第11章:功和机械能 期末试题选编(含解析)2021-2022学年山东省人教版物理八年级下册

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名称 第11章:功和机械能 期末试题选编(含解析)2021-2022学年山东省人教版物理八年级下册
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科目 物理
更新时间 2023-04-22 12:38:42

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第11章:功和机械能
一、单选题
1.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)下列不属于功的单位的是
A.J
B.W
C.N m
D.W s
2.(2022春·山东济南·八年级统考期末)下列有关力做功的说法中正确的是(  )
A.跳伞员在空中下落过程中,跳伞员受到的重力做了功
B.足球被脚踢出后,在地面上滚动的过程中,脚对足球的踢力做了功
C.汽车沿水平公路行驶过程中,汽车受到的重力做了功
D.运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中,运动员对杠铃的支持力做了功
3.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)如图所示,用10 N的水平推力推着重为60 N的物体沿水平方向做直线运动,若推力对物体做了60 J的功,则在这一过程中(  )
A.物体一定运动了6 m
B.重力做的功一定为360 J
C.物体一定受到10 N的摩擦力
D.物体受到的支持力做了360 J的功
4.(2022春·山东日照·八年级统考期末)如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2(  )
A.F1F2 C.W1>W2 D.W15.(2022春·山东枣庄·八年级统考期末)小明两次分别用时60s、40s从一楼爬到五楼,小明的体重与前后两次上升的高度均不变,比较两次爬楼过程(  )
A.用时少的做功多 B.用时少的做功功率大
C.用时多的做功多 D.用时多的做功功率大
6.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)下列关于功和功率的的说法中正确的是(  )
A.力对物体做功越多,其功率越大 B.力对物体做功越少,其功率越小
C.功率大的机械一定比功率小的机械用时少 D.功率越大的机械做功越快
7.(2022春·山东聊城·八年级统考期末)初三体能测试中,某同学1min内绳跳120次,每次跳离地面的高度约为5cm,则他跳绳时的功率最接近(  )
A.5W B.50W C.500W D.5000W
8.(2022春·山东泰安·八年级统考期末)高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害;因为高处的物体具有较大的(  )
A.体积 B.重力 C.弹性势能 D.重力势能
9.(2022春·山东济南·八年级统考期末)2021年9月17日,中国“太空三人组”搭乘神舟12号返回地球.在返回舱进入大气层后加速下落的过程中,返回舱的(  )
A.动能减小、重力势能减小 B.动能增大、重力势能增大
C.动能增大、重力势能减小 D.动能不变、重力势能不变
10.(2022春·山东枣庄·八年级统考期末)一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一点叫近地点,最远的一点叫远地点(如图所示)。已知卫星在运行过程中机械能保持不变,那么
A.卫星在远地点的势能最大、动能为零
B.卫星在近地点的动能最大、势能为零
C.卫星从近地点向远地点运动过程中,势能增大,动能减小
D.卫星以近地点向远地点运动过程中,动能增大,势能减小
11.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)如图所示,木块在恒定不变的拉力F作用下沿斜面做匀速直线运动,下列物理量随时间变化的图像正确的是(  )
A.F做功W随时间t变化图像 B.木块动能E动随时间t变化图像
C.F的功率P随时间t变化图像 D.木块机械能E随时间t变化图像
二、填空题
12.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用,一款智能送餐机器人的重力是,如果机器人在水平路面上以的速度沿直线匀速运动,它所受到的阻力为。机器人的重力做功___________,牵引力对机器人做功___________。
13.(2022春·山东济宁·八年级统考期末)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的关系如图乙和丙所示。由图像可知当t=1s时,物体受到的摩擦力为______N。t=3s时,物体受到的摩擦力为______N,物体做______运动。4至6s时,水平推力F做的功为______J。
14.(2022春·山东德州·八年级统考期末)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直线运动.两次拉动木块得到的s—t图像分别是图乙中的图线①、②.两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是P1、P2,则F1______F2,P1______P2.(均填“>”、“=”或“<”)
15.(2022春·山东淄博·八年级统考期末)小明直接用手将重200N的重物从一楼提升到三楼(每层楼高3m),然后又沿水平方向移动了2m,将重物送到目的地,共用时1min。沿水平方向移动时,小明拉力对重物做的功为________J;整个过程中,小明拉力对重物做功的功率为________W。
16.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)三根完全相同的地桩,原来露出地面的高度相同,分别经重锤A、B、C从某高度自由下落对它们进行一次打击后所处的位置如图所示,则打桩过程中,三个重锤中______锤的做功本领最大;如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,______锤的高度要高一些;如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则______锤的质量要小一些。
17.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中(忽略空气阻力),其重力势能逐渐转化为______能;游戏者从A点到B点的过程中,绳子具有的______能逐渐增加;到达B点时游戏者受到的弹力大于重力,所以游戏者在B点时______(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
18.(2022春·山东菏泽·八年级统考期末)如图是谷爱凌在大跳台比赛中的运动轨迹图,其中D为落地点。若不计空气阻力,A到B的过程中,谷爱凌的动能转化成__________能,A、B、C三点中动能最大的是________点,B点的机械能_________E点的机械能(选填“>”、“=”或“<”)。
三、实验题
19.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置.
