北师大版八年级下9.4功率同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下9.4功率同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 573.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-12 20:05:27 | ||
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文档简介
北师大版八年级下 9.4 功率 同步练习
一、单选题
1．如图甲所示，一物块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，两次拉动物块得到的s-t图像如图乙所示，对应的弹簧测力计示数分别为F1和F2，两次拉力的功率分别为P1和P2，下列说法正确的是（）
A． B． C． D．
2．几位同学进行爬楼比赛，规定功率最大的人获胜，那么冠军是（ ）
A．体重最大的人 B．用时最短的人
C．做功最快的人 D．速度最大的人
3．图甲所示，超超在平地上用水平向右的力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，以下说法正确的是（ ）
A．0~3s内推力小于摩擦力
B．3s~6s内木箱处于平衡状态
C．6s~9s内木箱所受摩擦力大小为3N
D．9s~12s内推力做功的功率大小为6W
4．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．做功越快的机械，功率一定越大
B．功率越大的机械，做功一定越多
C．做功越多的机械，机械效率一定越高
D．机械效率越高，机械做功一定越快
5．在光滑的水平面上，用水平力F推动一个静止的物体前进了s的距离，推力所做的功为W1，功率为P1；若仍用水平力F在粗糙的水平面上推同一静止的物体前进了s的距离，推力所做的功为W2，功率为P2（在光滑水平面推物体所用时间比粗糙水平面用的时间短）。那么（ ）
A．W1=W2，P1＞P2 B．W1=W2，P1=P2
C．W1＜W2，P1＞P2 D．W1＜W2，P1=P2
6．甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则下面说法正确的是（ ）
A．甲做功比乙做功快一些 B．甲做的功比乙做的功多
C．甲做功所用的时间更少 D．乙做功比甲做功快一些
7．如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端从静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象。则（ ）
A．拉力在区域①中做功的功率比②的小 B．物块在区域①上所受的摩擦力等于2N
C．物块在区域③上运动的时间可能为1s D．区域①路面的粗糙程度比②的大
8．物理学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示某物理量的是（ ）
A． B． C． D．
9．以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（ ）
A．两车所做功之比是2:1
B．两车所做功之比是1:1
C．两车所受牵引力之比是2:1
D．两车速度之比是1:2
10．如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N
B．拉力F做的功为100J
C．额外功的功率是8W
D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
二、填空题
11．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）则，0~1s内，地面对物体的支持力是_______，2s~3s内，拉力F的功率是_______。
12．在水平地面上工人师傅沿水平方向推重的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在内木箱受到的推力恒为，则在这段时间（）内，木箱受到的推力的功率是___________，内木箱受到的摩擦力是___________（忽略空气阻力）。
13．若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示。则在20﹣25s时间内，轿车运动的距离是_____m，该过程发动机做的功是____J，轿车在运动过程中受到的阻力是____N。
14．在水平地面上，小明用100N的水平推力推动重为80N的箱子，在4s内前进了3m，在这个过程中木箱所受的重力对木箱做功为______J，小明对木箱做功的功率为______W。正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W，在5min内心脏做功______J。
15．机械功和功率的区别是：前者指物体做功的______，后者是指物体做功的______（前两空均选填“多少”或“快慢”）。某机器的功率是800瓦，其物理意义是此机器______。
三、综合题
16．功的概念
（1）现象分析
现象 分析
起重机将2t的货物从地面提到了房顶上 起重机用的力有成效
一匹马拉着一根圆木前进了一段距离 马的拉力有成效
张华用了很大力搬一块大石头，但没有搬动 张华用的力没有成效
小明提一只100N的箱子，从一楼到二楼 小亮提一只100N的箱子，从一楼到四楼 小明与小亮用的力相同，但成效不同
由实例可知：当物体受到________的作用并且在________上通过了一段距离，这个力就有了成效．
（2）实验探究：功与哪些因素有关 实验器材：小车、斜面、砝码、弹簧测力计．
