济南稼轩中学初中物理八年级下册第十一章《功和机械能》测试题含答案解析.docx
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济南稼轩中学初中物理八年级下册第十一章《功和机械能》测试题含答案解析
一、选择题
1.2020年12月17日,“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆,也标志着中国第一次地外天体采样返回任务取得圆满成功。返回舱在落向地面时,为安全着陆,在距地面一定高度时,将向下喷出高压气体,做减速运动,则此过程( )
A.返回舱动能不变,重力势能减小,机械能减小
B.返回舱动能增加,重力势能减小,机械能不变
C.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
D.返回舱动能减小,重力势能增加,机械能不变
2.车辆由于紧急刹车,刹车片迅速夹紧刹车盘(不考虑刹车片磨损),靠刹车片与刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动,导致刹车片和刹车盘温度升高。
则下列说法正确的是( )
A.车辆停止后,无速度,则刹车片内能为零
B.由于温度升高,刹车片内能增大
C.由于质量没改变,则刹车片内能不发生变化
D.车辆在减速过程中,内能转化成机械能
3.小明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.球开始下落时动能最大
B.球离地后的上升过程中势能转化为动能
C.球在整个运动过程中机械能不变
D.球弹跳到原抛球位置时仍具有动能
4.关于能的概念,下列说法中正确的是( )
A.一个物体能够做功,就说这个物体具有能
B.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多
C.一个物体做了功,说明这个物体具有能
D.用线悬挂着的小球,没有做功,所以没有能
5.如图所示是跳伞运动员在空中匀速下落的过程,从能量角度分析,跳伞运动员的( )
A.动能增大,势能不变,机械能减小
B.动能不变,势能减小,机械能不变
C.动能增大,势能减小,机械能不变
D.动能不变,势能减小,机械能减小
6.如图所示,甲乙两名工人正在同时进行挖土工作。
下列说法中正确的是( )
A.甲做功一定多B.乙做功一定多C.甲做功一定快D.乙做功一定快
7.生活中我们会见到或使用许多机械,好像用它们无所不能,事实上用它们永远做不到( )
A.省力B.省距离C.省时D.省功
8.2019年3月10日凌晨,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将“中星6C”卫星发射升空,在卫星加速升空的过程中,关于卫星的能量分析,下列说法正确的是
A.动能增加,势能不变B.动能不变,势能增加
C.机械能总量不变D.机械能总量增加
9.大明和小华一起爬茅山,大明用了25min登上山顶,小华用了20min登上山顶,大明的体重是小华的1.5倍,大明与小华的爬山的功率之比是( )
A.5:
6B.8:
15C.6:
5D.3:
2
10.关于足球运动中涉及到的物理知识,下列分析正确的是
A.球员穿上鞋底凹凸不平的足球鞋,是为了增大对地面的压力
B.踢球时,脚对足球的力和球对脚的力是一对平衡力
C.守门员扑住飞来的球,说明力改变了物体的运动状态
D.足球在下落过程中,它的动能变小,重力势能变大
11.火神山医院让全世界人民再次看到了中国速度,也让我们为祖国的强大倍感骄傲和自豪。
如图所示,在医院建设中起重机将箱式板房材料沿竖直方向匀速提升,此过程中板房材料的( )
A.动能减小,重力势能增大,机械能不变B.动能不变,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大D.动能不变,重力势能增大,机械能增大
12.小玲从书桌上拿起一瓶新的矿泉水,打开喝了一口,这一过程涉及到的一些物理量,下列估测合理的是( )
A.矿泉水对桌面的压强约为1×104PaB.矿泉水的容积约为0.05m3
C.拿起矿泉水所用的力约为5ND.拿起矿泉水所做的功约为50J
二、填空题
13.在水平地面上,用50N的水平拉力拉重为100N的小车,使小车沿水平方向前进5m,所用时间为10s,在此过程中,拉力的功率等于______W,重力所做的功等于______J。
14.简单机械与机械功、机械能的知识与人体很多的活动联系紧密。
(1)人在行走过程中,重心高度会发生变化。
某人身高1.70m,体重600N,在水平地面上行走时重心高度变化约为2cm,试估算该人每走一步克服重力做的功W=______;
(2)人通过曲臂使手臂转动来拿起重物,此时人的手臂相当于简单机械中的______。
15.一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为202kW,质量为15t,卡车的牵引力是9.09×103N,卡车在平直路面上行驶2h,卡车重力做功为____J;行驶速度为____km/h;人们常说:
“汽车跑得真快啊!
