資源簡介

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重難點04 功和功率的分析計算 機械能守恒
命題趨勢
考點 三年考情分析 2025考向預(yù)測
1、功的定義與計算；功是能量轉(zhuǎn)化的量度 2、功率的概念與計算；汽車動力速度功率之間的關(guān)系 3、機械能及守恒條件 在近三年浙江中考科學(xué)試卷中，功和功率、機械能守恒的考查題型豐富多樣。選擇題常考查基本概念的理解，如判斷力是否做功、比較功率大小、分析機械能轉(zhuǎn)化情況等；填空題多涉及功和功率的計算，以及機械能守恒條件下能量轉(zhuǎn)化的分析；實驗探究題可能圍繞功率的測量、機械能守恒定律的驗證展開；計算題一般是將功、功率與力學(xué)中的其他知識（如杠桿、滑輪、壓強等）綜合考查，計算較為復(fù)雜。 預(yù)計 2025 年浙江中考科學(xué)仍會通過選擇題、填空題、實驗探究題和計算題考查功和功率、機械能守恒。選擇題可能會深入考查概念的辨析，如分析復(fù)雜情境下力做功的情況、功率與速度、力之間的關(guān)系等；填空題或許會結(jié)合實際生活中的運動場景，給出更復(fù)雜的數(shù)據(jù)，考查學(xué)生對功和功率的計算能力；實驗探究題可能會對功率測量實驗進行改進，或者設(shè)計新的實驗驗證機械能守恒定律，考查學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力；計算題大概率會綜合多個知識點，如將功、功率與能量轉(zhuǎn)化、簡單機械的效率等相結(jié)合，考查學(xué)生的綜合分析和計算能力。
重點詮釋
【體系構(gòu)建】
【重難詮釋】
知識點一、功
（一）功的含義
物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功
（二）做功的兩個必要因素
做功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過一段距離。
(1)力對物體不做功的三種情況
①有距離無力：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過一段距離；
②有力無距離：有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過一段距離；
③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直。
(2)物體在力的方向上通過一段距離是指力與距離具有同向性、同體性和同時性。
（三）功的計算
功有大小，科學(xué)上規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即功=力x距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計算公式為W=Fs。
【重要提醒】
功和能的區(qū)別與聯(lián)系：功和能是兩個不同性質(zhì)的量，功是過程量，它對應(yīng)的是一段時間和一段過程；能是狀態(tài)量，它對應(yīng)的是一個時刻和一個狀態(tài)。但功和能這兩個量又是密切相關(guān)的，首先，能是物體做功的本領(lǐng)，如果一個物體具有做功的本領(lǐng)，我們就說它具有能；其次，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即在一個過程中，能量究竟轉(zhuǎn)化了多少，可以用相應(yīng)的功量度出來。
知識點二、功率
（一）功率
(1)定義：單位時間里完成的功叫做功率。
(2)意義：反映做功快慢的量(即表示能量轉(zhuǎn)化快慢的量)。
(3)符號： P
(4)功率的公式：由功率的定義知，功率=功/時間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時間，則功率的公式可表示為P=W/t
(5)功率的單位
在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應(yīng)用中還常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】
①當物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時(力F與速度v同方向)，由W=Fs、v= s/t，得出P=Fv，即功率等于力與力的方向上運動速度的乘積。利用P=Fv可以知道：拖拉機在上坡時，當功率一定時，通過換擋減小速度是為了增大牽引力，這樣有利于上坡。
②應(yīng)用公式P=W/t時一定要注意三個量的對應(yīng)關(guān)系，功W一定是在對應(yīng)的時間t內(nèi)完成的功，這樣算出的功率才是時間t內(nèi)的功率，不同的時間內(nèi)對應(yīng)的功率一般來說是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式P=W/t是指平均功率，即在t時間內(nèi)的平均功率，而不是某一時刻的瞬間功率。
知識點三、能量的轉(zhuǎn)化與守恒
（一）動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
一個木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉(zhuǎn)化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能
（二）機械能守恒
動能和勢能之和稱為機械能。物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。
（三）機械能守恒與能量守恒定律的區(qū)別
(1)機械能守恒是有條件的一沒有能量損失或額外的能量補充。
因為機械能守恒是指一個物體如果只存在著動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化時，機械能的總量將保持不變。如果存在機械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化，機械能總量發(fā)生改變，機械能不再守恒，例如克服摩擦做功，產(chǎn)生內(nèi)能，機械能的總量將減少，損失的機械能將轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(2)能量守恒定律的成立不需要條件。這是因為能量轉(zhuǎn)化形式是多樣的，可以在機械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、光能、聲能間相互轉(zhuǎn)化，不限于動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能必然增加，能的總量保持不變。
知識點四、幾種機械能守恒模型
模型一：豎直彈簧模型/蹦極模型
豎直彈簧模型動能最大點（速度最大點）在F彈=G的“平衡點”，這個點位于最低點和原長點之間
模型二：水平彈簧模型
水平面粗糙：① 壓縮到 A點釋放，速度最大點在 AB之間
② 拉伸到 C點釋放，速度最大點在 BC之間 水平面光滑：速度最大點在原長點 B
滑塊最后靜止位置（從靜止狀態(tài)受力平衡角度思考）
1.若水平面不光滑，則最終可能靜止在彈簧原長點、原長點左側(cè)、原長點右側(cè)
2.若水平面光滑，則最終只能靜止在彈簧原長點
模型三：單擺模型
不計空氣阻力,質(zhì)量為 m 的小球從 A點靜止擺下
AB：重力勢能轉(zhuǎn)化成動能
BC：動能轉(zhuǎn)化成重力勢能
整個階段，小球的機械能守恒。小球在 B點繩子突然斷開，小球會做平拋運動； 小球在 C點繩子突然斷開，小球會豎直下落。
模型四：拋體模型
豎直上拋與平拋運動的區(qū)別： 豎直上拋最高點速度為 0，平拋運動最高點速度不為 0
模型五：斜面軌道模型
限時提升訓(xùn)練
1．如圖甲所示，用細線將一個鉤碼系在橡皮筋的中部，然后將橡皮筋穿過塑料罐兩側(cè)的小孔并固定，就制成一個“魔罐”。將“魔罐”放在圖乙水平桌面O位置，用手向前推出，“魔罐”滾到M位置后又自動滾回到N位置，之后在MN之間來回滾動并停下來。以下分析正確的是（　　）
A．魔罐從M位置滾回到O位置過程中機械能不變
B．魔罐在M位置時橡皮筋的彈性勢能最大
C．魔罐從N位置滾回到O位置過程中動能變小
D．魔罐在N位置時橡皮筋的彈性勢能最大
2．引體向上是大家喜愛的體育運動之一，小金的質(zhì)量為50千克，每次引體向上人整體上升高度約為60厘米，一分鐘完成10次，下列說法正確的是（　　）
A．小金完成一次引體向上，克服重力做功約為300焦
B．小金在這一分鐘內(nèi)引體向上的功率約為150瓦
C．人體上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能守恒
D．小金在運動過程中，消耗的化學(xué)能大于產(chǎn)生的機械能，所以能量不守恒
3．質(zhì)量分布均勻、重為G的直桿AB置于水平面上(忽略桿的直徑大小)，小科同學(xué)現(xiàn)在A端施加外力F，勻速緩慢抬起直桿至如圖位置(桿與水平面成60角)，此時桿A端距地面高度為h，桿的B端始終和地面之間保持相對靜止，F(xiàn)的方向始終和直桿垂直，則下列說法中正確的是（　　）
A．抬起過程中，此杠桿先省力后費力
B．抬起過程中，力F所做的功為Fh
C．抬起過程中，桿克服重力做功為
D．抬起過程中，若不計摩擦損失能量，則桿的機械能守恒
4．一水平放置靜止的氣缸內(nèi)充滿了空氣，在大小為F的恒力作用下，活塞沿著粗糙的氣缸壁向左運動，下列說法正確的是 (　　)
A．活塞向左運動，氣缸內(nèi)氣體分子運動速度不變，但是氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了
B．若活塞在恒力F作用下向左運動了S長的距離，則活塞克服氣缸壁摩檫力做功的大小為： W=FS
C．恒力F推動活塞向左運動過程中，活塞的機械能始終保持不變
D．力F 推動活塞向左運動，這一過程中能量轉(zhuǎn)化形式和四沖程汽油機的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同
5．跳繩是一種大家喜愛的體育運動，小金的質(zhì)量為50千克，每次跳起的高度約為6厘米(人整體上升，如圖所示)，一分鐘跳100次。下列說法中，正確的是（　　）
A．向上跳起的過程中小金的動能持續(xù)增大
B．在整個跳繩過程中小金的機械能守恒
C．小金每跳一次，克服重力做功約3焦
D．小金一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50瓦
6．2020年12月17日，探月工程“嫦娥五號”返回器成功著陸，標志著我國首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿完成。這次返回任務(wù)采用了高速再入軌道技術(shù)。返回軌道如圖所示， 返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度過快存在燃燒殆盡的風險。以下有關(guān)返回器分析不正確的是（　　）
A． 返回過程中，返回器的機械能始終守恒
B．反彈過程中，返回器的動能部分轉(zhuǎn)換為勢能
C．返回過程中，返回器要克服摩擦力做功產(chǎn)生熱能
D．每次進入大氣層時，返回器的動能第二次比第一次小
7．如圖所示，用300N的力沿斜面將600N的物體勻速推到斜面的項部，斜面的長度為3m，高度為1m。下列說法正確的是（　　）
A．此斜面的機械效率為50% B．人們使用斜面主要是為了省功
C．物體受到的摩擦力是100N D．運動過程中木塊的機械能守恒
8．醫(yī)生建議在“陽康”之后，同學(xué)們更要注重體育鍛煉，提高免疫力。如圖是小寧在做俯臥撐和引體向上的場景。下列分析中正確的是（　　）
A．小寧按圖乙做一個引體向上，需克服自身重力做功約為4000焦
B．圖甲小寧靜止，地面對雙手的支持力等于小寧重力
C．圖乙中小寧引體向上運動時，單杠對小寧的作用力大于小寧對單杠的作用力
D．小寧在俯臥撐和引體向上時，小寧的機械能都不守恒
9．如圖，銅質(zhì)圓環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落。在此過程中，下列分析不正確的是（　　）
A．銅環(huán)在下落過程中部分機械能轉(zhuǎn)化為電能
B．銅環(huán)落到桌面停止時其溫度可能升高
C．銅環(huán)在下落過程中銅環(huán)的重力是做功的
D．銅環(huán)在下落過程中的機械能是守恒的
10．如圖所示，小科同學(xué)用動滑輪拉重物提升到一定高度，重物的重力為G物，動滑的重力為G動。在提升過程中，物體上升的速度大小保持v不變，下列相關(guān)說法中正確的是（　　）
A．在提升的過程中，繩子自由端的拉力一直是（G物+G動）/2
B．在提升的過程中，繩子自由端拉力的功率至少為（G物+G動）v
C．在提升的過程中，物體的機械能是守恒的
D．小科拉繩子的機械效率為G物/（G物+G動）
11．一只氫氣球下方用細線吊著一只小皮球，當小皮球隨氫氣球勻速豎直上升到距地面高度為H的位置時細線突然斷了，小皮球落到水平地面上反彈后上升(繩子斷裂后假設(shè)小皮球的機械能守恒)，以下分析正確的是（　　）
A．小皮球反彈后能上升的最大高度大于H
B．繩子斷裂后到小皮球落地前，小皮球的動能不斷增大
C．小皮球反彈后上升過程中，重力勢能增大的越來越快
D．繩子斷裂后，小皮球的重力勢能和動能之和始終保持不變
12．斜面上有一個重為100N的箱子A，通過定滑輪與重60N的重物B相連，在3s內(nèi)物體A沿斜面勻速向上滑動了1.5m，此重物B落地，箱子A又經(jīng)過0.2s向前滑動了20cm停下來．若斜面長5米，高1.5米，忽略繩重及滑輪的摩擦力．則下列說法錯誤的是（　　）
A．箱子與斜面間的滑動摩擦力是60牛
B．在箱子滑動過程中重物B共對箱子做了90焦的功
C．重物B對箱子A做功的功率是30瓦
D．物體B機械能不守恒，斜面效率為50%
13．用如圖所示的裝置提升托舉質(zhì)量為100 kg的貨物A，已知貨物A在2s內(nèi)勻速升高了1 m，繩子自由端C處拉力F的功率P=600 W。
（1）2 s內(nèi)拉力F做功　 　J。
（2）若不計繩重和一切摩擦，則滑輪B的重力為　 　N。
（3）通過計算，該滑輪組的機械效率為　 　。
14．如圖甲是小明同學(xué)在建蘭校運動會上投擲實心球的場景，當實心球脫手時，重心離地面的高度是1.8m，重心上升了0.9m。已知實心球質(zhì)量為2千克，小明的質(zhì)量為55千克。
（1）若小明每只腳與地面的接觸面積是200cm2，則小明手握實心球雙腳站立在水平地面時，腳對地面的壓強為　 　；
（2）實心球從最高點至落地的過程中，實心球重力所做的功是　 　；
（3）實心球自脫手至落地的過程中（不計空氣阻力），圖乙中關(guān)于其動能、重力勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，順序組合正確的是____。
A．②③④ B．④②③ C．②①③ D．④③②
15．小芳同學(xué)設(shè)計了一個高度可調(diào)節(jié)的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系如圖所示。她首先測出小車重，然后用彈簧測力計沿斜面勻速拉動小車，調(diào)節(jié)斜面傾斜角θ的大小并多次測量，得表中所示的數(shù)據(jù)：
實驗次數(shù) 斜面傾斜角 小車重G/N 斜面高h/m 斜面長s/m 拉力F/N 有用功 有 總功 總 機械效率
① 12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 ▲
② 30° 5 0.5 1 3.6 2.5 ▲ 69.4%
③ 45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 　
（1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，第①次實驗斜面的機械效率為　 　（計算結(jié)果小數(shù)點后保留一位）；第②次實驗中總功為　 　；第③次實驗中斜面對物體的摩擦力為　 　。
（2）分析表中的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論：斜面傾斜角θ越　 　，斜面越省力，斜面的機械效率越　 　。
（3）若斜面的傾斜程度、粗糙程度和物重都保持不變，只增加物體在斜面上運動的長度，則所測斜面的機械效率將　 　（填“變大”、“變小”或“不變”）
16．小明同學(xué)做“測量滑輪組機械效率”的實驗。（如圖所示），用相同的滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼，記錄數(shù)據(jù)如表所示。
實驗 次數(shù) 鉤碼的 重力G/N 鉤碼提升高度 h/m 拉力 F/N 繩端移動的 距離s/m 機械效率 η
1 2 0.1 0.9 0.3 74%
2 4 0.1 1.6 0.3 83%
3 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）觀察如圖中測力計的示數(shù)，表格中編號①的數(shù)值是　 　 ，②的數(shù)值是　 　 ；
（2）小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機械效率的方法，汽車作為一種“機械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義，請你指出以下三種提高效率的方法中，方法　 　 是與本實驗同理的；
方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員；
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量；
方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑；
（3）小明發(fā)現(xiàn)繩端移動的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系，于是他認為鉤碼數(shù)量一定時，無論將鉤碼提升多高。都不影響該滑輪組的機械效率，小芳則認為：鉤碼提升的高度不同，有用功就不同，機械效率就變化了，你認為　 　 的看法是正確的。
17．某小球被水平拋出，其部分運動軌跡如圖1所示，小球在運動過程中經(jīng)過M、N兩點，對應(yīng)圖1中①②③點處的某兩個位置，其動能和重力勢能的參數(shù)如圖2所示。
（1）從小球的運動軌跡圖可知，小球的機械能　 　。（填“守恒”或“不守恒”）
（2）根據(jù)圖2計算小球在N點的機械能是多少焦？
（3）通過計算分析說明，M點在對應(yīng)圖1中①②③的哪個位置？
18．在巴黎奧運會中，中國選手黃博凱在男子撐桿跳決賽中創(chuàng)造了中國隊在該項目的最佳成績。請結(jié)合撐桿跳的過程示意圖 (如圖)，回答下列問題。
（1）在撐桿跳起后，運動員的機械能　 　 (選填“是”或“否”)守恒。
（2）若黃博凱的質(zhì)量是60千克，越過橫桿后，落地時間為1杪，下落高度為5.80米，求下落過程中重力做功的功率。
19．本屆杭州亞運會科技滿滿，其中兩只“呆萌”的四足機械狗成為亮點，它們變身鐵餅“搬運工”，這是世界首次使用機械狗在賽場搬運體育器械。工作人員只需將鐵餅放置在卡槽上，便可在第一時間操控機械狗將鐵餅運輸回起點處。
（1）已知機械狗的牽引力為100N，將鐵餅從65m的落地點徑直運到起點用時13s，求該機械狗的功率。
（2）機械狗除了能在平地上行走外，它還能進行負重登樓。已知機械狗自重8kg，現(xiàn)攜帶2kg的標準鐵餅上五樓。試通過計算，求整個過程中機械狗克服重力所做的功。(每層樓高3m)
20．如圖是一電動機通過動滑輪提升重物的裝置示意圖．假設(shè)電源電壓380V保持不變，電動機線圈電阻為1Ω，不考慮電動機各處摩擦。當電動機將540kg重物勻速提升16m的過程中，電路中的電流為20A，動滑輪的機械效率為80%（g=10N/kg）。則：
（1）電動機所施加的拉力F做的功是多少？
（2）電動機所施加的拉力F是多少？
（3）電動機線圈電阻的發(fā)熱功率是多少？
（4）試從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度，求電動機提升重物所用的時間。
21．中國已成為機器人與智能裝備產(chǎn)業(yè)全球最大應(yīng)用市場，如圖所示是杭州一餐廳送餐機器人工作時的情景。
（1）機器人在水平地面上勻速直線前行時餐盤中的食物受到　 　（選填“平衡力”或 “非平衡力”）作用。
（2）機器人在水平地面勻速直線前行過程中　 　（填“遵循”或“不遵循”）機械能守恒定律。
（3） 送餐過程中，機器人在30s內(nèi)沿直線勻速移動了15m，若它在運動過程中所受阻力為100N，試計算機器人的功率　 　。
22．很多商場里安裝有供顧客上樓的電梯，如圖甲所示。圖乙是小明乘這種電梯從地面上到二樓的情景。
（1）當小明乘上電梯勻速上升時，機械能是否守恒，請說明理由。
（2）如果小明的質(zhì)量是60千克，電梯將小明運送到樓上所用的時間為20秒。電梯克服顧客重力做功的功率是多少？
