物理八年级下册第十一章功和机械能定向练习
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、质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示,根据图像可估算出该同学在1分钟内克服重力做功的平均功率为(g取10N/kg)( )
A.15W B.150W C.187.5W D.300W
2、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
3、如图所示的几个情景中,人正在对物体做功的是( )
A.女孩端着盘子在水平地面上匀速前进 B.司机用力推动汽车,车子不动
C.被男孩踢出去的足球在空中飞行 D.运动员举起杠铃
4、早上到校后,小陈同学背着重50N的书包沿水平路面从建兰门口出发走了30m,又登上大约10m高的三楼才到教室,则他在上学的过程中对书包所做的功约为( )
A.0J B.500J C.1500J D.2000J
5、下列物体既有动能又有重力势能的是( )
A.停止在站台上的火车 B.悬挂在天花板上的吊灯
C.在空中飞行的飞机 D.被拉开的弹弓
6、如图所示,2021年6月17日搭载聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船加速升空时的情景,下列说法正确的是( )
A.火箭的重力势能变大,动能变大,机械能不变
B.火箭的重力势能变大,动能减小,机械能不变
C.火箭的重力势能变大,动能变大,机械能变大
D.火箭的重力势能变大,动能减小,机械能减小
7、如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后,在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是( )
A. B. C. D.
8、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
9、引体向上是大家喜爱的体育运动之一。小金的质量为50kg,每次引体向上,人整体上升高度约为60cm,一分钟完成2次。下列说法正确的是(g取10N/kg)( )
A.小金完成一次引体向上,克服重力做功约为300J
B.小金在这一分钟内引体向上的功率约为150W
C.人体上升过程中动能转化为重力势能,机械能守恒
D.小金在上升的过程中,对杆子的拉力始终为500N
10、下列说法正确的是( )
A.在水平公路上行驶的汽车具有势能 B.在空中飞行的飞机,速度越大动能越大
C.被拉开的弹簧,形变越大弹性势能越大 D.动能、重力势能和弹性势能统称机械能
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、小明沿水平方向用10N的力推着重为20N小车,30s内在水平地面上匀速前进了15m;此过程中小明对小车做的功为 ______J,功率为 ______W,小车重力做功的功率为 ______W。
2、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”)。
3、一铁球竖直向上运动,到最高点后又竖直向下运动,并落回到地面,这过程中先后经过A、B位置,球在这两个位置的动能和重力势能如图所示,则球在A位置的速度______B位置的速度,球在A位置的高度______B位置的高度,球在A位置的机械能______B位置的机械能。(三空均选填“大于”、“等于”或“小于”)
4、人骑电动自行车下坡时重力势能_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中,机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
5、一个物体能对另一个物体做功,就表明这个物体具有 __。如图所示,让小车从斜面上由静止开始下滑,撞到一个小木块上,能将木块撞出一段距离,木块被撞得越远,表明小车的动能越大,这种研究方法叫 __。将同一个小车从不同高度自由下滑,看哪次木块被推得远,是想探究动能大小跟 __是否有关。
6、质量为100千克的小车,在水平路面上匀速前进100米,拉力对小车做的功为6.5×103焦,水平拉力为______牛,小车受到的摩擦力为______牛。
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、在四川的凉山有个“悬崖村”,孩子们上学要爬落差800米的天梯。一个质量为45kg的学生背着3kg的书包上天梯,所用时间为80min,则他对书包做功为______J,他对书包做功的平均功率为______W。(g取10N/kg)
2、近年来,独轮电动平衡车深受年轻人的喜爱;如图所示,它采用站立式的驾驶方式,人通过身体的前倾、后仰实现驾驶;下表为某型号独轮电动平衡车的部分数据;若质量为60kg的人驾驶该车,以最大速度在水平地面上沿直线匀速行驶5min,若所受阻力为总重力的0.3倍,求:
(1)5min该车行驶的路程是多少米?
(2)质量为60kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是多少?
(3)该车载人以最大速度行驶时,牵引力的功率是多少瓦?
