北京课改版物理八年级全一册课时同步作业：第六章 功和能 单元练习（有答案）

功和能
一、单项选择题(每题3分,共36分)
1.在国际单位制中,功的单位是 (　　)
A.牛顿 B.焦耳 C.帕斯卡 D.瓦特
2.如图所示为一些生活中常见的情景,关于这些情景,下列说法中正确的是 (　　)
A.图甲:人用力推箱子但没有推动,人对箱子的推力做了功
B.图乙:起重机吊着重物匀速竖直上升的过程中,起重机对重物的拉力做了功
C.图丙:中学生在平直道路骑车行进的过程中,地面对车的支持力做了功
D.图丁:踢出去的足球在空中飞行的过程中,人脚对足球的作用力做了功
3.对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是 (　　)
A.通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B.做功多的机械,功率一定大
C.功率大的机械,做功一定快
D.做功快的机械,机械效率一定高
4.2020年6月30日,北斗三号最后一颗全球组网卫星成功定点地球同步轨道。对于卫星在加速上升的过程中能量的变化,下列说法正确的是 (　　)
A.动能增大,势能不变,机械能增大
B.动能增大,势能增大,机械能增大
C.动能增大,势能增大,机械能不变
D.动能减小,势能增大,机械能不变
5.如图所示的两名运动员,甲比乙高,如果他们匀速举起相同质量的杠铃所用的时间相等,那么 (　　)
A.甲做功较多,功率较大
B.甲做功较多,功率较小
C.甲做功较多,甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等,乙的功率较大
6.如图所示,一个质量为50 kg的人在10 s内连续向上跳了12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2 m,则这个人在这段时间内克服重力做功的功率是(g取10 N/kg) (　　)
A.1200 W B.10 W C.12 W D.120 W
7.如图所示,小明利用动滑轮匀速提升木箱。下列做法可以提高动滑轮机械效率的是 (　　)
A.适当增加木箱的重力
B.增大木箱上升的高度
C.增大提升木箱的速度
D.换用质量更大的动滑轮
8.物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间的关系图像如图甲所示时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙所示时,受到的水平推力为F2,两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是 (　　)
A.F1=F2　P1>P2 　　　　　　　　　　　B.F1=F2　P1C.F1>F2　P1>P2 　　　　　　　　　　　D.F1P2
9.用如图所示的滑轮组提升重为300 N的物体,在绳子自由端施加的拉力为125 N,4 s内重物匀速上升2 m,不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是 (　　)
A.绳子自由端移动的距离为4 m B.动滑轮重50 N
C.拉力做功的功率为150 W D.此过程中滑轮组的机械效率为80%
10.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把重物G提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是 (　　)
A.力F1和F2做功的功率相同
B.力F1和F2做的总功相同
C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组机械效率一样大
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
11.小明把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图所示。下列说法中正确的是 (　　)
A.铁锁摆回时会打到鼻子
B.铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化
C.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
D.铁锁摆动的最大高度逐渐降低,是由于受到重力的作用 12.一名摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3 s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的下落情况的照片,如图所示。已知运动员从a点到d点可视为沿竖直方向运动,通过ab、bc和cd的时间间隔均为0.6 s,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,下列分析中正确的是 (　　)
A.运动员下落过程中速度大小保持不变
B.运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C.运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
D.运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
二、多项选择题(每题4分,共8分)
13.如图0所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量大于乙的质量,两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是 (　　)
A.F1大于F2 B.F1比F2做功多
C.F2比F1的功率大 D.甲的重力做功较多
