精練9功能計(jì)算問(wèn)題(原卷版+解析)

精練9功能計(jì)算問(wèn)題一．選擇題（共6小題）1．如圖所示，質(zhì)量為m的物體Q從高度為h、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的斜面上以v1的速度勻速下滑，如圖乙，在斜面的頂端固定滑輪將物體Q與物體P用輕繩連結(jié)，物體Q以速度v2（v1小于v2）勻速沿斜面上升。以下說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，物體Q受到的重力GQ等于物體Q對(duì)斜面的壓力F B．圖甲中物體Q所受摩擦力f甲大于圖乙中物體Q受到的摩擦力f C．當(dāng)圖乙中物體Q從斜面底部上升到頂端時(shí)，物體P的重力做功為2mgh D．圖甲中，物體Q在下滑的過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能2．小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），小球的速度v和彈簧縮短的長(zhǎng)度△x之間的關(guān)系如圖乙所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)。已知該小球重為2.2N，彈簧在受到撞擊至壓縮到最短的過(guò)程中始終發(fā)生彈性形變，彈簧的彈力大小與形變成正比。下列說(shuō)法正確的是（）A．從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過(guò)程中，小球的重力做功的功率先減小后增大 B．從撞擊輕彈簧到它被壓縮到最短的過(guò)程中，小球的機(jī)械能先增大后減小 C．當(dāng)小球的速度為5．1m/s時(shí)，小球受到的合力為2.2N D．從撞擊輕彈簧到彈簧被壓縮至最短的時(shí)候，小球受到的合力為11.22N3．如圖所示，光滑水平面OB與足夠長(zhǎng)粗糙斜面BC交于B點(diǎn)，輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)將質(zhì)量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點(diǎn)然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點(diǎn)滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上。不計(jì)滑塊在B點(diǎn)的機(jī)械能損失；換用相同材料質(zhì)量為m2的滑塊（m2＞m1）壓縮彈簧至同一點(diǎn)D后，重復(fù)上述過(guò)程，（整個(gè)過(guò)程中滑塊克服摩擦力做的功相等）下列說(shuō)法正確的是（）A．兩滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度相同 B．兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同 C．兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能損失不相同 D．兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功相同4．質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度圖像如圖所示，從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力恒為Ff，則（）A．t1時(shí)刻起汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變 B．0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)且發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度等于v1D．t1?t2時(shí)間內(nèi)汽車牽引力不變5．如圖用一始終水平的推力F把物體從底部推到光滑斜面頂端，若物體的質(zhì)量為m，斜面的長(zhǎng)為L(zhǎng)，傾角為θ，重力勢(shì)能的表達(dá)式EP＝mgh，則下列說(shuō)法正確的是（）A．推力F做功W＝FL B．推力大小F＝mg?sinθ C．物體推上頂端時(shí)重力勢(shì)能增加量△EP＝mgL?sinθ D．斜面的傾角越大，推力F越小6．如圖所示，甲、乙兩個(gè)容器形狀不同，現(xiàn)有兩塊完全相同的金屬塊用細(xì)線系著分別浸沒(méi)入同樣深度，這時(shí)兩容器的水面相平齊，如果將金屬塊勻速提升一段距離，直到金屬塊提離水面，不計(jì)水的阻力，則（）A．在甲容器中提升時(shí)，拉力甲做功較多 B．在乙容器中提升時(shí)，拉力乙做功較多 C．在兩個(gè)容器中提升時(shí)，拉力做功相同 D．做功多少無(wú)法比較二．填空題（共3小題）7．如圖所示，為兩個(gè)光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點(diǎn)由靜止釋放，最高到達(dá)右側(cè)圓弧槽B點(diǎn)處；然后再次滑下，最高到達(dá)左側(cè)圓弧槽C點(diǎn)處。其中A、B兩點(diǎn)距離水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。（1）物體從A點(diǎn)滑到水平面時(shí)，重力所做的功為。（2）物體從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能的效率為η，則物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)溫度升高了。（物體比熱容用c表示）（3）C點(diǎn)距離水平面的高度為。