质量 12kg
轮胎与地面接触面积 20cm2
最大速度 18km/h
充满电行程 24km
3、如图所示,世界第一家机器人餐厅最早落产于山东济南,机器人服务员不仅可以与顾客打招呼,而且可以为顾客点菜、送餐,已知机器人在匀速行走时所受阻力为重力的0.1倍,机器人的质量为50kg、若某次送餐过程中机器人 60s匀速行驶了30m,求:
(1)机器人匀速行走时受到的阻力多大?
(2)此次送餐机器人匀速行走的60s内牵引力做功的功率是多少?
4、某型号汽车发动机的额定功率为4×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1000N。在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(l)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
该同学受到的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
由图可知该同学跳绳时重心上升的高度为
h=0.1m
该同学跳绳一次克服重力做的功为
W=Gh=500N×0.1m=50J
由图可知该同学从起跳到下一次起跳所用的时间为
=
该同学跳绳的平均功率为
=
故选B。
2、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。
3、D
【解析】
【详解】
A.女孩端着盘子在水平地面上匀速前进,人对盘子的力是向上的,力的方向和盘子的移动方向垂直,在力的方向上盘子没有移动距离,所以,人对物体不做功,故A不符合题意;
B.司机用力推动汽车,车子不动,有力、无距离,人对物体不做功,故B不符合题意;
C.踢出去的足球,在空中飞行的过程,人对足球没有力的作用,所以人对足球没有做功,故C不符合题意;
D.运动员举起杠铃,有力作用在杠铃上,杠铃在力的方向上移动了距离,所以,人对杠铃做了功,故D符合题意。
故选D。
4、B
【解析】
【详解】
某同学背着书包给书包一个向上的力,只有向上移动距离,该同学对书包才做功。某同学背着重50N的书包沿水平路面走了200m,给书包的力是向上的,移动的距离是水平方向的,此过程没有做功。又登上大约10m高的三楼才到教室此过程做功为
W=Fs=50N×10m=500J
故ACD不符合题意;B符合题意。
故选B。
5、C
【解析】
【详解】
A.停止在站台上的火车,并没有运动,因此没有动能。故A不符合题意;
B.挂在天花板上的吊灯虽然有高度但没有速度,因此具有重力势能却没有动能。故B不符合题意;
C.在空中飞行的飞机有高度也有速度,因此具有重力势能和动能。故C符合题意;
D.被拉开的弹弓发生了形变,具有的是弹性势能。故D不符合题意。
故选C。
6、C
【解析】
【详解】
ABCD.物体的动能与物体的运动速度和质量有关:速度越大、质量越大,动能就越大。火箭加速上升时,质量不变,速度变大,所以动能变大;物体的重力势能与物体的高度和质量有关:高度越高、质量越大,重力势能越大。火箭升空,质量不变,高度变大,重力势能变大。物体的机械能等于动能与势能之和,动能和势能都变大,所以机械能变大。故ABD错误,C正确。
故选C。
7、A
【解析】
【详解】
铅球在整个飞行过程中,质量不变,铅球一直在运动,动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小,此过程动能减小;在下落的过程中,速度不断增大,到达地面最大,此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大,故BD不符合题意;处于最高点时速度不为零,因此动能不为0,故A符合题意,C不符合题意。
故选A。
8、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。
9、A
【解析】
【详解】
A.由小金的质量是50kg,小金的重力
小金完成一次引体向上克服重力所做的功
故A正确;
B.小金在这一分钟内引体向上做功的功率
故B错误;
C.机械能守恒的条件是只有动能和势能的相互转化,小金在做引体向上时,由于存在阻力,除了动能和势能之外还有其他能的转化,所以机械能不守恒,故C错误;
D.小金在上升过程中不是做匀速直线运动,所以小金受力不平衡,即小金受到杆子的拉力大小会改变,由于小金受到杆子的拉力与小金对杆子的拉力是一对相互作用力,由此可知,小金对杆子的作用力的大小会改变,故D错误。
故选A。
10、D
【解析】
【详解】
A.在水平公路上行驶的汽车具有动能,不具有势能,因为汽车没有处在一定高度,故A错误;
B.在空中飞行的飞机,速度越大动能不一定越大,还要考虑飞机的质量,故B错误;