(1)实验原理:
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关.起点位置越高,该速度越_____.
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击木块,木块运动的距离越长,运动钢球所具有的动能越_____.
(2)实验现象:
①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动.在水平木板上撞击木块,钢球开始向下运动的起点位置越_____,木块运动的距离越长.
②同一高度由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球的质量越_____,木块运动的距离越长.
20.(2022春·山东济宁·八年级统考期末)在我们初中物理教材中,多次出现利用斜面做物理实验,如图所示。
(1)图甲利用斜面和小车测量平均速度,实验时应保持斜面的倾斜角______(选填“较大”或“较小”),这是为了减小测量______(选填"路程”或“时间”)时造成的误差;
(2)乙、丙实验都有让物体(小车或小球)从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤,这样操作的目的是,物体滑到斜面底端时,保持______相同;
(3)由图乙可推理,当小车在水平面上所受阻力为零时,小车将做______运动;
(4)图丙中木块B受到水平面的阻力不能为零,原因是便于比较小球______能的大小。
四、简答题
21.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)为防止汽车长时间制动引起刹车失灵,有的高速公路长下坡路段建有避险车道,避险车道是一个上坡道且铺有一层厚厚的砂石如图。若汽车刹车失灵,紧急进入避险车道可迅速减慢速度,避免重大事故发生。请用所学的物理知识解释汽车进入避险车道能迅速减速的原因。
五、计算题
22.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)小明用50N的力沿水平方向匀速推一重为200N的箱子前进2m。求这个人对箱子做功多少?重力对箱子做功多少?
23.(2022春·山东济南·八年级统考期末)在5月14日,我国进行了一场“应急使命”抗震救灾演习,中航工业成都飞行研究所研制的“翼龙” 应急救灾型无人机参与演习,成为这次演习中一颗耀眼的明星。经查阅资料获知,“翼龙”无人机机身质量,最大载荷质量,最大飞行高度9000米。当无人机装载的通讯设备,停在水平跑道上时,无人机轮胎与地面接触的总面积为,。
(1)求此时无人机对水平跑道的压强;
(2)当无人机飞行到最大高度时,求其对通讯设备所做的功。
24.(2022春·山东临沂·八年级统考期末)中国99A式坦克是自行研制的第三代主战坦克,装配了一台功率为较大的柴油发动机,每条履带与地面的接触面积是,可以驱使超过56t的车身,在公路上最快跑到 80km/h,在野外的最高车速则有60km/h,采用新材料和新工艺的99A式坦克综合作战性能大大提高。假如在一场演习中,99A在水平公路上以72km/h的速度匀速行驶,行驶180km到达目的地。求:
(1)坦克需要的时间是多少?
(2)坦克整车对水平地面的压强是多少?