”,所选择的参照物是________。
16.小明用30N的水平推力使超市的购物车在水平路面上前进了10m,所用时间为0.5min在此过程中,小明做功______J,功率为______W,购物车的重力做功______J。
17.如图所示,橡皮筋两头分别固定在罐子两端,中间系一个钩码,就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出,橡皮筋的弹性势能______(填“变大”“不变”或“变小”);魔罐能自动滚回来,滚回的过程中______能转化为______能。
18.如图所示是农用扬场机的示意图,谷物脱粒后,谷物、糠皮及少量碎石沙粒的混合物在快速转动的轮W和皮带P的带动下被抛出,谷物、糠皮、碎石沙粒落地的远近不同,形成A、B、C三堆,从而达到分离的目的,则糠皮是______(选填“A”、“B”或“C”),判断依据是______。
19.如图是上海”明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。
从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将______能转化为______能储存起来。
20.某物体重10N放在水平地面上,在水平方向5N的拉力作用下匀速前进20m,所用时间为10s,则拉力做的功是_________,拉力的功率是_________。
三、解答题
21.步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大。
某人质量为50kg,正常步行时的步距为0.5m,步行过程中其重心的高度变化为5cm,如图所示,他正常步行1min走了180步,g取10N/kg,求:
(1)他每走一步克服自身重力所做的功是多少?
(2)他正常步行克服重力做功的功率是多少?
22.济南轨道交通1号线于2019年4月1日正式商业运营,千年古城济南从此步入“地铁时代”。
某同学从始发站工研院站坐车前往大学城站用时
,假如列车始终以
的速度匀速行驶,行驶过程中所受阻力约为
。
求:
(1)工研院站到大学城站的距离;
(2)牵引力所做的功;
(3)地铁在这段时间的功率。
23.全程
的济南轨道交通
线于2019年4月1日正式商业运营,千年占城济南从此步入“地铁时代”。
济南轨道交通采用的地铁机车,最高时速为80km/h,机车质量大约为30t,机车的最大牵引力约为
,取g=10N/kg。
试求:
(1)若地铁列车以最高时速沿
线行驶,单程直达耗时多少?
(2)假设这段时间内牵引机车一直是在最大牵引力作用下工作,则牵引机车做功多少?
(3)已知该机车与轨道的接触面积约为
,则该机车在平直轨道上空载运行时,对轨道的压强多大?
24.如图是一艘完全依靠太阳能驱动的船,船的表面安装有太阳能电池板,该船长30米、宽15米,排水量60吨。
在一次航行中,从某一时刻开始,太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示,船的运动速度v随时间t的变化关系如图乙所示。
(g取10N/kg)求:
(1)满载时太阳能船受到的浮力;
(2)第60s时太阳能船受到的阻力大小;
(3)第50s到第100s内牵引力做的功;
(4)第50s到第100s的运动过程中,牵引力的功率。
25.如图是一火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,履带与地面接触的总面积为0.5m2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg).求:
(1)消防机器人静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率.
