北师大版八年级下册《9.5 探究-使用机械是否省功》同步练习（含答案）

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一、单选题（本大题共12小题，共36分）

1.（3分）如图所示，人对物体做功的是

A.B.

C.D.

2.（3分）如图所示，同一物体分别在、的作用下在不同的水平面运动，拉力方向和运动方向始终一致，且，经过相同的路程，、对物体所做的功分别为、，下列说法正确的是

A.B.C.D.无法确定

3.（3分）无论是人做功还是利用机械做功，都有做功的快与慢的问题。以下说法正确的是

A.做功越多，做功越快B.做功的时间越短，做功越快

C.做相同的功，时间越少，做功越快D.做功快，则做功一定多

4.（3分）如图所示，若用瓶起子起瓶盖的机械效率为，这表示

A.若作用在瓶起子上的动力是，则阻力是

B.若作用在瓶起子上的阻力是，则动力是

C.若作用在瓶起子上的动力做功，则有的功用于起瓶盖

D.若作用在瓶起子上的动力做功，则有的功用于起瓶盖

5.（3分）屹立在山上的巨石给人以危险的感觉，原因是它具有较大的

A.重力B.高度C.动能D.重力势能

6.（3分）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的

A.弹性势能B.重力势能C.体积D.重力

7.（3分）用绳子将钩码提升至一定的高度，如图所示，此过程所做的有用功是（）

A.升高钩码所做的功B.克服摩擦力所做的功

C.提高绳子所做的功D.克服动滑轮重力所做的功

8.（3分）一杯热水放在桌上越来越凉。一列图象中能表示其温度随时间变化关系的是

A.B.

C.D.

9.（3分）疫情防控期间，戴眼镜的人戴上口罩呼吸时，镜片常会蒙上一层“水雾”。与镜片上“水雾”形成过程相同的自然现象是

A.霜打枝头B.冰雪消融C.草叶露珠D.滴水成冰

10.（3分）关于内能，下列说法中正确的是

①一个物体温度降低，它的内能减小，温度为时，物体的内能减小到零

②温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多

③一切物体在任何情况下都具有内能

④的水变成的冰，虽然温度不变，但要放出热量，所以内能减小

A.①④B.③④C.②④D.①②

11.（3分）下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中不正确的是

A.温度越高的物体含有的热量越多

B.燃料的热值与燃料的质量没有关系的

C.分子间相互作用的引力和斥力是同时存在

D.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的

12.（3分）用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是

A.动滑轮的重力为

B.该滑轮组的机械效率可以达到

C.滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少

D.每次提升重物时，滑轮组做的额外功为

二、填空题（本大题共8小题，共31分）

13.（5分）如图为四旋翼无人机，质量为，下方悬挂着一个质量为的摄像机。前无人机从地面竖直上升了，然后水平飞行了秒。摄像机的重力为______，无人机前对摄像机做功______，后，无人机对摄像机做功的功率______。

14.（2分）“六一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能______选填“变大”、“变小”或“不变”，不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为______能．

15.（5分）如图所示，是、两种燃料完全燃烧释放的热量与其质量的关系图，从图中可看出燃料的热值______燃料的热值大于小于等于。在标准大气压下，若燃料的热值为，则的燃料完全燃烧释放的热量为______，其中有的热量被质量为、初始温度为的水吸收，，则水的温度将升高______。

16.（5分）“探究物质熔化规律”实验时，用一台火势稳定的酒精灯给某固态物质加热，此物质的温度随时间变化图像如图所示。可见该物质的熔点温度为______，假如该物质液态时比热容为，质量为，则熔化过程中段吸收的热量为______。该物体在点时内能______点时内能。

17.（5分）人骑电动自行车下坡时重力势能______选填“增大”、“减小”或“不变”。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能______选填“增大”、“减小”或“不变”。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过______的方式改变刹车片的内能。

18.（2分）如图所示，用沿斜面向上大小为的拉力，将一个重的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为，上升的高度为，则物体受到的摩擦力为______，斜面的机械效率为______。

