人教版八年级下册第十一章 功和机械能综合与测试精品单元测试同步测试题

这是一份人教版八年级下册第十一章 功和机械能综合与测试精品单元测试同步测试题，共11页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题


1. 如图所示，大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同，下列说法正确的是( )





A. 大人与小孩做功相同，两人功率相同


B. 大人与小孩做功相同，小孩功率大


C. 大人比小孩做功多，大人功率大


D. 大人比小孩做功多，小孩功率大





2. 一位同学用20 s从一楼走到三楼，他上楼时的功率可能是( )


A. 1.5 W B. 15 W C. 150 W D. 1 500 W





3. 如图，我国空中加油机正在给歼10战斗机加油．加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的( )





A. 动能增加，势能减小，机械能不变


B. 动能不变，势能不变，机械能不变


C. 动能减小，势能不变，机械能减小


D. 动能增加，势能增加，机械能增加





4. 我国在太空航天领域处于世界领先水平，如图所示，是我国近期发射的一颗北斗导航卫星，它沿椭圆轨道绕地球运行．离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点．在大气层外运行，不受空气阻力．关于此人造卫星的运行下列说法正确的是( )


A. 卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大，速度增大


B. 卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能减小，速度减小


C. 卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度增大


D. 卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度减小








5. 如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F－t和v－t图像分别如图乙、丙所示．下列说法正确的是( )





A. 当t＝1 s时，物体处于静止状态，摩擦力是0


B. 当t＝3 s时，物体受到摩擦力是7 N


C. 4～6 s内，拉力F做的功是20 J


D. 2～4 s内物体的机械能保持不变





6. 如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度．则下列说法中错误的是( )


A. 小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能


B. 小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能


C. 小球在b和d时重力势能和动能都相等


D. 小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能








7. 在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图像与图所示四幅图最接近的是( )








8. 一个小石块从空中的某一高度，由静止开始竖直下落．若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间t的变化图像可能是( )








9. 如图所示，是小球在地面弹跳的情景．小球在A点的机械能为120 J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100 J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为( )


A. 120 J B. 100 J C. 90 J D. 80 J








10. 一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，汽车在第10 s时已行驶了150 m，速度达到了20 m/s，随后匀速前进。若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000 N，以下说法正确的是( )





A.在0~20 s内汽车的平均速度为15 m/s


B.在0~10 s内汽车的牵引力大小恒为2000 N


C.在10~20 s内汽车牵引力做的功为4×105 J


D.在10~20 s内汽车牵引力做功的功率为4×105 W





二、填空题


11. 如图甲所示，用20 N的水平拉力拉着质量为5 kg的铝块在水平地面上运动，铝块运动的s－t图像如图乙所示，则铝块受到的摩擦力大小为____N；若克服摩擦力所做的功全部转化为内能并有44%被铝块吸收，则铝块在10 s内的温度升高______℃[c铝＝0.88×103 J/(kg·℃)]．








12. 在高速铁路上，一列车以324 km/h的速度在平直轨道上匀速行驶50 km，若列车的牵引力为105 N，通过这段路程牵引力所做的功为________J，功率为________W.





13. 在水平地面上，工人师傅用100 N的力沿水平方向推着重为300 N的箱子匀速前进，5 s内移动了6 m．在这个过程中，地面对箱子的摩擦力为______N，推力做功的功率为________W.





14. 如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的端部，然后用手将锯条的端部压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的 势能，增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的 越大，它的弹性势能越大。








15. 如图所示，一物体在水平向右的拉力F1的作用下以1 m/s的速度在水平地面上匀速运动了10 m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1。若该物体在水平向右的拉力F2的作用下以2 m/s的速度在同一水平面上匀速运动了10 m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2。则W1 W2，P1 P2。(均选填“>”“<”或“=”)








16. 劲度系数为12 N/cm(弹簧每受到12 N的力，长度就要变化1 cm)的一根弹簧自然悬挂时的长度为6 cm，在它下面再悬挂一个48 N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在 (填某一范围)时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和 能。(上述过程没超出该弹簧的弹性限度)








三、实验题


17. 如图所示是探究物体的动能大小与哪些因素有关的实验装置图。其中，mA=mBhB。





(1)实验中，探究的动能是指 。(填序号)


A.小球在斜面上的动能


B.小球撞击木块时的动能


C.小球撞击木块后的动能


D.木块被小球撞击后的动能


(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了探究动能大小与 的关系。


(3)在做了“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球 (选填“运动”或“静止”)，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。





