华中师范大学第一附属中学人教版初中物理八年级下册第十一章综合提高练习(含答案解析)
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一、选择题
1.如图所示,运动员在进行蹦床比赛。
不计空气阻力,运动员比赛过程中,下列说法正确的是()
A.到达最高点时运动员的速度为零受力平衡
B.运动员弹离蹦床以后,蹦床对运动员做了功
C.在下落过程中,运动员所受到的重力做了功
D.在下落过程中,运动员所受的重力做功先快后慢C
解析:C
A.运动员上升到最高点时,速度为零,此时运动员只受到重力的作用,所以受力不平衡,故A错误;
B.运动员弹离蹦床以后,蹦床对运动员没有力的作用,所以蹦床对运动员没有做功,故B错误;
C.在下落过程中,运动员受重力的作用,且在重力的方向上移动了距离,所以重力对运动员做了功,故C正确;
D.运动员在空中下落过程中(未接触蹦床前),速度越来越大,由
W Gh
P Gv
===
t t
可知,重力做功的功率越来越大,则重力做功越来越快,故D错误。
故选C。
2.我们经常看到洒水车在公路上洒水作业,关于洒水车在水平公路上匀速前进洒水作业的过程中,说法正确的是()
A.动能变小,机械能变小B.动能不变,机械能不变
C.动能变小,机械能不变D.动能不变,机械能变小A
解析:A
A.洒水车匀速前进不断洒水的过程中,速度不变、质量减小,洒水车的动能减小,由于洒水车质量减小,高度不变,因此重力势能减小,故机械能减小,故A正确;
B.洒水车的动能减小,机械能减小,故B错误;
C.洒水车的动能减小,机械能减小,故C错误;
D.洒水车的动能减小,机械能减小,故D错误。
故选A。
3.在生活中经常需要一些物理量,下列比较接近实际的是( )
A .一个普通中学生登上三楼所做的功大约30J
B .一个中学生的重力约为500N
C .中学生双脚站在水平面上,对地面压强约为100Pa
D .两个鸡蛋的重力约为2N B
解析:B
AB .一个普通中学生重力约为500N ,登上三楼的高度约6m ,所做的功大约为
500N 6m=3000J W Gh ==⨯
故A 不符合题意,B 符合题意;
C .中学生双脚站在水平面上与地面的接触面积约400cm 2,对地面压强约为
4-42500N =1.2510Pa 40010m
F G p S S =
==⨯⨯ 故C 不符合题意; D .两个鸡蛋的重力约为1N ,故D 不符合题意。
故选B 。
4.一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下竖直向上运动(不考虑空气的阻力和钢索重力),货物运动的路程(s )-时间(t )图象如图所示,根据图象,下列判断正确的是( )
A .2s 时钢索的拉力大小小于8s 时钢索的拉力大小
B .货物竖直向上运动时,货物的重力不做功
C .0至6s 内钢索拉力做的功小于6s 至12s 内钢索拉力做的功
D .0至6s 内钢索拉力的功率大于6s 至12s 内钢索拉力的功率D
解析:D
A .0至6s 内、6s 至12s 内钢索均做匀速直线运动,但运动的速度不同,根据二力平衡可知,钢索的拉力大小均等于货物的重量,二者大小相等,故A 错误;
B .货物竖直向上运动时,货物的重力在重力方向上通过距离,重力做功,故B 错误; CD .0至6s 内钢索通过的距离3m 大于6s 至12s 内钢索通过的距离1m ,用时相同,根据W=Fs 可知前者拉力做的功更大,根据W P t
=
可知前者功率更大,故C 错误、D 正确。
故选D 。
5.如图是足球运动员踢足球时的情景,下列说法正确的是( )
A.球被脚踢出去,说明只有球才受到力的作用
B.脚踢球使球飞出去,说明力是物体运动的原因
C.足球在空中飞行过程中,运动状态一定发生改变
D.空中飞行的足球,动能越来越小,势能越来越大C
解析:C
A.由于力的作用是相互的,球被脚踢出去的同时,脚也受到球的反作用力,故A错误;B.脚踢球,使球飞出去,说明力可以改变物体的运动状态,不能说明力是物体运动的原因,故B错误;
C.足球在空中运动过程中,受到竖直向下的重力与空气的阻力,这两个力不是平衡力,所以足球的运动状态一定发生改变,故C正确;
D.空中飞行的足球,上升时动能越来越小、势能越来越大,下降时动能越来越大、势能越来越小,故D错误。
故选C。
6.雨滴从高空由静止开始下落,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度匀速下降。
雨滴在空中下落的整个过程中(不计雨滴质量变化)()
A.动能一直增大,机械能一直减小
B.重力势能一直减小,机械能不变
C.动能先增大后不变,机械能不变
D.动能先增大后不变,机械能一直减小D
解析:D
雨滴从高空由静止开始下落时,此时摩擦力小于重力,速度逐渐变大,摩擦阻力也随之增大,当阻力与重力相等时达到平衡状态,以恒定的速度匀速下降;在此过程中,高度不断下降,动能先增大后不变,重力势能一直减小,且由于一直克服摩擦做功,所以机械能一直减小。
故选D。
7.如图所示,质量为m的小球从某一高度O静止释放,下落过程中经过P、Q两点,已t t ,OP=PQ。
忽略空气阻力,下列说法正确的是()
知OP PQ
A.小球在P点和Q点的动能相等
B.小球在P点和Q点的机械能不相等
C.小球从O运动到P过程和从P运动到Q过程中,重力所做的功不相等
D.小球从O运动到P过程和从P运动到Q过程中,重力做功的功率不相等D
解析:D
A.小球在下落过程中,重力势能转化为动能,所以小球在P点比Q点动能小,故A错
误;
B .因为忽略空气阻力,所以小球在下落过程中机械能守恒,小球在P 点和Q 点的机械能相等,故B 错误;
C .因为OP =PQ ,根据
W Fs Gh ==
可知,小球从O 运动到P 过程和从P 运动到Q 过程中,重力所做的功相等,故C 错误; D .因为小球从O 运动到P 过程和从P 运动到Q 过程中,重力所做的功相等,,而OP PQ t t >,根据W P t
=可知,小球从O 运动到P 过程和从P 运动到Q 过程中,重力做功的功率不相等,故D 正确。
故选D 。
8.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 。
9.如图所示两个滑梯高度相等,如果小丽分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面,小玲所受重力做功分别为W 1和W 2,功率分别为P 1和P 2,所用时间t 1<t 2,则下列说法正确的( )
A .W 1>W 2 P 1=P 2
B .W 1=W 2 P 1>P 2
C .W 1<W 2 P 1<P 2
D .W 1=W 2 P 1=P 2B
解析:B 小丽分别从①号直梯和②号旋转滑梯上端滑到地面,小丽的重力不变,滑梯的高度不变,由W =Gh 可知,两种情况下小丽重力做的功相等,故W 1=W 2。
由题知,小丽两次所用时间t 1<t 2,则根据W P t
=
可知,小丽从①号直梯滑到地面时重力做功的功率较大,即P 1>P 2,故B 正确。
故选B。
10.如图所示,完全相同的甲、乙两个小球,甲球由轻绳系住,乙球由橡皮条系住,都从水平位置由静止开始释放,当两球到达悬点正下方K点时,橡皮条长度恰好与绳子长相等,则在K点时,下列说法错误的是()[不计空气阻力]
A.v甲>v乙B.从静止运动到K点,甲的重力做功多C.甲的动能大于乙的动能D.甲和乙的重力势能相等B
解析:B
AC.由题意和图示可知,下摆过程中,绳子不会伸长,而橡皮条会伸长,所以,可知小球达到正下方K点时,不计空气阻力,甲球的重力势能全部转化为动能,乙球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能;这样,在最低点时,甲球的动能大,其速度较大,即v甲>v乙,故AC正确,AC不符合题意;
B.从静止运动到K点,小球下落的高度相同,根据W=Gh可知,重力所做的功也是相同的,故B错误,B符合题意;
D.两球的质量相同,最初两球处于同一高度由静止开始释放,则两球的重力势能相等,故D正确,D不符合题意。
故选B。
11.小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”,下列说法正确的是
