2023年山东省九年级物理中考模拟试题分项选编:功和机械能
一、单选题
1.(2023·山东泰安·统考一模)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙,物体的速度v与时间t的关系如图丙,以下说法正确的是( )
①0~2秒,物体处于静止状态,是因为推力小于摩擦力
②2~4秒,物体受到的摩擦力为2N
③2~4秒,物体做匀速直线运动
④4~6秒,推力F做的功为16J
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
2.(2023·山东泰安·统考一模)如图所示的情境中,力对物体做功的是( )
A. 用力向前推车,没有推动 B. 用力搬石头,没有搬动
C. 用力将杠铃从地面举过头顶 D. 用力提着滑板,水平前行
3.(2023·山东菏泽·统考一模)21届足球世界杯已于2018年6月14日在俄罗斯莫斯科拉开帷幕,在足球赛场涉及很多物理知识.下列说法中正确的是( )
A.踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了摩擦力的作用
B.足球在空中下落过程中,动能转化为重力势能
C.静止在场地上的足球受到的重力和它对地面的压力是对平衡力
D.守门员将足球踢出,守门员没有对足球做功
4.(2023·山东济宁·统考二模)关于课本插图的注释,下列说法错误的是( )
A. 探究声音传播的条件
B. 探究物重与质量的关系
C. 探究二力平衡的条件
D. 探究影响动能大小的因素
5.(2023·山东泰安·统考一模)小明用弹簧测力计拉动木块,使它沿同一水平木板滑动,如图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.木块两次具有的动能一样大
B.两次拉力对木块做的功一样多
C.木块第一次受到的拉力较大
D.第一次拉力对木块做功的功率较大
6.(2023·山东泰安·统考一模)如图所示,质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上,AB的距离等于BC的距离。木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C,AB过程中加速运动,BC过程中匀速运动。下列说法中( )
①木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
②水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
③木块在AB段与桌面有摩擦,它的机械能逐渐减小
④水平拉力F在AB段的功率小于在BC段的功率
A.只有①④正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②④正确
7.(2023·山东济南·统考一模)如图所示,绳子吊着小球从A点释放,小球会摆动到B点再摆动到C点,再从C点摆回到A点不考虑一切阻力因素。下列说法正确的是( )
A.小球在B点时动能最大
B.小球从A点到B点过程中动能转化为重力势能
C.若小球刚好到达B点时所有外力消失,小球将静止
D.小球在C点的机械能大于在B点的机械能
8.(2023·山东聊城·统考二模)如图为北京冬奥会高速摄影机记录的苏端鸣在比赛中,从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的 ( )
①他从起跳到最高点的过程中,动能逐渐转化成重力势能
②他起跳后到达最高点时,机械能最大
③他从空中下落过程中,重力做功越来越快
④他从起跳到落地的整个过程中,机械能是守恒的
A.只有③④ B.只有①② C.只有②④ D.只有①③
9.(2023·山东聊城·统考一模)如图所示,将铁锁用绳子悬挂起来,拉到自己的鼻子附近,松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中,下列说法正确的是( )
A.绳子对铁锁的拉力一直做功,且做功的功率发生变化
B.铁锁在来回摆动过程中,其运动状态一直在发生变化
C.铁锁从最高处向下摆动时,重力势能增大,动能减小
D.铁锁上升最大高度逐渐降低,说明机械能守恒
10.(2023·山东滨州·统考一模)2022年2月15日,滑雪运动员苏翊鸣在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台的项目中夺得第一名,为我国摘得第6金。大跳台的场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分。运动员从高为50m的高台起滑,沿着助滑区滑行而下,冲上起跳台起跳,完成空翻、转体、抓板等各种技术动作后着陆,最终滑向终点区停下来。关于大跳台项目中的运动现象,下列说法中正确的是( )
A.站立在高台上时,运动员所受重力与台面对他的支持力是一对平衡力
B.运动员沿助滑区下滑时,他的重力势能越来越大
C.运动员从起跳台起跳腾空后,不受重力作用
D.运动员到达终点区不能立刻停下来是由于受到阻力的作用
11.(2023·山东聊城·统考一模)在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A.运动员上升到最高点时重力势能为零
B.运动员下降过程中机械能增大
C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能
D.运动员弹离蹦床后,上升的过程中弹性势能转化为动能
二、多选题
