物理八年级下册第十一章功和机械能同步训练
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动,其结构如图甲所示、图乙是小明玩弹跳杆时,由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程,下列分析正确的( )
A.a→c的过程中,小明先加速后减速,在b状态时速度最大
B.a→b的过程中,弹簧的弹力越来越大,在b状态时弹力最大
C.b→c的过程中,弹簧的弹性势能转化为小明的重力势能
D.在a状态时弹簧的弹性势能最大,小明的动能为零
2、用力沿水平方向拉水平桌面上的木块,拉力大小随时间变化的图像如图甲所示,物块速度随时间变化的图像如图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.10~30s内拉力做功为32J
B.50s内拉力做功为80J
C.10~30s内拉力的功率逐渐变大
D.30~40s内拉力的功率逐渐变大
3、如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末,爸爸开车带着小艳出去游玩,途中,这辆汽车在1h的时间内,在水平路面上匀速行驶了72km,消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW,汽油的热值为4.6×107J/kg,g=10N/kg。则关于上述lh的行驶过程,不考虑流体压强的条件,下列分析正确的是( )
A.该汽车对路面的压力大于1.5×104N B.该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
C.该汽车的牵引力是1.5×103N D.该汽车发动机的效率是30%
4、如图装卸工人用沿斜面的力F=200N,匀速将G=800N的货柜从斜面底端推上1m高的货车,下列分析正确的是( )
A.此过程中,斜面对货柜支持力做功0J
B.此过程中,推力做功800J
C.货柜受到的重力和斜面对货柜的支持力二力平衡
D.货柜受到的重力和货柜对斜面的压力二力平衡
5、人造地球卫星沿椭圆轨道运行,我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点,最远的一点叫远地点(如图所示),卫星在太空飞行过程中,不受到任何的阻力卫星从远地点向近地点运行过程中( )
A.机械能变小,动能不变,势能变小 B.机械能不变,动能变小,势能变大
C.机械能变大,动能变大,势能变大 D.机械能不变,动能变大,势能变小
6、下列现象中势能转化为动能的是( )
A.火箭发射升空 B.汽车匀速驶上斜坡
C.小球从光滑斜面顶端滚下 D.跳伞运动员匀速下落
7、将一本九年级上册物理课本从地面捡起放到课桌上,所做的功大约是
A.200J B.20J C.2J D.0.2J
8、一小球被竖直上抛,先后经过P、Q两点,到达最高点后又落回抛出点,如图所示。整个运动过程忽略空气阻力,则( )
A.小球上升经过PQ的过程,其所受的重力不做功
B.小球先后两次经过Q点时的速度大小是不同的
C.上升时,小球在Q点的机械能一定大于在P点时的动能
D.在整个运动的过程,小球的动能在不断减少
9、初三的小明2s内将一只鸡蛋从地面匀速举至头顶,此过程中他对鸡蛋做功的功率约为( )
A.0.5W B.1W C.5W D.10W
10、测量爬楼的功率,小明和小华两人团结协作准备测量小明爬楼梯的功率,以下做法正确的是( )
A.需要测量出小华的体重、爬楼的高度、爬楼的时间
B.需要测量出小明的体重、楼梯的总长度、爬楼的时间
C.小明爬楼所用的时间最好是小明自己手握秒表测量
D.测量小明爬楼的功率需要测量3次而后求平均值,这样最为准确
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(6小题,每小题5分,共计30分)
1、攀岩是一项挑战自然、超越自我的惊险运动。一位攀岩者体重为520N,背着质量为8kg的背包,用时10min登上高为3m的峭壁。他做功的平均功率是 ___________。(g=10N/kg)
2、一建筑工人用100N的水平推力推小车,使小车在水平地面上匀速前进了2m,小车受到的阻力为______N。撤去推力,小车仍然能继续向前运动1m,在小车前进3m的过程中,工人对小车做的功为______J,支持力做功______J。
3、如图甲所示。放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和图丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体处于______(填“加速”、“匀速”或“减速”)状态;在物体做匀速直线运动的阶段,推力F做的功为______J,推力的功率为______W。
4、在粗糙水平面上有一个重为200N的物体,小明用15N的水平推力使其以2m/s的速度沿力的方向匀速运动了20s,则在此过程中小明做功的功率为______W,物体重力所做的功为______J。
5、一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了20m,拉力撤消后,物体由于惯性又前进了5m。若拉力做的功为500J,则拉力的大小为 ___________N。
6、如图所示,是一个回转“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系个钩码,当你将“魔罐”在水平地面上滚出后,在速度越来越慢的过程中 ______转化为 ______能,而后它 ______自动滚回来(选填“能”或“不能”)。
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、如图小明同学体重为50kg,背着重为60N的书包,求:(g取9.8N/kg)
(1)小明背着书包爬到三楼,在这过程中他做的功;
(2)此过程小明用了20s.他做功的功率是多少?