23．質(zhì)量為50kg的某游客參加蹦極挑戰(zhàn)，從0靜止開始下落至第一次到達最低點C的過程，如圖甲所示。A點是彈性繩自然下垂時所在的原長位置，；B點是彈性繩系上游客下垂時，拉力與重力相等的位置，；C點是彈性繩系上游客所能到達的下落最低點，。游客下落的速度與下落高度h的關(guān)系如圖乙所示。已知該彈性繩每受到100N的拉力就伸長1m。（整個過程都忽略空氣阻力）
（1）從0到C下落的過程中，游客機械能的大小變化情況　 　
（2）當游客從0位置下落至最低點C，經(jīng)過了50s，請計算重力做功的功率。（寫出計算過程）
（3）請在圖丙中畫出彈性繩的彈力F與下落高度h的關(guān)系圖，畫到C為止。
24． 千島湖某景區(qū)配置了“飛天魔毯”，游客無需步行上山，坐在傳送帶上即可由“飛天魔毯”帶至山上，如圖甲所示。已知該“飛天魔毯”長度為400米，落差達100米，游客坐著“飛天魔毯”上山時，可以視為沿斜面勻速上升，模型圖如圖乙所示。
（1）上升過程中，傳送帶對游客的支持力對游客有無做功 答：　 　(選填“有”或“無”)。
（2）游客乘坐“飛天魔毯”上升時，判此時該游客的機械能將　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
（3）游客坐在魔毯上從底部以1m/s的速度上升到頂部。已知該游客的質(zhì)量為50kg，不計密氣阻力，請計算“飛天魔毯”運行過程中，傳送帶對該游客做功的功率。
25．某新型太陽能汽車動力完全由安裝在車頂?shù)碾姵匕迨占奶柲芴峁Ｆ?(包括乘務(wù)人員)的質(zhì)量為 1.2t，接收太陽能電池板的面積為 8m2。
（1）如汽車勻速行駛過程中所受阻力大小為車重的 0.02 倍，則汽車牽引力為多大？
（2）當汽車在水平路面上以恒定功率做直線運動時，其速度和時間的關(guān)系如圖所示，求汽車在水平路面上行駛20s的時間內(nèi)，牽引力一共做了多少功？
（3）若汽車吸收的太陽能有40%轉(zhuǎn)化為機械能，則太陽光照射到太陽能電池板單位面積上的輻射功率為多少？
26．如圖所示，這是物理學(xué)家焦耳設(shè)計并制作的實驗裝置。裝置中的兩個配重重力不等，釋放后大配重下降，小配重上升；通過反復(fù)對調(diào)左右兩個配重，會使動葉輪不停地轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)致熱量計中水的溫度上升，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。實驗中科學(xué)家某次測得數(shù)據(jù)如下：
小配重重力G小=100 N，大配重重力G大=520 N，每升降一次配重各自移動的距離h=1m，熱量計中水的質(zhì)量m=500 g，升降次數(shù)與水溫變化的關(guān)系：
（1）請計算配重升降一次對動葉輪做功是　 　J。
（2）水溫度升高0.2℃相當于吸收了　 　J的熱量，
（3）在該實驗中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)減小的機械能　 　(選填“大于”“小于”或“等于”)增加的內(nèi)能。
（4）本實驗中的誤差來源于　 　(寫出一條即可)。
（5）焦耳在這個實驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，率先提出了　 　定律。
27．在野外救援時，如圖甲所示，汽車通過滑輪組從豎直井中提升物資，已知物資質(zhì)量為 m，體積為V，物資以恒定速度上升，其過程中的s-t圖像如圖乙所示，出水后，汽車對繩子的拉力為F，求該過程中（不計繩重及其所有摩擦）：
（1）物資的上升速度為　 　m/s，出水后，滑輪組的機械效率　 　
（2）出水后，汽車對繩子向右拉力的功率（要求計算過程）
（3）比較出水前和出水后的滑輪組機械效率大小，利用公式推證過程。
28．小龍爸爸最近想買一輛新車，在買純電車還是燃油車的問題上，出現(xiàn)了糾結(jié)，于是小龍查閱了一些資料，從能量轉(zhuǎn)化和成本等方面作出了一些分析。已知燃油車每百公里耗油10升，油價8.5元/升，純電車每百公里耗電23度，以1元/度計量。假設(shè)兩種類型的車子在水平路面上勻速行駛時每百公里克服摩擦力做功均為6.9×107J，汽油的熱值q汽油＝4.6×107J/kg，汽油的密度為0.72×103kg/m3，通過計算回答：
（1）從能量轉(zhuǎn)化效率考慮，燃油車和純電車分別轉(zhuǎn)化為機械能的效率哪個大？請通過計算說明。
（2）從經(jīng)濟效益考慮，每行駛1萬公里，使用電動車比使用燃油車能節(jié)省多少錢？
29．—個質(zhì)量為500kg、體積為0.2m3的立方體沉在5m深的水底，水面距離地面2m。若利用滑輪組和電動機組成的打撈機械，以0.4m/s的速度將立方體從水底勻速提到地面，每個滑輪重100N(不計繩重、摩擦和水的阻力)。求：
（1）圖甲位置時，立方體受到水的浮力；
（2）物體完全露出水面后繼續(xù)上升到地面的過程中，滑輪組的機械效率；
（3）打撈過程中電動機拉力與物體上升高度的關(guān)系如圖乙所示。分析郅個階段電動機的輸出功率最大，并計算出這個最大值。
鞏固訓(xùn)練
1．小麗每天都抽時間通過跳繩來鍛煉身體。她體重50kg，每次跳起的高度約為6cm，1min跳100次，g取10N/kg。下列說法正確的是（　　）
A．跳起后上升的過程中她的動能減小
B．在整個跳繩過程中她的機械能守恒
C．小麗每跳一次克服重力做功約300J
D．她在一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50W
2．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，其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為40kg，兩名工人和工具的總質(zhì)量為160kg，某次吊升過程中，吊籃在30s內(nèi)勻速上升了6m。不計滑輪重、繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．吊籃的機械能守恒 B．電動機對繩子的拉力為400N
C．電動機拉動繩子的功率為400W D．滑輪組的機械效率為87.5%
3． 如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提升至相同高度（繩長不變），測得各拉力大小如圖所示，則（　　）
A．利用機械丙提升M時省力
B．F乙和F丙兩個力所做的功相同
C．機械丙的機械效率比機械乙的低
D．所測的數(shù)據(jù)不能計算機械乙和丙的機械效率
4．下列說法錯誤的是（　　）
A．水電站主要將機械能轉(zhuǎn)化為電能
B．永動機是不可能制造成功的
C．太陽能熱水器主要將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．由能量守恒定律可知，熱機的機械效率可以達到100%
5．如圖，跳臺滑雪運動員在空中下落，速度越來越快，下列說法正確的是（　　）
A．運動員下落過程機械能守恒
B．運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
C．運動員受到的重力沒有做功
D．運動員受到的重力做功的功率不變
6．用如圖所示滑輪組把重100N的物體從地面勻速提到6m高的樓上，所用拉力60N（繩重和摩擦不計），下列說法正確的是（　　）
A．動滑輪重40N
B．此過程中做的有用功為600J
C．提升過程中，重物的機械能不變
D．機械效率是55.6%，該過程遵循能量守恒定律
7．下列說法中正確的是（　　）
A．功率大的機械，其機械效率一定高
B．人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點飛行的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能守恒
C．使用滑輪組提升同一重物時，用的動滑輪越多，越省力，但是機械效率越低
D．斜面和輪軸也是可以省力的機械，同時可以省距離
8．引體向上是大家喜愛的體育運動之一，小金的質(zhì)量為60kg，每次引體向上人整體上升高度約為70cm，10s完成2次，下列說法正確的是（　　）（g=10N/kg）
A．小金完成一次引體向上，克服重力做功約為420J
B．小金在這10s內(nèi)引體向上的功率約為42W
C．人體上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能守恒
D．小金在運動過程中，消耗的化學(xué)能大于產(chǎn)生的機械能，所以能量不守恒
9．如圖所示，一塊較小的磁塊吸附在鐵板上向下滑動，鐵板與磁鐵的相互吸引力不變，每相同時間記錄磁塊的位置（用虛線框表示），磁塊在MN段做勻速直線運動，則以下說法正確的是（　　）
A．磁塊從N運動到M過程中機械能守恒
B．磁塊所受的摩擦力始終等于重力
C．磁塊對鐵板的壓力大小不變
D．MN段和OP段重力做功的功率相同
10．關(guān)于“熱機”，下列說法正確的是（　　）
A．汽油機工作時，汽油在汽缸內(nèi)燃燒，汽油是一次能源
B．熱機的做功沖程是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程
C．在對外做功相同的情況下，熱機效率越高，消耗的燃料越少
D．因為能量是守恒的，所以熱機的效率可以達到100%
11．如圖所示，將鐵鎖用繩子懸掛起來，拉到自己的鼻子附近，松手后鐵鎖來回擺動。在擺動過程中，下列說法正確的是（　　）
A．鐵鎖上升最大高度逐漸降低，說明機械能守恒
B．鐵鎖從最高處向下擺動時，重力勢能增大，動能減小
C．鐵鎖在來回擺動過程中，其運動狀態(tài)一直在發(fā)生變化
D．繩子對鐵鎖的拉力一直做功，且做功的功率發(fā)生變化
12．如圖甲所示裝置，小歡在原地用力 F 豎直向下拉繩子，使物體 M 在水平地面上勻速移動， 地面 ab、bc 粗糙程度不同，L 和 K 為圖中的兩個滑輪。物體 M 從 a 點運動到 c 點過程中，拉 力 F 與 M 移動距離的關(guān)系如圖乙。不考慮物體 M 的大小和力發(fā)生突變時對它運動的影響，忽 略繩重及滑輪轉(zhuǎn)軸之間的摩擦。下列對此過程分析正確的是（　　）
A．該裝置中，使用滑輪 L 的目的是為了省力和省功
B．繩子自由端被小歡豎直向下拉動的距離為 14cm
C．分析圖乙數(shù)據(jù)可以得出，拉力 F 做功的功率相同
D．物體在 ab 和 bc 段運動，滑輪組的機械效率不變
13．如圖所示，豎直平面是由兩塊粗糙程度相同，但厚度不同的鐵板組合而成，分界點為O點，一塊較小的磁塊（可忽略體積帶來的影響）質(zhì)量為0.1kg，在該豎直平面上同一鐵板任意位置與磁塊相互吸引力相同。當磁塊從N點上方輕輕豎直向下推動釋放，先后經(jīng)過了N、M、O、P、Q各點，每相同的時間記錄它的位置（在圖中用虛線框表示），磁塊通過NM段是做勻速直線運動，（g=10N/kg）。以下說法中，正確的是（　　）
A．磁塊從N運動到M過程中機械能守恒
B．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程重力做的功相等
C．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程中，重力做功的功率相等
D．磁塊從O運動到P過程與從P運動到Q的過程中，重力做功的功率相等
14．以下說法中，正確的是（　　）
A．磁塊從N運動到M過程中機械能守恒
B．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程重力做的功相等
C．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程中，重力做功的功率相等
D．磁塊從O運動到P過程與從P運動到Q的過程中，重力做功的功率相等
15．下列關(guān)于能的說法正確的是（　　）
A．如圖所示小球被壓縮的彈簧彈起時，不計空氣阻力小球的機械能守恒
B．物體具有的能越大對外做的功越多
C．樹上靜止的蘋果它沒有做功，它不具有機械能
D．小明在蕩秋千時，在上升階段動能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢能
16．為了發(fā)展全民體育運動，深圳不斷完善健身設(shè)施。小麗和家人來到社區(qū)健身房，見到了琳瑯滿目的健身器材。如圖，使用健腹輪時可將膝蓋跪在地墊上，雙手先緊握健腹輪手柄（狀態(tài)1），再向前推動健腹輪至身體與地面相平，稍停數(shù)秒（狀態(tài)2），然后收回歸位，反復(fù)操作。則從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中（　　）
A．人的重力勢能減小，健腹輪的重力勢能增加
B．健腹輪的動能先增大后減小
C．人和健腹輪的總機械能守恒
D．人受到的重力做的功，全部轉(zhuǎn)化為健腹輪的動能
17．用杠桿和滑輪組均可提升重物。
（1）如圖甲，在C點用豎直向上的力將掛在A點的重為180N的物體勻速提升0.2m，用時，杠桿的機械效率為90%，則提升該物體做的有用功是　 　J，總功的功率是　 　W，若不計摩擦，將重物移動到B點，仍在C點用豎直向上的力將物體勻速提升0.2m，則杠桿的機械效率將　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）如圖乙，用滑輪組豎直向上勻速提升重物，當重物和動滑輪的總重為300N時，滑輪組的機械效率為，若不計繩重和摩擦，則動滑輪重為　 　N，以下方法中能提高該滑輪組機械效率的是　 　（填序號）。
①增大物體提升高度
②增加物體的重力
③增大勻速拉繩的速度
18．隨著生活水平的提高，汽車已經(jīng)進入百姓家庭，它應(yīng)用了許多物理知識，請你解答：
（1）檢修同側(cè)前后兩個方向燈時，發(fā)現(xiàn)只有一燈亮，說明這兩燈是　 　（填連接方式）；
（2）汽油機是汽車的“心臟”。一臺四沖程汽油機工作時曲軸轉(zhuǎn)速是1800r/min，此汽油機每秒鐘完成　 　個做功沖程，在四個沖程中　 　沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）汽車散熱器等制冷設(shè)備常用水作為冷卻劑，這是利用了水的　 　較大的性質(zhì)；
（4）汽車在行駛過程中，很多部位會發(fā)熱，如：輪胎發(fā)熱、水箱中的水變熱、剎車片發(fā)熱，其中輪胎發(fā)熱是通過　 　改變內(nèi)能的；
（5）如圖是小汽車汽油機的能量流向圖，根據(jù)圖中給出的信息，已知汽油的熱值是4.6×107J/kg，完全燃燒0.5kg的汽油，按該內(nèi)燃機的工作效率計算，該汽車獲得的機械能是　 　J。
19．如圖甲所示為四缸發(fā)動機，其工作原理：內(nèi)燃機通過連桿把四個相同汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。
（1）油箱里的汽油用掉一半后，汽油的熱值　 　（選填“變大”“不變”“變小”）。
（2）某汽缸在某時刻的狀態(tài)如圖乙所示，這是　 　沖程。一臺單缸四沖程汽油機，當飛輪的轉(zhuǎn)速為時，則該發(fā)動機在1s內(nèi)對外做功　 　次，1 s內(nèi)完成　 　個沖程。
（3）小錦同學(xué)閱讀了某牌號汽車發(fā)動機的說明書后，將內(nèi)燃機的能量流向制成如圖丙所示的圖表，請根據(jù)給出的信息，計算該內(nèi)燃機輸出的有用功為燃料釋放熱量的　 　%。
（4）自然界中，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程都遵守　 　定律，隨著科技的發(fā)展，人類　 　（選填“會”或“不會”）制造出永動機。
20．隨著人民生活水平的提高，汽車已經(jīng)走進千家萬戶。已知汽油的熱值4.6×107J/kg。
（1）汽油機是汽車的“心臟”，其中　 　沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如圖甲、乙所示，是我們課堂演示的兩個實驗，與此沖程原理相同的是　 　實驗（選填“甲”或“乙”）；
（2）汽車剎車的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能散失到空氣中，此過程中能量的總和　 　；
（3）某臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1s內(nèi)，汽油機完成　 　個沖程；
（4）給汽車的蓄電池充電時，蓄電池相當于電路中的　 　（填“電源”或“用電器”），汽車兩側(cè)的轉(zhuǎn)向燈既可以單側(cè)閃爍，也可以同時閃爍，它們是　 　聯(lián)的；
（5）某汽車消耗汽油2kg，這些汽油完全燃燒放出的熱量是　 　J，用來做有用功的那部分能量是2.3×107J，則該發(fā)動機的效率是　 　%。
21．目前大多數(shù)汽車剎車采用油壓制動，其原理是駕駛員踩下剎車踏板，向剎車總泵中的剎車油施加壓力，卡鉗夾緊剎車盤從而產(chǎn)生巨大摩擦力使車輛減速，從時速100公里到靜止可能只需要幾秒而已，油壓制動剎車時消耗的動能最終被釋放掉，造成了能源的浪費。為節(jié)約能源，現(xiàn)在的混合動力汽車采用再生制動器，它能把汽車剎車制動時消耗的動能部分轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，同時產(chǎn)生汽車所需的制動力，從而有效減少了汽車的燃油消耗和制動器摩擦片的磨損；儲能效率是指汽車正常行駛時關(guān)閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率。
（1）測試時，汽車在大小為1000N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m，如果汽車在制動時產(chǎn)生的剎車阻力恒為，該制動過程中汽車行駛的s-t的關(guān)系如圖甲所示，則在0~0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功為　 　J；
（2）某次測試儲能效率時，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動機，分別測出開啟和關(guān)閉再生制動器兩種情況下，汽車通過的路程s與對應(yīng)的速度大小v，計算出動能，畫出隨s變化的圖像如圖乙所示；則圖中表示開啟再生制動器的圖線是　 　；
（3）在本次測試過程中，由圖像可知本次測試的儲能效率為　 　。
22． 2023年12月18日，甘肅省積石山發(fā)生強烈地震，救援隊攜帶系留照明無人機前往救援。
（1）如圖所示，救援人員將無人機照明燈升空，照亮震區(qū)安置點，照明燈發(fā)出的光線照射到粗糙的地面時發(fā)生　 　（選填“漫反射”或“鏡面反射”）。旋翼無人機利用電動機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)升空，電動機工作是利用磁場對　 　的作用，無人機加速升空過程中機械能的增加量　 　（選填“大于”“等于”或“小于”）動能的增加量；
（2）白天需要為電池充電，此時電池相當于電路中的　 　（選填“用電器”或“電源”）。無人機懸停并提供照明時，動力和照明系統(tǒng)的電功率分別為150W和100W，無人機懸停時　 　（選填“具有”或“沒有”）慣性，若充滿電時電池儲能500W·h，動力系統(tǒng)會在低于5%的電量時無法御空但能實現(xiàn)照明，充滿電狀態(tài)下無人機至多持續(xù)工作　 　h，需要再次給電池充電。
23．
（1）利用圖甲裝置測量“滑輪組的機械效率”，需要的測量工具有刻度尺和　 　；實驗中，要想提高滑輪組的機械效率，可采取的措施有　 　（寫出一種方法即可）。
（2） 如圖乙，用裝滿水的玻璃瓶、橡皮塞和細玻璃管可制成多功能演示器。用力擠壓瓶身，玻璃管內(nèi)液面上升，說明力可以改變物體的　 　； 將此裝置分別放入熱水和冷水中，由于液體的　 　，玻璃管內(nèi)液面會隨之升降，這就是一個簡易溫度計；將裝置內(nèi)的水倒掉小部分，又可制作成簡易的氣壓計，如圖丙所示。將它從山腳移到山頂，細玻璃管內(nèi)液柱將　 　（選填“上升”或“下降”）。
24．根據(jù)下圖信息，請你解答：
（1）當汽油在發(fā)動機內(nèi)燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機的效率會　 　（選填“升高”“降低”或“不變”）；
（2）汽車發(fā)動機的一個工作循環(huán)包括如圖所示的四個沖程。請按一個工作循環(huán)的過程，將四個沖程圖重新排序：　 　，圖　 　所示的沖程是給汽車提供動力的；
（3）汽車剎車的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失到空氣中，此過程中能量的總和　 　（選填“增大”“不變”或“減小”）；
（4）小明同學(xué)閱讀了某型號汽車發(fā)動機的說明書后，將發(fā)動機的能量流向制成了如圖所示的圖表，請根據(jù)給出的信息計算：完全燃燒0.2kg的汽油能夠獲得9.2×106J的能量，這些能量能產(chǎn)生　 　J的有用功；不考慮熱量散失，完全燃燒0.2kg的汽油獲得的能量還能使質(zhì)量為100kg的液體A溫度上升　 　℃。（汽油的熱值為4.6×107J/kg，液體比熱容cA為2.3×103J/(kg·℃)）
25．【亞運會主題】2023年9月23日，第19屆亞運會在杭州隆重開幕，請運用有關(guān)的物理知識，完成下題.
