1、功和机械能单元检测题一、单选题1蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动。当运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员具有的A动能增加，势能减少 B动能增加，势能增加C动能减少，势能减少 D动能减少，势能增加2使用同一台吊车提起物体时，下列说法正确的是A额外功越少，机械效率就越高 B做总功越多，机械效率就越高C有用功在总功中占的比例越大，机械效率就越高 D无论做多少功，机械效率都不变3我国的“天舟一号”飞船完成飞行任务返回地球,飞船受空气阻力减速下降过程中,它的A重力势能减少,机械能不变 B动能减少,机械能增加C动能减少,重力势能减少 D动能增加,重力势能减少4下列物体具有动能的是
2、A在水平公路上行驶的汽车 B悬挂在天花板上的吊灯 C被拉开的弹弓 D举在高处的铁锤5如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是A蓄势待发的火箭B水平匀速飞行的飞机C脚踩滑板从高处下滑D加速上升的飞艇6在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是A从 a 点下滑到 b 点过程中，重力势能全部转化为动能B在 a 点和 c 点速度都为零，因此重力势能相等C从 c 点下落到 d 点过程中，重力势能转化为动能D在 a 点和 e 点都处于静止状态，因此机械能相等7下列物体中，既有动能又有势能的是A被压瘪的皮球 B正
3、在上升的气球 C被举着的杠铃 D在平地上滚动的足球8生活中经常对一些物理量进行估测，下列数值最接近实际情况的是A人骑自行车的平均速度约为 lm/sB运动员百米冲刺瞬间的功率约为 1000WC人沐浴时舒适的水温度约为 60 D一个鸡蛋约重 2N9如图所示，在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是A加油机动能减小，重力势能减小，机械能减小 B受油机动能减小，重力势能不变，机械能不变C加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小 D受油机动能减小，重力势能增大，机械能增大102017 年 4 月 20 日我国“天舟一号”货运飞船发射成功，给我国“天宫二号”太空实
4、验室加注燃料。如图所示是“天舟一号”与“天宫二号”自动交会对接成功。此阶段“天宫二号”实验室相对下列哪个参照物是静止的A太阳 B地球 C月球 D天舟一号112016 年 9 月 15 日，搭载天宫二号空间实验室的长征二号运载火箭，在我国酒泉卫星发射中心点火发射对升空过程分析合理的是 A以“长征二号”为参照物，发射架向下运动 B以运载火箭为参照物， “天宫二号”向上运动C火箭升空过程，动能不变，机械能守恒 D火箭的重力与燃气对它的推力是一对平衡力二、填空题12一辆汽车和一列火车以相同速度行驶，_具有的动能大如果卡车空载和满载时都以同样的速度行驶，那么满载时具有的动能_空载时具有的动能13如图是自
5、动回转的“魔罐” ，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是_能转化为_能。中间挂的钩码_（需要/不需要）固定在橡皮筋上。14将一小球沿竖直方向抛出后直到落地前，其动能大小随时间变化如图所示，若不计空气阻力。请分析：在 0 t1时间段内，小球的运动方向是_，在 t1 t2时间段内，小球的_能转化为_能.三、实验题15某同学在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了图甲所示的实验方案，并进行了如下的实验：步骤 l：让钢球从斜面 A 点由静止开始下滑，到达水平面时速度为 v1，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离 s1；
6、步骤 2：让钢球从斜面 B 点由静止开始下滑，到达水平面时速度为 v2，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离 s2步骤 3：改变钢球的质量让钢球从 A 点由静止开始下滑，撞击木块使木块移动，记下木块移动的距离 s3（1）比较 v1、v 2，可知 vl_v2（/=） ，原因：钢球的重力势能越大，转化为钢球的_能越大。（2）设计步骤 l 和步骤 2 的目的是探究动能与_的关系。（3）比较步骤_和步骤 3 可以探究动能大小和物体质量的关系。（4）钢球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设木块克服摩擦力所做的功为 W，钢球与木
