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第11章功和机械能综合测试卷
(时间:120分钟 满分:100分)
题号 一 二 三 四 五 总分
得分
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.下列物理学家中,其名字作为功率单位的是 ( )
A.伽利略 B.瓦特 C.焦耳 D.牛顿
2.火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的卫星,下列叙述正确的是 ( )
A.卫星的机械能总量不变 B.卫星的机械能总量增加
C.卫星的动能增加,重力势能不变 D.卫星的动能不变,重力势能增加
3.小刚是一名初中生,他从一楼跑到三楼的过程中,克服自己重力所做的功最接近下面哪个值( )
A.3J B.30 J C.300 J D.3000 J
4.要测量小明通过楼梯上楼时的功率,不需要测量的是 ( )
A.身体质量 B.通过的楼梯高度
C.通过的路程 D.上楼所用的时间
5.月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑,关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是 ( )
A.陨石的质量 B.陨石的撞击速度
C.被撞处的硬度 D.被撞处是否在阴影中
6. 4月 20日19时41分35秒,“天舟一号”货运飞船在文昌航天发射中心由“长征七号遥二”运载火箭成功发射升空.在它们加速升空的过程中,关于火箭搭载的“天舟一号”货运飞船的能量,下列说法正确的是 ( )
A.机械能的总量不变 B.机械能的总量变小
C.动能不变 D.重力势能变大
7.运动员站在地面用力竖直下抛乒乓球,球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置.下列有关说法中正确的是( )
A.球开始下落时动能为零 B.球弹跳到原抛球位置时仍具有动能
C.球离地后的上升过程中势能转化为动能 D.球在整个运动过程中机械能增加
8.如图1所示,小球在一个光滑没有摩擦的轨道上从O点由静止释放,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以滚到 ( )
A. a点 B. b点 C. c点 D. d点
9.如图2所示,用大小相等的拉力 F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离 ,比较两种情况下拉力 F 所做的功及其功率 ( )
A. AB段做功较多 B. CD段做功较多
C. AB 段与CD段做的功一样多 D. AB 段的功率比CD 段的功率大
10.一个小球从 A 点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过 B,C两点,如图3所示.若A,B两点间的距离等于 B,C 两点间的距离,则下列说法中正确的是 ( )
A.小球在下落过程中动能不变
B.小球在 C点的重力势能小于在 B 点的重力势能
C.小球所受的重力在 AB 段做的功等于在 BC 段做的功
D.小球所受的重力在 AB段做功的功率小于在 BC 段做功的功率
二、填空题(每空2分,共28分)
11.如图4 所示,重为 150 N的物体在大小为 40 N 的水平拉力 F作用下,向右匀速运动了10m,所用时间为20s,则拉力做的功是 J,拉力做功的功率为 W.
12.随着我国经济的高速发展,城市建筑物越建越高,“高空坠物伤人”事件时有发生.原因是物体所处的高度越高,物体所具有的重力势能越 (选填“大”或“小”).当高处的物体坠落时,因重力势能转化为 能,从而带来安全隐患.
13.如图5 甲中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动.如图乙所示,香蕉(看成点)从最高位置1转到最低位置 2的过程中,其动能 、重力势能 、机械能 .(选填“增大”“不变”或“减小”)
14.磁悬浮列车有很多优点,爬坡能力也比传统轨道交通工具强,所以在设计轨道时可以做大“节能坡”,充分利用列车在上下坡时的机械能转化以达到 的目的,当磁悬浮列车从“节能坡”上向下运动时, 能转化为动能.
15.如图6所示,a,b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中 是动能一高度关系图线,小石块达到的最大高度为 m,小石块在最高点时的机械能为 J.
16.随着人们生活水平不断提高,小龙家最近也买了辆轿车(如图7 甲所示).若轿车以90kW 的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度 v与时间t的关系如图乙所示,则经过10s 轿车发动机所做的功是 J,当牵引力为 N时轿车能保持匀速直线运动.
三、实验探究题(每小题 10分,共30分)
17.如图8所示是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图.