(3)在行驶过程中坦克受到的阻力是车重的0.05倍,那么发动机做的功是多少?()
25.(2022春·山东济宁·八年级统考期末)如图是我省江淮汽车集团推出的一款新型汽车,总质量为1.8×103kg,在性能测试中,沿平直公路匀速直线行驶,行驶过程中汽车受到的阻力为总重的0.02倍,在180s的测试时间内汽车匀速行驶了1800m。 求:
(1)测试过程中汽车受到的牵引力大小;
(2)此过程中汽车牵引力做功的功率。
六、综合题
26.(2022春·山东烟台·八年级统考期末)阅读材料,回答问题。
“鲲龙”腾飞
2022年5月31日,大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600全状态新构型灭火机在广东珠海首飞成功,如图甲所示。此举标志着“鲲龙”AG600项目全面进入加速发展的新阶段,也标志着灭火功能型号研制取得重大突破。
“鲲龙”AG600总体技术水平和性能达到当前国际同类飞机的先进水平,完全具有自主知识产权,飞机配备有4台国产涡桨-6发动机,最大起飞重量53.5吨,20秒内可一次汲水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米。
“鲲龙”AG600除了森林灭火能力强AG600的海上救援能力也十分强大,因为与船舶相比,AG600不仅速度更快,最大航速为500公里每小时。在海难搜救中可在水面停泊实施救援行动,一次最多可救护50名遇险人员。
中国大飞机三剑客运-20、C919、AG600都凑齐了,未来这些飞机将在中国军用和民用领域发挥重大作用,助力中国实现复兴。
(1)飞机的机翼呈现流线型,如图乙所示,请分析该种构造有什么用处?
(2)飞机的涡轮螺旋桨发动机工作时,会给空气向后的推力,飞机就会产生向前的动力,这个过程中运用了怎么样的物理原理?
(3)若飞机在执行某次灭火任务时,保持一定高度水平匀速飞行进行投水灭火,则在水平飞行投水灭火过程中,飞机的机械能如何变化?
参考答案:
1.B
【详解】A. J是功的国际单位,不合题意;B. W是功率的单位,符合题意;C.根据W=Fs可知,N·m是功的单位,不合题意;D. 根据公式W=Pt可知,瓦 秒是功的单位,不合题意;故选B.
2.A
【详解】A.跳伞员在空中下落过程中,受到重力的作用,并且在重力方向上通过了距离,因此重力对跳伞员做了功,故A正确;
B.足球离开脚后由于惯性继续在地面上滚动的过程中,足球不再受运动员的踢力,只有距离,所以运动员对足球没有做功,故B错误;
C.汽车沿水平公路行驶过程中,受到重力方向竖直向下,汽车没有在重力的方向上通过距离,汽车的重力没有做功,故C错误;
D.运动员举着杠铃不动,运动员给杠铃一个向上的支持力,但杠铃向上没有移动距离,人对杠铃的支持力没有做功,故D错误。
故选A。
3.A
【详解】A.因为用水平推力推着的物体沿水平方向做直线运动,由W=Fs知道,物体移动的距离是
s==6m
故A符合题意;
BD.根据题意知道,由于物体在重力和支持力的方向上都没有移动的距离,所以,重力、支持力做的功为0J,故BD不符合题意;
C.由于物体的运动状态不确定,所以无法求得摩擦力,故C不符合题意。
故选A。
4.A
【详解】CD.斜面光滑说明摩擦力为零,即没有额外功,则把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A,h相同,由W=Gh可知,两次做的功相同,即W1=W2,故CD不符合题意;
AB.根据图示可知,LBA>LCA,而W1=W2,由W=FL可知
FBA
F1故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
5.B
【详解】AC.由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变,因此由可知,两次所做的功相同,故AC错误;
BD.两次所做的功相同,由可知,用时少的做功功率大,用时多的做功功率小,故B正确,D错误。
故选B。
6.D
【详解】AB.功率的大小与功和做功所用时间有关,做功多,但做功所用时间长,其功率也有可能较小,或者做功少,但做功所用时间也短,其功率也有可能较大,故AB错误;
C.做功量未知,功率大的机械做功所用时间不一定少,故C错误;
D.功率表示物体做功的快慢程度,功率越大表示物体做功速度越快,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】某同学的质量约50kg,他的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
一次跳绳做的功为
W0=Gh=500N×0.05m=25J
1min跳绳做的功为
W=120W0=120×25J=3000J
跳绳的功率为
故选B。
8.D
【详解】由题意可知,高空抛物现象只所以会造成危害,是因为物体被举高后具有了重力势能,而且物体的质量越大、高度越高,重力势能越大,对外做功本领越强,因此高空抛物会造成很大的危害,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】影响动能大小的因素有物体的质量、运动速度,质量越大动能越大,运动越快动能越大;影响重力势能大小的因素有物体的质量、高度,质量越大重力势能越大,高度越大重力势能越大;返回舱加速下落说明速度变大,高度变小,动能增大,重力势能减小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.C