14.体重为60 kg的工人利用如图1所示的滑轮组将一质量为80 kg的重物A匀速提升
1 m,此时该滑轮组的机械效率为80%,小明对此工作过程及装置作出了以下判断,其中正确的有(不计绳重与摩擦,g取10 N/kg) (　　)
A.动滑轮重为200 N
B.此过程中,工人对绳子的拉力做功1000 J
C.重物匀速上升过程中,它的机械能增大
D.若增大重物A的质量,该工人用此滑轮组匀速拉起重物时,机械效率不可能达到90%
三、实验解答题(共30分)
15.(14分)提高机械效率,能够更充分地发挥机械设备的作用。“测量机械效率”的实验装置如图2所示(每个动滑轮重相同,忽略摩擦及绳重)。
图2　　
装置 钩码 重/N 钩码上升 的高度/m 弹簧测力 计示数/N 绳子自由端移 动的距离/m
a 2 0.1 1.5 0.2
b 2 0.1 1.0 0.3
c 5 0.1 2.0 0.3
(1)实验中应　　　　　　　　拉动弹簧测力计。
(2)实验过程中收集到三组实验数据如上表所示。利用a装置做实验时的有用功为　　　　J,机械效率为　　　　(结果精确到0.1%)。
(3)①计算比较a、b两装置的机械效率,它们的关系是η1　　　　η2。若提升相同物重到相同高度,与a装置相比,b装置的优势是　　　　。
②比较b、c两滑轮组,它们机械效率的关系是η2　　　η3,影响它们机械效率高低的因素是
　 (填一个即可)。
16.(8分)如图3所示是刘悦同学设计的探究“小球的重力势能大小与哪些因素有关”的实验装置。
其中AB是四分之一光滑圆弧轨道,BC是粗糙的水平地面,木块M初始静止在B点,让小球从距水平地面高h处由静止释放,小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨道,然后与木块M发生碰撞,木块运动一段距离后最终停下来,小球可认为是光滑的。如图4所示是实验过程中的三个步骤,其中小球质量m1(1)在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中,小球的重力势能转化为小球的　　　 。
(2)通过观察　　　　　　　　　　　来比较小球的重力势能的大小。
(3)步骤一、步骤二是探究小球的重力势能大小与　　　　　　的关系。
(4)步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与　　　　　　的关系。
17.(8分)如图5所示,某实验小组在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平地面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球滚下斜面的过程中,它的　　　　　能转化为动能,其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
(2)分析比较　　　　两次实验,可探究得出结论:质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)若甲实验中木块所受的重力为1 N,水平移动的距离是30 cm,则重力对木块做的功为
　　　　J。
(4)若水平地面光滑,则　　　　(选填“能”或“不能”)完成本实验。
四、科普阅读题(10分)
18.阅读短文,回答问题。
火星探测器“天问一号”
火星是太阳系中与地球最相似的行星,有大气,温度适宜,自转周期和地球相近,物体在火星表面受到的重力约为在地球表面受到的重力的二分之一。人类对火星的探测具有重大的科学
意义。
2020年4月24日,国家航天局宣布将我国火星探测任务命名为“天问”,并将首个探测器命名为“天问一号”。“天问一号”将一次性完成“绕、落、巡”三大任务,这在世界航天史上还没有先例。
“绕”,探测器经过7个月的长途飞行,预计明年2月抵达火星附近,之后沿椭圆轨道绕火星运动(如图6所示),实现火星的远、近火点环绕探测。离火星最近的点叫近火点,离火星最远的点叫远火点。
“落”,使探测器着陆火星表面将是一个更艰巨的挑战,需在7 min内,使探测器的时速降至零。我国利用探月的技术积累,通过四个阶段来减速。第一阶段气动减速,给探测器来个急刹车;第二阶段降落伞减速,速度减至342 km/h;第三阶段动力减速,探测器反推发动机点火工作,速度减至3.6 m/s;第四阶段着陆缓冲,将探测器悬停在空中,对火星表面观察,寻找合适的位置着陆。
“巡”,当探测器到达火星后,放出巡视车,完成对火星表面的拍摄及土壤分析等工作,为下一步探测打好基础。
人类对于未知世界的好奇与探索从没有停息过,仰望璀璨星空,我们追梦不止!
(1)探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受空气阻力,只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时,探测器的动能　　　　,机械能　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(2)探测器着陆前的降落伞减速阶段,速度减至　　　　m/s。
(3)巡视器降落到火星表面后,巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力　　　　(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(4)在火星上重力与质量的比值为g火,探测器在火星上空悬停时其质量为m,反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为　　　　。
五、计算题(共16分)
19.(9分)一辆家用小汽车沿着长为5400 m的平直公路匀速行驶,当它从起点行驶到终点时耗时300 s,汽车受到的阻力为4000 N。求:
(1)汽车的行驶速度。
(2)汽车发动机牵引力做的功。
(3)汽车发动机牵引力做功的功率。
