物理八年级下册第十一章功和机械能定向测试
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、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.
2、在水平地面上的甲乙两个物体在水平牵引力F甲、F乙作用下都做匀速直线运动,它们运动的路程和所做的功随时间变化的图像分别如图所示,根据图像,可以判断牵引力F甲、F乙以及做功功率P甲、P乙大小关系( )
A.P甲<P乙 F甲<F乙 B.P甲>P乙 F甲>F乙
C.P甲<P乙 F甲>F乙 D.P甲>P乙 F甲<F乙
3、将皮球从离地某一高度水平抛出,球落地后又弹起,它的频闪照片如图甲所示,说法正确的是( )
A.皮球落地后第一次达到最高点P时,动能为0
B.如图乙所示,能反映皮球在空中的动能E随时间变化t的关系
C.若将皮球表面涂黑,则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D.皮球经过同一高度C、D两点时,动能相等
4、如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动,直至停下来,下列说法正确的是( )
A.罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中,机械能总量不变
B.罐子在水平面上滚动时,动能全部转化为橡皮筋的弹性势能
C.罐子滚动过程中第一次速度为零时,橡皮筋的弹性势能最大
D.罐子向前滚出一段距离又滚回,这是由于罐子具有惯性
5、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
6、10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射成功。对载人飞船在加速上升的过程中能量的变化,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
7、如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的s-t关系图像如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2。下列判断正确的是( )
A.F1=F2,P1>P2 B.F1>F2,P1>P2 C.F18、一位九年级同学用20s从一楼走到三楼,他上楼时的功率最接近的是( )
A.50W B.200W C.400W D.600W
9、小明的教室在三楼,当他以正常的速度从一楼上到三楼时,以下数据中最接近实际的是( )
A.小明上楼所用的时间约为10s
B.小明上升的高度约为9m
C.小明做功约为300J
D.小明做功的功率约为100W
10、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
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、2021年9月17日,我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域,图乙是其阶段Ⅲ飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。
(1)图乙中t1~t2时段,返回舱在竖直向上推力作用下,竖直下落的速度减小,该过程中推力F与重力G的大小关系是______;(不计大气阻力)
(2)飞船返回舱的质量约为300kg,其重力在t2~t4时段做功______J。
2、摩托车发动机的功率为1.6千瓦,它表示发动机______。摩托车发动机在5秒内可做功______。
3、功率大表示物体做功___________。某同学将一箱书搬上楼,可以有两种方法:第一种是把所有的书一起搬上楼;第二种是先搬一部分上楼,再搬剩下的部分。假设他每次上楼的速度都相同,则用这两种方法搬书时,功率较大的是第___________种。
4、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。
5、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。
6、风车是利用风力做功的装置;小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示;
(1)观察实验装置,小明是通过测量细线对______做功的功率来测定风车做功的功率;
(2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具有:天平、______和______;
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止;若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率P=______(表达式中的物理量均用符号表示);
(4)如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏______(选填“大”或“小”);风车做功过程中,回形针获得了______能和______能。
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、 “十一”期间,李强一家自驾到南京游玩,汽车(包括车上的人和物品)质量为 ,该车匀速行驶时受到的阻力为车重的30%。汽车发动机的效率约为8% ,汽油的热值约为 ,。
(1)从家到南京全程100km,这段路程中汽车牵引力所做的功为多少?
(2)该车油箱最多能装40kg汽油,油箱加满后最多能行驶多长距离?
2、上海自主研发了一种氢燃料汽车,它使用氢气代替汽油。在一次测试中,汽车在水平路面行驶,它的发动机输出3000N的牵引力,汽车在5min内行驶了9000m。求这段时间内:
(1)汽车牵引力所做的功。
(2)汽车牵引力做功的功率。
3、小明用30N的水平推力使重为200N超市购物车在水平路面上前进了20m,所用时间为40s,g取10N/kg。求:
(1)此过程中推力做的功;
(2)推力做功的功率。
4、某省出现大面积干旱,造成农田缺水,严重影响农作物生长,为缓解旱情,很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠,再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600m3的水,g取10N/kg,求:
(1)此柴油抽水机在这段时间内对水做了多少功?
