内容正文:
2026年广西中考一轮复习力学拓展练习——功与机械能
一、单选题
1.北京冬奥会圆满成功,精彩的冰雪项目比赛让人回味无穷。结合力学知识,以下说法正确的是( )
A. 冰壶被运动员推出后仍能继续前进是因为冰壶受到惯性的作用
B. 冰墩墩站在地面上,对地面的压力和自身的重力是一对平衡力
C. 运动员滑雪时,穿上滑雪板,是为了减小对地面的压强
D. 花样滑冰运动员起跳上升过程中,重力势能转化为动能
2.以下四个物理量的单位,属于功的单位( )
A. 牛顿 B. 瓦特 C. 帕斯卡 D. 焦耳
3.如图所示,当水平拉力时,恰好可以使物体沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为,所受地面的摩擦力约为,假如在时间内,物体水平移动了,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中(
A. 拉力做功为 B. 物体重力做功为
C. 拉力做功的功率为 D. 该装置的机械效率约为
4.下列过程中,机械能增大的是( )
A. 火箭加速上升 B. 热气球匀速下落 C. 用弓将箭水平射出 D. 雨滴在空中加速下落
5.改革开放以来,我国的航天事业得到了空前的发展,并取得了举世瞩目的成就.如图所示,为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景.返回舱在此过程中( )
A. 动能减小,重力势能减小 B. 动能增大,重力势能增大
C. 动能不变,重力势能减小 D. 动能减小,重力势能不变
6.下列机械中,能省功的机械是( )
A. 扳手 B. 天平 C. 剪刀 D. 以上三个均不省功
7.放学后,某同学背着重的书包沿水平路面走了,又登上大约高的四楼才到家。则他在回家过程中对书包所做的功约为( )
A. B. C. D.
8.如图所示的情景中,关于力对物体做功的叙述,正确的是( )
A. 大力士表演拉汽车前行,此时人拉车的力做了功 B. 起重机吊着重物水平移动,钢丝绳的拉力对重物做了功
C. 举重运动员举着杠铃不动,运动员对杠铃做了功 D. 足球在水平地面上运动,足球的重力对足球做了功
二、多选题
9.下列说法中正确的是( )
A. 的冰,其分子的动能为零 B. 分子间相互作用的引力与斥力同时存在
C. 火箭发射升空过程中,内能全部转化为重力势能D. 质量相同的不同燃料完全燃烧,热值越大的,放出的热量越多
10.关于功、功率、机械效率,下列说法正确的是( )
A. 功率越大,做功就越快 B. 有用功一定时,减小额外功,可以提高机械效率
C. 机械效率越大,功率就越大 D. 无论怎么优化设计,机械效率也不能达到
三、填空题:本大题共5小题,共10分。
11.如图所示,金属小球从处由静止开始下滑,经过处、最高到达处,然后掉头向运动.对、、三个位置:小球重力势能最大的是______、动能为零的是______、机械能最大的是______填写位置序号.
