第十章 功和机械能（专项训练）物理北师大版（北京）2024八年级全一册

第十章 功和机械能（B卷•专项卷）（原卷版） 一、力是否做功的判断（共6小题） 二、功和功率大小的比较（共5小题） 三、功和功率的简单计算（共4小题） 四、功和功率的综合计算（共6小题） 五、动能与势能（共6小题） 六、机械能其及转化（共6小题） 七、功、功率与机械能的综合（共5小题） 八、动能与势能的大小影响因素（共5小题） 九、功和机械能的科普阅读题（共4小题） 一、力是否做功的判断（共4小题） 1．（2024春•海淀区期末）如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　） A．用力搬石头没有搬动 B．人将重物从地面拉到高处 C．人推一块大石头没有推动 D．人抱箱子沿水平方向运动 2．（2024春•顺义区期末）关于做功，下列说法正确的是（　　） A．人推地面上的箱子没推动，人的推力做了功 B．人推着箱子在水平地面上运动，人的推力做了功 C．人推着箱子在水平地面上运动，箱子所受重力对箱子做了功 D．人推着箱子在水平地面上运动，箱子所受支持力对箱子做了功 3．（2024春•昌平区期末）下列有关力做功的说法中，正确的是（　　） A．把书包从地面上提起来，提书包的力没有做功 B．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 C．挂在屋檐上的灯笼静止时，灯笼受到的拉力做了功 D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功 4．（2024•大兴区期末）如图所示为某人推着购物车在水平地面上匀速运动的情境。下列关于做功的判断中正确的是（　　） A．地面的支持力对购物车做了功 B．重力对购物车做了功 C．人的推力对购物车做了功 D．购物车对地面的压力对购物车做了功 5．（2024•西城区期中）如图所示为起重机吊起重物的情境，下列说法中正确的是（　　） A．重物在空中保持静止的过程中，起重机对重物做了功 B．重物匀速上升的过程中，起重机对重物做了功 C．重物沿水平方向匀速运动的过程中，起重机对重物做了功 D．重物沿水平方向匀速运动的过程中，重力对重物做了功 6．（2024•北京）某同学玩滑板车时的情境如图所示，一开始，人用力蹬地，人和滑板车一起向前运动；停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来。下列说法正确的是（　　） A．人用力蹬地，使滑板车向前运动的过程中，人对滑板车没有做功 B．人停止蹬地后，人和滑板车还能继续向前运动，是因为他们受到惯性的作用 C．人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，不再受到力的作用 D．人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢的过程中，其运动状态发生改变 二、功和功率的大小比较（共5小题） 1．（2024春•东城区期末）有两台机械甲和乙，甲的功率为162kW，乙的功率为128kW，下列说法正确的是（　　） A．甲一定比乙做功多 B．乙一定比甲做功多 C．甲一定比乙做功快 D．相同时间内，乙一定比甲做功多 2．（2024•连云港）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 3．（2024春•顺义区期中）举重是我国的优势体育项目，在抓举时，两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起，一位运动员将杠铃举起1.8m，对杠铃所做的功为W1，功率分别为P1；另一位运动员将杠铃举起1.9m，对杠铃所做的功为W2，功率为P2，则下列关系式中正确的是（　　） A．W1＜W2 B．W1＝W2 C．P1＞P2 D．P1＝P2 4．（2024春•昌平区期末）如图所示，小明和小红两人站在阳台上，分别从地面向阳台提升沙土。小明和小红所提沙土的质量均为5kg，将沙土从地面竖直向上匀速提升的高度均为3m，小明用了0.5min，小红用了1min，小明对沙土所做的功为W1、功率为P1，小红对沙土所做的功为W2、功率为P2，绳子和小桶的质量忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A．W1＞W2，P1＞P2 B．W1＜W2，P1＞P2 C．W1＝W2，P1＝P2 D．W1＝W2，P1＞P2 5．（2024春•通州区期末）周末，小明和小华去爬山。他们从山脚下同一地点同时出发，沿着不同路径上山（小明走的道路比较陡峭，但是路程短，小华走的道路比较平缓，但是路程长），同时到达山顶。已知，小明的质量为45kg，小华的质量为60kg。则下列说法正确的是（　　） A．小明克服自身重力所做的功比较多 B．他们克服自身重力所做的功一样多 C．小华克服自身重力做功的功率比较大 D．小明克服自身重力做功的功率比较大 三、功和功率的简单计算（共4小题） 1．（2024春•顺义区期末）王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为10秒。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（　　） A．3000W B．300W C．30W D．3W 2．（2024春•通州区期中）双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一，它的动作过程为：双手分别握杠，两臂支撑在双杠上，肘关节慢慢弯屈，同时肩关节伸屈，使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻，两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸，如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于（　　） A．10W B．60W C．180W D．400W 3．（2024春•通州区期末）如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（　　） A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W 4．（2024春•西城区期末）如图所示，起重机吊着重9×104N的物体，在30s内把重物沿着竖直方向匀速提升2m。在这一过程中，起重机对重物竖直方向上的拉力做功 　 　J，拉力的功率是 　 　W。 四、功和功率的综合计算（共6小题） 1．（2024春•顺义区期末）一个质量为m＝0.2kg的苹果，从距地面h＝1.8m高的树枝上自由落下，经t＝0.6s落到地面，g取10N/kg。求： （1）此过程中重力对苹果做的功； （2）此过程中重力做功的功率。 2．（2024春•丰台区期末）如图所示，重为10N的物体，由静止从离地面20m高处竖直落向地面，用时2s。在物体下落过程中，求： （1）重力对物体做的功W； （2）重力对物体做功的功率P。 3．（2024春•昌平区期末）某部电梯将小明同学以0.4m/s的速度匀速从三层提升至五层，若每层楼高均为3m，小明的质量为50kg，g取10N/kg，求： （1）电梯的支持力对小明所做的功W； （2）电梯的支持力对小明做功的功率P。 4．（2024春•石景山区期末）如图所示，一物体重为100N，在大小为20N的水平拉力F的作用下，10s内沿水平方向匀速移动了6m。则在这个过程中，求： （1）物体的重力做的功； （2）拉力F做的功； （3）拉力F的功率。 5．（2024春•朝阳区期末）小阳家所住的居民楼共有22层，每层楼高3m，小阳家住11层。一天，小阳放学后乘电梯回家，电梯运行20s直接到达11层。已知小阳所受重力为600N，电梯的部分参数如图所示，电梯的速度与载人多少无关，假设电梯匀速直线运动。求： （1）电梯对小阳所做的功。 （2）电梯满载时对人做功的功率。（g取10N/kg） 6．（2023春•昌平区期末）工人师傅驾驶如图所示的叉车搬运货物，叉车对物体竖直向上的力F将重为1.5×104N的货箱匀速举起2m，所用时间为5s。求： （1）力F对箱子做的功W； （2）力F对箱子做功的功率P。 五、动能与势能（共6小题） 1．（2024春•大兴区期末）高山滑雪具有惊险、优美、自如、动感强、魅力大、可参与面广的特点，被人们视为滑雪运动的精华和象征，如图所示。在运动员加速下坡的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动能增大，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能减小，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 2．（2024秋•海淀区月考）关于重力势能，下列说法正确的是（　　） A．大铁锤的重力势能一定比小铁球的重力势能大 B．大铁锤的重力势能可能比小铁球的重力势能小 C．大铁锤的重力势能不可能为0 D．小铁球的质量如果较小，它就不具有重力势能 3．（2024•绥化）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 4．（2024秋•西城区期中）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连，打开扣环，人在A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．弹性绳的弹性势能在B点时最大 B．到达B点时，弹性绳处于原长位置 C．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能增加 D．