实验过程：每次在小车上放不同数量的砝码，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，分别测出拉力F、小车通过的距离s、小车及车上砝码所受的重力G，小车上升的高度h，记录在下表格中：
测量次数 F/N s/m G/N h/m Fs/（N m） Gh/（N m）
1 0.7 0.3 2.0 0.1 0.21 0.2
2 1.1 0.6 3.0 0.2 0.66 0.6
3 1.7 0.9 5.0 0.3 1.53 1.5
①分析表格中的数据可以发现：________
②实验表明使用斜面提升物体时，________既省力又省距离（填“可能”或“不可能”）
（3）功的定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量，物理学中称为________；简称________．
（4）功的计算公式是________；其中W表示________，F表示________，s表示________．
（5）功的单位：在国际单位制中，功的国际单位是________，符号是________；1J=________，物理意义：________．
17．如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）．求：
（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；
（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；
（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值．
18．智能机器人目前已能够在很多方面为人类提供高效率高精准度的服务；在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务；下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图）的部分参数，请回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）为了使机器人行走或搬运货物时更加平稳，要求机器人的基座有较大的质量，则适合做机器人基座的材料是 ______（选填“铸铁“或“塑料”）；机器人双臂关节连接处要尽量 ______（选填“增大”或“减小”）摩擦；
（2）当机器人以最大负重静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少帕？______
（3）“小i“以最大负重在图书馆中水平匀速直线运动40m，用时100s，其间受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，则它克服摩擦力做功的功率是多少？______
（4）若“小i”每天需将1900kg图书从地面分批搬回0.5m高的书架上，则“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是多少？______
参数名称 与地面的接触面积/cm2 最大负重/kg 质量/kg
数据 48 20 16
19．图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图，图乙是它的电路示意图，其中电源板的作用是将220V的交流电变成低压直流电，供出水电动机和出水定位灯使用．（水的比热容4.2×103J/（kg ℃））
（1）出水定位灯的作用是方便夜间判断出水的位置，避免烫伤．出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案“”的透明胶片和小灯泡组成．出水定位灯发光时，会在放置电热水瓶的桌面上留下一个清晰明亮的像，相对于定位灯里透明胶片上的图案“”，桌面上所成的像是_____（选填“”“”“”或“”），而且这个像是_____（选填“放大”“等大”或“缩小”）的．
（2）该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件：水温25℃，水量4kg，沸腾温度100℃，电压220V”．若加热管的电阻为24.2Ω，则在此快速沸腾的条件下，该电热水瓶的加热效率为多少_____？
（3）已知圆柱形内胆的底面积为250cm2，出水口比最高水位高3cm．当内胆中装有2L水时，按住出水开关20s，出水电动机恰好能抽出1L的水．若不计出水管的体积和水的流速，则出水电动机的输出功率约为多少W__________？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
根据s-t图像可知，两次均做匀速直线运动，在水平方向上，物体在拉力、滑动摩擦力二力作用下平衡，且滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙度有关，所以两次实验时的拉力大小相同，则弹簧测力计示数F1和F2相同；相同的时间，第1次运动的距离大于第2次，则第1次的速度较大，根据可知。故ABD错误，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
功率是表示物体做功快慢的物理量，跟物体做功多少和做功时间有关。
A．体重最大的人，做功最多，但用时间不一定最短，功率不一定最大，故A项不符合题意；
B．用时最短的人，做功不一定最多，功率不一定最大，故B项不符合题意；
C．做功最快的人，表示该人的功率最大，所以获胜，故C项符合题意；
D．速度表示运动快慢，不表示做功快慢，速度大，功率不一定大，故D项不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
A．由图丙知，0~3s，木箱处于静止状态，所受的静摩擦力与推力是一对平衡力，它们的大小相等，故A错误；
B．由图丙知，3~6s，木箱做加速运动，不是处于平衡状态，故B错误；