(1)若让同一钢球A 分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度 h越高,钢球运动到水平面时速度越 ,木块 B 被撞得越远.这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”或“速度”)有关.
(2)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滑下,速度相同时,质量越 的钢球将木块 B撞得越远.这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”或“速度”)有关.
(3)若斜槽光滑,钢球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能 (选填“变大”“不变”或“变小”).
18.弹弓是一种常见的玩具,它能把“子弹”射出一段距离.如图9所示,小明同学用弹弓研究弹性势能的大小与物体形变的关系.
(1)弹弓弹性势能的大小是通过 来比较的.
(2)通过实验,小明获得的观察记录是:在使用相同“子弹”时,弹弓的橡皮筋被拉得越长,“子弹”射得越远.分析得到的结论是 .
(3)做完实验后,小明继续研究发现:“子弹”弹射的距离与橡皮筋的材料、粗细、原长(不受力时的长度)、弹性形变的大小、“子弹”的质量、弹射的角度等因素有关,请设计一个简单的实验,证实“子弹”弹射的距离与弹射的角度有关.
(4)请你根据生活经验完成小明提出的猜想:同一橡皮筋的弹性形变相同时,子弹的质量越大弹射距离越
19.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10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功率的.
(2)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.需要测量的物理量有:回形针匀速上升的高度 h、 、 ,则风车做功的功率
(3)小明测量的风车做功的功率 风车的实际功率(填“大于”“等于”或“小于”).
四、计算题(第20 小题4分,第21小题8分,共12分)
20.某商店售货员把长大约1m的木板搭在台阶上,将冰柜沿斜面推上台阶,如果售货员沿斜面的推力为200N,台阶高度为0.4m.求:
(1)售货员推冰柜做了多少功.
(2)如果把冰柜推上台阶用了 10s,那么推力做功的功率是多少.
21.起重机在10s内将重为2000 N的石头沿竖直方向匀速提升0.5m.求:
(1)起重机对石头做的功.
(2)起重机提升石头的功率.
1. B[提示:瓦特为功率单位,焦耳为功的单位,牛顿为力的单位.] 2. B[提示:火箭升空时,卫星质量不变,而速度增大,所以动能增大;因为高度增大,所以重力势能增大.因此动能和重力势能都增大,机械能=动能+势能,所以机械能也增大.] 3. D[提示:初中生的体重约为 500 N,即G=500 N,一层楼的高度约为3m,则从一楼跑到三楼上升的高度为 h=2×3 m=6m,该同学登楼过程中克服自己重力所做的功为 W=Gh=500 N×6 m=3000 J.] 4. C[提示:小明同学上楼梯的过程就是克服其重力做功的过程,根据功率的计算公式 需要测量的物理量有小明的质量、楼梯的竖直高度、上楼所用的时间,不需要测量通过的路程.] 5. D[提示:陨石的质量越大,在速度相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑会越大,因此 A 猜测合理;陨石的撞击速度越大,在质量相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑会越大,因此 B猜测合理;被撞处的硬度越大,越不容易形变,相反,被撞处的硬度越小,则越容易形变,所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小,因此C猜测合理;被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同,故与之无关,因此 D猜测不合理.]
6. D 7. B[提示:由于乒乓球不是自由下落,是运动员向下抛的,所以球在开始下落时的速度不为零,故动能不为零,故 A 错误;球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置,所以当乒乓球反弹至原位置时仍是运动的,即此时仍具有动能,故 B 正确;球离地后的上升过程中,质量不变,速度变小,动能变小,同时高度增加,势能增大,所以是将动能转化为势能的过程,故 C 错误;球在整个运动过程中,会与空气、地面摩擦,故会损失掉一部分机械能,故机械能减少,故 D 错误.] 8. C[提示:由于轨道是光滑的,没有摩擦力,所以小球的机械能守恒,故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以滚到与O点等高的c点.] 9. C[提示:由物体做功公式:W=Fs,F 相同,s相等,则 W 相等,斜面角度不能确定,水平面粗糙程度不能确定,时间不能确定,根据 则AB段功率和CD段功率不能确定.] 10. BCD[提示:小球从 A 点由静止开始下落,质量不变,速度越来越大,动能不断变大,故 A错误;小球的质量不变,C点的高度小于B 点的高度,故小球在 C点的重力势能小于在 B 点的重力势能,故B正确;已知AB 和BC的距离相等,根据W=Gh可知,重力一定,通过的距离相同,所以重力做的功相同,故 C 正确;小球在 AB段的平均速度小于在 BC段的平均速度,AB 和 BC 的距离相等,所以小球在 BC段所用的时间小于在 AB 段所用时间,根据 可知,重力做功相同的情况下,小球通过 BC段的时间短,所以小球所受重力在 BC 段做功的功率大,故 D正确.]