7、块碰撞前的动能为 Ek，则 Ek_W（/=） 。（5）实验结束后，该同学拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图乙所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理。_（合理/不合理）四、计算题16小明用如图所示的滑轮组 10s 内将重 90N 的货物匀速提升 1m 的过程中，所用拉力 F=50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦求上述过程中：（1）小明所做的有用功以及动滑轮的重力；（2）小明所做总功的功率；（3）滑轮组的机械效率17如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起落的小型遥控飞行器。若质量 m2kg
8、的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，20s 末无人机离地高度 h50m，整个运动过程中电动机提供升力 F24N，所受空气阻力f 大小不变，且无人机动能增加量E25J已知动力系统的电动机工作电压 U25V，电流 I3A求：（1）无人机上升过程中受到的空气阻力 f （g10N/kg）（2）该电动机的线圈电阻 R （保留 1 位小数）18胡巴是电影捉妖记里的小妖王.某商场门口放置了一实心胡巴形象，其质量为 120kg,体积为 0.08m3 （ g=10N/kg）求：（1）它的密度是多少？（2）它所受的重力是多大？（3）若将其举高 1m，所做的功为多大？五、作图题19图为某城市轻轨车，请从节能角度
9、为其设计一个停靠车站，在虚线框内画出示意图。参考答案1D【解析】运动员离开蹦床弹向空中的过程中，质量不变，速度减小动能减少；但所处高度增加重力势能增加故选 D2C【解析】【分析】机械效率是指有用功与总功的比值即 = 机械效率反映了机械性能的好坏，有总与有用功、总功的大小都有关系【详解】A. 当有用功相同时，额外功越少，机械效率才也高，故 A 错；B. 当额外功相同时，总功越多，机械效率就越高，故 B 错；C. 有用功与总功的比值就是机械效率，有用功在总功中占的比例越大时，即比值越高，则机械效率就越高，故 C 正确；D. 对于同一台吊车，所提的物体越重时，机械效率会越高，故 D 错误。故选 C.
10、3C【解析】【分析】“天舟一号”飞船受空气阻力作用时，需要克服空气阻力做功，部分机械能转化为了内能，机械能减小；在判断动能、势能的大小变化时，可根据它们各自的影响因素来分析：【详解】“天舟一号”飞船在完成飞行任务返回地球途中，飞船受空气阻力减速下降，要克服空气阻力做功，消耗机械能，所以机械能减少，因为是减速运动，所以速度减小，动能减少，又因为飞船在下降，所以重力势能减少，故 A. B. D 错误，C 正确；故选 C.【点睛】动能影响因素：质量、速度；质量越大、速度越大，动能越大；重力势能影响因素：质量、高度；质量越大，被举的越高，重力势能越大4A【解析】【分析】动能是指物体运动而具有的能；重力
11、势能是指物体被举高而具有的能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的能。本题要根据动能和势能的定义对每个选项进行分析，选出既符合动能定义的选项。【详解】A、在水平公路上行驶的汽车，由于运动，具有动能，故 A 符合题意；B、吊在天花板上的电灯，由于在高处，具有重力势能，故 B 不符合题意；C、拉开的弓，发是弹性形变，具有弹性势能，故 C 不符合题意；D、举在高处的铁锤，由于在高处，具有重力势能，故 D 不符合题意。故选：A。5C【解析】【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大 （2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关被举得高度一定时，
12、质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大 （3）物体不发生弹性形变时，机械能=动能+重力势能 （4）物体克服摩擦做功，机械能转化为内能。【详解】A. 蓄势待发的火箭，火箭质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变。火箭不发生弹性形变，无弹性势能。机械能=动能+势能，所以机械能不变。故 A 错误；B. 水平匀速飞行的飞机，飞机质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变。飞机不发生弹性形变，无弹性势能。机械能=动能+势能，所以机械能不变。故 B 错误；C. 脚踩滑板从高处下滑，滑板与地面有摩擦，部分机械能转化为内能，所以机械能变小。故 C 正确；D. 加速上升