8．一根金屬棒AB置于水平地面上，今通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)豎直地將棒的右端B緩慢拉起，如圖甲所示。在此過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W和B端離開(kāi)地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示。請(qǐng)根據(jù)圖象解答下列問(wèn)題。（1）該金屬棒的長(zhǎng)度L＝m。（2）在B端被拉起的過(guò)程中，當(dāng)x＝1.6m時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F＝N。9．風(fēng)力是指風(fēng)吹到物體上所表現(xiàn)出的力量的大小。小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖的裝置研究風(fēng)力的大小，一根輕桿一端固定一個(gè)小球，另一端固定于O點(diǎn)，輕桿能夠繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用電風(fēng)扇水平送風(fēng)吹動(dòng)小球時(shí)，輕桿將轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，與豎直方向成一個(gè)夾角θ，小球的重力為2N，輕桿的長(zhǎng)度為0.5m，忽略小球的體積的影響，當(dāng)θ角為45°時(shí)，水平風(fēng)力大小為N，當(dāng)風(fēng)力將小球從豎直位置吹至θ＝60°時(shí)，風(fēng)力對(duì)小球至少做功J。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）10．體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動(dòng)得越高，但并不能運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。小明查閱資料后知道：足球所做的運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。足球起始運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。若物體的動(dòng)能大小EK=12mv2，重力勢(shì)能大小E（1）若將質(zhì)量為0.4kg足球從地面踢出時(shí)，具有的動(dòng)能是120J，踢出后能達(dá)到的最大高度是5m，則足球在最高點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能是；（2）若足球的射程x與拋出速度、拋射角θ之間滿足公式x=2v2（3）足球運(yùn)動(dòng)的速度v可以分解成水平速度vx和豎直速度vy，三者可構(gòu)成如圖所示的矩形。足球在空中飛行時(shí)，水平速度保持不變，豎直速度先減小后增大。若足球在地面以102m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，當(dāng)足球的速度與水平方向夾角為30°角時(shí)，此時(shí)足球距地面的高度是m。（小數(shù)點(diǎn)后保留2位數(shù)字）11．為了探究彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧縮短的長(zhǎng)度之間的關(guān)系，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將輕彈簧左端固定在墻上，在水平地面上放一滑塊，在滑塊上刻下一個(gè)箭頭，在水平地面上固定一足夠長(zhǎng)的刻度尺。彈簧無(wú)形變時(shí)，與彈簧右端接觸的滑塊上的箭頭指在刻度為x0＝20.0cm處（如圖1）；向左推滑塊，使箭頭指在刻度為x1處，然后由靜止釋放滑塊，滑塊停止運(yùn)動(dòng)后箭頭指在刻度為x2處。（圖2為第2次實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中彈簧均未超過(guò)彈性限度）次數(shù)12345x1（cm）18.016.014.012.010.0x2（cm）22.032.050.076.0（1）彈簧的彈性勢(shì)能大小不能直接測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)把彈性勢(shì)能的大小轉(zhuǎn)化為，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法；（2）該同學(xué)改變x1記下對(duì)應(yīng)的x2，獲得五組數(shù)據(jù)如表所示。則表格中應(yīng)填寫(xiě)；（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以得到的結(jié)論是：。12．已知質(zhì)量不變時(shí)，物體的重力勢(shì)能與高度成正比?，F(xiàn)有一小球從離地面高度為H的空中由靜止開(kāi)始下落。（1）若小球在下落過(guò)程中不受任何阻力，當(dāng)小球的重力勢(shì)能和動(dòng)能相等時(shí)，物體離地面的高度記為h1，則h1H2（2）若小球在下落過(guò)程中要受到的空氣摩擦阻力，當(dāng)小球的重力勢(shì)能與動(dòng)能相等時(shí)，物體離地面的高度記為h2，則h2H2四．計(jì)算題（共2小題）13．甲、乙兩位同學(xué)對(duì)“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有關(guān)”持有不同的意見(jiàn)，于是他們對(duì)此展開(kāi)研究。