（1）如圖所示，杭州亞運會倒計時200天時，千架無人機點亮西湖夜空.無人機在空中發(fā)光時，將　 　能轉(zhuǎn)化為　 　能和光能，在轉(zhuǎn)化的過程中，能的總量　 　（選填“增大”“減少”或“不變”）.
（2）亞運會賽場的草坪下方裝有濕度傳感器，如圖所示是草坪灌溉系統(tǒng)的簡化電路圖，電源電壓恒定，R1為定值電阻，R2為濕敏傳感器（濕度越大，阻值越小），當電壓表示數(shù)達到一定值時，系統(tǒng)對草坪自動噴水.閉合開關(guān)S，若草坪的濕度減小，則電路中的電流　 　，電壓表示數(shù)　 　，電路消耗的電功率　 　.（均選填“變大”“變小”或“不變”）
26．目前大多數(shù)汽車剎車采用油壓制動；其原理是駕駛員踩下剎車踏板，向剎車總泵中的剎車油施加壓力，通過管路傳遞到每個車輪剎車卡鉗的活塞上，卡鉗夾緊剎車盤從而產(chǎn)生巨大摩擦力使車輛減速.從時速100公里到靜止可能只需要幾秒而已，油壓制動剎車時消耗的動能最終被釋放掉，造成了能源的浪費，為節(jié)約能源，現(xiàn)在的混合動力汽車采用再生制動器，它能把汽車剎車制動時消耗的動能部分轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，同時產(chǎn)生汽車所需的制動力，從而有效減少了汽車的燃油消耗和制動器摩擦片的磨損；儲能效率是指汽車正常行駛時關(guān)閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率；
（1）再生制動器將動能轉(zhuǎn)化為電能進行儲存，此時蓄電池相當于電路中的　 　；
（2）汽車在行駛過程中，很多部位會發(fā)熱，如：①發(fā)動機外殼發(fā)燙；②輪胎發(fā)熱；③剎車片發(fā)熱；④水箱中的水變熱.其中主要屬于通過做功改變內(nèi)能的是______；
A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①③
（3）測試時，汽車在大小為1000N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m；此過程中，汽車牽引力的功率為　 　W；如果汽車在制動時產(chǎn)生的剎車阻力恒為1.0×104N，該制動過程中汽車行駛的s﹣t的關(guān)系如圖甲所示，則在0～0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功為　 　J；
（4）某次測試儲能效率中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動機，分別測出開啟和關(guān)閉再生制動器兩種情況下，汽車通過的路程s與對應(yīng)的速度大小v，計算出動能Ek，畫出Ek隨s變化的圖像如圖乙所示；則圖中表示開啟再生制動器的圖線是　 　；
（5）在本次測試過程中，由圖像可知本次測試的儲能效率為　 　。
27．（1）如圖所示，體積相同的兩個小球甲和乙分別從豎直高度不同的半圓光滑軌道最高點處A點和B點，以和的速度開始運動，一直沿著軌道運動到最低處A'點和B'點，此時它們的速度分別為和，均忽略空氣阻力。已知甲球在A點時的動能等于乙球在B點時的動能，且，則甲球在A'點時的機械能　 　（選填“>”“=”或“<”）乙球在B'點時的機械能；　 　（選填“>”“=”或“<”）。
（2）2023年2月，土耳其發(fā)生強烈地震，中國救援隊攜帶照明無人機前往救援。白天，為電池充電，此時電池相當于電路中的　 　。夜晚，無人機先接通照明系統(tǒng)，再接通動力系統(tǒng)升空，照明系統(tǒng)和動力系統(tǒng)　 　聯(lián)。無人機懸停并提供照明時，電池可釋放電能0.5kW·h，動力和照明系統(tǒng)的電功率分別為150W和100W，此狀態(tài)下無人機至多持續(xù)工作　 　h，需要更換電池。
28．2021年4月29日，我國“天問一號”火星探測器攜帶“祝融號”火星車成功著陸火星。
（1）“祝融號”火星車在火星上　 　（填“具有”或“沒有”）慣性。勻速爬坡時，“祝融號”火星車的機械能
　 　（填“增大”“減小”或“不變”）。照射在“祝融號”上的太陽光是由　 　（填“三”或“七”）種色光混合而成的。
（2）由于火星上沒有類似于地磁場的磁場分布，所以在火星上　 　（ 填“能”或“不能”）使用指南針辨別方向。火星極地附近的干冰（固態(tài)二氧化碳）是大氣中的二氧化碳　 　（填“液化”或“凝華”）形成的，該過程　 　（填“吸收”或“放出”）熱量。
（3）小紅設(shè)想分別在地球和火星上用同一滑輪組勻速提升同一重物。若在地球上繩子自由端的拉力為4.0 N，小紅通過查閱資料后推算出，在火星上繩子自由端的拉力為1.5N，不計繩重與摩擦，則該滑輪組在地球上的機械效率　 　（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的機械效率；若在火星上大氣壓能托起水銀柱的最大高度為15 mm，則火星上的大氣壓為　 　Pa（已知水銀的密度為13. 6×103kg/m3）。
29．中國古代玩具“飲水鳥”曾經(jīng)讓大科學(xué)家愛因斯坦也驚嘆不已。飲水鳥內(nèi)裝有乙醚液體，鳥頭四周包有棉花，平時如甲圖，鳥身略向前傾，上球和下球空間中充滿乙醚的飽和蒸汽，當給鳥的嘴滴上水后，水分蒸發(fā)吸熱，使上球乙醚蒸汽溫度下降，氣壓減小，小于下球乙醚飽和蒸汽的氣壓，使下球的乙醚被壓到上球，于是整個鳥的重心上移，形成如圖乙的狀態(tài)，鳥嘴“喝水”，同時上、下球中的乙醚蒸汽聯(lián)通混合，氣壓趨于一致，上球中的乙醚由于重力又回流到下球，飲水鳥的姿態(tài)又回到圖甲的狀態(tài)，如此循環(huán)往復(fù)。根據(jù)以上分析，“飲水鳥”可以看成　 　（填寫一種機械裝置的名稱），“飲水鳥”獲得的機械能是由空氣的　 　能轉(zhuǎn)化而來的。“飲水鳥”被稱為第二類永動機，所以在能量轉(zhuǎn)化過程中　 　能量轉(zhuǎn)化與守恒定律（填“符合”或“不符合”）。
30．如圖甲，滿載游客的過山車，在機械的帶動下勻速攀行到軌道的最高端，當過山車開始從頂端運動時，就再也沒有任何裝置為它提供動力了。探究實驗小組制作了如圖乙所示過山車軌道模型，并利用m＝0.2kg的小球進行模擬過山車實驗。小球從A點靜止出發(fā)經(jīng)過大回環(huán)后，最高到達D點。已知A到C的垂直距離h1＝45cm，B到C的垂直距離h2＝25cm，C到D的垂直距離h3＝35cm，A和E等高，D和F等高。讀圖文資料，完成問題。
（1）過山車這一游樂項目中包含著豐富的物理知識，下列說法中正確的是
A. 機械帶動過山車到達最高處的過程中，動能不變，重力勢能增大
B. 過山車從軌道最高端飛駛而下時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
C. 過山車到達大回環(huán)頂端時，車上游人不會受到重力作用
D. 過山車在整個運行過程中機械能守恒
（2）在模擬過山車實驗中，小球始終無法到達E位置。想要讓小球能盡可能接近或到達E位置，下列操作可行的是
A. 小球從F點靜止出發(fā)
B. 在A處讓小球以一定速度出發(fā)
C. 換用更加光滑的軌道
D. 換用質(zhì)量更大的小球進行實驗
（3）在模擬過山車實驗中，下列選項符合推理或計算結(jié)果的是
A. 從A到C處，小球的重力做功0.9J
B. 從B到C處，小球克服重力做功0.5J
C. 小球在D處的動能大于在A處的動能
D. 從A到D處，小球的機械能損耗了0.2J
31．如圖所示，滑輪組在向下的拉力F作用下，將重為600N的鋼材勻速提起，在20s內(nèi)物體上移的距離為h=2m，拉力F為400N。
（1）計算拉力F所做的有用功功率；
（2）計算滑輪組提升該重物時的機械效率；
（3）如果不計繩重和摩擦，將重為400N的鋼材勻速提起時，通過計算說明此時機械效率怎么變化？
32．龍骨水車是一種古代用于農(nóng)田灌溉的水車工具。它包括固定整臺水車的木架、操作者腳下的大輪和踏板、連接水槽和水源的木質(zhì)水槽、安裝在水槽另一端的小輪，以及連接大輪和小輪的木制鏈條。下鏈輪和車身一部分沒入水中，通過操作者踩踏踏板，驅(qū)動鏈輪，葉板就沿水槽刮水上升，到水槽上端將水送出，使水車能夠從水源抽水灌溉田地。
（1）龍骨水車腳踏和大輪部分相當于　 　（填寫簡單機械名稱），刮水上行時水的　 　能增大；
（2）刮板的面積越大，水車旋轉(zhuǎn)一周提升的水就越多，對水所做的功越　 　；當踩動腳踏的速度加快時，提升水的功率會變　 　；
（3）勞動課上，小明踩動龍骨水車旋轉(zhuǎn)一周可將約20L水提升到離水源3m高的田地中，所用時間為60s，小明做功的總功率為40W，則該過程中做的總功為　 　J，機械效率為　 　%（g取10N/kg）。
33．1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了一輛太陽能汽車.車上電池的太陽能接收板的面積是8m2，它正對太陽時電池能夠產(chǎn)生120V的電壓，并對車上電動機提供10A的電流.電動機的直流電阻為4Ω，而太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.0×103W/m2.求：
（1）該車的太陽能電池的效率是多少？電動機把電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少？
（2）若太陽輻射的總功率為3.9×1026 W，且太陽光在穿過太空及地球大氣層到達地面的途中有28%的能量損耗，還知道半徑為R的球面面積為S= 4πR2.請根據(jù)這些資料計算太陽到地球的距離.
34．華為2023年9月上市的“mate60Pro”不僅采用超大容量電池，還采用超級快充技術(shù)，不到10min就可把電池的電量充達一半以上，極大方便了人們的使用，其電池的部分參數(shù)如表。
電池名稱 鋰離子聚合物電池
電壓 3.7V
容量 5000mA h
（1）給電池充電的過程中，充電器溫度升高，電能轉(zhuǎn)換化學(xué)能效率 　 　100%（選填“大于”“小于”或“等于”），在這個過程中能量總量是 　 　的（選填“守恒”或“不守恒”）；
（2）參數(shù)中的電池“容量”，是由電流與 　 　（選填“時間”或“電壓”）乘積所得，“mate60Pro”手機電池充滿一次電可以存儲電能 　 　J；
（3）小明家有一個標有“66W”字樣的超級快速充電器，他認為充電過程功率應(yīng)該不是保持全程66W，他測量出充電過程中充電器輸出的電流和電壓，并繪制圖像如圖所示，則第8分鐘時充電功率為 　 　W，前20分鐘充電消耗的電能是 　 　J（不考慮電能損耗）。
35．如圖，物體在F=3N的水平拉力作用下，沿水平地面從M運動到Q，O點兩側(cè)粗糙程度不同，每經(jīng)過1s，用虛線框記錄物體的位置，物體在MO段做勻速直線運動。
（1）在MN、OP段，物體的速度分別為v1、v2，拉力F所做的功為W1和W2，物體所受摩擦力分別為f1、f2，則v1　 　 v2，W1　 　 W2，f1
　 　f2。（均選填“＞”“=”“＜”）
（2）物體從O運動到P，F(xiàn)做功的功率是　 　 W，所受支持力做功的功率是　 　W。
（3）汽車作為我們生活中不可缺少的交通工具，它的動力機械有些是內(nèi)燃機，而內(nèi)燃機分為汽油機和柴油機兩大類，它們分別用汽油和柴油作為燃料。汽油和柴油是從石油中提煉出來，石油屬于不可再生能源。以下能源也屬于不可再生能源的有(選填以下對應(yīng)的字母)；
A．煤炭 B．核能 C．水能 D．太陽能
（4）圖是汽油機的能量流向圖，以下說法正確的有____ (選填字母)：
A．E1=E2+E3 B．E1=E2+E3+E4+E5+E6+E7
（5）一輛小轎車行駛了一段路程，汽油機共消耗汽油 5kg， 汽油燃燒實際釋放的熱量是2×108J，汽油機輸出的機械能為4.6×107J.此過程中該汽油機的效率是　 　.(汽油的熱值q汽油=4.6×107J/kg)
36．在“探究滑輪組的機械效率”時，小明利用如圖所示的兩組滑輪組進行了4次測量（其中一個鉤碼重為2N甲圖中使用的滑輪重為0.5N，乙圖中使用的滑輪重為1N），測得數(shù)據(jù)如表：
實驗次數(shù) 動滑輪重 鉤碼總重 鉤碼上升高度h/m 測力計示數(shù)F/N 測力計移動距離s/m 機械效率η/%
1 0.5 2 0.1 1.4 0.3 47.6
2 0.5 2 0.2 1.4 0.6 47.6
3 0.5 4 0.1 2.2 0.3 60.6
4 1 4 0.1 3.6 0.2 ①
（1）測量原理：　 　；
（2）測量工具：彈簧測力計和　 　；
（3）請依照上表第3組數(shù)據(jù)在甲圖中畫出滑輪組的連線方式：　 　
（4）通過第1、2兩組數(shù)據(jù)對比分析可知：滑輪組的機械效率與物體被提高的高度　 　（有/無）關(guān)；
（5）經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)第1次測量中的額外功為　 　J，第3次測量中的額外功　 　（大于/小于/等于）第1次額外功，其原因可能是　 　；
（6）表格中編號①處數(shù)據(jù)為　 　；
（7）分析表格中3、4兩次的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機械效率的另一種方法。生活中汽車作為一種“機械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義，請指出以下三種提高效率的方法中，方法　 　采用了與此相同的方法：
方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量滿員出行；
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量：
方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑；
（8）用如圖乙所示的滑輪組提升重物，若不計摩擦和繩重，繩子能承受的最大拉力為5N，則該滑輪組的最大機械效率為　 　。
37．小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表。
實驗序號 物重G/N 物體上升的高度h/cm 彈簧測力計的示數(shù)F/N 彈簧測力計移動的距離s/cm 機械效率
1 2 5 0.9 15 74.1%
2 2 10 0.9 30 74.1%
3 4 10 1.7 30 78.4%
4 6 10 2.5 30
（1）分析數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體上升的高度　 　；不考慮繩重和滑輪的摩擦力，根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)可知動滑輪重為　 　；
（2）請你計算出第4次實驗的機械效率為　 　。小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù)，彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認為他的想法　 　（選填“正確”或“不正確”）；
（3）如果換用如圖乙所示裝置進行實驗，把同一重物提升相同高度，需要做的額外功更　 　，所以機械效率更　 　；
（4）關(guān)于用同一滑輪組提升重物時的機械效率，以下說法正確的是________。
A．提升越重的物體，機械效率越大
B．有用功越大，機械效率一定越大
C．額外功越大，機械效率一定越小
D．同一個機械的機械效率是恒定不變的
38．提高機械效率能夠充分發(fā)揮機械設(shè)備的作用，一組同學(xué)在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，實驗測得的數(shù)據(jù)如下表所示。
次數(shù)物體的重力G/N物體提升的高度h/m拉力 F/N繩端移動的距離s/m機械效率η120.110.366.7%230.11.40.371.4%340.11.80.3　440.21.80.674.1%
（1）實驗中應(yīng)盡量豎直向上　 　（選填“勻速”或“加速”）拉動彈簧測力計；
（2）計算出第3次實驗的有用功是　 　J，機械效率是　 　（結(jié)果精確到0.1%）；
（3）分析比較第1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可以判定，使用同一個滑輪組提升物體時，被提升的物體越重，滑輪組的機械效率　 　（選填“越高”或“越低”或“不變”）；分析比較第3、4次實驗數(shù)據(jù)可得，機械效率與物體上升的高度　 　（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
（4）用滑輪組提升重物時，下列選項中也可提高機械效率的是______。
A．換用更輕的動滑輪 B．加快提升物體的速度
39．某實驗小組用圖中的滑輪組進行實驗，測得的數(shù)據(jù)如下表：
實驗次數(shù) 動滑輪重G動/N 鉤碼重G/N 鉤碼上升高度h/m 拉力F/N 拉力作用點移動距離s/m 滑輪組的機械效率
1 0.5 1 0.1 0.7 0.3 47.6
2 2 0.1 1.1 0.3
3 4 0.1 2 0.3 66.7
（1）根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，請你在圖中畫出這個滑輪組的繞繩方法；　 　
（2）實驗中要正確測量拉力大小，應(yīng)沿豎直方向　 　拉動彈簧測力計；
（3）請你計算出第二次實驗的滑輪組的機械效率是　 　%；
（4）多次改變提升的物重測量滑輪組的機械效率，目的是為了______；（填字母）
A．多次測量取平均值減小誤差 B．獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律
（5）分析實驗表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：將鉤碼提升相同高度過程中，隨著鉤碼重的增加，額外功的大小　 　（增大/減小/不變），滑輪組的效率　 　（增大/減小/不變）。
40．如圖提小明所在實驗小組“測滑輪組機械效率”的實驗裝置，他們測得的實驗數(shù)據(jù)如表。
實驗次數(shù) 物重G/N 物體上升高度h/m 拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
（1）實驗過程中，應(yīng)豎直向上　 　拉動彈簧測力計；如果測量時彈簧測力計靜止讀數(shù)了，會導(dǎo)致測量的機械效率　 　（偏大/偏小/不變）；
（2）第三次實驗中滑輪組的機械效率是　 　；（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物重　 　，滑輪組的機械效率越高；
（4）若在第三次實驗中，物體上升的速度為0.1m/s，則拉力F的功率為　 　W；
（5）小華所在實驗小組也利用重為1N、2N、4N的物體進行了三次實驗，每次測得的機械效率均大于小明小組的測量值，則小華小組機械效率測量值偏大的原因可能是______。（填字母）
A．測拉力時，彈簧測力計未調(diào)零，指針指在零刻度線下方
B．彈簧測力計每次拉動物體時均加速上升
C．所使用的動滑輪的重力小于小明小組
41．某球被水平拋出，其部分運動軌跡如圖1所示，位置①和③離地高度相等，運動軌跡①、②、③中的兩點動能和重力勢能的參數(shù)如圖2所示。

（1）根據(jù)圖2可得，球在M點時的動能為 　 　J；球在N點時的重力勢能為 　 　J；在整個運動過程中，球的機械能 　 　（選填“守恒”或“不守恒”）。
（2）結(jié)合圖1和圖2分析，N點的位置是 　 　，M點的位置是 　 　。
（3）如果物體動能的計算公式為Ek＝mv ，在M點時球的速度是20m/s　 　kg。
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重難點04 功和功率的分析計算 機械能守恒
