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【名師導航】中考物理一輪復習學案
第12章 功 功率 機械能及其轉化
考點分布 考點內容 命題趨勢
1.功 1.理解機械功和功率的概念，知道做功的過程是能量轉化或轉移的過程。 2.知道影響動能、勢能大小的因素。3.理解動能和勢能以及他們的轉化和守恒。 4.能用實例說明機械能和其他形式的能的轉化。 本章內容常考：功、功率計算、影響動能勢能的因素、或與機械、機械能及其轉化，功和功率常與壓強、浮力綜合計算，多以選擇題、實驗計算形式出現，分值約8分。
2.功率
3.動能和勢能
4.機械能及其轉化
知識點一：功
1.做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上移動距離。
不做功的三種情況：①有力無距，如一位同學推車未動（勞而無功）；②有距無力，如足球離開腳后水平移動（不勞而功）；③力距垂直，如提著水桶水平移動（垂直無功）。
2.做功公式是W＝Fs，在國際單位制中功的單位是焦耳(焦)，符號是J。
公式W＝Fs中F和s的同體性、同向性和同時性。
3.功的原理：使用任何機械都不省功。
1.初中生小龍背著質量為25 kg的實驗器材從實驗樓的一樓走到三樓，又沿著走廊水平走了5 m到達實驗室，若每層樓高3 m，整個過程中小龍對實驗器材做功_____J，克服自身重力做功約為_______J.
參考答案：1500；3000.
知識點二：功率
1.功率：物體做的功與所用時間的比叫做功率，它是表示做功快慢的物理量。
2.公式P＝，其單位有瓦特(W)、千瓦(kW)。還可以推導出公式P＝＝＝＝Fv，由公式可知：當功率一定時，減小速度，可以增大牽引力，如汽車上坡要換低速擋等。
3.測功率原理是P＝，需測物理量有物重、上升高度、所用時間。
2.如圖是建設火神山醫院時的情景，一起重機將質量為2 t的重物以0.1 m/s的速度勻速提升10 m后又以同樣的速度水平勻速移動10 m，在整個過程中，起重機對貨物做的功為________J，平均功率是_______W．(g＝10 N/kg)
參考答案：2×105 ；1 000
知識點三：機械能
1.功和能的關系
(1)一個物體具有能量，可以用來做功，反過來，一個物體能夠做功，它就具有能量。可用做功的多少來衡量物體具有能量的大小。
(2)功是能量轉化的量度，做功過程一定伴隨能量轉化，做了多少功，就有多少能量發生了轉化。
(3)具有能的物體只表示物體可以做功，但不一定“正在做功”或“已經做功”。
2.能：一個物體能夠做功，就說這個物體具有能量(或具有能)，它是表示物體做功本領大小的物理量，其單位與功的單位相同，也是焦(J)。
3.動能：物體由于運動而具有的能叫動能，其大小與質量和運動速度有關，一切運動的物體都具有動能。
4.重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能，其大小與質量和被舉的高度有關。
5．彈性勢能：物體發生彈性形變而具有的能叫彈性勢能，同一物體發生彈性形變越大，具有的彈性勢能越大。
6.機械能：動能和勢能統稱為機械能。
7.機械能的轉化：動能和勢能在一定條件下可以相互轉化，若只有動能和勢能之間的轉化(不計各種阻力)，機械能的總量不變，或者說機械能是守恒的。如考慮阻力的影響，機械能的總量減小。總機械能守恒(不計能量損失，物體質量不變).
3.請完成下列各小題(均選填“增大”“減小”或“不變”)：
(1)正在進行灑水作業的灑水車在水平路面勻速行駛的過程中，它的動能______，重力勢能______，機械能______．
(2)在體育考試中，投出的實心球在空中從最高點下落的過程中，重力勢能______，忽略空氣阻力，球的機械能_______．
(3)將一支內有彈簧的圓珠筆向下按壓，放手后筆會向上彈起一定高度，向下按筆的過程中彈簧的彈性勢能_______，筆向上彈起的過程中其重力勢能______.
參考答案：（1）減小；減小；減小；（2）減小；不變；（3）增大；增大。
易錯點1　在做功的兩個必要因素的理解中，誤認為沿斜面的長度是就一定是物體在力的方向上移動的距離。
典例1：如圖所示，用水平向右的推力F=50N，將重為60N小車從斜面的底端勻速推到頂端，這時推力F所做的功是（　　）
A．150 J B．200 J C．250 J D．300 J
【錯解】C。理由：物體受大小為50N的力，且沿斜面移動了5m,因此由W=FS=50N×5m=250J。
【析錯】功是指力與力的方向上移動距離的乘積，根據力的方向判斷物體在力的方向上移動的距離，根據W=Fs即可計算水平推力所做的功。
【正解】由題可知，推力F的方向水平向右，根據圖示可知，小車在水平方向移動的距離s=4m；
這時推力F所做的功：W=Fs=50N×4m=200J。
故選：B。
▲▲變式練習1
1. （2022春 通州區期中）小剛用200N的力將重為40N的鉛球擲出9m遠，鉛球在空中飛行的過程中，小剛對鉛球做的功為（　　）
A．0J B．360J 　　　C．1800J 　　　　　　D．2160J
2. （2022 拱墅區二模）如圖所示，一名中學生做一次引體向上，克服重力做的功約為（　　）
A．3J B．30J 　C．300J 　　　　　D．3000J
參考答案：1.Ａ；2.Ｃ。
易錯點2　若每層樓高3 m，上到四樓誤認為上升的高度是12 m。
典例2：小華把裝有30個雞蛋的塑料袋從1樓提到3樓的家里，他提雞蛋的力做功最接近（　　）
A．90J B．120J C．135J D．300J
【錯解】答案為：C，上樓高度：h=3m×3=9m，托起兩個雞蛋的力大約是1牛頓，每層樓的高度大約為3米, 他提雞蛋的力做功最接近上樓做功：W=Gh=15N×9m=135J.
