圖像題02 摩擦力、浮力、功和機(jī)械能（原卷版）

圖像題02摩擦力、浮力、功和機(jī)械能一．選擇題（共17小題）1．有測(cè)試顯示，跳繩不但可以讓全身肌肉勻稱有力，而且會(huì)讓你的呼吸系統(tǒng)、心臟、心血管系統(tǒng)得到充分的鍛煉。設(shè)跳繩者的質(zhì)量為60kg，跳繩者的重心高度隨時(shí)間變化的情況如圖。根據(jù)所給條件判斷下列說法正確的是（g取10N/kg）（）A．人在跳繩時(shí)機(jī)械能守恒 B．跳繩者每跳一次克服重力所做的功是54J C．人上升過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D．跳繩者1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為202.5W2．如圖甲所示，小球從豎直放置的彈簧正上方一定高度處由靜止開始下落，從a處開始接觸彈簧，壓縮至c處時(shí)彈簧最短，從a至c的過程中，小球在b處速度最大，小球的速度v和彈簧被壓縮的長(zhǎng)度ΔL之間的關(guān)系如圖乙所示，不計(jì)空氣阻力，則從a至c的過程中，下列說法中正確的是（）A．在a處時(shí)小球受到的彈力等于自身重力 B．小球在c處速度為零，處于平衡狀態(tài) C．a(chǎn)b段小球所受彈力小于重力，處于加速運(yùn)動(dòng)階段 D．bc段彈簧的彈性勢(shì)能由小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來3．如圖甲所示，小球從某高度處由靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧。從小球接觸彈簧開始直至將彈簧壓縮到最短的過程中，得到小球的速度v和彈簧被壓縮的長(zhǎng)度ΔL之間關(guān)系如圖乙所示，其中b為曲線最高點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，彈簧在整個(gè)過程中始終發(fā)生彈性形變。則下列說法正確的是（）A．小球在b點(diǎn)時(shí)重力等于彈力 B．小球接觸彈簧后動(dòng)能就開始減小 C．在運(yùn)動(dòng)過程中小球的機(jī)械能守恒 D．小球在最低點(diǎn)時(shí)，速度為零，處于平衡狀態(tài)4．圖甲所示，一個(gè)金屬塊在鋼繩拉力的作用下從水面上方勻速下降，直至金屬塊全部沒入水中。圖乙所示，是鋼繩拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像。若不計(jì)水的阻力，水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg，下列說法正確的是（）A．金屬塊受到的重力為500N B．金屬塊受到的浮力為3450N C．金屬塊的體積為5×10﹣3m3 D．金屬塊的密度為7.9×103kg/m35．如圖為中國(guó)郵政用足夠長(zhǎng)的傳送帶傳送快遞，將快遞（其重心為O）由圖示位置從靜止放到水平向右勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，則快遞受到的摩擦力f、傳送帶受到的壓力F及壓強(qiáng)p隨時(shí)間變化的圖象正確的是（）A． B． C． D．6．如圖為a、b兩物質(zhì)的m﹣V關(guān)系圖象。若用體積相等的a、b兩種物質(zhì)分別制成兩個(gè)實(shí)心正方體甲、乙，將甲、乙放在水平桌面上，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩物質(zhì)的密度之比為1：8 B．甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1：4 C．甲、乙兩物體對(duì)桌面的壓力之比為1：8 D．甲、乙兩物體對(duì)桌面的壓強(qiáng)之比為4：17．在物理學(xué)中，力和運(yùn)動(dòng)正確關(guān)系的得出，從亞里士多德到牛頓，歷經(jīng)兩千多年。如圖甲，水平地面上的物體，在水平向右拉力的作用下，從t＝0s開始，物體的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙。對(duì)于這個(gè)過程力和運(yùn)動(dòng)描述正確的是（）A．該物體從開始一直做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．從t＝0s到t＝6s過程中，力F逐漸增大 C．物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)階段的速度為2m/s D．