第十一章《功和机械能》测试题(提高卷)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(2021·四川乐山·T6)下列实例中,没有对物体做功的是 ( )
2.(2021·浙江温州·T5)一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠如图,同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能( )
A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
3.(2021·四川南充·T6)2021年5月,“天问一号2探测器成功在火星着陆,下列有关“天问一号”的说法错误的是( )
A.“天问一号”与地面控制中心联系是通过电磁波传递信息
B.“天问一号”的太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能
C.“天问一号”在着陆火星减速下降过程中机械能不变
D.“天问一号”轨道修正需要发动机点火工作,说明力可以改变物体的运动状态
4.(2021·北京·T13)如图所示,质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动,运动得越来越慢。最后停在C点。下列说法中正确的是( )
A.木块在AB所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B.本块在BC段运动得越来越慢,是由于木块受到的摩擦力越来越大
C.本块在BC段运动得越来越慢,是由于木块的机械能转化为内能,机械能逐渐减小
D.木块在AB段运动得越来越快,木块的机械能越来越大,机械能没有转化为内能
5.(2021·河南·T12)为迎接 2022 年北京冬奥会,运动员积极训练。关于图中的项目,下列说法正确的是( )
A.跳台滑雪运动员在下落过程中,重力对运动员做功
B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中,运动状态不变
C.花样滑冰运动员向前滑行,是由于受到惯性的作用
D.掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
6.(2021·江苏苏州·T12)如图,质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码,上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q,将它们由静止释放,在物块P下落到地面的过程中,P、Q间细线拉力大小为F。(细线重力及各处的摩擦均不计,钩码落地后不弹起)( )
A.钩码落地前,的机械能增大
B.钩码落地前,的机械能增大
C.钩码落地后,的机械能不变
D.钩码落地后,的机械能减小
7.(2021·浙江衢州·T5)如图所示,物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是( )
B.C.D.
8.(2021·山东东营·T8)5月19日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火屋,这标志着我国首台火星车“祝融号”开启探索之旅。下列表述与实际不相符的是( )
A.火星车表面铺设“纳米气凝胶”板,是利用了该材料密度极小、导热性极差的属性
B.火星车上安装的“蝴蝶型”太阳能帆板可将太阳能转化为电能
C.着陆器在临近火星表面悬停时,它受到的力一定是平衡力
D.着陆器下降至着陆点的过程中,动能变大,重力势能变小,机械能变小
9.(2021·湖北十堰·T9)某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是( )
A.F甲<F乙,W甲<W乙 B.F甲>F乙,W甲>W乙
C.F甲=F乙,W甲<W乙 D.F甲=F乙,W甲=W乙
10.(2021·湖北武汉·T6)如图所示,运动员迎着飞来的足球奔跑,腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是( )
A. 运动员在跑步阶段运动状态不变,在腾空阶段运动状态改变
B. 足球与运动员相互作用的过程中,足球的弹性势能逐渐增大
C. 足球从被顶出至刚落地的过程中,足球机械能减小,内能增大
D. 足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力
二、填空题(每空2分,共32分)
1.(2021·湖北武汉·T13) 2021年4月29日,中国天宫空间站天和核心舱发射成功,标志着我国空间站时代已经到来。如图所示,天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行,不受空气阻力,因此机械能守恒。
(1)天和核心舱与地面控刚中心通过电磁波传递信息,电磁波______(填“能”或“不能”)在真空中传播;
(2)天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中,天和核心舱的动能______(填“减小”“增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”);
(3)若天和核心舱在1min内运行的路程是456km,则它的平均速度是______m/s。
2.(2021·黑龙江龙东·T18)如图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)的重力为10N,所受支持力为8N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为______J,支持力做功为______J。
3.(2021·黑龙齐齐哈尔·T18)在水平地面上工人师傅沿水平方向推重300N的木箱做直线运动,木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为100N,则在这段时间(4s~8s)内,木箱受到的推力的功率是___________W,8s~10s内木箱受到的摩擦力是___________N(忽略空气阻力)。
4.(2021·四川攀枝花·T20)如图所示为游乐园过山车的轨道示意图,过山车从高处加速滑下的过程中,轨道对车的支持力______(选填“不”或“要”)做功,过山车重力势能______(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
5.(2021·辽宁阜新·T11)如图所示,小明将篮球向篮框抛出,说明力可以改变物体的 ____ ;球离手后,由于 ___ 继续向上运动;球在上升到最高点的过程中,动能转化为 _____ 能。
6.(2021·四川泸州·T19)如图,一个箱子静止在水平地面,小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m,小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后,小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动,小明的推力做功_______J,此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。
7.(2021·江苏连云港·T16)人骑电动自行车下坡时重力势能_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中,机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。刹车后很快停了下来,发现刹车片很烫,这是通过________的方式改变刹车片的内能。
三、实验题(每空1分,共12分)
1.小李同学想要利用如图所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
(1)在探究“动能的大小与速度的关系”时,应保持小车的 相同,让小车从斜面上 (选填“相同”或“不同”)的高度滑下,以不同的速度推动木块移动。
