人教版八年级下册物理 第十一章 功和机械能

人教版八年级下册物理第十一章功和机械能

[测试范围：第十一章时间：40分钟分值：100分]

一、选择题(每题3分，共30分)

1．如图11－Z－1所示的情景中，关于力对杯子做功的描述正确的是()

图11－Z－1

2．四名同学进行登山比赛，如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是() A．体重最大的一个B．用时最短的一个

C．速度最大的一个D．做功最快的一个

3．发生形变的物体具有弹性势能，下列事例中不是利用弹性势能工作的是()

A．利用撑竿跳高B．利用跳板跳水

C．利用玩具弹簧枪将“子弹”射出D．用力踩自行车上坡

4．小明在超市买了20个鸡蛋，从一楼走到三楼的家中，他对鸡蛋所做的功最接近于() A．6 J B．60 J C．600 J D．6000 J

图11－Z－2

5．如图11－Z－2所示，一个质量为45 kg的人，在10 s内连续向上跳5个台阶，已知每个台阶的高度为0.2 m，则此人在这段时间内的功率是(g取10 N/kg)() A．450 W B．45 W

C．5 W D．4500 W

6．用同一水平力F拉着一个物体先后沿光滑水平面和粗糙水平面运动，两次物体运动的距离都为s，运动的时间分别为t1和t2(t1P2B．W1>W2，P1＝P2

C．W1P2D．W1＝W2，P1

7．如图11－Z－3所示，一个小球由静止从光滑曲面顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65 J，则滑到底端的动能是()

图11－Z－3

A．35 J B．50 J

C．55 J D．65 J

8．把篮球抛向空中，忽略空气阻力，图11－Z－4中哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能E与篮球离地高度h的关系()

图11－Z－4

9．跳水运动是奥运会的正式比赛项目，我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。比赛中，跳水运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，在整个空中运动过程中，运动员的()

A．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能不变

B．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，机械能不变

C．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小，机械能增大

D．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，机械能减小

10．如图11－Z－5所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是()

图11－Z－5

A．小石块减少的重力势能全部转化为动能

B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用

C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小

D．小石块在C点时，受到平衡力的作用

二、填空题(每空2分，共24分)

11．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图11－Z－6所示。若实心球重20 N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7 m，用时约0.75 s，则球下降过程中重力做功为________J，功率为________W。

图11－Z－6

12．某工人在水平地面上，用50 N水平推力将重200 N的物体匀速推动，使它在20 s 内沿水平方向移动了10 m，该过程中工人的水平推力做功的功率是________W；运动过程中物体的动能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。

13．功率相同的两辆汽车在相等的时间内匀速通过的距离之比为2∶1，则两辆汽车牵引力做功之比为________，两辆汽车的牵引力之比为________。

14．工人用力F水平推重为200 N的物体，在4 s内水平推力F与物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图11－Z－7所示。在这个过程中，水平推力做的功为________J，推力做功的功率为________W。

图11－Z－7

15．甲站在以0.5 m/s的速度匀速上行的自动扶梯上，乙站在以0.7 m/s的速度匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等。甲上行中动能________(选填“增加”“不变”或“减少”)；某时刻他们的位置如图11－Z－8所示，该时刻甲的重力势能________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙的重力势能，甲的机械能________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙的机械能。若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是：

________________________________________________________________________。

图11－Z－8

三、实验探究题(共30分)

16．(8分)小明家买了一桶水，小明的爸爸要将这桶水从一楼搬到他家所住的三楼，小明想用所学的物理知识测量他爸爸搬水的过程中对这桶水所做功的功率。

(1)小明设计的实验步骤如下，其中不必要的是________。(选填选项前的字母)