12.(2023·山东济南·统考一模)“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”。关于诗句中涉及到的物理知识,下列说法正确的是( )
A.“水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香”中“水晶帘动”说明力可以改变物体的运动状态
B.“悬崖勒马收缰晚”中的“收缰晚”是因为正在奔跑的马由于惯性很难立即停下来
C.“晨兴理荒秽,带月荷锄归”中的“荷锄归”人扛着锄头水平路面上前进时人对锄头做功
D.“水皆缥碧,千丈见底,游鱼细石,直视无碍”,看到水中游鱼细石是光的折射
三、填空题
13.(2023·山东临沂·统考模拟预测)2022年2月4日冬奥会开幕式,北京将一张亮丽的科技名片交给了世界。
(1)开幕式上,400名演员手持发光杆进行表演,发光杆中的光源是LED,它发出的白光其实是由红、绿、______三种光混合而成的,LED是______材料(选填“半导体”或“超导体”);
(2)五星红旗经过全国各民族、各行业的176名代表的传递被郑重地交给国旗班……。在传递国旗过程中,以国旗为参照物,站在地面不动的传旗手是______的;(选填“静止”或“运动”)
(3)在国旗传递时,小男孩用小号吹响嘹亮深情的《我和我的祖国》响彻全场,“响彻全场”主要是用来描述声音的______;
(4)假如“五环破冰”是真实的,冰被雕刻过程中,冰的______(选填“质量”或“密度”)一定不变;五环拔地而起的过程中,五环的______(选填“动能”或“重力势能”)一定增大;奥运五环的总质量约3t,经过43s奥运五环被升至13m高,则拉力对奥运五环所做的功是______J,拉力的功率是______W。(g取10N/kg,结果保留整数)
14.(2023·山东济南·统考一模)如图所示,顺时针旋转的足球可以绕过“人墙”射入球门,这是因为足球左侧的空气流速比右侧的空气流速小,形成向________(选填“左”或“右”)的压力差。三级跳远运动员在比赛中先助跑一段距离后才起跳,这样做可以增大运动员的________,起跳速度更大,从而跳的更远。
15.(2023·山东临沂·统考一模)《民法典》明确规定:禁止从建筑物中抛掷物品。由此,拒绝高空抛物不再是一种倡议,而是正式成为法律层面的一项禁止性规定。一个重0.5N的鸡蛋从20m高处加速下落的过程中,不计空气阻力,鸡蛋的重力势能转化为_________能,鸡蛋的惯性_________(选填“保持不变”、“越来越大”或“越来越小”),鸡蛋的重力做功_________J。用手水平托着鸡蛋,鸡蛋的重力和_________是一对平衡力。
16.(2023·山东济南·统考一模)如图所示为北京冬奥会的“雪飞天”——首钢滑雪大跳台,这个世界上首例水久性保留使用的滑雪大跳台将变身为服务大众的体育主题公园。当运动员腾空跃起后在空中下落的过程中,他的动能与势能的转化情况是_______,运动员脚下宽大的滑雪板增大了受力面积。以此_______防止运动员陷入雪中。
17.(2023·山东淄博·统考一模)如图所示,橡皮筋两头分别固定在罐子两端,中间系一个钩码,就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出,橡皮筋的弹性势能 ______ (填“变大”“不变”或“变小”);魔罐能自动滚回来,滚回的过程中 ______ 能转化为 ______ 能。
四、实验题
18.(2023·山东济南·统考一模)如图,摆线长L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向的夹角。
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的___________无关;
(2)小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图所示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验中通过___________反映小球撞击木块C前的动能大小;如图乙、丙所示实验中,可得出初步结论:___________。
19.(2023·山东淄博·统考一模)斜面相关的实验探究。
(1)如图所示,在探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验中,第一次是让质量较大的小车从斜面某一高度由静止开始滑下,第二次是让质量较小的小车从斜面的同一高度由静止开始滑下,发现质量较大的小车将小木块推得较远,由此可知:___________相同的物体,___________越大,它的动能越大。两次实验中,木块移动过程中受到的摩擦力大小关系是f1___________f2(选填“>”、“<”或“=”);
(2)在(1)实验装置基础上,添加毛巾、玻璃可以完成探究“阻力对物体运动的影响”的实验,为了便于推理,以下水平面材料放置顺序符合该实验研究方法的是___________ ;
A.木板、玻璃、毛巾 B.木板、毛巾、玻璃
C.毛巾、玻璃、木板 D.毛巾、木板、玻璃
观察小车滑下后在不同表面上运动的距离。可得:小车受到的阻力越小,运动的路程越 ___________。进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持___________状态;
上述实验结论是在分析实验现象的基础上,经过科学推理得出的。下列实验探究过程与之相同的是___________。(选填字母)