19.（5分）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上向下拉动绳子，内使物体匀速上升，提升过程中拉力的功率为，已知物体重，动滑轮重______，该工人重，工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为______不计绳重和摩擦。

20.（2分）甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图甲、乙所示空气阻力忽略不计。由图可知，甲车的动能______选填“大于”、“小于”或“等于”乙车的动能，经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为______。

三、计算题（本大题共3小题，共30分）

21.（10分）一辆的载重汽车，保持功率不变在平直的马路上匀速行驶，受到的阻力是，发动机每小时耗油，求：

汽车的行驶速度；

发动机的效率；

请说出一种提高发动机效率的可行方法。

22.（10分）质量为20kg、底面积100c的物体静止在水平地面上，用如图所示的滑轮组在5s内将物体匀速竖直提升3m，已知动滑轮重50N，不计绳重和摩擦．（g=10N/kg），求：

（1）提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强；

（2）拉力F的功率；

（3）滑轮组的机械效率．

23.（10分）如图所示，用滑轮组提升浸在水中的实心圆柱形物体，物体始终浸没在水中，已知物体的高度为，底面积为，重为，秒内匀速上升了，此过程中作用在绳端的拉力做功为。不计绳重、摩擦及水的阻力求：

秒内，绳子自由端移动的速度大小；

物体浸没在水中时受到的浮力大小；

物体浸没在水中匀速上升时，绳端受到的拉力大小；

物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率。

答案和解析

1.【答案】D;

【解析】

此题主要考查对做功条件的理解，比较简单。

做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。

A.学生背着书包在水平路面上匀速前进，人对书包有向上的作用力，但书包没有沿力的方向移动距离，人对书包不做功，故不符合题意；

B.人对木箱有力的作用，木箱没有沿力的方向移动距离，人对木箱没有做功，故不符合题意；

C.在水平方向上，人对滑板车没有水平方向的力的作用，滑板车沿水平方向移动，是由于惯性，人对滑板车没有做功，故不符合题意；

D.人对滑板有竖直向上的力的作用，人在上楼梯过程中，滑板沿力的方向移动了距离，人对滑板做了功，故符合题意。

故选。

2.【答案】B;

【解析】解：

，经过相同的路程，由可知，拉力所做的功较少，即；综上所述，错误，正确。

故选：。

根据判断功的大小。

本题的关键是通过根据判断功的大小关系，是基础题。

3.【答案】C;

【解析】解：、在做功时间相同时，做的功越多功率越大，做功越快，故错误；

、在做功相同时，做功时间越短功率越大，做功越快，故错误，正确；

、在做功时间相同时，做功快，即功率大，则做的功多，故错误。

故选：。

比较做功快慢的方法有两种：在功相同时，比较做功时间的长短，做功时间越短功率越大；在做功时间相同时，比较做功的多少，做的功越多功率越大。

本题的解题关键是了解比较做功快慢的方法。

4.【答案】C;

【解析】解：、瓶起子可看成是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件知，要比较动力和阻力做功的大小，必须知道动力臂和阻力臂的大小，故、错误；

、瓶起子的机械效率为，表示在起瓶盖过程中，在总功中有是用来起瓶盖的有用功，是额外功，即若动力做功，则有功用于起瓶盖，故正确、错误。

故选：。

机械效率是有用功与总功的比值，要使用机械，就必然会在机械上消耗一部分额外功，也就是说额外功总是存在的，所以有用功总是会小于总功，机械效率总是小于；

瓶起子的机械效率为表示：在起瓶盖过程中，在总功中有的功用来起瓶盖，是额外功。

在解决机械效率问题时，先要明确使用机械要完成的任务一般是克服重力或摩擦确定有用功。

5.【答案】D;

【解析】解：

静止的巨石，由于其处于一定的高度，容易落下来，对外界做功从而造成危害，物体由于举高而具有的能量是重力势能；

由于巨石是静止的，根据动能的定义可知，巨石不具有动能。

故选：。

根据重力势能、动能的定义，结合巨石所处的状态，即可得到巨石给人危险感觉的原因。

该题考查了动能、重力势能定义，通过定义能够确定巨石具有什么形式的机械能。

6.【答案】B;