(2)功率是多少千瓦?
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、A
【解析】
【详解】
由s﹣t图像可知,在相同时间内,甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程,根据 可知,甲物体的速度大于乙物体的速度,即
由W﹣t图像可知,在相同时间内,甲物体做的功小于乙物体做的功,根据 可知,甲物体做功的功率小于乙物体做功的功率,即
又因为
所以甲物体受到的拉力小于乙物体受到的拉力,即
综上分析可知,选项A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3、B
【解析】
【详解】
A.皮球落地后第一次达到最高点P时,小球达到最高点,此时小球在水平方向上速度不为0,所以在P时动能不为0,故A错误;
B.皮球向下运动的过程中,速度变大,动能越大,弹起的过程中,速度先变大后变小,动能先变大后变小,由于皮球在运动的过程中的机械能变小,则皮球在最低点时的动能会变小,所以该图能反映皮球动能E随时间t变化的关系,故B正确;
C.每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小,落地时,转化成皮球的弹性势能也越来越小,皮球弹性形变程度也越来越小,所以看到黑色墨迹逐渐变小,即B点比A点留下的黑色圆斑小,故C错误;
D.每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小,在C点的机械能大于在D点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,在CD两点高度相同则重力势能相同,所以在C点的动能大于在D点的动能,故D错误。
故选B。
4、C
【解析】
【详解】
AB.铁罐在不太陡的斜面上滚下,是从最高处滚下时,铁罐先由慢到快,这一段滚动主要是重力势能减小,铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加;在水平面上铁罐做减速运动时,即由快到慢,这一段滚动主要是铁罐的动能减小,橡皮筋的弹性势能增加,即将动能转化为弹性势能;同时在水平面上反向滚动时,其弹性势能转化为动能,故水平面上滚动时,主要是动能和弹性势能的转化,由于罐子要克服摩擦做功而使机械能转化为内能,所以罐子的机械能总量减小,故AB错误;
CD.若斜面和水平面是光滑的,铁罐滚到水平面上后继续向前运动,动能会转化为弹性势能,其动能减小、速度减小;当速度减小为0时,橡皮筋的弹性势能最大,此时铁罐会在水平面上反向滚动,并滚回到斜面上,故C正确,D错误。
故选C。
5、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。
6、B
【解析】
【详解】
载人飞船在加速升空的过程中,质量不变,速度增大、高度增大,故其动能和重力势能均增大;物体的机械能等于物体的势能与物体的动能之和,所以飞船的机械能增大,故B正确。
故选B。
7、A
【解析】
【详解】
同一木块两次在同一水平面上运动,压力不变,接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变;由题中可知,木块两次都做匀速直线运动,拉力大小等于滑动摩擦力大小,滑动摩擦力大小相等,则拉力大小相等,即F1=F2。
从图乙图像中可以判断出,第1次的运动速度v较大,根据功率公式,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。
故选A。
8、B
【解析】
【详解】
ABCD.一位九年级同学的质量约为60kg,每一层楼的高度为3m,从一楼走到三楼,上升的高度为6m,他上楼时做的功
用20s从一楼走到三楼,则他上楼时的功率
故B符合题意。
故选B。
9、D
【解析】
【详解】
A.中学生爬楼一层楼用时15s,上到三楼用时30s,故A不符合题意;
B.一层楼的高度约3m,从一楼上到三楼的高度约6m,故B不符合题意;
C.中学生的体重约G=500N,从一楼上到三楼做的功约
W=Gh=500N×6m=3000J
故C不符合题意;
D.小明做功的功率约
故D符合题意。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、