A．测出这桶水的重力

B．测出两层楼的楼梯总长度

C．测出两层楼的竖直高度

D．测出上楼所用的时间

E．算出他爸爸搬运这桶水的功率

(2)小明在测量中所需要的器材有：弹簧测力计(量程足够大)、________和________。

(3)小明设计了一个记录数据的表格，请你帮小明完成表格第一行中还未填好的内容。

17.(12分)如图11－Z－9所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验。

图11－Z－9

(1)该实验是通过观察比较________________________________________来间接判断物体重力势能大小的；实验中采用的主要探究方法是________法和______________法。

(2)实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体________的关系，操作时应该让木块从________(选填“相同”或“不同”)高度处由静止自由下落。

(3)若要探究物体重力势能的大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

18．(10分)小希用如图11－Z－10所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。

图11－Z－10

图11－Z－11

(1)本实验运用了物理研究方法中的转换法：用______________________来表示小球动能的大小。

(2)小希通过实验探究，发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能(如表所示)，结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是________。

(3)如图11－Z－11所示为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释：

①对机动车限定最高行驶速度：________________________________________________________。

②对不同车型限定不一样的最高行驶速度：______________________________________________。

(4)用图11－Z－10中的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是________(请从以下三个选项中选择)。

A．倾斜程度不同的斜面

B．粗糙程度不同的水平面

C．质量不同的钢球

四、计算题(共16分)

19．(7分)一质量为3000 kg的汽车沿着长为5.4 km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到山顶时，耗时15 min，发动机的牵引力为4000 N。求：

(1)汽车的行驶速度。

(2)汽车发动机牵引力做的功。

(3)汽车发动机牵引力做功的功率。

20．(9分)电梯的简化模型如图11－Z－12甲所示。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图象如图乙所示，这个过程用时1 min。求这个过程中：

(1)电梯上升的平均速度。

(2)拉力做的功。

(3)拉力做功的功率。

图11－Z－12

详解详析

1．D [解析] 不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力与距离垂直。A 、B 属于有力无距离，C 属于力与距离垂直，力对杯子均不做功。

2．D [解析] 功率是反映物体做功快慢的物理量，功率大的物体做功快，功率小的物体做功慢。所以做功最快的那名同学，他的功率最大。

3．D

4．B

5．B [解析] 在向上跳的过程中，人要克服自身的重力做功，所做功W ＝Gh ＝mgh ＝45

kg ×10 N/kg ×5×0.2 m ＝450 J ，则功率为P ＝W t ＝450 J 10 s

＝45 W 。 6．A 7.D 8.A

9．A [解析] 若不计空气阻力，跳水运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，在整个空中运动过程中，只是动能和重力势能之间的转化，所以在向上运动的过程中动能转化为重力势能，在下落的过程中重力势能转化为动能。

10．C [解析] 小石块在下落过程中，在AB 段，只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；在BC 段，小石块受到重力和橡皮筋的弹力作用，过B 点后橡皮筋开始伸长(大于原长)，弹力逐渐增大，当弹力小于重力时，小石块仍处于加速状态，当弹力大于重力时，小石块减速下落。从A 点到C 点的过程中，小石块的重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，故A 错误；B 点是橡皮筋自然下垂时下端所在位置，所以在AB 段，橡皮筋对小石块没有弹力作用，故B 错误；从B 点下落到C 点的过程中，小石块的速度先增大后减小，故C 正确；从B 点下落到C 点过程中，小石块先加速后减速，减速是因为弹力大于重力，C 点是下落达到的最低点，此时弹力大于重力，小石块会改变运动状态向上运动，则小石块在C 点受到的并不是平衡力，故D 错误。

