物理八年级下册第十一章功和机械能专项训练
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、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
2、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
3、重为100N的物体A在水平拉力F的作用下,沿水平面以0.5m/s的速度作匀速直线运动,弹簧测力计的示数为4N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力,忽略绳子与滑轮间的摩擦。则( )
A.物体A受到水平面的摩擦力为5N
B.拉力F的功率为4W
C.若物体A匀速运动2s,拉力F做功为4J
D.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
4、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
5、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
6、如图所示,在水平路面上一辆匀速行驶的洒水车正在洒水作业。关于该洒水车,下列说法正确的是( )
A.机械能不变,动能不变 B.机械能不变,动能变小
C.机械能变小,动能变小 D.机械能变小,动能不变
7、杂技演员在表演“水流星”节目,演员将一根细绳系着盛水的杯子,让杯子在竖直平面内做圆周运动,水不从杯里洒出, 甚至当杯子运动到最高点时,已经杯口朝下,水也不会从杯子里洒出来。则在演员停止用力转绳时,下列关于其中的一只杯子的说法正确的是( )
A.受平衡力作用 B.重力势能保持不变 C.机械能不变 D.运动状态不断改变
8、下列四个实例中,机械能正在减小的是( )
A.空中加速上升的飞艇 B.空中水平匀速飞行的飞机
C.地面上蓄势待发的火箭 D.高空中匀速下降的热气球
9、引体向上是一种简单易行的体育锻炼活动,在做引体向上时,双臂的拉力克服重力做功使身体上升。小明同学每分钟按标准完成了20个引体向上,在这一过程中,小明消耗的功率最接近( )
A.15W B.30W C.60W D.120W
10、下列现象中物体动能和重力势能都不发生变化的是( )
A.跳伞运动员在空中匀速下降 B.匀速上坡的汽车
C.在水平轨道上匀速行驶的列车 D.匀速行驶的正在洒水的洒水车
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、在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重1500N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,木箱所受重力对木箱做功为______J;工人对木箱做功为______J,工人对木箱做功的功率为______W。
2、从某一高度自由下落的弹性小球撞击水平地面后会被弹起,而且弹起的高度会越来越低。如图所示是小球弹起的频闪照片,MN为等高线,则小球在3位置的速度______在5位置的速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
3、比较做功快慢有两种方法,一是在______相同的情况下比较______;二是在______相同的情况下比较______。以上运用的科学方法是______。
4、喷洒农药的汽车在平直的公路上缓慢匀速行驶,并不断将农药洒向公路两旁的树木,在此过程中它的动能______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
5、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)
6、学校举行了一次登山比赛,小莉和小娟体重之比为5∶6,爬到山顶,小莉用时50min,小娟用时45min,则小莉和小娟做功之比是______,爬山功率之比是______。
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、怎样推导之间的关系式。牵引力用F表示,速度用v表示,功率用P表示。试证明。
2、美国研制出“会飞的汽车”,空车的质量为600kg,其车身和一般汽车相似,但车门下方多了两个可折叠的翅膀,在陆地行驶时,翅膀折叠,四轮驱动,地面最大行驶速度可达150km/h,轮胎与地面接触的总面积约为,在空中飞行时,翅膀张开,两侧翅膀上的螺旋桨提供飞行动力,空中最大飞行速度可达,发动机最大功率为。g取求:
(1)空车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少?
(2)该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶0.2h,牵引力做的功是多少?
(3)若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行,汽车的飞行动力是多少?
3、2019年 4月23日,是中国海军建军70周年纪念日,中国在青岛举行了海上阅兵活动,展示了中国海军的军威。某舰长304m、宽70.5m,满载时排水量67500t,最高航速60km/h。计算时海水的密度取1.0×103kg/m3。求:
(1)满载时该舰受到的浮力是多少?
(2)海面下7m处的舰体受到海水的压强是多少?
(3)该舰在执行任务时,以36km/h的速度匀速航行5h,若航行时的阻力为1.5×107N,则这一过程中动力所做功的功率是多少?
4、 “塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”;某“塔吊”从开始以恒定功率30kW将质量3t的重物从静止开始竖直向上提升了60s,再逐步减小功率,提升10s后停了下来,全程v﹣t关系如图,不计空气阻力的作用;g取10N/kg;
(1)求t=30s时重物所受的拉力为多大?
(2)求整个过程重物的最大速度为多大?
(3)若重物上升的总高度为66m,则最后10s拉力的平均功率为多大?