12.甲、乙、丙三位同学分别将铁块匀速竖直向上提升,所得实验数据如下表:
同学
铁块重力
升高高度
时间
甲
乙
丙
根据上表可知,做功最多的是_______同学,做功最快的是________同学。为了表示做功的快慢,他们在表中增加了最后一列空栏项目__________。
13.汽车发动机的功率为,汽车以的速度匀速行驶时,牵引力的大小为_______。司机在等红灯时,心脏推动血液流动的功率约为,则司机在等候的内,心脏做功约为________。司机开车上坡前,往往加大油门以提高车速,这是为了增大汽车的_____能。
14.甲、乙两人登上同样高度的楼层,甲重,乙重若甲上楼用,乙上楼用,则甲、乙两人上楼的速度之比 ,做功之比为______,做功的功率之比为______。
15.如图所示为水位测量仪的示意图。从点发出的一束与水平面成一定角度的激光,经水面反射后,在水平光电屏上的点处形成一个光斑,光斑位置随水位变化而发生变化。
点与光电屏在水中所成的像是 虚实像;
点与水面相距,则与它在水中的像之间的距离为 ;
若光斑向左移动,说明水位在 上升下降;
要使该装置更灵敏,即液面高度变化一定时光斑移动更明显,下列措施中不可取的是 。选填字母序号
A.增大入射角;B.将光电屏上移一段距离;C.将光电屏逆时针转过一定的角度。
四、实验探究题
16.如图甲所示为研究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置图。实验中使一个钢球从斜槽上高为处由静止滚下,运动到水平面时撞击木块, 反映了钢球动能的大小。若研究物体的动能跟质量的关系,则应改变 。选填“钢球的质量”、“钢球在斜槽上释放的高度”或“木块的质量”
如图乙所示,滚摆先从最高点运动到最低点,此过程中滚摆的 能转化为 能;接着,滚摆从最低点上升, 选填“能”或“不能”到达原最高点,这是因为滚摆的机械能总量 。选填“增加”、“不变”或“减少”
17.如图所示的小球从点由静止释放,它从点向点摆动的过程中,小球受到的重力对小球 选填“做功”或“不做功”,小球的重力势能在 选填“变大”、“不变”或“变小”.
18.为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验.
图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从处由静止自由释放,然后分别撞击到放在水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景,据此你能得到的结论是 .
图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从、由静止自由释放,然后与放在水平面上的同一木块相碰到静止后的情景,据此你能得到的结论是 .
实验后,同学们联想到在交通事故中,造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,进一步想知道,在影响物体动能大小的因素中,哪个对动能影响更大,于是利用上述器材进行了实验测定,得到的数据如下表.
实验序号
小球的质量
小球自由滚下的高度
木块被撞后移动的距离
为了探究“超载”隐患时,应选择______填序号的实验进行比较.
分析表格中对应的数据可知:______对物体的动能影响更大,即当发生交通事故时,由此造成的危害更严重.
19.如图是滑雪运动员在滑行的情景.滑雪板做的又宽又长是通过______的方法来减小压强.在加速下滑过程中,以滑板作为参照物,运动员是______的.滑板和地面摩擦生热,是通过______的方式改变物体内能,运动员的动能______变大变小不变.
五、计算题
20.一辆总质量为的汽车,在平直公路上以的额定功率从静止开始运动,经运动恰好达到最大速度,接着匀速运动关闭发动机,滑行停下。其图像如图所示,已知汽车在匀速直线运动过程中受到的阻力恰为车重的,取求:
匀速直线运动过程中汽车的牵引力。
运动过程中汽车达到的最大速度。
整个过程中发动机所做的功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:、冰壶被运动员推出后仍能继续前进是因为冰壶具有惯性,惯性不是力,也不是作用,故A错误;
B、冰墩墩站在地面上,对地面的压力和自身的重力大小相等,方向相同,故不是一对平衡力,故B错误;
C、运动员滑雪时,穿上滑雪板,在压力一定时,增大了与雪面的接触面积,从而减小对地面的压强,故C正确;
D、花样滑冰运动员起跳上升过程中,动能转化为重力势能,重力势能增大,动能减小,故D错误。
故选:。
任何物体都具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质;
平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积,在受力面积一定时,减小压力;
物体上升过程中,不考虑摩擦时机械能守恒,上升时动能转化为重力势能,重力势能增大,动能减小。
本题涉及到减小压强的方法、惯性、平衡力的判断、动能和势能的转化等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
2.【答案】
【解析】解:功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上移动距离的积,计算单位为,专门名称为焦耳,简称焦,符号为.
A、力的单位牛顿,简称牛,不是功的单位,故A不符合题意;
B、瓦特焦耳秒,所以焦耳秒是功率的单位,不是功的单位,故B不符合题意;
C、帕斯卡简称帕,,不是功的单位,故C不符合题意;
D、焦耳是功、能的主单位.故D符合题意.
故选:.
对选项中的物理单位进行分析,明确各自对应的物理量,就能确定符合题意的选项.
本题考查学生对物理量基本单位的掌握情况,属于基础知识的考查.