CD．由图丙知，9~12s，木箱做匀速直线运动，速度为1m/s，由图乙知，此时木箱受到的推力为6N，那么所受的摩擦力也等于6N，因为木箱处于平衡状态，水平方向上的摩擦力和推力是一对平衡力。此时间段，推力做功的功率
P=Fv=6N×1m/s=6W
6~9s，木箱做减速运动，但此时间段木箱对平地的压力和接触面的粗糙程度与匀速直线运动时间段内的相同，所以所受的摩擦力大小也为6N。故C错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A．功率反映物体做功的快慢，功率大则做功快，故A正确；
B．功率是功与时间的比值，功率越大的机械，做功快，因为时间不确定，所以做功多少不能确定，故B错误；
C．机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故C错误；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，功率反应物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
在两种平面上，推力相等，物体运动的距离也相等，根据W=Fs可知，推力做的功相等；在光滑水平面推物体所用时间比粗糙水平面用的时间短，根据可知，在光滑水平面的功率较大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．A
【详解】
AD．功率是表示物体做功快慢的物理量，甲的功率比乙的大，则甲做功比乙做功快，故A正确，D错误；
B．功率数值上等于功与时间的比值。因为甲的功率比乙的大，所以在相同时间内，甲做的功比乙多，故B错误。
C．因为甲的功率比乙的大，由可知，做同样多的功，甲所用的时间更少，题中没有说明做功一样，故C错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．由题知，在区域①和②，拉力大小相等，两段区域长度相等，根据W=Fs可知，拉力在这两段区域做的功相等；由图2可知，物块在区域①运动时间为2s，在区域②运动时间为1s，根据 可知，拉力在区域①中做功的功率比②的小，故A符合题意；
B．由图2可知，物块在区域①上运动时速度增大，则它受力不平衡，拉力大于摩擦力，所以它所受的摩擦力小于2N，故B不符合题意；
C．物块在区域②上运动时，速度不变，则拉力和摩擦力为平衡力，大小相等，运动时间为1s，，物块在区域③上运动时，撤去了拉力，水平方向上只受摩擦力，速度将减小，所以它的时间大于1s，故C不符合题意；
D．物块在区域①运动时，速度增大，拉力大于摩擦力，物体在区域②运动时，速度不变，拉力等于摩擦力，而拉力不变，所以在区域①受到的摩擦力比区域②的小，因为压力不变，所以区域①路面的粗糙程度比②的小，故D不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】
A．横坐标表示功，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故A不符合题意；
B．横坐标表示时间，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功率和时间乘积，表示功，故B符合题意；
C．横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故C不符合题意；
D．横坐标表示时间，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和时间乘积，无意义，故D不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】
AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；
C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为
故C错误；
D．由可得
故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
物体运动的距离为
由图可知，绳子的股数为2，则绳子端移动的距离为
绳子端移动的速度为
总功为
滑轮组的机械效率为60%，根据可知，有用功为
因为物体克服摩擦力做功，所以摩擦力为
额外功为
额外功的功率为
故选C。
11． 30N 300W
【详解】
[1]由图甲、乙知，0~1s内，滑轮组绳子自由端的拉力F1=30N，物体处于静止状态；1~2s内，绳子自由端的拉力F2=50N，物体做加速运动；2~3s内，绳子自由端的拉力F3=40N，物体匀速直线运动，不计绳重和绳与轮之间的摩擦，而承重绳子为3根，所以有
即
解得，动滑轮的重力G动=20N。那么0~1s内，绳子对物体的拉力
F拉=3F1-G动=3×30N-20N=70N
物体此时受到竖直向下的重力和绳子拉力、地面对物体的支持力的作用处于平衡状态。所以地面对物体的支持力
F支=G物-F拉=100N-70N=30N
[2]由图丙知，2~3s内物体通过的高度
h=3.75m-1.25m=2.5m
则绳子端移动的距离
s=3h=3×2.5m=7.5m
拉力做功为
W=F3s=40N×7.5m=300J
拉力的功率
12． 100 100
【详解】
[1]由图示知，4s~8s内，木箱的速度保持不变，为1m/s，则在这段时间内，木箱受到的推力的功率
P=Fv=100N×1m/s=100W
[2]4s~8s内，木箱所做的是匀速，所受的摩擦力等于拉力，即
f=F=100N
而8s~10s内，木箱做减速运动，但木箱对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的摩擦力与4s~8s内的相同，为100N。
13． 150 4.5×105 3000
【详解】
[1]由图像可知，在20﹣25s时间内，轿车运动的速度为30m/s，则轿车运动的距离为
s=vt=30m/s×5s=150m