他們從網(wǎng)上查到，雨滴在下落過(guò)程中接近地面時(shí)受到的空氣阻力與雨滴的橫截面積S成正比，與雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2（其中k為比例系數(shù)，是個(gè)定值），雨滴接近地面時(shí)可看做勻速直線運(yùn)動(dòng)。把雨滴看做球形，其半徑為r，密度為ρ，比熱為c，球的體積為V=43πr（1）半徑為r的雨滴重力為。（2）在接近地面時(shí)，大雨滴的下落速度小雨滴的下落速度（選填“大于”“等于”“小于”），寫(xiě)出推理過(guò)程。（3）假設(shè)半徑為r的雨滴在近地面下落h高度的過(guò)程中，重力對(duì)它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，則雨滴的溫度升高了多少？14．小陳開(kāi)著一輛質(zhì)量為M小車從水平路面駛?cè)胛骱蟮?，再?gòu)母呒苋肟隈側(cè)胍龢?。引橋長(zhǎng)度為L(zhǎng)，高為h。（1）當(dāng)汽車在水平路面行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率恒為P1，此時(shí)汽車以v的最大速度勻速行駛，求汽車受到的阻力多大？（2）當(dāng)汽車駛?cè)敫呒芤龢颍l(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率恒定為P2，已知汽車從引橋底部行駛到頂部所用時(shí)間為t，那么在引橋上行駛時(shí)汽車做的（輸出）總功是多少？（3）在第（2）問(wèn)的基礎(chǔ)上，試推導(dǎo)汽車在引橋上受到的阻力是水平路面受到阻力的k倍，證明：k=(P五．解答題（共3小題）15．在探究“機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化”實(shí)驗(yàn)時(shí)，細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)體積和質(zhì)量均相同的兩球，而且球心在同一直線上相碰時(shí)，運(yùn)動(dòng)的球會(huì)立即靜止，而被撞的球以幾乎相同的速度沿撞擊球原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，向前運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示。為進(jìn)一步探究，他設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)方案，將一個(gè)兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個(gè)相同的球A、B，將B球靜置于軌道的水平部分，A球置于軌道左端斜面上某處，測(cè)出該點(diǎn)到水平桌面的高度h1，釋放A球，撞擊后，A球靜止，B球向前運(yùn)動(dòng)并沖上軌道右端斜面能到達(dá)的最高點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)的高度h2．如果已知重力勢(shì)能的計(jì)算公式Ep＝mgh，動(dòng)能的計(jì)算公式為Eh=12mv2．若軌道光滑，當(dāng)h1＝0.2米、g＝10N/kg，則碰撞前瞬間A球運(yùn)動(dòng)速度VA＝m/s，B球被撞后沖上軌道右端斜面的高度h2＝16．如圖甲所示是一艘海事打撈船正在打撈一沉入海底的物體。打撈船將物體以0.5m/s的速度向上勻速提起，從開(kāi)始打撈到全部出水，鋼纜提升物體的功率P隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，第80s時(shí)物體全部出水，海水的密度取103kg/m3，g＝10N/kg，求：（1）物體上表面剛好到達(dá)水面時(shí)，鋼纜所做的功；（2）開(kāi)始打撈時(shí)物體上表面受到水的壓強(qiáng)；（3）被打撈的物體的密度。17．物理探究：將兩輛相同的小車分別放在兩個(gè)相同的管道中，然后讓速度相等的風(fēng)和水流分別通過(guò)這兩個(gè)管道2秒鐘，小車分別被推動(dòng)一段距離，實(shí)驗(yàn)記錄如下表：流體風(fēng)水流小車被推動(dòng)距離/cm0.268（1）由實(shí)驗(yàn)記錄可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，相同的面積上，小車從兩種不同的能源上獲得的能量多少（選填“相同”或“不同”）。在單位時(shí)間內(nèi)，單位面積上從某種能源中所能得到的能量叫做能流密度，這是評(píng)價(jià)能源優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，從實(shí)驗(yàn)可知，水能的能流密度比風(fēng)能的能流密度（選填“大”或“小”）。（2）若水的流速為v，密度是ρ，質(zhì)量為m的水在流動(dòng)時(shí)具有的能量（動(dòng)能）為12mv2，請(qǐng)你推出水能的能流密度A的表達(dá)式：A＝精練9功能計(jì)算問(wèn)題一．選擇題（共6小題）1．如圖所示，質(zhì)量為m的物體Q從高度為h、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的斜面上以v1的速度勻速下滑，如圖乙，在斜面的頂端固定滑輪將物體Q與物體P用輕繩連結(jié)，物體Q以速度v2（v1小于v2）勻速沿斜面上升。以下說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中，物體Q受到的重力GQ等于物體Q對(duì)斜面的壓力F B．圖甲中物體Q所受摩擦力f甲大于圖乙中物體Q受到的摩擦力f C．當(dāng)圖乙中物體Q從斜面底部上升到頂端時(shí)，物體P的重力做功為2mgh D．