A.用光线来描述光的径迹和方向
B.通过水流来初步认识电流
C. 探究声音能否在真空中传播
D.根据压强计U形管的液面高度差判断液体压强的大小
五、计算题
20.(2023·山东济南·统考一模)2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车如图所示,该车排放物是水,不产生任何污染物,是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设我国产氢燃料电池车总质量为4×103kg,轮胎与地面总的接触面积为0.4m2。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是1000N,匀速行驶了28km的路程,求该测试过程中氢燃料电池车:已知g取10N/kg。
(1)牵引力做的功;
(2)氢燃料电池车静止在水平地面上时对地面的压强是多少?
21.(2023·山东淄博·统考一模)如图所示是一艘依靠太阳能驱动的船,其排水量是60t。在一次航行中,从某一时刻开始, 太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图乙所示 (g取10N/kg),求:
(1)这艘船满载时受到的浮力;
(2)船在航行过程中,第50~100s内牵引力做的功;
(3)该船漂浮在水面时,船舱某处距水面5m,水对该处产生的压强。
22.(2023·山东济宁·统考一模)图中某智能机器人的质量为80kg,其轮子与水平地面接触的总面积为。在水平地面上工作时,该机器人匀速直线移动的速度为1m/s,所受阻力是机器人重力的0.05倍。求:(取)
(1)机器人对水平地面的压强;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动10s,此过程中牵引力做的功。
23.(2023·山东济宁·统考一模)如图所示是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,与地面的总接触面积为0.03m2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶过程中机器人受到的阻力为车重的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)消防机器人静止在水平面上时对地面的压强;
(2)消防机器人牵引力做的功。
24.(2023·山东德州·统考一模)如图甲所示,有一底面积为0.01m2,质量为3kg的正方体物块,在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示,已知物块在2~4s的运动距离为2m。求:
(1)物块静止时对水平面的压强;
(2)在2~4s物块受到的摩擦力;
(3)在前6s内,拉力F做的功。
25.(2023·山东临沂·统考模拟预测)绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t,罐体有效容积为8m3 ,该喷洒车从水源地装满水后,沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地,行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104 N,车轮与地面的总接触面积为0.4m2,g取10N/kg。求喷洒车从水源地到目的地:
(1)所用的时间;
(2)牵引力所做的功;
(3)对水平地面的压强。
26.(2023·山东泰安·统考一模)如图甲所示是使用汽车打捞湖水中重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水底一个质量分布均匀的正方体重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动。图乙是此过程中汽车拉力F随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力、绳重、滑轮摩擦和湖水深度的变化,已知湖水的密度是1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)湖水的深度;
(2)湖水对湖底的压强;
(3)重物的密度;
(4)整个打捞过程中汽车拉力的最小功率。
27.(2023·山东淄博·统考一模)如图所示,是某电动叉车匀速抬升石材的情景。电动叉车将1500kg石材完成一次最大起升高度,用时30s,电动叉车的部分项目参数如下表。(g=10N/kg)
项目 参数
额定载重(kg) 1500
最大起升高度(m) 3
空载行驶速度(km/h) 5
空载质量(kg) 720
轮胎接地总面积(m2) 0.08
求:
(1)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强;
(2)电机对石材做功的功率。(不考虑能量损失)
28.(2023·山东泰安·统考一模)雾炮车(又称多功能抑尘车)是利用高压原理向空气中喷洒颗粒格外细小的水雾,除去空气中过多的尘埃。如图所示,某型号雾炮车自身质量为10t,其水箱最多能装10t水,为了方便清洗,水箱底部有一个排水孔,排水孔盖子的面积约为100cm2,已知g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)当水箱装满水时,雾炮车车轮与地面的总接触面积为0.8m2,则雾炮车装满水静止时,对水平地面的压强为多大?