[2]因轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功
W=Pt=9×104×5J=4.5×105J
[3]轿车运动过程中受到的阻力
f=3000N
14． 0 75 450
【详解】
[1]做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体沿力的方向通过一段距离；二者同时具备；由此可知，木箱在水平移动的过程中，木箱在重力方向上没有移动距离，木箱的重力做功为0J。
[2]小明对木箱所做的功
小明对木箱做功的功率
[3]在5min内心脏做的功
15． 多少 快慢 每秒做功800焦
【详解】
[1][2]机械功指的是物体做功的多少；而功率指的是物体做功的快慢，即单位时间内做功的多少，由做功多少和做功所用时间共同决定。
[3]某机器的功率是800瓦，它所表示的物理意义是指该机器每秒做功800焦。
16． 力 力的方向 使用斜面不能省功 不可能 机械功 功 W=Fs 功 力 力的方向上通过的距离 焦耳 J 1N m 用1N的力使物体在该力的方向上移动1m所做的功
【详解】
（1）由实例中的有成效和没有成效的情况比较可知：当物体受到力的作用并且在力的方向上通过了一段距离，这个力就有了成效．（2）比较Fs与Gh的数据可得：Fs＞Gh，所以使用斜面不能省功；实验表明使用斜面提升物体时不可能既省力又省距离．（3）由此可得力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量，物理学中称为机械功；简称功．（4）功的计算公式是W＝Fs；其中W表示功，F表示力，s表示力的方向上通过的距离．（5）功的单位：在国际单位制中，功的国际单位是焦耳，符号是J；1J＝1N m，物理意义：用1N的力使物体在该力的方向上移动1m所做的功．
17．（1）5×104Pa（2）2×103N（3）98.4%（4）3.05×103W
【详解】
（1）．箱子在水底时下表面的深度h=5m，此处水产生的压强：
．
（2）．箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3，则浮力
=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N．
（3）．物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；箱子的重力：
=600kg×10N/kg=6×103N；
出水后，根据可得：机械效率：
．
（4）．由于箱子从水底匀速提到地面，根据即可判断出拉力最大时，功率最大；箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则
；
电动机上绳子的提升速度为v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，则
=3.05×103N×1m/s=3.05×103W．
答：（1）．箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为5×104Pa；
（2）．箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为2×103N；
（3）．物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为98.4%；
（4）．整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05×103W．
18． 铸铁 减小 7.5×104帕 14.4W 9500J
【详解】
（1）[1]因要求机器人的基座有较大质量，则适合做机器人基座的材料是铸铁。
[2]机器人双臂为了避免容易磨损以及使用更灵活，其关节处要尽量减小摩擦。
（2）[3]由表中可知，当机器人以最大负重静止在地面上时总重力为
G总=m总g=(20kg+16kg)×10N/kg=360N
故对水平地面的压力
F= G总=360N
与地面的接触面积
S=48cm2=4.8×10-3m2
故对水平地面的压强
（3 ）{4}由题意可知，机器人的运动速度为
运动过程中机器人所受阻力为
f=0.1 G总=0.1×360N=36N
因机器人受力平衡，根据可知它克服摩擦力做功的功率
P=fv=36N×0.4m/s=14.4W
（4 ）[5]因机器人的最大负重为20kg，故将1900kg图书搬回书架上需要搬运的次数为
搬运一次所做的功为
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×0.5m=100J
故全部搬运完所做的功为
W总=95×W=95×100J=9500J
故答案为：（1）铸铁；减小；
（2）它对水平地面的压强是7.5×104帕；
（3）它克服摩擦力做功的功率是14.4W；
（4）“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是9500J。
19． 放大 87.5% 0.065W
【详解】
解：（1）由题意可知：刻有图案“ ”的透明胶片通过定位灯（凸透镜）、在桌子上成像且像距大于物距，根据凸透镜成像的规律可知所成的是放大的形状如 的实像；（2）4kg温25℃的水加热至沸腾温度100℃所吸收的热量：
Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（100℃﹣25℃）＝1.26×106J；消耗的电能：W＝Pt＝t＝×12×60s＝1.44×106J；η＝ ＝87.5%；（3）装4L水时，水的高度：h1＝＝16cm＝0.16m；则 2L水的高度为0.08m，1L水被提升的高度：h2＝××0.16m+0.08m+3×10﹣2m＝0.13m；电动机对1L水所做的功：W＝Gh2＝mgh2＝ρVgh2＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg×0.13m＝1.3J；出水电动机的输出功率约为：P＝ ＝0.065W．
