教科版八年级下册第十二章机械能单元测试卷

教科版八年级下册第十二章机械能单元测试卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 评卷人 得分 一、单选题 1．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变化的图象最接近的是（ ） A． B． C． D． 2．2022年冬奥会期间，延庆赛区将进行高山滑雪、雪车、雪橇3个大项的比赛。图中是滑雪运动员从山上滑下的情景，下列有关说法中正确的是 （ ） A．运动员下滑过程中重力势能不变，机械能守恒 B．运动员弓着腰，是通过降低重心来增大惯性的 C．运动员在空中下落过程中重力做功越来越快 D．运动员穿上滑雪板，因增大了与雪地的接触面积，从而增大了压强 3．如图所示，孩子坐着雪橇从高高的雪坡上滑下，最终停下来。这一过程中所涉及的物理知识，下列说法中正确的是 A．雪橇会停下来是因为受到惯性的作用 B．孩子受到的重力方向始终竖直向下 C．整个过程中，孩子的机械能保持不变 D．雪橇对雪坡的压力与雪坡对雪橇的支持力是一对平衡力 4．在高速公路长下坡路端的外侧，常设有如图所示的避险车道，供刹车失灵的车辆自救，当失控车辆冲上该车道时，被强制减速停车，下列说法不正确的是 A．避险车道相当于一个斜面 B．以相同速度行驶时，大货车比小轿车的动能大 C．下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大 D．大货车冲上避险车道时，动能全部转化为重力势能 5．如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（ ） A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力 B．小球的重力势能先减小后增大 C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能 D．小球的动能一直减小 6．下面几个研究实例中，采用了相同研究方法的是（ ） ①利用光线表示光传播的径迹和方向 ②“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时，保持压力不变，改变受力面积 ③“比较不同物质吸热的情况”时，用加热时间的长短表示吸收热量的多少 ④“探究物体的动能与速度的关系”时，让同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下 A．①和② B．②和③ C．②和④ D．③和④ 7．“歼15”飞机在“辽宁号”航母上进行起降训练。下列说法正确的是（ ） A．飞机减速降落，机械能增大 B．飞机静止在航母上，没有惯性 C．飞机加速起飞，运动状态保持不变 D．飞机空中飞行，机翼上方空气流速大压强小 8．如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球 A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大 C．运动过程机械能不变 D．在b点时重力等于弹力 评卷人 得分 二、填空题 9．如图所示，跳水运动员为获得允足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的______让自己上升的更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，______时(填“离开跳板”、“最高点”或“入水”)时动能最大。 10．图甲所示的铁块重力G＝4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F＝6N的作用下向上运动时，铁块受到的摩擦力为_____N；铁块此时速度v与时间t的关系图象如图乙所示，则4s内拉力F做功是_____J。 11．三峡船闸是当今世界上最大的船闸，它是利用______原理做成的；当船只通过船闸从下游驶到上游，船只的重力势能会______。(选填“增大”“不变”或“减小”) 12．如图中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动，如图所示，香蕉(看成点)从最高位置1转到最低位置2的过程中，其动能______，重力势能______，机械能_______。(均选填“增大”“不变”或“减小”) 评卷人 得分 三、实验题 13．实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。 实验数据如表： （1）从上表看出，本实验中研究动能大小与哪些因素有关的研究对象是_____。实验中通过观察_____来判断研究对象的动能大小。 （2）控制钢球下摆高度不变，目的是保证钢球在最低点时的_____ 不变。通过前3组数据中第_____两组数据可以得出：在速度不变的情况下，物体的动能随着其质量的增大而增大。 （3）让质量相同的钢球从不同高度摆下，钢球下摆高度增大，钢球在最低点时的速度增大。从前3组数据中第_____两组数据可以得出：在质量不变的情况下，物体的动能随着其速度的增大而增大。 （4）在第 4 组实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做本组实验。甲同学建议换用同样材质较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用_____同学的建议。 14．探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜而上由静止释放，小车下滑后撞击斜面底端的木块。请回答下列问题： （1）小车进入水平面时的动能是由_____转化来的，实验时通过比较_____来判断动能大小。 （2）让一小车从斜面不同高度由静止将放，如图甲、乙所示，是探究动能大小与_____的关系，得出的结论是：______________________________________________________。 （3）实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，有很多种方法。请答一种方法：_________________________________________________。 一些物体的动能 行走的牛 约60J 跑百米的运动员 约3×102J 飞行的步枪子弹 约5×108J （4）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____________________________________________。 评卷人 得分 四、计算题 15．无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，一款质量为2t的无人驾驶汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W．求在这段时间内（g取10N/kg）： （1）无人驾驶汽车对平直公路的压力； （2）无人驾驶汽车行驶的距离； （3）无人驾驶汽车的牵引力。 16．如图所示，物体A的质量m=12 kg, 在拉力F的作用下, 物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长.求: (1)物体A与水平面间摩擦力f的大小. (2)拉力F的大小. (3)物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功. 试卷第5页，总6页 参考答案 1．A 【解析】 影响动能大小的因素是：质量与速度。质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素是：质量与被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。小明把排球竖直向上抛出，在排球向上运动的过程中，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，到达最高点时速度为零，动能为零；然后排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，所以，排球在运动中动能先变小至零，然后再变大，故A图符合题意，故选A。 点睛：本题考查的是影响动能、重力势能的因素，注意利用控制变量法判断动能、重力势能的变化即可。 2．C 【解析】 【详解】 A. 运动员下滑过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能减小，且下滑过程中要克服摩擦力做功，所以机械能减小，故A错误； B. 运动员弓着腰，是通过降低重心来增大稳定性，但惯性不会减小，故B错误； C. 运动员在空中下落过程中，速度越来越快，根据P=Fv=Gv可知，功率变大，即重力做功越来越快，故C正确； D. 运动员穿上滑雪板，因增大了与雪地的接触面积，从而减小了压强，故D错误； 故选C。 【点睛】 注意对惯性的理解，惯性即物体保持运动状态不变的性质，惯性大小只与质量有关，是物体最基本的属性之一，注意能用惯性解释生活中的现象。 3．B 【解析】试题分析：力是改变物体运动状态的原因，由于阻力的作用，雪橇会停下来。惯性是一种性质，不是一种作用。故A错误；重力方向始终竖直向下，故B正确；整个过程中，有一部分机械能克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能会减小，故C错误；雪橇对雪坡的压力与雪坡对雪橇的支持力，两个力作用在不同的物体上，是相互作用力，一定不是平衡力，故D错误；故应选B。 考点：力与运动 机械能守恒定律 二力平衡 4．D 【解析】 解：A．由图可知，避险车道相当于一个斜面，故A正确。 B．以相同速度行驶时，大货车比小汽车的质量大，所以大货车比小轿车的动能大，故B正确。 C．下坡路段刹车失灵的大货车向下运动过程中，重力势能转化为动能，动能越来越大，故C正确。 D．大货车冲上避险车道时，动能一部分转化为重力势能，由于克服摩擦做功，一部分动能转化为内能，故D错误。 故答案为D。 点睛：知道动能和势能大小的影响因素，并能结合其能量的转化解决实际问题是解答本题的关键。 5．C 【解析】试题分析：在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；故A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误；故应选C。 【考点定位】机械能转化 6．C 【解析】①利用光线表示光传播的径迹和方向，是建立模型法； ②“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时，保持压力不变，改变受力面积，是控制变量法的应用； ③“比较不同物质吸热的情况”时，用加热时间的长短表示吸收热量的多少，是转换法的应用； ④“探究物体的动能与速度的关系”时，让同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下，是控制变量法的应用； 故 ②和④都利用了控制变量法，选C。 点睛：理解实验中控制变量法的应用，当一个结果受多个因素的影响时都使用此方法进行实验，实验时让一个因素变化，而其它因素都控制相等或相同即控制变量。 7．D 【解析】 【详解】 A、飞机减速降落的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度减小，重力势能减小，动能和势能之和为机械能，所以机械能减小，故A错误； B、物体在任何时候都有惯性，停在甲板上的飞机仍然具有惯性，故B错误； C、飞机起飞的过程中，速度越来越块，飞机的运动状态改变了，故C错误； D、空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于机翼上表面弯曲，下表面平直，空气通过机翼上方的空气流速大，压强较小；机翼下方的空气流速小，压强大，使飞机受到一个向上的升力，故D正确。 故选：D。 【点睛】 注意对惯性的理解，惯性是物体的基本属性，与物体的运动状态无关，与质量大小有关，所以物体在任何时候、任何状态下都具有惯性，且惯性不是力，不能说成：受到惯性作用，而应该描述成：具有惯性。 8．D 【解析】 【详解】 A．弹簧的弹力大小与弹簧的形变有关，形变越大弹力越大，A说法错误； B．动能的大小与速度有关，在质量不变时，速度越大，物体动能越大，由乙图可得小球的速度先增大后减小，B说法错误； C．在小球与弹簧发生作用时，有能量转移，即小球的机械能转移到弹簧上，C说法错误； D．小球在b点时速度最大，小球向下的合力为零，即此时重力等于弹力，D说法正确。 9． 