(2)当水箱中水的深度为1.2m时,排水孔盖子受到水的压力为多大?
(3)当装满水的雾炮车在水平路面上以3m/s的速度匀速行驶时,雾炮车的功率是多大?(已知雾炮车行驶时所受阻力为车总重的0.02倍)
29.(2023·山东临沂·统考模拟预测)2022年2月24日,俄罗斯对乌克兰采取了特别军事行动。如图是俄罗斯投入战场的T-90M主战坦克,坦克最高公路速度60km/h,任务战备总质量52t,每条履带接地面积2m2,坦克采用额定功率1130马力(1马力=735W)的柴油发动机。g取10N/kg。
(1)求坦克停在基地水平路面上时对路面的压力和压强;
(2)某次任务,基地到目的地的距离为90km,坦克从基地到达目的地,最快需要多长时间?
(3)任务中,坦克以额定输出功率并以最高公路速度匀速行驶时,求坦克受到地面摩擦力?
参考答案:
1.D
【详解】①.由v﹣t图象可知,0~2秒,物体没有推动,物体处于平衡状态,受到的摩擦力与推力是一对平衡力,所以f=F,故①错误;
②③.由v﹣t图象可知,在4s~6s物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由F﹣t图象可知在4s~6s拉力F=2N,由平衡条件可得滑动摩擦力
f=F=2N
由v﹣t图象可知,物体在2~4秒做加速直线运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力。而压力和接触面的粗糙程度都不变,物体受到的摩擦力仍是2N,故②正确,③错误;
④.由v﹣t图象可知,在4s~6s物体运动的速度v=4m/s,由得,4s~6s物体运动的距离为
s=vt=4m/s×(6s﹣4s)=8m
则4~6秒推力F做的功为
W=Fs=2N×8m=16J
故④正确。
故选D。
2.C
【详解】A.用力向前推车,没有推动,人对车有力的作用,但车没有通过距离,所以力对车不做功,故A不符合题意;
B.用力搬石头,没有搬动,人对石头有力的作用,但石头没有移动距离,所以力对石头不做功,故B不符合题意;
C.用力将杠铃从地面举过头顶,人对杠铃有一个力的作用,且杠铃在力的方向上通过了距离,所以力对杠铃做了功,故C符合题意;
D.提着滑板在水平路面上前行,此过程中力与距离的方向垂直,所以力对滑板不做功,故D不符合题意。
故选C。
3.A
【详解】A. 踢出的足球在场地上慢慢停下来是因为受到了摩擦力的作用,即力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B. 足球在空中下落过程中,高度降低,速度增大,由重力势能转化为动能,故B错误;
C. 静止在场地上的足球,受到的重力和它对地面的压力,二力方向都是向下的,且作用于两个物体,不是对平衡力,故C错误;
D. 守门员将足球踢出,守门员对足球有力的作用,且足球在力的方向通过了距离,符合做功的条件,做了功,故D错误;
故选A.
点睛:注意牢记二力平衡的条件:二力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、且作用在同一个物体上.特别是作用于一个物体,与相互作用力不同,要分辨清楚.