(4)完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑动的距离不同(如下表所示)，小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 (选填“相等”或“不相等”)。








18. 由于________而具有的能，叫作动能．在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：


A．物体的动能可能与物体的质量有关；


B．物体的动能可能与物体的速度有关．





设计以下探究实验：让质量为m的小球从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动．运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离s.实验过程如图甲、乙、丙所示，图中m1

(1)通过观察比较____________________就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是__________(选填“放大”、“控制变量”或“转换”)法．


(2)通过比较甲、乙两次实验，可初步验证______(填猜想序号)是正确的．


(3)通过比较__________两次实验，可初步验证猜想A是正确的．


(4)实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越__________；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越__________．





四、解答题


19. 2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准，小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图所示)，部分参数如下表所示，已知小金质量为60 kg，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。(g取10 N/kg)


(1)车轮上制有花纹的目的是 。


(2)小金在水平地面骑行时，车轮与地面的总接触面积为0.005 m2，则骑行的电动自行车对地面产生的压强是 Pa。


(3)小金在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶10 km过程中克服阻力做了多少功?


(4)若小金骑行过程中电动自行车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少?




















20. “嘉庚号”科考船于2016年5月8日下水，厦门大学由此成为中国大陆综合性大学中第一所拥有自己的全球级科考船的高校．科考船满载时排水量为3.5×103 t．在某段航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，如图所示．求：


(1)科考船满载航行时受到的浮力．


(2)请根据如图所示规律推算，科考船航速为20 km/h时受到的牵引力．


(3)在该段航行中，科考船发动机每分钟所做的功．




















21. 电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点．如图，是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为1.6×103 kg，每个轮胎和地面的接触面为2×10－3 m2, g取10 N/kg. 求：


(1)车对地面的压力；





(2)车对地面的压强．


(3)由于受路面和天气等因素的影响，其受到的阻力在车重的6%～12%之间，当汽车以90 km/h的速度匀速行驶过程中，汽车牵引力的最大功率为多少？


(4)汽车在牵引力的最大功率下运动30 min所做的功，相当于完全燃烧多少kg的汽油所放出的热量？(q＝4.5×107 J/kg)


(5)该电动汽车配备的为100 kW·h的锂电池，该汽车充满电后以90 km/h的速度匀速行驶，最多能行驶多长时间？


(6)该汽车上午11∶30驶入某高速路段入口，下午1∶30驶出高速路段出口，总共行驶240 km，高度公路限速120 km/h，期间进过隧道和桥梁限速80 km/h.汽车的全程平均速度？汽车有没有超速？

















人教版 八年级物理下册 第11章 功和机械能 同步训练-答案


一、选择题


1. 【答案】C 【解析】 在大人与小孩爬楼梯过程中，高度相同，所用时间相同；但大人比小孩的质量大，大人就比小孩克服重力做的功多，由P＝eq \f(W,t)可知大人做功功率大．故选C.





2. 【答案】C 【解析】一个学生的质量为50 kg，每一层楼的高度为3 m，从一楼走到三楼，上升的高度为6 m，则克服重力做的功W＝Gh＝mgh＝50 kg×10 N/kg×6 m＝3 000 J，则他上楼时的功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(3 000 J,20 s)＝150 W．故选C.





3. 【答案】D





4. 【答案】A 【解析】卫星从远地点运行到近地点时，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能增大，速度增大，A选项正确，B选项错误；卫星从近地点运行到远地点时，高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能，动能减小，速度减小，C、D选项错误．故选A.





5. 【答案】C 【解析】根据题图乙可知，当t＝1 s时，物体所受的拉力为3 N，根据题图丙可知，当t＝1 s时，物体的运动速度为零，也就是说物体仍处于静止状态，说明它受到的拉力与摩擦力是平衡的，大小相等，均为3 N，故A项错误；根据题图乙可知，当t＝3 s时，物体所受的拉力为7 N，根据题图丙可知，当t＝3 s时，物体正在做加速运动，这说明它所受的拉力大于摩擦力，所以摩擦力小于7 N，故B项错误；4～6 s内，物体所受的拉力为5 N，且物体做匀速直线运动，速度为2 m/s，行驶的路程为s＝vt＝2 m/s×2 s＝4 m，故拉力做的功为W＝Fs＝5 N×4 m＝20 J，故C项正确；2～4 s内，物体做加速直线运动，动能增大，故机械能也增大，D项错误．故选C.





