一、选择题
1. 已知力F所做的功是15 J,则力F与物体在力的方向上通过的距离s的图像大致是(

1. 已知力F所做的功是15 J,则力F与物体在力的方向上通过的距离s的图像大致是(
B
)答案
1.B
解析
【分析】
要解决这道题,需先回忆功的计算公式:功$ W $等于力$ F $与物体在力的方向上通过的距离$ s $的乘积,即$ W=Fs $。题目中功$ W $是定值,因此可推导出$ F $与$ s $的关系为$ F=\frac{W}{s} $,即力$ F $和距离$ s $成反比例关系,对应的图像应为反比例函数的双曲线。接下来逐一分析选项的图像类型,选出符合的即可。
【解析】
根据功的计算公式$ W=Fs $,当$ W $为定值时,$ F $与$ s $满足反比例关系,表达式为$ F=\frac{W}{s} $,其图像是反比例函数的曲线(双曲线)。
选项A:图像为过原点的直线,是正比例函数图像,不符合$ F $与$ s $的反比例关系,排除;
选项B:图像为反比例函数的双曲线,符合$ F $与$ s $的关系,正确;
选项C:图像是曲线但不是反比例函数图像,不符合,排除;
选项D:图像为一次函数的直线,不符合,排除。
【答案】
B
【知识点】
功的计算公式、反比例函数图像
【点评】
本题将物理中功的计算与数学中的反比例函数图像结合,考查学生对公式的理解和图像的识别能力,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先回忆功的计算公式:功$ W $等于力$ F $与物体在力的方向上通过的距离$ s $的乘积,即$ W=Fs $。题目中功$ W $是定值,因此可推导出$ F $与$ s $的关系为$ F=\frac{W}{s} $,即力$ F $和距离$ s $成反比例关系,对应的图像应为反比例函数的双曲线。接下来逐一分析选项的图像类型,选出符合的即可。
【解析】
根据功的计算公式$ W=Fs $,当$ W $为定值时,$ F $与$ s $满足反比例关系,表达式为$ F=\frac{W}{s} $,其图像是反比例函数的曲线(双曲线)。
选项A:图像为过原点的直线,是正比例函数图像,不符合$ F $与$ s $的反比例关系,排除;
选项B:图像为反比例函数的双曲线,符合$ F $与$ s $的关系,正确;
选项C:图像是曲线但不是反比例函数图像,不符合,排除;
选项D:图像为一次函数的直线,不符合,排除。
【答案】
B
【知识点】
功的计算公式、反比例函数图像
【点评】
本题将物理中功的计算与数学中的反比例函数图像结合,考查学生对公式的理解和图像的识别能力,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
2. 一位同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼,该同学上楼做的功最接近(
A.30 000 J
B.3 000 J
C.300 J
D.30 J
B
)A.30 000 J
B.3 000 J
C.300 J
D.30 J
答案
2.B
解析
【分析】要计算上楼做的功,需利用功的公式$ W = Gh $,其中$ G $是同学的重力,$ h $是上升的高度。解题时需先估测两个关键物理量:①中学生的重力(一般中学生质量约50kg,重力可由$ G=mg $计算);②一楼到三楼的高度(注意是2层楼梯,每层约3m),再代入公式计算,对比选项得出结果。
【解析】解:①估测中学生的重力:中学生质量约$ m=50kg $,根据$ G=mg $($ g $取$ 10N/kg $),得重力$ G=50kg×10N/kg=500N $;②估测上升高度:一楼到三楼共2层楼梯,每层高度约3m,故总高度$ h=2×3m=6m $;③计算上楼做功:根据功的公式$ W=Gh $,代入得$ W=500N×6m=3000J $,与选项B最接近。
【答案】B
【知识点】功的计算、重力的估测
【点评】本题为基础估测类题目,结合生活常识估测物理量并应用功的公式求解,考查学生对物理公式的掌握及生活中物理量的感知能力,难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】解:①估测中学生的重力:中学生质量约$ m=50kg $,根据$ G=mg $($ g $取$ 10N/kg $),得重力$ G=50kg×10N/kg=500N $;②估测上升高度:一楼到三楼共2层楼梯,每层高度约3m,故总高度$ h=2×3m=6m $;③计算上楼做功:根据功的公式$ W=Gh $,代入得$ W=500N×6m=3000J $,与选项B最接近。
【答案】B
【知识点】功的计算、重力的估测
【点评】本题为基础估测类题目,结合生活常识估测物理量并应用功的公式求解,考查学生对物理公式的掌握及生活中物理量的感知能力,难度适中。
【难度系数】0.7
3.水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下,沿拉力的方向移动一段距离,则下列判断正确的是(
A.文具盒所受重力做了功
B.文具盒所受支持力做了功
C.文具盒所受拉力做了功
D.没有力对文具盒做功
C
)A.文具盒所受重力做了功
B.文具盒所受支持力做了功
C.文具盒所受拉力做了功
D.没有力对文具盒做功
答案
3.C
解析
【分析】