4.D
【详解】A.逐渐抽出真空罩内的空气,听到的铃声会变弱,据此推理可知,真空不能传声,故A正确,不符合题意;
B.弹簧测力计可以测量物体的重力,增大物体的质量,用弹簧测力计测量物体重力的大小,可以探究重力与质量的关系,故B正确,不符合题意;
C.物体M放置在光滑的木板上,通过两侧的定滑轮连接物体,可以探究二力平衡条件,故C正确,不符合题意;
D.探究动能的影响因素时,通过观察木块被撞击后移动的距离来反映动能的大小,所以应控制水平面的粗糙程度相同,故D错误,符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.在s-t图像中,斜率越大,木块运动的速度越大,由图可知,第一次木块运动的速度较大,木块的质量不变,所以第一次木块具有的动能大,故A错误;
BC.由于滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两次拉动同一木块的过程中,木块对木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,故两次运动过程中木块受到的滑动摩擦力相等;由图可知,木块两次都是做匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等,即两次拉力相同,根据W=Fs可知,两次拉力相同,但两次木块通过的距离关系未知,所以无法比较其做功大小,故BC错误;
D.由s-t图像可知,第一次木块运动的速度较大,而木块所受的拉力不变,根据
可知,第一次拉力对木块做功的功率大;故D正确。
故选D。
6.D
【详解】①木块在段做加速运动,木块受力不平衡,则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小,即fAB<F,木块在段做匀速运动,此时木块受力平衡,则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小,即fAB<F;因水平拉力F大小不变,所以木块在AB段受到的摩擦力小于木块在BC段的摩擦力,故①错误;
②木块在AB段和BC段运动的距离相等,拉力F是恒力,则根据W=Fs可知,水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功,故②正确;
③木块在AB段做加速运动,则木块的动能增大;木块的高度不变,质量不变,则木块的势能不变;因机械能等于动能与势能之和,所以木块在AB段的机械能逐渐增大,故③错误;
④由题知,木块在AB段做加速运动,在BC段做匀速运动,整个过程中速度的变化是连续的即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动,所以木块在AB段的平均速度小于BC段的速度;拉力F是恒力,则根据公式P=Fv可知,水平拉力在AB段的功率小于在B段的功率,故④正确。
故选。
7.A
【详解】A.小球在点时质量不变,速度是最大的,动能最大,故A正确;
B.小球从A点到B点过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,故B错误;
C.若小球刚好到达B点时所有外力消失,此时的小球具有一定的速度,根据牛顿第一定律可知,小球将做匀速直线运动,故C错误;
D.不考虑一切阻力因素,小球的机械能是守恒的,所以小球在C点的机械能等于在B点的机械能,故D错误。
故选A。
8.D
【详解】①他从起跳到最高点的过程中,他的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,是动能逐渐转化成重力势能,故①正确;
②他起跳后到达最高点时,由于存在空气阻力,克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,所以在最高点时的机械能不是最大,故②错误;
③他从空中下落过程中,速度越来越大,重力不变,根据
可知,重力做功的功率越来越大,即重力做功越来越快,故③正确;
④他从起跳到落地的整个过程中,克服摩擦或空气阻力做功,机械能转化为内能,所以机械能是不守恒的,故④错误。
故选D。
9.B
【详解】A.铁锁来回摆动的过程中,没有在拉力的方向上通过距离,绳子的拉力没有做功,所以做功的功率为0,故A错误;
B.摆动过程中,铁锁的速度大小和运动方向会发生变化,其运动状态一定发生变化,故B正确;
C.铁锁从最高处向下摆动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减少;质量不变,速度变大,动能增大,故C错误;