C.被拉开的弹簧,在弹性限度内,形变越大弹性势能越大,故C错误;
D.机械能是动能和势能的总和,势能分重力势能和弹性势能,故D正确。
故选D。
二、填空题
1、150 5 0
【详解】
[1]根据题意知道,推力F=10N,在力的方向上,物体水平匀速前进的距离s=15m;故推力所做的功
W=Fs=10N×15m=150J
[2]推力做功的功率
[3]由于小车所受重力的方向是竖直向下的,与推力的方向相互垂直,所以小车重力没有做功,则小车的重力做功的功率为0。
2、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。
3、小于 大于 大于
【详解】
(1)[1]由图像知,小球在A点的动能小于小球在B点的动能,在质量一定时,速度越大,动能越大,所以小球在A点的速度小于小球在B点的速度。
(2)[2]由图像知,小球在A点的重力势能大于小球在B点的重力势能,在质量一定时,高度越大,重力势能越大,所以小球在A点的高度大于小球在B点的高度。
(3)[3]机械能等于动能和势能之和,小球在整个过程中没有发生弹性形变,不具有弹性势能,所以机械能等于动能和重力势能之和。A位置的机械能等于A位置动能与A位置重力势能之和;B位置的机械能等于B位置动能与B位置重力势能之和。如图可知,A位置动能等于B位置重力势能,A位置重力势能大于B位置动能,所以A位置的机械能大于B位置的机械能。
4、减小 不变
【详解】
[1]人骑电动自行车下坡时质量不变,高度变小,重力势能减小。
[2]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中,质量不变,速度不变,高度也不变,故动能和重力势能都不变,所以机械能不变。
5、能量/能 转换法 速度
【详解】
[1]如果一个物体能够对外做功,具有做功的本领,我们就说这个物体具有能量。
[2]实验中用看得见的通过木块被撞后移动的距离来表示动能的大小,采用的是转换法。
[3]将同一个小车从不同高度自由下滑,小车的质量不变,高度不同,到达水平面时的速度不同,是想探究动能大小跟速度是否有关。
6、65 65
【详解】
[1]由W=Fs得,水平拉力
[2]小车在水平路面上匀速前进,则水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,其大小相等,所以摩擦力
f=F=65N
三、计算题
1、2.4×104 5
【详解】
[1]书包的重力为
G=mg=3kg×10N/kg=30N
对书包做的功为
W=Gh=30N×800m=24000J=2.4×104J
[2]他对书包做功的功率为
2、(1)1500米;(2)3.6×105Pa;(3)1080W
【详解】
解:(1)该车最大行驶速度及行驶时间分别为
v=18km/h=5m/s,t=5min=300s
5min该车行驶的路程是车运动的路程
s=vt=5m/s×300s=1500m
(2)车对水平地面的压力
F压=G总=(m人+m车)g=(60kg+12kg)×10N/kg=720N
车对水平地面的压强
p===3.6×105Pa
(3)该车受到的阻力
f=0.3G=0.3×720N=216N
因该车沿直线匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以,此时该车受到的牵引力
F=f=216N
牵引力的功率
P=Fv=216N×5m/s=1080W
答:(1)5min该车行驶的路程是1500米;
(2)质量为60kg的人驾驶该车时,车对水平地面的压强是3.6×105Pa;
(3)该车载人以最大速度行驶时,牵引力的功率是1080W。
3、(1)50N;(2)25W
【详解】
解:(1)根据题意可知,机器人匀速行走时受到的阻力
(2)因为机器人匀速行走,处于平衡状态,则受到的牵引力与阻力是一对大小相等的平衡力,则
机器人牵引力做功的功率
答:(1)机器人匀速行走时受到的阻力是50N;
(2)此次送餐机器人匀速行走的60s内牵引力做功的功率是25W。
4、(1)1000N;(2)40m/s;(3)1.2×107J
【详解】
解:(1)因汽车在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态,发动机所提供的牵引力和受到的阻力是一对平衡力,所以,发动机所提供的牵引力
F=f=1000N
(2)由
可得,汽车行驶的速度
(3)行驶5min牵引力所做的功
W=Pt=4×104W×5×60s=1.2×107J
答:(l)发动机所提供的牵引力大小是1000N;
(2)行驶速度的大小是40m/s;
(3)行驶5min牵引力所做的功1.2×107J。