要判断力是否做功,需牢记做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,两个条件缺一不可。接下来逐一分析各选项中力的方向与文具盒移动方向的关系,判断是否满足做功条件。
【解析】
做功的两个必要条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
选项A:重力方向竖直向下,文具盒沿水平方向移动,在重力方向上没有移动距离,因此重力不做功,A错误;
选项B:支持力方向竖直向上,文具盒沿水平方向移动,在支持力方向上没有移动距离,因此支持力不做功,B错误;
选项C:拉力方向水平,文具盒沿拉力方向移动了一段距离,同时满足做功的两个必要条件,因此拉力做了功,C正确;
选项D:由上述分析可知,拉力对文具盒做了功,D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的两个必要因素、力是否做功的判断
【点评】
本题考查力是否做功的判断,核心是掌握做功的两个必要条件,明确力的方向与物体位移方向的关系,属于初中物理基础概念题,难度较低。
【难度系数】
0.8
要判断力是否做功,需牢记做功的两个必要条件:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,两个条件缺一不可。接下来逐一分析各选项中力的方向与文具盒移动方向的关系,判断是否满足做功条件。
【解析】
做功的两个必要条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
选项A:重力方向竖直向下,文具盒沿水平方向移动,在重力方向上没有移动距离,因此重力不做功,A错误;
选项B:支持力方向竖直向上,文具盒沿水平方向移动,在支持力方向上没有移动距离,因此支持力不做功,B错误;
选项C:拉力方向水平,文具盒沿拉力方向移动了一段距离,同时满足做功的两个必要条件,因此拉力做了功,C正确;
选项D:由上述分析可知,拉力对文具盒做了功,D错误。
【答案】
C
【知识点】
功的两个必要因素、力是否做功的判断
【点评】
本题考查力是否做功的判断,核心是掌握做功的两个必要条件,明确力的方向与物体位移方向的关系,属于初中物理基础概念题,难度较低。
【难度系数】
0.8
4. 在测试跳绳的项目中,某同学在1 min内跳了180次,每次跳的高度大约为5 cm。他跳绳时的功率大约为(
A.1 000 W
B.100 W
C.10 W
D.1 W
B
)A.1 000 W
B.100 W
C.10 W
D.1 W
答案
4.B
解析
【分析】要计算跳绳时的功率,需利用功率公式$P=\frac{W_{总}}{t}$,而跳绳时克服自身重力做功,总功等于单次做功乘以跳绳次数。题目未给出同学质量,需取中学生常见质量(约50kg)作为合理已知量,再依次计算单次做功、总功,最终求出功率并对比选项。
【解析】解:取中学生质量$m≈50kg$,则重力$G=mg=50kg×10N/kg=500N$;
单次跳绳克服重力做功$W_1=Gh=500N×0.05m=25J$;
1min内跳绳总功$W_{总}=180×W_1=180×25J=4500J$;
时间$t=1min=60s$,则功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{4500J}{60s}=75W$,与选项B(100W)最接近,故选B。
【答案】B
【知识点】功率计算、功的计算、重力计算
【点评】本题结合生活实际考查功率的应用,核心是掌握功和功率的计算公式,关键是合理选取中学生质量,计算过程简单,属于基础题。
【难度系数】0.6
【解析】解:取中学生质量$m≈50kg$,则重力$G=mg=50kg×10N/kg=500N$;
单次跳绳克服重力做功$W_1=Gh=500N×0.05m=25J$;
1min内跳绳总功$W_{总}=180×W_1=180×25J=4500J$;
时间$t=1min=60s$,则功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{4500J}{60s}=75W$,与选项B(100W)最接近,故选B。
【答案】B
【知识点】功率计算、功的计算、重力计算
【点评】本题结合生活实际考查功率的应用,核心是掌握功和功率的计算公式,关键是合理选取中学生质量,计算过程简单,属于基础题。
【难度系数】0.6
5.据报道,一辆横穿铁路的拖拉机,因故障而停在铁道上,此时从远处驶来一列火车,尽管司机及时采取紧急制动措施,但是缓慢行驶的列车还是将拖拉机撞“飞”了。这是因为火车的(
A.动能很大
B.速度很大
C.势能很大
D.功率很大
A
)A.动能很大
B.速度很大
C.势能很大
D.功率很大
答案
5.A
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确各物理概念的含义,结合题目场景分析火车撞飞拖拉机的原因:火车缓慢行驶说明速度不大,能撞飞拖拉机是因为具有较大的能量,这种能量是动能。动能的大小由物体的质量和速度共同决定,公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,火车质量远大于拖拉机,即使速度小,动能也会很大,从而能对外做功将拖拉机撞飞。接下来逐一分析选项,排除错误选项即可得出答案。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:动能由质量和速度决定,火车质量极大,虽缓慢行驶速度小,但根据动能公式,其动能仍很大,足够对外做功将拖拉机撞飞,该选项正确。