点睛：（1）根据凸透镜成像规律进行解答即可；（2）由Q＝cm△t可求得水吸收的热量，由W＝Pt可求得消耗的电能，再利用公式可求得电热水瓶的加热效率；（3）根据h＝求得最高水位，利用W＝Gh可求得抽水过程中电动机所做的功，再利用公式可求得出水电动机的输出功率．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图甲所示，一物块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉动，两次拉动物块得到的s-t图像如图乙所示，对应的弹簧测力计示数分别为F1和F2，两次拉力的功率分别为P1和P2，下列说法正确的是（）
A． B． C． D．
2．几位同学进行爬楼比赛，规定功率最大的人获胜，那么冠军是（ ）
A．体重最大的人 B．用时最短的人
C．做功最快的人 D．速度最大的人
3．图甲所示，超超在平地上用水平向右的力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，以下说法正确的是（ ）
A．0~3s内推力小于摩擦力
B．3s~6s内木箱处于平衡状态
C．6s~9s内木箱所受摩擦力大小为3N
D．9s~12s内推力做功的功率大小为6W
4．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．做功越快的机械，功率一定越大
B．功率越大的机械，做功一定越多
C．做功越多的机械，机械效率一定越高
D．机械效率越高，机械做功一定越快
5．在光滑的水平面上，用水平力F推动一个静止的物体前进了s的距离，推力所做的功为W1，功率为P1；若仍用水平力F在粗糙的水平面上推同一静止的物体前进了s的距离，推力所做的功为W2，功率为P2（在光滑水平面推物体所用时间比粗糙水平面用的时间短）。那么（ ）
A．W1=W2，P1＞P2 B．W1=W2，P1=P2
C．W1＜W2，P1＞P2 D．W1＜W2，P1=P2
6．甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，则下面说法正确的是（ ）
A．甲做功比乙做功快一些 B．甲做的功比乙做的功多
C．甲做功所用的时间更少 D．乙做功比甲做功快一些
7．如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端从静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象。则（ ）
A．拉力在区域①中做功的功率比②的小 B．物块在区域①上所受的摩擦力等于2N
C．物块在区域③上运动的时间可能为1s D．区域①路面的粗糙程度比②的大
8．物理学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示某物理量的是（ ）
A． B． C． D．
9．以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（ ）
A．两车所做功之比是2:1
B．两车所做功之比是1:1
C．两车所受牵引力之比是2:1
D．两车速度之比是1:2
10．如图所示，重600N的物体在大小为100N的水平拉力作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中下列选项正确的是（ ）
A．物体与地面间的滑动摩擦力为100N
B．拉力F做的功为100J
C．额外功的功率是8W
D．绳子自由端移动的速度为0.3m/s
二、填空题
11．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）则，0~1s内，地面对物体的支持力是_______，2s~3s内，拉力F的功率是_______。
12．在水平地面上工人师傅沿水平方向推重的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在内木箱受到的推力恒为，则在这段时间（）内，木箱受到的推力的功率是___________，内木箱受到的摩擦力是___________（忽略空气阻力）。
13．若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示。则在20﹣25s时间内，轿车运动的距离是_____m，该过程发动机做的功是____J，轿车在运动过程中受到的阻力是____N。
14．在水平地面上，小明用100N的水平推力推动重为80N的箱子，在4s内前进了3m，在这个过程中木箱所受的重力对木箱做功为______J，小明对木箱做功的功率为______W。正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W，在5min内心脏做功______J。
15．机械功和功率的区别是：前者指物体做功的______，后者是指物体做功的______（前两空均选填“多少”或“快慢”）。某机器的功率是800瓦，其物理意义是此机器______。
三、综合题
16．功的概念
（1）现象分析
现象 分析
起重机将2t的货物从地面提到了房顶上 起重机用的力有成效
一匹马拉着一根圆木前进了一段距离 马的拉力有成效
张华用了很大力搬一块大石头，但没有搬动 张华用的力没有成效
小明提一只100N的箱子，从一楼到二楼 小亮提一只100N的箱子，从一楼到四楼 小明与小亮用的力相同，但成效不同
由实例可知：当物体受到________的作用并且在________上通过了一段距离，这个力就有了成效．
（2）实验探究：功与哪些因素有关 实验器材：小车、斜面、砝码、弹簧测力计．
实验过程：每次在小车上放不同数量的砝码，用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车，分别测出拉力F、小车通过的距离s、小车及车上砝码所受的重力G，小车上升的高度h，记录在下表格中：