命題趨勢
考點 三年考情分析 2025考向預(yù)測
1、功的定義與計算；功是能量轉(zhuǎn)化的量度 2、功率的概念與計算；汽車動力速度功率之間的關(guān)系 3、機械能及守恒條件 在近三年浙江中考科學(xué)試卷中，功和功率、機械能守恒的考查題型豐富多樣。選擇題常考查基本概念的理解，如判斷力是否做功、比較功率大小、分析機械能轉(zhuǎn)化情況等；填空題多涉及功和功率的計算，以及機械能守恒條件下能量轉(zhuǎn)化的分析；實驗探究題可能圍繞功率的測量、機械能守恒定律的驗證展開；計算題一般是將功、功率與力學(xué)中的其他知識（如杠桿、滑輪、壓強等）綜合考查，計算較為復(fù)雜。 預(yù)計 2025 年浙江中考科學(xué)仍會通過選擇題、填空題、實驗探究題和計算題考查功和功率、機械能守恒。選擇題可能會深入考查概念的辨析，如分析復(fù)雜情境下力做功的情況、功率與速度、力之間的關(guān)系等；填空題或許會結(jié)合實際生活中的運動場景，給出更復(fù)雜的數(shù)據(jù)，考查學(xué)生對功和功率的計算能力；實驗探究題可能會對功率測量實驗進行改進，或者設(shè)計新的實驗驗證機械能守恒定律，考查學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力；計算題大概率會綜合多個知識點，如將功、功率與能量轉(zhuǎn)化、簡單機械的效率等相結(jié)合，考查學(xué)生的綜合分析和計算能力。
重點詮釋
【體系構(gòu)建】
【重難詮釋】
知識點一、功
（一）功的含義
物體受到力的作用，并且在這個力的方向上通過一段距離，我們就說這個力對物體做了功。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功
（二）做功的兩個必要因素
做功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過一段距離。
(1)力對物體不做功的三種情況
①有距離無力：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過一段距離；
②有力無距離：有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過一段距離；
③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直。
(2)物體在力的方向上通過一段距離是指力與距離具有同向性、同體性和同時性。
（三）功的計算
功有大小，科學(xué)上規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即功=力x距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計算公式為W=Fs。
【重要提醒】
功和能的區(qū)別與聯(lián)系：功和能是兩個不同性質(zhì)的量，功是過程量，它對應(yīng)的是一段時間和一段過程；能是狀態(tài)量，它對應(yīng)的是一個時刻和一個狀態(tài)。但功和能這兩個量又是密切相關(guān)的，首先，能是物體做功的本領(lǐng)，如果一個物體具有做功的本領(lǐng)，我們就說它具有能；其次，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即在一個過程中，能量究竟轉(zhuǎn)化了多少，可以用相應(yīng)的功量度出來。
知識點二、功率
（一）功率
(1)定義：單位時間里完成的功叫做功率。
(2)意義：反映做功快慢的量(即表示能量轉(zhuǎn)化快慢的量)。
(3)符號： P
(4)功率的公式：由功率的定義知，功率=功/時間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時間，則功率的公式可表示為P=W/t
(5)功率的單位
在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實際應(yīng)用中還常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】
①當物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運動時(力F與速度v同方向)，由W=Fs、v= s/t，得出P=Fv，即功率等于力與力的方向上運動速度的乘積。利用P=Fv可以知道：拖拉機在上坡時，當功率一定時，通過換擋減小速度是為了增大牽引力，這樣有利于上坡。
②應(yīng)用公式P=W/t時一定要注意三個量的對應(yīng)關(guān)系，功W一定是在對應(yīng)的時間t內(nèi)完成的功，這樣算出的功率才是時間t內(nèi)的功率，不同的時間內(nèi)對應(yīng)的功率一般來說是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式P=W/t是指平均功率，即在t時間內(nèi)的平均功率，而不是某一時刻的瞬間功率。
知識點三、能量的轉(zhuǎn)化與守恒
（一）動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
一個木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉(zhuǎn)化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能
（二）機械能守恒
動能和勢能之和稱為機械能。物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。
（三）機械能守恒與能量守恒定律的區(qū)別
(1)機械能守恒是有條件的一沒有能量損失或額外的能量補充。
因為機械能守恒是指一個物體如果只存在著動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化時，機械能的總量將保持不變。如果存在機械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化，機械能總量發(fā)生改變，機械能不再守恒，例如克服摩擦做功，產(chǎn)生內(nèi)能，機械能的總量將減少，損失的機械能將轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(2)能量守恒定律的成立不需要條件。這是因為能量轉(zhuǎn)化形式是多樣的，可以在機械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、光能、聲能間相互轉(zhuǎn)化，不限于動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能必然增加，能的總量保持不變。
知識點四、幾種機械能守恒模型
模型一：豎直彈簧模型/蹦極模型
豎直彈簧模型動能最大點（速度最大點）在F彈=G的“平衡點”，這個點位于最低點和原長點之間
模型二：水平彈簧模型
水平面粗糙：① 壓縮到 A點釋放，速度最大點在 AB之間
② 拉伸到 C點釋放，速度最大點在 BC之間 水平面光滑：速度最大點在原長點 B
滑塊最后靜止位置（從靜止狀態(tài)受力平衡角度思考）
1.若水平面不光滑，則最終可能靜止在彈簧原長點、原長點左側(cè)、原長點右側(cè)
2.若水平面光滑，則最終只能靜止在彈簧原長點
模型三：單擺模型
不計空氣阻力,質(zhì)量為 m 的小球從 A點靜止擺下
AB：重力勢能轉(zhuǎn)化成動能
BC：動能轉(zhuǎn)化成重力勢能
整個階段，小球的機械能守恒。小球在 B點繩子突然斷開，小球會做平拋運動； 小球在 C點繩子突然斷開，小球會豎直下落。
模型四：拋體模型
豎直上拋與平拋運動的區(qū)別： 豎直上拋最高點速度為 0，平拋運動最高點速度不為 0
模型五：斜面軌道模型
限時提升訓(xùn)練
1．如圖甲所示，用細線將一個鉤碼系在橡皮筋的中部，然后將橡皮筋穿過塑料罐兩側(cè)的小孔并固定，就制成一個“魔罐”。將“魔罐”放在圖乙水平桌面O位置，用手向前推出，“魔罐”滾到M位置后又自動滾回到N位置，之后在MN之間來回滾動并停下來。以下分析正確的是（　　）
A．魔罐從M位置滾回到O位置過程中機械能不變
B．魔罐在M位置時橡皮筋的彈性勢能最大
C．魔罐從N位置滾回到O位置過程中動能變小
D．魔罐在N位置時橡皮筋的彈性勢能最大
【解答】解：在水平桌面O位置，用手向前推出魔罐，魔罐在開始滾動的時候，魔罐具有一定的機械能。
從O﹣M，魔罐的動能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能；當魔罐到達M時，動能為0，此時橡皮筋的彈性勢能最大；
從M﹣O，橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為魔罐的機械能；
從O﹣N，魔罐的動能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能；
從N﹣O，橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為魔罐的機械能。
在魔罐滾動的過程中，克服摩擦做功部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使魔罐的機械能減小；在M位置橡皮筋的彈性勢能大于N位置橡皮筋的彈性勢能。
A、魔罐從M位置滾回到O位置過程中，克服摩擦做功部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，魔罐的機械能減小，故A錯誤；
BD、在魔罐滾動的過程中，克服摩擦做功部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，魔罐的機械能減小，魔罐的機械能轉(zhuǎn)化成的彈性勢能減小，在M位置時橡皮筋的彈性勢能最大，故B正確、D錯誤；
C、魔罐從N位置滾回到O位置過程中機械能變大、動能變大，故C錯誤；
故選：B。
2．引體向上是大家喜愛的體育運動之一，小金的質(zhì)量為50千克，每次引體向上人整體上升高度約為60厘米，一分鐘完成10次，下列說法正確的是（　　）
A．小金完成一次引體向上，克服重力做功約為300焦
B．小金在這一分鐘內(nèi)引體向上的功率約為150瓦
C．人體上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能守恒
D．小金在運動過程中，消耗的化學(xué)能大于產(chǎn)生的機械能，所以能量不守恒
【答案】A
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；功率計算公式的應(yīng)用；能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移
【解析】【分析】（1）根據(jù)W=Gh計算克服重力做功；
（2）根據(jù)公式計算做功的功率；
（3）根據(jù)人體內(nèi)能和機械能的轉(zhuǎn)化判斷；
（4）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律判斷。
【解答】A.小金完成一次引體向上，克服重力做功約為W=Gh=50kg×10N/kg×0.6m=300J，故A正確；
B.小金在這一分鐘內(nèi)引體向上的功率約為：，故B錯誤；
C.人體上升過程中，人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能和重力勢能，則機械能不守恒，故C錯誤；
D.小金在運動過程中，消耗的化學(xué)能大于產(chǎn)生的機械能，但是肯定遵循能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，故D錯誤。
故選A。
3．質(zhì)量分布均勻、重為G的直桿AB置于水平面上(忽略桿的直徑大小)，小科同學(xué)現(xiàn)在A端施加外力F，勻速緩慢抬起直桿至如圖位置(桿與水平面成60角)，此時桿A端距地面高度為h，桿的B端始終和地面之間保持相對靜止，F(xiàn)的方向始終和直桿垂直，則下列說法中正確的是（　　）
A．抬起過程中，此杠桿先省力后費力
B．抬起過程中，力F所做的功為Fh
C．抬起過程中，桿克服重力做功為
D．抬起過程中，若不計摩擦損失能量，則桿的機械能守恒
【答案】C
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；杠桿的平衡條件
【解析】【分析】（1）分析動力臂和阻力臂的變化，從而確定省力或費力；
（2）（3）抬起的過程中，力F做的功等于克服重力做的功；
（4）機械能=動能+重力勢能。
【解答】A.根據(jù)圖片可知，B點為支點，桿的重力相當于阻力，F(xiàn)為動力。在抬起的過程中，阻力臂不斷減小，而動力臂保持不變。根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2可知，越來越省力，故A錯誤；
BC.在抬起的過程中，力F做的功等于克服杠桿重力做的功。由于桿的重心升高，所以力F做的功為：W=Gh'=，故B錯誤，C正確；
D.在抬起的過程中，桿的高度不斷增大，則它的重力勢能不斷增大。速度不變，則動能不變。根據(jù)”機械能=動能+重力勢能“可知，桿的機械能增大，故D錯誤。
故選C。
4．一水平放置靜止的氣缸內(nèi)充滿了空氣，在大小為F的恒力作用下，活塞沿著粗糙的氣缸壁向左運動，下列說法正確的是 (　　)
A．活塞向左運動，氣缸內(nèi)氣體分子運動速度不變，但是氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了
B．若活塞在恒力F作用下向左運動了S長的距離，則活塞克服氣缸壁摩檫力做功的大小為： W=FS
C．恒力F推動活塞向左運動過程中，活塞的機械能始終保持不變
D．力F 推動活塞向左運動，這一過程中能量轉(zhuǎn)化形式和四沖程汽油機的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同
【答案】D
【知識點】力是否做功的判斷；熱機的工作原理
【解析】【分析】 壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。.活塞向?qū)怏w做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高。
【解答】A.活塞向左運動，對氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，分子運動速度增大，故A錯誤；
B.若活塞在恒力作用下向左運動了長的距離，則活塞克服氣缸壁摩檫力做功的大小為： W=fS ，其中f為摩擦力，故B錯誤；
C.恒力推動活塞向左運動過程中，活塞克服摩擦力做功，機械能減小，故C錯誤；
D.力推動活塞向左運動，對氣體做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這一過程中能量轉(zhuǎn)化形式和四沖程汽油機的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同，故D正確。
故答案為：D。
5．跳繩是一種大家喜愛的體育運動，小金的質(zhì)量為50千克，每次跳起的高度約為6厘米(人整體上升，如圖所示)，一分鐘跳100次。下列說法中，正確的是（　　）
A．向上跳起的過程中小金的動能持續(xù)增大
B．在整個跳繩過程中小金的機械能守恒
C．小金每跳一次，克服重力做功約3焦
D．小金一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50瓦
【答案】D
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；功率計算公式的應(yīng)用；動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】A.動能與質(zhì)量和速度大小有關(guān)；
B.注意運動過程中機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化；
C.根據(jù)W=Gh計算每跳一次客服重力做功；
D.根據(jù)計算小金跳繩的功率。
【解答】A.向上跳起的過程中小金的速度減小，則動能持續(xù)減小，故A錯誤；
B.在整個跳繩過程中，由于克服空氣阻力做功，因此會有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此小金的機械能減小，故B錯誤；
C.小金每跳一次，克服重力做功約W=Gh=50kg×10N/kg×0.06m=30J，故C錯誤；
D.小金一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為，故D正確。
故選D。
6．2020年12月17日，探月工程“嫦娥五號”返回器成功著陸，標志著我國首次地外天體采樣返回任務(wù)圓滿完成。這次返回任務(wù)采用了高速再入軌道技術(shù)。返回軌道如圖所示， 返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度過快存在燃燒殆盡的風險。以下有關(guān)返回器分析不正確的是（　　）
A． 返回過程中，返回器的機械能始終守恒
B．反彈過程中，返回器的動能部分轉(zhuǎn)換為勢能
C．返回過程中，返回器要克服摩擦力做功產(chǎn)生熱能
D．每次進入大氣層時，返回器的動能第二次比第一次小
【答案】A
【知識點】能量的相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移
【解析】【分析】根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的知識分析判斷。
【解答】A.返回過程中，返回器的機械能不斷的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此機械能不斷減小，故A錯誤符合題意；
B.反彈過程中，返回器的高度增大，則動能部分轉(zhuǎn)換為重力勢能，故B正確不合題意；
C.返回過程中，返回器要克服摩擦力做功產(chǎn)生熱能，故C正確不合題意；
D.每次進入大氣層時，返回器的動能第二次比第一次小，故D正確不合題意。
故選A。
7．如圖所示，用300N的力沿斜面將600N的物體勻速推到斜面的項部，斜面的長度為3m，高度為1m。下列說法正確的是（　　）
A．此斜面的機械效率為50% B．人們使用斜面主要是為了省功
C．物體受到的摩擦力是100N D．運動過程中木塊的機械能守恒
【答案】C
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；機械效率的計算；斜面及其工作特點
【解析】【分析】（1）根據(jù)計算斜面的機械效率；
（2）根據(jù)功的原理判斷；
（3）根據(jù)W額=W總-W有計算出克服摩擦做的功，再根據(jù)計算摩擦力；
（4）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的知識判斷。
【解答】A.推力做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J；
總功W總=Fs=300N×3m=900J；
那么斜面的機械效率，
故A錯誤；
B.使用任何機械都不能省功，使用斜面是為了省力，故B錯誤；
C.克服摩擦做的額外功W額=W總-W有=900J-600J=300J；
那么物體受到的摩擦力；
故C正確；
D.由于克服摩擦做功，因此木塊的機械能不守恒，故D錯誤。
故選C。
8．醫(yī)生建議在“陽康”之后，同學(xué)們更要注重體育鍛煉，提高免疫力。如圖是小寧在做俯臥撐和引體向上的場景。下列分析中正確的是（　　）
A．小寧按圖乙做一個引體向上，需克服自身重力做功約為4000焦
B．圖甲小寧靜止，地面對雙手的支持力等于小寧重力
