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,在粗糙程度相同的水平面上,先用拉力F1将物体从A拉到O,再改用拉力F2将物体从O拉到C,其中LAO=LOB,用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置(用虚线框表示),若拉力F1在AO段所做的功为W1,拉力F2在OB段所做的功为W2,物体在AO段受到的摩擦力为f1,在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是( )
A.W1>W2 B.W1<W2 C.f1>f2 D.f1<f2
2、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
3、轻质弹簧的一端固定于竖直墙壁,另一端与一木块连接在一起,木块放在粗糙的水平地面上。在外力作用下,木块将弹簧压缩了一段距离后静止于A点,如图所示。现撤去外力,木块向右运动,当它运动到O点时弹簧恰好恢复原长。在此过程中( )
A.木块的速度先增大后减小
B.木块的速度一直在增大
C.弹簧的弹性势能先减小后增大
D.弹簧减小的弹性势能等于木块增加的动能
4、在水平地面上铺一张纸,将一只皮球表面涂黑,使其先后从高处下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。关于皮球两次下落形成圆斑的过程,下列说法中正确的是( )
A.皮球开始下落时的重力势能相等
B.皮球落地时对纸的最大压力都等于皮球的重力
C.皮球刚到达纸面时的动能相等
D.皮球获得的最大弹性势能不等
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、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动,图中能反映恒力所做的功与时间的对应关系的是( )
A. B.C. D.
7、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
8、在东京奥运会女子10米跳台跳水比赛中,中国选手全红婵以3轮满分(共5跳)的成夺冠军,则全红婵从起跳到入水的过程中,她所受的重力做功大约为( )
A.350J B.3500J C.15000J D.35000J
9、下列说法正确的是( )
A.具有能的物体一定在做功 B.具有能的物体一定做了功
C.具有能的物体一定能够做功 D.以上说法都正确
10、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.F1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、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”)。
2、如图所示,这是运动员撑竿跳高时的场景。运动员助跑时具有______,在撑竿起跳时弯曲的撑竿具有______,运动员越横杆时,在最高位置速度为0,此时运动员具有______(均选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”)。
3、如图所示,物体A重50牛,用大小为6牛的水平拉力F拉滑轮,使物体匀速移动5米,则地面对物体的摩擦力大小为___________牛,F做的功为___________焦。
4、极限跳伞是一项惊险体育运动。如图,跳伞员从高空匀速下落过程中机械能______(选填“增大”、“减小”或“不变”),跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以______为参照物。
5、2021年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按照预定时间精准点火发射,并成功入轨对接中国空间站。加速上升过程中,火箭燃料的 _____能转化为燃气的内能,卫星的动能 _____(选填“增大”、“减小”或“不变”下同),机械能将 _____。
6、如图所示的实验装置中,物块沿光滑斜槽向下滑动时______能转化为______,当物块接触弹簧向右运动时,______能转化为______能,这个实验说明不同形式的能量可以相互转化。
三、计算题(4小题,每小题10分,共计40分)
1、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?
2、如图所示是中国自行设计、研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机鲲龙-600.若它汲水重1.2×105N, 50s内在竖直方向上升高了600m。求在此过程中克服水的重力所做的功和功率。
3、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。
4、2020年萍乡市中考体育男生必考项目为1000米跑,选考项目(三选二)为50米跑、一分钟引体向上、球类等。九(1)班学生王涛(男)体重为45kg,每只脚的面积为150cm2 (g=10N/kg)试求:
(1)他水平站立在水平地面时对地面的压强是多少?
(2)考1000m跑他用时刚好4分钟,平均速度是多大?(保留两位小数)这项他可以得多少分?
(3)王涛选考引体向上一分钟做了15个,每次上升的高度是0.5m,他做引体向上的平均功率多少瓦?
