第九章 机械和功 单元练-2025-2026学年北师大版物理八年级下册

第九章 机械和功 一、单选题 1．小明捧着一摞质量为5kg的书从教学楼一楼匀速走到三楼，用时30s，则他上楼时对书做功的功率最接近（   ） A．1W B．10W C．15W D．100W 2．下列是小明对生活中的常见现象的估算，其中不符合实际的是（　　） A．小明自身所受重力大约为500N B．小明手托两个鸡蛋，手对鸡蛋的力大约为0.1N C．小明将两个鸡蛋举高1m，做功约为1J D．小明在水中游泳时受到的浮力大约为500N 3．如图所示，在水平拉力F的作用下，使物体m沿水平地面匀速运动，若滑轮与绳子质量及摩擦均不计，已知物体m与地面间的摩擦力为10N，物体m的运动速度为，那么关于拉力F的大小和拉力的功率P的大小，下列说法中正确的是（　　） A．拉力F的大小为20N B．拉力F的大小为10N C．拉力的功率P的大小为20W D．拉力的功率P的大小为10W 4．下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（　　） A． 使小车向前运动了一段距离的推力 B． 托着货物在水平地面上做匀速直线运动，叉车对货物的力 C．使杠铃在空中静止不动的支持力 D． 搬石头但没有搬动，手对石头的力 5．如图甲所示，底面积为的轻质薄壁容器放置在水平桌面上，用长度为10cm的细线将边长为10cm、重力为4N的正方体A与容器底连接在一起，细线拉力为，A上表面距离液面4cm；将高为10cm的圆柱体B竖放在A的上表面，B刚好侵入一半，细线拉力变为0，如图乙所示：再将圆柱体B沿水平方向切割部分放于液体中并剪断细线，待液面静止时如图丙。下列说法错误的是（　　） A．液体的密度为 B．乙图中容器对桌面的压力为40N C．丙图中液体对容器底的压强为2200Pa D．乙图到丙图，克服A的重力做功0.285J 6．如图甲所示，压力传感器能够测量出其表面受到的压力大小，与电脑连接后，放置在水平地面上，将一排球从正上方某一高度处由静止释放，落到传感器上后再竖直弹起上升，反复多次后静止在传感器上。传感器测得的弹力F的大小随时间t变化情况如图乙所示。A、B、C三点对应的时刻是t1、t2、t3，下列说法中正确的是（　　） A．t2时刻排球的重力势能最小 B．t2～t3时间内，排球的重力势能转化为动能 C．排球t1时刻的动能等于t3时刻的动能 D．整个过程中，排球的机械能守恒 7．如图所示，完全相同的小球以同样的速度v向右做匀速直线运动，分别通过长度相同的凹面a、凸面b，不计摩擦和空气阻力，比较两者通过的时间（　　） A．通过凹面a时间较短 B．通过凸面b时间较短 C．通过凹面a和通过凸面b的时间相同 D．无法判断 8．一只质量为1kg的猫从2m高处落到地面上。在不计空气阻力的情况下，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．没有力对猫做功 B．猫的弹跳力对猫做了功 C．猫受到的重力对猫做功200J D．猫受到的重力对猫做功19.6J 二、填空题 9．如图所示，水平地面上有一长方体木箱。小林用水平推力F把木箱向前推动。此过程中，推力F和木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。在第2s时刻，木箱受到的摩擦力f=________N，在0~1s内，推力对木箱所做的功_________J，在3~5s内，推力对木箱所做功的功率为_________W。 10．如图所示，超市中小李用20N的水平推力推重为300N的购物车，购物车在10s内沿水平方向前进了10m。则推力对购物车所做的功是_____J，功率是_____W。重力所做的功是_____J。 11．生活中，人们通常用两种方法来比较做功的快慢：方法①：相同的时间比较做功的多少；方法②：______。物理学用功率描述做功______（选填“多少”或“快慢”）的物理量，它的计算公式为，这种定义方法与上述方法______是相同的（选填“①”或“②”）。 12．2020年6月23日，我国“北斗三号”的第三颗地球同步轨道卫星发射成功。搭载卫星的火箭升空时将燃料燃烧的化学能转化成火箭和卫星的___________。卫星集成电路中的二极管和三极管，是用___________（选填“半导体”或“超导”）材料制成的。 13．甲、乙是两个重均为2.7N且完全相同的排球。如图所示，排球在同一高度时，以相同的速度分别向上、向下飞行，此时空气阻力大小为0.5N，则甲排球受到的合力是__________N；落地前的运动过程中，乙球的机械能__________（填“增大”“不变”“减小”），两球刚到地面时的速度v甲__________v乙（填“＞”“＜”“＝”）。 三、实验题 14．如图所示，在“探究物体动能与哪些因素有关”的实验中，让小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，在水平面上推动同一小木块向前移动一段距离后停下。下列甲、乙、丙所示的三次实验中，，。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过____________来反映的。 (2)分析比较甲、乙两组实验可知，物体______相同时，速度越大，动能越______。 (3)甲、丙两组实验是探究动能与____________的关系。 15．小明在打篮球时远投三分总是沾不到篮筐，如图甲所示．他通过查阅资料，知道篮球被投出后所做的运动可视为斜抛运动。他想：篮球投射的水平距离与哪些因素有关呢？他做了以下猜想： ①篮球出手时的速度； ②篮球出手时的抛射角度。 他根据设计如图乙所示的装置模拟投篮过程进行实验。 (1)首先保持抛射角度不变，做了如图乙所示的三次实验，三次抛射初始速度，经过分析得出如下结论：在抛射角度一定时，___________越大，抛射的水平距离越远。 (2)若想验证猜想②，应进行的操作是：___________； (3)根据操作得到如下数据：通过对数据进行归纳分析，可以得出的大致结论是：___________； 抛射角度 落点到弹射器的水平距离 50 86.6 100 86.6 50 (4)若不计空气阻力，小明认为整个投篮过程中篮球到达最高点时动能最小为0，请判断他的说法是否正确，并说明理由___________。 四、计算题 16．如图所示，底面积为且足够高的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。将重为、高为、底面积为的木块漂浮在水面上，如图甲所示。若将一体积为的合金块放在木块的上方，静止时木块刚好浸没在水中，如图乙所示。求： (1)甲中木块A静止时排开水的体积； (2)合金块的密度； (3)图乙中，若将合金块从木块上取下后放入容器的水中，当、都静止时，木块克服重力做的功。 17．年月日至日，南阳西峡县科协联合南阳市科协、唐河县科协，开展了“馆校联动科普大篷车进校园”系列活动。如图是科普大篷车静止停在水平地面上的情景，已知科普大篷车的整车质量为6.4t，每个轮胎与地面的接触面积为。取 (1)科普大篷车共个车轮静止停在水平地面上时，它对地面的压强是多少？ (2)若该车以20kW的恒定功率从科技馆匀速行驶到学校车所受的牵引力恒定，通过的路程为，用时，则该车所受的牵引力做的功是多少？牵引力的大小是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B B C A C A A D 1．B 【详解】一层楼的高度约为3m，从教学楼一楼匀速走到三楼，书包上升的高度约为6m，则他上楼时对书做功的功率约为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】A．初中生体重约为50kg，重力大约为500N，估算合理，故A不符合题意； B．手托两个鸡蛋的力约为1N，而非0.1N，不符合实际，故B符合题意； C．举高两个鸡蛋1m做功，估算正确，故C不符合题意； D．人在水中漂浮时浮力约等于体重，中学生的体重约500N，浮力估算为500N合理，故D不符合题意。 故选B。 3．C 【分析】（1）图中使用的是动滑轮，滑轮与绳子质量及摩擦均不计，利用求拉力大小； （2）根据求出绳端移动的速度，根据求出拉力的功率。 【详解】AB．图中使用的是动滑轮，滑轮与绳子质量及摩擦均不计，所以拉力 故AB错误； CD．绳端移动的速度 则拉力的功率 故C正确，D错误。 故选C。 【点睛】本题考查了动滑轮拉力的计算和功率的计算，利用好动滑轮的特点是关键。 4．A 【详解】A．小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在小车上，小车在该力的方向上通过了距离，所以推力做了功，故A符合题意； B．托着货物在水平地面上匀速直线运动，叉车对货物有力的作用，但没有在力的方向上通过距离，所以不做功，故B不符合题意； C．杠铃在空中静止，人对杠铃有支持力，但杠铃没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力不做功，故C不符合题意； D．用力搬石头，但未搬动，有力作用在物体上，但没有移动距离，所以不做功，故D不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．甲中，A受到的浮力为 则液体的密度为 故A正确，不符合题意； B．乙图中液体深度为 则乙图中液体对容器底的压强为 则乙图中液体对容器底的压力为 因为容器质量忽略不计，所以乙图中容器对桌面的压力为40N。故B正确，不符合题意； C．由甲图可知，液体的体积为 则液体的重力为 乙图中液体对容器底的压力为40N，则B的重力为 细线拉力变为0，则B对A的压力为4N，根据力的相互作用，B受到的支持力为4N，根据力的平衡条件，B受到的浮力为 则B排开液体的体积为 则B的体积为 丙图中A和B剩余部分整体漂浮，则总的浮力为 则丙图中A排开液体的体积为 则丙图中液体的深度为 则丙图中液体对容器底的压强为 故C错误，符合题意； D．丙图中A和B剩余部分整体受到的浮力为5.4N，根据浮力的产生原因，A下表面受到液体压力为5.4N，则A下表面受到液体压强为 则A下表面浸入的深度 则丙中A下表面到容器底的高度为 则乙图到丙图，A上升的高度为 则乙图到丙图，克服A的重力做功为 故D正确，不符合题意。 故选C。 6．A 【详解】A．t2时刻排球产生的弹力最大，则弹性形变程度最大，则重心最低，重力势能最小，故A正确； B．t2～t3时间内，弹力变小，则弹性形变程度变小，重心上升，重力势能变大，所以不是重力势能转化为动能，故B错误； CD．整个过程中，因为要克服阻力，机械能转化为内能，所以机械能减小；所以排球t1时刻的机械能大于t3时刻的机械能，t1时刻和t3时刻弹力相同，则弹性形变程度相同，则重心高度相同，则重力势能相同，所以排球t1时刻的动能不等于t3时刻的动能，故CD错误。 故选A。 7．A 【详解】在凹形滑道运动的小球，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，上升过程中动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；在凸形滑道运动的小球，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的速度，由 可知，通过b滑道用的时间tb大于通过a滑道用的时间ta；故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．D 【详解】ACD．猫在下落过程中受到重力作用，且重力方向与位移方向一致，因此重力对猫做功，重力做功W=mgh=1kg×9.8N/kg×2m=19.6J 故AC错误，D正确。 B．猫从高处下落的过程，不受弹跳力的作用，所以弹跳力不做功。故B错误。 故选D。 9． 20 0 20 【详解】[1]由乙图可知，在3~5s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，由力的平衡条件可知，木箱受到的滑动摩擦力f=F；由图可知，在3~5s内推力F=20N，则木箱受到的滑动摩擦力 f=F=20N 由图乙可知，木箱在1~3s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，接触面的粗糙程度、物体间的压力均不变，木箱受到的滑动摩擦力不变，则1~3s内木箱受到的摩擦力大小仍为20N。 [2]木箱在0~1s内没有动，因此，在0~1s内，推力对木箱所做的功为0J。 [3]由乙图知，箱子3~5s内通过的距离 s=vt=1m/s×2s=2m 由图知此时受到的推力F=20N，因此推力做功 W=Fs=20N×2m=40J 在3~5s内，推力对木箱所做功的功率为 10． 