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 5．（2024•房山区期末）如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（　　） A．滚摆上升过程中，它的重力势能减小，动能增加 B．滚摆下降过程中，它的动能减小，重力势能增加 C．实验过程中滚摆会逐渐停下来，说明能量不守恒 D．这个实验说明动能和重力势能可以相互转化 6．（2024•通州区期末）在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样：一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。考虑摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．乙球的重力势能先变小后变大 B．甲球所受重力对甲球做的功比乙球所受重力对乙球做的功少 C．甲球所受重力对甲球做功比乙球所受重力对乙球做功慢 D．甲球的重力势能全都转化成了动能 六、机械能及其转化（共6小题） 1．（2024秋•海淀区期中）巴黎奥运会羽毛球比赛中，中国组合郑思维、黄雅琼夺得金牌，羽毛球离开球拍上升过程中，分析正确的是（　　） A．重力势能不变 B．机械能保持不变 C．重力势能增大 D．动能增加 2．（2024秋•海淀区期末）如图所示，一个小球以初速度v沿着粗糙曲面从A点向D点运动，其中B点和D点的高度相同。下列说法正确的是（　　） A．小球在B点和D点的动能相等 B．小球在A点和C点的机械能相等 C．小球从A点运动到C点的过程中，其重力势能增大 D．小球从C点运动到D点的过程中，其机械能减小 3．（2024•安徽）如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落，则从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（　　） A．动能一直增大 B．重力势能一直减小 C．机械能保持不变 D．机械能一直增大 4．（2024•海淀区期末）第十四届全国冬季运动会于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪U型场地上进行训练时，由A点运动到C点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是（　　） A．运动员在C点时的动能最大 B．运动员从A点运动到B点的过程中，所受重力不做功 C．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能增加 D．运动员从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 5．（2024•西城区开学）《清明上河图》生动记录了中国十二世纪北宋都城东京（今河南开封）的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况，是北宋时期都城汴京当年繁荣的见证，也是北宋城市经济情况的写照。如图所示为《清明上河图》中一个人正在荡秋千的场景，下列判断中正确的是（　　） A．运动到最高点时，她的动能为零，重力势能最大 B．运动到最低点时，她的动能最大，重力势能也最大 C．从最高点到最低点的过程中，她的动能转化为重力势能 D．在荡秋千的整个过程中，她的机械能的总和不变 6．（2024春•通州区期末）如图甲所示为游乐园中过山车运行的情景，图乙是用小球和轨道模拟过山车某段运行过程的示意图，小球从A点由静止释放，沿轨道先后经过B、C、D三点，最后到达E点时小球的速度为零。已知B、D两点的高度相等，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点的重力势能大于其在D点的重力势能 B．小球通过B点时的速度大于其通过D点时的速度 C．小球从A点运动到C点的过程中，重力势能增加，动能减小 D．小球从A点运动到E点的过程中，机械能保持不变 七、功、功率与机械能的综合（共5小题） 1．（2024春•房山区期中）如图所示的是跳伞运动员打开降落伞后下落的情景。若运动员在某一段时间内的运动看作是竖直向下的匀速运动，则运动员在这段时间内，下列说法中正确的是（　　） A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变 C．运动员的机械能不变 D．运动员所受重力不做功 2．（2024春•延庆区期中）如图所示，将木块放在被压缩的弹簧旁，释放弹簧，木块被弹出后沿水平地面运动一段距离停下来。下列说法中正确的是（　　） A．弹簧对木块的弹力使木块由静止变为运动 B．木块运动时重力对木块做了功 C．弹簧的弹性势能全部转化为木块的动能 D．木块最终停下来是由于失去弹簧的弹力作用 3．（2024•临沂）2024年春晚舞蹈诗剧《锦鲤》的演员们，既是一群活泼的少女，又是一群嬉戏的“锦鲤”，“灵性相通”的意象直击观众心底的柔软和纯真。如图所示，在威亚的拉力作用下，整齐划一地匀速上升的演员们（　　） A．是相对运动的 B．机械能不断增大 C．所受合力竖直向上 D．所受拉力不做功 4．（2024春•房山区期中）一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在B点的动能大于在C点的动能 B．小球在B点的重力势能小于在C点的重力势能 C．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率 5．（2024•通州区期中）如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧，原长在O点。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是（　　） ①图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力 ②因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的机械能守恒 ③图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性 ④对比图甲和图乙，说明力可以使物体发生形变 ⑤图丙中释放小球后，在小球上升过程中，小球所受重力做功先变快后变慢 A．①②③ B．①和④ C．④和⑤ D．只有④ 八、动能与势能的大小影响因素（共5小题） 1．（2024秋•海淀区校级月考）利用如图所示装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向夹角为α时松手，小球摆动到最低点，撞击水平木板上的木块，木块水平向右运动，记下木块移动的距离s。将小球拉到不同角度，改变α的大小，然后自由释放，重复实验，记录实验数据。 （1）本实验探究的问题是小球的动能大小与 　 　的关系。 （2）实验中通过观察 　 　来反映小球的动能大小。 2．（2024春•通州区期中）实验桌上有质量不同的长方体物块A和B（A的质量小于B的质量），两个完全相同且装有细沙的容器、两个完全相同的小桌及刻度尺等，小明用以上器材探究“重力势能和物体质量的关系”。 小明先让物块A从h高度由静止自由下落到平放在细沙表面的小桌上，实验过程及现象如图甲所示；然后让物块B从H（H＞h）高度由静止自由下落到平放在细沙表面的小桌上，实验过程及现象如图乙所示。 请回答如下问题： （1）实验中，通过观察桌腿下陷的深度判断 　 　（填“小桌”或“物块”）的重力势能的大小。 （2）小明实验中存在主要问题是：　 　。 3．（2024秋•东城区校级期中）某同学猜想物体的动能大小可能与物体的质量和速度有关，为了验证猜想，他设计了图中甲、乙两组对比实验。他让小钢球从同一斜面由静止开始滚下，并将静止在水平面上的木块撞出一段距离s，实验情景分别如图中甲、乙所示。 （1）上述实验中物体的动能是指 　 　（选填字母） A．小钢球撞击木块时的动能 B．小钢球撞击木块后的动能 C．小木块被钢球撞击后的动能 （2）他用图甲上下两图所示的对比实验是为了验证物体的动能与 　 　有关； （3）他用图乙上下两图所示的对比实验不能验证其另外一个猜想，主要原因是：　 　。 4．（2024•海淀区开学）小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为mA＜mB＜mC，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题： （1）实验中通过 　 　来反映铁块重力势能的大小； （2）比较 　 两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关； （3）比较甲、丙、丁三次的实验结果可知：　 　。 5．（2024秋•海淀区期中）在探究物体重力势能的大小与哪些因素有关的实验中，小亮设计了如图所示的实验。在容器中装入适量的细砂，将木质小桌放在平整的细砂上，将铁块置于木质小桌正上方，各次实验中铁块从图中水平虚线处由静止释放，铁块自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动，并使桌腿陷入细砂中相应的深度。A、B、C三个铁块的质量关系为mA＜mB＜mC，甲、乙、丙、丁四次实验中，桌腿陷入细砂中的深度依次增大（图中未画出，铁块下落的高度远大于桌腿陷入细砂中的深度），请回答下列问题： （1）实验中通过 　 　来反映铁块重力势能的大小。 （2）若要探究物体重力势能的大小与物体被举高的高度是否有关，应选择 　 　（填实验序号）两次实验。 （3）小亮利用乙、丙、丁三次实验，探究“物体重力势能的大小与质量的关系”，他的探究中存在的问题是 　 　。 