【析錯】托起兩個雞蛋的力大約是1牛頓，每層樓的高度大約為3米，估算出提起30個雞蛋的力和爬樓的高度，再利用W=Fs可算出做功的多少。
【正解】由題知，托起兩個雞蛋的力大約是1N，則提30個雞蛋的力大約為F=每層樓的高度大約為3米，家住3樓，則小華實際爬樓的高度h=3m×2=6m；小華提雞蛋的力做功約為：W=Fs=15N×6m=90J。故選：A。
▲▲變式練習2
3. 家住東北的小軒同學平時可以在不休息的情況下，一次步行5km。他的每步步長75cm,每走一步需要消耗3.75J能量。然而今天早上路面有很深的積雪，小軒每走一步，需要額外多用200N的力將雪踩下25cm。則小軒同學去往2km外的運動場，途中至少需要休息（　　）
A．6次 B．5次 C．4次 D．3次
4.水平地面上有一重4N的球，小孩用16N的力踢球，球離腳后在地面上滾動了6m，那么小孩對球做的功是（　　）
A．0J B．24J C．96J D．不能確定
參考答案：3.B；4.D。
易錯點3　誤認為做功多的機械功率一定大。
典例3：下面關于功率、機械效率的幾種說法中正確的是（　　）
A．做功所用的時間越多，功率越小 B．依據功的原理可知機械效率永遠小于1
C．做的有用功越多，機械效率越高 D．功率越大，做功就越多
【錯解】選C，理由：做功多的物體，功率一定大。
【析錯】（1）功率是表示物體做功快慢的物理量，功率越大做功越快。（2）在使用機械做功時，不可避免地要做額外功，所以有用功總小于總功。（3）機械效率等于有用功與總功的比值。
【正解】選B，理由：A．功率和做功多少以及時間的長短有關，功率等于功與時間之比，在做功多少不確定的情況下，做功所用的時間越多，功率不一定大，故A錯誤。B．在使用機械做功時，不可避免地要做額外功，所以有用功總小于總功。所以機械效率總小于1，故B正確。C．機械效率等于有用功與總功的比值，機械效率與有用功和總功有關系，總功不確定，做有用功多的不能說明機械效率就高，故C錯誤。D．功率是表示做功快慢的物理量，功率與做功多少以及時間的長短有關，時間不確定，功率越大，做功不一定就越多，故D錯誤。故選：B。
▲▲變式練習3
5. （2022秋 惠山區）下面關于功、功率、機械效率說法正確的是（　　）
A．功率大的機械做功一定快 B．功率大的機械做功一定多
C．機械做功少，機械效率一定低 D．做有用功多的機械，機械效率一定高
6. （2021 建華區三模）關于功率和機械效率，下列說法正確的是（　　）
A．機械的功率越大效率越高
B．機械的功率越大做功就越快，效率不一定高
C．機械的效率高說明有用功所占的百分比大，功率也大
D．機械效率高的機械一定省力，功率不一定大
參考答案：5.A；6.B。
易錯點4 在分析動能和勢能變化時，往往容易忽略質量的變化。
典例4：如圖所示，一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業，關于該灑水車，下列說法中正確的是（　　)
A．機械能不變，重力勢能不變
B．機械能變小，重力勢能變小
C．機械能不變，動能變小
D．機械能變小，動能不變
【錯解】選D或A，理由：速度不變，高度不變，動能不變，重力勢能不變，機械能不變.
【析錯】動能大小的影響因素：質量、速度．質量越大，速度越大，動能越大．（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大．
【正解】選B, 理由：灑水車在不斷的灑水工程中，質量減小，因勻速行駛，所以速度不變，則動能減小；又在水平街道上，高度不變，重力勢能減小，所以灑水車的機械能減小。故選：B。
▲▲變式練習4
7.（2022春 懷仁市期末）如圖所示是跳水運動員跳板跳水時的情景，跳板跳水運動有起跳、騰空、落水幾個階段，若不計空氣阻力，從騰空到落水的過程中（　　）
A．重力勢能先減小后增大，機械能不變
B．動能先減小后增大，機械能不變
C．動能增加，機械能增加
D．重力勢能減小，機械能減小
8. （2021秋 東臺市期末）彈簧左端固定在擋板上，小車壓緊彈簧，釋放后被彈開，最終靜止，如圖，從小車釋放到靜止的過程中，下列分析正確的是（　　）
A．彈簧的彈性勢能先增加后減小
B．彈簧的彈性勢能先減小后增大
C．小車的動能先增加后減小
D．小車動能一直減小
參考答案：7.B；8.C。
易錯點5　在蹦極現象，誤認為橡皮繩只要伸長，人的動能一定減小。
典例6：某運動員做蹦極運動，如圖所示，從高處0點開始下落，A點是彈性繩的自由長度，運動員在B點時所受彈力恰好等于其重力，C點是運動員第一次下落時到達的最低點．下列判斷正確的是（　　）
A．從A點到B點運動員減速下落
B．C點時運動員動能最大
C．B點時運動員動能最大
D．運動員從A點運動到C點的過程中，其動能和重力勢能的總和保持不變
【錯解】選B，理由：運動員的質量不變，下落過程中做加速運動，故C點速度最大，則動能最大。
【析錯】（1）（2）合力與運動方向相同，則運動員將加速運動；動能的大小與質量和速度有關；（3）當速度為0時，動能最小；（4）從A-B-C的過程中一部分能量會轉化為彈性勢能．
【正解】選C，理由AC、B點彈力等于重力，A到B點過程中，重力大于彈力，運動員做加速運動，在B點時速度是最大的，動能最大；經過B點后，彈力大于重力，會做減速運動，故A錯誤，C正確；B、到達C點時，運動員的速度為0，動能為0，動能最小，故B錯誤；D、從A-B-C的過程中一部分能量會轉化為彈性勢能，故從A-B-C運動員的動能和重力勢能的總和會變化，故D錯誤．故選：C．
▲▲變式練習5
9. （2022 邵陽模擬）如圖所示，質量為m的小球從靜止下落，落在與A點等高處、豎直放置靜止的輕彈簧上（彈簧下端固定），到達與B點等高處時小球重力與彈簧的彈力大小相等，圖中與C點等高處是小球到達的最低點。（不計碰撞能量損失）下列說法正確的是（　　）
A．由A下落到C過程中，小球重力勢能一直減小、動能先增加后不變
B．由A到B的下落過程中，小球重力勢能減小、動能增大、小球的機械能守恒
C．到達C點時，小球的動能為零，受到的重力等于彈簧的彈力
D．從B到C，小球重力勢能與動能都減小，轉化成彈簧的彈性勢能
10. （2022 黃岡開學）小雨練習發高遠球，羽毛球離拍后的飛行軌跡如圖中曲線所示，其中BC段羽毛球加速下落，CD段羽毛球勻速下落。下列有關說法正確的是（　　）
A．羽毛球離拍后繼續上升過程中球拍在對球做功
B．羽毛球上升過程中，有部分動能轉化成了重力勢能
C．飛行過程中，羽毛球經過最高點B處時，動能最大
D．羽毛球飛行的整個過程中，機械能總量保持不變
參考答案：9.D；10.B。
易錯點6　不注意題目條件，誤認為機械能轉化過程中機械能的總量總是不變的。
典例6： 2020年6月23日9時43分，北斗3號最后一顆全球組網衛星在西昌衛星發射中心發射成功（如圖），它是北斗3號系列的第三顆地球同步衛星，主要用于無線電導航、無線電測定等。關于衛星下列說法正確的是（　　）
A．該衛星在加速升空的過程中，機械能不變
B．該衛星進入同步軌道后，相對地表靜止
C．該衛星運行一周的時間約為365天
D．該衛星與地面基站可通過超聲波傳遞信息
【錯解】選A，理由：機械能轉化過程中機械能的總量總是不變的，A說法正確。
【析錯】（1）動能與物體的質量和速度有關，物體的質量越大、速度越大，動能越大；重力勢能與物體的質量和高度有關，物體的質量越大、高度越高，重力勢能越大；機械能等于動能與勢能之和；（2）判斷一個物體是運動的還是靜止的，要看這個物體與所選參照物之間是否有位置變化；若位置有變化，則物體相對于參照物是運動的；若位置沒有變化，則物體相對于參照物是靜止的；（3）地球自轉周期約為24小時；（4）電磁波可以在真空中傳播，而聲音不能在真空中傳播。
【正解】B, 理由：A、在衛星加速升空的過程中，衛星的質量不變，速度變大，動能變大；同時質量不變、高度增加，重力勢能增大，所以機械能增大，故A錯誤；B、衛星進入同步軌道后，地球同步衛星和地球之間的位置沒有發生改變，衛星相對于地表是靜止的，故B正確；C、地球同步衛星和地球的自轉周期相同，即每隔24小時繞地球一周，故C錯誤；D、衛星與地面站之間是真空，真空不能傳聲，所以只能利用電磁波傳遞信息，故D錯誤。故選：B。
▲▲變式練習6
11. （2022 眉山模擬）如圖所示是一種地面操控的無人機。以下關于無人機的說法中正確的是（　　）
A．無人機遙控器發出的是紅外線
B．無人機在加速起飛時，機械能增加
C．無人機降落時聲音達70分貝，會對人耳造成聽力損傷
D．無人機機翼設計成“上凸下平”的形狀，可以增加空氣對飛機的浮力
12. （2022 牙克石市模擬）2021年5月，“天問一號”探測器成功在火星著陸，下列有關“天問一號”的說法錯誤的是（　　）
A．“天問一號”發射時，火箭推力做功使“天問一號”機械能增加
B．“天問一號”在著陸火星減速下降過程中機械能不變
C．“天問一號”的太陽能電池板工作時將太陽能轉化為電能
D．“天問一號”與地面控制中心相互聯系是通過電磁波進行的
參考答案：11.B；12.B.