-参考答案-
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
CD.由于物体对水平面的压力大小不变(等于物体的重力),各段的粗糙程度相同,所以物体运动时受到摩擦力的大小相同,即f1=f2,故CD错误;
AB.由图可知,在AO段物体在相同时间内运动的距离相同,说明物体做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知拉力F1=f;在OC段物体在相同时间内运动的距离增大,说明物体做加速直线运动,则拉力F2>f=F1,因F2>F1,sAO=sOB,根据W=Fs可知拉力做的功:W1<W2,故A错误,B正确。
故选B。
2、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。
3、A
【解析】
【分析】
由题意可知,木块在A点时弹簧的形变量最大,则木块受到的弹力最大;木块运动到O点时弹簧恰好恢复原长,即此时形变量为0,弹力为零,水平地面是粗糙的,则木块向右运动时受到向左的摩擦力。
【详解】
AB.撤去外力木块向右运动过程中,开始阶段,木块所受弹簧的弹力大于滑动摩擦力,合力的方向向右,与运动方向相同,则木块做加速运动,其速度增大;木块向右运动时弹簧的形变量减小,弹力减小,当弹簧的弹力小于滑动摩擦力时,合力的方向向左,与运动方向相反,则木块做减速运动,其速度减小;由此可知,从A点到O点的过程中木块的速度先增大后减小,故A符合题意,B不符合题意;
C.木块向右运动的过程中,弹簧的形变量(压缩量)逐渐减小,其弹性势能一直减小,故C不符合题意;
D.因木块向右运动时受到摩擦力的作用,则弹簧减小的弹性势能转化为木块的动能和内能,根据能量守恒定律可知,弹簧减小的弹性势能大于木块增加的动能,故D不符合题意。
故选A。
4、D
【解析】
【详解】
A.重力势能的大小与质量和高度有关;由图可知,黑色圆斑A、B大小不同,表明皮球的形变程度不同,B较大一些,说明B处的皮球的弹性形变程度大,弹性势能大;皮球下落过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,下落过程中重力势能转化为动能。接触地面时,动能转化为弹性势能,所以在B处时皮球的动能大,则表明B处的皮球的高度高,重力势能大,故A错误;
B.由图可知,黑色圆斑B比较大,而力的大小影响力的作用效果,力越大作用效果越明显,形变量越大,皮球在纸的弹力的作用下做减速运动,则弹力大于皮球的重力,压力与弹力是一对相互作用力,压力大小与弹力大小相等,所以压力大于皮球的重力,故B错误;
CD.皮球从不同的高度落下时,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能;皮球接触纸面时发生了弹性形变,此过程是动能转化为弹性势能;弹性势能越大,皮球的形变程度越大,圆斑就越大,所以B处的弹性势能大,动能大,下落时的重力势能大,故C错误;D正确。
故选D。
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、B
【解析】
【详解】
一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动,说明物体受到的拉力和物体的运动速度不变,根据W=Fs、s=vt可得W=Fvt,所以可知恒力所做的功与时间成正比,则W﹣t是一条过原点的倾斜直线,其对应的图像为B。
故选B。
7、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。
8、B
【解析】
【详解】
全红婵的体重大约为35kg,其重力
G=mg=35kg×10N/kg=350N
全红婵从起跳到入水的过程中,她所受的重力做功
W=Gh=350N×10m=3500J
故选B。
9、C
【解析】
【详解】
ABD.具有能的物体不一定正在做功,具有能的物体不一定做了功,比如:天花板上静止不动的吊灯具有重力势能,没有正在做功,也没有做了功,故ABD错误;
C.一个物体能够对另一个物体做功,这个物体就具有能量,具有能的物体一定能够做功,故C正确。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、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。
2、动能 弹性势能 重力势能
【详解】
[1]运动员助跑时有一定的速度,具有动能。
[2]在撑竿起跳时弯曲的撑竿发生弹性形变,具有弹性势能。
[3]在最高位置速度为0,此时运动员没有动能,只具有重力势能。
3、3 15
【详解】
[1][2]如图所示,滑轮忽略重力影响,在水平方向受到向右的拉力F,向左受到两个力均为绳子的拉力,即A物体所受的摩擦力,所以有
根据功的公式可得
4、减小 自己
【详解】
[1] 跳伞员从高空匀速下落过程中,高度降低,重力势能减小,速度不变,故动能不变,故机械能减小。
[2] 跳伞员看到地面迎面而来,认为地面是运动的,因为相对于他自己而言,地面是运动的,且不断靠近,故跳伞运动员是以他自己为参照物。
5、化学 增大 增大
【详解】
[1]燃料的燃烧是一种化学变化,燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[2][3]卫星加速上升过程中,卫星质量不变,高度和速度变大,则其重力势能和动能增大,机械能是动能和势能之和,所以卫星的机械能也增大。
6、重力势 动能 动 弹性势
【详解】
[1][2]物块从光滑斜槽高出滚下时,高度降低,即重力势能减少;速度越来越快,即动能增大,所以此过程是重力势能转化为动能。
[3][4]当物块接触弹簧向右运动时,物块的速度减小,即动能减小;弹簧被压缩的程度越大,即弹簧具有的弹性势能增大,故此过程是动能转化为弹性势能。
三、计算题
1、(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。
2、7.2×107J,1.44×106W
【详解】
解:克服水的重力所做的功
W=Gh=1.2×105N×600m=7.2×107J
功率
答:克服水的重力所做的功是7.2×107J,功率1.44×106W。
3、(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。
4、(1)1.5×104Pa;(2)4.17m/s,20.5分;(3)56.25W
【详解】
解:(1)他水平站立对地面的压强
= 1.5×104Pa
(2)1000m跑的平均速度
由表格数据知,这项可以得20.5分。
(3)一分钟引体向上所做的功
W=Gh=mgh=45kg×10N/kg×0.5m×15=3375J
功率
答:(1)他水平站立在水平地面时对地面的压强是1.5×104Pa;
(2)平均速度是4.17m/s,这项他可以得20.5分;
(3)他作引体向上的平均功率是56.25W。