26.如图所示是一款新研发的机器人。
若机器人质量为2kg,与地面的接触面积是1×10-3m2,牵引力大小为40N机器人在水平地面上沿直线行走8m,用时20s求:
(1)机器人的速度;
(2)机器人的功率;
(3)机器人静止时对水平地面的压强。
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一、选择题
1.C
解析:
C
返回舱落向地面时,做减速运动,其高度也在减小,而质量不变,所以动能减小,重力势能也减小,那么机械能也减小了,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.B
解析:
B
A.一切物体均有内能,刹车片内能不可能为零,故A错误;
B.刹车片与刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动,摩擦做功,机械能转化为内能,刹车片的温度升高、内能增大,故B正确;
C.内能与温度也有关系,刹车片的质量没改变但内能改变,故C错误;
D.车辆在减速过程中,通过摩擦做功的方式,机械能转化成内能,故D错误。
故选B。
3.D
解析:
D
A.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大,向下运动的过程中,速度变大,动能变大,故A错误;
B.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B错误;
C.球在整个运动过程中,球会与空气、地面摩擦,故会损失掉一部分机械能,故机械能减少,故C错误;
D.据题目可知,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,即此时仍有动能,故D正确。
故选D。
4.A
解析:
A
A.由能量的概念可知,一个物体能够做功,就说明这个物体具有能量,简称能,故A正确;
B.物体能量我可以做更多的功,但一个物体已做的功越多,不能说明这个物体具有的能越多,故B错误;
C.一个物体做了功,说明原来具有能量,但做功后不一定还具有能,故C错误;
D.一用线悬挂着的小球,没有做功,但它有一定的高度,所以具有重力势能,故D错误。
故选A。
5.D
解析:
D
动能跟物体质量和运动速度有关,跳伞运动员匀速下降,质量不变,速度不变,所以动能不变;重力势能跟物体质量和高度有关,跳伞运动员下落,质量不变,高度减小,所以重力势能减小,所以机械能减小。
故选D。
6.C
解析:
C
AB.功等于功率和时间的乘积,不知道做功时间,则无法判断做功的多少,故AB错误;
CD.甲的功率比乙大,功率描述的是物体做功的快慢,所以甲做功一定快。
故C正确,D错误。
故选C。
7.D
解析:
D
使用简单机械有时可以省力,有时可以省距离,给我们带来方便,根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故选D。
8.D
解析:
D
在卫星加速升空的过程中,其质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,势能增大;因机械能等于动能和势能之和,所以卫星的机械能总量增加.
9.C
解析:
C
由题知,大明的体重是小华的1.5倍,即
所以
那么大明与小华的爬山所做的功之比
又因为
则大明与小华的爬山的功率之比
故选C。
10.C
解析:
C
A.足球鞋底凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大走路时鞋底与地面之间的摩擦力,故A错误;
B.踢球时,脚对足球的力和足球对脚的力作用在不同的物体上,是一对相互作用力,不是一对平衡力,故B错误;
C.足球守门员扑住了快速飞来的足球,足球变为静止,体现了力的作用效果,力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.足球在下落的过程中,质量不变,高度减小,速度增大,重力势能减小,动能增大,是重力势能转化为动能,故D错误。
故选C。
11.D
解析:
D
将箱式板房材料沿竖直方向匀速提升的过程中,板房材料质量不变,速度不变,则动能不变;同时高度增加,重力势能变大;因机械能等于动能与势能的总和,所以机械能变大。
故选D。
12.C
解析:
C
A.矿泉水的质量约500g,对桌面的压力约为5N,矿泉水瓶底的面积约20cm2,对桌面的压强约为2500Pa,故A不符合题意;
B.矿泉水的容积约500mL,即0.5dm3,故B不符合题意;
C.矿泉水的质量约500g,重约5N,拿起矿泉水所用的力约为5N,故C符合题意;
D.矿泉水的质量约500g,重约5N,拿起矿泉水的距离约1m,做功约5J,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
13.0
解析:
0
[1]拉力的功
拉力的功率
[2]重力的方向竖直向下,小车沿水平方向运动,运动方向与力的方向垂直,所以重力不做功,即重力所做的功等于0J。
14.12J费力杠杆
解析:
12J费力杠杆
(1)[1]该人每走一步重心高度变化一次,则克服重力做的功为
(2)[2]人通过曲臂使手臂转动来拿起重物,是在力的作用下绕肘点转动的,动力臂小于阻力臂,所以人的手臂相当于简单机械中的费力杠杆。
15.80路面(公路公路两旁的树公路两旁的建筑物)
解析:
80路面(公路、公路两旁的树、公路两旁的建筑物)
[1]卡车在平直路面上行驶,卡车在重力方向上没有移动距离,所以重力没有做功,即重力做功为0J。
[2]由
得卡车的行驶速度
行驶速度为80km/h。
[3]人们常说“汽车跑得真快啊!