一．選擇題（共10小題）
1．（2022 蘭州）如圖所示的情境中，對物體不做功的是（　　）
A．圖甲：用力搬石頭，沒有搬動 B．圖乙：將重物從地面拉到高處
C．圖丙：推車向前運動 D．圖丁：挺舉杠鈴的過程
2．（2022 南通）下列四個情境中，屬動能轉化為勢能的是（　　）
3．（2022 攀枝花）2022年北京冬奧會賽場上，我國選手谷愛凌摘得自由式滑雪大跳臺比賽的金牌。谷愛凌離開跳臺后，從低處向高處躍起后下落，在此過程中（　　）
A．動能一直減小 B．重力勢能一直減小
C．動能先減小后增大 D．重力勢能先減小后增大
4．（2022 菏澤）2022年4月16日神舟十三號飛船返回艙在東風著陸場平安落地，標志著我國空間站關鍵技術驗證階段的最后一次飛行任務結束。在返回艙減速下落的過程中（　　）
A．動能減少，重力勢能不變 B．動能不變，重力勢能減少
C．機械能不變 D．機械能減少
5．（2022 威海）如圖所示，為了把兩件相同貨物搬運到汽車上，工人用相同材質的木板搭建了AB、CD兩個斜面，用沿斜面向上的力將其中一件貨物從斜面AB的底端勻速推到頂端，另一件貨物用同樣的方法沿斜面CD搬運。下列說法正確的是（　　）
A．沿斜面AB推動更省力
B．沿斜面CD推動，工人克服貨物重力做的功更多
C．無論利用哪個斜面，工人克服貨物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推動貨物的過程中，貨物的機械能增大
6．（2022 湖北）蘇翊鳴在2022年北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺比賽中奪得金牌。如圖所示為運動員在空中運動的軌跡，圖中a、c兩處等高，若不計空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A．運動員從a處到b處重力勢能轉化為動能
B．運動員在a處和c處的重力勢能相等
C．運動員在b處時的機械能最大
D．運動員從b處到d處速度逐漸減小
7．（2022 臨沂）北京路沂河大橋改造工程是我市今年重大工程之一，截至2月27日，質量為2.5萬噸的南幅老橋橋面由560個液壓千斤頂頂升到位（如圖）。橋面被以5mm/min的速度共頂升3.1m，g取10N/kg，下列判斷正確的是（　　）
A．南幅老橋橋面重2.5×105N
B．1h內橋面可被連續頂升3m
C．千斤頂共對橋面做功7.75×108J
D．千斤頂應用了流體壓強的特點
8．（2022 畢節市）2022年2月北京冬奧會順利舉辦，如圖是我國運動員蘇翊鳴在單板滑雪男子大跳臺比賽中奮力拼搏的場景。他從加速助滑到跳臺騰空而起完成技術動作，落地后滑行一段進行緩沖。以下說法正確的是（　　）
A．他在起跳前加速下滑的過程，動能增大
B．他在起跳點用力蹬地起跳后，受到平衡力
C．他起跳后在空中滑行時，重力勢能保持不變
D．他落地后滑行時，看到觀眾向后退，是以觀眾為參照物
9．（2022 永州）在田徑運動會上，小明參加擲鉛球比賽，鉛球脫手后在空中上升過程速度越來越慢，上升過程的運動軌跡如圖所示，下列關于鉛球能上升的原因及上升過程能量變化的說法正確的是（　　）
A．鉛球在空中能上升，是因為鉛球具有慣性
B．鉛球在空中能上升，是因為鉛球一直受到向上的推力
C．鉛球在空中上升過程，動能逐漸增大
D．鉛球在空中上升過程，重力勢能逐漸減小
10．（2022 無錫）用如圖所示的器材探究動能大小與哪些因素有關，實驗時讓小車從斜面上由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，關于該實驗，下列說法中錯誤的是（　　）
A．小車從斜面下滑過程中重力勢能轉化為動能
B．小車撞擊木塊對木塊做功，使木塊獲得動能
C．木塊被撞擊后移動的距離可反映小車動能大小
D．本套器材只能探究小車動能大小與速度的關系
二．多選題（共4小題）
（多選）11．（2022 濰坊）圖甲所示為工人師傅乘坐吊籃在高空粉刷樓體外墻的情景，吊籃可在電動機的作用下實現升降，其簡化結構原理如圖乙所示。吊籃的質量為40kg，兩名工人及工具的總質量為200kg，某次吊升過程中，吊籃在30s內勻速上升了6m。不計滑輪重、繩重和摩擦，關于該過程的分析正確的是（　　）
A．吊籃的動能不變 B．吊籃的機械能守恒
C．電動機對繩子的拉力為800N D．電動機拉動繩子的功率為480W
（多選）12．（2022 長沙）如圖為小慶滑雪時的情景，他收起雪杖加速下滑的過程中（　　）
A．動能增大 B．重力勢能減小
C．機械能增大 D．動能轉化為重力勢能
（多選）13．（2022 青島）北京冬奧會的成功舉辦，大大激發了國民參與冰雪運動的熱情。某滑雪愛好者從雪坡高處的A點由靜止自由滑下，經坡底的B點后，繼續在水平滑道上滑行，最后停在C點。關于滑雪者的機械能，下列分析正確的是（　　）
A．在A點動能為零，重力勢能最大
B．從A到B的過程中重力勢能逐漸減小
C．從B到C的過程中動能逐漸增大
D．從A到C的過程中機械能不變
（多選）14．（2022 深圳）如圖為冬奧會男子滑雪過程中，空氣阻力不計，下列正確的是（　　）
A．①到②，重力勢能全部轉化為動能
B．③，只受到重力作用
C．④到⑤，停下來是因為摩擦力的作用
D．⑤，失去慣性
三．填空題（共7小題）
15．（2022 朝陽）如圖所示，用滑輪組提升重900N的物體A，使它在10s內勻速上升1m，此時滑輪組的機械效率為75%，則在提升重物的過程中（不計繩重及摩擦），動滑輪的重力為 　 　N，拉力做功的功率為 　 　W。
16．（2022 齊齊哈爾）如圖甲所示，在水平地面上的物體在水平推力F的作用下做直線運動。當水平推力為F1時，物體運動的路程與時間關系如圖乙所示；當水平推力為F2時，物體運動的速度與時間關系如圖丙所示，則F1　 　F2。若兩次推力的功率分別為P1、P2，則P1　 　P2。（兩空均選填“大于”、“等于”或“小于”）
17．（2022 湘西州）神舟十四號載人飛船于2022年6月5日10時44分成功發射，在載人飛船加速升空的過程中，艙內3名宇航員的機械能 　 　（選填“增加”、“不變”或“減小”）。
18．（2022 廣安）2022年2月，第24屆冬季奧林匹克運動會在北京、張家口舉行。如圖所示，在冰壺比賽中，運動員將冰壺擲出后，冰壺由于 　 　繼續向前運動，此時水平冰面對冰壺的支持力 　 　（選填“做功”或“不做功”）。
