第十一章学情评估
一、选择题(每题3分,共30分)
1.小明打篮球时,将篮球投向篮球筐,篮球在空中的运动轨迹如图所示,已知篮球筐距地垂直高度为3.05 m,篮球重约为6 N。则篮球从A处离手后在空中运动至B处的过程中,克服重力做的功约为( )
INCLUDEPICTURE"SXJ-48.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\SXJ-48.tif" \* MERGEFORMATINET (第1题)
A.5 J B.10 J
C.25 J D.35 J
2.2023年6月3日世界女排联赛日本名古屋站,中国女排战胜荷兰队,取得三连胜的好成绩。比赛中跳发球是最具威力的发球方式,其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程,其中运动员对排球做功的过程有( )
A.抛球、腾空 B.腾空、击球
C.抛球、击球 D.击球、落地
3.有两台机械甲和乙,甲的功率为162 kW,乙的功率为128 kW,下列说法正确的是( )
A.甲一定比乙做功多 B.乙一定比甲做功多
C.甲一定比乙做功快 D.相同时间内,乙一定比甲做功多
4.上学路上小敏同学骑车在20 s内匀速通过了一段长100 m的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为30 N,则通过该段公路时,小敏同学骑车的功率约为( )
A.150 W B.300 W
C.1 500 W D.3 000 W
5.2023年5月30日,我国用长征二号F遥十六运载火箭成功发射神舟十六号载人飞船。如图是飞船与火箭组合体加速上升的情景,以下分析恰当的是( )
INCLUDEPICTURE"SXJ-49.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\SXJ-49.tif" \* MERGEFORMATINET (第5题)
A.飞船的机械能在减小
B.飞船相对于火箭是运动的
C.飞船的重力势能增大,动能增大
D.飞船的机械能不变
6.额定功率相同的两辆汽车均正常匀速行驶,在相同时间内两汽车通过的路程之比为2?1,下列说法中正确的是( )
A.两汽车所做的功之比为2?1 B.两汽车所做的功之比为1?1
C.两汽车所受的牵引力之比为2?1 D.两汽车的速度之比为1?2
7.一名滑雪爱好者沿山坡匀速滑下,在他向下匀速滑动过程中,下列说法中正确的是( )
A.人的机械能变大 B.人的机械能不变
C.人的机械能变小 D.人的机械能先变大后变小
8.质量相同的甲、乙两物体,用竖直向上的拉力使它们上升相同的高度,两物体运动的s t图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.两物体运动的速度大小v甲<v乙 B.两物体所受的拉力大小F甲>F乙
C.两次拉力所做的功W甲>W乙 D.两次拉力做功的功率P甲>P乙
INCLUDEPICTURE"SXJ-50.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\SXJ-50.tif" \* MERGEFORMATINET (第8题) INCLUDEPICTURE"8RSX57.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\8RSX57.TIF" \* MERGEFORMATINET (第9题)
9.如图甲所示,在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是( )
A.9~12 s内拉力做的功为18 J
B.0~3 s内拉力做的功为9 J
C.3~6 s内拉力的功率逐渐变小
D.第4 s,拉力的功率为36 W
10.如图所示,质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上,AB=BC,木块在水平恒力F作用下由静止开始从A运动到C,AB过程中加速运动,BC过程中匀速运动,下列说法中正确的是( )
INCLUDEPICTURE"8RSX58.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\8RSX58.TIF" \* MERGEFORMATINET
(第10题)
A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B.水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C.木块在AB段与桌面有摩擦,它的机械能逐渐减小
D.水平拉力F在AB段的功率大于在BC段的功率
二、实验探究题(每空1.5分,共33分)
11.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,如图所示,让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块。请回答下列问题:
INCLUDEPICTURE"8RSX59.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\8RSX59.TIF" \* MERGEFORMATINET (第11题)
(1)该实验的目的是研究动能的大小与________的关系;
(2)让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放的目的是______________________________________________________________;
(3)该实验是通过观察__________________来比较铁球动能大小的;
(4)实验中若使用的木块质量较大,实验效果不明显,则为保证较好的实验效果,请说出你的一种方法:___________________________________________________________________________________________________________________________________;
(5)通过甲、乙两图的实验探究可以得出的结论是_____________________________________________________________。