D.铁锁自由摆动的过程中,因为阻力作用,所以机械能最终会转化铁锁和空气的内能,即机械能不守恒,但总的能量保持不变,故D错误。
故选B。
10.A
【详解】A.站立在高台上时,运动员处于平衡状态,所受重力与台面对他的支持力符合二力平衡条件,二力是一对平衡力,故A正确;
B.运动员沿助滑区下滑时,其质量不变,高度不断变小,所以他的重力势能越来越小,故B错误;
C.运动员从起跳台起跳腾空后,仍然受重力的作用,故C错误;
D.运动员到达终点区不能立刻停下来是由于运动员具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故D错误。
故选A。
11.C
【详解】A.运动员上升过程高度变大,重力势能增加,在最高点时重力势能最大,故A错误;
BC.运动员在空中下落过程中(未接触蹦床前),不计空气阻力,重力势能转化为动能,机械能不变,故B错误,C正确;
D.运动员离开蹦床后上升过程中,上升的过程中动能转化为重力势能,故D错误。
故选C。
12.ABD
【详解】A.“水晶帘动”是因为有风吹动改变了帘的运动状态,说明力可以改变物体的运动状态,故A正确;
B.“收缰晚”中是由于马具有惯性还要保持原来的运动状态向前运动,所以到达悬崖后不能立即停下来,故B正确;
C.“荷锄归”人扛着锄头水平前进时人对锄头施加的力竖直向上,锄头在力的方向上没有移动距离,人对锄头没有做功,故C错误;
D.在岸上看到水中的游鱼细石,是游鱼细石反射的光由水中斜射入空气中时发生了折射,人眼看到的是虚像,因此看到的游鱼细石是光的折射现象。故D正确。
故选ABD。
13. 蓝 半导体 运动 响度 密度 重力势能 3.9105 9070
【详解】(1)[1]红、绿、蓝是色光的三原色,白光是由红、绿、蓝三种色光混合而成。
[2]LED是由半导体材料制成。
(2)[3]以国旗为参照物时,人和国旗的距离在变化,可知传旗手相对于国旗是运动的。
(3)[4]响彻全场说明声音的响度大。
(4)[5]冰在雕刻过程中质量逐渐减小,密度是物质本身的一种属性,和物质的种类有关,则冰的密度一定不变。
[6]影响重力势能大小的因素有物体的质量和高度,影响动能大小的因素有物体的质量和速度,五环拔地而起的过程中质量不变,速度不变而高度在变大,可知五环的重力势能一定增大。
[7]五环的质量
m=3t=3000kg
五环在上升过程中为匀速运动,受平衡力作用,此时拉力等于重力,大小为
F=G=mg=3000kg10N/kg=3104N
提升高度h=13m时,拉力做的功为
W=Fh=3104N13m=3.9105J
[8]所用时间t=43s,可知拉力的功率为
即拉力的功率为9070W。
14. 右 动能
【详解】[1]流体流速越大的地方,压强越小。足球左侧的空气流速比右侧的空气流速小,则足球左侧的空气压强大于右侧空气压强,使足球受到向右的压力差,改变了足球的运动轨迹。
[2]助跑使运动员的动能增大,起跳后由于惯性还要保持原来的运动状态,从而提高成绩。
15. 动 保持不变 10 支持力
【详解】[1]不计空气阻力,下落过程中,鸡蛋的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,因此重力势能转化为动能。
[2]物体的惯性只与质量有关,鸡蛋的质量不变,惯性不变。
[3]重力对鸡蛋所做的功为
W=Gh=0.5N×20m=10J
[4]用手水平托着鸡蛋,鸡蛋处于平衡状态,竖直向下的重力和手对鸡蛋竖直向上的支持力是一对平衡力。
16. 势能转化为动能 减小压强
【详解】[1]运动员腾空跃起后在空中下落的过程中质量不变,速度增大、动能增大,高度减小、势能减小,故是势能转化为动能。
[2]滑雪板做的比较宽大,是为了增大受力面积来减小压强,防止运动员陷入雪中。
17. 变大 弹性势 动
【详解】[1]罐子开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,橡皮筋发生形变,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,橡皮筋的弹性势能变大。
[2][3]罐子滚回来橡皮筋弹性势能变小,罐子动能变大,弹性势能转化为动能。
18. 质量 木块在水平面上移动的距离 质量相同时,物体的速度越大,动能越大
【详解】(1)[1]由静止同时释放A、B两球,两球的质量不同,观察到它们始终并排摆动且同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小均相同,说明速度大小与小球的质量无关。
(2)[2]本实验通过小球撞击木块,根据木块C在水平面上移动的距离判断小球动能大小,采用的方法是转换法。