A.实验研究对象是三脚小桌B.让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
C.让同一木块从三个不同的高度由静止下落 D.用三脚小桌下陷的深度表示木块重力势能的大小D
解析:D
A.实验中让质量不同的木块从相同的高度落下,通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系,所以实验研究对象是木块,故A错误;
BC.探究重力势能大小与质量的关系,要控制木块所处的高度相同,质量不同,即让不同质量的木块从同一高度静止落下,故BC错误;
D.实验运用了转换法,通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系,故D正确。
12.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 .5:6
B .8:15
C .6:5
D .3:2C
解析:C 由题知,大明的体重是小华的1.5倍,即
1.5G G =小华大明
所以
1.5W G h G h ==小华大明大明
W G h =小华小华
那么大明与小华的爬山所做的功之比 1.532W G h W G h ==大明
小华小华
小华 又因为 25min 520min 4t t =
=大明
小华
则大明与小华的爬山的功率之比 346255
P W t P W t =⋅=⋅=大明
大明小华小华
小华大明 故选C 。
13.对如几幅图所示的情景描述,正确的是( )
A .运动员在踢球时,脚对球的力大于球对脚的力
B .跳远运动员助跑可以提高成绩,是利用了身体的惯性
C . 男孩水平用力推车但没推动,是因为他的推力小于车所受的阻力
D . 蹦蹦杆跃到最高点时,动能最大,速度最大B
解析:B
A .运动员在踢球时,脚对球的力与球对脚的力是相互作用力,力的大小相等,故A 错误;
B .跳远运动员助跑,在起跳前向前运动,起跳后由于惯性继续向前运动,可以提高成绩,故B 正确;
C .男孩水平用力推车但没推动,此时的车处于静止状态,即平衡状态,所以在水平方向如受到的推力与阻力是一对平衡力,两者大小相等,故C 错误;
D .蹦蹦杆跃到最高点时,重力势能最大,动能最小,速度为零,故D 错误。
故选B 。
14.小明在楼梯上跑步爬楼健身,如图所示,他从一楼跑到五楼用了20s ,此过程中小明爬楼的功率大约是( )
A .3200W
B .320W
C .32W
D .3.2W B
解析:B
小明的质量约为50kg ,一层楼高约为3m ,他从一楼跑到五楼上升了4层楼高,则上升的高度 3m 412m h =⨯=
人在上楼的过程中做的功为
50kg 10N/kg 12m 6000J W Gh mgh ===⨯⨯=
所用时间20s t =,则小明爬楼的功率
6000J 300W 20s
W P t =
== 故ACD 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
二、填空题
15.若轿车以90kW 的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v 与时间t 的关系如图甲所示。
则在20﹣25s 时间内,轿车运动的距离是_____m ,该过程发动机做的功是____J ,轿车在运动过程中受到的阻力是____N 。
45×1053000
解析:4.5×105 3000
[1]由图象可知,在20﹣25s 时间内,轿车运动的速度为30m/s ,则轿车运动的距离为
s =vt =30m/s×5s=150m
[2]因轿车以90kW 的恒定功率启动做直线运动,所以轿车发动机做功
W =Pt =9×104×5J=4.5×105J
[3]轿车运动过程中受到的阻力
f =39010W 30m/s
P v ⨯==3000N 16.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,F 的大小与时间t 的关系如图乙所示,物体运动速度v 与时问t 的关系如图丙所示,由图象可知,当t =1s 时,物体受到的摩擦力为______ N 。
当t =5s 时,物体受到的摩擦力为______N 。
当t =3s 时,物体受到的摩擦力为______ N 。
在0~2s 这段时间内力F 对物体所做的功为______J 。
440
解析:4 4 0
[1]由图象可知,当t =1s 时,物体静止,受到的摩擦力与此时的拉力相同,为2N 。
[2]当t =5s 时,物体匀速运动,受到的滑动摩擦力等于此时的拉力,为4N 。
[3]当t =3s 时,物体速度处于不断增大的一瞬间,受到的摩擦力为滑动摩擦力,保持不变,为4N 。
[4]在0~2s 这段时间内,力F 对物体施加了力,但未沿力的方向有位移,故所做的功为0J 。
17.在医学上常用大卡(又称千卡)作为热量的单位,1大卡=1千卡=4.2×103焦耳,国产某品牌纯牛奶的铭牌上标有“100m L 中含有280大卡的热量”,这些热量相当于将一个70kg 的成年人竖直举高_________m 克服重力所做的功。
68×103
解析:68×103
由题意知,克服人的重力做功
W =Q =280大卡=280×4.2×103J=1.176×106J
由W =mg h 得,可将人举高的高度
631.17610J 1.6810m 70kg 10N/kg
W h mg ⨯===⨯⨯
18.水平面上有A、B两个物体,用水平推力F1使物体A在10s内前进10m,做功W焦耳,功率为P1,用水平拉力F2使物体B在20s内前进15m,做功2W焦耳,功率为P2,则拉力大小F1∶F2=__________,功率大小P1∶P2=______。
3∶4l∶1
解析:3∶4l∶1
[1]拉力之比
1
11
2 2
2
3
10m34 24
15m
W W
F s
W W
F
s
====∶[2]功率之比
1
11
2 2
2
1
10s=11 21
20s
W W
P t
W W
P
t
===∶
19.总质量相等两只降落伞,跳伞运动员从飞机上跳下,在降落伞未打开时做加速运动,原因是受力______(选填平衡力或非平衡力),此过程中重力势能______(选填不变、增大、减小);降落伞打开后最终匀速下降时,甲的速度是3m/s,乙的速度是5m/s,甲乙所受阻力F甲∶F乙=______。
非平衡力减小1∶1
解析:非平衡力减小1∶1
[1][2]在降落伞未打开时做加速运动,所受阻力小于重力,受到非平衡力,高度减小,质量不变,重力势能减小。
[3]总质量相等两只降落伞,由G=mg可知重力相等,降落伞打开后,最终匀速下降,此时跳伞员处于平衡状态,此时他受到的阻力与重力是一对平衡力,大小相等,所以甲乙所受阻力相等,即
F甲∶F乙=1∶1
20.如图所示,为有效防控“新冠病毒”疫情的蔓延,确保广大人民群众的生命安全,全国各地防疫部门用洒水车在水平路面上喷洒消毒液,消毒车匀速前进喷洒过程中,消毒车的动能将______,机械能将______(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
变小变小
解析:变小变小
[1][2]消毒车匀速前进喷洒过程中,速度不变,但质量变小,消毒车的动能变小;高度不变,质量变小,重力势能变小;机械能等于动能和重力势能的总和,所以机械能变小。
三、解答题
21.An ﹣225运输机是世界上载重量最大的运输飞机,该机最大起飞质量可达640吨,下表是飞机的部分技术参数: 巡航速度 约850千米/时 最大巡航高度 10000米 发动机巡航推力
2.29×105牛 机身长度 84米 最大航程 154000公里 最大载重 250吨
2015年12月,An ﹣225从哈萨克斯坦某机场起飞降落在天津机场,历时4h ,求:
(1)若飞机按照850千米/时的速度直线飞行,计算飞机的飞行距离。
(2)要完成此次飞行,飞机发动机所做的功及功率大小。
解析:(1) 3400 km ;(2) 7.786×1011J ;5.41×107W 。
(1)由s v t
=可得机的飞行距离 850km/h 4h 3400km s vt ⨯===
(2)要完成此次飞行,飞机发动机所做的功
56112.2910N 3.410m 7.78610J W Fs ⨯⨯⨯⨯===
飞机发动机所做的功率
1177.78610J =5.4110W 43600s
W P t ⨯==⨯⨯ 答:(1)飞机的飞行距离是3400 km ;