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、B
【解析】
【详解】
A.对A进行受力分析,其受到了向左的拉力和向右的摩擦力,向左总拉力为8N,那么向右的摩擦力为8N,故A不符合题意;
B.拉力F的功率
故B符合题意;
C.若物体A匀速运动2s,拉力F做功为
故C不符合题意;
D.物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是两个物体间的作用力与反作用力,故是相互作用力,故D不符合题意。
故选B。
4、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。
5、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。
6、C
【解析】
【详解】
洒水车在不断的洒水过程中,质量减小,因匀速行驶,所以速度不变,则动能减小。又在水平街上,高度不变,质量减小,则重力势能减小。机械能等于动能和势能之和,所以洒水车的机械能减小,故C正确,ABD错误。
故选C。
7、D
【解析】
【详解】
A.杯子在重力和拉力的作用下做圆周运动,其运动的方向时刻发生变化,所以受到的不是平衡力,故A错误;
BC.演员用力转绳时,杯子做圆周运动,杯子在运动的过程中,高度变化,则重力势能变化;由于演员对杯子做功,所以机械能变化,故BC错误;
D.由于杯子的速度方向在不停地改变,所以,运动状态在改变,故D正确。
故选D。
8、D
【解析】
【详解】
A.空中加速上升的飞艇,质量不变,速度变大,动能变大,高度增高,重力势能变大,即飞艇的机械能增大,故A不符合题意;
B.空中水平匀速飞行的飞机,质量、速度和高度均不变,即动能不变,重力势能不变,故飞机的机械能也不变,故B不符合题意;
C.地面上蓄势待发的火箭,即火箭是静止的,动能和势能都不变,故火箭此时的机械能也不变,故C不符合题意;
D.高空中匀速下降的热气球,质量不变,速度不变,动能不变,高度降低,所以重力势能减小,故热气球的机械能减小;故D符合题意。
故选D。
9、C
【解析】
【详解】
小明同学的质量大约为:,身高上升高度为,,,小明同学的体重为
做一次引体向上需克服重力做的功
1min内做的总功
小明的功率
与60W比较接近。
故选C。
10、C
【解析】
【详解】
A.跳伞运动员在空中匀速下降时,速度不变,质量不变,故其动能不变,而距离地面的高度降低,故其重力势能减小,故A不符合题意;
B.匀速上坡的汽车,其速度不变,质量不变,故其动能不变,而距离地面的高度增加,故其重力势能增加,故B不符合题意;
C.在水平轨道上匀速行驶的汽车,其速度不变,质量不变,故其动能不变,距离地面的高度不变,故其重力势能也不变,故C符合题意;
D.匀速行驶的正在洒水的洒水车,速度不变,而由于洒水车向外洒水,故其质量减小,故其动能与重力势能均减小,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、0 600 150
【详解】
[1]木箱在重力方向上没有移动距离,重力对木箱做功为0。
[2]工人对木箱做功为
W=Fs=100N×6m=600J
[3]工人对木箱做功的功率为
2、大于
【详解】
小球在3位置和5位置比较,高度相等、势能相等,在从3位置向5位置跳动过程中,由于摩擦,使得一部分机械能转化为其他形式的能,机械能减小,所以动能减小,故位置5小球的动能小,即小球在3位置的速度大于在5位置的速度。
3、时间 做功多少 做功 时间长短 控制变量法
【详解】
[1][2][3][4]为了比较物体做功的快慢,可以在相同的时间内,比较做功的多少;可以做相同的功,比较做功时间长短。
[5]控制其中一个因素不变,改变另一个因素,用到控制变量法。
4、变小
【详解】
喷洒农药的汽车在平直的马路上匀速行驶,速度没有发生改变的,但是在洒农药的过程中,车的总质量逐渐的减少;在速度不变时,质量减少,故动能在变小。
5、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
6、5∶6 3∶4
【详解】
[1]小莉和小娟体重之比为G1∶G2=5∶6,登山h相同,根据W=Gh可得,小莉和小娟两人爬到山顶做功比为
[2]小莉和小娟所用时间之比为
所以小明、小刚两人爬山的功率比为
三、计算题
1、见解析
【详解】
因为做功的多少是力跟物体沿力的方向通过距离的乘积即
因
所以
所以
2、(1);(2);(3)
【详解】
解:(1)空车的质量为,其重力
汽车对地面的压力
轮胎与地面接触的总面积约为,空车静止在水平地面上时,对地面的压强
(2)该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶,牵引力做的功是
(3)汽车在空中的飞行速度
由知道,汽车的飞行动力
答:(1)空车静止在水平地面上时,对地面的压强是;
(2)该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶,牵引力做的功是;
(3)汽车的飞行动力为。
3、(1)6.75×108N;(2)7×104Pa;(3)1.5×108W
【详解】
解:(1)满载时排水量
m排=67500t=6.75×107kg
满载时该舰受到的浮力
F浮=G排=m排g=6.75×107kg×10N/kg=6.75×108N
(2)海面下7m处的舰体受到海水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7m=7×104Pa
(3)舰航行的路程
s=vt=36km/h×5h=180km=1.8×105m
因为舰匀速航行,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=1.5×107N
舰的动力所做的功
W=Fs=1.5×107N×1.8×105m=2.7×1012J
舰的动力做功的功率
答:(1)满载时该舰受到的浮力是6.75×108N;
(2)海面下7m处的舰体受到海水的压强是7×104Pa;
(3)这一过程中动力所做功的功率是1.5×108W。
4、(1)3×104N;(2)1m/s;(3)1.8×104W
【详解】
解:(1)由图象可知,在20s~60s阶段重物竖直向上做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,拉力与重力是一对平衡力,大小相等,所以,t=30s时,重物所受的拉力
F=G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N
(2)由题意知,0~60s内,拉力的功率恒定不变
P=30kW=3×104W
由
P==Fv
得,整个过程重物的最大速度(即匀速运动时的速度)
vm==1m/s
(3)由题知,整个过程中重物上升的总高度为66m,则全程塔吊对重物做功
W=Gh=3×104N×66m=1.98×106J
前60s塔吊对重物做的功
W1=Pt1=3×104W×60s=1.8×106J
最后10s拉力做的功
W2=W﹣W1=1.98×106J﹣1.8×106J=1.8×105J
则最后10s拉力的平均功率
P′==1.8×104W
答:(1)t=30s时重物所受的拉力为3×104N;
(2)整个过程重物的最大速度为1m/s;
(3)若重物上升的总高度为66m,则最后10s拉力的平均功率为1.8×104W。