”,这是因为汽车与地面之间有相对位置的变化,所选择的参照物是地面(或公路、公路两旁的树、公路两旁的建筑物)。
16.100
解析:
100
[1]小明做功为
[2]小明做功的功率为
[3]购物车的重力与运动方向垂直,所以重力做功为0。
17.变大弹性势动
解析:
变大弹性势动
[1]罐子开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,橡皮筋发生形变,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,橡皮筋的弹性势能变大。
[2][3]罐子滚回来橡皮筋弹性势能变小,罐子动能变大,弹性势能转化为动能。
18.A见解析
解析:
A见解析
[1][2]谷物脱粒后,谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带P的带动下被抛出,此时谷粒、糠皮及碎石的速度相同,由于碎石的质量最大,糠皮的质量最小,所以碎石的惯性大,动能最大,克服阻力运动的最远,糠皮动能最小,惯性最小,克服阻力运动最近,谷粒则介于它两个之间。
故A是糠皮,B是谷粒,C是碎石。
19.动重力势
解析:
动重力势
[1][2]由图和题意可知,列车进站时爬坡,速度减小,高度增大,通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来;出站时下坡,高度降低,速度增大,再将储存的重力势能转化为动能。
20.100J10W
解析:
100J10W
[1]拉力做的功
[2]拉力做功的功率
三、解答题
21.
(1)25J;
(2)75W
解:
(1)人重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
则每走一步克服重力做功为
W=Gh=500N×0.05m=25J
(2)一分钟走180步克服重力做功为
W总=180×W=180×25J=4500J
则克服重力做功功率为
答:
(1)他每走一步克服重力做功为25J;
(2)正常步行克服重力做功功率为75W。
22.
(1)6000m;
(2)6×107J;(3)105W
解:
(1)由题意知,工研院站到大学城站的距离
s=vt=10m/s×10×60s=6000m
(2)列车在整个过程匀速行驶,则索引力
F=f=104N
那么索引力所做的功
W=Fs=104N×6000m=6×107J
(3)所以地铁在这段时间的功率
答:
(1)工研院站到大学城站的距离为6000m;
(2)牵引力所做的功为6×107J;
(3)地铁在这段时间的功率是105W。
23.
(1)
;
(2)
;(3)
解:
(1)由
得,列车行驶的时间
(2)机车行驶的路程
则牵引机车做的功
(3)机车的质量
机车所受的重力
因为机车在平直轨道上,所以机车对轨道的压力
则机车对地面的压强
答:
(1)地铁列车以最高时速沿
线行驶单程直达耗时为0.33h;
(2)牵引机车做功为
;
(3)该机车在平直轨道上空载运行时,对轨道的压强为
。
24.
(1)6×105N;
(2)8×104N;(3)2×106J;(4)4×104W
(1)由阿基米德原理可得,满载时太阳能船受到的浮力为
F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N
(2)由图甲可知,50s~100s太阳能船受到的牵引力为8×104N,由图乙可知,50s~100s内太阳能船以0.5m/s的速度做匀速直线运动,因太阳能船匀速直线运动时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以50s~100s内太阳能船受到的阻力为8×104N,则第60s时太阳能船受到的阻力为8×104N。
(3)由
可得,第50s到第100s内船行驶的距离为
s=vt=0.5m/s×50s=25m
第50s到第100s内牵引力做的功为
W=Fs=8×104N×25m=2×106J
(4)第50s到第100s的运动过程中,牵引力的功率为
答:
(1)满载时太阳能船受到的浮力为6×105N;
(2)第60s时太阳能船受到的阻力为8×104N;
(3)第50s到第100s内牵引力做的功为2×106J;
(4)第50s到第100s的运动过程中,牵引力的功率为4×104W。
25.
(1)1.2×104pa
(2)360W
(1)机器人对地面的压力:
F压=G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
它对地面的压强:
p=
=
=1.2×104Pa;
(2)因为机器人做匀速直线运动,所以机器人受到的牵引力:
F=f=0.02G=0.02×6000N=120N,
消防机器人牵引力做功的功率:
P=
=
=Fv=120N×3m/s=360W.
答:
(1)消防机器人静止在水平地面时,对地面产生的压强为1.2×104pa;
(2)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率为360W.
26.
(1)
;
(2)16W;(3)
(1)机器人的速度为
(2)机器人的功率由公式
可得
(3)机器人静止时对水平地面的压力为
机器人静止时对水平地面的压强为
答:
(1)机器人的速度为0.4m/s;
(2)机器人的功率为16W;
(3)机器人静止时对水平地面的压强为
。
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