2、 “节能减排,低碳生活”旨在倡导节约能源和使用清洁能源,新能源汽车成为未来汽车发展的方向,现有一款质量为2t的新能源汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min,该汽车在这个过程中的功率为4×104W,且轮胎与地面的总接触面积为400cm2求在这段时间内(g=10N/kg):
(1)新能源汽车行驶的距离;
(2)新能源汽车对平直公路的压强;
(3)新能源汽车的牵引力。
3、服务机器人的开发利用极大地方便了人们的生活。如图所示为某酒店的机器人,它能完成送餐传菜、配送物品、回收餐具等一系列工作。某次送餐时,机器人和餐食的总质量为10kg,它的“脚”与地面总接触面积是40cm2,从餐厅以2.88km/h的速度匀速运动1min达到客房,受到的摩擦力是重力的0.1倍,g取10N/kg,求这次送餐:
(1)机器人对水平地面的压强。
(2)餐厅与客房的距离。
(3)牵引力所做的功。
4、如图所示,拉力通过滑轮在5秒内将重10牛的物体提升2米,不计滑轮重力和摩擦。求:
(1)拉力做的功;
(2)做功的功率。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
A.a→b的过程中,开始一段时间内,弹簧的形变量较大,向上的弹力大于向下的重力,小明做加速运动;随着弹簧形变量的减小,弹力减小,当弹力等于重力时,小希的速度达到最大;弹力继续减小,向上的弹力小于向下的重力时,小明做减速运动;而b→c的过程中,小明在重力作用下做减速运动;所以,a→c的过程中,小明先加速后减速,在b状态时速度并不是最大(此时弹簧恢复到原长,无弹力,人只受重力作用,处于减速阶段),故A错误;
B.a→b的过程中,弹簧的形变程度变小,所以弹簧的弹力越来越小;到达b点时,弹簧恢复到原长,所以此时弹力为0,故B错误;
C.b→c的过程中,即离开地面上升的过程,小明的速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,所以该过程中是动能转化为小明的重力势能,故C错误;
D.由图可知,a状态时弹簧的形变程度最大,弹簧的弹性势能最大;小明处于最低位置,速度为0,故小明的动能为0,故D正确。
故选D。
2、C
【解析】
【详解】
A.结合图甲、乙两图知,0~10s,水平拉力由0增大到4N,木块处于静止状态;10~30s,水平拉力由4N增大到12N,木块做加速运动,不知道木块运动的距离,由W=Fs可知,无法确定做功的多少,故A错误;
B.50s内,由图甲可知拉力在变化,不知道物体运动的距离,由功的公式W=Fs可知,无法计算拉力做的功,故B错误;
C.10~30s内,由图甲可知,拉力逐渐增大,木块的速度逐渐增大,根据
知,拉力的功率逐渐变大,故C正确;
D.30~40s,水平拉力保持为4N不变,木块做匀速直线运动,根据
知,拉力的功率保持不变,故D错误;
故选C。
3、D
【解析】
【详解】
A.汽车在水平路面上匀速行驶时,在竖直方向受到重力和支持力是一对平衡力,所以两力大小相等,由力的作用是相互的,所以汽车对路面压力大小等于支持力,由于汽车重力不知,所以汽车对路面压力大小不能确定,故A错误;
B.汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,汽车在牵引力作用下通过的距离等于汽车在阻力作用下通过的距离,由得,汽车牵引力做的功等于汽车阻力做的功,由可得,汽车克服阻力做的功
故B错误;
C.汽车的行驶速度
由可得,汽车的牵引力
故C错误;