九、功和机械能的科普阅读题（共4小题） 1．（2024•海淀区二模）请阅读《龙骨翻车》并回答问题。 龙骨翻车 陆游在《春晚即景》中写道：“龙骨车鸣水入塘，雨来犹可望丰穰。”诗中的龙骨车即为龙骨翻车，因其结构形如长龙骨架而得此名，是一种用于排水和灌溉的机械。龙骨翻车约始于我国东汉时期，三国时期的机械大师马钧予以改进，之后一直在农业上发挥着巨大的作用。 如图甲所示，龙骨翻车的主体由两部分组成，一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等；二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨翻车通体由木质板材构成，并大部分采用椁接和链接结构，简单的材料、成熟的技艺，使龙骨翻车很容易制作。 龙骨翻车在工作时主要利用链轮传动原理，即当主动轴旋转时，链条与固定在主动轴上的链轮相咬合，从而带动固定在从动轴上的链轮旋转，使从动轴获得动力。如图乙所示，小龙头轴及刮水板浸入低处的水中，人握住扶手用脚踏动脚踏板，驱动大龙头轴（主动轴）转动，带动链条（由刮水板等组成）运动，进而带动小龙头轴（从动轴）转动，这一过程中刮水板将水带入车桶内，板叶刮水上行，将低处的水刮传至高处的农田中，实现灌溉。 如图甲、乙所示的龙骨翻车是用脚踩驱动的，称为脚力翻车。根据龙骨翻车驱动力的不同，还有手摇驱动的手摇翻车、流水驱动的水转翻车、风力驱动的风力翻车等。相比之下，脚力翻车较为轻便、易于搬运、对环境要求低、取水效率高，在农业灌溉中使用最广。 龙骨翻车在我国已使用了近两千年，目前仍然有地区在用其灌溉，劳动人民的智慧历经千年洗练，仍然闪耀着光芒! 请根据上述材料，回答下列问题： （1）龙骨翻车在工作时主要是利用了 　 　原理。除文中提到的龙骨翻车外，请再列举一个生活中利用这一原理的实例：　 　。 （2）某次使用龙骨翻车灌溉面积为2000m2的稻田，使稻田的平均水深达到0.2m，灌溉过程中水被龙骨翻车提升的高度为2m，则龙骨翻车对水做的功至少为 　 J。（不计水渗透和蒸发等损耗，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 2．（2024秋•海淀区月考）请根据材料回答下列问题。 “更立西江石壁，截断巫山云雨，高峡出平湖”，这是毛泽东在《水调歌头游泳》中对于三峡大坝的宏伟设想，而今这一愿望得以实现。三峡大坝位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内，工程包括主体建筑物及导流工程两部分，全长约3335m，坝顶高程185m。工程于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线修建成功。兴建三峡工程的首要目标是防洪，同时还有发电、通航、枯水期补水、调节生态等多方面的功能。 2020年6月8日在长江主汛期来临前夕，三峡大坝上游水位已消落至防洪限制水位145m，提前腾出全部防洪库容。入汛以来，通过长江流域的控制型水库群发挥联合调度的拦蓄调控，在7月第3号洪水来临时，三峡水库水位从7月25日的约158.5m持续上涨，至7月29日，最高涨至将近163.5m。三峡水库避免了上游洪水与洞庭湖洪水叠加，有效缓解了长江中下游防洪压力，对长江2020年第3号洪峰产生有效拦截。 在大坝的左、右两侧有水电站厂房，机组单机额定容量70万千瓦。左岸山体内还有永久船闸和升船机。永久船闸为双线五级连续梯级船闸，可通过万吨级船队。爬升式垂直升船机，一次过船规模为3000吨级，最大垂直升降高度113m，上升速度约为0.1m/s，是世界上规模最大、技术难度最高的升船机项目。吨级的大型客轮过坝时间由通过永久船闸的3.5h缩短为约40min，使长江黄金水道通航效益及社会经济效益得以充分发挥。 三峡工程是中华民族在三峡谱写的一首新的民族之歌，世界第一的三峡大坝和世界上最大的水电站以及通航建筑物，成为新的世界奇观。 （1）三峡工程包括主体建筑物及 　 　两部分； （2）从2020年6月8日到7月29日，水对三峡大坝底部的压强 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）升船机提升船只时对船做功的最大功率约为 　 　W。（g取10N/kg） 3．（2024秋•海淀区月考） 嫦娥首登月背 玉兔二巡广寒 2019年1月3日，透过“嫦娥四号”探测器相机的镜头，人们第一次近距离看到了月球背部的模样。 当天10时26分，中国“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星，传回了世界上第一张近距离拍摄的月背影像图。 上午9时许，“嫦娥四号”从月球正面上空出发，一路掠过“阿波罗”“勘测者”“嫦娥三号”等探月“前辈”踏足过的地方，向着月球北极飞行。越过月球北极，“嫦娥四号”朝着目的地月球背面南极﹣艾特肯盆地奔去。 10时15分，“嫦娥四号”行至离月面上方15km处，开始实施动力下降。一声点火号令，发动机喷出尾焰，探测器的速度从1.7km每秒开始不断降低，并逐步降到零。透过探测器携带的相机镜头，地球上的人们看到，艾特肯盆地的轮廓越来越清晰了。在距离月面6～8公里处，探测器进行快速姿态调整，距离月球越来越近了，悬停，避障，缓速垂直下降…… 10时26分，在惊心动魄的690秒后，嫦娥四号探测器正式抵达最终目的地，稳稳地着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地内的冯•卡门撞击坑里。“‘嫦娥四号’顺利到达最理想的着陆地点，可以说是正中靶心，”嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲说，“‘嫦娥四号’任务最关键的一个阶段已经结束，这标志着中国完全掌握了月背着陆技术。” 嫦娥四号探测器由着陆器和巡视器组成。着陆成功后，两器随即进行分离，分别执行科学探测任务。15时07分，两器分离开始，22时22分，被命名为“玉兔二号”的巡视器踏上了月球表面，着陆器上的相机清晰地拍摄到她“踏月留痕”的影像图。之后，“玉兔二号”顺利完成了中继星链路连接、有效载荷开机、两器分离、巡视器月午休眠及唤醒、两器互拍等任务。 1月11日，从距离地球38万多公里的月球上，传来带有五星红旗的两器互拍影像图，人类首个月背软着陆和巡视探测任务宣告圆满成功。 世界范围内，人类探索月球的活动大致可分为“探”“登”“驻（住）”三个阶段。当前，中国月球探测工程以无人探测为主，瞄向“月之暗面”的“嫦娥四号”是人类探索月球迈出的创新一步。 （1）嫦娥四号探测器由着陆器和 　 　组成。 （2）探测器在15km处到悬停的过程中机械能如何变化，请写出分析过程。 　 　。 4．（2024秋•通州区期末）阅读《科学重器——重离子加速器》一文，回答问题： 科学重器——重离子加速器 六十年代初，以杨澄中先生为代表的一批科学家，从北京来到条件非常艰苦的甘肃兰州，怀着笃定的信念和创新开拓的决心，在兰州建成了一台大型重离子回旋加速器，当初重离子加速器选址兰州，不仅是因为地处西北腹地比较安全，更重要的是为氢弹研制提供实验数据。 重离子加速器是指用来加速比α粒子（氦原子核He2+）质量大的离子加速器，有时也可用来加速质子（氢原子核H+）。重离子加速器利用一定形态的电磁场将重离子加速，形成速度高达几千、几万米每秒乃至接近光速的高能量的重离子束，用以轰击原子核、原子、分子、固体晶格甚至是生物细胞，从而达到不同的科学目的。对于同一加速器来说，在相同电压下，对离子加速一次，被加速的离子所带的电荷量越大（所带电荷越多），电场对该离子做的功就越多，离子获得的能量就越多。如果用q表示某种离子所带的电荷量、U表示一重离子加速器的电压、E表示该离子获得的能量，它们之间的关系式可以写成E＝qU。 重离子加速器分为直线型和回旋型两种，它不仅是科学家认识物质深层结构的重要工具，而且在工农业生产、医疗卫生、科学技术、国防建设等各个方面也都有重要而广泛的应用。在杨澄中身上，老一辈科学家那股强烈的责任感和爱国情怀已成为鲜明的时代烙印。但他们艰苦奋斗、勇于创新的科研精神却鼓舞着一批又一批的年轻人。 请根据文章内容，回答以下问题： （1）60年代，重离子加速器选址在西北地区是为 　 　提供实验数据。 （2）α粒子（氦原子核He2+，带两个单位的正电荷）和质子（氢原子核H+，带一个单位的正电荷）通过相同电压的加速器，　 　（选填“α粒子”或“质子”）获得的能量多。并说明原因：　 　。 （3）请你提出一条可以提高重离子能量的可行办法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章 功和机械能（B卷•专项卷）（解析版） 一、力是否做功的判断（共6小题） 二、功和功率大小的比较（共5小题） 三、功和功率的简单计算（共4小题） 四、功和功率的综合计算（共6小题） 五、动能与势能（共6小题） 六、机械能其及转化（共6小题） 七、功、功率与机械能的综合（共5小题） 八、动能与势能的大小影响因素（共5小题） 九、功和机械能的科普阅读题（共4小题） 一、力是否做功的判断（共4小题） 1．（2024春•海淀区期末）如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　） A．用力搬石头没有搬动 B．人将重物从地面拉到高处 C．人推一块大石头没有推动 D．人抱箱子沿水平方向运动 【答案】B 【解析】A、人用力搬石头，没有搬动，只有力，没有距离，故人对物体没有做功，故A错误； B、人将重物从地面拉到高处，拉力方向向上，距离的方向也向上，故人对物体做功，故B正确； C、人推一块大石头没推动，只有力，没有距离，故人对物体没有做功，故C错误； D、人抱箱子沿水平方向做匀速直线运动，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，在力的方向上没有移动距离，故人没有做功，故D错误。