t＝1s時(shí)，若F＝3N，則地面的滑動(dòng)摩擦力也為3N8．在一霧霾天，小明駕駛一輛小汽車以30m/s的速度行駛在高速公路上，突然發(fā)現(xiàn)正前方45m處有一輛大卡車以10m/s的速度沿同方向勻速行駛，小汽車緊急剎車，但剎車過程中剎車失靈。如圖所示，a、b分別為小汽車和大卡車的v﹣t圖象，已知v﹣t圖像與橫軸圍成的面積對(duì)應(yīng)著路程，關(guān)于兩車以下說法正確的是（）A．第1s內(nèi)，小汽車的平均速度為24m/s B．在t＝5s時(shí)，兩車追尾發(fā)生交通事故 C．不會(huì)追尾，t＝5s時(shí)兩車相距最近且距離為10m D．由于初始距離太近，即使剎車不失靈也會(huì)追尾9．如圖甲所示，小韓在光滑程度相同的水平地面，用水平向右的力推木箱，推力隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，木箱各時(shí)段運(yùn)動(dòng)情況記錄在表格所示表格中。對(duì)于這一過程，以下說法正確的是（）時(shí)段運(yùn)動(dòng)情況0﹣3s靜止3s﹣6s加速運(yùn)動(dòng)6s﹣9s減速運(yùn)動(dòng)9s﹣12s勻速直線運(yùn)動(dòng)A．0﹣3s，木箱所受推力小于摩擦力 B．3s﹣6s，木箱所受摩擦力為9N C．6s﹣9s，木箱處于平衡狀態(tài) D．3s﹣12s，木箱所受摩擦力為6N10．在一個(gè)豎直放置的彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，分別掛上質(zhì)量相等的甲、乙、丙三個(gè)物體，三個(gè)物體分別在彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F1、F2、F3的作用下沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，它們運(yùn)動(dòng)的路程（s）﹣時(shí)間（t）圖像如圖所示，則關(guān)于力F1、F2、F3的大小關(guān)系，下列判斷中正確的是（）A．F1＝F2＝F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＝F2＞F3 D．F1＜F2＜F311．小孟同學(xué)兩次施加水平拉力拉著同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩次物體運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖象如圖所示，下列判斷正確的是（）A．兩次物體所受到的拉力F1＞F2 B．拉動(dòng)到距離s1時(shí)，兩次克服摩擦所做的功W1＝W2 C．拉動(dòng)到距離s1時(shí)，兩次拉力對(duì)物體所做的功W′1＞W(wǎng)′2 D．拉動(dòng)到距離s1時(shí)，兩次拉力對(duì)物體做功的功率P1＜P212．如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)下掛有一個(gè)圓柱體，把它從盛水的燒杯中緩慢提升，直到全部露出水面，該過程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體上升高度h的關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．圓柱體的高是5cm B．圓柱體受到的重力是6N C．圓柱體受到的最大浮力是10N D．圓柱體的密度是2.5g/cm313．在科技節(jié)，小明用傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示的力學(xué)裝置，豎直細(xì)桿B的下端通過力傳感器固定在容器底部，它的上端與不吸水的實(shí)心正方體A固定，不計(jì)細(xì)桿B及連接處的質(zhì)量和體積。力傳感器可以顯示出細(xì)桿B的下端受到作用力的大小，現(xiàn)緩慢向容器中加水，當(dāng)水深為13cm時(shí)正方體A剛好浸沒，力傳感器的示數(shù)大小F隨水深變化的圖像如圖乙所示。（g＝10N/kg）（）A．物體A所受到的重力10N B．豎直細(xì)桿B的長(zhǎng)度為10cm C．當(dāng)容器內(nèi)水的深度為4cm時(shí)，壓力傳感器示數(shù)為1N D．當(dāng)容器內(nèi)水的深度為9cm時(shí)，壓力傳感器示數(shù)為零14．如圖兩質(zhì)量分布均勻、體積相等的實(shí)心圓柱A、B靜止在水平地面上，它們對(duì)水平地面的壓強(qiáng)pA＞pB，現(xiàn)采取以下方案對(duì)其切割，則剩余部分對(duì)地面壓強(qiáng)的變化圖像正確的是（）A．