C．圖乙中小寧引體向上運動時，單杠對小寧的作用力大于小寧對單杠的作用力
D．小寧在俯臥撐和引體向上時，小寧的機械能都不守恒
【答案】D
【知識點】力的作用是相互的；二力平衡的條件及其應(yīng)用；功的計算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）根據(jù)W=Gh計算出克服重力做功；
（2）對人進行受力分析，根據(jù)二力平衡的知識判斷；
（3）根據(jù)相互作用力的特點判斷；
（4）分析機械能的變化即可。
【解答】A.小寧的體重大約500N，則一個引體向上克服重力做功：W=Gh=500N×0.7m=350J，故A錯誤；
B.圖甲中，人受到地面對手向上的支持力，地面對腳向上的支持力和豎直向下的重力。根據(jù)二力平衡的知識可知，G=F手+F腳，則地面對雙手的支持力小于小寧的重力，故B錯誤；
C.圖乙中小寧引體向上運動時，單杠對小寧的作用力和小寧對單杠的作用力為一對相互作用力，因此二者大小相等，故C錯誤；
D.小寧在俯臥撐和引體向上時，小寧的動能和重力勢能在不斷改變，因此它的機械能在不斷改變，故D正確。
故選D。
9．如圖，銅質(zhì)圓環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落。在此過程中，下列分析不正確的是（　　）
A．銅環(huán)在下落過程中部分機械能轉(zhuǎn)化為電能
B．銅環(huán)落到桌面停止時其溫度可能升高
C．銅環(huán)在下落過程中銅環(huán)的重力是做功的
D．銅環(huán)在下落過程中的機械能是守恒的
【答案】D
【知識點】產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件和規(guī)律；能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律
【解析】【分析】銅質(zhì)金屬環(huán)從上方由靜止開始下落時，到達S極過程中：穿過銅環(huán)的磁通量先增加后減小；從S極下落到磁鐵中點的過程中：穿過銅環(huán)的磁能量增加；從中點落到地面的過程中：穿過銅環(huán)的磁通量減小。
【解答】ABD、銅環(huán)在下落的過程中，穿過銅環(huán)的磁通量一直在變化，也就是有感應(yīng)電流產(chǎn)生，也產(chǎn)生了一部分電熱，總能量等于電熱加銅環(huán)的機械能，機械能不守恒，故AB正確，但不符合題意，D錯誤，但符合題意；
C、銅環(huán)在下落的過程中，在重力的作用下通過一定的距離，重力做功，故C正確，但不符合題意；
故選D。
10．如圖所示，小科同學(xué)用動滑輪拉重物提升到一定高度，重物的重力為G物，動滑的重力為G動。在提升過程中，物體上升的速度大小保持v不變，下列相關(guān)說法中正確的是（　　）
A．在提升的過程中，繩子自由端的拉力一直是（G物+G動）/2
B．在提升的過程中，繩子自由端拉力的功率至少為（G物+G動）v
C．在提升的過程中，物體的機械能是守恒的
D．小科拉繩子的機械效率為G物/（G物+G動）
【答案】B
【知識點】動滑輪及其工作特點；機械效率的計算
【解析】【分析】（1）A圖中動滑輪繩子的有效股數(shù)為2 ， 不計繩重和摩擦時 ， 根據(jù)求出繩子自由端的拉力 ；
（2）根據(jù)功率公式求出繩子自由端拉力的功率 ；
（3）根據(jù)速度、高度、質(zhì)量的變化判斷機械能的變化 ；
（4）根據(jù)計算機械效率。
【解答】A、圖中承擔物重的繩子的條數(shù)為2條，不計繩重和摩擦時 ， 繩子自由端的拉力，題目中沒有說明“不計繩重和摩擦”，A不合題意；
B、不計繩重和摩擦時 ， 繩子自由端拉力的功率最小：，B符合題意；
C、在提升的過程中，物體勻速上升，動能不變；高度越來越大，重力勢能也越來越大，即物體的機械能增大，所以物體的機械能不是守恒的，C不合題意；
D、小科拉繩子的機械效率，D不合題意。
故答案為：B。
11．一只氫氣球下方用細線吊著一只小皮球，當小皮球隨氫氣球勻速豎直上升到距地面高度為H的位置時細線突然斷了，小皮球落到水平地面上反彈后上升(繩子斷裂后假設(shè)小皮球的機械能守恒)，以下分析正確的是（　　）
A．小皮球反彈后能上升的最大高度大于H
B．繩子斷裂后到小皮球落地前，小皮球的動能不斷增大
C．小皮球反彈后上升過程中，重力勢能增大的越來越快
D．繩子斷裂后，小皮球的重力勢能和動能之和始終保持不變
【答案】A
【知識點】動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，結(jié)合機械能的相互轉(zhuǎn)化分析判斷即可。
【解答】A.繩子斷裂后，由于慣性，皮球會繼續(xù)向上運動一段距離，因此皮球開始下落時的高度大于H。根據(jù)機械能守恒可知，當皮球反彈后上升的最大高度應(yīng)該是開始下落的高度，應(yīng)該大于H，故A正確；
B.繩子斷裂后，小球先向上運動再向下運動，因此它的速度先減小后增大，那么動能先減小后增大，故B錯誤；
C.皮球反彈后上升的過程中，它的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。由于它向上的速度越來越小，所以重力勢能增大的速度越來越慢，故C錯誤；
D.在皮球接觸地面的過程中，由于皮球發(fā)生形變，所以它的機械能=動能+重力勢能+彈性勢能，因此重力勢能和動能之和不斷改變，故D錯誤。
故選A。
12．斜面上有一個重為100N的箱子A，通過定滑輪與重60N的重物B相連，在3s內(nèi)物體A沿斜面勻速向上滑動了1.5m，此重物B落地，箱子A又經(jīng)過0.2s向前滑動了20cm停下來．若斜面長5米，高1.5米，忽略繩重及滑輪的摩擦力．則下列說法錯誤的是（　　）
A．箱子與斜面間的滑動摩擦力是60牛
B．在箱子滑動過程中重物B共對箱子做了90焦的功
C．重物B對箱子A做功的功率是30瓦
D．物體B機械能不守恒，斜面效率為50%
【答案】A
【知識點】斜面及其工作特點
【解析】【分析】A、以A為研究對象進行受力分析，根據(jù)斜面無摩擦時，F(xiàn)s=Gh求出拉力，然后再求得摩擦力；
B、重物B對箱子所做的功根據(jù)W=Fs計算；
C、根據(jù)P= 可求得重物B對箱子A做功的功率；D、物體B勻速下降，動能不變，重力勢能減小，機械能減小，根據(jù)η= 可求得斜面效率．此題涉及到斜面的機械效率、摩擦力的計算、功的計算、功率的計算等多知識點，是一道綜合性較強的題目．
【解答】解：A、斜面無摩擦時，F(xiàn)s=Gh，F(xiàn)= =50N，勻速運動時拉力50N，
勻速運動F1=F+f，摩擦力f=F1﹣F=60N﹣50N=10N，故A錯誤；
B、重物B對箱子所做的功W=Fs=60N×1.5m=90J，故B正確；
C、重物B對箱子A做功的功率P= = =30W，故C正確；D、物體B勻速下降，動能不變，重力勢能減小，機械能減小；設(shè)B落地前，A上升的高度為h，沿斜面通過的距離為s=1.5m，則根據(jù)幾何關(guān)系可知：斜面的機械效率：η= ×100%= = ×100%=50%．故D正確．
故選A．
13．用如圖所示的裝置提升托舉質(zhì)量為100 kg的貨物A，已知貨物A在2s內(nèi)勻速升高了1 m，繩子自由端C處拉力F的功率P=600 W。
（1）2 s內(nèi)拉力F做功　 　J。
（2）若不計繩重和一切摩擦，則滑輪B的重力為　 　N。
（3）通過計算，該滑輪組的機械效率為　 　。
【答案】（1）1200
（2）400
（3）83.33%
【知識點】二力平衡的條件及其應(yīng)用；功的計算公式的應(yīng)用；滑輪組及其工作特點；滑輪組繩子拉力的計算；機械效率的計算
【解析】【分析】（1）根據(jù)W=Pt計算2s內(nèi)拉力F做的功；
（2）根據(jù)動滑輪特點求繩端移動距離，根據(jù)W=Fs計算繩端拉力，若不計繩重和一切摩擦，根據(jù)平衡力知識可求得滑輪B的重力；
（3）根據(jù)W有=GAh=mAgh計算有用功，根據(jù)計算滑輪組的機械效率。【解答】（1）拉力F做的功為總功，由可得：W總=Pt=600W×2s=1200J；
（2）由圖知，上方兩個滑輪是定滑輪，滑輪B是動滑輪，物體A勻速提升1m時，
繩端移動距離s=hA=×1m=0.5m，
由W=Fs可得，繩端拉力：
F===2400N，
由F=GB+2GA，
所以GB=F-2GA=F-2mAg=2400N-2×100kg×10N/kg=400N；
（3）有用功：W有=GAh=mAgh=100kg×10N/kg×1m=1000J，
滑輪組的機械效率：。
14．如圖甲是小明同學(xué)在建蘭校運動會上投擲實心球的場景，當實心球脫手時，重心離地面的高度是1.8m，重心上升了0.9m。已知實心球質(zhì)量為2千克，小明的質(zhì)量為55千克。
（1）若小明每只腳與地面的接觸面積是200cm2，則小明手握實心球雙腳站立在水平地面時，腳對地面的壓強為　 　；
（2）實心球從最高點至落地的過程中，實心球重力所做的功是　 　；
（3）實心球自脫手至落地的過程中（不計空氣阻力），圖乙中關(guān)于其動能、重力勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，順序組合正確的是____。
A．②③④ B．④②③ C．②①③ D．④③②
【答案】（1）14250pa
（2）54J
（3）A
【知識點】壓強的大小及其計算；功的計算公式的應(yīng)用；機械能守恒
【解析】【分析】 （1）利用F=G總=（m人+m球）g得出小科手握實心球站在水平地面時，腳對地面的壓力，利用得出腳對地面的壓強；
（2）利用W=G球h=m球gh得出實心球從最高點至落地的過程中，實心球重力所做的功。
（3）影響動能的因素是物體的質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大、速度越大，動能越大；
影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大、高度越大，重力勢能越大；
不計空氣阻力，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，機械能守恒。
【解答】 （1）小建手握實心球站在水平地面時，腳對地面的壓力F=G總=（m人+m球）g=（55kg+2kg）×10N/kg=570N，
腳對地面的壓強；
（2）實心球從最高點至落地的過程中，實心球重力所做的功W=G球h=m球gh=2kg×10N/kg×（0.9m+1.8m）=54J；
（3）實心球上升的過程中，速度越來越小，動能越來越小；當上升到最高點時，水平方向上速度不為零，仍然具有動能；下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大。
所以，動能是先減小，上升到最高點動能達到最小值但不為0，然后又增大；故圖①錯誤，圖②正確；
實心球脫手時有一定的高度，實心球上升的過程中，高度越來越大，則勢能越來越大；當上升到最高點時勢能最大；下落的過程中，高度越來越小，則勢能越來越小；當實心球落地后，勢能為0，所以，實心球自脫手至落地的過程中勢能是先變大，然后減小，最后為0，故圖③正確；
實心球自脫手至落地的過程中，由于不計空氣摩擦，沒有能量的損失，則機械能守恒，即機械能保持不變，故圖④正確；故A正確，BCD錯誤；
故答案為：A。
15．小芳同學(xué)設(shè)計了一個高度可調(diào)節(jié)的斜面來探究斜面的省力情況、斜面的機械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系如圖所示。她首先測出小車重，然后用彈簧測力計沿斜面勻速拉動小車，調(diào)節(jié)斜面傾斜角θ的大小并多次測量，得表中所示的數(shù)據(jù)：
實驗次數(shù) 斜面傾斜角 小車重G/N 斜面高h/m 斜面長s/m 拉力F/N 有用功 有 總功 總 機械效率
① 12° 5 0.2 1 2.1 1.0 2.1 ▲
② 30° 5 0.5 1 3.6 2.5 ▲ 69.4%
③ 45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 　
（1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，第①次實驗斜面的機械效率為　 　（計算結(jié)果小數(shù)點后保留一位）；第②次實驗中總功為　 　；第③次實驗中斜面對物體的摩擦力為　 　。
（2）分析表中的數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論：斜面傾斜角θ越　 　，斜面越省力，斜面的機械效率越　 　。
（3）若斜面的傾斜程度、粗糙程度和物重都保持不變，只增加物體在斜面上運動的長度，則所測斜面的機械效率將　 　（填“變大”、“變小”或“不變”）
【答案】（1）47.6%；3.6J；0.8N
（2）小；低
（3）不變
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；機械效率的計算
【解析】【分析】 （1）根據(jù)計算機械效率；根據(jù)W總=Fs計算總功；根據(jù)W額=W總-W有計算額外功，據(jù)W額=fs求摩擦力。
（2）分析表中實驗數(shù)據(jù)，找出不變的量和變化的量，分析實驗數(shù)得出結(jié)論。
（3）根據(jù)機械效率的公式分析。
【解答】 （1）第①次實驗斜面的機械效率
；
第②次實驗中總功W總=Fs=3.6N×1m=3.6J；
第③次實驗中斜面對物體的摩擦力據(jù)
（2）分析表中的數(shù)據(jù)，第③次實驗的機械效率；
比較①、②、③三次實驗，其他條件一定時，斜面的傾斜角θ越小，拉力越小，即越省力，對應(yīng)的機械效率也越小，故可得結(jié)論：斜面傾斜角θ越小，斜面越省力，斜面的機械效率越低。
（3）由機械效率的公式可知據(jù)
由于=sinθ（θ為斜面傾角），斜面的傾斜程度、粗糙程度和物重都保持不變，故機械效率不變。
16．小明同學(xué)做“測量滑輪組機械效率”的實驗。（如圖所示），用相同的滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼，記錄數(shù)據(jù)如表所示。
實驗 次數(shù) 鉤碼的 重力G/N 鉤碼提升高度 h/m 拉力 F/N 繩端移動的 距離s/m 機械效率 η
1 2 0.1 0.9 0.3 74%
2 4 0.1 1.6 0.3 83%
3 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）觀察如圖中測力計的示數(shù)，表格中編號①的數(shù)值是　 　 ，②的數(shù)值是　 　 ；
（2）小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機械效率的方法，汽車作為一種“機械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義，請你指出以下三種提高效率的方法中，方法　 　 是與本實驗同理的；
方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員；
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量；
方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑；
（3）小明發(fā)現(xiàn)繩端移動的距離與鉤碼提升高度有固定的倍數(shù)關(guān)系，于是他認為鉤碼數(shù)量一定時，無論將鉤碼提升多高。都不影響該滑輪組的機械效率，小芳則認為：鉤碼提升的高度不同，有用功就不同，機械效率就變化了，你認為　 　 的看法是正確的。
【答案】（1）2.3；87%
（2）一
（3）小明
【知識點】滑輪組及其工作特點；機械效率的測量實驗
【解析】【分析】（1）彈簧測力計的讀數(shù)，應(yīng)該先看分度值再讀數(shù)；
根據(jù)W有用=Gh算出有用功，根據(jù)W總=Fs算出總功，根據(jù)
算出機械效率；
（2）對于改變滑輪組機械效率的方法，有兩種情況：一是減輕動滑輪質(zhì)量、加潤滑油減小摩擦，這些方法可以減少額外功，提高機械效率；二是增加提升物體的重，在額外功不變的情況下，增大有用功，從而提高機械效率。據(jù)此分析。
（3）根據(jù)來分析。
【解答】（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.1N，彈簧測力計的示數(shù)為2.3N。
第三次實驗滑輪組的機械效率為
（2）小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物體越重，機械效率越高；
方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員，是在額外功相同時，人越多，有用功越多，機械效率越高，故方法一符合題意；
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量，是通過減小額外功來增加機械效率的，故方法二不符合題意；
方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑．提高滑輪組機械效率的方法是通過減小摩擦來增加機械效率的，故方法三不符合題意；
綜上所述，方法一與本實驗同理。
（3）根據(jù)可知，機械效率與高度無關(guān)，故小明的看法是正確的。
（1）[1]由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.1N，彈簧測力計的示數(shù)為2.3N。
[2]第三次實驗滑輪組的機械效率為
（2）小明通過分析表格中的數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，物體越重，機械效率越高；
方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員，是在額外功相同時，人越多，有用功越多，機械效率越高，故方法一符合題意；
方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量，是通過減小額外功來增加機械效率的，故方法二不符合題意；
方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑．提高滑輪組機械效率的方法是通過減小摩擦來增加機械效率的，故方法三不符合題意；
綜上所述，方法一與本實驗同理。
（3）根據(jù)
可知，機械效率與高度無關(guān)，故小明的看法是正確的。
17．某小球被水平拋出，其部分運動軌跡如圖1所示，小球在運動過程中經(jīng)過M、N兩點，對應(yīng)圖1中①②③點處的某兩個位置，其動能和重力勢能的參數(shù)如圖2所示。
（1）從小球的運動軌跡圖可知，小球的機械能　 　。（填“守恒”或“不守恒”）
（2）根據(jù)圖2計算小球在N點的機械能是多少焦？
（3）通過計算分析說明，M點在對應(yīng)圖1中①②③的哪個位置？
【答案】（1）不守恒
（2）N點的機械能為.
（3）M點機械能為；
N點的重力勢能為E重力勢能=EM機械-E動能=500J-200J=300J；
小球在M點的機械能小于N點的機械能，所以M點不可能是①，M點小球的重力勢能小于N點的重力勢能，所以M點小球高度小于N點小球的高度，所以M點對應(yīng)圖1的③。
【知識點】動能和勢能的大小變化；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒
【解析】【分析】（1）根據(jù)小球彈跳的高度變化分析機械能是否守恒；（2）小球的高度相同，重力勢能相等，根據(jù)圖示的比例關(guān)系計算出機械能的大小；
（3）根據(jù)重力勢能的大小計算出機械能，比較分析得出結(jié)論。
【解答】（1）從小球的運動軌跡圖可知，小球的彈跳高度逐漸減小，可知機械能損失，則小球的機械能不守恒.