【详解】A.人造地球卫星在远地点时,卫星和地球的相对距离最大,速度最小,故人造地球卫星在远地点时势能最大,动能最小但不是零。故A不符合题意;
B.人造地球卫星在近地点时,卫星和地球的相对距离最小,速度最大,故人造地球卫星在近地点时动能最大,势能最小但不是零。故B不符合题意;
CD.卫星从近地点到远地点运动过程中,高度增大,速度变小,重力势能增大,动能变小,动能转化为重力势能。故C符合题意,故D不符合题意。
11.C
【详解】A.功的计算公式W=Fs知,拉力F不变时,与成正比;根据题意,A中的图线应从原点O开始,是一条正比例函数,故A错误;
B.动能与速度和质量有关,题目中的速度和质量均不变,则动能不变,所以B中的图线应是一条水平的直线,故B错误;
C.功率公式,题目中的速度和拉力均不变,则功率不变,所以C中的图线应是一条水平直线,故C正确;
D.题目中物体的动能不变,但由于高度变大,所以重力势能变大,则机械能变大,所以图线应反映机械能随时间而变大,故D错误。
故选C。
12. 0 3000
【详解】[1]重力的方向是竖直向下的,机器人在水平路面上运动,没有在重力的方向上通过一定的距离,重力没有做功,即重力做功为零。
[2]机器人匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是平衡力,由二力平衡条件得到牵引力
F=f=60N
牵引力对机器人做功
W=Fs=60N×50m=3000J
13. 2 4 加速 32
【详解】[1]由图丙可知,当t=1s时,物体处于静止状态,即平衡状态;由图乙可知,此时物体受到的推力为F1=2N,由二力平衡条件可知,物体受到的摩擦力为
f=F1=2N
[2][3]由图丙可知4~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由图乙可知此时所受推力为4N,则由二力平衡条件可知物体受到的滑动摩擦力为
f'=F2=4N
滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与所受推力大小无关,因此t=3s时,物体受到的摩擦力不变,仍为4N;由图乙可知此时物体受到的推力为F3=6N,推力大于摩擦力,因此物体做加速运动。
[4]图丙可知4~6s的速度为4m/s,由可知运动的路程为
s=vt'=4m/s×(6s-4s)=8m
则水平推力F做的功为
W=F2s=4N×8m=32J
14. = >
【详解】[1]木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2,
[2]从图象中可以判断出,第②次的运动速度v较小,根据公式P=Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2.
15. 0 20
【详解】[1]根据功的定义,沿水平方向移动时,小明拉力对重物不做功,故拉力对重物做的功为W2=0J。
[2]从一楼到三楼,重物被提升的高度为
s=2×3m=6m
从一楼到三楼,拉力所做的功为
整个过程中,小明拉力对重物做的动为
故有,小明拉力对重物做功的功率为
16. B B C
【详解】[1]木柱下陷的深度越深,表明重锤做功的本领越大,B下陷的最深,所以B锤的做功本领最大。
[2] A、B相比,B下陷的较深,表明B锤的重力势能较大,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,B锤的高度要高一些。
[3]B、C相比,C下落的更浅,表明C锤的重力势能更小,如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则C的质量小一些,B的质量要大一些。
17. 动 弹性势 不是
【详解】[1]游戏者从最高点到A时,高度减小,速度变大,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能。
[2]从A点到B点的过程中,绳子逐渐伸长,弹性形变程度变大,弹性势能变大。
[3]到达B点时游戏者受到的弹力大于重力,合力不为零,所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。
18. 重力势 C >
【详解】[1]不计空气阻力,A到B的过程中,谷爱凌的速度减小,动能减小;位置升高,重力势能变大,故A到B的过程中,谷爱凌的动能转化成重力势能。
[2]不计空气阻力,A、B、C三点中机械能相同,由于C点高度最低,故C点重力势能最小,动能最大。
[3]D为落地点,从D点到E点的过程中,谷爱凌受到摩擦阻力的作用,有其他形式的能量出现,故机械能会减小,又因A、B、C三点中机械能相同,故B点的机械能大于E点的机械能。
19. 大 大 高 大
【分析】(1)①整个过程中重力势能转化为动能,机械能守恒.动能与速度和质量有关,质量不变时,当动能越大,速度就越大;②物体做功的过程就是能的转化过程,物体对外做功越多,所具有的能量越大;(2)影响动能大小的因素有质量和速度,质量越大,速度越大,物体所具有的动能越大.