11.400 20[提示:拉力做的功W=Fs=40 N×10m=400 J,拉力做功功率 大 动[提示:物体所处的高度越高,物体所具有的重力势能越大;物体从高空落下的过程中,高度越来越小,所以重力势能越来越小,速度越来越快,所以动能越来越大,故物体落下的过程中重力势能转化为动能,从而带来安全隐患.] 13.不变 减小 减小[提示:香蕉从最高位置1转到最低位置2的过程中,其质量不变,速度不变,所以动能不变;高度降低,所以重力势能减小.机械能等于动能和势能之和,所以机械能减小.] 14.节约能源 重力势15. a 4 2[提示:因为石块上升时,速度减小,所以动能减小,与图线a一致.石块最高上升4m,这时动能为0J,重力势能为2 J.]
16.9×10 3×10 [提示:轿车发动机的功率 P=90kW=9×10 W,由 得,经过10s轿车发动机所做的功:\ 由图乙可知,轿车保持匀速直线运动的速度 v=30m/s,由P 得,轿车发动机的牵引力:
17.(1)大 速度 (2)大 质量
(3)不变[提示:(1)同一钢球从不同的高度滚下,位置高的滚到斜槽底端的速度就大,把木块推得越远说明对木块做的功多,动能大,说明了物体的动能与物体的速度有关.(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下,钢球到达斜槽底端时的速度就是一定的,质量大的球把木块推得远,说明了动能的大小和质量有关,在速度一定时,质量越大,动能也就越大.(3)因为是光滑的斜槽,没有摩擦,所以从斜槽上滑下的钢球没有能量的损耗,其机械能是守恒的.]
18.(1)子弹射出的距离(2)物体的弹性形变越大,弹性势能就越大 (3)先保证橡皮筋的材料、粗细、原长(不受力时的长度)、弹性形变的大小、“子弹”的质量都相同,改变弹射的角度,比较弹射的距离,从而得出结论. (4)小[提示:(1)弹弓弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来表示,射出得越远,弹弓的弹性势能越大.(2)子弹的质量相同时,弹弓的橡皮筋被拉得越长,“子弹”射得越远,所以得到:物体的弹性形变越大,弹性势能就越大.(3)先保证橡皮筋的材料、粗细、原长(不受力时的长度)、弹性形变的大小、“子弹”的质量都相同,改变弹射的角度,比较弹射的距离,从而得出结论.(4)弹弓弹性形变相同,弹性势能相同,转化为子弹的动能相同,射出子弹时,子弹飞行的远近跟子弹的质量有关,子弹质量越大,弹射距离越小.]
19.(1)回形针 (2)重力 G 时间t (3)小于[提示:(1)本实验中是通过测量细线对回形针做功的功率来测定风车做功功率的.(2)细线对回形针做的功W=Gh,代入功率公式得 所以需要测量的物理量有:回形针匀速上升的高度 h、重力G、时间t;风车做功的功率 (3)在实验中,由于摩擦力的存在,会有一部分能量损失,因此测量的功率要小于风车的实际功率.]
20.解:(1)售货员沿斜面的推力为200 N,木板的长度s=1m,推力做功)
(2)把冰柜推上台阶用了10 s,推力做功为 200 J,功率大小 21.解:(1)起重机对石头做功:W=Gh=2000 N×0.5 m=1000 J. (2)起重机提升石头的功率: