浙教版科学九年级上册 3.3.2能量转化的量度 同步练习（含答案）

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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.3.2能量转化的量度（含答案）
一、选择题
1．某机器的功率是1000瓦，这句话的物理意义是表示（　　）
A．这台机器能做1000瓦的功 B．这台机器每秒能做1000瓦的功
C．这台机器能做1000焦的功 D．这台机器每秒能做1000焦的功
2．如图所示是甲、乙两物体做功与所用时间的关系图象，由图可知，甲物体的功率P甲和乙物体的功率P乙的关系是（　　）
A．P 甲＞P 乙 B．P 甲＜P 乙 C．P 甲＝P 乙 D．无法确定
3．为了增强免疫力抵御H1N1甲型流感，星期天小明和爸爸一起去登山。小明用了20min登上山顶，爸爸用了25min登上山顶，爸爸的体重是小明的1.5倍，则小明与爸爸登山时所做功的功率之比是（　　）
A．5：6 B．6：5 C．15：8 D．2：3
4．用拖拉机耕地时，一般都行进得较慢，这是为了（　　）
A．减少机器损耗 B．减小阻力
C．节省燃油 D．获得较大的牵引力
5．如图所示，有一长方体实心铁块沉在粗糙的水池底部，某工程队利用汽车将铁块从水中竖直打捞上来。若汽车以恒定速度v向右行驶，则铁块从池底升至水面上方一定高度的过程中，绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图像是（　　）
A． B． C． D．
6．下列说法中正确的是（　　）
A．机械做的功越多，它的功率一定大 B．机械做功时间短，它的功率一定大
C．机械做功越快，它的功率就越大 D．做相同的功，机械用的时间长，它的功率大
7．甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为6牛的水平推力F作用下，向右做速度为5米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（　　）
A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C．当F的大小为6牛时，做功的功率为30瓦
D．当F的大小为10牛时，甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
8．学习了功率的知识后，小科和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案，其中可行的是（　　）
①控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬上楼的高度，算出功率进行比较。
②控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼用的时间，算出功率进行比较。
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出功率进行比较。
A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③
9．如图甲，水平地面粗糙程度相同，AB＝CD。用大小不变的水平拉力F拉物体做直线运动。物体通过AB、CD段时“s﹣t”图象如图乙。与AB段相比，CD段（　　）
A．物体所受摩擦力较大 B．水平拉力F做的功较多
C．物体运动的时间较长 D．水平拉力F做功的功率较大
10．在同一水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s～8s内木箱受到的推力恒为150N，下列说法正确的是（　　）
A．4s～8s内，木箱受到的推力的功率是150W
B．8s～10s内，木箱受到的摩擦力大于150N
C．4s～8s内，木箱克服摩擦力做功是1200J
D．4s～8s内，木箱重力做功为1600J
二、填空题
11．在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC.如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1______W2，P1______P2（两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。
12．如图所示，质量为50g的金属小球从A处自由下滑。经过B处，到达C处，恰好停下。如果小球从在A到B的过程用了4s的时间，重力做功为 　 　J，重力做功的功率为 　 　W。在整个活动过程中，小球克服摩擦消耗的机械能为 　 　J。（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）
13．王波同学帮父母搬家，现有30捆书籍。每捆书籍的质量都为5kg。王波想尽快将它们搬上10m高处的新家。如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知，为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，他每次应搬　 　捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地，所用的总时间为　 　s（g＝10N/kg）。
14．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。按图像中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为 　 　个。若他的质量为50kg，则在此过程中，他跳一次克服重力做功 　 　J，他跳绳的功率为 　 　W。（g取10N/kg）