（1）從小球的運動軌跡圖可知，小球的彈跳高度逐漸減小，可知機械能損失，則小球的機械能不守恒。
（2）N點的機械能為
（3）M點機械能為
N點的重力勢能為
E重力勢能=EM機械-E動能=500J-200J=300J
小球在M點的機械能小于N點的機械能，所以M點不可能是①，M點小球的重力勢能小于N點的重力勢能，所以M點小球高度小于N點小球的高度，所以M點對應(yīng)圖1的③。
18．在巴黎奧運會中，中國選手黃博凱在男子撐桿跳決賽中創(chuàng)造了中國隊在該項目的最佳成績。請結(jié)合撐桿跳的過程示意圖 (如圖)，回答下列問題。
（1）在撐桿跳起后，運動員的機械能　 　 (選填“是”或“否”)守恒。
（2）若黃博凱的質(zhì)量是60千克，越過橫桿后，落地時間為1杪，下落高度為5.80米，求下落過程中重力做功的功率。
【答案】（1）否
（2）解：下落過程中重力做功W=Gh=60kg×10N/kg×5.8m=3480J；
則重力做功的功率：。
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】（1）根據(jù)機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化分析；
（2）根據(jù)W=Gh計算重力做功大小，根據(jù)計算重力做功的功率大小。
【解答】（1） 在撐桿跳起后，運動員克服空氣阻力做功，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則運動員的機械能不守恒。
19．本屆杭州亞運會科技滿滿，其中兩只“呆萌”的四足機械狗成為亮點，它們變身鐵餅“搬運工”，這是世界首次使用機械狗在賽場搬運體育器械。工作人員只需將鐵餅放置在卡槽上，便可在第一時間操控機械狗將鐵餅運輸回起點處。
（1）已知機械狗的牽引力為100N，將鐵餅從65m的落地點徑直運到起點用時13s，求該機械狗的功率。
（2）機械狗除了能在平地上行走外，它還能進行負重登樓。已知機械狗自重8kg，現(xiàn)攜帶2kg的標準鐵餅上五樓。試通過計算，求整個過程中機械狗克服重力所做的功。(每層樓高3m)
【答案】（1）機器狗做的功：W=Fs=100N×65m=6500J，
機械狗的功率：；
（2）機械狗的總重力：G=mg=（8kg+2kg）×10N/kg=100N，
從一樓到五樓，上升高度為h=4×3m=12m，
克服重力做的功：W'=Gh=100N×12m=1200J。
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；功率計算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】 （1）根據(jù)W=Fs得到機械狗做的功，根據(jù)得到機械狗的功率。
（2）根據(jù)G=mg得到總重力，從一樓跑到五樓，上升高度為4層樓的高度，再利用W=Gh可求出克服重力做功。
20．如圖是一電動機通過動滑輪提升重物的裝置示意圖．假設(shè)電源電壓380V保持不變，電動機線圈電阻為1Ω，不考慮電動機各處摩擦。當電動機將540kg重物勻速提升16m的過程中，電路中的電流為20A，動滑輪的機械效率為80%（g=10N/kg）。則：
（1）電動機所施加的拉力F做的功是多少？
（2）電動機所施加的拉力F是多少？
（3）電動機線圈電阻的發(fā)熱功率是多少？
（4）試從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度，求電動機提升重物所用的時間。
【答案】（1）拉力做的有用功W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J，拉力所做的功W=W有用/η=8.64×104J/80%=1.08×105J
（2）拉力為F=W/s=W/2h=1.08×105J/16m×2=3375N
（3）電動機線圈電阻的發(fā)熱功率P熱=I2R=(20A)2×1Ω=400W
（4）電動機的拉力做功的功率為：P=P總-P熱=20A×380V-400W=7.2×103W
電動機提升貨物所用的時間：t=W/P=1.08×105J/7.2×103W=15s
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律；電功率
【解析】【分析】（1）由于不知道拉力的大小，所以無法直接用W=FS求出拉力所做的功；拉力做的功就是總功，所以可通過有用功和機械效率來求解。
（2）根據(jù)W=FS求解。
（3） 電動機線圈電阻的發(fā)熱功率可結(jié)合焦耳定律來解答。
（4）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒可知電動機輸出的能量等于消耗的總的電能減去產(chǎn)生的熱能，所以從功率角度來講電動機的拉力做功的功率等于總的電功率減去產(chǎn)熱的功率。
【解答】（1） 拉力做的有用功W有用=Gh=mgh=540kg×10N/kg×16m=8.64×104J，
根據(jù)η=W有用/W總，可得拉力所做的功W總=W有用/η=8.64×104J/80%=1.08×105J
（2）根據(jù)W=FS ，可得拉力為F=W/s=W/2h=1.08×105J/16m×2=3375N
（3）根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，可得電動機線圈電阻的發(fā)熱功率P熱=I2R=(20A)2×1Ω=400W
（4）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒可知電動機輸出的能量等于消耗的總的電能減去產(chǎn)生的熱能，所以從功率角度來講電動機的拉力做功的功率為P拉=P總-P熱=20A×380V-400W=7.2×103W
根據(jù)P=W/t，可得t=W/P=1.08×105J/7.2×103W=15s
故答案為：（1） 1.08×105J ；（2） 3375N ；（3） 400W ；（4） 15s
21．中國已成為機器人與智能裝備產(chǎn)業(yè)全球最大應(yīng)用市場，如圖所示是杭州一餐廳送餐機器人工作時的情景。
（1）機器人在水平地面上勻速直線前行時餐盤中的食物受到　 　（選填“平衡力”或 “非平衡力”）作用。
（2）機器人在水平地面勻速直線前行過程中　 　（填“遵循”或“不遵循”）機械能守恒定律。
（3） 送餐過程中，機器人在30s內(nèi)沿直線勻速移動了15m，若它在運動過程中所受阻力為100N，試計算機器人的功率　 　。
【答案】（1）平衡力
（2）遵循
（3）50W
【知識點】平衡狀態(tài)的判斷；功的計算公式的應(yīng)用；功率計算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）物體處于平衡狀態(tài)時，所受的力是平衡力；
（2）任何能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都遵循能量守恒定律；
（3）根據(jù)W=Fs求克服阻力所做的功，利用即求出功率。
【解答】 （1）由于餐盤處于勻速直線的運動狀態(tài)，所以處于平衡狀態(tài)，即所受的力是平衡力；
（2）機器人在水平地面勻速前行過程中質(zhì)量不變，速度不變，動能不變；高度不變，重力勢能也不變，所以機械能不變，即機械能守恒，該過程中，遵循能量守恒定律；
（3）機器人送餐服務(wù)過程中克服阻力所做的功：W=fs=100N×10m=1000J，
做功功率為：。
22．很多商場里安裝有供顧客上樓的電梯，如圖甲所示。圖乙是小明乘這種電梯從地面上到二樓的情景。
（1）當小明乘上電梯勻速上升時，機械能是否守恒，請說明理由。
（2）如果小明的質(zhì)量是60千克，電梯將小明運送到樓上所用的時間為20秒。電梯克服顧客重力做功的功率是多少？
【答案】（1）不守恒，理由是乘電梯上勻速上升時，質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，高度增大，重力勢能增大。
（2）克服重力做功W=Gh=60kg×10N/kg×5m=3000J；
則克服重力做功的功率：。
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】（1）動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，而機械能=動能+重力勢能；
（2）根據(jù)W=Gh計算克服重力做功，根據(jù)計算克服重力做功的功率。
23．質(zhì)量為50kg的某游客參加蹦極挑戰(zhàn)，從0靜止開始下落至第一次到達最低點C的過程，如圖甲所示。A點是彈性繩自然下垂時所在的原長位置，；B點是彈性繩系上游客下垂時，拉力與重力相等的位置，；C點是彈性繩系上游客所能到達的下落最低點，。游客下落的速度與下落高度h的關(guān)系如圖乙所示。已知該彈性繩每受到100N的拉力就伸長1m。（整個過程都忽略空氣阻力）
（1）從0到C下落的過程中，游客機械能的大小變化情況　 　
（2）當游客從0位置下落至最低點C，經(jīng)過了50s，請計算重力做功的功率。（寫出計算過程）
（3）請在圖丙中畫出彈性繩的彈力F與下落高度h的關(guān)系圖，畫到C為止。
【答案】（1）先不變后變少
（2）250w
（3）
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】（1）注意分析運動過程中游客的機械能是否與其它能量進行轉(zhuǎn)化；
（2）根據(jù)W=Gh計算重力做功大小，再根據(jù)計算重力做功的功率；
（3）根據(jù)力與運動的關(guān)系分析重力和彈力相等時，以及彈力達到最大時對應(yīng)的力和距離，然后描點，最后連接起來即可。
【解答】（1）根據(jù)題意可知，從O到A此時彈性繩的長度沒有改變，即游客不受彈力，且忽略空氣阻力，因此這個過程中沒有機械能的損失。從A到C，彈性繩的長度增大，將游客的部分機械能轉(zhuǎn)換為彈性勢能，即機械能減小，因此游客機械能先不變后變小。
（2）從O到C游客的重力做功W=Gh=50kg×10N/kg×25m=12500J；
這個過程重力做功的功率：。
（3）根據(jù)題意可知，在A點時下落高度為10m，此時拉力為0N；
在B點時，拉力與重力相等，即此時下落高度為15m，彈力為500N；
到達C點時，下落高度為25m，此時彈性繩伸長：25m-10m=15m，那么彈力為：100N×；
據(jù)此在丙圖中描點，然后連接，如下圖所示：
24． 千島湖某景區(qū)配置了“飛天魔毯”，游客無需步行上山，坐在傳送帶上即可由“飛天魔毯”帶至山上，如圖甲所示。已知該“飛天魔毯”長度為400米，落差達100米，游客坐著“飛天魔毯”上山時，可以視為沿斜面勻速上升，模型圖如圖乙所示。
（1）上升過程中，傳送帶對游客的支持力對游客有無做功 答：　 　(選填“有”或“無”)。
（2）游客乘坐“飛天魔毯”上升時，判此時該游客的機械能將　 　(選填“變大”“變小”或“不變”)。
（3）游客坐在魔毯上從底部以1m/s的速度上升到頂部。已知該游客的質(zhì)量為50kg，不計密氣阻力，請計算“飛天魔毯”運行過程中，傳送帶對該游客做功的功率。
【答案】（1）沒有
（2）變大
（3）解：游客的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N，
傳送帶對該游客做功：W=Gh=500N×100m=50000J，
游客從底部上升到頂部的時間：，
傳送帶對游客做功的功率：。
【知識點】力是否做功的判斷；功的計算公式的應(yīng)用；功率計算公式的應(yīng)用；動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】 （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的距離，二者缺一不可；
（2）動能和勢能合稱機械能，物體的質(zhì)量越大，速度越大，動能越大；物體的質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；
（3）根據(jù)速度公式求出從底部上升到頂部的時間，根據(jù)W=Gh=mgh求傳送帶對游客做的功，根據(jù)計算傳送帶對該游客做功的功率。
【解答】 （1）上升過程中，傳送帶對游客的支持力的方向垂直斜面向上，在該方向上游客沒有移動距離，所以上升過程中，傳送帶對游客的支持力對游客沒有做功；
（2）游客乘坐“飛天魔毯”上升時，游客勻速上升，動能不變，重力勢能變大，則機械能變大。
25．某新型太陽能汽車動力完全由安裝在車頂?shù)碾姵匕迨占奶柲芴峁Ｆ?(包括乘務(wù)人員)的質(zhì)量為 1.2t，接收太陽能電池板的面積為 8m2。
（1）如汽車勻速行駛過程中所受阻力大小為車重的 0.02 倍，則汽車牽引力為多大？
（2）當汽車在水平路面上以恒定功率做直線運動時，其速度和時間的關(guān)系如圖所示，求汽車在水平路面上行駛20s的時間內(nèi)，牽引力一共做了多少功？
（3）若汽車吸收的太陽能有40%轉(zhuǎn)化為機械能，則太陽光照射到太陽能電池板單位面積上的輻射功率為多少？
【答案】（1）汽車所受的重力為：G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N，
汽車所受阻力為：f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N，
因為汽車勻速行駛，牽引力與阻力是一對平衡力，大小相等，所以牽引力F=f=240N；
（2）由圖乙可知，汽車勻速行駛時，v=15m/s，
則汽車的恒定功率為：P=Fv=240N×15m/s=3600W；
汽車在0～20s內(nèi)牽引力做的功為：W=Pt=3600W×20s=7.2×104J；
（3）由題可知，汽車獲得的機械功率為：P機=3600W，
太陽照射在太陽能電池板上的輻射總功率為：，
太陽照射在太陽能電池板單位面積上的輻射功率：。
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；功率計算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）知道太陽能汽車的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力，根據(jù)重力和阻力的關(guān)系求出阻力大小，勻速直線運動的物體受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件求出汽車牽引力；
（2）汽車在10～20s內(nèi)做勻速運動，處于平衡狀態(tài)，牽引力等于阻力，利用P=Fv可求汽車的恒定功率，再根據(jù)W=Pt可求汽車在0～20s內(nèi)牽引力做的功；
（3）根據(jù)可求太陽光照射到太陽能電池板的輻射總功率，用總功率除以太陽能電池板的面積得出太陽光照射到太陽能電池板單位面積上的輻射功率。
26．如圖所示，這是物理學(xué)家焦耳設(shè)計并制作的實驗裝置。裝置中的兩個配重重力不等，釋放后大配重下降，小配重上升；通過反復(fù)對調(diào)左右兩個配重，會使動葉輪不停地轉(zhuǎn)動，從而導(dǎo)致熱量計中水的溫度上升，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化。實驗中科學(xué)家某次測得數(shù)據(jù)如下：
小配重重力G小=100 N，大配重重力G大=520 N，每升降一次配重各自移動的距離h=1m，熱量計中水的質(zhì)量m=500 g，升降次數(shù)與水溫變化的關(guān)系：
（1）請計算配重升降一次對動葉輪做功是　 　J。
（2）水溫度升高0.2℃相當于吸收了　 　J的熱量，
（3）在該實驗中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)第一組數(shù)據(jù)減小的機械能　 　(選填“大于”“小于”或“等于”)增加的內(nèi)能。
（4）本實驗中的誤差來源于　 　(寫出一條即可)。
（5）焦耳在這個實驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，率先提出了　 　定律。
【答案】（1）420
（2）420
（3）等于
（4）克服摩擦做功
（5）能量守恒
【知識點】功的計算公式的應(yīng)用；熱量的計算
【解析】【分析】 （1）根據(jù)大配重和小配重計算出重力的合力，再根據(jù)W=Gh求得配重升降一次對動葉輪做功；
（2）根據(jù)Q=cmΔt來計算水吸收的熱量，即轉(zhuǎn)化為的內(nèi)能。
（3）根據(jù)克服摩擦做額外功分析；
（4）實驗中的誤差主要來自克服摩擦做功。
（5）根據(jù)能量守恒定律的發(fā)科學(xué)發(fā)展史解答。
【解答】 （1）小配重重力G小=100N，大配重重量G大=520N，則二者重力的合力為420N。
每升降一次配重各自移動的距離h=1m，
那么一次對動葉輪做的功為： W=Gh=420N×1m=420J；
（2）由表格知，升降一次水溫升高0.2℃， 水吸收的熱量是： Q=cmΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×0.5kg×0.2℃=420J；
（3）根據(jù)第一組實驗數(shù)據(jù)可以看出，減小的機械能等于增加的內(nèi)能。
（4）由于摩擦是不可避免的，所以本實驗中的誤差主要來源于克服摩擦做功；
（5） 焦耳在這個實驗的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究，率先提出了能量守恒定律。
27．在野外救援時，如圖甲所示，汽車通過滑輪組從豎直井中提升物資，已知物資質(zhì)量為 m，體積為V，物資以恒定速度上升，其過程中的s-t圖像如圖乙所示，出水后，汽車對繩子的拉力為F，求該過程中（不計繩重及其所有摩擦）：
（1）物資的上升速度為　 　m/s，出水后，滑輪組的機械效率　 　
（2）出水后，汽車對繩子向右拉力的功率（要求計算過程）
（3）比較出水前和出水后的滑輪組機械效率大小，利用公式推證過程。
【答案】（1）0.1； ×100%
（2）解：拉力移動的速度v'=nv=0.1m/s×3=0.3m/s；
拉力的功率：P=Fv'=F×0.3m/s=0.3F。
（3）解：出水之前，作用在動滑輪上的拉力等于物體的重力與浮力的差，
此時的機械效率為：；
出水后的機械效率為：；
比較可知，出水前η'小于出水后的η。
【知識點】速度公式及其應(yīng)用；功率計算公式的應(yīng)用；滑輪組繩子拉力的計算；機械效率的計算
【解析】【分析】（1）根據(jù)公式計算物資上升的速度。根據(jù)計算滑輪組的機械效率。
（2）首先根據(jù)v'=nv計算出拉力移動的速度，再根據(jù)P=Fv'計算繩子上拉力的功率；
（3）根據(jù)計算出出水前和出水后的機械效率，然后比較即可。
【解答】（1）根據(jù)乙圖可知，物資上升的速度：；
出水后的機械效率：。
28．小龍爸爸最近想買一輛新車，在買純電車還是燃油車的問題上，出現(xiàn)了糾結(jié)，于是小龍查閱了一些資料，從能量轉(zhuǎn)化和成本等方面作出了一些分析。已知燃油車每百公里耗油10升，油價8.5元/升，純電車每百公里耗電23度，以1元/度計量。假設(shè)兩種類型的車子在水平路面上勻速行駛時每百公里克服摩擦力做功均為6.9×107J，汽油的熱值q汽油＝4.6×107J/kg，汽油的密度為0.72×103kg/m3，通過計算回答：
（1）從能量轉(zhuǎn)化效率考慮，燃油車和純電車分別轉(zhuǎn)化為機械能的效率哪個大？請通過計算說明。
（2）從經(jīng)濟效益考慮，每行駛1萬公里，使用電動車比使用燃油車能節(jié)省多少錢？
【答案】（1）解：；
，
電車的效率比燃油車高
（2）解：油費：8.5升升元，電費：23度元/度元，可節(jié)約元
【知識點】機械效率的計算
【解析】【分析】（1）從能量轉(zhuǎn)化的效率來說：燃油車是將汽油燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能，，利用Q=mq就可求出汽油燃燒放出的熱量。電車是將電能抓化成機械能的，，直接將電能單位轉(zhuǎn)化就焦耳即可計算。
（2） 根據(jù)百公里耗油和耗電的費用分別求出行駛1萬公里燃油車和電動車的油費和電費，兩者之差就是使用電動車比使用燃油車能節(jié)省的費用。
29．—個質(zhì)量為500kg、體積為0.2m3的立方體沉在5m深的水底，水面距離地面2m。若利用滑輪組和電動機組成的打撈機械，以0.4m/s的速度將立方體從水底勻速提到地面，每個滑輪重100N(不計繩重、摩擦和水的阻力)。求：
（1）圖甲位置時，立方體受到水的浮力；
（2）物體完全露出水面后繼續(xù)上升到地面的過程中，滑輪組的機械效率；
（3）打撈過程中電動機拉力與物體上升高度的關(guān)系如圖乙所示。分析郅個階段電動機的輸出功率最大，并計算出這個最大值。
【答案】（1）解：圖甲位置時，立方體浸沒在水中V排=V=0.2m3，受到水的浮力則浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N
（2）解：物體完全露出水面后，在提升箱子過程中，不計繩重、摩擦和水的阻力，有用功是對箱子的拉力所做的功，額外功是克服動滑輪重所做的功。
箱子的重力G=mg=500kg×10N/kg=5×103N