测量次数 F/N s/m G/N h/m Fs/（N m） Gh/（N m）
1 0.7 0.3 2.0 0.1 0.21 0.2
2 1.1 0.6 3.0 0.2 0.66 0.6
3 1.7 0.9 5.0 0.3 1.53 1.5
①分析表格中的数据可以发现：________
②实验表明使用斜面提升物体时，________既省力又省距离（填“可能”或“不可能”）
（3）功的定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量，物理学中称为________；简称________．
（4）功的计算公式是________；其中W表示________，F表示________，s表示________．
（5）功的单位：在国际单位制中，功的国际单位是________，符号是________；1J=________，物理意义：________．
17．如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）．求：
（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；
（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；
（4）整个打捞过程中请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值．
18．智能机器人目前已能够在很多方面为人类提供高效率高精准度的服务；在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、读者咨询等服务；下表是某智能机器人图书馆员“小i”（如图）的部分参数，请回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）为了使机器人行走或搬运货物时更加平稳，要求机器人的基座有较大的质量，则适合做机器人基座的材料是 ______（选填“铸铁“或“塑料”）；机器人双臂关节连接处要尽量 ______（选填“增大”或“减小”）摩擦；
（2）当机器人以最大负重静止在水平地面上时，它对水平地面的压强是多少帕？______
（3）“小i“以最大负重在图书馆中水平匀速直线运动40m，用时100s，其间受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，则它克服摩擦力做功的功率是多少？______
（4）若“小i”每天需将1900kg图书从地面分批搬回0.5m高的书架上，则“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是多少？______
参数名称 与地面的接触面积/cm2 最大负重/kg 质量/kg
数据 48 20 16
19．图甲是某种电动出水的电热水瓶的结构剖面图，图乙是它的电路示意图，其中电源板的作用是将220V的交流电变成低压直流电，供出水电动机和出水定位灯使用．（水的比热容4.2×103J/（kg ℃））
（1）出水定位灯的作用是方便夜间判断出水的位置，避免烫伤．出水定位灯是由小凸透镜、刻有图案“”的透明胶片和小灯泡组成．出水定位灯发光时，会在放置电热水瓶的桌面上留下一个清晰明亮的像，相对于定位灯里透明胶片上的图案“”，桌面上所成的像是_____（选填“”“”“”或“”），而且这个像是_____（选填“放大”“等大”或“缩小”）的．
（2）该电热水瓶的说明书上标注着“12分钟快速沸腾的条件：水温25℃，水量4kg，沸腾温度100℃，电压220V”．若加热管的电阻为24.2Ω，则在此快速沸腾的条件下，该电热水瓶的加热效率为多少_____？
（3）已知圆柱形内胆的底面积为250cm2，出水口比最高水位高3cm．当内胆中装有2L水时，按住出水开关20s，出水电动机恰好能抽出1L的水．若不计出水管的体积和水的流速，则出水电动机的输出功率约为多少W__________？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
根据s-t图像可知，两次均做匀速直线运动，在水平方向上，物体在拉力、滑动摩擦力二力作用下平衡，且滑动摩擦力只与压力、接触面粗糙度有关，所以两次实验时的拉力大小相同，则弹簧测力计示数F1和F2相同；相同的时间，第1次运动的距离大于第2次，则第1次的速度较大，根据可知。故ABD错误，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
功率是表示物体做功快慢的物理量，跟物体做功多少和做功时间有关。
A．体重最大的人，做功最多，但用时间不一定最短，功率不一定最大，故A项不符合题意；
B．用时最短的人，做功不一定最多，功率不一定最大，故B项不符合题意；
C．做功最快的人，表示该人的功率最大，所以获胜，故C项符合题意；
D．速度表示运动快慢，不表示做功快慢，速度大，功率不一定大，故D项不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
A．由图丙知，0~3s，木箱处于静止状态，所受的静摩擦力与推力是一对平衡力，它们的大小相等，故A错误；
B．由图丙知，3~6s，木箱做加速运动，不是处于平衡状态，故B错误；
CD．由图丙知，9~12s，木箱做匀速直线运动，速度为1m/s，由图乙知，此时木箱受到的推力为6N，那么所受的摩擦力也等于6N，因为木箱处于平衡状态，水平方向上的摩擦力和推力是一对平衡力。此时间段，推力做功的功率
P=Fv=6N×1m/s=6W
6~9s，木箱做减速运动，但此时间段木箱对平地的压力和接触面的粗糙程度与匀速直线运动时间段内的相同，所以所受的摩擦力大小也为6N。故C错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A．功率反映物体做功的快慢，功率大则做功快，故A正确；