2. 选项B:题目明确说明火车是“缓慢行驶”,即速度不大,该选项错误。
3. 选项C:重力势能与物体的质量和高度有关,火车和拖拉机都在水平铁道上,高度变化可忽略,势能不是撞飞拖拉机的原因,该选项错误。
4. 选项D:功率是表示做功快慢的物理量,与火车撞飞拖拉机的能量大小无关,该选项错误。
综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
动能及其影响因素
【点评】
本题结合生活实际场景考查动能的概念及影响因素,需要学生区分动能、重力势能、功率的概念,理解动能与质量、速度的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需先明确各物理概念的含义,结合题目场景分析火车撞飞拖拉机的原因:火车缓慢行驶说明速度不大,能撞飞拖拉机是因为具有较大的能量,这种能量是动能。动能的大小由物体的质量和速度共同决定,公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$,火车质量远大于拖拉机,即使速度小,动能也会很大,从而能对外做功将拖拉机撞飞。接下来逐一分析选项,排除错误选项即可得出答案。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:动能由质量和速度决定,火车质量极大,虽缓慢行驶速度小,但根据动能公式,其动能仍很大,足够对外做功将拖拉机撞飞,该选项正确。
2. 选项B:题目明确说明火车是“缓慢行驶”,即速度不大,该选项错误。
3. 选项C:重力势能与物体的质量和高度有关,火车和拖拉机都在水平铁道上,高度变化可忽略,势能不是撞飞拖拉机的原因,该选项错误。
4. 选项D:功率是表示做功快慢的物理量,与火车撞飞拖拉机的能量大小无关,该选项错误。
综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
动能及其影响因素
【点评】
本题结合生活实际场景考查动能的概念及影响因素,需要学生区分动能、重力势能、功率的概念,理解动能与质量、速度的关系,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】
0.7
6.用弹簧测力计水平拉着重8 N的木块,在水平长木板上沿直线匀速移动0.5 m,如图所示,木块受到的摩擦力是
2.4
N,木块所受重力做的功为0
J。答案
6. 2.4 0
解析
【分析】
要解决这个问题,需分两步思考:① 木块匀速直线运动时,水平方向拉力与摩擦力是平衡力,大小相等,因此先读取弹簧测力计的示数得到拉力,即可得摩擦力;② 重力做功的条件是物体在重力方向(竖直方向)有位移,木块水平移动,竖直方向无位移,故重力做功为0。
【解析】
1. 读取弹簧测力计示数:弹簧测力计的分度值为0.2 N,指针指向2.4 N处,即拉力F=2.4 N。木块沿水平方向匀速直线运动,水平方向拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此木块受到的摩擦力f=F=2.4 N。
2. 计算重力做功:功的计算公式为W=Fs,重力方向竖直向下,木块水平移动,在重力方向上的位移为0,因此重力做的功W=G×0=0 J。
【答案】
2.4;0
【知识点】
二力平衡、摩擦力、功的计算
【点评】
本题结合实验考查二力平衡的应用、弹簧测力计读数和功的计算,需注意重力做功的条件是物体在重力方向产生位移,属于基础题型,需准确掌握相关概念。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题,需分两步思考:① 木块匀速直线运动时,水平方向拉力与摩擦力是平衡力,大小相等,因此先读取弹簧测力计的示数得到拉力,即可得摩擦力;② 重力做功的条件是物体在重力方向(竖直方向)有位移,木块水平移动,竖直方向无位移,故重力做功为0。
【解析】
1. 读取弹簧测力计示数:弹簧测力计的分度值为0.2 N,指针指向2.4 N处,即拉力F=2.4 N。木块沿水平方向匀速直线运动,水平方向拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此木块受到的摩擦力f=F=2.4 N。
2. 计算重力做功:功的计算公式为W=Fs,重力方向竖直向下,木块水平移动,在重力方向上的位移为0,因此重力做的功W=G×0=0 J。
【答案】
2.4;0
【知识点】
二力平衡、摩擦力、功的计算
【点评】
本题结合实验考查二力平衡的应用、弹簧测力计读数和功的计算,需注意重力做功的条件是物体在重力方向产生位移,属于基础题型,需准确掌握相关概念。
【难度系数】
0.6
7.小明在练习投掷实心球,若实心球重20 N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7 m,用时约0.75 s,则球下降过程中重力做的功为
54
J,功率为72
W。答案
7. 54 72
解析
【分析】本题考查重力做功与功率的计算,解题思路为:①重力做功仅与重力和竖直方向移动的距离有关,公式为$W=Gh$,本题中下降高度即为重力方向的距离,代入数值可算出重力做功;②功率公式为$P=\frac{W}{t}$,将算出的功和所用时间代入,即可求出功率。
【解析】解:1. 重力做功计算:根据重力做功公式$W=Gh$,代入$G=20\ \mathrm{N}$,$h=2.7\ \mathrm{m}$,得$W=20\ \mathrm{N} × 2.7\ \mathrm{m}=54\ \mathrm{J}$;
2. 功率计算:根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入$W=54\ \mathrm{J}$,$t=0.75\ \mathrm{s}$,得$P=\frac{54\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{s}}=72\ \mathrm{W}$。
【答案】54;72
【知识点】重力做功、功率计算
【点评】本题为初中物理力学基础计算题,直接考查重力做功和功率的核心公式应用,无复杂干扰条件,只要牢记公式并正确代入数值即可完成计算,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】解:1. 重力做功计算:根据重力做功公式$W=Gh$,代入$G=20\ \mathrm{N}$,$h=2.7\ \mathrm{m}$,得$W=20\ \mathrm{N} × 2.7\ \mathrm{m}=54\ \mathrm{J}$;
2. 功率计算:根据功率公式$P=\frac{W}{t}$,代入$W=54\ \mathrm{J}$,$t=0.75\ \mathrm{s}$,得$P=\frac{54\ \mathrm{J}}{0.75\ \mathrm{s}}=72\ \mathrm{W}$。
【答案】54;72
【知识点】重力做功、功率计算
【点评】本题为初中物理力学基础计算题,直接考查重力做功和功率的核心公式应用,无复杂干扰条件,只要牢记公式并正确代入数值即可完成计算,难度较低。
【难度系数】0.7
8.小宇乘坐他爸爸驾驶的一辆功率为24 kW的私家车,在一段平直的公路上匀速行驶了2 min,行驶的路程为3.6 km,这段时间内汽车受到的牵引力为
800
N;小宇闻到了一股清香的气味,是因为车内放置的“固体清新剂”发生了升华
(填物态变化名称)现象。答案
8. 800 升华
解析
【分析】
本题分为两部分解答:第一部分求汽车牵引力,需利用功率与功、路程的关系推导公式,计算时要统一单位;第二部分判断物态变化,需明确各物态变化的定义,结合固体清新剂的状态变化分析。
【解析】
1. 计算汽车牵引力:
已知功率$ P=24\ \mathrm{kW}=24000\ \mathrm{W} $,行驶时间$ t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s} $,路程$ s=3.6\ \mathrm{km}=3600\ \mathrm{m} $。
根据功率公式$ P=\frac{W}{t} $,功$ W=Fs $,联立得$ P=\frac{Fs}{t} $,变形得牵引力$ F=\frac{Pt}{s} $。
代入数值计算:$ F=\frac{24000\ \mathrm{W} × 120\ \mathrm{s}}{3600\ \mathrm{m}}=800\ \mathrm{N} $。
2. 判断物态变化:
固体清新剂由固态直接变为气态,物质从固态直接变成气态的过程叫升华,因此发生的是升华现象。
【答案】
800;升华
【知识点】
功率的计算;升华现象
【点评】
本题为基础综合题,结合力学功率计算和热学物态变化知识点,重点考查公式推导应用和概念判断,需注意单位统一,难度较低,是常见的基础题型。
【难度系数】
0.7
本题分为两部分解答:第一部分求汽车牵引力,需利用功率与功、路程的关系推导公式,计算时要统一单位;第二部分判断物态变化,需明确各物态变化的定义,结合固体清新剂的状态变化分析。
【解析】
1. 计算汽车牵引力:
已知功率$ P=24\ \mathrm{kW}=24000\ \mathrm{W} $,行驶时间$ t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s} $,路程$ s=3.6\ \mathrm{km}=3600\ \mathrm{m} $。
根据功率公式$ P=\frac{W}{t} $,功$ W=Fs $,联立得$ P=\frac{Fs}{t} $,变形得牵引力$ F=\frac{Pt}{s} $。
代入数值计算:$ F=\frac{24000\ \mathrm{W} × 120\ \mathrm{s}}{3600\ \mathrm{m}}=800\ \mathrm{N} $。
2. 判断物态变化:
固体清新剂由固态直接变为气态,物质从固态直接变成气态的过程叫升华,因此发生的是升华现象。
【答案】
800;升华
【知识点】
功率的计算;升华现象
【点评】
本题为基础综合题,结合力学功率计算和热学物态变化知识点,重点考查公式推导应用和概念判断,需注意单位统一,难度较低,是常见的基础题型。
【难度系数】
0.7
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