根據(jù)η=
可得物體完全露出水面后的機械效率η = ≈98%
（3）解：根據(jù)P=Fv即可判斷當v不變時，F(xiàn)越大，則P越大。勻速拉起物體完全露出水面后拉力最大，電動機輸出功率最大，由于不計繩重、摩擦和水的阻力，則F最大= (G+G動)= ×(5×103N+100N)=2550N
電動機上繩子的提升速度為v′=2×0.4m/s=0.8m/s
則P最大=F最大v′=2550N×0.8m/s=2040W
【知識點】阿基米德原理；功率計算公式的應(yīng)用；滑輪組繩子拉力的計算；機械效率的計算
【解析】【分析】（1）當物體浸沒時，它排開水的體積等于自身體積，根據(jù) 阿基米德原理F浮=ρ水gV排 計算出它受到的浮力。
（2）物體完全露出水面后，在提升箱子過程中，不計繩重、摩擦和水的阻力，有用功是對箱子的拉力所做的功，額外功是克服動滑輪重所做的功，根據(jù)公式 計算出此時滑輪組的機械效率即可。
（3）根據(jù)P=Fv可知，當v不變時，F(xiàn)越大，則P越大。勻速拉起物體完全露出水面后拉力最大，電動機輸出功率最大。首先根據(jù) F最大= (G+G動) 計算出最大拉力，再根據(jù)v'=nv計算出電動機繩子移動的速度，最后根據(jù) P最大=F最大v′ 計算出最大功率。
鞏固訓(xùn)練
1．小麗每天都抽時間通過跳繩來鍛煉身體。她體重50kg，每次跳起的高度約為6cm，1min跳100次，g取10N/kg。下列說法正確的是（　　）
A．跳起后上升的過程中她的動能減小
B．在整個跳繩過程中她的機械能守恒
C．小麗每跳一次克服重力做功約300J
D．她在一分鐘內(nèi)跳繩的功率約為50W
【答案】A,D
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；機械能及其轉(zhuǎn)化；功的計算及應(yīng)用
2．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，其簡化結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示。吊籃的質(zhì)量為40kg，兩名工人和工具的總質(zhì)量為160kg，某次吊升過程中，吊籃在30s內(nèi)勻速上升了6m。不計滑輪重、繩重和摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．吊籃的機械能守恒 B．電動機對繩子的拉力為400N
C．電動機拉動繩子的功率為400W D．滑輪組的機械效率為87.5%
【答案】C
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；機械能及其轉(zhuǎn)化；滑輪（組）的機械效率；滑輪組繩子拉力的計算
3． 如圖所示，分別使用甲、乙、丙三種方式把同一物體M勻速提升至相同高度（繩長不變），測得各拉力大小如圖所示，則（　　）
A．利用機械丙提升M時省力
B．F乙和F丙兩個力所做的功相同
C．機械丙的機械效率比機械乙的低
D．所測的數(shù)據(jù)不能計算機械乙和丙的機械效率
【答案】C
【知識點】機械效率；機械效率的大小比較
【解析】【解答】A、由圖可知，甲直接提升物體，此時的拉力為10N；乙通過定滑輪提升物體，此時的拉力為11N；丙通過動滑輪提升物體，此時的拉力為11N，大于直接提升物體所用的力，所以利用機械丙提升M時不省力，故A錯誤。
B、F乙和F丙兩個力的大小相同，物體上升相同的高度，由定滑輪和動滑輪的特點可知，F(xiàn)乙移動的距離時F丙移動距離的一半，根據(jù)W=Fs可知，F(xiàn)丙所做的功要大，故B錯誤。
C、機械丙和機械乙把相同的物體提升相同的高度，根據(jù)W=Gh可知，所做的有用功是相同的，F(xiàn)丙所做的總功要大，根據(jù)可知，機械丙的機械效率比機械乙的低，故C正確。
D、甲直接提升物體，此時的拉力為10N，則物體的重力為G=10N；機械乙和丙的拉力已知，由定滑輪和動滑輪的特點可知s和h的關(guān)系，根據(jù)可以求出機械效率的大小，故D錯誤。
C。
【分析】（1）根據(jù)拉力的大小分析。
（2）根據(jù)W=Fs分析功的大小。
（3）比較有用功和總功的大小，從而判定機械效率的大小。
（4）根據(jù)分析。
4．下列說法錯誤的是（　　）
A．水電站主要將機械能轉(zhuǎn)化為電能
B．永動機是不可能制造成功的
C．太陽能熱水器主要將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．由能量守恒定律可知，熱機的機械效率可以達到100%
【答案】D
【知識點】熱機的效率；能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移
【解析】【解答】A．水電站利用水能發(fā)電，將水能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確，不符合題意；
B．能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中，能量的總量保持不變，能量是守恒的，永動機不可能實現(xiàn)，故B正確，不符合題意；
C．太陽能熱水器吸收太陽能來加熱水，將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確，不符合題意；
D．熱機工作時，有較多的能量損失，有用功總是小于總功，熱機效率總是小100%，故D錯誤，符合題意。
故選D。
【分析】根據(jù)消耗的能量和獲得的能量，判斷能量轉(zhuǎn)化情況；能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移時，能量是守恒的；使用任何機械都不可避免能量損失，利用率不能到達100%。
5．如圖，跳臺滑雪運動員在空中下落，速度越來越快，下列說法正確的是（　　）
A．運動員下落過程機械能守恒
B．運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
C．運動員受到的重力沒有做功
D．運動員受到的重力做功的功率不變
【答案】B
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；機械能及其轉(zhuǎn)化；是否做功的判斷
6．用如圖所示滑輪組把重100N的物體從地面勻速提到6m高的樓上，所用拉力60N（繩重和摩擦不計），下列說法正確的是（　　）
A．動滑輪重40N
B．此過程中做的有用功為600J
C．提升過程中，重物的機械能不變
D．機械效率是55.6%，該過程遵循能量守恒定律
【答案】B
【知識點】機械能及其轉(zhuǎn)化；滑輪（組）的機械效率；滑輪組繩子拉力的計算；有用功和額外功
7．下列說法中正確的是（　　）
A．功率大的機械，其機械效率一定高
B．人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點飛行的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能守恒
C．使用滑輪組提升同一重物時，用的動滑輪越多，越省力，但是機械效率越低
D．斜面和輪軸也是可以省力的機械，同時可以省距離
【答案】C
【知識點】功率的概念；動能和勢能的大小變化；輪軸及其他常見簡單機械；滑輪（組）的機械效率
【解析】【解答】 A.機械效率由有用功跟總功決定，而功率大小由功和時間決定，因此功率大的機械，做功越快，但其機械效率不一定高，故A錯誤；
B.人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時，機械能守恒，它的重力勢能增大而動能減小，則動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B錯誤；
C.使用滑輪組提升重物時，使用動滑輪越多，越省力，但滑輪組機械效率反而變低，故C正確；
D.斜面和輪軸也是可以省力的簡單機械，但同時不能省距離，故D錯誤。
故選C。
【分析】 A.根據(jù)功率和機械效率的定義判斷；
B.分析動能和重力勢能的大小變化即可；
C.動滑輪：可以省力，但不可以改變力的方向；影響滑輪組機械效率的因素：重物重力、動滑輪的重力、繩重、摩擦；
D.斜面和輪軸也是簡單機械，可以省力，但同時不可以省距離。
8．引體向上是大家喜愛的體育運動之一，小金的質(zhì)量為60kg，每次引體向上人整體上升高度約為70cm，10s完成2次，下列說法正確的是（　　）（g=10N/kg）
A．小金完成一次引體向上，克服重力做功約為420J
B．小金在這10s內(nèi)引體向上的功率約為42W
C．人體上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能守恒
D．小金在運動過程中，消耗的化學(xué)能大于產(chǎn)生的機械能，所以能量不守恒
【答案】A
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；機械能及其轉(zhuǎn)化；能量守恒；功的計算及應(yīng)用
9．如圖所示，一塊較小的磁塊吸附在鐵板上向下滑動，鐵板與磁鐵的相互吸引力不變，每相同時間記錄磁塊的位置（用虛線框表示），磁塊在MN段做勻速直線運動，則以下說法正確的是（　　）
A．磁塊從N運動到M過程中機械能守恒
B．磁塊所受的摩擦力始終等于重力
C．磁塊對鐵板的壓力大小不變
D．MN段和OP段重力做功的功率相同
【答案】C
【知識點】功率大小的比較；機械能及其轉(zhuǎn)化；平衡狀態(tài)的判斷；壓力及重力與壓力的區(qū)別
【解析】【解答】A．圖中，磁塊從N運動到M，相同時間的路程相等，速度相等，動能不變，高度減小，重力勢能變小，機械能不守恒，故A錯誤；
BC．磁塊在OP段速度比之前變大，在加速運動，摩擦力小于重力；水平方向，鐵板與磁塊的吸引力等于鐵板的支持力，鐵板與磁鐵的吸引力不變，力的作用是相互的，磁塊對鐵板的壓力大小不變，故B錯誤，C正確；
D．圖中，磁塊在OP段和MN段距離相同，重力相等，根據(jù)W=Gh，做功相同，但OP段時間更短，根據(jù)，兩過程重力做功功率關(guān)系為，故D錯誤。
故選C。
【分析】動能和速度、質(zhì)量有關(guān)，重力勢能和質(zhì)量、高度有關(guān)；時間相同時，路程相同，速度相等；勻速直線運動時，物體受到平衡力，二力平衡時，力的大小相等；物體運動速度變化，受力不平衡；根據(jù)重力和高度變化，判斷做功的關(guān)系；結(jié)合時間，分析功率的關(guān)系。
10．關(guān)于“熱機”，下列說法正確的是（　　）
A．汽油機工作時，汽油在汽缸內(nèi)燃燒，汽油是一次能源
B．熱機的做功沖程是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程
C．在對外做功相同的情況下，熱機效率越高，消耗的燃料越少
D．因為能量是守恒的，所以熱機的效率可以達到100%
【答案】C
【知識點】熱機；熱機的效率；能源及其分類
11．如圖所示，將鐵鎖用繩子懸掛起來，拉到自己的鼻子附近，松手后鐵鎖來回擺動。在擺動過程中，下列說法正確的是（　　）
A．鐵鎖上升最大高度逐漸降低，說明機械能守恒
B．鐵鎖從最高處向下擺動時，重力勢能增大，動能減小
C．鐵鎖在來回擺動過程中，其運動狀態(tài)一直在發(fā)生變化
D．繩子對鐵鎖的拉力一直做功，且做功的功率發(fā)生變化
【答案】C
【知識點】機械能及其轉(zhuǎn)化；平衡狀態(tài)的判斷；是否做功的判斷
12．如圖甲所示裝置，小歡在原地用力 F 豎直向下拉繩子，使物體 M 在水平地面上勻速移動， 地面 ab、bc 粗糙程度不同，L 和 K 為圖中的兩個滑輪。物體 M 從 a 點運動到 c 點過程中，拉 力 F 與 M 移動距離的關(guān)系如圖乙。不考慮物體 M 的大小和力發(fā)生突變時對它運動的影響，忽 略繩重及滑輪轉(zhuǎn)軸之間的摩擦。下列對此過程分析正確的是（　　）
A．該裝置中，使用滑輪 L 的目的是為了省力和省功
B．繩子自由端被小歡豎直向下拉動的距離為 14cm
C．分析圖乙數(shù)據(jù)可以得出，拉力 F 做功的功率相同
D．物體在 ab 和 bc 段運動，滑輪組的機械效率不變
【答案】B
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；滑輪（組）的機械效率；滑輪組繩子拉力的計算
【解析】【解答】A．由題可知，滑輪L的目的是為了改變力的方向，故A錯誤；
B．物體M從a點運動到c點過程中，物體M移動的距離為s=7 cm，纏繞動滑輪的繩子數(shù)n=2，則繩子自由端被小歡豎直向下拉動的距離為s'=2s=2×7 cm=14 cm，故B正確；
C．物體M在ab段和bc段運動的速度相同，由乙圖可知，物體M在ab段和bc段運動時，拉力F的大小不同，根據(jù)P=Fv可知，拉力F做功的功率不相同，故C錯誤；
D．使物體M在水平地面勻速移動，所以物體受到的滑動摩擦力等于水平面上繩子的拉力，因繩端拉力8N大于6N，f=F水平=nF繩-G動；所以bc段物體受到的滑動摩擦力大，根據(jù)效率公式計算滑輪組的機效率為，動滑輪的重力不變，滑動摩擦力變大，故滑輪組的機械效率變大，故D錯誤。
故選B。
【分析】1、動滑輪的工作特點：可以省力，但是費距離，定滑輪的工作特點：可以改變方向但是不省力
2、拉力的計算， ，n為動滑輪纏繞繩子數(shù)，繩子移動的距離為物體移動距離的n倍，
3、功的相關(guān)計算：W=Fs，距離為拉力的方向；總結(jié)：考慮滑輪重力的情況，定滑輪的機械效率要大于動滑輪，重物重力越大，機械效率越大。
13．如圖所示，豎直平面是由兩塊粗糙程度相同，但厚度不同的鐵板組合而成，分界點為O點，一塊較小的磁塊（可忽略體積帶來的影響）質(zhì)量為0.1kg，在該豎直平面上同一鐵板任意位置與磁塊相互吸引力相同。當磁塊從N點上方輕輕豎直向下推動釋放，先后經(jīng)過了N、M、O、P、Q各點，每相同的時間記錄它的位置（在圖中用虛線框表示），磁塊通過NM段是做勻速直線運動，（g=10N/kg）。以下說法中，正確的是（　　）
A．磁塊從N運動到M過程中機械能守恒
B．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程重力做的功相等
C．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程中，重力做功的功率相等
D．磁塊從O運動到P過程與從P運動到Q的過程中，重力做功的功率相等
【答案】B
【知識點】功率大小的比較；機械能守恒條件；功
【解析】【解答】A．從N到M，相同時間的距離相等，是勻速直線運動，磁塊的質(zhì)量一定，速度不變，動能不變，高度減小，重力勢能變小，機械能減小，不守恒，故A錯誤；
BC．磁塊從NM和從OP時，重力不變，沿重力方向移動的距離相等，根據(jù)W=Gh，重力做的功相等。但，根據(jù)，得出：，故B正確，C錯誤；
D．圖中，磁塊在OP間和PQ間時間相同，但PQ間距離更大，重力不變，重力做功更多，根據(jù)，功率的大小關(guān)系為，故D錯誤。
故選B。
【分析】相同時間，路程相同，物體勻速直線運動；質(zhì)量一定時，速度不變，動能不變，高度減小，重力勢能減小；根據(jù)W=Gh，判斷重力做功多少；根據(jù)，判斷功率的大小。
14．以下說法中，正確的是（　　）
A．磁塊從N運動到M過程中機械能守恒
B．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程重力做的功相等
C．磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程中，重力做功的功率相等
D．磁塊從O運動到P過程與從P運動到Q的過程中，重力做功的功率相等
【答案】B
【知識點】功率的計算；機械能及其轉(zhuǎn)化；機械能守恒條件；功的計算及應(yīng)用
【解析】【解答】A、 磁塊從N運動到M過程中，摩擦力做功，所以機械能不守恒，A錯誤
B、 NM與OP的高度相同，所以磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程重力做的功相等 ，B正確
C、 磁塊從N運動到M運動時間大于從O運動到P的過程時間，OP重力做功的功率大于 NM的運動時間，C錯誤
D、 磁塊從O運動到P過程與從P運動到Q的過程中，重力做功的功率不相等，D錯誤
綜上選B
【分析】根據(jù)機械能守恒、功率判識選項
1、機械能：機械能為動能和重力勢能之和，當質(zhì)量不變時，動能和速度成正比，速度不變時，動能和質(zhì)量成正比；當質(zhì)量不變時，重力勢能和高度成正比，高度不變時，重力勢能和質(zhì)量成正比；磁塊從N運動到M過程中，摩擦力做功，所以機械能不守恒，
2、做功：重力做功W=Gh，所以磁塊從N運動到M過程與從O運動到P的過程重力做的功相等
3、功率的計算：公式為W=Pt， 磁塊從N運動到M運動時間大于從O運動到P的過程時間，OP重力做功的功率大于 NM的運動時間
15．下列關(guān)于能的說法正確的是（　　）
A．如圖所示小球被壓縮的彈簧彈起時，不計空氣阻力小球的機械能守恒
B．物體具有的能越大對外做的功越多
C．樹上靜止的蘋果它沒有做功，它不具有機械能
D．小明在蕩秋千時，在上升階段動能一部分轉(zhuǎn)化為重力勢能
【答案】D
【知識點】機械能及其轉(zhuǎn)化；是否做功的判斷
16．為了發(fā)展全民體育運動，深圳不斷完善健身設(shè)施。小麗和家人來到社區(qū)健身房，見到了琳瑯滿目的健身器材。如圖，使用健腹輪時可將膝蓋跪在地墊上，雙手先緊握健腹輪手柄（狀態(tài)1），再向前推動健腹輪至身體與地面相平，稍停數(shù)秒（狀態(tài)2），然后收回歸位，反復(fù)操作。則從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中（　　）
A．人的重力勢能減小，健腹輪的重力勢能增加
B．健腹輪的動能先增大后減小
C．人和健腹輪的總機械能守恒
D．人受到的重力做的功，全部轉(zhuǎn)化為健腹輪的動能
【答案】B
【知識點】機械能及其轉(zhuǎn)化；機械能守恒條件
【解析】【解答】A．從狀態(tài)1到狀態(tài)2的過程中，人的重心降低，質(zhì)量不變，所以人的重力勢能減小；健腹輪的位置不變，質(zhì)量不變，健腹輪的重力勢能不變，故A錯誤；
B．在向前推動健腹輪的過程中，速度先增后減，健腹輪的質(zhì)量不變，所以健腹輪的動能先增后減，故B正確；
C．人和健腹輪在運動過程中，存在摩擦力做功，所以機械能不守恒，故C錯誤；
D．根據(jù)能量守恒，人受到的重力做的功，一部分轉(zhuǎn)化為健腹輪的動能，一部分克服摩擦力做功，故D錯誤。
故選：B。
【分析】重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，質(zhì)量越大、位置越高，重力勢能越大；動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大，動能越大，機械能守恒是指在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變；
17．用杠桿和滑輪組均可提升重物。
（1）如圖甲，在C點用豎直向上的力將掛在A點的重為180N的物體勻速提升0.2m，用時，杠桿的機械效率為90%，則提升該物體做的有用功是　 　J，總功的功率是　 　W，若不計摩擦，將重物移動到B點，仍在C點用豎直向上的力將物體勻速提升0.2m，則杠桿的機械效率將　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）；
（2）如圖乙，用滑輪組豎直向上勻速提升重物，當重物和動滑輪的總重為300N時，滑輪組的機械效率為，若不計繩重和摩擦，則動滑輪重為　 　N，以下方法中能提高該滑輪組機械效率的是　 　（填序號）。
①增大物體提升高度
②增加物體的重力
③增大勻速拉繩的速度
【答案】（1）36；20；增大
（2）60；②
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；滑輪（組）的機械效率；有用功和額外功
18．隨著生活水平的提高，汽車已經(jīng)進入百姓家庭，它應(yīng)用了許多物理知識，請你解答：
（1）檢修同側(cè)前后兩個方向燈時，發(fā)現(xiàn)只有一燈亮，說明這兩燈是　 　（填連接方式）；
（2）汽油機是汽車的“心臟”。一臺四沖程汽油機工作時曲軸轉(zhuǎn)速是1800r/min，此汽油機每秒鐘完成　 　個做功沖程，在四個沖程中　 　沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）汽車散熱器等制冷設(shè)備常用水作為冷卻劑，這是利用了水的　 　較大的性質(zhì)；
（4）汽車在行駛過程中，很多部位會發(fā)熱，如：輪胎發(fā)熱、水箱中的水變熱、剎車片發(fā)熱，其中輪胎發(fā)熱是通過　 　改變內(nèi)能的；
（5）如圖是小汽車汽油機的能量流向圖，根據(jù)圖中給出的信息，已知汽油的熱值是4.6×107J/kg，完全燃燒0.5kg的汽油，按該內(nèi)燃機的工作效率計算，該汽車獲得的機械能是　 　J。
【答案】（1）并聯(lián)
（2）15；壓縮
（3）比熱容
（4）做功
（5）6.9×106
【知識點】做功改變物體內(nèi)能；燃料的熱值；熱機的四個沖程；串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的辨別