B．功率是功与时间的比值，功率越大的机械，做功快，因为时间不确定，所以做功多少不能确定，故B错误；
C．机械效率是指有用功与总功的比值，做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故C错误；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，功率反应物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】
在两种平面上，推力相等，物体运动的距离也相等，根据W=Fs可知，推力做的功相等；在光滑水平面推物体所用时间比粗糙水平面用的时间短，根据可知，在光滑水平面的功率较大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．A
【详解】
AD．功率是表示物体做功快慢的物理量，甲的功率比乙的大，则甲做功比乙做功快，故A正确，D错误；
B．功率数值上等于功与时间的比值。因为甲的功率比乙的大，所以在相同时间内，甲做的功比乙多，故B错误。
C．因为甲的功率比乙的大，由可知，做同样多的功，甲所用的时间更少，题中没有说明做功一样，故C错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．由题知，在区域①和②，拉力大小相等，两段区域长度相等，根据W=Fs可知，拉力在这两段区域做的功相等；由图2可知，物块在区域①运动时间为2s，在区域②运动时间为1s，根据 可知，拉力在区域①中做功的功率比②的小，故A符合题意；
B．由图2可知，物块在区域①上运动时速度增大，则它受力不平衡，拉力大于摩擦力，所以它所受的摩擦力小于2N，故B不符合题意；
C．物块在区域②上运动时，速度不变，则拉力和摩擦力为平衡力，大小相等，运动时间为1s，，物块在区域③上运动时，撤去了拉力，水平方向上只受摩擦力，速度将减小，所以它的时间大于1s，故C不符合题意；
D．物块在区域①运动时，速度增大，拉力大于摩擦力，物体在区域②运动时，速度不变，拉力等于摩擦力，而拉力不变，所以在区域①受到的摩擦力比区域②的小，因为压力不变，所以区域①路面的粗糙程度比②的小，故D不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】
A．横坐标表示功，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故A不符合题意；
B．横坐标表示时间，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功率和时间乘积，表示功，故B符合题意；
C．横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故C不符合题意；
D．横坐标表示时间，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和时间乘积，无意义，故D不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】
AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；
C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为
故C错误；
D．由可得
故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
物体运动的距离为
由图可知，绳子的股数为2，则绳子端移动的距离为
绳子端移动的速度为
总功为
滑轮组的机械效率为60%，根据可知，有用功为
因为物体克服摩擦力做功，所以摩擦力为
额外功为
额外功的功率为
故选C。
11． 30N 300W
【详解】
[1]由图甲、乙知，0~1s内，滑轮组绳子自由端的拉力F1=30N，物体处于静止状态；1~2s内，绳子自由端的拉力F2=50N，物体做加速运动；2~3s内，绳子自由端的拉力F3=40N，物体匀速直线运动，不计绳重和绳与轮之间的摩擦，而承重绳子为3根，所以有
即
解得，动滑轮的重力G动=20N。那么0~1s内，绳子对物体的拉力
F拉=3F1-G动=3×30N-20N=70N
物体此时受到竖直向下的重力和绳子拉力、地面对物体的支持力的作用处于平衡状态。所以地面对物体的支持力
F支=G物-F拉=100N-70N=30N
[2]由图丙知，2~3s内物体通过的高度
h=3.75m-1.25m=2.5m
则绳子端移动的距离
s=3h=3×2.5m=7.5m
拉力做功为
W=F3s=40N×7.5m=300J
拉力的功率
12． 100 100
【详解】
[1]由图示知，4s~8s内，木箱的速度保持不变，为1m/s，则在这段时间内，木箱受到的推力的功率
P=Fv=100N×1m/s=100W
[2]4s~8s内，木箱所做的是匀速，所受的摩擦力等于拉力，即
f=F=100N
而8s~10s内，木箱做减速运动，但木箱对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的摩擦力与4s~8s内的相同，为100N。
13． 150 4.5×105 3000
【详解】
[1]由图像可知，在20﹣25s时间内，轿车运动的速度为30m/s，则轿车运动的距离为
s=vt=30m/s×5s=150m
[2]因轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功
W=Pt=9×104×5J=4.5×105J
[3]轿车运动过程中受到的阻力
f=3000N
14． 0 75 450
【详解】
[1]做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体沿力的方向通过一段距离；二者同时具备；由此可知，木箱在水平移动的过程中，木箱在重力方向上没有移动距离，木箱的重力做功为0J。
