人教版八年级下册物理单元测试卷
第十一章 功和机械能
(本试卷6个大题,24个小题。满分100分,考试时间90分钟。)
姓名 班级 学号 成绩
选择题(本题共10个小题,每小题3分,共30分。第1~8题为单项选择题;第9、10题为多项选择题,全选对得3分,选对但不全得1分,选错或不选得0分)
1.小猛把20个鸡蛋从1楼提到3楼,他提鸡蛋的力做功最接近于( )
A.6J B.15J C.60J D.90J
2.下列情况中,力对物体做功的是( )
A.用力搬石头,未搬动 B.水平用力推车在水平地面上匀速前进
C.手举着杠铃静止不动 D.竖直向上提着水桶水平前行
3.在地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行时,当卫星从远地点向近地点运动过程中,卫星的( )
A.动能减小,势能增大 B.动能减小,势能减小
C.动能增大,势能增大 D.动能增大,势能减小
4.平直公路上的甲、乙两辆汽车,在相同牵引力作用下匀速行驶,如果在相同时间内通过的路程之比为5∶3,则甲与乙( )
A.牵引力做功之比为5∶3 B.牵引力做功之比为3∶5
C.牵引力的功率之比为1∶1 D.汽车所受的阻力之比为5∶3
5.关于下列中考体育测试项目,说法正确的是( )
A.引体向上——人对单杠的拉力大于单杠对人的拉力
B.800m测试——冲过终点的同学由于惯性的作用不能立刻停下来
C.立定跳远——下落的过程中,人的重力势能转化为动能
D.掷实心球——若球在最高点时所受外力全部消失,球将竖直下落
6.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,两次拉动同一木块得到的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为P1、P2,则( )
F1>F2 B.F1=F2
C.P1=P2 D.P1<P2
7.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是( )
A.皮球经过同高度的A、B两点时动能相等
B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时动能为零
C.皮球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面MN两点留下两个大小相等的黑色圆斑
8.如图所示,在粗糙程度相同的地面上,手推木块向右压缩弹簧;释放木块,木块沿水平地面向左运动;离开弹簧后,木块运动到某一位置停下。下列说法中正确的是
A.木块在弹簧恢复原状过程中,所受弹力变大
B.木块离开弹簧后,受到的滑动摩擦力变大
C.木块离开弹簧后能继续运动,是因为它有惯性作用
D.弹簧恢复原状过程中,弹性势能变小
9.(多选)如图所示,是街边常见的一种“套圈”游戏,套中玩具时,即可获得该玩具。“套圈”出手后,从a点到c点的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是( )
A.从a到c的过程中,“套圈”的动能保持不变
B.从b到c的过程中,“套圈”只受重力的作用
C.在最高点b时,“套圈”的重力势能最大
D.在最高点b时,“套圈”的动能最大
10.(多选)如图甲所示,小强在水平地面上用力推木箱,推力随时间变化的图象如图乙所示,木箱速度随时间变化的图象如图丙所示。以下对于这一过程的分析中正确的是( )
A.0﹣1s内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力
B.1s﹣2s内木箱受到的摩擦力大小为4N
C.2s﹣3s内人对木箱的推力做功为8J
D.如果3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动
二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共14分。)
11.洒水车在水平公路上匀速行驶,行驶中不断洒水,在此过程中洒水车的动能 ;机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
12.如图所示是玻璃水滑道,在景区中是一种备受欢迎的水上娱乐项目。当游客坐在船上,船会顺着水滑道从高处滑下,速度越来越快,此时游客的重力势能转化为 能。
13.如图是我国首位花样滑冰世界冠军获得者陈露的比赛现场照片,运动员在滑行过程中,冰面上会留下刻痕,这表明力可以使物体 ,比赛中,在运动员腾空跃起到最高点的过程中,重力势能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
14.如图物体在相同力F的作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则W1 W2 W3(填或或)。
三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分。)
15.如右图甲为汽车在匀速直线上坡,请在图乙中画出汽车上坡过程中动能Ek随着时间t变化的大致图像。
16.如图所示,天花板上挂一个单摆,放手后摆球沿弧abcd来回摆动,请标出小球势能最大的位置并涂黑。
17.如题图甲所示,小球沿光滑的圆弧轨道AB滑下,滑上与海平面齐平的粗糙水平轨道MN,最终停在C点,在题图乙中画出小球从O点运动到C点的过程中的“机械能--时间”的大致图像。
四、实验探究题(本题共3个小题,每空2分,共28分。)
18.如图,小明将质量较小的物体P和质量较大的物体Q通过细绳相连,并挂在定滑轮上,发现Q下落会被P“拖慢”,对此小明猜想:“Q的质量和初始离地高度都一定时,P的质量越大,Q从静止开始下落到地面的平均速度越小。”请设计实验验证其猜想。
(1)除图所示的器材以外,还需要的实验器材有 ;
(2)画出记录实验数据的表格 ;
(3)写出实验步骤(可用画图或文字表述)和判断小明猜想是否正确的依据 。
19.风车可以将风能转化成其他形式的能。小宛制作了如图所示的一架小风车,想粗略测定风车在一定风速下做功的功率。
(1)观察实验装置,小宛还需要准备的实验仪器有刻度尺、托盘天平、 。
(2)风车做功过程中,回形针获得了动能和 能。
(3)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。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车对回形针做功的功率P= (表达式中的物理量均用符号表示)。
(4)看了小宛的实验,小郑认为他的测量结果小于此过程中风对风车做功的功率。以下理由支持小郑观点的有 。
A.旋转的风车也具有一定的动能
B.悬挂回形针的细线具有一定质量
C.风车的转轴与支架之间存在摩擦
20.小明为了探究动能大小的影响因素、利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
(1)该实验探究的是 (填“木块”或“钢球”)的动能,实验中通过观察 比较动能的大小,若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(2)由图甲、乙两图可得实验结论: ;
(3)小红根据乙、丙两图得出“物体的质量越大,动能越大”的结论,小明认为小红的做法是错误的,理由是 ;
(4)通常来说,交通事故的原因主要是超载或超速,用甲、丙两图的实验现象所得到的结论。可以解释汽车 (超载/超速)行驶时危险性大的原因。高速公路某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样, (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是80km/h。
五、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分。)
21.如图所示,这是高速公路下坡路段设计建设的一处“刹车失灵缓冲带”,当高速运行的车辆遇上紧急刹车失灵时可以冲上缓冲带,以便尽快停下来,减少惨剧的发生。请你从能量的角度解释为什么缓冲带要设计成一个冲向高处的大斜坡?
22.2023年5月11号“天舟六号”货运飞船采用快速交会对接技术顺利与在轨运行的“天和”核心舱进行交会对接。对接前“天舟六号”绕地球做椭圆运动,近地点A和远地点B如图所示;“天和”核心舱在离地球表面一定高度处做匀速圆周运动。
(1)“天舟六号”从近地点A到远地点B的过程中速度逐渐变小,原因是什么?
(2)若对接地点在椭圆轨道的远地点B处,“天舟六号”接近远地点B处时点火,到达远地点B时应符合什么条件?
六、综合应用题(本题共2个小题,第23小题8分,第24小题8分;共16分。)
23.(8分)如图是我省江淮汽车集团推出的一款新型汽车,总质量为1.5×103kg,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,求:
(1)汽车牵引力;(4分)
(2)此过程中汽车牵引力做功的功率。
(4分)
24.(8分)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为,当驱逐舰以的速度匀速直线航行时,受到的阻力是自身总重力的倍。(海水密度近似取,g取10N/kg)求:
(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强是多少?(2分)
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?(3分)
(3)驱逐舰满载时以的速度匀速航行时,牵引力做功的功率是多少?(3分)
试卷第1页,共3页
八年级下册 物理单元测试卷 第 1 页,共 3 页
参考答案:
1.C
【详解】2个鸡蛋的重力约为1N,20个鸡蛋的重力约为10N,每层楼高约3m,从1楼提到3楼要上升6m,所以他提鸡蛋的力做功约为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.B
【详解】A.用力搬石头,未搬动,对石头施加了力,但石头没有在力的方向上移动距离,所以没有对石头做功,故A不符合题意;
B.水平用力推车在水平地面上匀速前进,对车施加了水平力,车在力的方向上移动了距离,所以对车做功,故B符合题意;
C.手举着杠铃静止不动,对杠铃施加了力,但杠铃没有在力的方向上移动距离,所以没有对杠铃做功,故C不符合题意;
D.竖直向上提着水桶水平前行,对水桶施加了力,但水桶移动方向与力的方向垂直,所以没有对水桶做功,故D不符合题意。
故选B。
3.D
【分析】动能和重力势能是可以相互转化的.
在远地点,卫星距地面的高度最高,重力势能最大,飞行最慢,动能最小.
在近地点,卫星距地面的高度最低,重力势能最小,飞行最快,动能最大.
【详解】当卫星从远地点向近地点运动过程中,卫星的高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大.
故选D.
4.A
【详解】AB.由功的计算公式W=Fs可知,牵引力相同,则牵引力做功之比等于路程之比,即牵引力做功之比为5∶3,故A符合题意,B不符合题意;
C.已知做功时间相同,牵引力做功的功率之比
故C不符合题意;
D.因为汽车匀速行驶,所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力,这两个力的大小相等,则汽车受到的阻力之比
故D不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】A.引体向上,人对单杠的拉力和单杠对人的拉力是一对相互作用力,大小相等,故A错误;
B.800m测试,冲过终点的同学由于惯性不能立刻停下来,惯性是物体本身固有的一种性质,不能说惯性的作用,故B错误;
C.立定跳远,下落的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,人的重力势能转化为动能,故C正确;
D.掷出的实心球斜向上运动,在最高点时的速度不为零,仍具有水平方向的速度,若此时所受外力全部消失,由牛顿第一定律可知,球将沿水平方向做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】AB.由图乙可知,两次木块都做匀速直线运动,则拉力等于滑动摩擦力,同一个木块对水平面的压力一定,接触面的粗糙程度相同,所以两次木块受到的滑动摩擦力大小相等,则两次测力计的拉力也相等,即F1=F2,故A不符合题意,B符合题意;
CD.第①次木块运动的速度较大,且两次拉力的大小相等,由公式P=Fv可知,第①次拉力的功率较大,即P1>P2,故CD不符合题意。
故选B。
7.C
【分析】由图可知,每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球与地面碰撞时机械能减小,并且受到空气阻力,机械能逐渐变小。
【详解】A.B点的皮球比A点的皮球多运动A﹣M﹣B路程,机械能在皮球与空气摩擦和地面撞击过程中部分转化为内能,故A点的机械能大于B点的机械能,又因为A、B两点高度相同,所以重力势能也相同,因为机械能是动能与势能之和,所以A点的动能大于B点的动能,故A错误;
B.当小球到达最高点P时,竖直方向速度为零,但其仍能向右运动,则水平方向速度不为零,所以动能不为零,故B错误;
C.D点的皮球比C点的皮球多运动C﹣N﹣D路程,机械能在与空气摩擦和地面撞击过程中部分转化为内能,故皮球在C点时的机械能大于在D点时的机械能,故C正确;
D.当球撞击地面时,动能越大,留下的黑色圆斑越大。N点的皮球比M点的皮球多运动M﹣P﹣N路程,机械能在皮球与空气摩擦中部分转化为内能,所以M点皮球的机械能大于N点皮球的机械能。又因为M、N两点高度相同,则重力势能相同,故皮球在M点的动能大于N点的动能,皮球在M点留下的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑,故D错误。
故选C。
8.D
【详解】A.木块向左运动过程中,弹簧变长,弹簧的形变逐渐减小,弹力逐渐变小。故A错误;
B.木块离开弹簧后,木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变,摩擦力就是不变的;故B错误;
C.木块离开弹簧后,不再受弹簧弹力的作用,由于惯性可以继续前进,但不能说惯性作用;故C错误;
D.弹簧恢复原状过程中,弹簧的形变逐渐减小,弹性势能变小,故D正确;
故选D。
9.BC
【详解】A.“套圈”由a到c过程中,“ 套圈”的质量不变,速度先变小后变大,所以动能先变小后变大,故A错误;
B.不计空气阻力,从b到c的过程中,“套圈”只受到重力的作用,故B正确;