200 20 0 【详解】[1]推力对购物车所做的功 [2]推力对购物车所做功的功率 [3]因为重力的方向与运动的方向垂直，重力不做功，重力所做的功是0J。 11． 相同的功比较时间 快慢 ① 【详解】[1]判断做功快慢有两种方法：①在相同的时间内，比较做功的多少；②做相同的功，比较做功时间的长短，即相同的功比较时间。 [2][3]功率是描述做功快慢的物理量，公式为，表示单位时间内做功的多少，用到的方法是相同时间比较做功的多少，即方法①。 12． 机械能 半导体 【详解】[1]搭载卫星的火箭升空时，燃料燃烧，其化学能减少，火箭和卫星的机械能增加，故燃料的化学能转化为火箭和卫星的机械能。 [2]卫星集成电路中的二极管和三极管，其导电性介于导体和绝缘体之间，是用半导体材料制成的。 13． 2.2 减小 ＞ 【详解】[1]甲排球向下运动，受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，甲排球受到的合力是 [2]由于乙排球受到空气阻力，与空气摩擦，机械能转化为内能，落地前的运动过程中，乙球的机械能减小。 [3]出发点两排球的重力势能相等，动能也相等，因此机械能相等，乙球运动的路程大于甲球，摩擦力导致机械能转化成内能更多，落地时甲球的机械能更大，重力势能相同，落地时甲球的动能更大，速度更大即。 14．(1)木块移动的距离 (2) 质量 大 (3)质量 【详解】（1）观察木块被撞击后移动的距离来判断小球动能的大小，用到了转换法。 （2）[1][2]分析比较甲和乙两组实验可知，两小钢球的质量相同，在斜面上的高度不同，甲图中高度大，到达水平面时的速度大，木块被撞击后移动的距离也大，因此可得结论为物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）甲、丙两组实验中物体的质量不同，其高度相同，即达到水平面的速度相同，甲、丙实验可得出物体的动能与质量的关系。 15．(1)抛射初始速度 (2)保持抛射初始速度不变，改变抛射角度，进行多次实验 (3)在抛射初速度一定时，抛射的水平距离与抛射角度有关 (4)不正确，投篮时，篮球做斜上抛运动，到达最高点时，仍然有水平方向的运动速度，动能的大小由质量和速度决定，篮球质量和速度都不为0，所以动能不可能为0 【详解】（1）由图乙的三次实验，保持抛射角度不变，三次抛射初始速度，落点依次为、、，由图可知，点距离最远，点距离最近，所以在抛射角度一定时，抛射初始速度越大，抛射的水平距离越远。 （2）猜想②是篮球投射的水平距离与篮球出手时的抛射角度有关，根据控制变量法，要验证该猜想，应保持抛射初始速度不变，改变抛射角度，进行多次实验。 （3）分析表格数据，当抛射角度从增大到时，落点到弹射器的水平距离从增大到；当抛射角度从增大到时，落点到弹射器的水平距离从减小到，所以可以得出的大致结论是：在抛射初速度一定时，抛射的水平距离与抛射角度有关。 （4）篮球做斜抛运动，在最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向速度不为0，因为水平方向有速度，动能的大小由质量和速度决定，所以动能不为0，小明的说法不正确。 16．(1) 1200cm3 (2) 3.2g/cm3 (3) 0.36J 【详解】（1）木块A漂浮在水面上，所受浮力 甲中木块A静止时排开水的体积 （2）合金块放在木块的上方，二者排开水的体积 二者重力之和 合金块的重力 合金块的质量 合金块的密度 （3）若将合金块从木块上取下后放入容器的水中，当、都静止时，水面下降的高度为 木块漂浮在水面上时，浸入水中的深度 图乙中，若将合金块从木块上取下后放入容器的水中，当、都静止时，A实际上升的高度 在此过程中克服重力所做的功为   17．(1) (2)， 【详解】（1）已知科普大篷车的质量为 轮胎与地面的总接触面积为 大篷车对地面的压力为 大篷车对地面的压强为 （2）牵引力做的功为 大篷车的速度为 牵引力的大小为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 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