圖甲中，物體Q在下滑的過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能【解答】解：A、甲圖中物體Q受豎直向下的重力GQ、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力，物體Q在這三個(gè)力作用下保持平衡狀態(tài)，斜面對(duì)物體Q的支持力與物體Q對(duì)斜面的壓力F是一對(duì)相互作用力，大小相等，故物體Q的重力不等于物體Q對(duì)斜面的壓力，故A錯(cuò)誤；B、甲、乙兩圖中，物體Q所受的都是滑動(dòng)摩擦力，物體Q對(duì)斜面的壓力和接觸面粗糙程度都相同，所以物體Q所受的滑動(dòng)摩擦力大小也相同，故B錯(cuò)誤；C、在圖甲中，克服斜面摩擦力做功＝物體Q重力做功＝mgh，在圖乙中，物體P的重力做功＝繩子對(duì)物體Q做功，而繩子對(duì)物體Q做功＝克服物體Q重力做功+克服斜面摩擦力做功＝mgh+mgh＝2mgh，故C正確；D、物體Q要克服摩擦力做功，會(huì)將物體Q重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。故選：C。2．小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），小球的速度v和彈簧縮短的長(zhǎng)度△x之間的關(guān)系如圖乙所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)。已知該小球重為2.2N，彈簧在受到撞擊至壓縮到最短的過(guò)程中始終發(fā)生彈性形變，彈簧的彈力大小與形變成正比。下列說(shuō)法正確的是（）A．從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過(guò)程中，小球的重力做功的功率先減小后增大 B．從撞擊輕彈簧到它被壓縮到最短的過(guò)程中，小球的機(jī)械能先增大后減小 C．當(dāng)小球的速度為5．1m/s時(shí)，小球受到的合力為2.2N D．從撞擊輕彈簧到彈簧被壓縮至最短的時(shí)候，小球受到的合力為11.22N【解答】解：A、由圖乙知，從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中，小球下落速度的變化情況是先增大后減小，根據(jù)公式P＝Fv可知，小球的重力做功的功率先增大后減小，故A錯(cuò)誤；B、從撞擊輕彈簧到它被壓縮到最短的過(guò)程中，只有重力和彈簧的彈力做功，所以小球與彈簧組成的整體機(jī)械能守恒，彈簧的形變程度逐漸增大，則彈簧的彈性勢(shì)能增加，小球的機(jī)械能將減小，故B錯(cuò)誤；C、由圖乙知，小球的速度先增大，該過(guò)程中小球的重力大于彈簧對(duì)它的彈力，當(dāng)△x為0.1m時(shí)，小球的速度最大，然后速度減小，說(shuō)明當(dāng)△x為0.1m時(shí)（速度為5．1m/s時(shí)），小球受到彈簧對(duì)它的彈力F等于其重力G，此時(shí)小球所受合力為零，故C錯(cuò)誤；D、小球的速度最大時(shí)，即小球的形變量為0.1m，小球受到彈簧對(duì)它的彈力F等于其重力G，此時(shí)小球的彈力F＝G＝2.2N，則彈簧的勁度系數(shù)k=F彈簧的形變量最大時(shí)彈力最大，由胡克定律知，小球受到的最大彈力為Fmax＝kxmax＝22N/m×0.61m＝13.42N，此時(shí)小球受到的合力為F合＝Fmax﹣G＝13.42N﹣2.2N＝11.22N，故D正確。故選：D。3．如圖所示，光滑水平面OB與足夠長(zhǎng)粗糙斜面BC交于B點(diǎn)，輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)將質(zhì)量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點(diǎn)然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點(diǎn)滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上。不計(jì)滑塊在B點(diǎn)的機(jī)械能損失；換用相同材料質(zhì)量為m2的滑塊（m2＞m1）壓縮彈簧至同一點(diǎn)D后，重復(fù)上述過(guò)程，（整個(gè)過(guò)程中滑塊克服摩擦力做的功相等）下列說(shuō)法正確的是（）A．兩滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度相同 B．兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同 C．兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能損失不相同 D．兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功相同【解答】解：A、彈簧釋放的過(guò)程，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能，兩次彈性勢(shì)能相同，則兩滑塊到B點(diǎn)的動(dòng)能相同，但質(zhì)量不同，則速度不同，故A錯(cuò)誤；B、兩滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度相同，由于初速度不同，故上升的最大高度不同。故B錯(cuò)誤；CD、兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功為mgh，由能量守恒定律得：彈簧的彈性勢(shì)能EP＝mgh+μmgcosθ?sinθ，所以，mgh=EP1+μcotθ，故兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功相同。