故选：B。 2．（2024春•顺义区期末）关于做功，下列说法正确的是（　　） A．人推地面上的箱子没推动，人的推力做了功 B．人推着箱子在水平地面上运动，人的推力做了功 C．人推着箱子在水平地面上运动，箱子所受重力对箱子做了功 D．人推着箱子在水平地面上运动，箱子所受支持力对箱子做了功 【答案】B 【解析】A、人推地面上的箱子没推动，箱子在人的推力作用下没有产生距离，所以不做功，故A错误； B、人推着箱子在水平地面上运动，有力作用在箱子上，箱子在力的方向上通过了距离，所以人的推力做了功，故B正确； C、人推着箱子在水平地面上运动，箱子没有在重力的方向上移动距离，所以重力对箱子不做功，故C错误； D、人推着箱子在水平地面上运动，箱子没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对箱子不做功，故D错误。故选：B。 3．（2024春•昌平区期末）下列有关力做功的说法中，正确的是（　　） A．把书包从地面上提起来，提书包的力没有做功 B．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 C．挂在屋檐上的灯笼静止时，灯笼受到的拉力做了功 D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功 【答案】B 【解析】A、把书包从地面上提起来，提书包的力没有做功，书包在该力的方向上通过了距离，提书包的力做功，故A错误； B、用水平力推着购物车前进，购物车受到推力作用，且在该力的方向上通过了距离，推车的力做了功，故B正确； C、挂在屋檐上的灯笼静止时，灯笼受到拉力作用，但没有在该力的方向上通过了距离，灯笼受到的拉力没有做功，故C错误； D、书静止在水平桌面上，书受到支持力作用，但没有在该力的方向上通过了距离，书受到的支持力没有做功，故D错误。故选：B。 4．（2024•大兴区期末）如图所示为某人推着购物车在水平地面上匀速运动的情境。下列关于做功的判断中正确的是（　　） A．地面的支持力对购物车做了功 B．重力对购物车做了功 C．人的推力对购物车做了功 D．购物车对地面的压力对购物车做了功 【答案】C 【解析】A、购物车没有在地面的支持力的方向上移动距离，支持力对购物车没有做功，故A错误； B、购物车没有在重力的方向上移动距离，重力对购物车没有做功，故B错误； C、购物车在推力的作用下通过了距离，推力对购物车做了功，故C正确； D、购物车对地面的压力作用在地面上，不会对购物车做功，故D错误。 故选：C。 5．（2024•西城区期中）如图所示为起重机吊起重物的情境，下列说法中正确的是（　　） A．重物在空中保持静止的过程中，起重机对重物做了功 B．重物匀速上升的过程中，起重机对重物做了功 C．重物沿水平方向匀速运动的过程中，起重机对重物做了功 D．重物沿水平方向匀速运动的过程中，重力对重物做了功 【答案】B 【解析】A、起重机给重物一个向上的力，重物向上没有移动距离，起重机对重物没有做功，故A符合题意； B、重物匀速上升的过程中，起重机对重物施加了力，重物在力的方向上移动了距离，起重机对重物做了功，故B符合题意； C、重物沿水平方向匀速运动的过程中，重物没有在力的方向上移动距离，起重机对重物没有做功，故C不符合题意； D、重物沿水平方向匀速运动的过程中，没有在重力的方向上移动距离，重力对重物没有做功，故D不符合题意。 故选：B。 6．（2024•北京）某同学玩滑板车时的情境如图所示，一开始，人用力蹬地，人和滑板车一起向前运动；停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢，最终停下来。下列说法正确的是（　　） A．人用力蹬地，使滑板车向前运动的过程中，人对滑板车没有做功 B．人停止蹬地后，人和滑板车还能继续向前运动，是因为他们受到惯性的作用 C．人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，不再受到力的作用 D．人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢的过程中，其运动状态发生改变 【答案】D 【解析】A、人用力蹬地，使滑板车向前运动的过程中，人对滑板车有力的作用，滑板车在力的方向上通过一段距离，人对滑板车做功，故A错误； B、人停止蹬地后，人和滑板车由于惯性还能继续向前运动，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故B错误； C、人停止蹬地后，人和滑板车继续向前运动的过程中，还受到重力和阻力作用，故C错误； D、人停止蹬地后，人和滑板车运动得越来越慢的过程中，运动速度发生改变，其运动状态发生改变，故D正确。 故选：D。 二、功和功率的大小比较（共5小题） 1．（2024春•东城区期末）有两台机械甲和乙，甲的功率为162kW，乙的功率为128kW，下列说法正确的是（　　） A．甲一定比乙做功多 B．乙一定比甲做功多 C．甲一定比乙做功快 D．相同时间内，乙一定比甲做功多 【答案】C 【解析】AB、由W＝Pt可知，做功的多少由功率和时间共同决定，甲的功率比乙的功率大，但是时间长短不确定，所以甲乙做功多少无法比较，故AB错误； C、甲的功率大，甲做功一定比乙做功快，故C正确； D、乙的功率小，由W＝Pt可知，相同时间内，乙一定比甲做功少，故D错误。故选：C。 2．（2024•连云港）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 【答案】C 【解析】因为用相同的力移动相同的距离，根据W＝Fs可知它们两次做功相等，所用时间相同，根据P得到功率的大小相同。 故选：C。 3．（2024春•顺义区期中）举重是我国的优势体育项目，在抓举时，两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起，一位运动员将杠铃举起1.8m，对杠铃所做的功为W1，功率分别为P1；另一位运动员将杠铃举起1.9m，对杠铃所做的功为W2，功率为P2，则下列关系式中正确的是（　　） A．W1＜W2 B．W1＝W2 C．P1＞P2 D．P1＝P2 【答案】A 【解析】由题可知，两运动员分别将杠铃举高1.9m和1.8m，运动员举起杠铃的重力相同， 因为举高1.9m的运动员比举高1.8m的运动员举得高，所以根据W＝Gh可知，W1＜W2； 因为两运动员举起杠铃的时间相同，所以根据P可知，P1＜P2。故选：A。 4．（2024春•昌平区期末）如图所示，小明和小红两人站在阳台上，分别从地面向阳台提升沙土。小明和小红所提沙土的质量均为5kg，将沙土从地面竖直向上匀速提升的高度均为3m，小明用了0.5min，小红用了1min，小明对沙土所做的功为W1、功率为P1，小红对沙土所做的功为W2、功率为P2，绳子和小桶的质量忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A．W1＞W2，P1＞P2 B．W1＜W2，P1＞P2 C．W1＝W2，P1＝P2 D．W1＝W2，P1＞P2 【答案】D 【解析】AB.小明和小红所提沙土的质量均为5kg，将沙土从地面竖直向上匀速提升的高度均为3m，所用的力和物体通过的距离都相等，根据W＝Gh可知，做的功相同。故AB错误。 CD.小明用了0.5min，小红用了1min，做相同的功，用的时间越短，根据P可知，功率越大。故C错误，D正确。故选：D。 5．（2024春•通州区期末）周末，小明和小华去爬山。他们从山脚下同一地点同时出发，沿着不同路径上山（小明走的道路比较陡峭，但是路程短，小华走的道路比较平缓，但是路程长），同时到达山顶。已知，小明的质量为45kg，小华的质量为60kg。则下列说法正确的是（　　） A．小明克服自身重力所做的功比较多 B．他们克服自身重力所做的功一样多 C．小华克服自身重力做功的功率比较大 D．小明克服自身重力做功的功率比较大 【答案】C 【解析】AB、小明的质量为45kg，小华的质量为60kg，根据G＝mg可知，小明的重力小于小华的重力； 升高的高度相同，根据W＝Gh＝mgh可知，小华克服自身重力所做的功比较多，故AB错误； CD、用时相同，根据P可知，小华克服自身重力做功的功率比较大，故C正确，D错误。 故选：C。 三、功和功率的简单计算（共4小题） 1．（2024春•顺义区期末）王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为10秒。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（　　） A．3000W B．300W C．30W D．3W 【答案】B 【解析】王小虎同学是学生体重约400N，一层楼高约4m，从一楼跑到三楼有两层楼高约8m；所用时间为10秒；则克服自己重力做功的功率P320W；所以B选项比较接近。 故选：B。 2．（2024春•通州区期中）双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一，它的动作过程为：双手分别握杠，两臂支撑在双杠上，肘关节慢慢弯屈，同时肩关节伸屈，使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻，两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸，如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于（　　） A．10W B．60W C．180W D．400W 【答案】B 【解析】中学生的体重约为600N，每次双杠屈臂伸上升的高度相当于人头的高度，约为0.25m， 则做一次双杠屈臂伸克服重力做功：W＝Gh＝600N×0.25m＝150J， 在30秒内完成12次屈臂伸，30s共做功：W总＝12×150J＝1800J 全过程克服重力做功的平均功率为：P60W。 