(2)要完成此次飞行,飞机发动机所做的功是7.786×1011J ;机发动机所做的功率是
5.41×107W 。
22.中国破冰船“雪龙号”自身质量为104t ,满载时总质量为2×
104t ,在普通海域最大航速为36km/h ,在1m 厚的冰层破冰时最大航速为1m/s ,(g =10N/kg )。
求:
(1)“雪龙号”满载时所受的浮力;
(2)破冰时,船头的一部分压在冰面上,利用巨大的压强使冰层破裂,若船头压在冰面上的受力面积是10m 2,冰面受到的压力是破冰船满载时总重的0.1倍,船对冰面的压强;
(3)若破冰船在1m 厚的冰层破冰时,以最大航速前进时的功率为1.5×107W ,则此时破冰船的牵引力。
解析:(1)2×108N ;(2) 2×106Pa ;(3) 1.5×106N
解:(1)漂浮时,浮力等于重力,“雪龙号”满载时所受的浮力
43821010kg 10N/kg=210N F G m g ===⨯⨯⨯⨯浮载
(2)冰面受到的压力
870.10.1210N=210N F G ==⨯⨯⨯总
船对冰面的压强
762210N =210pa 10m
F p S ⨯==⨯; (3)由P Fv =可得,冰船的牵引力 761.510W 1.510N 136km/3.6
P F v h ⨯===⨯⨯牵 答:(1)“雪龙号”满载时所受的浮力是8210N ⨯;
(2)船对冰面的压强是2×106Pa ;
(3)若破冰船在1m 厚的冰层破冰时,以最大航速前进时的功率为71.510W ⨯,则此时破冰船的牵引力是⨯61.510N 。
23.吉利科技集团推出的“曹操出行”新能源共享汽车进驻我市以来,方便广大市民的绿色出行如图所示,一辆“曹操出行”共享汽车以5m/s 的速度在水平路面上匀速直线行驶3000m 在这段路程中,该汽车的输出功率保持1000W 不变。
求:
(1)在上述匀速直线行驶的过程中,该汽车受到的阻力大小
(2)在上述匀速直线行驶的过程中,该汽车的牵引力所做的功大小。
解析:(1)200N ;(2)5610J ⨯
(1)汽车做匀速直线运动,由二力平衡原理可知,汽车受到的阻力等于汽车受到的牵引力,由P Fv = 可知
1000W 200N 5m/s
P f F v ==
==牵 (2)汽车的牵引力所做的功 5200N 3000m 610J W Fs ==⨯=⨯
答:(1)该汽车受到的阻力大小为200N ;
(2)该汽车的牵引力所做的功大小为5610J ⨯。
24.2020年2月2日,10天速成的武汉火神山医院正式交付,再一次让世界看到了“赛跑的中国速度”,建设者们和医护人员一样都是勇敢的“逆行者”。
如图所示,工地上的卡车装载完成后总质量为8t ,车轮与地面总的接触面积为0.4m 2。
当卡车在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力为其重力的0.2倍,卡车功率为96kW ,当装载完成后,请计算:
(1)卡车在水平地面静止时,对地面的压强是多少?
(2)卡车匀速直线行驶100s 时,牵引力做了多少功?
(3)卡车匀速直线行驶100s 时,卡车通过的距离有多长? 解析:(1)5210Pa ⨯;(2)69.610J ⨯;(3)600m
(1)车对水平地面的压力为
34810kg 10N kg 810N F G mg ===⨯⨯=⨯
车对地面的压强为
452810N 210Pa 0.4m
F p S ⨯===⨯ (2)牵引力做的功为
369610W 1009.610J W Pt s ==⨯⨯=⨯
(3)因车匀速行驶,则车处于平衡状态,由二力平衡条件知
340.20.20.2810kg 10N kg 1.610N F f G mg '====⨯⨯⨯=⨯ 由P Fv =可得,车匀速运动时的速度为
349610W 6m s 1.610N
P v F ⨯==='⨯ 卡车匀速直线行驶100s 时,卡车通过的距离
6m s 100s 600m s vt ==⨯=
答:(1)卡车在水平地面静止时,对地面的压强是5210Pa ⨯;
(2)卡车匀速直线行驶100s 时,牵引力做69.610J ⨯;
(3)卡车匀速直线行驶100s 时,卡车通过的距离有600m 。