3.【答案】
【解析】解:由于物体水平移动,物体在重力的方向上竖直向下没有移动距离,所以重力不做功,即重力做功为,故B错误;
由图可知,该滑轮为动滑轮,绳子的有效股数,
则绳端移动的距离:,
拉力做的功:,故A错误;
拉力做功的功率:
,故C错误;
所受地面的摩擦力约为,则有用功约为:,
该装置的机械效率约为:
,故D正确。
故选:。
物体水平运动,在重力的方向竖直向下上没有移动距离,据此判断重力是否做功;
由图可知,该滑轮为动滑轮,绳子的有效股数,根据求出绳端移动的距离,根据求出拉力做的功,根据求出拉力做功的功率,根据求出拉力做的有用功,利用求出该装置的机械效率。
本题考查了力是否做功的判断和做功公式、功率公式、机械效率公式的应用,明确有用功和总功是关键。
4.【答案】
【解析】解:、火箭加速上升,质量不变,其速度变大,故动能增大,由于高度升高,重力势能增大,故机械能增大,故A正确。
B、热气球匀速下落,动能不变,由于高度减小,故重力势能减小,故机械能减小,故B错误。
C、用弓将箭水平射出,箭在飞行过程中克服空气阻力做功,消耗一部分机械能,故机械能减小,故C错误。
D、雨滴在空中加速下落过程中,雨滴克服空气阻力做功,消耗一部分机械能,故机械能减小,故D错误。
故选:。
机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关。
理解影响动能和势能的因素,知道物体克服阻力做功消耗机械能,可解答此题。
5.【答案】
【解析】【分析】
动能大小的影响因素:物体的质量、物体的速度,质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素:物体的质量、物体的高度,质量越大,所处的位置越高,重力势能越大。
本题考查了动能和势能大小的判断,明确影响动能和重力势能的大小因素是关键。
【解析】
回舱减速降落的过程中,质量不变,速度变小,高度变小,则返回舱的动能减小、重力势能减小,故A正确、BCD错误。
故选:。
6.【答案】
【解析】解:功的原理告诉我们:使用任何机械都不省功,即使用机械时,人们所做的功,都不少于直接用手所做的功.
故选D.
使用机械可以改变动力的方向、省力或者省距离,但不能省功.
解决此类问题要结合功的原理进行分析,知道使用任何机械都不省功.
7.【答案】
【解析】解:
某同学背着书包给书包一个向上的力,只有向上移动距离,该同学对书包才做功。某同学背着重的书包沿水平路面走了,给书包的力是向上的,移动的距离是水平方向的,此过程没有做功。又登上大约高的四楼才回到家此过程做功。
整个过程做功:
。
故选:。
力对物体做功的两个必要因素:作用在物体上的力,物体在该力的方向上通过的距离。
若做功。根据进行计算。
本题关键是掌握对物体做功的两个必要因素。有力有距离不一定做功,距离一定是在该力的作用下通过的才能说该力做功。
8.【答案】
【解析】略
9.【答案】
【解析】解:、的冰,分子运动不会停止,因此分子动能不为零,该选项说法不正确;
B、分子间的引力和斥力是同时存在的,该选项说法正确;
C、火箭发射升空过程中,内能一部分转化成动能,一部分转化为重力势能,该选项说法不正确;
D、由公式可知:质量相同的两种燃料,完全燃烧时,热值大的,放出的热量多,该选项说法正确。
故选:。
物质是由分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动;
分子间存在着相互作用的引力和斥力,二者是同时存在的;
火箭升空时,内能转化为火箭的动能和重力势能;
根据热值概念可得热量公式,质量相同的两种燃料,完全燃烧时,放出的热量与热值成正比。
本题考查分子运动、分子作用力、能量转化以及热值的公式的应用,具有一定的综合性,是学生容易出错的题目。
10.【答案】
【解析】解:、做功越快的机械功率越大,功率反映了物体做功的快慢,故A正确;
B、有用功一定时,减小额外功,可以提高机械效率,故B正确;
C、机械效率是指有用功与总功的比值,机械效率与功率大小没有直接关系,故C错误;
D、使用任何机械,都不可避免的会做额外功,所以机械效率都不可能达到,故D正确;
故选:。
物体在单位时间内所做的功叫功率,即,功率是表示物体做功快慢的物理量;
提高机械效率的方法有:有用功一定时,减小额外功;