13、的飞艇，飞艇质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大。飞艇不发生弹性形变，无弹性势能。机械能=动能+势能，所以机械能变大。故 D 错误。故选 C.6C【解析】【分析】机械能包括动能和势能，动能和势能是可以相互转化的；在动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变。【详解】A. 从 a 点向 b 点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能，故 A 错误；B. 在 a 点速度为零，说明动能为零，但 c 点速度不一定为 0，因为高度不同，所以，重力势能就不相同，故 B 错误；C. 从 c 点下落到 d 点过程中，重力势能转为动能，故 C 正确；D.在 a
14、 点和 e 点都处于静止状态，说明动能都为零，因为高度不同，所以，重力势能就不相等，因此机械能不相等，故 D 错误。7B【解析】【分析】（1）运动的物体具有动能 （2）被举高的物体具有重力势能 （3）发生弹性形变的物体具有弹性势能【详解】A. 被压瘪的皮球具有弹性势能。不符合题意。B. 正在上升的气球，既运动，又有一定的高度，既具有动能，又具有重力势能。符合题意。C. 被举高的杠铃，由于被举高，具有重力势能。不符合题意。D. 平地上滚动的足球，具有动能。不符合题意。故选 B.8B【解析】【分析】结合生活中物体的实际物理量逐一分析后，选择正确答案【详解】A. 人步行的速度约 1m/s，人骑自行车
15、的平均速度约为 5m/s，故不符合实际；B. 运动员百米冲刺瞬间的动力和速度较大，由 P=Fv 可知，此时运动员的功率较大，约为 1000W，故符合实际；C. 人沐浴时舒适的水温度约为 40，故不符合实际；D. 一个鸡蛋的质量在 50g=0.05kg 左右，受到的重力约为：，故 D 不符合实际。=0.05kg10N/kg=0.5N故选 B.9A【解析】【分析】分析加油机和受油机的动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行考虑：(1)动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大.；(2)重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
16、(3)机械能=动能+势能。【详解】AC、空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机，其速度不变，但质量变小，故其动能变小，同时其高度不变，但其质量变小，故其重力势能变小，所以机械能变小，所以 A 选项正确、C 错误；BD、空中以相同速度水平匀速直线飞行的受油机，其速度不变，但质量变大，故其动能变大，同时其高度不变，但其质量变大，故其重力势能变大，所以机械能变大，故 BD 错误.10D【解析】【分析】研究机械运动时，假定不动的物体叫参照物，与参照物相比，物体位置有变化，说明物体在运动；物体位置没有变化，说明物体处于静止状态。【详解】天宫二号相对于地球、月亮、太阳均有位置的变化，故以它们为参照物，天宫
17、二号是运动的，故 ABC 错误；“天舟一号”飞船与“天宫二号”实现成功对接后，保持相对静止，以对方为参照物，两者都是静止的，所以选择“天舟一号”为参照物， “天宫二号”是静止的，故 D 正确。故选：D。11A【解析】【分析】在判断物体的运动静止时，要看物体相对于参照物的位置是否发生改变，如果改变，物体是运动的，如果不变，则物体是静止的动能和势能统称为机械能【详解】A. 以“长征二号”为参照物，发射架的位置不断变化，是运动的， “长征二号”向上运动，故发射架向下运动，故 A 正确。B. 以运载火箭为参照物， “天宫二号”的位置不发生变化，故“天宫二号”是静止的，故 B 错误；C. 火箭升空过程，
18、速度增大动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能增大，故 C 错误；D. 火箭上升过程中，速度增大，不处于平衡状态，故火箭的重力与燃气对它的推力不是一对平衡力，故 D 错误。故选：A12火车 大于 【解析】【分析】动能的影响因素：动能的大小与物体的速度和质量有关。质量越大，速度越大，动能越大。【详解】汽车和火车的速度相同，但是火车的质量大，所以火车的动能大；当卡车速度相同时，空载时比满载时的质量小，所以空载时的动能小；即满载时具有的动能大于空载时具有的动能13弹性势 动 需要 【解析】【分析】动能的影响因素：质量和速度；弹性势能的影响因素：物体的形变程度。【详解】魔罐在开始滚动的时候，具有动能
19、，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为 0 时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。中间挂的钩码需要固定在橡皮筋上，由于钩码有重力，这样才能使动能转化成橡皮筋的弹性势能。14竖直向上 重力势能 动能 【解析】【分析】物体的动能与物体的质量与速度有关，在质量不变时，物体的速度越大，物体动能越大，速度越小，动能越小；通过重力做功，物体的重力势能转化为物体的动能【详解】由图象可知，在 0t 1时间段内，小球的动能减小，小球质量不变，则小球速度减小，则小球向上运动；由图象可知，在 t1t 2时间段内，小球动能增加，