故选：B。 3．（2024春•通州区期末）如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（　　） A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W 【答案】A 【解析】晓明上半身重力：Gmg50kg×10N/kg＝300N， 每仰卧起坐，克服重力做的功：W0＝Gh＝300N×0.3m＝90J， 则他在1min内克服重力做的总功：W＝50×W0＝50×90J＝4500J， 他在1min内克服重力做功的功率：P75W，故A正确。故选：A。 4．（2024春•西城区期末）如图所示，起重机吊着重9×104N的物体，在30s内把重物沿着竖直方向匀速提升2m。在这一过程中，起重机对重物竖直方向上的拉力做功 　 　J，拉力的功率是 　 　W。 【答案】1.8×105；6000 【解析】在这一过程中，起重机对重物竖直方向上的拉力做功W＝Gh＝9×104N×2m＝1.8×105J，拉力的功率P6000W。 四、功和功率的综合计算（共6小题） 1．（2024春•顺义区期末）一个质量为m＝0.2kg的苹果，从距地面h＝1.8m高的树枝上自由落下，经t＝0.6s落到地面，g取10N/kg。求： （1）此过程中重力对苹果做的功； （2）此过程中重力做功的功率。 【解析】（1）重力对苹果做的功：W＝Gh＝mgh＝0.2kg×10N/kg×1.8m＝3.6J； （2）重力做功的功率：P6W。 答：（1）此过程中重力对苹果做的功为3.6J； （2）此过程中重力做功的功率为6W。 2．（2024春•丰台区期末）如图所示，重为10N的物体，由静止从离地面20m高处竖直落向地面，用时2s。在物体下落过程中，求： （1）重力对物体做的功W； （2）重力对物体做功的功率P。 【解析】（1）重力做的功为W＝Gh＝10N×20m＝200J； （2）重力做功的功率为P100W。 答：（1）重力对物体做的功为200J；（2）重力对物体做功的功率100W。 3．（2024春•昌平区期末）某部电梯将小明同学以0.4m/s的速度匀速从三层提升至五层，若每层楼高均为3m，小明的质量为50kg，g取10N/kg，求： （1）电梯的支持力对小明所做的功W； （2）电梯的支持力对小明做功的功率P。 【解析】（1）小明匀速直线上升时，受到电梯的支持力与小明的重力平衡，大小相等，即： F＝G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 小明上升的距离相当于两层楼的高，即：s＝2h＝2×3m＝6m， 电梯的支持力对小明所做的功：W＝Fs＝500N×6m＝3000J； （2）电梯的支持力对小明做功的功率：PFv＝500N×0.4m/s＝200W。 4．（2024春•石景山区期末）如图所示，一物体重为100N，在大小为20N的水平拉力F的作用下，10s内沿水平方向匀速移动了6m。则在这个过程中，求： （1）物体的重力做的功； （2）拉力F做的功； （3）拉力F的功率。 【解析】（1）物体在水平方向运动，在重力方向上没有移动距离，即h＝0， 物体的重力做的功为：W＝Gh＝100N×0＝0J； （2）拉力F做的功为：W′＝Fs＝20N×6m＝120J； （3）拉力F的功率为：P12W。 答：（1）物体的重力做的功为0J； （2）拉力F做的功为120J； （3）拉力F的功率为12W。 5．（2024春•朝阳区期末）小阳家所住的居民楼共有22层，每层楼高3m，小阳家住11层。一天，小阳放学后乘电梯回家，电梯运行20s直接到达11层。已知小阳所受重力为600N，电梯的部分参数如图所示，电梯的速度与载人多少无关，假设电梯匀速直线运动。求： （1）电梯对小阳所做的功。 （2）电梯满载时对人做功的功率。（g取10N/kg） 【解析】（1）电梯对小阳做功时，上升的高度：h＝10×3m＝30m， 电梯对小阳所做的功：W＝Gh＝600N×30m＝1.8×104J； （2）电梯的速度：v1.5m/s， 满载时人的总重力：G满＝m满g＝800kg×10N/kg＝8000N， 根据PFv可得，电梯满载时对人做功的功率：P＝G满v＝8000N×1.5m/s＝1.2×104W。 答：（1）电梯对小阳所做的功为1.8×104J； （2）电梯满载时对人做功的功率为1.2×104W。 6．（2023春•昌平区期末）工人师傅驾驶如图所示的叉车搬运货物，叉车对物体竖直向上的力F将重为1.5×104N的货箱匀速举起2m，所用时间为5s。求： （1）力F对箱子做的功W； （2）力F对箱子做功的功率P。 【解析】（1）由题意可得，力F对箱子做的功为W＝Gh＝1.5×104N×2m＝3×104J； （2）力F对箱子做功的功率为P6000W。 答：（1）力F对箱子做的功W为3×104J； （2）力F对箱子做功的功率为6000W。 五、动能与势能（共6小题） 1．（2024春•大兴区期末）高山滑雪具有惊险、优美、自如、动感强、魅力大、可参与面广的特点，被人们视为滑雪运动的精华和象征，如图所示。在运动员加速下坡的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动能增大，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能减小，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 【答案】B 【解析】在运动员加速下坡的过程中，质量不变，速度变大，动能增大；质量不变，高度减小，重力势能减小。故选：B。 2．（2024秋•海淀区月考）关于重力势能，下列说法正确的是（　　） A．大铁锤的重力势能一定比小铁球的重力势能大 B．大铁锤的重力势能可能比小铁球的重力势能小 C．大铁锤的重力势能不可能为0 D．小铁球的质量如果较小，它就不具有重力势能 【答案】B 【解析】A、大铁锤比小铁球的质量大，但是题目中并没有提供关于两者的高度的关系，故不能判断出两者重力势能的大小关系，故A项是错误的。 B、由上面的分析可以知道，可能大铁锤重力势能的大，也可能小铁球的重力势能大，故B项是正确的。 C、重力势能是物体因为被举高而具有的能量，如果大铁锤不被举高的话，或者说大铁锤的相对高度为0，则大铁锤的重力势能为0，故C项是错误的。 D、小铁球的质量再小也不可能为0，所以，小铁球的重力势能不可能为0，故D项是错误的。 故选：B。 3．（2024•绥化）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能转化为重力势能 C．动能增大，重力势能减小 D．卫星的速度一直在减小 【答案】C 【解析】卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，速度大，卫星和地球的相对距离变小，势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确，ABD错误。故选：C。 4．（2024秋•西城区期中）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连，打开扣环，人在A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．弹性绳的弹性势能在B点时最大 B．到达B点时，弹性绳处于原长位置 C．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能增加 D．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 【答案】C 【解析】A、弹性绳在A点的弹性形变最大，故弹性绳的弹性势能在A点时最大，故A错误； B、到达B点时速度最大，此时弹力和重力相等，说明B点时弹性绳有形变，不是原长位置，故B错误； C、从A到B的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，故C正确； D、人从A到C的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加；AB段速度逐渐变大，动能逐渐变大；BC段速度逐渐变小，动能逐渐变小，故D错误。故选：C。 5．（2024•房山区期末）如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（　　） A．滚摆上升过程中，它的重力势能减小，动能增加 B．滚摆下降过程中，它的动能减小，重力势能增加 C．实验过程中滚摆会逐渐停下来，说明能量不守恒 D．这个实验说明动能和重力势能可以相互转化 【答案】D 【解析】A、滚摆上升过程中，它的质量不变，高度增加，重力势能增加；上升过程中动能转化成重力势能，动能减小，故A错误； B、滚摆下降过程中，它的高度降低，重力势能减小，重力势能转化成动能，动能增加，故B错误； C、实验过程中滚摆会逐渐停下来，机械能转化成内能，整个过程中能量守恒，但机械能不守恒，故C错误； D、滚摆下降过程中重力势能转化成动能，上升过程中动能转化成重力势能，这个实验说明动能和重力势能可以相互转化，故D正确。 故选：D。 6．（2024•通州区期末）在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样：一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。考虑摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．乙球的重力势能先变小后变大 B．甲球所受重力对甲球做的功比乙球所受重力对乙球做的功少 C．甲球所受重力对甲球做功比乙球所受重力对乙球做功慢 D．