19．（2022 杭州）如圖所示為蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端系在運動員雙腳上，另一端固定在跳臺O點。運動員由靜止開始自由下落，A點處彈性繩正好處于原長；B點處運動員受到的重力與彈性繩對運動員的拉力大小相等；C點處是蹦極運動員到達的最低點。（整個過程忽略空氣阻力，彈性繩的自重不計）
（1）從O點到A點的過程中，運動員的機械能 　 　（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”）。
（2）從A點到C點的過程中，彈性繩的彈性勢能 　 　（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”，下同）；運動員的動能 　 　。
20．（2022 甘肅）小勇背著重40N的書包沿水平路面走了200m，用時3min，又用1min爬上了大約9m高的四層樓回到了家，小勇的重力為600N，則他在回家過程中對書包所做的功為 　 　J。他上樓過程中克服總重力所做功的功率是 　 　W。（沿水平路面行走時不考慮重心高度的變化）
21．（2022 江西）如圖所示，是北京冬奧會鋼架雪車比賽場景。運動員匍匐在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，　 　轉化為動能；在此過程中，運動員相對于 　 　是運動的。
四．作圖題（共1小題）
22．（2022 安順）跳傘運動員從足夠高的懸停直升機上跳下，其下落過程簡化為豎直向下的直線運動（圖甲）。運動員從O位置由靜止開始加速運動到A位置，立即打開降落傘（開傘后人和傘所受空氣阻力突然增大且大于總重力），在B位置安全著地。若下落過程中空氣阻力隨速度的增大而增大，請在圖乙中畫出運動員從O位置到B位置（剛好觸地）這一過程中，動能Ek隨位置S變化關系的大致圖像。
五．簡答題（共2小題）
23．（2022 安順）如圖所示，將形狀相同的銅管和塑料管并排豎直固定，把甲、乙兩塊完全相同的磁體，從同一高度由靜止同時釋放，甲磁體從銅管內下落，乙磁體從塑料管內下落。若忽略空氣阻力及甲、乙兩磁體間的相互作用，請判斷哪塊磁體先離開管道，并說明理由。（提示：可從能量角度進行解釋）
24．（2022 六盤水）如圖所示，彈簧一端固定在豎直墻面，另一端固定在置于粗糙水平面的木塊上。現將木塊從彈簧原長位置O點拉至A點，松手后木塊向右運動，最終將彈簧壓縮至B點（圖中未畫出）。請比較lAO和lOB的大小關系，并從能量轉化的角度說明理由（不計空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內）。
六．實驗探究題（共3小題）
25．（2022 綏化）為了探究動能大小的影響因素，利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上開展了如圖所示的探究活動。
（1）該實驗中所探究物體的動能是指 　 　的動能。（選填“鋼球”或“木塊”）
（2）由甲、乙兩圖可知，當物體質量相同時，速度越大，動能越大。
（3）如甲、丙兩圖所示，讓不同質量的鋼球從同一斜面的 　 　由靜止滾下，目的是 　 　，可得出結論：　 　。
（4）若斜面下方水平面光滑，本實驗 　 　達到實驗目的。（選填“能”或“不能”）
26．（2022 甘肅）如圖所示，擺線的長L相同，小球A、B的質量mA＜mB，懸線與豎直方向的夾角θ1＜θ2。
（1）圖甲、乙中，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中任一時刻速度大小與小球的 　 　無關；
（2）小強設計用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”。小球按圖示位置由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，恰好與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止，本實驗中通過比較 　 　反映小球撞擊木塊C前的動能大小，這種研究方法叫 　 　（選填“控制變量法”或“轉換法”）；
（3）根據乙、丙所示的探究過程，他觀察到圖丙中木塊C撞得更遠，可得出結論：小球的動能大小與 　 　有關（選填“速度”、“高度”或“質量”）；
（4）若水平面絕對光滑且足夠長，木塊C被撞擊后，它將做 　 　直線運動（選填“減速”、“勻速”或““加速”）；
（5）在探究小球動能與質量的關系時，有同學提議可以在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度，分別彈出質量不同的小球去撞擊木塊，撞擊木塊時小球的動能 　 　（選填“相等”或“不相等”），該方案 　 　（選填“正確”或“錯誤”）。
27．（2022 宜昌）小明和小紅在“探究物體的動能與哪些因素有關”的實驗中，讓鋼球從斜槽上一定高度的位置滾下，在水平面上運動，碰上木塊C并將C推動一段距離，通過推動距離的大小來判斷動能大小。
（1）實驗中探究的動能是指 　 　。
A.鋼球撞擊木塊時的動能
B.鋼球撞擊木塊后的動能
C.木塊被鋼球撞擊后的動能
（2）如圖甲、乙為小明兩次實驗的示意圖，鋼球A、B的質量mA＞mB，高度hA＞hB，距離sA＞sB。他得出“物體的質量越大，動能越大”的結論，他的實驗方法 　 　（選填“正確”或“錯誤”），理由是 　 　。
（3）小紅讓鋼球A分別從同一斜面的不同高度由靜止自由滾下，撞擊木塊，這是為了探究物體動能與 　 　的關系。
七．綜合能力題（共2小題）
28．（2022 赤峰）在建設橋梁時，需將一重為3×104N正方體橋梁部件從運輸船上轉移至河水中。
（1）用吊車將該部件從運輸船上勻速向上提升，如圖甲所示。20s時間內，拉力F對部件做了6×104J的功，計算這個過程中：
①拉力F做功的功率；
②部件上升的距離。
（2）如圖乙所示，緩慢的將部件勻速投入水中。水對部件下表面的壓力記作F1，水對部件上表面的壓力記作F2，二者與部件下表面在水中的深度h的關系如圖丙所示（忽略水的阻力）。求：圖丙所示過程中，部件浸沒時受到的浮力。
29．（2022 河南）小明在科技博覽會上參加義務勞動，需要把一個質量為12kg的展品從地面搬到高1.2m的展臺上，如圖所示。g取10N/kg。
（1）要把展品從地面搬到展臺上，他至少需要對展品做多少功？
（2）展臺臺面承受的壓強不能超過40kPa，如果把展品放到水平臺面上，展品與臺面的接觸面積是40cm2，臺面會不會被壓壞？請通過計算說明。
（3）展品展示時，要求臺面水平。請你簡述一種檢驗臺面是否水平的操作方法。
八．解答題（共2小題）