(2)本实验运用了两种研究方法:一是 ,二是转换法。就本题来说用木块 来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块,就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示,他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上,让小车分别从斜面上由静止滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
(3)每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是:使小车到达水平面时具有相同的 。
(4)实验发现,小车在玻璃面上运动的距离最远,说明小车受到的阻力最 ,进一步推理得出:如果小车运动时不受阻力,小车将做 运动。
2.(2021·天津·T23)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
(提出问题)汽车的动能大小跟什么因素有关?
(猜想假设)由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟______有关;
由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟______有关。
(进行实验)他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越______;
(分析论证)分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:______;(2分)
(实践应用)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车______(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
四、计算题(每小题7分,共14分)
1.(2021·浙江金华·T10)金义东(金华一义乌一东阳)线是金华轻轨的首条线路,全长约108千米,该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤图”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨,停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米,最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题:
(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停,则从金华到东阳共需要多少小时?
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为多少?
(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时,所受阻力为车重的0.04倍,此时该列车的功率为多少瓦?
2.(2021·四川成都·T27)“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用,标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组(图)从成都东站驶出,用时54min抵达乐山站,成都东站到乐山站的路程是135km。求:
(1)该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h?
(2)该动车组在平直铁路上以5×104N的牵引力匀速前进1.5km,牵引力做功为多少?
五、综合能力题(每小题4分,共8分)
1.(2021·陕西·T23)暑假期间,小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
(1)全家人上车后,汽车对水平地面的压强比空载时______;
(2)若该车在某段水平路而上匀速行驶10min,牵引力做功4.8×107 J,此过程中牵引力的功率是多大?(____)
(3)到达目的地,他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时,打开车门发现车内温度特别高,无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响,他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验,实验测得太阳暴晒下,3~5 min车内温度就能达到40~50℃。通过回看该节目,他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据:夏天正午时,某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约500 J。其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射,其能量约占太阳辐射能量的一半。小汽车的有效吸热面积约为8 m2 ,车内空气体积约为2m3,车内空气吸热效率约为50%;
①小明根据节目所给数据,计算出了理论上一定时间内车内空气升高的温度,并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响,综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上1 min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气=1.3kg/m3,c空气=1.0×103J/(kg·℃),结果保留一位小数];(____)
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间,请你写出一条缓解车内气温快速上升的措施:______。
2.(2021·山东潍坊·T18)阅读短文,回答问题:
“长五”助力,“天和"巡天
2021年4月29日,搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运裁火箭,在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火薪是新一代运载火箭,它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料,液氢温度为-253℃,液氧为183℃。在塔架上未起飞前,这些燃料在与外界空气接触时,火箭侧壁会冒出“白雾”,在“点火”口令下达后,重达800多吨的火箭拔地而起,火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰,约490s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后,末级火箭与核心舱分离,末级火箭再入大气层,与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。
进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT-100型霍尔电推系统,该设备将太阳能先转化为电能,再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼,它的光电转换效率高达50%以上,而传统的晶硅电池只有20%左右,此外,砷化钾电池还具有很好的耐温性,在250℃高温下也能正常工作。天和号核心舱目前翼展长是13m,未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m。到那时,“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。
(1)火箭在塔架上未起飞前,侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气______产生的;
(2)末级火箭绝大部分烧蚀销毁过程,火箭的机械能一部分转化为______;
(3)“点火”发射时,使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为______N;
(4)建成后的“天宫”号空间站,太阳能电池接收太阳能的最大功率为______kW。