【详解】(1)①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,重力势能转化为动能,起点位置越高,重力势能越大,到达斜面底端时的动能越大,速度就越大;
②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的,利用了转换法;被撞木块的运动距离越长,说明钢球对被撞物体所做的功就越多,钢球原来所具有的动能就越大;
(2)①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高,到达水平面时的速度越大,因此动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离越长;
②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动,到达水平面时的速度一定,质量越大,所具有的动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离越长.
故答案为(1). 大 (2). 大 (3). 高 (4). 大
20. 较小 时间 速度 匀速直线 动
【详解】(1)[1][2]用斜面和小车测量平均速度实验中,应使用倾角较小的斜面的,这样可以使小车在斜面上运动时间增长,方便计时,以减小测量时间的误差。
(2)[3]乙、丙实验中,让小车或小球从斜面的同一高度自由下滑,这样做的目的是使物体到达斜面底端的速度相同。
(3)[4]乙实验是探究阻力对物体运动的影响,我们发现,小车从斜面上同一高度由静止滑下,到达斜面底端的速度相同,而接触面越光滑,阻力越小,小车运动的距离越远在由此推理,当小车在水平面上所受阻力为零时,小车的运动状态不会改变,小车将一直会做匀速直线运动。
(4)[5]若如果木块B受到水平面的阻力为零,则木块每次都做匀速直线运动,就无法比较木块运动的距离,从而无法比较动能的大小,所以图丙中木块B受到水平面的阻力不能为零。
21.见解析
【详解】高速行驶的汽车进入上坡的避险车道时,汽车的动能会转化为重力势能,使汽车的动能减小;同时避险车道铺有厚厚的砂石,车轮又受到很大摩擦阻力,汽车的动能还会转化为内能,也可以快速地降低车速。
22.100J,0J
【详解】解:这个人对箱子做的功为
重力的方向竖直向下,物体在水平方向上通过了距离,而没有在竖直方向上通过距离,所以,重力对物体没有做功,重力做功为0J 。
答:这个人对箱子做功100J,重力对箱子做功0J。
23.(1);(2)
【详解】解:(1)此时无人机对水平跑道的压力
此时无人机对水平跑道的压强
(2)当无人机飞行到最大高度时,其对通讯设备所做的功
答:(1)此时无人机对水平跑道的压强为;
(2)当无人机飞行到最大高度时,其对通讯设备所做的功为。
24.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)坦克需要的时间是
(2)坦克整车对水平地面的压力是
坦克整车对水平地面的压强是
(3)行驶过程中坦克受到的阻力是车重的0.05倍,坦克做匀速直线运动,所受牵引力等于阻力大小,则所受牵引力为
发动机做的功是
答:(1)坦克需要的时间是;
(2)坦克整车对水平地面的压强是;
(3)在行驶过程中坦克受到的阻力是车重的0.05倍,那么发动机做的功是。
25.(1)360N;(2)3600W
【详解】解:(1)因为汽车匀速行驶,所以汽车所受的牵引力与汽车所受的阻力是一对平衡力,即
F牵=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.8×103kg×10N/kg=360N
(2)在此过程中汽车牵引力做的功
W=F牵s=360N×1800m=6.48×105J
在此过程中汽车牵引力做功的功率
答:(1)牵引力大小为360N;
(2)牵引力做功的功率是3600W。
26.(1)见解析;(2)力的作用是相互的;(2)机械能减小
【详解】(1)流线型的形状可以减小空气对飞机的阻力,同时使机翼上方流过的空气流速大于从机翼下面流过的空气流速,而气体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,从而产生向上的升力。
(2)飞机的涡轮螺旋桨发动机工作时,会给空气向后的推力,空气会给飞机向前的动力,这个过程中运用的物理原理是:物体间力的作用是相互的。
(3)装满水的飞机在投水灭火过程中,在空中某一高度匀速飞行,飞机的质量减小,速度不变,动能减小;高度不变,飞机的重力势能减小;飞机在喷洒水时,没有发生弹性形变,不具有弹性势能,机械能包括动能和势能,故机械能减小。