30．（2022 麗水）如圖甲是清代的手持消防水槍，它在消防滅火中發揮過一定作用，其部分結構如圖乙：槍身由內外兩個套筒組成，外筒底部是進水口，內筒頂端是噴水口、底部有活塞。使用時將進水口浸沒在水中，先向上提內筒吸水，再向下壓內筒噴水，如此反復。
【原理分析】使用消防水槍吸水時，主要是利用了 　 　；
【方案設計】如圖丙和丁是小麗設計的消防水槍進水口的兩種結構，合理的是 　 　；
【嘗試實踐】為了解消防水槍的使用效果，小麗和小科仿制了消防水槍并進行演示，用30秒將20千克水噴到15米高處，求他們對水做功的功率。
31．（2022 麗水）螢石是我市的優勢礦產資源，也是我國“戰略性礦物”。為探討螢石的形成、開采、浮選等跨學科問題。興趣小組對某螢石礦區開展項目化研究。
【螢石開采】螢石開采過程中，通常用乳化炸藥裝入鑿好的巖壁小孔，將巖石炸成碎塊，再將巖石碎塊裝入車廂運出礦洞。乳化炸藥將巖石炸成碎塊的過程中，化學能轉化成 　 　。
九．計算題（共7小題）
32．（2022 上海）用大小為5牛的水平方向的拉力F使重力為20牛的物體在10秒內勻速運動10米，求這段時間里物體拉力F做的功W和功率P。
33．（2022 濟南）在泉城濟南，游客乘坐畫舫游船穿行其間，可以盡享“不出城郭而獲山水之怡，身居鬧市而有林泉之致”的都市休閑意趣。如圖所示，若畫舫游船質量為3t，從黑虎泉站出發以3.5m/s的速度勻速行駛到泉城廣場站，所用時間約為5min，牽引力是6×103N。取g＝10N/kg，通過計算回答：
（1）黑虎泉站到泉城廣場站河段大約多長？
（2）游船在護城河中受到的浮力多大？
（3）這次水上航行中，牽引力對游船做了多少功？
（4）這次水上航行中，牽引力對游船做功的功率多大？
34．（2022 濟寧）為支援上海疫情防控、保障民生，蔬菜運輸車（如圖所示）從山東壽光出發，歷經9小時15分鐘，行程777公里，于4月18日上午8點抵達上海徐匯區。該蔬菜運輸車總質量為31t，輪子與地面的總接觸面積為6200cm2。（g取10N/kg）求：
（1）運輸車全程的平均速度；
（2）運輸車對水平路面的壓強；
（3）在某段平直公路上，運輸車勻速行駛9km用時6min，受到的阻力為2.6×103N，則運輸車牽引力做功的功率。
35．（2022 呼和浩特）如圖為某盤山公路。汽車沿著公路，可以駛上高聳入云的山峰。為什么盤山公路要修成S形呢？因為盤山公路相當于斜面，省力而安全。若從山底到山頂的盤山公路長6000m，山高900m，一輛5t的小型貨車以恒定功率165kW，勻速沿盤山公路從山底開上山頂，用時10min。在貨車從山底到山頂過程中，阻力大小不變。求：
（1）貨車克服重力做的功和發動機對貨車做的功；
（2）貨車所受阻力大小。
36．（2022 黔東南州）據新華社報道，5月31日上午，貴陽至黃平高速公路全線通車。貴黃高速的通車，將極大地方便沿線群眾出行，提升貴陽市、黔南州、黔東南州至長江三角洲、長株潭城市群通道運輸能力，對完善全省高速公路網絡、推動沿線資源開發、振興鄉村經濟提供強有力的交通支撐。貴黃高速主線全長120.6公里，設計時速100公里。周末，小明與他爸爸從黃平開著小汽車到貴陽游玩，人和車的總質量為1.5t，四輪與地面接觸總面積為200cm2。若小汽車在行駛過程中受到的阻力是人和車總重力的0.04倍（取g＝10N/kg）。求：
（1）因車發生故障，當車停在水平的應急道上（人未下車）時，車對水平地面的壓強。
（2）若該車在某平直路段以72km/h的速度勻速行駛了25s，此過程小汽車牽引力的功率。
37．（2022 福建）如圖是一款能自動浮沉的潛水玩具，正方體潛水器內裝有智能電磁鐵，將它放入裝有水的圓柱形薄壁容器中，容器放置在水平鐵板上，不計容器的重力。潛水器啟動后通過傳感器測出其底部與鐵板間的距離l，自動調節電磁鐵電流大小，改變潛水器與鐵板間的吸引力F的大小。閉合開關前，潛水器處于漂浮狀態。閉合開關，潛水器啟動后先勻速下沉，完全浸入水中后，變為加速下沉直至容器底部，下沉全過程F隨l變化的關系保持不變，水深變化的影響忽略不計。已知潛水器的邊長為10cm，重為5N，容器的底面積為1000cm2，水深為25cm。求：
（1）潛水器漂浮時受到的浮力。
（2）下沉全過程潛水器重力所做的功。
（3）潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強。
38．（2022 東營）如圖所示，某電動叉車抬升石材的情景。電動叉車將1500kg石材完成一次最大起升高度，用時30s，其項目參數如下表。（g取10N/kg）
項目 參數
額定載重（kg） 1500
最大起升高度（m） 3
空載行駛速度（km/h） 5
空載質量（kg） 720
輪胎接地總面積（m2） 0.08
（1）求石材被抬升的速度；
（2）求電機對石材做的功及做功功率；
（3）求空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強。
參考答案與試題解析
一．選擇題（共10小題）
1．【解答】A、圖中人用力搬石頭，搬而未起，只有力沒有距離，所以人對物體沒有做功，故A正確；
B、圖中人拉重物從地面提到高處，重物在拉力的方向上移動了距離，所以人對物體做功，故B錯誤；
C、推車向前運動，車在人的推力的方向上通過了距離，對車做功，故C錯誤；
D、挺舉杠鈴的過程，杠鈴在力的方向上通過了距離，人對杠鈴做了功，故D錯誤。
故選：A。
2．【解答】A、拉弓放箭的過程是將弓的彈性勢能轉化為箭的動能，故A錯誤；
B、踩板下滑的過程是重力勢能轉化為動能，故B錯誤；
C、秋千上擺的過程，是動能轉化為重力勢能，故C正確；
D、彈簧拉車的過程是彈簧的彈性勢能轉化為車的動能，故D錯誤。
故選：C。
3．【解答】谷愛凌離開跳臺后，從低處向高處躍起時，高度增加，質量不變，故重力勢能增加，同時她的運動速度減小，故動能減小；當她從高處往下落時，質量不變，高度減小，故重力勢能減小，同時運動速度加快，故動能增大。所以她的動能是先減小后增大，重力勢能先增大后減小，故C正確。
故選：C。
4．【解答】返回艙減速下落的過程中，其質量不變，速度變小，則它的動能減少；同時高度變小，則它的重力勢能減少；因機械能等于動能與勢能的總和，所以返回艙的機械能減少。
故選：D。
5．【解答】A、沿斜面CD推動更省力，因為CD斜面的傾斜角度更小，故A錯誤；
B、由W＝Gh可知，G與h均相等，所以斜面CD推動和AB推動，工人克服貨物重力做的功相等，故B錯誤；
C、由P＝可知，W相同，時間的大小不確定，所以沿兩個斜面推貨物，工人克服貨物重力做功的功率不一定相同，故C錯誤；
D、沿斜面勻速推動貨物的過程中，貨物的質量、速度不變，動能不變，由于高度變大，重力勢能變大，所以機械能增大，故D正確。