【详解】
(1)[1]返回舱在竖直方向上受到推力F和重力G的作用,在这两个力的作用下,返回舱竖直下落的速度减小,运动状态发生改变,说明这两个力不平衡,而且合力的方向与运动方向相反,由于运动方向向下,则合力方向向上,故推力F大于重力G。
(2)[2]返回舱受到的重力为
由图可知,返回舱下落的高度h=100m,则返回舱重力在t2~t4时段所做的功为
2、每秒内做功1600焦
【详解】
[1][2]功率表示做功的快慢,1.6千瓦等于1600瓦,表示每秒内做的功为1600J;摩托车发动机在5秒内做功为
3、快 一/1
【详解】
[1]功率表示做功快慢的物理量,功率大说明物体做功快。
[2]这箱书的重力一定,楼的高度前后不变,由W=Gh可知,两次所做的有用功相等;方法一所做的额外功为克服自身重力所做的功,而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功,因此方法二的额外功大于第一次的额外功,第一次做的总功
W总1=W书+W人
第二次做的总功
W总2=W书+2W人
因上楼的速度相同,方法二需要上楼二次,所以方法二所用时间是第一次的两倍,由可知两次的功率
所以
P1>P2
4、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。
5、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
6、回形针 刻度尺 秒表 小 动 重力势
【详解】
(1)[1]实验时,用风车提升回形针,对回形针做功,所以,小明是通过测量细线对回形针做功的功率来测定风车做功的功率。
(2)[2]由
WGhmgh
可知,要测细线对回形针做的功,需要天平测出回形针的总质量m、用刻度尺测出回形针上升的高度h。
[3]由P可得,要测出细线对回形针做功的功率,还需要秒表测出所用的时间t。
(3)[4]若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率
P
(4)[5]测定风车在一定风速下做功的功率,其功率是一定的,风车对回形针做功的同时还要克服线的重力做功,选用较粗重的线做实验时,对较粗重的线做的功大于对选用较细的线做的功,则测出风车对回形针做的功偏小,故测出细线对回形针做功的功率值偏小。
[6][7]风车做功过程中,回形针由静止变为运动获得了动能,同时它被举高获得了重力势能。
三、计算题
1、(1)1.28×108J;(2)64000m
【详解】
解:(1)汽车的重力
G=mg=1500kg=15000N
汽车匀速行驶时牵引力和阻力是一对平衡力
F=f=G30%=15000N30%=4500N
牵引力所做的功为
W=Fs=4500N×100000m=450000000J
(2)40kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=qm=40kg=1600000000J
此时汽车所做的有用功
W有==8%1600000J=128000000
汽车行驶的路程
s===64000m
答:(1)从家到南京全程100km,这段路程中汽车牵引力所做的功为450000000J。
(2)油箱加满后最多能行驶64000m。
2、(1)2.7×103J;(2)9×104W
【详解】
解:(1) 由W =Fs可求牵引力做功为
W =Fs=3000N×9000m=2.7×107 J
(2)由可求汽车牵引力做功功率为
答:(1)汽车牵引力所做的功为2.7×103J。
(2)汽车牵引力做功的功率为9×104J。
3、(1)600J;(2)15W
【详解】
解:(1)推力做的功为
W=Fs=30N×20m=600J
(2)推力做功的功率为
答:(1)推力做的功600J;
(2)推力做功的功率15W。
4、(1)7.2×107J;(2)10kW
【详解】
解:(1)由知道,抬升水的质量为
m=ρV=1000kg/m3×1600m3=1.6×106kg
水的重力
G=mg=1.6×106kg×10N/kg=1.6×107N
水被提升的高度h=4.5m,柴油抽水机对水做功为
W=Fs=Gh=1.6×107N×4.5m=7.2×107J
(2)抽水时间为t=2h=7200s;抽水机的功率为
答:(1)此柴油抽水机在这段时间内对水做了7.2×107J的功;
(2)功率是10kW。