【解析】解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大。因此，高空抛物会造成很大的危害。

故选：。

物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。

这道题主要考查我们对重力势能的掌握，了解其概念和影响因素，可顺利做出判断，难度不大。

7.【答案】A;

【解析】解：如图，用绳子将钩码提升，升高钩码所做的功为有用功；克服摩擦力、提高绳子和动滑轮所做的功，是无用但又不得不做的功，是额外功．

故选A．

8.【答案】D;

【解析】解：一杯热水放在桌上越来越凉，直到达到室温，温度不再变化。

A、温度降低的越来越慢，达到室温后温度不变，不符合题意。

B、温度降低的越来越慢，水的温度不可能为度，不符合题意。

C、温度降低的越来越慢，达到室温后温度不变，不符合题意。

D、温度降低，达到室温后温度不变，符合题意。

故选：。

本题抓住热传递，高温物体放出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度升高，直到二者温度相等，热传递停止。

该题考查了热传递，低温物体和高温物体的温度变化。

9.【答案】C;

【解析】解：镜片上蒙上一层水珠是室内空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠，是液化现象。

、霜是由空气中的水蒸气凝华形成的，故不符合题意；

、冰雪消融，固态冰变为液态水，是熔化现象，故不符合题意；

、草叶上形成的“露珠”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴，故符合题意；

、滴水成冰，水凝固形成固态冰，故不符合题意。

故选：。

物质从固态变为液态的过程是熔化，物质从液态变为固态是凝固，物质从液态变成气态称为汽化，物质从气态变成液态称为液化，物质直接从固态变成气态的现象称为升华，物质直接从气态变为固态是凝华。

此题主要考查了不同物态变化的辨析。此类问题要结合液化及液化现象进行分析解答。

10.【答案】B;

【解析】解：

①、一个物体温度降低，它的内能减小，温度为时，物体仍然具有内能，其内能不为零，故①错误；

②、对不同物体来说，内能大小还与物体的质量、状态有关，所以，温度高的物体具有的内能不一定比温度低的物体具有的内能多，故②错误；

③、分子总是在不停地做无规则运动，故一切物体在任何情况下都具有内能，故③正确；

④、冰是晶体，的水凝固成的冰，放出热量、内能减小，但温度不变，故④正确；

故选：。

内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的和；温度影响物体的内能，温度越高物体内能越大。

此题主要考查了您内能概念及影响因素，注意：物体内能增加，温度不一定升高；温度高的物体内能不一定大。

11.【答案】A;

【解析】解：、热量是一个过程量，不能用“具有”或“含有”来修饰，符合题意；

、热值只跟燃料的种类有关，该选项不符合题意；

、分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，只不过分子间的距离不同时，表现出来的引力或斥力的情况不同，该选项不符合题意；

、做功和热传递都可以改变物体的内能，它们达到的效果都是一样的，该选项不符合题意；

故选：。

热量是物体通过热传递方式改变的内能，是一个过程量。

燃料的热值是物质本身固有的一种性质，只与燃料的种类有关。

分子间存在着相互作用的引力和斥力。

做功和热传递都可以改变物体的内能，它们的效果是一样的。

热量是物体通过热传递方式改变的内能，是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表达，而不能用“具有”或“含有”来修饰。

分子间既有引力又有斥力这并不矛盾，就好像被弹簧连着的两个小球，当分子间的距离很小时，就像弹簧受到压缩，分子间主要表现为斥力；当分子间的距离稍大时，就好像弹簧被拉长，分子间主要表现为引力。

12.【答案】D;