12.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小明提出了如下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此,小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺各一个,设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中,木块起始位置相同,最后得出以下实验记录表:
INCLUDEPICTURE"8RSX60.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\8RSX60.tif" \* MERGEFORMATINET (第12题)
实验序号 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离
1 弹簧A 5 s1
2 弹簧A 8 s2
3 弹簧B 5 s3
4 弹簧B 8 s4
(1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离,这种研究方法叫________。
(2)请将探究猜想一的方案补充完整:
①将弹簧A、小球、木块按如图方式安装好;
②压缩弹簧,使其长度为5 cm,放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离s1;
③压缩弹簧,使其长度为________cm,放手后,小球被弹出,推动木块移动了一段距离________。
④比较分析实验数据__________,得出结论。
(3)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能转化成小球的________能。
13.某实验小组利用“模拟打桩”探究物体重力势能的大小与哪些因素有关,物体质量m1=m2INCLUDEPICTURE"8RSX61.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\8RSX61.TIF" \* MERGEFORMATINET (第13题)
(1)物体下落过程中,重力势能转化为________能,可以通过______________比较重力势能的大小,由图可判断:物体________(填“A”“B”或“C”)释放前的重力势能最大;
(2)比较图甲和图丙,可探究重力势能与________的关系;
(3)比较图甲和图乙,可初步得到的结论是________________________________。
14.如图所示,小军同学从一楼跑到三楼,他想通过登楼梯来估测自己上楼的功率。为此:
(1)小军同学设计的测量步骤如下,其中多余的是________。
INCLUDEPICTURE"11-14.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\11-14.TIF" \* MERGEFORMATINET
(第14题)
A.测出自己的质量m
B.测出楼梯的总长度L
C.测出一楼到三楼的竖直高度h
D.测出自己从一楼登上三楼所用的时间t
(2)下表是小军设计的实验记录表格,根据要记录的数据,请把表格补充完整。
小军的质量m/kg ________________ ________________ 登楼梯的功率P/W
(3)利用上面所测的物理量,写出计算功率的表达式:____________________。
15.《民法典》第一千二百五十四条规定:禁止从建筑物中抛掷物品。请你应用所学物理知识对高空抛物危害的原因做出合理的解释,并利用身边的物品设计一个实验来验证你的想法是正确的。
(1)解释原因:___________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)所选物品:________________;
(3)实验步骤与现象:_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
三、综合应用题(16题4分,17题4分,18题4分,19题7分,20题6分,21题6分,22题6分,共37分)
16.三国时著名的军事家诸葛亮在前人所制作的弩的基础上制成了连弩枪(如图所示),连弩的击发原理与打弹弓原理一样,也是利用了________能转化为________能的知识,我们把皮筋拉得越开,箭矢(或弹丸)发射出去得越远。
(第16题) INCLUDEPICTURE"8RSX63.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\8RSX63.TIF" \* MERGEFORMATINET (第17题)
17.如图,小球从A点抛出时具有300 J的机械能,其中动能为200 J,小球经过B、C两点落到地面上的D点,已知B点是最高点,A、C在同一高度,若不计空气阻力,则请问小球在B点的机械能为________J,在C点的重力势能为________J,在D点的动能为________J。请在图中画出小球在C点时受到的重力的示意图。
18.小亮在某科技频道播出的节目中看到一个实验——无限跳台。实验过程是让一个铁球从图中的A点由静止释放,球经过轨道右侧的最高点C点之后,在空中沿着弧线飞跃到平台上的D点,然后又滚动到A点,如此循环往复,整个过程不借助任何外力,且D点高于A点。你觉得该实验是__________(填“科学”或“不科学”)的,请从机械能的角度进行解释:____________________________________________________________。
INCLUDEPICTURE"SXJ-51.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\SXJ-51.tif" \* MERGEFORMATINET (第18题) INCLUDEPICTURE"SXJ-52.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\SXJ-52.tif" \* MERGEFORMATINET (第19题)
19.最近学校买了自动清扫车,如图所示,这种清扫车以电动机作为动力,并配有大功率吸尘器,可将灰尘和垃圾吸进车上的垃圾箱。若清扫车在平坦的球场上匀速前进实施清扫,在清扫过程中,清扫车的动能将如何变化?写出你的判断及理由。
20.阅读以下材料并回答问题。
水磨
在我国农耕文明的历史长河中,“水磨”是劳动人民成功运用自然力量的代表,是劳动人民智慧的结晶。《秦边纪略》中记载:清朝初年时西宁及周边地区只要有小河处,便可以见到“水磨”的身影。为了控制水量大小,人们在建有“水磨”的河道边开渠引水,使水形成落差,然后在渠的下方跨渠建成磨坊。“水磨”以渠水为动力带动木轮引擎运转,木轮引擎再带动石磨转动。