[3]乙、丙两图小球的质量相同,悬线与竖直方向的夹角,所以丙图小球的速度更大,图丙中木块C滑行得更远,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
19. 速度 质量 = D 远 匀速直线运动 C
【详解】(1)[1][2]小车滑下的高度相同,小车到达水平面的速度相同,根据实验现象可知速度相同的物体,质量越大,动能越大。
[3]木块对接触面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,木块移动过程中受到的摩擦力不变,则f1=f2。
(2)[4][5][6]水平面材料放置顺序是毛巾、木板、玻璃,接触面越光滑,小车受到的阻力越小,运动的路程越远。
故选D。
[7]进一步推理可知:若小车运动时所受阻力为零,小车将保持匀速直线运动,这是推理法。用光线来描述光的径迹和方向,这是模型法;通过水流来初步认识电流,这是类比法;探究声音能否在真空中传播,这是推理法;根据压强计U形管的液面高度差判断液体压强的大小,这是转换法。
故选C。
20.(1)2.8×107J;(2)1×105Pa
【详解】解:(1)因为氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力
牵引力做的功
(2)氢燃料电池车静止在水平地面上时对地面的压力
车静止在水平地面上时对地面的压强
答:(1)牵引力做的功是2.8×107J;
(2)氢燃料电池车静止在水平地面上时对地面的压强是1×105Pa。
21.(1) 6×105N;(2) 2×106J;(3) 5×104Pa
【详解】解:(1)排水量是船满载时排开水的质量
m排=60t=60×103kg=6×104kg
根据阿基米德原理可得船满载时受到的浮力
F浮=G排=m排g=6×104kg×10N/kg=6×105N
(2)由图乙可知,在第50s~100s内,船匀速行驶,速度v=0.5m/s,行驶时间
t=100s﹣50s=50s
由可得船行驶的距离
s=vt=0.5m/s×50s=25m
由图甲可知,在第50s~100s内,船的牵引力F=8×104N,则牵引力做的功
W=Fs=8×104N×25m=2×106J
(3)船舱某处所处的深度h=5m,水对该处产生的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
答:(1)这艘船满载时受到的浮力为6×105N;
(2)船在航行过程中,第50~100s内牵引力做的功及功率分别为2×106J;
(3)水对该处产生的压强5×104Pa。
22.(1)1.6×106Pa;(2)40N;(3)400J
【详解】解:(1)机器人的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
在水平地面上工作时,机器人对水平地面的压力
F=G=800N
机器人对水平地面的压强
(2)机器人在水平地面受到的阻力
f=0.05G=0.05×800N=40N
机器人匀速直线运动时,机器人在水平方向上受力平衡,则机器人的牵引力
F牵=f=40N
(3)此过程中牵引力做的功
W=F牵s=F牵vt=40N×1m/s×10s=400J
答:(1)机器人对水平地面的压强为1.6×106Pa;
(2)机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力为40N;
(3)机器人在水平地面上匀速直线移动30s,此过程中牵引力做的功为400J。
23.(1)2×105Pa;(2)21600J
【详解】解:(1)消防车对地面的压力
F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
消防机器人静止在水平面上时对地面的压强
(2)消防机器人受到的牵引力
F=f=0.02G=0.02×6000N=120N
消防机器人行走的路程
s=vt=3m/s×60s=180m
消防机器人牵引力做的功
W=Fs=120N×180m=21600J
答:(1)消防机器人静止在水平面上时对地面的压强2×105Pa;
(2)消防机器人牵引力做的功21600J。
24.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)物块对水平面压力
物块对水平面的压强
(2)由图象可知物块在4~6s做匀速直线运动,摩擦力f与拉力F大小相等,即
物块运动过程压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力不变。所以2~4s物块受到的摩擦力