19．如圖甲所示為四缸發(fā)動機，其工作原理：內(nèi)燃機通過連桿把四個相同汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。
（1）油箱里的汽油用掉一半后，汽油的熱值　 　（選填“變大”“不變”“變小”）。
（2）某汽缸在某時刻的狀態(tài)如圖乙所示，這是　 　沖程。一臺單缸四沖程汽油機，當飛輪的轉(zhuǎn)速為時，則該發(fā)動機在1s內(nèi)對外做功　 　次，1 s內(nèi)完成　 　個沖程。
（3）小錦同學(xué)閱讀了某牌號汽車發(fā)動機的說明書后，將內(nèi)燃機的能量流向制成如圖丙所示的圖表，請根據(jù)給出的信息，計算該內(nèi)燃機輸出的有用功為燃料釋放熱量的　 　%。
（4）自然界中，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程都遵守　 　定律，隨著科技的發(fā)展，人類　 　（選填“會”或“不會”）制造出永動機。
【答案】（1）不變
（2）做功；25；100
（3）30
（4）能量守恒；不會
【知識點】燃料的熱值；熱機的效率；熱機的四個沖程；能量守恒
20．隨著人民生活水平的提高，汽車已經(jīng)走進千家萬戶。已知汽油的熱值4.6×107J/kg。
（1）汽油機是汽車的“心臟”，其中　 　沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。如圖甲、乙所示，是我們課堂演示的兩個實驗，與此沖程原理相同的是　 　實驗（選填“甲”或“乙”）；
（2）汽車剎車的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能散失到空氣中，此過程中能量的總和　 　；
（3）某臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1s內(nèi)，汽油機完成　 　個沖程；
（4）給汽車的蓄電池充電時，蓄電池相當于電路中的　 　（填“電源”或“用電器”），汽車兩側(cè)的轉(zhuǎn)向燈既可以單側(cè)閃爍，也可以同時閃爍，它們是　 　聯(lián)的；
（5）某汽車消耗汽油2kg，這些汽油完全燃燒放出的熱量是　 　J，用來做有用功的那部分能量是2.3×107J，則該發(fā)動機的效率是　 　%。
【答案】（1）壓縮；甲
（2）不變
（3）80
（4）用電器；并
（5）9.2×107；25%
【知識點】燃料的熱值；熱機的效率；熱機的四個沖程；串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的辨別
21．目前大多數(shù)汽車剎車采用油壓制動，其原理是駕駛員踩下剎車踏板，向剎車總泵中的剎車油施加壓力，卡鉗夾緊剎車盤從而產(chǎn)生巨大摩擦力使車輛減速，從時速100公里到靜止可能只需要幾秒而已，油壓制動剎車時消耗的動能最終被釋放掉，造成了能源的浪費。為節(jié)約能源，現(xiàn)在的混合動力汽車采用再生制動器，它能把汽車剎車制動時消耗的動能部分轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，同時產(chǎn)生汽車所需的制動力，從而有效減少了汽車的燃油消耗和制動器摩擦片的磨損；儲能效率是指汽車正常行駛時關(guān)閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率。
（1）測試時，汽車在大小為1000N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m，如果汽車在制動時產(chǎn)生的剎車阻力恒為，該制動過程中汽車行駛的s-t的關(guān)系如圖甲所示，則在0~0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功為　 　J；
（2）某次測試儲能效率時，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動機，分別測出開啟和關(guān)閉再生制動器兩種情況下，汽車通過的路程s與對應(yīng)的速度大小v，計算出動能，畫出隨s變化的圖像如圖乙所示；則圖中表示開啟再生制動器的圖線是　 　；
（3）在本次測試過程中，由圖像可知本次測試的儲能效率為　 　。
【答案】（1）
（2）②
（3）
【知識點】機械能及其轉(zhuǎn)化；熱機的效率；功的計算及應(yīng)用
22． 2023年12月18日，甘肅省積石山發(fā)生強烈地震，救援隊攜帶系留照明無人機前往救援。
（1）如圖所示，救援人員將無人機照明燈升空，照亮震區(qū)安置點，照明燈發(fā)出的光線照射到粗糙的地面時發(fā)生　 　（選填“漫反射”或“鏡面反射”）。旋翼無人機利用電動機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)升空，電動機工作是利用磁場對　 　的作用，無人機加速升空過程中機械能的增加量　 　（選填“大于”“等于”或“小于”）動能的增加量；
（2）白天需要為電池充電，此時電池相當于電路中的　 　（選填“用電器”或“電源”）。無人機懸停并提供照明時，動力和照明系統(tǒng)的電功率分別為150W和100W，無人機懸停時　 　（選填“具有”或“沒有”）慣性，若充滿電時電池儲能500W·h，動力系統(tǒng)會在低于5%的電量時無法御空但能實現(xiàn)照明，充滿電狀態(tài)下無人機至多持續(xù)工作　 　h，需要再次給電池充電。
【答案】（1）漫反射；通電導(dǎo)體（有力）；大于
（2）用電器；具有；2.15
【知識點】鏡面反射與漫反射；動能和勢能的大小變化；慣性及其現(xiàn)象；電功率的計算；磁場對通電導(dǎo)線的作用
【解析】【解答】（1）燈光照射到粗糙的地面時，將光線反射到各個方向，發(fā)生漫反射；無人機利用電動機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)升空，電動機工作是利用磁場對通電導(dǎo)體的作用；無人機加速升空時，速度變大，動能變大，高度變大，重力勢能變大，機械能是動能和勢能的和，則機械能的增加量大于動能的增加量；
（2）為電池充電時，電池消耗電能，相當于電路中的用電器；無人機懸停時具有慣性；根據(jù)電能和功率，計算工作時間為。
【分析】（1）粗糙物體表面發(fā)生漫反射；電動機根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受力工作；機械能是動能和勢能的和；
（2）消耗電能的是用電器；一切物體都有慣性；根據(jù)，計算工作時間。
23．
（1）利用圖甲裝置測量“滑輪組的機械效率”，需要的測量工具有刻度尺和　 　；實驗中，要想提高滑輪組的機械效率，可采取的措施有　 　（寫出一種方法即可）。
（2） 如圖乙，用裝滿水的玻璃瓶、橡皮塞和細玻璃管可制成多功能演示器。用力擠壓瓶身，玻璃管內(nèi)液面上升，說明力可以改變物體的　 　； 將此裝置分別放入熱水和冷水中，由于液體的　 　，玻璃管內(nèi)液面會隨之升降，這就是一個簡易溫度計；將裝置內(nèi)的水倒掉小部分，又可制作成簡易的氣壓計，如圖丙所示。將它從山腳移到山頂，細玻璃管內(nèi)液柱將　 　（選填“上升”或“下降”）。
【答案】（1）彈簧測力計；增加被提升物體的物重
（2）形狀；熱脹冷縮；上升
【知識點】液體溫度計的構(gòu)造與工作原理；大氣壓強與高度的關(guān)系；增大或減小機械效率的方法
【解析】【解答】（1）利用圖甲裝置測量“滑輪組的機械效率”，需要的測量力的大小和距離，所需工具有刻度尺和彈簧測力計；實驗中，要想提高滑輪組的機械效率，可采取的措施有增加被提升物體的物重；
（2） 如圖乙，用裝滿水的玻璃瓶、橡皮塞和細玻璃管可制成多功能演示器；用力擠壓瓶身，玻璃管內(nèi)液面上升，說明力可以改變物體的形狀； 將此裝置分別放入熱水和冷水中，由于液體的熱脹冷縮，玻璃管內(nèi)液面會隨之升降，這就是一個簡易溫度計；將裝置內(nèi)的水倒掉小部分，又可制作成簡易的氣壓計，如圖丙所示；將它從山腳移到山頂，大氣壓降低，細玻璃管內(nèi)液柱將上升。
【分析】（1）滑輪組的機械效率和物體的重力、動滑輪重力有關(guān)；
（2）力可以改變物體的形狀；溫度計根據(jù)液體的熱脹冷縮制成；大氣壓隨海拔升高而減小。
24．根據(jù)下圖信息，請你解答：
（1）當汽油在發(fā)動機內(nèi)燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機的效率會　 　（選填“升高”“降低”或“不變”）；
（2）汽車發(fā)動機的一個工作循環(huán)包括如圖所示的四個沖程。請按一個工作循環(huán)的過程，將四個沖程圖重新排序：　 　，圖　 　所示的沖程是給汽車提供動力的；
（3）汽車剎車的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失到空氣中，此過程中能量的總和　 　（選填“增大”“不變”或“減小”）；
（4）小明同學(xué)閱讀了某型號汽車發(fā)動機的說明書后，將發(fā)動機的能量流向制成了如圖所示的圖表，請根據(jù)給出的信息計算：完全燃燒0.2kg的汽油能夠獲得9.2×106J的能量，這些能量能產(chǎn)生　 　J的有用功；不考慮熱量散失，完全燃燒0.2kg的汽油獲得的能量還能使質(zhì)量為100kg的液體A溫度上升　 　℃。（汽油的熱值為4.6×107J/kg，液體比熱容cA為2.3×103J/(kg·℃)）
【答案】（1）降低
（2）丙、甲、丁、乙；丁
（3）不變
（4）2.76×106；40
【知識點】熱量的計算；燃料的熱值；熱機的效率；熱機的四個沖程
【解析】【解答】（1）汽車發(fā)動機工作時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，冒“黑煙”說明燃燒不充分，說明做相同的有用功，消耗的燃料增多，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值變小，所以效率降低。
（2）甲中的兩個氣閥都關(guān)閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是第二個沖程；丙中的進氣閥打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程，是第一個沖程；乙中的排氣閥打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程，是第四個沖程；丁中的兩個氣閥都關(guān)閉，火花塞點火，活塞下運動，所以為做功沖程，是第三個沖程；故先后順序為：丙、甲、丁、乙。其中做功沖程，即丁沖程，該沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，給汽車提供動力。
（3）汽車剎車的過程，伴隨著能量從機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能散失到空氣中，此過程能量的總和不變。
（4）汽油的熱值為4.6×107J/kg，完全燃燒0.2kg的汽油產(chǎn)生的熱量9.2×106J由圖可知，有用功的能量所占比例為η=100%-33%-30%-7%=30%，所以機械效率為η=30%；因此產(chǎn)生的有用功W=Q放×30%=9.2×106J×30%=2.76×106J，不考慮熱量散失，則根據(jù)Q吸=cm△t得：
【分析】（1）燃料燃燒不充分時，損失更大，效率更低；
（2）汽油機工作的順次為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程，根據(jù)氣門的開合和活塞的運行方向，可以判斷沖程；其中做功沖程提高動力；
（3）能量在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化時，總量保持不變；
（4）根據(jù)汽油機的總能量和損失的能量，計算熱機效率；根據(jù)燃料的質(zhì)量和熱值的乘積，計算熱量，結(jié)合熱機效率計算有用功；根據(jù)熱量和物體的比熱容、質(zhì)量，計算溫度差。
25．【亞運會主題】2023年9月23日，第19屆亞運會在杭州隆重開幕，請運用有關(guān)的物理知識，完成下題.
（1）如圖所示，杭州亞運會倒計時200天時，千架無人機點亮西湖夜空.無人機在空中發(fā)光時，將　 　能轉(zhuǎn)化為　 　能和光能，在轉(zhuǎn)化的過程中，能的總量　 　（選填“增大”“減少”或“不變”）.
（2）亞運會賽場的草坪下方裝有濕度傳感器，如圖所示是草坪灌溉系統(tǒng)的簡化電路圖，電源電壓恒定，R1為定值電阻，R2為濕敏傳感器（濕度越大，阻值越小），當電壓表示數(shù)達到一定值時，系統(tǒng)對草坪自動噴水.閉合開關(guān)S，若草坪的濕度減小，則電路中的電流　 　，電壓表示數(shù)　 　，電路消耗的電功率　 　.（均選填“變大”“變小”或“不變”）
【答案】（1）電；機械；不變
（2）變小；變小；變小
【知識點】機械能及其轉(zhuǎn)化；機械能守恒條件；串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的辨別；串聯(lián)電路的電壓規(guī)律；歐姆定律及其應(yīng)用；電功率的計算
【解析】【解答】（1） 無人機在空中發(fā)光時， 將電能轉(zhuǎn)化為機械能和光能。轉(zhuǎn)化過程中能的總量不會發(fā)生改變。
故第一空填寫：電；第二空填寫：機械；第三空填寫：不變
（2）根據(jù)電路圖可知兩電阻串聯(lián)，，電壓并聯(lián)在定值電阻兩端，測量R1兩端的電壓. R2為濕敏傳感器（濕度越大，阻值越小）。草坪的濕度減小時，R2的阻值變大，電阻中的總電阻變大，電路中的電流變小。，電阻R不變，電壓變小，電壓表示數(shù)變小。根據(jù)P=UI計算可知電路中的功率變小
故第一空填寫：變小；第二空填寫：變小；第三空填寫：變小
【分析】串聯(lián)電路電流特點是在整個電路中處處相等，即所有元件中的電流強度相同；電壓特點則是電路的總電壓等于各部分電壓之和，即電壓在各個元件上累加。歐姆定律。能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總能保持不變，這個規(guī)律叫能量守恒定律。
26．目前大多數(shù)汽車剎車采用油壓制動；其原理是駕駛員踩下剎車踏板，向剎車總泵中的剎車油施加壓力，通過管路傳遞到每個車輪剎車卡鉗的活塞上，卡鉗夾緊剎車盤從而產(chǎn)生巨大摩擦力使車輛減速.從時速100公里到靜止可能只需要幾秒而已，油壓制動剎車時消耗的動能最終被釋放掉，造成了能源的浪費，為節(jié)約能源，現(xiàn)在的混合動力汽車采用再生制動器，它能把汽車剎車制動時消耗的動能部分轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，同時產(chǎn)生汽車所需的制動力，從而有效減少了汽車的燃油消耗和制動器摩擦片的磨損；儲能效率是指汽車正常行駛時關(guān)閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率；
（1）再生制動器將動能轉(zhuǎn)化為電能進行儲存，此時蓄電池相當于電路中的　 　；
（2）汽車在行駛過程中，很多部位會發(fā)熱，如：①發(fā)動機外殼發(fā)燙；②輪胎發(fā)熱；③剎車片發(fā)熱；④水箱中的水變熱.其中主要屬于通過做功改變內(nèi)能的是______；
A．①②③④ B．②④ C．②③ D．①③
（3）測試時，汽車在大小為1000N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m；此過程中，汽車牽引力的功率為　 　W；如果汽車在制動時產(chǎn)生的剎車阻力恒為1.0×104N，該制動過程中汽車行駛的s﹣t的關(guān)系如圖甲所示，則在0～0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功為　 　J；
（4）某次測試儲能效率中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動機，分別測出開啟和關(guān)閉再生制動器兩種情況下，汽車通過的路程s與對應(yīng)的速度大小v，計算出動能Ek，畫出Ek隨s變化的圖像如圖乙所示；則圖中表示開啟再生制動器的圖線是　 　；
（5）在本次測試過程中，由圖像可知本次測試的儲能效率為　 　。
【答案】（1）用電器
（2）C
（3）2.5×104；1.0×105
（4）②
（5）40%
【知識點】功率計算公式的應(yīng)用；動能的影響因素；機械效率的計算；電路的構(gòu)成及電路圖；功的計算及應(yīng)用
【解析】【解答】（1）再生制動器將動能轉(zhuǎn)化為電能進行儲存，此時蓄電池相當于電路中的用電器；
（2）①發(fā)動機發(fā)燙，是發(fā)動機內(nèi)部放出的熱量傳遞到發(fā)動機外殼，使外殼的內(nèi)能增加、溫度升高，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能；②輪胎在發(fā)熱，是輪胎克服摩擦做功，使輪胎的內(nèi)能增加、溫度升高，是通過做功途徑改變物體內(nèi)能；③剎車片發(fā)熱，是剎車片克服摩擦做功，使剎車片的內(nèi)能增加、溫度升高，是通過做功途徑改變物體內(nèi)能；④水箱中的水變熱，是發(fā)動機放出的熱量傳遞給水箱中的水，使水的內(nèi)能增大、溫度升高，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，C符合題意，A BD不符合題意。
故答案為：C。
（3）汽車牽引力的功率為 ；由圖象知0～0.5s內(nèi)汽車行駛的距離為10m，克服剎車阻力所做的功
（4）關(guān)閉發(fā)動機后，關(guān)閉再生制動器，汽車克服摩擦力做功，動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，
開啟再生制動器，有部分動能轉(zhuǎn)化為電能，克服摩擦力做功的能量減少，摩擦力大小不變，所以汽車運動的距離減小，所以汽車動能變化曲線是②。
（5）由圖象可以看出正常行駛的情況下，關(guān)閉發(fā)動機后行駛的距離 ，開啟再生制動器行駛的距離為 ，所以機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為 ，所以儲能效率
【分析】（1）電路中，消耗電能的裝置叫用電器；
（2）做功改變內(nèi)能是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；
（3）根據(jù)，求出牽引力的功率；根據(jù)W=fs，求出阻力做的功；
（4）關(guān)閉發(fā)動機后，動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；開啟再生制動器，汽車運動的距離減小；
（5）根據(jù)及，求出本次測試的儲能效率。
27．（1）如圖所示，體積相同的兩個小球甲和乙分別從豎直高度不同的半圓光滑軌道最高點處A點和B點，以和的速度開始運動，一直沿著軌道運動到最低處A'點和B'點，此時它們的速度分別為和，均忽略空氣阻力。已知甲球在A點時的動能等于乙球在B點時的動能，且，則甲球在A'點時的機械能　 　（選填“>”“=”或“<”）乙球在B'點時的機械能；　 　（選填“>”“=”或“<”）。
（2）2023年2月，土耳其發(fā)生強烈地震，中國救援隊攜帶照明無人機前往救援。白天，為電池充電，此時電池相當于電路中的　 　。夜晚，無人機先接通照明系統(tǒng)，再接通動力系統(tǒng)升空，照明系統(tǒng)和動力系統(tǒng)　 　聯(lián)。無人機懸停并提供照明時，電池可釋放電能0.5kW·h，動力和照明系統(tǒng)的電功率分別為150W和100W，此狀態(tài)下無人機至多持續(xù)工作　 　h，需要更換電池。
【答案】（1）<；<
（2）用電器；并；2
【知識點】機械能及其轉(zhuǎn)化；機械能守恒條件；電功率的計算
【解析】【解答】1） 甲球在A點時的重力勢能小于 乙球在B點時的重力勢能； 所以 甲球在A'點時的機械能 小于 乙球在B‘點時的重力勢能
綜上第1空為<；第2空為<
2） 白天，為電池充電，此時電池相當于電路中的用電器 ，照明系統(tǒng)和動力系統(tǒng) 為并聯(lián)，總電功率P=0.15KW+0.1KW=0.25KW，根據(jù)W=Pt可計算t=0.5kW·h/0.25kW=2h
綜上第1空為用電器；第2空為并；第3空為2
【分析】根據(jù)機械能、功率的計算、電路的組成填空
1、機械能：機械能為動能和重力勢能之和，當質(zhì)量不變時，動能和速度成正比，速度不變時，動能和質(zhì)量成正比；當質(zhì)量不變時，重力勢能和高度成正比，高度不變時，重力勢能和質(zhì)量成正比；球在A點時的重力勢能小于 乙球在B點時的重力勢能； 所以 甲球在A'點時的機械能 小于 乙球在B‘點時的重力勢能
2、功率的計算：P=W/t，據(jù)題可知無人機的總功為0.5kW·h，功

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