如弹性势能 入水 【解析】当跳水运动员在跳水前先用力下压跳板时，跳板发生弹性形变，产生弹力，具有弹性势能，所以利用跳板的弹力让自己上升的更高。 不计空气阻力时，机械能是守恒的，运动员从离开跳板到入水的过程中，在最低点时，重力势能最小，动能最大，速度最快，所以运动员在入水时动能最大。 点睛：考查了机械守恒及机械能转化的过程，重点是理解在没有摩擦的情况下，机械能的总量不变，即机械能守恒，所以最低点时，速度最快，动能最大。 10．2 4.8 【解析】 分析：（1）处于平衡状态的物体受平衡力作用，即大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上。 （2）从图乙中读出铁块运动的速度，利用速度公式求出通过的路程，再利用W=Fs计算4s内拉力F做功。 解答：（1）由乙图可见，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，故铁块受到摩擦力大小。 （2）根据可得，铁块在4s内升高的距离，因此拉力F做的功。 故答案为：2；4.8。 【点睛】此题主要考查学生对二力平衡条件的掌握和应用。首先，我们可以判断物体是否受力平衡；其次，根据所求力的方向、以及平衡力的大小和方向准确求出力的大小和方向。 11．连通器增大 【解析】 【详解】 打开底部的阀门时，闸室与上游(或下游)的上端开口，且底部连通，构成一个连通器，水静止时水面相平，再打开闸门，船顺利通过，所以船闸是利用连通器原理工作的。 船只从下游经过船闸到达上游，质量不变，高度增大，所以，船只的重力势能增大。 【点睛】 理解船闸是用小道理（连通器的原理）解决大问题的好例子。另外牢记影响重力势能大小的因素，当质量不变时，高度增加，重力势能增大，高度降低，重力势能减小。 12．不变 减小 减小 【解析】 【详解】 物体动能大小与质量和运动的速度有关，当质量不变运动速度不变时，其动能大小也不变，故香蕉（看成点）从最高位置1转到最低位置2的过程中，其动能不变；重力势能大小与物体质量和高度有关，当质量不变时，物体的高度减小时，重力势能减小，故香蕉（看成点）从最高位置1转到最低位置2的过程中，其重力势能减小；而物体的动能与重力势能之和为机械能，动能不变，重力势能减小可得物体的机械能减小。 13． 钢球 木块运动的距离 速度 2 、3 1 、2 甲 【解析】（1）实验的目的是探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”，由题，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，即钢球的动能与其质量和速度的关系，所以研究对象是钢球； 在该实验中用到了转换法，即将钢球的动能转化为其对木块做功的多少来比较，钢球推动木块运动的越远，它对木块做的功越多，它具有的动能就越大；反之就越小。所以实验中通过观察木块运动的距离来判断研究对象的动能大小。 （2）让钢球从某一高度由静止释放，在向下摆动的过程中重力势能减小，动能增大。控制钢球下摆高度不变，目的是保证钢球在最低点时的速度不变。 从表中数据可知，第2、3两组数据钢球下摆高度相同，质量越大，木块滑行距离越远，可以得出：在速度不变的情况下，物体的动能随着其质量的增大而增大。 （3）让质量相同的钢球从不同高度摆下，钢球下摆高度增大，钢球在最低点时的速度增大。从前3组数据中第1 、2两组数据钢球的质量相同，钢球下摆高度越大，木块滑行距离越远，可以得出：在质量不变的情况下，物体的动能随着其速度的增大而增大。 （4）2 、3 、4三次实验的目的是探究动能的大小与质量的关系，所以第4次实验应保证钢球的质量、木块的质量、钢球下摆的高度都不变，现在实验时木块被撞后滑出木板，所以应换用同样较长的木板，故采用甲的建议。 点睛：本实验运用了控制变量法研究动能大小的影响因素，用转化法表示动能的大小。采用控制变量法实验时，一定注意相同因素和不同因素。 14． 重力势能 木块被推动的距离 速度 当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大 增大小车下滑的高度（或减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力； 速度 【解析】（1）让小车从斜面上由静止释放，小车的重力势能转化为动能，故进入水平面时的动能是由重力势能转化来的； 根据转化法，小车的动能的大小是通过实验中木块被小车推动的距离来反映的。 （2）在甲、乙两图中，同一小车，放置在不同的高度，控制了质量一定，改变了速度的大小，所以甲、乙两图可以探究动能大小与速度的关系。得出的结论是：当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大。 （3）实验中若使用的木块质量较大，小车撞击木块时，木块移动的距离较小，实验现象不明显，为使实验有较明显的现象，可以通过增大小车在斜面上的高度来增大小车的速度，从而增大小车的动能，增大对木块做的功的多少，增大木块在水平面上滑行的距离；也可以通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力，使木块在水平面上滑行距离增大。 （4）由表中的数据可知牛的质量大，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。 15． 20000N 24km 20m/s 【解析】解答：（1）汽车对平直公路的压力：F＝G车＝m车g＝2×103kg×10N/kg＝2×104N （2）无人驾驶汽车行驶的距离；s＝vt＝72km/h×2060h＝24km（3）无人驾驶汽车的牵引力： 因为：P＝Wt＝Fv，而：v＝72km/h＝20m/s，F＝PV＝4000W20m/s＝2000N 16．(1)12 N. (2)24N. (3)12 J. 【解析】 （1）因物体A做匀速直线运动，则：f=F示=12N． （2）如图所示，作用在动滑轮轴上的拉力：F=2f=2×12N=24N ． （3）如图所示，物体移动的距离是力F移动距离的二倍，则 W=FS=24N×0.1m/s×10s×12=12J． 答：（1）摩擦力f为12N； （2）拉力F为24N； （3）拉力F做的功为12J． 【点睛】要解答本题需掌握：①动滑轮相当于动力臂是阻力臂2倍的杠杆； ②物体A匀速运动，受到的合力为零，故A物体所受拉力和摩擦力相等； ③功的计算公式：W=FS其中对功的计算公式的理解是难点。 答案第5页，总6页