20.(7分)在一次车辆故障处理过程中,拖车所用装置可简化为如图7所示的滑轮组。为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30 s的时间,将水平路面上质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5 m/s,绳子自由端的拉力F是500 N,地面对故障车的摩擦力为故障车重的0.08。求:(g取10 N/kg)
(1)拉力F在30 s内所做的功。
(2)整个装置的机械效率。
答案
1.B
2.B　人用力推箱子但没有推动,有力施加在箱子上,但箱子没有沿力的方向移动距离,推力不做功,故A选项不符合题意。起重机吊着重物匀速竖直上升的过程中,起重机对重物的拉力是竖直向上的,重物移动的距离也是竖直向上的,满足做功的两个条件,因此拉力做了功,故B选项符合题意。中学生在平直道路骑车行进的过程中,地面对车的支持力是竖直向上的,车移动的距离是水平方向的,力与距离垂直,地面对车的支持力不做功,故C选项不符合题意。踢出去的足球在空中飞行的过程中,人脚对足球没有力的作用,因此人脚对足球不做功,故D选项不符合题意。
3.C
4.B
5.A　甲所举的杠铃上升的高度大些,杠铃质量相同即重力相同,则举力相同,W=Fs=
Gh,所以甲做功较多;所用时间相同,由P=知,甲的功率大。
6.D　
7.A　额外功不变,如果增加木箱的重力,有用功会增大,有用功在总功中所占的比例将增大,机械效率会提高,故A符合题意;
动滑轮机械效率的高低与木箱上升的高度和上升的速度无关,故B、C不符合题意;
换用质量更大的动滑轮,额外功增加,有用功在总功中所占的比例将减小,机械效率降低,故D不符合题意。
8.B　图甲中,物体运动的路程与所用的时间成正比,做匀速直线运动;图乙中,物体的速度不随时间的改变而改变,做匀速直线运动。由于物体所受滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和接触面受到的压力有关,与速度大小无关,所以物体两次所受摩擦力相同。又因为物体在两次运动过程中都做匀速直线运动,处于平衡状态,推力和滑动摩擦力总相等,可知F1=F2=f,故C、D错误;图甲中,物体的速度为v===2 m/s,图乙中,物体的速度v=4 m/s,由P=Fv可知,P19.D　由图知,n=3,则绳子自由端移动的距离为s=3×2 m=6 m,A选项错误;根据F=
(G物+G动)得,动滑轮重:G动=nF-G物=3×125 N-300 N=75 N,B选项错误;拉力做的功:W=Fs=Fnh=125 N×3×2 m=750 J,拉力做功的功率:P===187.5 W,C选项错误;此过程滑轮组的机械效率:η======0.8=80%,D选项正确。
10.D　
11.B　铁锁在摆动过程中,不断与空气摩擦,机械能减小,所以铁锁摆回时不会打到鼻子,A错误;
铁锁在摆动过程中动能与重力势能相互转化,同时克服空气阻力做功,B正确;
铁锁由高处摆到低处的过程中因为空气阻力的存在,重力势能没有全部转化为动能,C错误;
铁锁摆动的最大高度逐渐降低,是由于受空气阻力的作用,机械能不断减小,高度不断减小,D错误。
12.C　从图中可以看出,运动员下落过程中,相同的时间间隔内,通过的距离越来越大,因此他的速度逐渐增大,故选项A不正确。运动员所受的重力是不变的,由于ab段距离小于cd段距离,所以他在ab段重力所做的功小于在cd段重力所做的功,故选项B不正确。由于运动员所受的重力在ab段做的功比在cd段做的功少,ab段与cd段时间相等,因此,他在ab段做功比在cd段做功慢,故选项C正确。由于空气阻力不能忽略,所以运动员下落过程中减少的重力势能没有全部转化为动能,故选项D不正确。
13.AB　滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关,甲对水平木板的压力大于乙对水平木板的压力,所以甲所受的摩擦力大于乙所受的摩擦力,因为甲、乙做匀速直线运动,故拉力与摩擦力大小相等,则F1>F2,故A正确;因为速度相同,时间相同,运动距离相同,由W=Fs可知,F1做的功多,故B正确;根据P=可知,时间相同,F1做功多,故F1的功率大于F2的功率,故C错误;重力与运动方向垂直,重力不做功,故D错误。
14.ABCD
15.(1)竖直向上匀速　
(2)0.2　66.7%
(3)①=　省力 ②<　被提升的物重
16.(1)动能　(2)木块移动距离的远近
(3)质量　(4)高度
17.(1)重力势
(2)甲、乙
(3)0
(4)不能
(2)比较甲、乙两实验可知,小球的质量相同,小球放置位置越高,滑到水平地面的速度越大,将木块撞击得越远,这表明小球的动能越大;(3)甲实验中木块所受的重力为1 N,但它在重力方向上没有移动距离,所以重力对木块不做功;(4)如果水平地面光滑,根据牛顿第一定律可知,木块会一直运动下去,因此无法通过木块移动的距离来比较动能的大小。
18.(1)变小　不变　(2)95　
(3)不是　(4)mg火
19.(1)汽车的行驶速度:
v===18 m/s。
(2)汽车匀速行驶时牵引力等于阻力为4000 N,汽车发动机牵引力做的功:
W=Fs=fs=4000 N×5400 m=2.16×107 J。
(3)汽车发动机牵引力做功的功率:
P===7.2×104 W。
20.(1)由v=可得,故障车在30 s内通过的路程:
s车=v车t=5 m/s×30 s=150 m,
由图知,n=3,拉力端移动的距离:
s=n s车=3×150 m=450 m,
拉力F在30 s内所做的功:
W总=Fs=500 N×450 m=2.25×105 J。
(2)地面对故障车的摩擦力:
f=0.08G=0.08mg=0.08×1500 kg×10 N/kg=1200 N,
滑轮组克服故障车所受摩擦力做的有用功:
W有用=fs车=1200 N×150 m=1.8×105 J,
整个装置的机械效率:
η===0.8=80%。