C.“套圈”在最高点b时,高度最高,则重力势能最大,故C正确;
D.“ 套圈”在最高点b时,速度最小,其动能最小,故D错误。
故选BC。
10.BC
【详解】A.木箱在0~1s内木箱在水平方向受到推力与摩擦力而静止,处于平衡状态,由平衡条件可知,推力等于摩擦力,故A错误;
B.由图丙可知,在2s~3s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力,由图乙可知,在2~3s内推力,则木箱受到的滑动摩擦力
由图丙可知,木箱在1~2s内做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力与推力大小无关,物体间接触面的粗糙程度与物体间压力不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N,故B正确;
C.由丙图知,2s~3s内,箱子的路程
由乙图可知,此时受到的推力F=4N,因此推力做功
故C正确;
D.如果3s后人停止用力,箱子具有一定的速度,箱子仍然受到摩擦力的作用,因此做减速运动,最后停下来,故D错误。
故选BC。
11. 减小 减小
【分析】动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,动能和势能统称机械能。
【详解】[1][2]洒水车在水平公路上匀速行驶,行驶中不断洒水,洒水车的速度不变,质量变小,动能减小,洒水车在水平地面上运动不具有重力势能,机械能=动能+势能,所以机械能减小。
【点睛】本题考查机械能的知识,物体由于运动而具有的能叫做动能;物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。
12.动
【详解】船顺着水滑道从高处滑下,速度越来越快,船上的游客的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,此时游客的重力势能转化为动能。
13. 发生形变 增大
【详解】[1]运动员在滑行过程中,冰面在力的作用下有了刻痕,形状发生了变化,说明力可以使物体发生形变。
[2]比赛中,在运动员腾空跃起到最高点的过程中,运动员的质量不变,高度增加,因此重力势能增大。
14. = =
【详解】[1][2]由题知,物体受到的拉力相同,沿力的方向移动的距离相同,根据可知,力F做的功
15.
【详解】物体的动能与质量和速度有关,汽车匀速直线上坡,速度不变,质量不变,故动能不变,图像如下
16.
【详解】小球高度越高,重力势能越大,故ad的势能最大。
17.
【详解】小球沿光滑的圆弧轨道AB滑下,由于轨道光滑,不考虑摩擦力,小球下滑过程中重力势能转化为动能,机械能不变;滑上轨道MN后,小球克服摩擦做功,动能转化成内能,直到速度为0,小球的动能为0,机械能全部转化为内能,机械能--时间图像如图
18. 秒表
下落时间
见解析
【详解】(1)[1]因为要比较下落的快慢,高度一定时,只需要比较下落时间即可,所以需要秒表计时。
(2)[2]控制物体Q的质量和下落高度相同,需要改变物体P的质量,多次测量,记录数据,比较时间验证小明的猜想,表格设计如下
下落时间
(3)[3]保持物体Q的质量和初始离地高度都一定,使用质量为m1的物体悬挂在绳子一段,将物体Q由静止释放,记录落地时间t1;改变物体P的质量分别为m2,m3,再次重复上述步骤,分别记录时间为t2,t3(m1<m2<m3)。
小明猜想物体Q的质量和下落高度相同时,物体P质量越大,下落平均速度越小,即下落时间越长,所以若t1<t2<t3,则可验证小明猜想正确,反之则小明猜想错误。
19. 秒表 重力势 ABC
【详解】(1)[1]由W=Gh=mgh知道,要测细线对回形针做的功,需要天平测出回形针的总质量m、用刻度尺测出回形针上升的高度h。由
知道,要测出细线对回形针做功的功率,还需要秒表测出所用的时间t。
(2)[2]风车做功过程中,回形针获得了动能,同时它被举高获得了重力势能
(3)[3]由(1)知道,风车对回形针做功的功率