甲球的重力势能全都转化成了动能 【答案】C 【解析】由题意可知，两球的重力相同，最初的高度相同； A、下降过程中乙球的高度不断减小，速度越来越快，则乙球的重力势能一直减小，动能一直增大，故A错误； B、两球的重力相同，起点高度一样，终点高度也一样，则两球下落的高度相同，由W＝Gh可知，到最低点时两球重力所做的功相同，故B错误； C、下降过程中，乙先到达终点，则乙的速度大，两球的重力相同，根据P＝Fv可知，重力对乙球做功的功率比重力对甲球做功的功率大，即重力对甲球做功慢，重力对乙球做功更快，故C正确； D、考虑摩擦阻力，甲球的重力势能大部分转化成了动能，少部分转化为内能，故D错误。 故选：C。 六、机械能及其转化（共6小题） 1．（2024秋•海淀区期中）巴黎奥运会羽毛球比赛中，中国组合郑思维、黄雅琼夺得金牌，羽毛球离开球拍上升过程中，分析正确的是（　　） A．重力势能不变 B．机械能保持不变 C．重力势能增大 D．动能增加 【答案】C 【解析】羽毛球离开球拍上升过程中，速度越来越慢，动能越来越小，高度越来越高，重力势能越来越大，羽毛球上升过程中，受到空气的阻力，一部分机械能转化为内能，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 2．（2024秋•海淀区期末）如图所示，一个小球以初速度v沿着粗糙曲面从A点向D点运动，其中B点和D点的高度相同。下列说法正确的是（　　） A．小球在B点和D点的动能相等 B．小球在A点和C点的机械能相等 C．小球从A点运动到C点的过程中，其重力势能增大 D．小球从C点运动到D点的过程中，其机械能减小 【答案】D 【解析】A、小球从B运动到D的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在B点的机械能大于在D点的机械能，已知B和D两点的高度相同，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能+势能”可知，小球在B点的动能大于在D点的动能，故A错误； B、小球从A点到C点过程中，由于小球在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，机械能会转化为内能，小球的机械能会减小，所以小球在A点和C点的机械能不相等，故B错误； C、小球从A点到C点过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，故C错误； D、小球从C点到D点过程中，由于小球在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，机械能会转化为内能，小球的机械能会减小，故D正确。故选：D。 3．（2024•安徽）如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落，则从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（　　） A．动能一直增大 B．重力势能一直减小 C．机械能保持不变 D．机械能一直增大 【答案】B 【解析】根据题意可知，从开始下落到安全绳自然伸直的过程中，游客只受到重力的作用，因此速度越来越大；从安全绳自然伸直到游客受到的重力与弹性绳对游客拉力大小相等的过程中，重力大于弹性绳对游客拉力，因此速度越来越大；从游客受到的重力与弹性绳对游客拉力大小相等到游客到达的最低点的过程中，弹性绳对游客拉力大于重力，游客的速度开始减小，到游客到达的最低点时，速度为零； A、游客的动能先增大后减小，故A错误； B、从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的高度不断减小，则游客的重力势能一直减小，故B正确； CD、游客在运动过程中，要克服空气阻力，所以机械能在减小，故CD错误。 故选：B。 4．（2024•海淀区期末）第十四届全国冬季运动会于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪U型场地上进行训练时，由A点运动到C点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是（　　） A．运动员在C点时的动能最大 B．运动员从A点运动到B点的过程中，所受重力不做功 C．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能增加 D．运动员从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 【答案】C 【解析】A、运动员在C点时，高度最大，重力势能最大，而速度最小，动能最小，故A错误； B、运动员从A点运动到B点的过程中，在重力方向移动了距离，所受重力做功，故B错误； C、运动员从B点运动到C点的过程中，高度增大，故重力势能增加，故C正确； D、运动员从A点运动到B点的过程中，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，故D错误。 故选：C。 5．（2024•西城区开学）《清明上河图》生动记录了中国十二世纪北宋都城东京（今河南开封）的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况，是北宋时期都城汴京当年繁荣的见证，也是北宋城市经济情况的写照。如图所示为《清明上河图》中一个人正在荡秋千的场景，下列判断中正确的是（　　） A．运动到最高点时，她的动能为零，重力势能最大 B．运动到最低点时，她的动能最大，重力势能也最大 C．从最高点到最低点的过程中，她的动能转化为重力势能 D．在荡秋千的整个过程中，她的机械能的总和不变 【答案】A 【解析】A、运动到最高点时，她的质量不变，速度为零，动能为零；质量不变，高度最大，所以重力势能最大，故A正确； B、运动到最低点时，她的质量不变，速度最大，动能最大，此时高度最低，所以重力势能最小，故B错误； C、从最高点到最低点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变大，速度变大，动能变，她的重力势能转化为动能，故C错误； D、在荡秋千的整个过程中，由于存在空气的 阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能变小，故D错误。故选：A。 6．（2024春•通州区期末）如图甲所示为游乐园中过山车运行的情景，图乙是用小球和轨道模拟过山车某段运行过程的示意图，小球从A点由静止释放，沿轨道先后经过B、C、D三点，最后到达E点时小球的速度为零。已知B、D两点的高度相等，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点的重力势能大于其在D点的重力势能 B．小球通过B点时的速度大于其通过D点时的速度 C．小球从A点运动到C点的过程中，重力势能增加，动能减小 D．小球从A点运动到E点的过程中，机械能保持不变 【答案】B 【解析】A、小球的质量不变，小球在B点的高度等于其在D点的高度，所以小球在B点的重力势能等于其在D点的重力势能，故A错误； BD、小球从A点由静止释放，沿轨道先后经过B、C、D三点，最后到达E点时小球的速度为零，E点的高度小于A点的高度，所以小球在运动过程中机械能逐渐变小，小球在B点时的机械能大于在D点时的机械能，B、D两点的重力势能相同，所以小球在B点的动能大于在D点的动能，小球通过B点时的速度大于其通过D点时的速度，故B正确、D错误； C、小球从A点运动到C点的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，故C错误。 故选：B。 七、功、功率与机械能的综合（共5小题） 1．（2024春•房山区期中）如图所示的是跳伞运动员打开降落伞后下落的情景。若运动员在某一段时间内的运动看作是竖直向下的匀速运动，则运动员在这段时间内，下列说法中正确的是（　　） A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变 C．运动员的机械能不变 D．运动员所受重力不做功 【答案】A 【解析】ABC、运动员在一段时间内的运动可以看作是竖直向下的匀速运动，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故A正确，BC错误； D、下降过程受到重力，且在重力方向移动了距离，故重力做功，故D错误。 故选：A。 2．（2024春•延庆区期中）如图所示，将木块放在被压缩的弹簧旁，释放弹簧，木块被弹出后沿水平地面运动一段距离停下来。下列说法中正确的是（　　） A．弹簧对木块的弹力使木块由静止变为运动 B．木块运动时重力对木块做了功 C．弹簧的弹性势能全部转化为木块的动能 D．木块最终停下来是由于失去弹簧的弹力作用 【答案】A 【解析】A、弹簧对木块的弹力改变了木块的运动状态，使木块由静止变为运动，故A正确； B、木块运动时重力与木块运动的方向垂直，重力不做功，故B错误； C、弹簧的弹性势能部分转化为木块的动能，还有一部分转化为内能，故C错误； D、木块最终停下来是由于受到阻力的作用，故D错误。 故选：A。 3．（2024•临沂）2024年春晚舞蹈诗剧《锦鲤》的演员们，既是一群活泼的少女，又是一群嬉戏的“锦鲤”，“灵性相通”的意象直击观众心底的柔软和纯真。如图所示，在威亚的拉力作用下，整齐划一地匀速上升的演员们（　　） A．是相对运动的 B．机械能不断增大 C．所受合力竖直向上 D．所受拉力不做功 【答案】B 【解析】A、整齐划一地匀速上升的演员们彼此的位置并没有发生变化，是相对静止的，故A错误； B、整齐划一地匀速上升的演员们的质量没有变化，速度没有变化，动能不变；高度增加，重力势能增大，因此演员们机械能不断增大，故B正确； C、整齐划一地匀速上升的演员们受平衡力，所受合力为零，故C错误； D、演员们在拉力的作用下整齐划一地匀速上升，因此所受拉力做功，故D错误。 故选：B。 4．（2024春•房山区期中）一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在B点的动能大于在C点的动能 B．小球在B点的重力势能小于在C点的重力势能 C．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率 【答案】C 【解析】A、小球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大，排球在B点的动能小于在C点的动能，故A错误； B、小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。故B错误； C、已知AB＝BC，根据W＝Gh可知，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同，故C正确； D、由题意可知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据P可知，重力做功相同的情况下，BC段的时间短，所以BC段做功的功率大，故D错误。 故选：C。 5．（2024•通州区期中）如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧，原长在O点。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是（　　） ①图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力 ②因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的机械能守恒 ③图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性 ④对比图甲和图乙，说明力可以使物体发生形变 ⑤图丙中释放小球后，在小球上升过程中，小球所受重力做功先变快后变慢 A．①②③ B．①和④ C．④和⑤ D．只有④ 【答案】C 【解析】①图乙和丙中，圆筒对桌面的压力等于容器、弹簧和小球的总重力，所以两图中，圆筒对桌面的压力相等，故①错误； ②图乙中，小球在A点所受的弹力等于重力，那么图丙中，小球在B点所受的弹力大于重力，从B点向上运动的过程中所受的弹力减小，在弹力等于重力前，速度增大，高度增大，质量不变，则动能及重力势能都增大，所以小球的机械能变大，故②错误； ③图丙中，小球脱离弹簧后，由于惯性，要保持原来的运动状态不变，所以向上升，但惯性是物体的一种属性，不能说受到惯性，故③错误； ④图甲和乙中，乙中弹簧受到压力作用，发生了形变，甲中弹簧不受到力的作用，保持原形，所以可说明力使物体发生形变，故④正确； ⑤图丙中，释放小球后，开始时，弹力大于重力，合力向上，做加速运动，据Fv知，此过程重力做功变快；上升到A点高度时，重力与弹力相同，过了A点，重力大于弹力，合力向下，做减速运动，同理，此过程重力做功变慢；弹簧恢复原长后，小球脱离弹簧继续向上升，忽略空气阻力时，只受到重力的作用，继续减速运动，重力做功减慢，故⑤正确。 故ABD错误，C正确。 故选：C。 八、动能与势能的大小影响因素（共5小题） 1．（2024秋•海淀区校级月考）利用如图所示装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向夹角为α时松手，小球摆动到最低点，撞击水平木板上的木块，木块水平向右运动，记下木块移动的距离s。将小球拉到不同角度，改变α的大小，然后自由释放，重复实验，记录实验数据。 （1）本实验探究的问题是小球的动能大小与 　 　的关系。 （2）实验中通过观察 　 　来反映小球的动能大小。 【答案】（1）速度；（2）木块移动的距离 【解析】（1）实验中小球一定，小球摆动的角度不同，撞击木块时的速度不同，所以本实验探究的问题是物体的动能大小与速度的关系； （2）探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，用到的是转换法。 2．（2024春•通州区期中）实验桌上有质量不同的长方体物块A和B（A的质量小于B的质量），两个完全相同且装有细沙的容器、两个完全相同的小桌及刻度尺等，小明用以上器材探究“重力势能和物体质量的关系”。 小明先让物块A从h高度由静止自由下落到平放在细沙表面的小桌上，实验过程及现象如图甲所示；然后让物块B从H（H＞h）高度由静止自由下落到平放在细沙表面的小桌上，实验过程及现象如图乙所示。 请回答如下问题： （1）实验中，通过观察桌腿下陷的深度判断 　 　（填“小桌”或“物块”）的重力势能的大小。 （2）小明实验中存在主要问题是：　 　。 【答案】（1）物块；（2）没有控制A、B的下落的高度相同 【解析】（1）实验中，通过观察桌腿下陷的深度判断物块的重力势能的大小； （2）“探究重力势能大小与哪些因素有关“实验时，为了探究物体重力势能大小与物体质量的关系，采用控制变量法，操作时应该让木块分别从相同高度自由下落。 3．（2024秋•东城区校级期中）某同学猜想物体的动能大小可能与物体的质量和速度有关，为了验证猜想，他设计了图中甲、乙两组对比实验。他让小钢球从同一斜面由静止开始滚下，并将静止在水平面上的木块撞出一段距离s，实验情景分别如图中甲、乙所示。 （1）上述实验中物体的动能是指 　 　（选填字母） A．小钢球撞击木块时的动能 B．小钢球撞击木块后的动能 C．小木块被钢球撞击后的动能 （2）他用图甲上下两图所示的对比实验是为了验证物体的动能与 　 　有关； （3）他用图乙上下两图所示的对比实验不能验证其另外一个猜想，主要原因是：　 　。 【答案】（1）A； （2）速度（或物体的速度）； （3）没有控制小钢球撞击木块时的速度相同（或没有控制小钢球的速度相同）。 【解析】（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （2）影响物体动能大小的因素有质量和速度，图甲上下两图，小球质量相同，小球下落的高度不同，是为了验证物体的动能与速度（或物体的速度）有关。 （3）影响物体动能大小的因素有质量和速度，图乙上下两图所示的对比实验不能验证其另外一个猜想，即动能与质量的关系，但上下两图中小球下落的高度不同，根据控制变量法，则没有控制小钢球撞击木块时的速度相同（或没有控制小钢球的速度相同）。 4．（2024•海淀区开学）小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为mA＜mB＜mC，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题： （1）实验中通过 　 　来反映铁块重力势能的大小； （2）比较 　 两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关； （3）比较甲、丙、丁三次的实验结果可知：　 　。 【答案】（1）桌腿陷入细砂的深度；（2）甲、乙；（3）高度 【解析】（1）实验中运用转换法通过观察桌腿陷入细砂中的深度来表示重力势能的大小； （2）探究物体的重力势能与物体被举高的高度是否有关时，需要控制物体的质量相同，高度不同，故需要对比甲、乙两次实验； （3）比较甲、丙、丁可知，高度相同，物体的质量不同，质量越大，桌腿陷入沙子中的深度越深，重力势能越大，这说明物体的重力势能与物体的质量有关；结论为：高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。 5．（2024秋•海淀区期中）在探究物体重力势能的大小与哪些因素有关的实验中，小亮设计了如图所示的实验。在容器中装入适量的细砂，将木质小桌放在平整的细砂上，将铁块置于木质小桌正上方，各次实验中铁块从图中水平虚线处由静止释放，铁块自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动，并使桌腿陷入细砂中相应的深度。A、B、C三个铁块的质量关系为mA＜mB＜mC，甲、乙、丙、丁四次实验中，桌腿陷入细砂中的深度依次增大（图中未画出，铁块下落的高度远大于桌腿陷入细砂中的深度），请回答下列问题： （1）实验中通过 　 　来反映铁块重力势能的大小。 （2）若要探究物体重力势能的大小与物体被举高的高度是否有关，应选择 　 　（填实验序号）两次实验。 （3）小亮利用乙、丙、丁三次实验，探究“物体重力势能的大小与质量的关系”，他的探究中存在的问题是 　 　。 【答案】（1）小桌腿陷入沙中的深浅；（2）甲和乙；（3）没有控制铁块的高度相同 【解析】（1）重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察小桌腿陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小； （2）如果探究重力势能与高度的关系，必须保证物体的质量相等，而图甲和图乙使用的是同一物体，从不同高度落下，所以可以实现探究目的； （3）由图可知，乙、丙、丁三次实验中，铁块质量不同，没有从同一高度落下，所以不能研究重力势能大小与物体的质量是否有关。 九、功和机械能的科普阅读题（共4小题） 1．（2024•海淀区二模）请阅读《龙骨翻车》并回答问题。 龙骨翻车 陆游在《春晚即景》中写道：“龙骨车鸣水入塘，雨来犹可望丰穰。”诗中的龙骨车即为龙骨翻车，因其结构形如长龙骨架而得此名，是一种用于排水和灌溉的机械。龙骨翻车约始于我国东汉时期，三国时期的机械大师马钧予以改进，之后一直在农业上发挥着巨大的作用。 