故選：D。
6．【解答】
A、運動員從a處到b處，運動員的高度變高，因此重力勢能變大，速度逐漸減小，由動能轉化為重力勢能，故A錯誤；
B、運動員在a處和c處的質量不變，高度相等，所以重力勢能相等，故B正確；
C、機械能等于動能和勢能的和，b處是由動能轉化為重力勢能，整個過程機械能是不變的，故C錯誤；
D、從b處到d處時，重力勢能轉化動能，速度增大，故D錯誤；
故選：B。
7．【解答】A、南幅老橋橋面的重力G＝mg＝2.5×104×103kg×10N/kg＝2.5×108N，故A錯誤；
B、由v＝可知，1h內橋面可被連續頂升的高度h＝s＝vt＝5mm/min×60min＝300mm＝0.3m，故B錯誤；
C、千斤頂共對橋面所做的功W＝Gh′＝2.5×108N×3.1m＝7.75×108J，故C正確；
D、千斤頂沒有應用流體壓強的特點，利用的是帕斯卡原理，故D錯誤。
故選：C。
8．【解答】A、他在起跳前加速下滑的過程中質量不變，速度越來越大，所以動能越來越大，故A正確；
B、他在起跳點用力蹬地起跳后，速度和方向不斷變化，處于非平衡狀態，受到非平衡力的作用，故B錯誤；
C、重力勢能的大小與物體質量和高度有關，他起跳后在空中滑行時質量不變，高度不斷變化，重力勢能不斷變化，故C錯誤；
D、他落地后滑行時看到觀眾向后退，是以他自己為參照物，故D錯誤；
故選：A。
9．【解答】AB、鉛球在空中上升飛行，由于鉛球具有慣性，仍要保持原來的運動狀態，鉛球不再受推力作用，故A正確，B錯誤。
CD、鉛球在上升過程中，因為質量不變、速度減小、高度增大，所以鉛球的動能減小，重力勢能增加，動能轉化為重力勢能，故CD錯誤。
故選：A。
10．【解答】A、在重力的作用下，小車沿斜面下滑，將重力勢能主要轉化為動能，故A正確；
B、小車由于慣性，在水平面上向前運動撞擊木塊做功，使木塊由靜止變為運動，獲得動能，故B正確；
C、物體動能的多少不能直接觀察。小車具有動能的多少是通過木塊被撞出的距離大小來反映的，運用了轉換法，故C正確；
D、讓小車先后三次從斜面的同一位置自由滑下，撞擊置于水平面上相同位置的木塊，但第一次只有小車、第二次小車加一個鉤碼、第三次小車加兩個鉤碼（改變質量），可以研究動能大小與質量的關系，故D錯誤。
故選：D。
二．多選題（共4小題）
11．【解答】
A、吊籃勻速上升，質量不變，速度不變，動能不變，故A正確；
B、吊籃勻速上升，質量不變，高度變大，重力勢能變大；動能不變，機械能為動能與勢能的和，所以機械能增大，機械能不守恒，故B錯誤；
C、由圖可知，有4段繩子拉著動滑輪，不計滑輪重、繩重和摩擦，電動機對繩子的拉力為：F＝G＝mg＝×（40kg+200kg）×10N/kg＝600N，故C錯誤；
D、繩子自由端移動的距離為：s＝4h＝4×6m＝24m；
繩子自由端移動的速度為：v＝＝＝0.8m/s；
根據P＝＝＝Fv可知，電動機拉動繩子的功率為：P＝Fv＝600N×0.8m/s＝480W，故D正確。
故選：AD。
12．【解答】AB、小慶加速下滑過程中，他的質量不變，速度變大，動能增大，高度變小，重力勢能減小，故AB正確；
CD、收起雪杖加速下滑，重力勢能轉化為動能，機械能不變，故CD錯誤。
故選：AB。
13．【解答】
A、在A點高度最高，重力勢能最大，速度為零，動能為零，故A正確；
B、從A到B的過程中，質量不變，高度降低，重力勢能減少，故B正確；
C、從B到C的過程中速度減小，動能逐漸減小，故C錯誤；
D、從A到C的過程，克服摩擦做功，機械能轉化為一部分內能，故機械能減小，故D錯誤。
故選：AB。
14．【解答】A、①到②的過程中，運動員質量不變、高度減小、速度增大，其重力勢能大部分轉化為動能，由于受到雪地的摩擦，還會有一部分轉化為內能，故A錯誤；
B、由于不計空氣阻力，在③位置，即運動員在空中，此時運動員只受重力，故B正確；
C、④到⑤過程中，運動員停下來是因為摩擦力的作用，是摩擦力改變了運動員的運動狀態，故C正確；
D、慣性是一切物體保持原來運動狀態不變的性質，一切物體都具有慣性，因此在⑤位置時，運動員仍有慣性，故D錯誤。
故選：BC。
三．填空題（共7小題）
15．【解答】有用功W有＝Gh＝900N×1m＝900J，
由機械效率公式可知總功W總＝＝＝1200J。
額外功W額＝W總﹣W有＝1200J﹣900J＝300J，
動滑輪的重G動＝＝＝300N。
拉力做功的功率為P＝＝＝120W。
故答案為：300；120。
16．【解答】由圖像乙可知，物體做勻速直線運動，速度大小為v乙＝＝＝3m/s；
由圖像丙可知，物體的速度保持不變，即物體做勻速直線運動，速度大小為v丙＝5m/s；
因為兩次都是勻速直線運動，根據二力平衡條件可知，推力都等于摩擦力，物體對地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則物體受到的摩擦力不變，故受到的水平推力為：F1＝F2；
已知v1＜v2，由P＝＝＝Fv可得，兩次推力的功率P1＜P2。
故答案為：等于；小于。
17．【解答】飛船加速升空的過程中，航天員的質量不變，速度增加，動能增加；質量不變，高度增加，重力勢能增加；動能和重力勢能都增多，所以機械能增加。
故答案為：增加。
18．【解答】冰壺離開手后，由于慣性會繼續保持原來的運動狀態，繼續向前運動；
冰壺在水平冰面上滑行過程中，冰壺在水平冰面的支持力方向上沒有移動距離，所以水平冰面對冰壺的支持力不做功。
故答案為：慣性；不做功。
19．【解答】（1）O點到A點，運動員自由下落，其重力勢能轉化為動能，由于不計空氣阻力，所以運動員的機械能不變；
（2）在從A點至C點運動員的動能和重力勢能轉化為繩的彈性勢能；A點到B點的過程中，重力大于彈性繩對運動員拉力，因此速度越來越大，動能越來越大；到達C點動能變為0，彈性勢能增大到最大值，所以從A點到C點的過程中，彈性繩的彈性勢能增大，而運動員的動能先增大后減小。
故答案為：（1）不變；（2）增大；先增大后減小。
20．【解答】（1）小勇在水平路面上行走時，對書包的作用力豎直向上，但在豎直方向上移動的距離是0，此過程對書包做功為0J；
在登樓時，將書包提升，克服書包重力做的功：W＝G書包h＝40N×9m＝360J，
即他在回家的過程中對書包所做的功為360J；
（2）他在上樓的過程中克服自身重力所做的功W′＝G人h＝600N×9m＝5400J；
他克服總重力所做的功：W總＝360J+5400J＝5760J，
總時間t＝1min＝60s，
則他克服總重力所做功的功率P＝＝＝96W。
故答案為：360；96。