6. 【答案】C 【解析】由于地面是粗糙的，小球要克服摩擦力做功，所以机械能不守恒，虽然b、d两点的高度相等，重力势能相等，但动能减小了，因而小球在b、d处的机械能不相等，故C错误，符合题意．故选C.





7. 【答案】A [解析]排球竖直向上抛出，上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，在最高处动能为零;排球下降阶段，重力势能转化为动能，动能增大，重力势能减小，故选A。





8. 【答案】C 【解析】小石块在下落的过程中高度逐渐减小，重力势能逐渐减小，由于小石块在下落过程中速度逐渐增大，在相同时间内通过的路程逐渐增大，故重力势能减小得越来越快．C选项中的图像正确反映了重力势能随时间变化的关系．





9. 【答案】C 【解析】由于空气阻力及球和地面碰撞使得球的机械能减小，转化为内能．所以球在同一高度，弹跳次数越多，具有的动能越少，球速度越小．而速度越小，球受到的空气阻力越小，且球上升最大高度越小，根据W＝fs可知，球克服摩擦阻力做功越小．所以从A到B机械能减少120 J－100 J＝20 J，则从B到C机械能减少会小于20 J，则C点机械能应大于100 J－20 J＝80 J，小于100 J，所以C正确．故选C.





10. 【答案】C [解析]由题图可知，汽车在10~20 s内行驶的距离s2=vt2=20 m/s×10 s=200 m，在0~20 s内行驶的距离s=s1+s2=150 m+200 m=350 m，则汽车在0~20 s内的平均速度v===17.5 m/s，故A错误。在10~20 s内汽车匀速前进，受力平衡，牵引力等于阻力，等于2000 N，在0~10 s内汽车做加速运动，牵引力大于阻力，大于2000 N，故B错误。在10~20 s内汽车牵引力做的功W=Fs2=2000 N×200 m=4×105 J，故C正确。在10~20 s内汽车牵引力做功的功率为P===4×104 W，故D错误。





二、填空题


11. 【答案】20 0.001 【解析】因为铝块在水平地面上匀速运动，所以铝块受到的拉力： f＝F＝20 N，由图可知：铝块在10 s内通过的路程为50 cm，则铝块克服摩擦阻力做功：W＝fs＝20 N×0.5 m＝10 J，铝块的内能增加值：Q＝W×44%＝10 J×44%＝4.4 J，由Q＝cmΔt得：Δt＝eq \f(Q,cm)＝eq \f(4.4 J,0.88×103 J/（kg·℃）×5 kg)＝0.001 ℃.





12. 【答案】5×109 9×106 【解析】本题考查功和功率的计算．列车匀速行驶，牵引力做的功为：W＝Fs＝105 N×50×103 m＝5×109 J ；速度v＝324 km/h＝90 m/s，牵引力做功的功率为：P＝Fv＝105 N×90 m/s＝9×106 W.





13. 【答案】100 120 【解析】箱子在水平地面上匀速前进，受到的推力和摩擦力为一对平衡力，则箱子与地面间的摩擦力f＝F＝100 N；推力做的功W＝Fs＝100 N×6 m＝600 J，推力做功的功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(600 J,5 s)＝120 W.





14. 【答案】重力 弹性形变


[解析]发生形变的钢锯条在恢复原状时弹性势能减小，棋子会被弹起一定的高度，说明棋子的重力势能增大，则此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能;在弹性限度内，增大钢锯条被下压的距离，钢锯条的形变程度增大，使棋子被弹起的高度增加，说明钢锯条的弹性势能增大，则物体的弹性形变越大，它的弹性势能越大。





15. 【答案】= <


[解析]物体对地面的压力等于其重力，接触面的粗糙程度不变，因此物体受到地面的摩擦力大小相等，匀速运动时拉力等于摩擦力，则两次的拉力相等，即F1=F2;物体两次运动的距离相等，均为10 m，由W=Fs可知，两次做的功相等，即W1=W2。F1=F2，v1