如图所示为一种具有典型结构的“水磨”,它主要由上、下扇磨盘和木质转轴、水轮盘和支架构成,磨盘用坚硬的石块制作,上、下扇磨盘上刻有相反的螺旋纹,上扇磨盘用结实的绳子悬吊于支架上,下扇磨盘和水轮盘固定在同一个转轴的两端。
流水作用在水轮盘上使水轮盘转动,水轮盘通过转轴带动下扇磨盘转动。调整悬挂上扇磨盘绳子的松紧,使上、下扇磨盘间留有适当的空隙,在上扇磨盘的上方悬有存放原粮的吊斗,当原粮随着上扇磨盘的进口进入两扇磨盘间的空隙时,由于下扇磨盘的转动,原粮就被粉碎成较细的颗粒。如果两扇磨盘之间的存粮过多,粉碎后的粮食颗粒就较大,如果两扇磨盘之间的存粮过少,就可能损坏磨盘。所以控制好两扇磨盘间的空隙大小和原粮进入空隙的流量需要非常丰富的经验。
(1)“水磨”以________为动力带动木轮引擎运转,木轮引擎再带动石磨转动。
(2)如图所示的“水磨”在工作时,水的动能________(填“增大”“不变”或“减小”)。
INCLUDEPICTURE"SXJ-53.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\SXJ-53.tif" \* MERGEFORMATINET
(第20题)
(3)假设你是一名工程师,发挥你的想象力设计两个方案,使水流冲击水轮盘时能带动图中质量更大的下扇磨盘转动。
方案一: ______________________________________________________;
方案二: _____________________________________________________。
21.图甲是中国制造的世界最大起重船——“振华30”,排水量近25万吨,世纪工程——港珠澳大桥沉管的安装就由其完成。如图乙,它将质量为6 000 t,底面积为400 m2的沉管从运输船上吊起,将沉管安全平稳地吊装到海底。已知ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
INCLUDEPICTURE"SXJ-54.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\SXJ-54.tif" \* MERGEFORMATINET
(第21题)
(1)沉管下沉20 m过程中,重力做的功。
(2)沉管底部距水面20 m时,受到海水的压力。
22.我国研制的新能源5G无人电动拖拉机,以氢燃料供电为主,可以搭载深耕机、播种机等多种设备进行农田耕作。若某电动拖拉机的质量为1.6 t,车轮与地面的总接触面积为0.08 m2(g取10 N/kg)。
(1)求该拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强。
(2)某次该拖拉机搭载深耕机耕地时,总消耗氢能为6×106 J,工作效率为60%,拖拉机耕地的功率为12 kW,求拖拉机耕地的时间。
答案
一、1.B 2.C 3.C 4.A 5.C 6.B 7.C
8.D 点拨:由图可知,相同时间内,甲物体通过的路程多,所以两物体运动的速度大小v甲>v乙,故A错误。由图可知,甲、乙两物体均做匀速直线运动,则拉力和重力是一对平衡力,二者大小相等,两物体所受的拉力大小都等于它们自身的重力,所以F甲=F乙,故B错误。两物体质量相等,则重力相等,上升高度相同,根据W=Fs=Gh可知,两次拉力所做的功W甲=W乙,故C错误。两物体所受的拉力大小F甲=F乙,速度v甲>v乙,根据P===Fv可知,两次拉力做功的功率P甲>P乙,故D正确。故选D。
9.A 10.B
二、11.(1)速度
(2)使铁球到达水平面时的速度不同
(3)木块移动的距离
(4)增大铁球的质量(答案不唯一)
(5)当质量一定时,物体的速度越大,动能越大
12.(1)转换法
(2)③8;s2 ④s1和s2
(3)动
13.(1)动;木桩下陷的深度;B
(2)质量
(3)重力势能与物体所处的高度有关
14.(1)B
(2)登楼梯时间t/s;楼梯的竖直高度h/m
(3)P=
15.(1)“高空物体”在下落过程中质量不变,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能,下落的高度越高,速度增加得越多,动能也越大,危害性越大
(2)排球、白纸、压敏纸
(3)实验步骤:①在水平地面上放一张白纸,在白纸上叠放一张压敏纸。让排球从压敏纸正上方的一个楼层的高度由静止自由下落,排球落在压敏纸上,随即在白纸上留下排球发生最大形变程度时所打击的圆形印迹,记为“印迹1”;
②换用新的白纸和压敏纸,按照上述操作方法,让排球从二个楼层的高度由静止自由下落,得到排球打击的圆形“印迹2”;
③换用新的白纸和压敏纸,按照上述操作方法,让排球从三个楼层的高度由静止自由下落,得到排球打击的圆形“印迹3”。
④比较“印迹1”“印迹2” 和“印迹3”的面积大小
现象:“印迹3”面积最大,“印迹1”面积最小
三、16.增大;远
17.解:300;100;300;如图所示。
INCLUDEPICTURE"8RSX63DA.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\24春\\8物理下册(R版)山西\\8RSX63DA.TIF" \* MERGEFORMATINET (第17题)
18.不科学;铁球在D点时的机械能大于在A点时的机械能,违背了机械能守恒定律
19.答:清扫车动能逐渐增大。一辆清扫车在平坦的球场上匀速前进,则清扫车速度不变,车在实施清扫作业,有垃圾进入清扫车,清扫车质量在增加,动能逐渐增大。
20.(1)渠水
(2)减小
(3)增大水的流速;把“水磨”建在水流量更大的位置(或增大水轮盘的半径、减小转轴跟支架间的摩擦等)
21.解:(1)沉管的重力G=mg=6 000×103 kg×10 N/kg=6×107 N,
沉管下沉20 m过程中,重力做的功W=Gh=6×107 N×20 m=1.2×109 J;
(2)沉管底部距水面20 m时,受到海水的压强p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×20 m=2.06×105 Pa,
受到海水的压力F=pS=2.06×105 Pa×400 m2=8.24×107 N。
22.解:(1)拖拉机的重力
G=mg=1.6×103 kg×10 N/kg=1.6×104 N,
拖拉机对水平地面的压力
F=G=1.6×104 N,
拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压强
p===2×105 Pa。
(2)由η=×100%可得,
拖拉机耕地做的功
W=ηE=60%×6×106 J=3.6×106 J,
由P=可得,
拖拉机耕地的时间t===300 s。