机械效率等于有用功与总功的比值,反映了有用功在总功中所占比例的大小;
由于额外功不可避免,有用功只是总功的一部分,因而机械效率总小于;
深入理解功、功率、机械效率的概念,是解答此题的关键。
11.【答案】;、;
【解析】【分析】
本题考查了动能和势能的大小变化分析以及机械能与内能的转化,要知道存在摩擦时,机械能转化为内能,机械能不守恒。
解决此题的关键是要知道物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大。
【解答】
金属小球从处由静止开始下滑,到的过程中,小球克服摩擦做功,将机械能转化为内能,机械能减小;在点的机械能最大;
由图可知在点的高度最大、重力势能最大;
在、点速度为,动能为。
故答案为:;、;。
12.【答案】乙 甲 功率
【解析】【分析】
根据公式求同学做的功;
功率是表示做功快慢的物理量,数值上等于单位时间内做的功。
本题考查功及功率的含义,属于基础知识的考查,难度较小。
【解答】
甲做的功为:;乙做的功为:;
丙做的功为:;所以做功最多的是乙同学;
甲内做功,则甲做的功为;乙做功,则乙做功为;丙做功,则丙做功;所以做功最快的是甲同学;
功率是表示做功快慢的物理量,所以为了表示做功的快慢,他们在表中增加了最后一列空栏项目是功率。
故答案为:乙;甲;功率。
13.【答案】 动
【解析】【分析】
已知功率和速度,根据功率公式计算牵引力的大小;
根据公式的变形公式计算功;
动能与质量和速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大。
本题考查了功与功率公式的应用,知道动能的影响因素。
【解答】
由公式可知,牵引力的大小
心脏做功:;
提高车速,汽车的动能增大。
故答案为:;;动。
14.【答案】;:;:
【解析】解:登上同样高度的楼层,
根据得::::::;
,
:::。
故答案为::;:。
已知登上同样高度的楼层,根据即可得出做功之比;
已知上楼的时间,根据即可得出功率之比。
本题考查功和功率的计算,关键是正确利用比值法求解。
15.【答案】虚
上升
【解析】解:
水面相当于平面镜,平面镜成像的特点是:像物等距、像物等大、虚像,故A点与光屏在水中所成的像是虚像;
根据平面镜成像中的像物等距可知,点与水面相距,则与它在水中的像之间的距离为;
若光斑向左移动到点,如下图所示,则说明水位上升了。
;
要使该装置更灵敏,即液面变化高度一定时光斑移动更明显,可采取的措施是增大入射角,将光电屏逆时针转过一定的角度,将光电屏上移一段距离并不会使现象更明显,故选:。
故答案为:虚;;上升;。
平面镜成像的实质是光的反射,平面镜成像的特点是:像物等距、像物等大、虚像;
光在水面上发生的是镜面反射,可以通过作图利用光的反射分析。
本题考查了对光的反射定律的应用,能正确作图进行分析是解答的关键。
16.【答案】木块移动的距离;钢球的质量;重力势;动;不能;减少。
【解析】解:实验中通过观察木块移动的距离来反映钢球动能的大小,运用了转换法;
若研究物体的动能跟质量的关系,根据控制变量法可知,应控制钢球下滑的高度相同,即速度相同,改变钢球的质量;
滚摆从最高点运动到最低点的过程中,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;
整个过程要克服空气阻力做功,所以机械能的总量逐渐减少,因此滚摆从最低点上升,不能到达原最高点。
故答案为:木块移动的距离;钢球的质量;重力势;动;不能;减少。
钢球的动能大小是通过木块移动的距离来反映的,这是转换法的应用;根据控制变量法分析回答;
动能大小的影响因素是质量和速度。质量越大,速度越大,动能越大;
重力势能大小的影响因素是质量和高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;
机械能等于动能和势能之和;不考虑摩擦阻力,机械能守恒,考虑摩擦阻力,机械能总量减小。
本题探究“影响动能大小的因素”实验,考查了控制变量法和转换法的应用,同时考查了动能和重力势能的相互转化以及机械能守恒。
17.【答案】做功 变小
【解析】【分析】
做功必须具备两个必要条件,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离;