①② B．②③ C．③④ D．②④15．如圖1所示，水平路面由三段長(zhǎng)度相等的粗糙區(qū)域組成。在2N水平拉力F的作用下，物塊（體積忽略不計(jì)）從區(qū)域①的最左端從靜止開始運(yùn)動(dòng)，在剛進(jìn)入?yún)^(qū)域③時(shí)撤去拉力，物塊最終停在區(qū)域③的最右端。圖2為物塊在區(qū)域①和②上運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象。則（）A．拉力在區(qū)域①中做功的功率比②的小 B．物塊在區(qū)域①上所受的摩擦力等于2N C．物塊在區(qū)域③上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為1s D．區(qū)域①路面的粗糙程度比②的大16．如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個(gè)重為8N、棱長(zhǎng)為10cm的正方體物塊M，M與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內(nèi)注水，容器中水的深度h隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示（g＝10N/kg），水的密度是1.0×103kg/m3，則下面說法不正確的是（）A．當(dāng)t＝140s時(shí)，物塊M在水中處于漂浮狀態(tài) B．當(dāng)t＝140s時(shí)，水對(duì)容器底部的壓力大小是15N C．圖乙中a的值是8cm D．40～140s時(shí)段，浮力對(duì)物體做功是0.96J17．如圖，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路。壓力傳感器不受力時(shí)電流表示數(shù)是I0．t＝0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)。整個(gè)過程中，不計(jì)能量損失，電流表示數(shù)I隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，則（）A．t1時(shí)刻，小球動(dòng)能最小 B．t2時(shí)刻，彈簧的彈性勢(shì)能最小 C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能先增加后減少 D．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能小于彈簧減少的彈性勢(shì)能二．填空題（共1小題）18．將一個(gè)漂浮在油面上的立方體工件用豎直向下的力F緩緩地壓入油內(nèi)，如圖甲所示，工件的下底面與油面的距離為h，力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。已知力F為負(fù)值時(shí)，表明它的方向與原來的方向相反，油的密度為kg/m3，已知容器底面積為5000cm2，從漂浮到F＝400N的過程中，重力對(duì)工件做的功為J。三．計(jì)算題（共4小題）19．“塔吊”是修建高層建筑常見的起重設(shè)備，又名“塔式起重機(jī)”。某“塔吊”以恒定功率24kW將質(zhì)量為2t的重物從靜止開始豎直向上提升45s，全程v﹣t關(guān)系如圖。g取10N/kg，忽略空氣阻力和摩擦。（1）求t＝30s時(shí)重物所受的拉力。（2）求整個(gè)過程重物的最大速度。（3）若重物上升的總高度為60m，則最后12s拉力所做的功多大？20．如圖甲所示，是某升降電梯的工作原理圖。它由轎廂、對(duì)重、電動(dòng)機(jī)、鋼絲繩、滑輪等部件連接組成，電動(dòng)機(jī)和對(duì)重通過鋼絲繩分別給轎廂施加拉力，連接轎廂的兩根鋼絲繩非?？拷I廂與對(duì)重的運(yùn)動(dòng)方向始終相反。對(duì)重的質(zhì)量為400kg，空轎廂的質(zhì)量為500kg，額定載重量為1000kg。某次電梯滿載上升時(shí)的，v﹣t圖象如圖乙所示，不計(jì)鋼絲繩的重力和一切摩擦，g＝10N/kg。則：（1）在電梯滿載時(shí)，勻速上升的高度是多少？（2）在電梯滿載時(shí)的勻速運(yùn)動(dòng)階段，對(duì)重的重力做的功是多少？（3）在電梯滿載勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)鋼絲繩對(duì)轎廂拉力的功率是多少？21．