11．54 72 [解析] (1)下降过程中重力对实心球做功：

W ＝Gh ＝20 N ×2.7 m ＝54 J 。

(2)重力做功功率：P ＝W t ＝54 J 0.75 s

＝72 W 。 12．25 不变 [解析] 工人推力所做的功：W ＝Fs ＝50 N ×10 m ＝500 J ；功率P ＝W t

＝500 J 20 s

＝25 W 。匀速运动的物体，其质量和速度都不变，所以动能也不变。

13．1∶1 1∶2 [解析] 两辆汽车做功之比为W 1W 2＝P 1t 1P 2t 2＝1×11×1＝11；牵引力之比为F 1F 2＝W 1s 1

×s 2W 2＝1×12×1＝12

。 14．120 30 [解析] 由图可知，F ＝60 N ，s ＝2 m 。

则水平推力做的功：

W ＝Fs ＝60 N ×2 m ＝120 J 。

推力做功的功率：P ＝W t ＝120 J 4 s

＝30 W 。 15．不变 等于 小于 脚由于摩擦随扶梯一起停止运动，上身由于惯性要保持原来的速度向前运动

16．(1)B (2)皮尺(或卷尺) 停表(或手表、钟表) (3)这桶水的重力G /N

[解析] (1)对这桶水所做功的功率：P ＝W t ＝Gh t

(h 为竖直方向上升的高度，即需测出两层楼的竖直高度)，故测出这桶水的重力(A)、测出两层楼的竖直高度(C)、测出上楼所用的时间

(D)、算出他爸爸搬运这桶水的功率(E)，这些步骤都是必要的，而测出两层楼的楼梯总长度(B)没有必要。

(2)由(1)知，除用弹簧测力计测这桶水的重力外，还要测量h 和上到三楼所用的时间t ，故小明在测量中还需要的器材有：皮尺(或卷尺)，停表(或手表、钟表)。

17．(1)小桌在沙中下陷的深度 转换 控制变量

(2)质量 相同 (3)让同一木块从不同高度处由静止自由下落冲击小桌，比较小桌在沙中下陷的深度

[解析] (1)该实验是通过观察比较小桌在沙中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的，用到了转换法；重力势能大小与物体的质量和高度有关，在探究过程中，需用到控制变量法。(2)实验中选用质量不同的木块，是为了探究重力势能大小与物体质量的关系，在探究过程中要控制木块从同一高度处由静止落下。(3)若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，则需让同一木块从不同高度处由静止自由下落冲击小桌，比较小桌在沙中下陷的深度。

18．(1)木块被推动的距离远近 (2)速度

(3)①质量一定时，速度越大，动能越大

②速度相同时，质量越大，动能越大

(4)B

[解析] (1)探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接观察，是通过

小球对木块做功的多少来体现小球动能大小的，即通过木块被推动的距离远近来判断小球动能的大小，用到的是转换法。

(2)由表中的数据知牛的质量大，速度小，动能小，子弹的质量小，速度大，动能大，说明速度对物体动能的影响更大。

(3)①机动车质量一定时，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越长，容易出现交通事故，所以要限速行驶。

②在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离长，质量小的动能小，制动距离短，所以不同车型限速不同。

(4)探究阻力对物体运动的影响，需要比较物体在不同表面上运动的距离，据此可知必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面。

19．(1)t ＝15 min ＝900 s ，

汽车的行驶速度：v ＝s t ＝5.4×103 m 900 s

＝6 m/s 。 (2)汽车发动机牵引力做的功：

W ＝Fs ＝4000 N ×5.4×103 m ＝2.16×107 J 。

(3)汽车发动机牵引力做功的功率：

P ＝W t ＝2.16×107 J 900 s

＝2.4×104 W 。 20．(1)电梯上升的高度为h ＝48 m ，所用时间为t ＝1 min ＝60 s ，电梯上升的平均速度为v ＝s t ＝48 m 60 s

＝0.8 m/s 。 (2)拉力做的功：W ＝W 1＋W 2＋W 3＝F 1s 1＋F 2s 2＋F 3s 3＝2.5×104 N ×4 m ＋2.0×104 N ×40 m ＋1.5×104 N ×4 m ＝9.6×105 J 。

(3)拉力做功的功率：P ＝W t ＝9.6×105 J 60 s

＝1.6×104 W 。