D.汽车消耗汽油6kg完全燃烧放出热量
所以汽车发动机的效率
故D正确。
故选D。
4、A
【解析】
【详解】
A.斜面对货柜支持力与斜面相垂直,但货柜在此支持力的方向没有通过一定的距离,由公式知,支持力没有做功,故A正确;
B.已知推力F=200N,斜面长度为,所以推力做的
故B错误;
C.货柜受到的重力竖直向下,斜面对货柜的支持力与斜面相垂直斜向上,两个力不在同一直线上,所以不是平衡力,故C错误;
D.货柜受到的重力竖直向下,货柜是受力物体;货柜对斜面的压力与斜面垂直斜向下,两个力方向不相反,所以这两个力不是平衡力,故D错误。
故选A。
5、D
【解析】
【详解】
卫星在运行过程中质量不变,卫星在近地点和地球的相对距离最小,速度最大,近地点势能最小,动能最大;卫星在远地点和地球的相对距离最大,速度最小,远地点的势能最大,动能最小;卫星从远地点向近地点运行过程中,势能变小,动能变大。由于不计阻力,机械能是守恒的,保持不变,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6、C
【解析】
【详解】
A.火箭发射升空,质量不变,高度增高,速度变大,火箭的动能增大,重力势能也增大,故A不符合题意;
B.汽车匀速驶上斜坡,其质量不变,速度不变,动能不变,高度增高,重力势能增加,故B不符合题意;
C.小球从光滑斜面顶端滚下,质量不变,速度变大,动能变大,高度降低,重力势能减少,重力势能转化为小球的动能,故C符合题意;
D.跳伞运动员匀速下落,其质量不变,速度不变,动能也不变,高度降低,重力势能减少。故D不符合题意。
故选C。
7、C
【解析】
【详解】
一本物理课本大约0.25kg,重力
课桌大约0.8m高,所以,将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为
故选C。
8、C
【解析】
【详解】
A.小球上升经过PQ的过程,小球在重力的方向上通过了距离,其所受的重力做功,故A错误;
B.整个运动过程忽略空气阻力,小球的机械能是守恒的;小球先后两次经过Q点时的机械能相同,质量不变,高度相同,重力势能相同,所以动能相同,则速度大小相同,故B错误;
C.整个运动过程中小球的机械能是守恒的,上升时,小球在Q点的机械能等于在P点时的机械能,由于在P点时小球具有一定的动能和重力势能,所以小球在Q点的机械能一定大于在P点时的动能,故C正确;
D.小球上升时,质量不变,速度变小,动能变小,高度变大,重力势能变大,动能转化为重力势能;下落时,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能;所以在整个运动的过程,小球的动能先减小后增大,故D错误。
故选C。
9、A
【解析】
【分析】
【详解】
一个鸡蛋的质量约为50g,即0.05kg,初三学生的平均身高为1.65m,从地上拿起鸡蛋并匀速举过头顶通过的距离大约为2m,时间为2s;鸡蛋的重力
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
对鸡蛋做的功
W=Gh=0.5N×2m=1J
对鸡蛋做功的功率
故BCD不符合题意;A符合题意。
故选A。
10、C
【解析】
【详解】
AB.爬楼要克服自身重力做功,且做功功率为
所以,实验时需要测量是被测量者的体重(质量m)、楼高h、爬楼所用时间t,故A B错误;
C.小明自己手握秒表测量,便于掌握开始和结束的时间,计时较准确,故C正确;
D.若不断地爬楼3次,由于受到体力的影响,爬楼的时间会越来越长,爬楼的功率会越来越小,最终求得的值将比通常情况下的功率值偏小,故D错误。