【解析】解：

A、由图乙可知，提升物重时，滑轮组的机械效率，

不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率，

解得动滑轮重力：，故A错误；

B、使用滑轮组时，需要提升动滑轮做额外功，使得有用功小于总功，滑轮组的机械效率总小于，故B错误；

C、滑轮组的机械效率越高，说明有用功与总功的比值越大，拉力做功不一定少，故C错误；

D、由题知，利用滑轮组每次物体被提升的高度均为，提升动滑轮上升的高度也都是，则每次提升重物时，不计绳重和摩擦，滑轮组做的额外功都为：，故D正确。

故选：。

该题考查了使用滑轮组时动滑轮重力、额外功、机械效率的计算，明确有用功、额外功的含义是关键。

13.【答案】；；;

【解析】

理解做功的两个必要因素是解答本题的关键，并且会熟练应用功的计算公式。

根据计算摄像机的重力；

前无人机从地面竖直上升，需要克服摄像机的重力做功，利用即可求出对摄像机做的功；

做功的两个必要因素：有力作用在物体上、在力的方向上移动了距离。

摄像机的重力为：；

无人机前秒对摄像机做的功：；

后，无人机对摄像机的拉力是竖直向上的，无人机在水平方向上飞行，摄像机沿拉力方向没有移动距离，所以无人机对摄像机没有做功，即无人机对摄像机做功为，功率为。

14.【答案】变小;内;

【解析】解：秋千在下降过程中质量不变，随高度的降低，重力势能变小；

不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能会克服摩擦与空气阻力，逐渐转化为内能．

故答案为：变小；内．

在物体质量一定的情况下，物体的高度增加，重力势能变大，高度降低，重力势能减小；

在考虑摩擦等阻力的情况下，机械能并不守恒，而是会逐渐转化为内能．

该题考查了重力势能的判断、机械能守恒的判断等，是一道基础题．

15.【答案】小于4.9×10662;

【解析】解：取相同质量，由图可知，

由可得

，

由图比较：。

的燃料完全燃烧释放的热量：

，

水吸收的热量：

；

由，可得水升高的温度：

，

水的末温，

在一标准大气压下水的沸点是，水的温度升高到，温度不再变化，

因此水的温度将升高。

故答案为：小于；；。

单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，在图象上取某一质量，比较相应的值，从而比较这两种燃料的热值大小。

根据可求的燃料完全燃烧释放的热量；知道水的质量、水的比热容，根据可计算水升高的温度。注意水的末温为，水沸腾时，吸热但温度不变。

此题主要考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式和吸热公式的掌握和运用，计算时注意沸腾特点。

16.【答案】;

【解析】解：由图像可知，物质在段熔化，温度保持不变，此时温度为，即该物质的熔点为。

段物质处于液体，该过程中物质温度由升高到，升高了，此过程中物质吸收的热量，

段物质加热时间为，段加热所用的时间为，火势稳定的酒精灯相同时间内放出的热量相同，故段物质吸收的热量是段吸收的热量的两倍，则；

段物质吸收热量，温度保持不变，内能增大，所以该物体在点时内能大于点时内能。

故答案为：；；大于。

晶体熔化过程中吸收热量，温度不变，内能增加；

该物质在相同时间内吸收的热量相同，吸收热量的多少与吸热时间成正比。从图象可知，该物质液态时，吸热温度升高了，根据公式求出该物质吸收的热量，再从图中得出段的吸热时间，可计算出段吸收的热量。

此题主要考查了热量计算公式的应用及内能变化情况的判断，从图像中得到有价值的信息是正确解答此题的基础。

17.【答案】减小不变做功;

【解析】解：人骑电动自行车下坡时，人和车的质量不变，高度减小，重力势能减小。

到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人和车没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和重力势能之和，在水平路面上行驶时，人和车质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故动能和重力势能之和不变，机械能不变。

刹车时车轮和刹车片摩擦生热，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能。

故答案为：减小；不变；做功。

重力势能大小跟质量、被举的高度有关。被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。

动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。

机械能等于动能和势能之和。

改变物体内能的方法：做功和热传递。

本题通过人骑电动车考查了重力势能、动能、机械能的变化，还考查了改变物体内能的方式等，体现了生活处处皆物理。

18.【答案】1;75%;