21．【解答】運動員匍匐在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，所以是重力勢能轉化為動能；
鋼架雪車在賽道上高速行駛，以冰道為參照物，運動員的位置不斷變化，所以運動員是運動的。
故答案為：重力勢能；冰道。
四．作圖題（共1小題）
22．【解答】運動員從O位置由靜止開始加速運動到A位置，開始時的速度為0，動能為0；下來了過程中，運動員的質量不變，速度變大，動能變大，A位置的速度最大，動能最大；打開降落傘后，由于空氣的阻力大于重力，運動員向下做減速運動，動能逐漸變小；當空氣的阻力等于運動員和傘的總重力時，運動員做勻速直線運動，速度不變，動能不變；到B點時，速度為0，動能為0；動能Ek隨位置S變化關系的大致圖像如下所示：
五．簡答題（共2小題）
23．【解答】紐扣形永磁體在銅管中下落時，產生電磁感應，一部分的機械能轉化為電能，機械能減小；
紐扣形永磁體在絕緣體的塑料管中下落過程中不產生電磁感應，紐扣形永磁體在塑料管中做自由落體運動，機械能守恒，因此，紐扣形永磁體在絕緣體的塑料管中速度更大，乙磁體先離開管道。
24．【解答】答：由題意可知，水平面是粗糙的，則木塊在運動過程中，整個裝置的機械能不守恒；彈簧被拉伸后具有彈性，對木塊產生彈力，彈簧在恢復原狀時對木塊做功，使得木塊的速度變大，動能變大，到O點時彈簧恢復原狀，彈力為0，此時彈簧的彈性勢能轉化為木塊的動能和內能，機械能減小；
經過O點后，木塊壓縮彈簧，彈簧會縮短，木塊對彈簧做功，木塊的動能轉化為彈簧的彈性勢能和內能，木塊的動能減小，速度變小，到B點時，木塊的動能轉化為彈性勢能，動能為0，速度為0，木塊的機械能進一步減小，做的功更少，所以lAO＞lOB。
六．實驗探究題（共3小題）
25．【解答】（1）該實驗研究的主體是鋼球，研究的是鋼球動能的大小與速度和質量的關系；
（2）由甲、乙兩圖可知，當物體質量相同時，速度越大，動能越大。
（3）換用質量不同的鋼球從斜面的同一高度由靜止開始滾下，由于高度相同，則到達水平面的速度是相同的，由于質量是不同的，所以探究鋼球的動能大小與物體質量的關系為：當物體速度相同時，質量越大，動能越大；
（4）從斜面上滾下，若水平面絕對光滑，鋼球不受摩擦力作用，鋼球所受合力為0，所以鋼球將做勻速直線運動，不能達到實驗目的。
故答案為：（1）鋼球；（3）同一高度；使鋼球運動到水平面時速度相同；當物體速度相同時，質量越大，動能越大；（4）不能。
26．【解答】（1）圖甲、乙中，同時由靜止釋放A、B兩球，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置。這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的質量無關；
（2）實驗中，小球按圖示位置由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，恰好與靜止在水平面上的木塊C發生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止。本實驗就是通過木塊移動的距離反映小球撞擊木塊C前的動能大小，這種研究方法叫轉換法；
（3）根據乙、丙所示的探究過程，當懸線與豎直方向的夾角越大，木塊C被撞得越遠，可觀察到圖丙中木塊C撞得更遠，可得出結論：物體的動能大小與速度有關；
（4）由實驗可知，小車受到的阻力越小，小車速度變化越慢，小車滑行距離越遠，由此可以合理推理：如果小車不受力，小車將做勻速直線運動；
（5）在水平面桌面上將同一根彈簧壓縮相同的程度時，彈簧的彈性勢能轉換成小球的動能，所以不同小球的動能是相同的；小球的動能與其質量和速度都有關，由于小球的動能不變，改變其質量，因而小球的速度也會發生改變，所以該方案存在兩個變量，故錯誤。
故答案為：（1）質量；（2）木塊移動的距離；轉換法；（3）速度；（4）勻速；（5）相等；錯誤。
27．【解答】（1）根據題意可知，實驗中需要改變小球的質量或小球撞擊木塊時的速度，所以是探究小球的動能，即小球撞擊木塊時的動能的大小，故選A；
（2）根據甲、乙兩圖可知，乙圖中小球的質量大于甲圖中小球的質量，甲圖的高度大于乙圖的高度，不符合控制變量法的操作要求，所以無法得到物體的動能大小與質量有關，想要探究物體的動能大小與質量有關，需要控制小球到達水平面時的速度相同；
（3）小紅讓鋼球A分別從同一斜面的不同高度由靜止自由滾下，小球的質量相同，速度不同，這是為了探究物體動能與速度的關系。
故答案為：（1）A；（2）錯誤；沒有控制鋼球的速度相同；（3）速度。
七．綜合能力題（共2小題）
28．【解答】（1）①20s時間內，拉力F對部件做了6×104J的功，則拉力F做功的功率為：
P＝＝＝3000W；
②由于該部件從運輸船上勻速向上提升，根據二力平衡，F＝G＝3×104N；
由P＝＝可知，部件上升的距離為：
s＝＝＝2m；
（2）由圖像可知，當部件在水中的深度為h2時，水對部件上表面的壓力F2＝0N，水對部件下表面的壓力F1＝1×104N，此時部件剛好完全浸沒在河水中，根據壓力差法，部件浸沒時受到的浮力為：
F浮＝F1﹣F2＝1×104N。
答：（1）①拉力F做功的功率為3000W；
②部件上升的距離為2m；
（2）部件浸沒時受到的浮力為1×104N。
29．【解答】（1）展品的重力：G＝mg＝12kg×10N/kg＝120N，
對展品做的功：W＝Gh＝120N×1.2m＝144J；
（2）展品對水平臺面的壓力：F＝G＝120N，
則展品與臺面的壓強：p＝＝＝3×104Pa＝30kPa＜40kPa，故臺面不會被壓壞；
（3）因為水平方向與豎直方向垂直，所以可以利用重錘線配合直角支架檢查臺面是否水平。
答：（1）他至少需要對展品做144J的功；
（2）展品與臺面的壓強為30kPa＜40kPa，故臺面不會被壓壞；
（3）利用重錘線配合直角支架檢查臺面是否水平。
八．解答題（共2小題）
30．【解答】（1）使用消防水槍吸水時，首先用力推動活塞，將水槍筒內的空氣排出，然后將進水口浸入水中，再拉動活塞，此時筒內氣壓減小，在外界大氣壓的作用下，水被壓入水槍筒內，故使用消防水槍吸水時，主要是利用了大氣壓；
（2）將進水口浸沒在水中，先向上提內筒吸水，此時在閥門應打開，再向下壓內筒噴水，閥門應關閉，由消防水槍的結構看，丙符合要求，而丁圖中結合吸水時閥門會關閉，噴水時閥門會打開；
（3）噴水時對水做的功：
W＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×15m＝3000J，
對水做功的功率：