故选C。
二、填空题
1、3W
【详解】
由题知
G人=520N
m包=8kg
背包的重力
G包=m包g=8kg×10N/kg=80N
则人和背包的总重力
G=G人+G包=520N+80N=600N
攀岩时克服总重力做功
W=Gh=600N×3m=1800J
用时
t=10min=600s
他做功的平均功率
2、100 200 0
【详解】
[1]因为小车在水平地面上做匀速运动,受到的推力、阻力是一对平衡力,大小相等,所以小车受到的阻力
[2]一建筑工人用100N的水平推力推小车,使小车在水平地面上匀速前进了2m,该阶段工人对小车做的功为
撤去推力,小车由于惯性继续向前运动,工人不再对小车用力,所以小车运动的第3秒工人对小车不做功,因此在小车前进3m的过程中,工人对小车做的功为200J。
[3]小车水平运动,在支持力的方向上没有移动距离,支持力对小车不做功,即做功为0J。
3、加速 8 4
【详解】
[1]由v﹣t图像可知,在0~2s内,物体的速度随时间均匀增加,即物体做加速运动,因此当t=1s时,物体处于加速状态。
[2]由v﹣t图像可知,在2~4s内,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v=2m/s;根据v=可得,在2~4s内物体通过的距离
s=vt=2m/s×2s=4m
由图乙知,2~4s内物体受到的推力F=2N,推力F做的功
W=Fs=2N×4m=8J
[3]推力的功率
4、30 0
【详解】
[1] 则在此过程中小明做功的功率为
[2] 小明用15N的水平推力在水平面上推,物体仅仅在水平面上运动,在竖直方向上没有距离,故重力不做功,重力做的功为零。
5、25
【详解】
撤去拉力后,拉力对物体没有做功;由物体在拉力作用下移动了20m和拉力做功500J,拉力的大小
6、动 弹性势 能
【详解】
[1][2][3]魔罐在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,故它在水平面上滚动的速度会越来越慢,当动能为0时,弹性势能最大,魔罐开始向回滚动。
三、计算题
1、(1)3300J;(2)165W
【详解】
解:(1)小明背着书包爬了三楼,克服自身和书包重力做功
W=(m人g+G包)×2h=(50kg×9.8N/kg+60N)×2×3m=3300J
(2)由可得到做功功率为
答:(1)小明背着书包爬到三楼,在这过程中他做的功为3300J;
(2)他做功的功率是165W。
2、(1)2.4×104m;(2);(3)2000N
【详解】
解:(1)新能源汽车的速度
行驶的时间
行驶的距离
(2)新能源汽车对地面的压力
新能源汽车对平直公路的压强
(3)由
可得
答:(1)新能源汽车行驶的距离是2.4×104m;
(2)新能源汽车对平直公路的压强是;
(3)新能源汽车的牵引力是2000N。
3、(1)2.5×104Pa;(2)48m;(3)4800J
【详解】
解:(1)该机器人对地面的压力为
它对地面的压强为
(2)该机器人正常运行的速度为
送餐时间为
根据速度公式知餐厅与客房的距离为
(3)机器人匀速直线运动时处于平衡状态,受到的牵引力为
牵引力所做的功为
答:(1)机器人对水平地面的压为2.5×104Pa;
(2)餐厅与客房的距离为48m;
(3)牵引力所做的功4800J。
4、(1)20J;(2)4W
【详解】
解:(1)由图知滑轮为定滑轮,则拉力端移动的距离
不计摩擦,拉力
拉力做功
(2)拉力的功率
答:(1)拉力做的功为;
(2)做功的功率为。