【解析】解：

拉力做的总功为：

，

使用斜面做的有用功，

，

额外功为：

，

根据知物体受到的摩擦力：

；

斜面的机械效率为：

。

故答案为：；。

有用功等于克服物体的重力做的功，利用计算，利用求总功；总功等于有用功加上额外功，可求额外功，再利用求摩擦力；利用求机械效率。

该题考查了学生对斜面的机械效率的计算，其中知道克服摩擦力做的功为额外功是解答该题的关键。

19.【答案】;

【解析】解：由可知，拉力做的总功：，

由图可知，绳子自由端移动的距离：；

由可知，绳子自由端的拉力：，

因为不计绳重和摩擦时，所以动滑轮的重力：；

人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力：，

因为不计绳重和摩擦时，所以能提升的最大物重：，

则滑轮组的最大机械效率：。

故答案为：；。

利用求拉力做的总功，由图可知，绳子自由端移动的距离，利用求出拉力，利用不计绳重和摩擦时求动滑轮的重力；

人通过滑轮组向下拉绳子时的最大拉力等于人自身的重力，利用不计绳重和摩擦时求出能提升的最大物重，利用求滑轮组的最大机械效率。

此题主要考查了使用滑轮组时动滑轮的重力、功、功率和机械效率的计算，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。

20.【答案】大于;5：3;

【解析】解：由图象知，甲的速度为，乙的速度为；

已知两车相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能；

因为甲乙两辆车相同即压力相同，相同的接触面，粗糙程度相同，所以摩擦力相同；

在匀速直线行驶过程中，受到的力是平衡力，平衡力大小相等，即牵引力等于摩擦力，

所以，

因为、，时间相同，

所以相同时间牵引力做的功之比为：

。

故答案为：大于；：。

物体的动能与质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；

滑动摩擦力的大小与压力与接触面的粗糙程度有关，据此判断甲乙两车受到的摩擦力关系，然后根据汽车匀速直线运动时，牵引力与摩擦力是一对平衡力得出牵引力的大小关系。再根据速度公式得到通过的路程，最后利用公式比较牵引力做功多少。

该题考查的是我们对动能影响因素和速度、功计算公式的掌握和应用，同时涉及到二力平衡条件的应用，难度不大，关键是读懂图象，并能从图象中获取相关信息。

21.【答案】解：（1）汽车匀速行驶，受到的阻力f=4×103N，由二力平衡可知牵引力F=f=4×103N，

由题知汽车的功率P=60000W，则根据P=可得出汽车行驶的速度为：

；

（2）汽车发动机工作1小时做的功为：W=Pt=60000W×1×3600s=2.16×108J，

汽车发动机燃油1小时放出的热量为：Q放=mq=16kg×4.5×107J/kg=7.2×108J，

则发动机的效率为：=；

（3）要提高发动机的效率，可以尽量使燃料充分燃烧。

答：（1）汽车的行驶速度为15m/s；

（2）发动机的效率为30%；

（3）要提高发动机的效率，可以尽量使燃料充分燃烧。;

【解析】

已知汽车匀速行驶，由二力平衡可知汽车的牵引力与汽车受到的阻力相等，再根据可得出汽车行驶的速度；

已知汽车发动机的功率，利用可求出发动机工作小时做的功；利用求出发动机燃油小时放出的热量；最后利用求出发动机的效率；

要提高发动机效率，可以在有用能量一定的前提下，减少能量的损失。

此题主要考查了学生对热机效率的计算公式的运用，同时考查了功和功率以及燃料燃烧放热的计算，解题关键是由二力平衡得出汽车的牵引力大小，并熟练掌握相关的计算公式。

22.【答案】（1）2×104Pa；（2）150W；（3）80%．;

【解析】（1）物体对地面的压力：F压=G=mg=40kg×10N/kg=400N，

对地面的压强：p=F压/S=200N/100×104=2×104Pa；

（2）由图可知，n=2，