15．健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为　 　焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装　 　（填“A”或“B”）型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
三、解答题
16．如图所示，中考体育测试中，小宇同学正在测试自己的仰卧起坐的成绩。小宇同学质量为50kg，她上半身（肚脐以上）质量约为全身质量的60%；若一分钟内她做了40个仰卧起坐，每次上半身重心上升的高度均为0.3m。（g取10N/kg）
（1）小宇所受到的重力？
（2）小宇完成1次仰卧起坐，克服重力所做的功？
（3）这段时间内她克服重力做功的功率？
17．如图所示，小明在跑步机上锻炼身体，设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑动的总动力为40N。
求：
（1）他在这段时间内相当于跑了多少路程？
（2）他做功的功率是多少？
18．如图，一辆货车匀速从山底A开到山顶B。货车重为5.0×104N，发动机的功率50kW保持不变，山坡AB长2000m，高h为300m，牵引力保持2.5×104N不变，不计空气阻力。求：
（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功。
（2）山坡的机械效率。
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力。
19．如图甲所示为某小区停车场出口的示意图，水平路面AB长100m、斜坡BC长50m、坡高4m。某小汽车轮胎与水平路面接触面积共为0.4m2，它以大小不变的速度通过AB段和BC段。小汽车对地面的压力F与时间t的关系如图乙所示，小汽车受到的阻力f与时间t的关系如图丙所示。g＝10N/kg。求：
（1）小汽车的总质量是多少？
（2）小汽车从A行驶到C，克服重力做功是多少？
（3）通过BC段时，牵引力做功的功率是多少？
答案
1．解：1000瓦的物理意义，是指这台机器每秒可以做功1000焦耳。
故选：D。
2．解：
由图可知，在相同时间内，乙物体做的功多，甲物体做的功少，根据P＝可知，甲物体的功率小于乙物体的功率，即P甲＜P乙。
故选：B。
3．解：小明登上山顶做的功：W1＝G1h＝m1gh，
爸爸登上山顶做的功：W2＝G2h＝m2gh，
小明的登山功率：P1＝，
爸爸的登山功率：P2＝，
又m2＝1.5m1
所以，＝×＝。
故选：A。
4．解：
∵拖拉机的最大功率P一定，而P＝Fv，
∴减慢车速v，可以增大拖拉机的牵引力F。
故选：D。
5．解：（1）物体浸没在水中时，拉力大小F＝G﹣F浮保持不变，根据P＝＝＝Fv可知，由于F、v不变，所以拉力功率保持不变；
（2）物体从上表面刚露出水面到物体下表面露出水面时，拉力F＝G﹣F浮，由于F浮逐渐减小，拉力F逐渐增大，由于物体速度不变，根据P＝Fv可知，拉力的功率逐渐增大，且拉力的功率与物体上升高度是一次函数关系；
（3）当物体完全露出水面后，拉力F＝G物，大小保持不变，根据P＝Fv可知，拉力的功率与物体上升的高度无关。
绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图像如图D所示。
故选D。
6．解：A、公式为P＝；机械做的功越多，它的功率不一定大，还要看做功所用的时间；故A错误；
B、公式为P＝；机械做功时间短，它的功率不一定大，还要看做功的多少；故B错误；
C、功率是表示做功快慢的物理量；机械做功越快，它的功率就越大；故C正确；
D、公式为P＝；做相同的功，机械用的时间长，它的功率就越小；故D错误；
故选：C。
7．解：AB、已知甲物体做匀速直线运动，速度为v＝5m/s，甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用，二力平衡，
水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力；由题意可知，水平推力F为6N，方向水平向右，则摩擦力也为6N，方向水平向左；故A、B正确；
C、当F的大小为6牛时，做功的功率P＝＝＝Fv＝6N×5m/s＝30W，故C正确；
D、滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关，与速度无关，因此当F的大小为10牛时，摩擦力不变还是6N，则推力大于摩擦力，甲物体将做速度大于5米/秒的加速直线运动，故D错误。
故选：D。
8．解：爬楼是克服自身的重力做功，功率P＝，若做功时间t一定，测出各自的体重m和爬楼的高度h，体重和爬楼高度、g的乘积越大，功率就越大；
控制爬楼高度一定，测出各自的体重m和爬楼时间t，若的比值越大，功率就越大；
测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，根据P＝求出功率，比较功率的大小。
所以三种方法都是可以的，故选D。
9．解：A、同一个物体，则重力相等，对水平面的压力相等，由于AB段和CD段接触面的粗糙程度相同，所以物体在AB段所受到的摩擦力等于在CD段所受到的摩擦力，故A错误；
B、根据W＝Fs知拉力F相同，路程也相同，故拉力做的功也相同，故B错误；
C、
由图乙知，若运动相同的路程，CD段的时间长，故C正确；
D、由B知拉力F做的功相同，CD段的时间长，根据P＝知CD段水平拉力F做功的功率较小，故D错误。
故选：C。
10．由题AB＝BC，
根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2；
由于小球在自由下落时做加速运动，
由v＝可得t＝，小球在BC段运动的时间短，根据公式P＝可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。
故答案为：＝；＜。