損失的機(jī)械能等于克服摩擦力做的功，E損＝μmgcosθ?故選：D。4．質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度圖像如圖所示，從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力恒為Ff，則（）A．t1時(shí)刻起汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變 B．0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)且發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度等于v1D．t1?t2時(shí)間內(nèi)汽車牽引力不變【解答】解：A、由題意知，從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，故A正確；B、在0～t1時(shí)間內(nèi)，根據(jù)圖象可知，汽車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知：F﹣f＝ma，解得F＝f+ma，因?yàn)檎麄€(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力不變，故牽引力不變，速度增大，根據(jù)P＝Fv可知，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率功率增大，故B錯(cuò)誤；C、因?yàn)槠囋趖1～t2時(shí)間內(nèi)不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則平均速度不等于v1D、由題意知在t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率保持不變，由圖可知汽車的速度在增大，根據(jù)P＝Fv知汽車牽引力變小，故D錯(cuò)誤。故選：A。5．如圖用一始終水平的推力F把物體從底部推到光滑斜面頂端，若物體的質(zhì)量為m，斜面的長(zhǎng)為L(zhǎng)，傾角為θ，重力勢(shì)能的表達(dá)式EP＝mgh，則下列說(shuō)法正確的是（）A．推力F做功W＝FL B．推力大小F＝mg?sinθ C．物體推上頂端時(shí)重力勢(shì)能增加量△EP＝mgL?sinθ D．斜面的傾角越大，推力F越小【解答】解：A、推力F始終水平，物體在水平方向移動(dòng)的距離為L(zhǎng)cosθ，推力F做功W＝FLcosθ，故A錯(cuò)誤；B、因?yàn)椴豢紤]摩擦，根據(jù)功的原理，W有用＝W總，即mgL?sinθ＝FLcosθ，所以F＝mgtanθ，故B錯(cuò)誤；C、物體從低端上升到頂點(diǎn)，上升的高度是斜面高度，即Lsinθ，所以重力勢(shì)能增加量△EP＝mgL?sinθ，故C正確；D、由B可知推力大小是mgtanθ，所以傾角在0～90°范圍時(shí)，傾角越大，推力越大，故D錯(cuò)誤；故選：C。6．如圖所示，甲、乙兩個(gè)容器形狀不同，現(xiàn)有兩塊完全相同的金屬塊用細(xì)線系著分別浸沒(méi)入同樣深度，這時(shí)兩容器的水面相平齊，如果將金屬塊勻速提升一段距離，直到金屬塊提離水面，不計(jì)水的阻力，則（）A．在甲容器中提升時(shí)，拉力甲做功較多 B．在乙容器中提升時(shí)，拉力乙做功較多 C．在兩個(gè)容器中提升時(shí)，拉力做功相同 D．做功多少無(wú)法比較【解答】解：設(shè)要將金屬勻速提離水面，要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段：1．金屬在水中上升，最后金屬的上表面到達(dá)水表面，運(yùn)行距離h1，拉力F1＝G﹣F浮，故此過(guò)程中，拉力做功W1＝（G﹣F?。羑1；﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①2．金屬逐漸出水面，最后金屬的下表面到達(dá)水表面，運(yùn)行距離h2，拉力F2＝G﹣F浮′，此過(guò)程中浮力是變化的，F(xiàn)浮′=12F平均拉力F2＝G?12F故此過(guò)程中，拉力做功W2＝（G?12F?。羑2由①②可得，拉力做的總功：W總＝W1+W2＝（G﹣F浮）×h1+（G?12F?。羑在甲、乙兩圖中，因?yàn)榧椎纳媳砻婷娣e大，所以當(dāng)金屬出水面時(shí)，甲水面下降的比較少，甲的h2比乙的h2大，而甲乙圖中的h1、G、F浮都是相同的，所以在甲容器中提升時(shí)，拉力做功較多。故選：A。二．填空題（共3小題）7．如圖所示，為兩個(gè)光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)圓弧槽A點(diǎn)由靜止釋放，最高到達(dá)右側(cè)圓弧槽B點(diǎn)處；然后再次滑下，最高到達(dá)左側(cè)圓弧槽C點(diǎn)處。其中A、B兩點(diǎn)距離水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力）。（1）物體從A點(diǎn)滑到水平面時(shí)，重力所做的功為mgH。（2）物體從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中，損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能的效率為η，則物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)溫度升高了g(H??)ηc（3）C點(diǎn)距離水平面的高度為2h﹣H?！窘獯稹拷猓海?）