如图甲所示，龙骨翻车的主体由两部分组成，一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等；二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨翻车通体由木质板材构成，并大部分采用椁接和链接结构，简单的材料、成熟的技艺，使龙骨翻车很容易制作。 龙骨翻车在工作时主要利用链轮传动原理，即当主动轴旋转时，链条与固定在主动轴上的链轮相咬合，从而带动固定在从动轴上的链轮旋转，使从动轴获得动力。如图乙所示，小龙头轴及刮水板浸入低处的水中，人握住扶手用脚踏动脚踏板，驱动大龙头轴（主动轴）转动，带动链条（由刮水板等组成）运动，进而带动小龙头轴（从动轴）转动，这一过程中刮水板将水带入车桶内，板叶刮水上行，将低处的水刮传至高处的农田中，实现灌溉。 如图甲、乙所示的龙骨翻车是用脚踩驱动的，称为脚力翻车。根据龙骨翻车驱动力的不同，还有手摇驱动的手摇翻车、流水驱动的水转翻车、风力驱动的风力翻车等。相比之下，脚力翻车较为轻便、易于搬运、对环境要求低、取水效率高，在农业灌溉中使用最广。 龙骨翻车在我国已使用了近两千年，目前仍然有地区在用其灌溉，劳动人民的智慧历经千年洗练，仍然闪耀着光芒! 请根据上述材料，回答下列问题： （1）龙骨翻车在工作时主要是利用了 　 　原理。除文中提到的龙骨翻车外，请再列举一个生活中利用这一原理的实例：　 　。 （2）某次使用龙骨翻车灌溉面积为2000m2的稻田，使稻田的平均水深达到0.2m，灌溉过程中水被龙骨翻车提升的高度为2m，则龙骨翻车对水做的功至少为 　 J。（不计水渗透和蒸发等损耗，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 【答案】（1）链轮传动；自行车；（2）8×106。 【解析】（1）由材料可知，龙骨翻车在工作时主要利用链轮传动原理，生活中的自行车利用这一原理； （2）水的体积V＝Sh＝2000m2×0.2m＝400m3， 由ρ可得，水的质量： m＝ρV＝1.0×103kg/m3×400m3＝4×105kg， 水的重力： G＝mg＝4×105kg×10N/kg＝4×106N， 龙骨翻车对水做的功： W＝Gh＝4×106N×2m＝8×106J。 2．（2024秋•海淀区月考）请根据材料回答下列问题。 “更立西江石壁，截断巫山云雨，高峡出平湖”，这是毛泽东在《水调歌头游泳》中对于三峡大坝的宏伟设想，而今这一愿望得以实现。三峡大坝位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内，工程包括主体建筑物及导流工程两部分，全长约3335m，坝顶高程185m。工程于1994年12月14日正式动工修建，2006年5月20日全线修建成功。兴建三峡工程的首要目标是防洪，同时还有发电、通航、枯水期补水、调节生态等多方面的功能。 2020年6月8日在长江主汛期来临前夕，三峡大坝上游水位已消落至防洪限制水位145m，提前腾出全部防洪库容。入汛以来，通过长江流域的控制型水库群发挥联合调度的拦蓄调控，在7月第3号洪水来临时，三峡水库水位从7月25日的约158.5m持续上涨，至7月29日，最高涨至将近163.5m。三峡水库避免了上游洪水与洞庭湖洪水叠加，有效缓解了长江中下游防洪压力，对长江2020年第3号洪峰产生有效拦截。 在大坝的左、右两侧有水电站厂房，机组单机额定容量70万千瓦。左岸山体内还有永久船闸和升船机。永久船闸为双线五级连续梯级船闸，可通过万吨级船队。爬升式垂直升船机，一次过船规模为3000吨级，最大垂直升降高度113m，上升速度约为0.1m/s，是世界上规模最大、技术难度最高的升船机项目。吨级的大型客轮过坝时间由通过永久船闸的3.5h缩短为约40min，使长江黄金水道通航效益及社会经济效益得以充分发挥。 三峡工程是中华民族在三峡谱写的一首新的民族之歌，世界第一的三峡大坝和世界上最大的水电站以及通航建筑物，成为新的世界奇观。 （1）三峡工程包括主体建筑物及 　 　两部分； （2）从2020年6月8日到7月29日，水对三峡大坝底部的压强 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）升船机提升船只时对船做功的最大功率约为 　 　W。（g取10N/kg） 【答案】（1）导流工程；（2）增大；（3）3×106 【解析】（1）三峡工程包括主体建筑物及导流工程两部分； （2）2020年6月8日在长江主汛期来临前夕，三峡大坝上游水位已消落至防洪限制水位145米，而至7月29日，最高涨至将近163.5米，水位升高了，由p＝ρgh可知水对大坝底部的压强增大； （3）升船机提升船只时对船做功的最大功率为：PFv＝Gv＝mgv＝3000×103kg×10N/kg×0.1m/s＝3×106W。 3．（2024秋•海淀区月考） 嫦娥首登月背 玉兔二巡广寒 2019年1月3日，透过“嫦娥四号”探测器相机的镜头，人们第一次近距离看到了月球背部的模样。 当天10时26分，中国“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星，传回了世界上第一张近距离拍摄的月背影像图。 上午9时许，“嫦娥四号”从月球正面上空出发，一路掠过“阿波罗”“勘测者”“嫦娥三号”等探月“前辈”踏足过的地方，向着月球北极飞行。越过月球北极，“嫦娥四号”朝着目的地月球背面南极﹣艾特肯盆地奔去。 10时15分，“嫦娥四号”行至离月面上方15km处，开始实施动力下降。一声点火号令，发动机喷出尾焰，探测器的速度从1.7km每秒开始不断降低，并逐步降到零。透过探测器携带的相机镜头，地球上的人们看到，艾特肯盆地的轮廓越来越清晰了。在距离月面6～8公里处，探测器进行快速姿态调整，距离月球越来越近了，悬停，避障，缓速垂直下降…… 10时26分，在惊心动魄的690秒后，嫦娥四号探测器正式抵达最终目的地，稳稳地着陆在月球背面南极﹣艾特肯盆地内的冯•卡门撞击坑里。“‘嫦娥四号’顺利到达最理想的着陆地点，可以说是正中靶心，”嫦娥四号探测器总设计师孙泽洲说，“‘嫦娥四号’任务最关键的一个阶段已经结束，这标志着中国完全掌握了月背着陆技术。” 嫦娥四号探测器由着陆器和巡视器组成。着陆成功后，两器随即进行分离，分别执行科学探测任务。15时07分，两器分离开始，22时22分，被命名为“玉兔二号”的巡视器踏上了月球表面，着陆器上的相机清晰地拍摄到她“踏月留痕”的影像图。之后，“玉兔二号”顺利完成了中继星链路连接、有效载荷开机、两器分离、巡视器月午休眠及唤醒、两器互拍等任务。 1月11日，从距离地球38万多公里的月球上，传来带有五星红旗的两器互拍影像图，人类首个月背软着陆和巡视探测任务宣告圆满成功。 世界范围内，人类探索月球的活动大致可分为“探”“登”“驻（住）”三个阶段。当前，中国月球探测工程以无人探测为主，瞄向“月之暗面”的“嫦娥四号”是人类探索月球迈出的创新一步。 （1）嫦娥四号探测器由着陆器和 　 　组成。 （2）探测器在15km处到悬停的过程中机械能如何变化，请写出分析过程。 　 　。 【答案】（1）巡视器；（2）见解析。 【解析】（1）根据文意可知，嫦娥四号探测器由着陆器和巡视器组成； （2）探测器在15km处到悬停的过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小，高度降低，所以重力势能减小，机械能包括动能与势能，动能与势能都减小，所以机械能减小。 4．（2024秋•通州区期末）阅读《科学重器——重离子加速器》一文，回答问题： 科学重器——重离子加速器 六十年代初，以杨澄中先生为代表的一批科学家，从北京来到条件非常艰苦的甘肃兰州，怀着笃定的信念和创新开拓的决心，在兰州建成了一台大型重离子回旋加速器，当初重离子加速器选址兰州，不仅是因为地处西北腹地比较安全，更重要的是为氢弹研制提供实验数据。 重离子加速器是指用来加速比α粒子（氦原子核He2+）质量大的离子加速器，有时也可用来加速质子（氢原子核H+）。重离子加速器利用一定形态的电磁场将重离子加速，形成速度高达几千、几万米每秒乃至接近光速的高能量的重离子束，用以轰击原子核、原子、分子、固体晶格甚至是生物细胞，从而达到不同的科学目的。对于同一加速器来说，在相同电压下，对离子加速一次，被加速的离子所带的电荷量越大（所带电荷越多），电场对该离子做的功就越多，离子获得的能量就越多。如果用q表示某种离子所带的电荷量、U表示一重离子加速器的电压、E表示该离子获得的能量，它们之间的关系式可以写成E＝qU。 重离子加速器分为直线型和回旋型两种，它不仅是科学家认识物质深层结构的重要工具，而且在工农业生产、医疗卫生、科学技术、国防建设等各个方面也都有重要而广泛的应用。在杨澄中身上，老一辈科学家那股强烈的责任感和爱国情怀已成为鲜明的时代烙印。但他们艰苦奋斗、勇于创新的科研精神却鼓舞着一批又一批的年轻人。 请根据文章内容，回答以下问题： （1）60年代，重离子加速器选址在西北地区是为 　 　提供实验数据。 （2）α粒子（氦原子核He2+，带两个单位的正电荷）和质子（氢原子核H+，带一个单位的正电荷）通过相同电压的加速器，　 　（选填“α粒子”或“质子”）获得的能量多。并说明原因：　 　。 （3）请你提出一条可以提高重离子能量的可行办法。 【答案】（1）氢弹研制；（2）α粒子；α粒子比质子所带的电荷量多，通过相同电压的加速器，电场对α粒子做的功就越多，α粒子获得的能量就越多；（3）提高加速器电压 【解析】（1）60年代，重离子加速器选址在西北地区，地处西北腹地比较安全，更重要的是为氢弹研制提供实验数据。 （2）如果用q表示某种离子所带的电荷量、U表示一重离子加速器的电压、E表示该离子获得的能量，它们之间的关系式可以写成E＝qU。 而α粒子比质子所带的电荷量多，通过相同电压的加速器，电场对α粒子做的功就越多，α粒子获得的能量就越多； （3）根据电荷作用力做功的能量E＝qU，提高电压可以获得更多的能量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$