11．解：A、由题知，在4s～8s内，推力F＝150N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v＝1m/s，
则推力做功的功率P＝＝Fv＝150N×1m/s＝150W，故A正确；
B、由图知，在4s～8s内，木箱做匀速直线运动，木箱受到的推力、摩擦力是一对平衡力，大小相等，则木箱受到的摩擦力f＝F＝150N；
由图可知，木箱在8s～10s内做减速运动，由于压力大小、接触面的粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦力的大小不变，还是150N，故B错误；
C、在4s～8s内，木箱运动的路程s＝vt＝1m/s×4s＝4m，木箱克服摩擦力做功W＝fs＝150N×4m＝600J，故C错误；
D、木箱在水平面上运动，重力的方向竖直向下，木箱没有在重力的方向上通过一定的距离，重力没有做功，故D错误。
故选：A。
12．解：金属小球的重力：G＝mg＝50×10﹣3kg×10N/kg＝0.5N，
由图可知，从A到B小球下降的高度hA＝40cm＝0.4m，
小球从A到B的过程中，重力做功：W＝Gh＝0.5N×0.4m＝0.2J；
重力做功的功率：P＝＝＝0.05W；
C点的高度hC＝20cm＝0.2m，
小球到达C时，克服摩擦消耗的机械能等于减少的重力势能，即：
W'＝ΔE＝G（hA﹣hC）＝0.5N×（0.4m﹣0.2m）＝0.1J。
故答案为：0.2；0.05；0.1。
13．解：（1）由坐标图可知：当搬运质量为15kg物体时，人用于搬运物体的功率（输出）最大，其值为50W；
30捆书籍包，总质量为150kg，每捆书籍的质量是5kg，由于搬运书籍所需要做的总功是一定的，
为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，
因此每次应搬运质量15kg的书籍，即他每次应搬3捆。
（2）每次搬运的书籍的重力：G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N；
克服重力做的功：W＝Gh＝150N×10m＝1500J；
由P＝得，每次上楼所用的时间：t＝＝＝30s，
每次下楼所用的时间：t′＝t＝×30s＝15s，
则一个来回需要的时间：t1＝t+t′＝30s+15s＝45s，
总共有30捆书籍，1次搬3捆，所以，要完成搬运任务需要10个来回，
则他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间：
t总＝10t1＝10×45s＝450s。
故答案为：3；450。
14．解：
（1）从图可知，跳一次所用时间t1＝0.4s，而t＝1min＝60s，所以1min内所跳的次数为：n＝＝＝150次。
（2）小明质量m＝50kg，所以小明的重力为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
从图可知，起跳的高度h＝6cm＝0.06m，
所以跳一次克服重力做的功为：W＝Gh＝500N×0.06m＝30J；
则1min内克服重力做的功为：W总＝nW＝150×30J＝4500J，
所以1min内克服重力做功的功率为：P＝＝＝75W。
故答案为：150；30；75。
15．解：（1）身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中重力所做的功：W＝Gh＝500N×0.3m＝150J；
（2）弹性势能的变化图可知，A型钢圈弹性形变大，所以在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
故答案为：（1）150；（2）A。
16．解：（1）小宇所受的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；
（2）仰卧起坐1次克服自身重力做功W＝60%Gh＝60%×500N×0.3m＝90J；
（3）1min内完成40个仰卧起坐，所做的总功W总＝40W＝40×90J＝3600J，
这段时间做功的功率。
答：（1）小宇受到的重力为500N；
（2）克服重力所做的功为90J；
（3）克服重力做功的功率为60W。
17．解：（1）小明的路程s＝vt＝5m/s×30×60s＝9000m；
答：在这段时间内相当于跑9000m。
（2）小明做的功W＝Fs＝40N×9000m＝3.6×105J，
做功的功率P＝＝＝200W；
答：他做功的功率是200W。
18．解：
（1）牵引力做的有用功：
W有用＝Gh＝5.0×104N×300m＝1.5×107J；
（2）汽车从山底开到山顶所做的总功为：
W总＝Fs＝2.5×104N×2000m＝5×107J；
山坡的机械效率为：
η＝＝×100%＝30%；
（3）额外功为：
W额＝W总﹣W有用＝5×107J﹣1.5×107J＝3.5×107J，
由W额＝fs可得汽车在山坡上行驶时的摩擦力：
f＝＝＝1.75×104N。
答：（1）汽车从山底开到山顶所做的有用功为1.5×107J；
（2）山坡的机械效率为30%；
（3）汽车在山坡上行驶时的摩擦力为1.75×104N。
19．解：
（1）由图乙可知，AB段F＝1.5×10 N，因为在水平面上压力等于重力，所以G＝F＝1.5×10 N，
由G＝mg得物体的质量为：
；
（2）AB段小汽车重力移动的距离为：h＝0m，
所以克服重力做功是：
WAB＝Gh＝0J；
BC段：；
小汽车从A行驶到C，克服重力做功是：
；
（3）由图丙可知，阻力f＝200N，
BC段，克服摩擦做功：，
BC段，牵引力做功：，
BC段，牵引力做功的功率：。
答：（1）小汽车的总质量是1.5×103kg；
（2）小汽车从A行驶到C，克服重力做功是6×10 J；
（3）通过BC段时，牵引力做功的功率是1.4×103W。
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