[2]小明对木箱所做的功
小明对木箱做功的功率
[3]在5min内心脏做的功
15． 多少 快慢 每秒做功800焦
【详解】
[1][2]机械功指的是物体做功的多少；而功率指的是物体做功的快慢，即单位时间内做功的多少，由做功多少和做功所用时间共同决定。
[3]某机器的功率是800瓦，它所表示的物理意义是指该机器每秒做功800焦。
16． 力 力的方向 使用斜面不能省功 不可能 机械功 功 W=Fs 功 力 力的方向上通过的距离 焦耳 J 1N m 用1N的力使物体在该力的方向上移动1m所做的功
【详解】
（1）由实例中的有成效和没有成效的情况比较可知：当物体受到力的作用并且在力的方向上通过了一段距离，这个力就有了成效．（2）比较Fs与Gh的数据可得：Fs＞Gh，所以使用斜面不能省功；实验表明使用斜面提升物体时不可能既省力又省距离．（3）由此可得力与物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个有物理意义的量，物理学中称为机械功；简称功．（4）功的计算公式是W＝Fs；其中W表示功，F表示力，s表示力的方向上通过的距离．（5）功的单位：在国际单位制中，功的国际单位是焦耳，符号是J；1J＝1N m，物理意义：用1N的力使物体在该力的方向上移动1m所做的功．
17．（1）5×104Pa（2）2×103N（3）98.4%（4）3.05×103W
【详解】
（1）．箱子在水底时下表面的深度h=5m，此处水产生的压强：
．
（2）．箱子沉入水底，则V排=V=0.2m3，则浮力
=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2×103N．
（3）．物体完全露出水面后，在提升箱子过程中，不计绳重、摩擦和水的阻力，有用功是动滑轮对箱子的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮重所做的功；箱子的重力：
=600kg×10N/kg=6×103N；
出水后，根据可得：机械效率：
．
（4）．由于箱子从水底匀速提到地面，根据即可判断出拉力最大时，功率最大；箱子离开水面在空中时，对滑轮组的拉力最大，故此时电动机对滑轮组的拉力最大；由于不计绳重、摩擦和水的阻力，则
；
电动机上绳子的提升速度为v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，则
=3.05×103N×1m/s=3.05×103W．
答：（1）．箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强为5×104Pa；
（2）．箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力为2×103N；
（3）．物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率为98.4%；
（4）．整个打捞过程中箱子离开水面在空中时电动机的输出功率最大，为3.05×103W．
18． 铸铁 减小 7.5×104帕 14.4W 9500J
【详解】
（1）[1]因要求机器人的基座有较大质量，则适合做机器人基座的材料是铸铁。
[2]机器人双臂为了避免容易磨损以及使用更灵活，其关节处要尽量减小摩擦。
（2）[3]由表中可知，当机器人以最大负重静止在地面上时总重力为
G总=m总g=(20kg+16kg)×10N/kg=360N
故对水平地面的压力
F= G总=360N
与地面的接触面积
S=48cm2=4.8×10-3m2
故对水平地面的压强
（3 ）{4}由题意可知，机器人的运动速度为
运动过程中机器人所受阻力为
f=0.1 G总=0.1×360N=36N
因机器人受力平衡，根据可知它克服摩擦力做功的功率
P=fv=36N×0.4m/s=14.4W
（4 ）[5]因机器人的最大负重为20kg，故将1900kg图书搬回书架上需要搬运的次数为
搬运一次所做的功为
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×0.5m=100J
故全部搬运完所做的功为
W总=95×W=95×100J=9500J
故答案为：（1）铸铁；减小；
（2）它对水平地面的压强是7.5×104帕；
（3）它克服摩擦力做功的功率是14.4W；
（4）“小i”每天搬运这些图书上书架做的功是9500J。
19． 放大 87.5% 0.065W
【详解】
解：（1）由题意可知：刻有图案“ ”的透明胶片通过定位灯（凸透镜）、在桌子上成像且像距大于物距，根据凸透镜成像的规律可知所成的是放大的形状如 的实像；（2）4kg温25℃的水加热至沸腾温度100℃所吸收的热量：
Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg ℃）×4kg×（100℃﹣25℃）＝1.26×106J；消耗的电能：W＝Pt＝t＝×12×60s＝1.44×106J；η＝ ＝87.5%；（3）装4L水时，水的高度：h1＝＝16cm＝0.16m；则 2L水的高度为0.08m，1L水被提升的高度：h2＝××0.16m+0.08m+3×10﹣2m＝0.13m；电动机对1L水所做的功：W＝Gh2＝mgh2＝ρVgh2＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg×0.13m＝1.3J；出水电动机的输出功率约为：P＝ ＝0.065W．
点睛：（1）根据凸透镜成像规律进行解答即可；（2）由Q＝cm△t可求得水吸收的热量，由W＝Pt可求得消耗的电能，再利用公式可求得电热水瓶的加热效率；（3）根据h＝求得最高水位，利用W＝Gh可求得抽水过程中电动机所做的功，再利用公式可求得出水电动机的输出功率．
答案第1页，共2页
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