重力势能的影响因素是质量和高度,据此判断。
本题通过一个简单的实验,考查了做功的判断、重力势能的影响因素,综合性强,但难度不大。
【解答】
如图,小球从点向点摆动的过程中,小球在重力的方向上通过了距离,因此它受到的重力对小球做了功;
小球从点向点摆动的过程中,质量不变,高度降低,所以重力势能变小。
故答案为:做功 变小
18.【答案】速度相同时,物体的质量越大,动能越大;质量相同时,物体的速度越大,动能越大;、;速度
【解析】解:
图甲,两小球滚下高度相同,速度相同,两小球的质量不同,探究的是动能与质量的关系,得出的结论是,速度相同时,物体的质量越大,动能越大;
图乙两小球的质量相等,滚下的高度不同,探究的是动能与速度的关系;
图乙中两小球的质量相同,滚下的高度越大,到达水平面的速度越大,将木块推得越远,得出的结论是:质量相同时,物体运动的速度越大,动能越大;
研究超载隐患时,应控制小球下滑的高度相同而质量不同,由表中实验数据可知,应选择、所示实验进行比较;
由表中实验数据可知,在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些
故答案为:速度相同时,物体的质量越大,动能越大;质量相同时,物体的速度越大,动能越大;、;速度.
分析图甲,两小球的质量不同,可探究动能与质量的关系;
分析图乙,小球滚下的高度不同,到达水平面的速度不同,可探究动能与速度的关系;
研究超载危害,应控制速度相等,即小球下滑的高度相同而质量不同,分析表中实验数据,然后答题;应用控制变量法,分析表中实验数据,然后答题.本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法.从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键.
19.【答案】增大受力面积;静止;做功;变大
【解析】解:滑雪板做的又宽又长是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
在加速下滑过程中,如果以滑板作为参照物,运动员相对于滑板的位置没有发生改变,所以是静止的;
摩擦生热属于通过做功的方法改变物体的内能.
在加速下滑过程中,运动员的质量不变,速度变大,动能变大.
故答案为:增大受力面积;静止;做功;变大.
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强.
判断物体的运动状态要看相对于参照物的位置是否发生变化,相对参照物的位置发生变化的物体是运动的,相对参照物的位置不发生变化的物体是静止的;
做功和热传递都能改变物体的内能.
影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度.
以雪运动员在空中滑行为载体考查了减小压强的方法、运动与静止的相对性、做功改变物体内能、动能的大小变化等多个知识点,是一道综合性很强的题目.
20.【答案】解:在匀速直线运动过程中汽车的所受阻力:
;
由于汽车匀速直线行驶,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,根据二力平衡可知,
汽车的牵引力:;
由题意可知,汽车匀速运动时速度最大,根据可得,
运动过程中汽车的最大速度:;
由题意可知,汽车从静止开始运动,经运动恰好达到最大速度,接着匀速运动后关闭发动机,滑行停下,整个过程中发动机的工作时间,且在这段时间内发动机的功率不变,由可得,
整个过程中发动机做的功:。
答:全程中汽车的所受阻力为;
运动过程中汽车的最大速度为;
整个过程中发动机做的功为。
【解析】汽车在匀速直线运动过程中受到的阻力恰为车重的倍,根据求出匀速直线运动过程中汽车的所受阻力,根据二力平衡求出汽车的牵引力;
由题意可知,汽车匀速运动时速度最大,根据,求出汽车的最大速度;
由题意可知,整个过程中发动机的工作时间,根据求出整个过程中发动机做的功。
本题考查了重力公式、做功率定义式和推导式、以及二力平衡条件的应用,明确整个过程中发动机的工作时间和汽车匀速运动时速度最大是关键。
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