(4)[4]A.风对风车做功时,旋转的风车也具有一定的动能,即消耗一定的风能,使测量结果小于此过程中风对风车做功的功率,故A符合题意;
B.悬挂回形针的细线具有一定质量,提升细线也会做功,使测量结果小于此过程中风对风车做功的功率,故B符合题意;
C.风车的转轴与支架之间存在摩擦会消耗能量,使测量结果小于此过程中风对风车做功的功率,故C符合题意。
故选ABC。
20. 钢球 木块移动的距离 不能 质量相同时,速度越大,动能越大 没有控制小球的速度相同 超载 大客车
【详解】(1)[1]该实验研究的对象是钢球,探究钢球动能的大小与速度和质量的关系。
[2]本题采用了转换法,通过比较小球推动木块移动距离的大小来判断小球的动能大小。
[3]从斜面上滚下,若水平面绝对光滑,钢球不受摩擦力作用,钢球在水平方向不受外力作用,将做匀速直线运动,不能达到实验目的。
(2)[4]由甲、乙两图,让质量相同的钢球从斜面不同高度释放来改变速度,从而探究钢球动能大小与速度的关系,甲图中钢球的高度更大,到达水平面的速度更大,木块被撞击的距离更长,说明动能更大。故结论为:质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)[5]根据乙、丙两图,钢球的质量和高度不同,则钢球达到水平面的速度不同,无法得到“物体的质量越大,动能越大”的结论,因为没有控制小球的速度相同。
(4)[6][7]用甲、丙两图的实验现象所得到的结论为:当物体的速度相同时,质量越大,动能越大;可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因;动能大小跟物体的速度与物体的质量有关,速度越大,质量越大,动能越大,所以质量较大的大客车,应控制行驶的速度,速度较小时,动能较小,所以大客车的限速应该是80km/h。
21.见解析
【详解】高速公路上的汽车速度大,动能大,刹车失灵车辆冲向高处的大斜坡时,将动能转化成重力势能,动能逐渐减小,使车能够停下来。
22.(1)见解析;(2)见解析
【详解】(1)天舟六号从近地点A到远地点B的过程中,没有受到空气阻力,机械能守恒,高度增大,质量不变,重力势能增大,则动能减小,且在此过程中天舟六号的质量不变,因此其速度逐渐变小。
(2)对接过程中,物体的相对运动速度很小,对接时相对静止,因而天舟六号接近远地点B处时点火,到达远地点B时应该符合的条件:运动的速度和方向与“天和”核心舱完全相同。
23.(1)3×103N;(2)3×104W
【详解】解:(1)汽车的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
汽车受到的阻力
汽车在水平路面上进行匀速直线运动,汽车在水平方向上受到的牵引力和阻力是平衡力,故汽车受到的牵引力
F牵=f=3×103N
(2)汽车运动路程
s=5.4km-3.6km=1.8km=1800m
汽车运动时间
t=09∶35∶50-09∶32∶50=3min=180s
此过程中汽车牵引力做的功
W=F牵s=3×103N×1800m=5.4×106J
汽车牵引力做功的功率
答:(1)汽车牵引力是3×103N。
(2)此过程中汽车牵引力做功的功率3×104W。
24.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)根据题意可知,在水面下3m深处,船体受到的海水的压强为
(2)根据题意可知,满载时,驱逐舰受到浮力为
(3)驱逐舰匀速直线航行时,水平方向受到的牵引力、阻力是一对平衡力,大小相等;竖直方向受到的重力、浮力是一对平衡力,大小相等,驱逐舰的重力为
牵引力为
牵引力做功的功率为
答:(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强为;
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力为;
(3)驱逐舰满载时以的速度匀速航行时,牵引力做功的功率为。
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