質(zhì)量為m的物體的重力為：G＝mg，物體從A點(diǎn)滑到水平面時(shí)，重力所做的功：W＝GH＝mgH；（2）A、B兩點(diǎn)距離水平面的高度分別為H、h，物體從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中，損失的機(jī)械能（重力勢(shì)能的減少量）為：△E＝G△h＝mg（H﹣h），機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能的效率為η，則物體增加的內(nèi)能（吸收的熱量）：Q吸＝△Eη＝mg（H﹣h）η，由Q吸＝cm△t可知，物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)溫度升高了：△t=Q（3）再次滑下的過(guò)程，水平面的粗糙程度不變，長(zhǎng)度也不變，即物體克服摩擦力做的功不變，即損失的機(jī)械能不變，所以達(dá)到C點(diǎn)時(shí)物體的機(jī)械能（此時(shí)只有重力勢(shì)能）：EC＝EB﹣△E＝mgh﹣mg（H﹣h）＝mg（2h﹣H），由W＝Gh可得，C點(diǎn)距離水平面的高度為：hC=W故答案為：（1）mgH；（2）g(H??)ηc8．一根金屬棒AB置于水平地面上，今通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)豎直地將棒的右端B緩慢拉起，如圖甲所示。在此過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W和B端離開(kāi)地面的高度x的關(guān)系如圖乙所示。請(qǐng)根據(jù)圖象解答下列問(wèn)題。（1）該金屬棒的長(zhǎng)度L＝1.2m。（2）在B端被拉起的過(guò)程中，當(dāng)x＝1.6m時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F＝5N?！窘獯稹拷猓海?）測(cè)力計(jì)對(duì)棒所做的功W與B端離開(kāi)地面的高度x的關(guān)系，如下圖所示：由題意和圖示可知，OE段表示A端沒(méi)有離開(kāi)地面時(shí)W隨x的變化圖象，EF段表示A端離開(kāi)地面后W隨x的變化圖象，結(jié)合乙圖象可知，當(dāng)x＝1.2m時(shí)，A端剛好離開(kāi)地面，故金屬棒的長(zhǎng)度l＝1.2m；（2）由圖乙知，x在1.2m～1.6m時(shí)，金屬棒離開(kāi)地面，此過(guò)程中B端上升的高度x＝1.6m﹣1.2m＝0.4m，此過(guò)程中拉力做功W＝5.6J﹣3.6J＝2J，由W＝Fs＝Fx可得，此過(guò)程中的拉力（即測(cè)力計(jì)的示數(shù)）為：F=W故答案為：1.2；5。9．風(fēng)力是指風(fēng)吹到物體上所表現(xiàn)出的力量的大小。小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖的裝置研究風(fēng)力的大小，一根輕桿一端固定一個(gè)小球，另一端固定于O點(diǎn)，輕桿能夠繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用電風(fēng)扇水平送風(fēng)吹動(dòng)小球時(shí)，輕桿將轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，與豎直方向成一個(gè)夾角θ，小球的重力為2N，輕桿的長(zhǎng)度為0.5m，忽略小球的體積的影響，當(dāng)θ角為45°時(shí)，水平風(fēng)力大小為2N，當(dāng)風(fēng)力將小球從豎直位置吹至θ＝60°時(shí)，風(fēng)力對(duì)小球至少做功0.5J?！窘獯稹拷猓海?）對(duì)小球受力分析如下圖所示：由共點(diǎn)力的平衡得，風(fēng)對(duì)小球的作用力：F＝mgtan45°＝2N×1＝2N；（3）當(dāng)風(fēng)力將小球從豎直位置吹至θ＝60°時(shí)，如圖所示：此時(shí)OD=12OC風(fēng)力對(duì)小球做的功全部轉(zhuǎn)化為小球的重力勢(shì)能時(shí)風(fēng)力做功最少，則W＝Gh＝G×OD＝2N×0.25m＝0.5J。故答案為：2；0.5。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）10．體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動(dòng)得越高，但并不能運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。小明查閱資料后知道：足球所做的運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。足球起始運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。若物體的動(dòng)能大小EK=12mv2，重力勢(shì)能大小E（1）若將質(zhì)量為0.4kg足球從地面踢出時(shí)，具有的動(dòng)能是120J，踢出后能達(dá)到的最大高度是5m，則足球在最高點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能是100J；（2）若足球的射程x與拋出速度、拋射角θ之間滿足公式x=2v2（3）足球運(yùn)動(dòng)的速度v可以分解成水平速度vx和豎直速度vy，三者可構(gòu)成如圖所示的矩形。足球在空中飛行時(shí)，水平速度保持不變，豎直速度先減小后增大。若足球在地面以102m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，當(dāng)足球的速度與水平方向夾角為30°角時(shí)，此時(shí)足球距地面的高度是3.33m。（小數(shù)點(diǎn)后保留2位數(shù)字）【解答】解：（1）取地面為零勢(shì)能面，從地面踢出時(shí)足球具有的動(dòng)能EK1＝120J，具有的重力勢(shì)能EP1＝0J，足球踢出后能達(dá)到的最大高度是5m，具有的重力勢(shì)能EP2＝mgh＝0.4kg×10N/kg×5m＝20J，因不計(jì)空氣阻力時(shí)足球的機(jī)械能守恒，所以，有E1＝E2，即EK1+EP1＝EK2+EP2，則足球在最高點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能EK2＝EK1+EP1﹣EP2＝120J+0J﹣20J＝100J；（2）當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，足球的射程x=2（3）若足球在地面以102m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，則水平方向的速度vx＝v′cos45°＝102m/s×2因足球在空中飛行時(shí)，水平速度保持不變，所以，當(dāng)足球的速度與水平方向夾角為30°角時(shí)，足球的速度v″=v因不計(jì)空氣阻力時(shí)足球的機(jī)械能守恒，所以，有EK1′+EP1′＝EK2′+EP2′，即12m（v′）2+0=12此時(shí)足球距地面的高度h′=(v'故答案為：（1）100J；（2）40m；（3）3.33。11．為了探究彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧縮短的長(zhǎng)度之間的關(guān)系，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將輕彈簧左端固定在墻上，在水平地面上放一滑塊，在滑塊上刻下一個(gè)箭頭，在水平地面上固定一足夠長(zhǎng)的刻度尺。彈簧無(wú)形變時(shí)，與彈簧右端接觸的滑塊上的箭頭指在刻度為x0＝20.0cm處（如圖1）；向左推滑塊，使箭頭指在刻度為x1處，然后由靜止釋放滑塊，滑塊停止運(yùn)動(dòng)后箭頭指在刻度為x2處。（圖2為第2次實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)中彈簧均未超過(guò)彈性限度）次數(shù)12345x1（cm）18.016.014.012.010.0x2（cm）22.032.050.076.0（1）彈簧的彈性勢(shì)能大小不能直接測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)把彈性勢(shì)能的大小轉(zhuǎn)化為木塊移動(dòng)的距離，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法；（2）該同學(xué)改變x1記下對(duì)應(yīng)的x2，獲得五組數(shù)據(jù)如表所示。則表格中應(yīng)填寫(xiě)100；（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以得到的結(jié)論是：彈簧的材料、原長(zhǎng)和粗細(xì)均相同，彈簧被壓縮的長(zhǎng)度不同，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離不同?！窘獯稹拷猓海?）彈簧將小球彈開(kāi)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成小球的動(dòng)能，彈性勢(shì)能的大小是通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)反映的，木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，說(shuō)明彈簧的彈性勢(shì)能越大，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法；（2）第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧的壓縮量為x0﹣x1＝20cm﹣18cm＝2cm，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離為x2﹣x1＝22cm﹣18cm＝4cm；第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧的壓縮量為x0﹣x1＝20cm﹣16cm＝4cm，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離為x2﹣x1＝32cm﹣16cm＝16cm；第三次，彈簧壓縮量為6cm，木塊移動(dòng)距離為36cm；得出結(jié)論為：木塊移動(dòng)距離為彈簧壓縮量的平方，故第五次時(shí)，彈簧壓縮量為10cm，木塊移動(dòng)距離為100cm；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，彈簧的材料、原長(zhǎng)和粗細(xì)均相同，彈簧被壓縮的長(zhǎng)度不同，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離不同。故答案為：（1）木塊移動(dòng)的距離；（2）100；（3）彈簧的材料、原長(zhǎng)和粗細(xì)均相同，彈簧被壓縮的長(zhǎng)度不同，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離不同。12．已知質(zhì)量不變時(shí)，物體的重力勢(shì)能與高度成正比?，F(xiàn)有一小球從離地面高度為H的空中由靜止開(kāi)始下落。（1）若小球在下落過(guò)程中不受任何阻力，當(dāng)小球的重力勢(shì)能和動(dòng)能相等時(shí)，物體離地面的高度記為h1，則h1＝H2（2）若小球在下落過(guò)程中要受到的空氣摩擦阻力，當(dāng)小球的重力勢(shì)能與動(dòng)能相等時(shí)，物體離地面的高度記為h2，則h2＜H2【解答】解：（1）小球在下落過(guò)程中不受任何阻力，機(jī)械能是守恒的；物體離地面的高度記為h1時(shí)；減少的重力勢(shì)能為轉(zhuǎn)化為的動(dòng)能：mg（H﹣h1），剩余的重力勢(shì)能為：mgh1，動(dòng)能和勢(shì)能相等，則：mg（H﹣h1）＝mgh1，解得：h1=H（2）若小球在下落過(guò)程中要受到的空氣摩擦阻力，機(jī)械能不守恒，減小的重力勢(shì)能中的一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；根據(jù)能量守恒定律可知：mgH＝2mgh2+E內(nèi)，則mgH＞2mgh2，解得：h2＜H故答案為：（1）＝；（2）＜。四．計(jì)算題（共2小題）13．甲、乙兩位同學(xué)對(duì)“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有關(guān)”持有不同的意見(jiàn)，于是他們對(duì)此展開(kāi)研究。他們從網(wǎng)上查到，雨滴在下落過(guò)程中接近地面時(shí)受到的空氣阻力與雨滴的橫截面積S成正比，與雨滴下落速度v的平方成正比，即f＝kSv2（其中k為比例系數(shù)，是個(gè)定值），雨滴接近地面時(shí)可看做勻速直線運(yùn)動(dòng)。把雨滴看做球形，其半徑為r，密度為ρ，比熱為c，球的體積為V=43πr（1）半徑為r的雨滴重力為43πr3ρg（2）在接近地面時(shí)，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度（選填“大于”“等于”“小于”），寫(xiě)出推理過(guò)程。（3）假設(shè)半徑為r的雨滴在近地面下落h高度的過(guò)程中，重力對(duì)它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，則雨滴的溫度升高了多少？【解答】解：（1）雨滴的體積：V=43πr則根據(jù)ρ=mV得，其質(zhì)量m＝ρV=43π故重力G＝mg=43πr3（2）雨滴接近地面時(shí)可看做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故f＝G，因?yàn)閒＝kSv2＝kπr2v2，G=43πr3所以，kπr2v2=43πr3化簡(jiǎn)得，v=4ρgr又因?yàn)閗、ρ、g均為定值，所以，r越大，速度越大，即在接近地面時(shí)，大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度。（3）設(shè)雨滴的質(zhì)量為m，因?yàn)橹亓?duì)它所做的功全部轉(zhuǎn)化為雨滴的內(nèi)能，即W＝Q，又因?yàn)閃＝Gh＝mgh，Q＝cm△t，所以，mgh＝cm△t，則△t=g?答：（1）43πr3ρg；（2）大于；推理過(guò)程詳見(jiàn)解答；（3）雨滴的溫度升高了g?14．小陳開(kāi)著一輛質(zhì)量為M小車從水平路面駛?cè)胛骱蟮溃購(gòu)母呒苋肟隈側(cè)胍龢?。引橋長(zhǎng)度為L(zhǎng)，高為h。（1）當(dāng)汽車在水平路面行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率恒為P1，此時(shí)汽車以v的最大速度勻速行駛，求汽車受到的阻力多大？（2）當(dāng)汽車駛?cè)敫呒芤龢?，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率恒定為P2，已知汽車從引橋底部行駛到頂部所用時(shí)間為t，那么在引橋上行駛時(shí)汽車做的（輸出）總功是多少？（3）在第（2）問(wèn)的基礎(chǔ)上，試推導(dǎo)汽車在引橋上受到的阻力是水平路面受到阻力的k倍，證明：k=(P【解答】解：（1）由P=W汽車在水平路面勻速行駛時(shí)受到的牽引力：F1=P因?yàn)槠囋谒捷唲蛩傩旭?，根?jù)二力平衡條件可知，汽車受到的阻力：f1＝F1=P（2）由P=WW總＝P2t（3）汽車做的有用功：W有用＝Gh＝Mgh；汽車克服阻力做功：W額＝W總﹣W有用＝P2t﹣Mgh，由W＝f2L得，汽車在引橋上受到的阻力：f2=W又題意知，f2＝kf1＝kP1由以上兩式可解得：k=(P答：（1）汽車受到的阻力為P1（2）在引橋上行駛時(shí)汽車做的（輸出）總功是P2t；（3）見(jiàn)解答。五．解答題（共3小題）15．在探究“機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化”實(shí)驗(yàn)時(shí)，細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)體積和質(zhì)量均相同的兩球，而且球心在同一直線上相碰時(shí)，運(yùn)動(dòng)的球會(huì)立即靜止，而被撞的球以幾乎相同的速度沿撞擊球原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，向前運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示。為進(jìn)一步探究，他設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)方案，將一個(gè)兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上，取兩個(gè)相同的球A、B，將B球靜置于軌道的水平部分，A球置于軌道左端斜面上某處，測(cè)出該點(diǎn)到水平桌面的高度h1，釋放A球，撞擊后，A球靜止，B球向前運(yùn)動(dòng)并沖上軌道右端斜面能到達(dá)的最高點(diǎn)，測(cè)出該點(diǎn)的高度h2．如果已知重力勢(shì)能的計(jì)算公式Ep＝mgh，動(dòng)能的計(jì)算公式為Eh=12mv2．若軌道光滑，當(dāng)h1＝0.2米、