(3)0~2s物块处于静止状态拉力不做功,已知物块在2~4s运动的距离,2~4s拉力F做的功
物块在4~6s内运动的距离
4~6s拉力F做的功
前6s拉力F做的功
答:(1)物块静止时对水平面的压强是;
(2)在2~4s物块受到的摩擦力是6N;
(3)在前6s内,拉力F做的功是42J。
25.(1)180s;(2)4.05×107 J;(3)
【详解】解:(1)由得,所用的时间
(2)因为匀速,所以牵引力等于阻力为1.5×104 N,牵引力所做的功
(3)由得,水质量为
;
喷洒车载满水时的总质量为
喷洒车载满水时的总重力为
对水平地面的压强
。
答:(1)所用的时间180s;
(2)牵引力所做的功4.05×107 J;
(3)对水平地面的压强3.5×105Pa。
26.(1)6m;(2)6×104Pa;(3)3×103kg/m3;(4)2000W
【详解】解:(1)由图乙可知从开始提升重物到重物完全露出水面所用的时间t1=60s,忽略湖水深度的变化,湖水的深度
h=s=vt1=0.1m/s×60s=6m
(2)湖水对湖底的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa
(3)由图乙可知,重物上表面刚露出水面到下表面刚露出水面所用的时间
t2=60s﹣50s=10s
重物的边长
l=vt2=0.1m/s×10s=1m
正方体重物的体积
V=l3=(1m)3=1m3
由图乙可知,重物的重力
G=F2=3×104N
由G=mg可知,重物的质量
则重物的密度
(4)由
可知,速度恒定时,拉力最小时汽车的功率最小,当重物浸没在水中时,排开水的体积最大,重物受到的浮力最大,由力的平衡条件可知,此时汽车的拉力最小,重物浸没在水中时排开水的体积
V排=V=1m3
重物受到浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N
则汽车的最小拉力
F最小=G﹣F浮=3×104N﹣1×104N=2×104N
整个打捞过程中汽车拉力的最小功率
P最小=F最小v=2×104N×0.1m/s=2000W
答:(1)湖水的深度为6m;
(2)湖水对湖底的压强为6×104Pa;
(3)重物的密度为3×103kg/m3;
(4)整个打捞过程中汽车拉力的最小功率为2000W。
27.(1)9104Pa;(2)1500W
【详解】解:(1)空载的电动叉车静止时对水平地面的压力为
F=G1=m1g=720kg10N/kg=7200N
空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为
(2)石材的重力为
G=mg=1500kg10N/kg=15000N
电动叉车匀速抬升石材时,电机对石材做的功为
W=Gh=15000N3m=45000J
电机对石材做功的功率为
答:(1)空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为9104Pa;
(2)电机对石材做功的功率为1500W。
28.(1)2.5×105Pa;(2)120N;(3)1.2×104W
【详解】解:(1)雾炮车满载静止时车对水平地面的压力为
则雾炮车满载静止时车对水平地面的压强为
(2)排水孔盖子受到水的压强为
由可知,排水孔盖子受到水的压力为
(3)因为雾炮车在水平路面上匀速行驶,所以,由二力平衡条件可知,雾炮车的牵引力为
则雾炮车的功率为
答:(1)雾炮车装满水静止时,对水平地面的压强为2.5×105Pa;
(2)当水箱中水的深度为1.2m时,排水孔盖子受到水的压力为120N;
(3)当装满水的雾炮车在水平路面上以3m/s的速度匀速行驶时,雾炮车的功率是1.2×104W。
29.(1)5.2×105N;1.3×105Pa;(2)1.5h;(3)49833N
【详解】解:(1)坦克停在基地水平路面上时对路面的压力为
F=G=mg=52×103kg×10N/kg=5.2×105N
所以坦克停在基地水平路面上时对路面的压强为
(2)坦克从基地到达目的地最快时间为
(3)由
可知,行驶过程中发动机的牵引力为
因为坦克匀速行驶,所以行驶过程中坦克受到的摩擦力与发动机的牵引力是平衡力,
所以行驶过程中坦克受到的摩擦力为
f=F=49833N
答:(1)坦克停在基地水平路面上时对路面的压力为5.2×105N,压强为1.3×105Pa;
(2)某次任务,基地到目的地的距离为90km,坦克从基地到达目的地,最快需要1.5h;
(3)任务中,坦克以额定输出功率并以最高公路速度匀速行驶时,坦克受到地面摩擦力为49833N。