16. 【答案】10~14 cm 内


[解析]由于在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与它所受的拉力成正比;所以在弹簧下面挂48 N的重物时，将重物由图中位置放手，重物下落过程中，当弹簧伸长4 cm时(即弹簧长度达到6 cm+4 cm=10 cm时)物体所受的拉力与重力平衡，继续向下运动的过程中，物体开始减速，其动能和重力势能同时转化为弹性势能;设物体能达到的最低点时的重力势能为0，此点动能也为0，在从图中所示释放点到最低点的运动过程中，理想状态下(即忽略空气阻力的作用)，物体在释放点具有的重力势能全部转化为最低点时的弹簧的弹性势能，即Gh=kΔL2①，因h=ΔL②，由①②可得ΔL===8 cm;物体在最低点时，弹簧的长度为6 cm+8 cm=14 cm。实际中由于空气阻力的存在，物体往复运动一段时间后，最终会停下来，停留在弹簧长度等于10 cm的状态，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和内能。





三、实验题


17. 【答案】(1)B (2)速度 (3)静止 (4)相等





18. 【答案】运动 (1)木块移动的距离远近 转换 (2)B (3)甲、丙 (4)大 大 【解析】物体由于运动而具有的能叫作动能；(1)实验中通过木块被小球撞击后移动的距离s的长短来反映小球动能的大小，这种方法叫作转换法；(2)甲、乙两次实验，小球质量相同，从斜面上滚下的高度不同，到达斜面底端时具有的初始速度不同，木块被撞击后移动的距离也不同，说明物体的动能与物体的速度有关，即可验证猜想B是正确的；(3)要验证猜想A是否正确，就要控制小球的速度不变，即让小球从斜面上滚下的高度相同，改变小球的质量，可以通过比较甲、丙两次实验验证；(4)影响物体动能大小的因素是物体的质量和速度，质量相同时，速度越快，物体的动能越大；速度相同时，质量越大，物体的动能越大．





四、解答题


19. 【答案】


(1)增大摩擦 (2)2×105


(3)小金在水平公路上骑电动自行车时人与车的总重力


G=(m车+m人)g=(40 kg+60 kg)×10 N/kg=1000 N，


因电动车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动车受到的牵引力


F=f=0.08G=0.08×1000 N=80 N，


匀速行驶10 km过程中克服阻力做的功W=fs=80 N×10×103 m=8×105 J。


(4)根据P===Fv知，


匀速行驶时的车速v===5 m/s。





20. 【答案】


解：(1)由阿基米德原理，可得科考船受到的浮力


F浮＝G排＝m排g＝mg＝3.5×103×103 kg×10 N/kg＝3.5×107 N


(2)科考船航行中牵引力与速度的关系图像是双曲线，


F1v1＝F2v2


F2＝eq \f(F1v1,v2)＝eq \f(6×106 N×2 km/h,20 km/h)＝6×105 N


(3)科考船在该段航行时功率不变，


P＝eq \f(W,t)＝eq \f(Fs,t)＝Fv，2 km/h＝eq \f(2,3.6) m/s


W＝Pt＝F1v1t＝6×106 N×eq \f(2,3.6) m/s×60 s＝2×108 J





21. 【答案】


(1)车重G＝mg＝1.6×103 kg×10 N/kg＝1.6×104 N


车对地面压力FN＝G＝1.6×104 N


(2)S＝4×2×10－3 m2＝8×10－3 m2


p＝eq \f(FN,S)＝eq \f(1.6×104 N,8×10－3 m2)＝2×106 Pa


(3)汽车牵引力的最大功率Pmax＝fmaxv＝1.6×104 N×12%×eq \f(90,3.6) m/s＝4.8×104 W


(4)汽车以最大功率运动30 min所做的功W＝Pt＝Pmaxt＝4.8×104 W×30×60 s＝8.64×107 J


需要消耗的汽油质量m＝eq \f(Q,q)＝eq \f(W,q)＝eq \f(8.64×107 J,4.5×107 J/kg)＝1.92 kg


(5)要行驶的时间最长，则其功率应最小为Pmin＝Fv＝Gminv＝1.6×104 N×6%×eq \f(90,3.6) m/s＝2.4×104 W＝24 kW


根据P＝eq \f(W,t)，得t＝eq \f(W,P)＝eq \f(W,Pmin)＝eq \f(100 kW·h,24 kW)≈4.2 h.


(6)从上午11∶30到下午1∶30共2小时．


v平＝eq \f(s,t)＝eq \f(240 km,2 h)＝120 km/h


因为汽车的全程平均速度等于高速公路的限速120 km/h，而隧道和桥梁限速80 km/h，故行驶过程中汽车有超速现象．





表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
项目
参数
最高车速/(km·h-1)
25
整车质量/kg
40
最大功率/W
400