P＝＝＝100W。
故答案為：（1）大氣壓；（2）丙；（3）對水做功的功率為100W。
31．【解答】根據題意可知，乳化炸藥具有化學能，用乳化炸藥裝入鑿好的巖壁小孔，將巖石炸成碎塊，巖石碎塊飛出，具有機械能，所以該過程中化學能轉化為機械能。
故答案為：機械能。
九．計算題（共7小題）
32．【解答】物體拉力F做的功W＝Fs＝5N×10m＝50J，
拉力F的功率P＝＝＝5W。
答：拉力做的功是50J；拉力的功率5W。
33．【解答】（1）黑虎泉站到泉城廣場站河段的長度s＝vt＝3.5m/s×300s＝1050m；
（2）游船在護城河中受到的浮力F浮＝G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N；
（3）這次水上航行中，牽引力對游船做的功W＝Fs＝6×103N×1050m＝6.3×106J；
（4）這次水上航行中，牽引力對游船做功的功率P＝＝＝2.1×104W。
答：（1）黑虎泉站到泉城廣場站河段大約長1050m；
（2）游船在護城河中受到的浮力為3×104N；
（3）這次水上航行中，牽引力對游船做了6.3×106J的功；
（4）這次水上航行中，牽引力對游船做功的功率為2.1×104W。
34．【解答】（1）蔬菜運輸車的運行時間為t＝9小時15分鐘＝9.25h，
運輸車全程的平均速度為：
v＝＝＝84km/h；
（2）蔬菜運輸車滿載時車對水平路面的壓力：
F＝G總＝m總g＝31×103kg×10N/kg＝3.1×105N；
滿載時車對地面的壓強；
p＝＝＝5×105Pa；
（3）蔬菜運輸車做勻速直線運動，F牽＝F阻＝2.6×103N，
蔬菜運輸車牽引力做的功為：
W＝F牽s＝2.6×103N×9×103m＝2.34×107J；
運輸車牽引力做功的功率為：
P＝＝＝6.5×104W。
答：（1）運輸車全程的平均速度為84km/h；
（2）運輸車對水平路面的壓強為5×105Pa；
（3）在某段平直公路上，運輸車勻速行駛9km用時6min，受到的阻力為2.6×103N，則運輸車牽引力做功的功率為6.5×104W。
35．【解答】（1）貨車的重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
貨車克服重力做的功：W有＝Gh＝5×104N×900m＝4.5×107J，
由P＝可知，發動機對貨車做的功：W總＝Pt＝165×103W×10×60s＝9.9×107J；
（2）克服阻力做的功：Wf＝W總﹣W有＝9.9×107J﹣4.5×107J＝5.4×107J，
由Wf＝fs可知，貨車所受阻力：f＝＝＝9000N。
答：（1）貨車克服重力做的功為4.5×107J，發動機對貨車做的功為9.9×107J；
（2）貨車所受阻力大小為9000N。
36．【解答】（1）人和車的總重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，
車對水平地面的壓力：F壓＝G＝1.5×104N，
則車對水平地面的壓強：p＝＝＝7.5×105Pa；
（2）小汽車在行駛過程中受到的阻力：f＝0.04G＝0.04×1.5×104N＝600N，
因為小汽車在水平路面上做勻速直線運動，所以由二力平衡條件可知，小汽車的牽引力：F＝f＝600N，
小汽車的速度：v＝72km/h＝20m/s，
此過程小汽車牽引力的功率：P＝＝＝Fv＝600N×20m/s＝1.2×104W。
答：（1）車對水平地面的壓強為7.5×105Pa；
（2）此過程小汽車牽引力的功率為1.2×104W。
37．【解答】（1）潛水器處于漂浮狀態時，潛水器受到的浮力F浮＝G潛水器＝5N；
（2）潛水器的底面積S1＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2；
由F浮＝ρ液V排g＝ρ水gS1h1得，漂浮時浸入水中的深度：
h1＝＝0.05m，即等于潛水器邊長的一半，
則此時潛水器的重心恰好與水面相平，所以潛水器下降的距離h2＝h﹣h1＝0.25m﹣0.05m＝0.2m；
潛水器的重力所做的功：W＝G潛水器h2＝5N×0.2m＝1J；
（3）潛水器勻速下沉時，F隨l的變化關系式為：
F＝F浮﹣G潛水器＝ρ水gS1（h﹣l）﹣G潛水器＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×（0.25m﹣l）﹣5N＝（20﹣100l）N；
依題意，潛水器浸沒后加速下沉，F隨l的變化關系不變，即F＝（20﹣100l）N；
潛水器沉底靜止時，l＝0，受到的吸引力F＝20N；
潛水器漂浮時，潛水器受到的重力等于它排開水的重力，因此潛水器和水的總重G等于容器中只裝25cm深的水重G水；
容器的底面積S2＝1000cm2＝0.1m2；
潛水器和水的總重：G總＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m＝250N；
潛水器沉底靜止時，容器對鐵板的壓力：F壓＝F+G總＝20N+250N＝270N；
由p＝可得，容器對鐵板的壓強：p＝＝2700Pa。
答：（1）潛水器漂浮時受到的浮力為5N；
（2）下沉全過程潛水器重力所做的功為1J；
（3）潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強為2700Pa。
38．【解答】（1）最大起升高度為3m，電動叉車將石材完成一次最大起升高度，用時30s，
石材被抬升的速度為；
（2）石材的重力為G＝mg＝1500kg×10N/kg＝1.5×104N，
電機對石材做的功為W＝Fs＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J，
電機對石材做功功率為；
（3）由題意可知，空載叉車靜止時，其對地面的壓力與受到的重力大小相等，空載叉車對地面的壓力為F壓＝G'＝m'g＝720kg×10N/kg＝7.2×103N，
空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強為p＝＝＝9×104Pa。
答：（1）石材被抬升的速度為0.1m/s；
（2）電機對石材做的功為4.5×104J及做功功率為1.5×103W；
（3）空載的電動叉車靜止時對水平地面的壓強為9×104Pa。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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