如圖甲所示，一個(gè)底面積為200cm2、足夠深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上，現(xiàn)將一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體實(shí)心物體M（不吸水）用不計(jì)體積的輕桿連接固定在天花板上，并置于柱形容器內(nèi)，若輕桿能承受的最大力為5N?，F(xiàn)在向容器中緩慢勻速注水，注水速度為100cm3/min，輕桿所受力的大小與注水時(shí)間的變化圖象如圖乙所示。求：（1）加水前物體M的下表面到容器底的距離；（2）物體的密度；（3）當(dāng)輕桿折斷時(shí)停止加水，當(dāng)M靜止后，則M克服重力做功多少焦。22．底面積為200cm2的柱形容器中，裝有10cm深的水，一個(gè)柱體與輕質(zhì)硬桿相連，從水面上方以1cm/s的速度勻速下降，如圖是硬桿對(duì)物體的作用力F桿與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系圖象，不計(jì)硬桿的質(zhì)量和體積以及水的阻力，g取10N/kg，請(qǐng)根據(jù)圖象信息計(jì)算：（1）從柱體接觸水面到剛好浸沒的過程中，柱體重力所做的功；（2）柱體的密度；（3）第9s時(shí)，柱體下表面受到水的壓強(qiáng)；（4）第9s時(shí)，容器底部受到水的壓力。四．解答題（共1小題）23．請(qǐng)你閱讀材料，回答下列問題。目前汽車剎車器均采用油壓制動(dòng)，油壓制動(dòng)剎車時(shí)消耗的機(jī)械能以摩擦發(fā)熱形式排放掉，形成能源的浪費(fèi)?，F(xiàn)有一種汽車能源再生制動(dòng)器，能把汽車剎車制動(dòng)時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲(chǔ)存起來（通常所說的發(fā)電），有效地利用了能量。實(shí)際上汽車剎車時(shí)再生制動(dòng)器無法提供足夠的剎車阻力，仍需要與油壓制動(dòng)器配合使用，產(chǎn)生恒定的剎車阻力來滿足剎車要求，若某汽車以72km/h的速度行駛，剎車時(shí)再生制動(dòng)器產(chǎn)生的阻力隨時(shí)間變化的關(guān)系如下表：時(shí)間t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6再生剎車阻力f/×103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0（1）汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能，剎車時(shí)機(jī)械能；（選填“增大”、“減小”或“不變”）（2）汽車剎車時(shí)，再生制動(dòng)器所產(chǎn)生的剎車阻力大小隨時(shí)間的變化情況是：。A．逐漸增大B．先增大后不變C．先增大后減小D．先增大后不變?cè)贉p小（3）如果汽車制動(dòng)時(shí)需要產(chǎn)生恒定的剎車阻力為1×104N，t＝0.4s時(shí)油壓制動(dòng)器還需產(chǎn)生N的剎車阻力。（4）在滿足（3）的剎車阻力作用下，汽車的行駛路程與時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，則在0～0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功W＝J。五．科普閱讀題（共1小題）24．請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：挺進(jìn)深海2020年11月10日，我國(guó)全海深載人潛水器“奮斗者”號(hào)在世界最深的馬里亞納海溝（深度10909m）成功坐底，刷新了中國(guó)載人深潛的紀(jì)錄，達(dá)到了目前全海深載人潛水器的最高標(biāo)準(zhǔn)。馬里亞納海溝可謂是地球上環(huán)境最惡劣的區(qū)域之一，底部完全黑暗、溫度低，并且有著巨大水壓，“奮斗者”號(hào)的外殼堅(jiān)固，才能保證在下潛過程中形狀不變?！皧^斗者”號(hào)在執(zhí)行下潛任務(wù)前需要根據(jù)在不同海域測(cè)得的海水溫度、鹽度和深度等參數(shù)精確地計(jì)算下潛時(shí)所需要的“壓載鐵”質(zhì)量，所謂“壓載鐵”，就是給“奮斗者”號(hào)增加總重的“鐵塊”。完成潛水工作后，還需要根據(jù)實(shí)時(shí)水文數(shù)據(jù)拋卸壓載鐵，以減小“奮斗者”號(hào)的總重從而開始上浮?！皧^斗者”號(hào)的成功下潛反映了我國(guó)當(dāng)代科技工作者持續(xù)奮斗、勇攀高峰的精