20、说明小球速度变大，小球从上向下运动，小球的高度降低，重力势能减少，小球速度变大，动能变大，在该过程中，小球的重力势能转化为动能15大于 动能 速度 1 合理 【解析】【分析】（1）动能大小与物体的质量和速度有关；（2）探究动能大小和物体速度的关系，需控制质量相同，改变物体的速度；（3）探究动能大小和物体质量的关系，需控制速度相同，改变物体的质量；（4）物体在运动过程中克服摩擦做功，自身能量减小；（5）探究动能大小与速度的关系，应控制质量相同，改变物体的速度；【详解】(1)A 点高于 B 点,同一钢球在 A 点处具有的重力势能大于在 B 点处的重力势能;钢球从斜面上向下滚动时,重力势能转化为动能
21、,所以钢球从 A 点释放时,滚动到水平面时的动能较大,速度也较大,即 vlv2 (2)在步骤 1 和步骤 2 中，物体的质量相同，速度不同，因此是在质量相同的情况下，探究动能与速度的关系；(3) 步骤 1 和步骤 3 控制钢球在斜面上的初始位置相同，滚动到水平面上的速度相同，改变钢球的质量，则是在速度相同的情况下，探究动能与质量的关系；（4）小球到达水平面时具有动能,推动木块运动时,一部分动能转移给木块使木块运动,一部分克服摩擦,转化成内能,故则 E1W；(5)相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，即球滑行到静止的距离越大，小球的动能越大；可
22、以得出动能与速度的关系，该实验方案正确；16 （1）90J；10N； （2） 10W； （3） 90%【解析】【分析】由图可知滑轮组绳子的有效股数 n=2，s=2h，（1）根据 W=Gh 求出人做的有用功；利用 计算动滑轮的重力。=12（ +动 ）（2）根据 W=Fs 求出总功，结合时间，利用 求出总功的功率；=（3）根据效率公式求出滑轮组的机械效率。【详解】（1）根据时间计算有用功为：；有 =90N1m=90J不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，则 ，=12（ +动 ）所以动滑轮的重力： ；动 =2=250N90N=10N（2）由图知 n=2，所以绳端移动的距离：s=2h=21m=2m，总功为：
23、；总 =50N2m=100J总功功率为： ；=总 =100J10s=10W（3）滑轮组的机械效率：；=有用总 100%=90J100J100%=90%17 （1）3.5N；（2）1.7。【解析】【分析】（1）根据能量守恒定律得 W 机 =E 动 +E 重 +W 内能 ，据此求出阻力 f 的值；（2）电动机消耗的电能=输出的机械能+线圈产生的热量，根据 W=UIt 算出消耗的电能，根据能量守恒定律可得：W 电 =Q+W 机 算出电阻 R【详解】(1)无人机从地面上由静止开始竖直向上运动到高度 h=50m 的过程中，重力势能的增加量：E 重 =mgh=2kg10N/kg50m=1000J；电动机输
24、出的机械能(升力所做的功):W 机 =Fh=24N50m=1200J，根据能量守恒定律可得：电动机输出的机械能(升力所做的功)=动能增加量+重力势能增加量+内能增加量(克服阻力做的功),即 W 机 =E 动 +E 重 +W 内能 ，则克服阻力做的功：W 内能 =W 机 E 重 E 动=1200J1000J25J=175J，由 W 内能 =fh 可得空气阻力：f= = =3.5N；内能 17550(2)无人机在 20s 内，电动机消耗的电能：W 电 =UIt=25V3A20s=1500J；根据能量守恒定律可得，电动机消耗的电能=输出的机械能+线圈产生的热量；则电流通过线圈产生的热量：Q=W 电
25、W 机 =1500J1200J=300J；由焦耳定律 Q=I2Rt 可得，线圈电阻：R= = 1.7.2 300(3)22018 （1）1.510 3 kg/m3（2）1200N（3）1200J【解析】【分析】（1）已知胡巴质量和体积，利用 得到其密度；（2）已知胡巴质量，利=用 G=mg 得到其重力；（3）已知重力和举起高度，利用 W=Gh 得到做的功。【详解】(1)胡巴的密度： ；=120kg0.08m3=1.5103kg/m3(2)胡巴受到的重力： ；=120kg10N/kg=1200N(3)将其举高 1m，所做的功(克服重力做功)： 。=1200N1m=1200J19【解析】【分析】利用能量转化去分析，火车进站时要上坡，动能减小，重力势能会增加；火车出站时要下坡，重力势能减小，动能增加。【详解】在车进站时，车要停下来，而车此时是有很大的动能的，若刹车，就把这些动能转化为了内能而损耗了，若进站时让车上坡，把动能转化为重力势能贮存起来，这样就减小因刹车消耗的机械能；车在出站时，车原来处于静止没有动能，需要消耗燃料的化学能才能启动，运动起来，若利用下坡，则可以把重力势能转化为动能，便于启动，节省了燃料，起到节能的作用，故图可设计为下图