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第三章能量转化的量度期末复习
一．选择题（共10小题）
1．将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功大约是（　　）
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
2．如图所示，某同学用大小相等的拉力F，将木块从水平面拉上斜面，拉力方向和运动方向始终一致，若AB＝CD，则下列说法正确的是（　　）
A．AB段拉力做功较多
B．CD段拉力做功较多
C．AB段与CD段拉力做的功一样多
D．水平面和斜面的粗糙程度未知，无法判断
3．跳绳是我市体育中考的选考项目之一，满分为180次/分。九年级男生小科跳了210次，每次腾空的高度约5cm。则他跳绳的功率最接近（　　）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
4．如图所示，某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水（塑料桶中间带有转轴，桶中装满水），在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，他对水做功最多的是（　　）
A． B． C． D．
5．体育中考测试时，小科选择了引体向上的项目，如图所示。他想要测量自己做“引体向上”时的功率，下面所列的科学量中，不需要测量的是（　　）
A．自身的质量
B．每次身体上升的高度
C．单杠的高度
D．完成“引体向上”的时间
6．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）
A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2
C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2
7．下列单位中，是功率单位的有（　　）
①米/秒 ②瓦特 ③焦耳 ④牛顿 米 ⑤千瓦 ⑥焦耳/秒。
A．②⑤ B．①③④ C．③④ D．②⑤⑥
8．两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则（　　）
A．甲做功较多，功率较小
B．甲做功较多，功率较大
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，乙的功率较大
9．如图所示，质量为50kg的小宁同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了40个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（　　）
A．W＝6000J，P＝100W
B．W＝600J，P＝10W
C．W＝3600J，P＝60W
D．W＝360J，P＝6W
10．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别是P1、P2，则（　　）
A．F1＝F2，P1＞P2
B．F1＞F2，P1＞P2
C．F1＜F2，P1＝P2
D．F1＞F2，P1＝P2
二．填空题（共8小题）
11．小金在课桌前写作业，一本质量为200克的科学书从0.8米高的桌面，静止掉落到地面，书本重力做功的大小是　 　 焦。小金为了捡起书本，用50牛的力水平推动质量为10千克的书桌向前运动0.1米，课桌的重力做功　 　 焦。
12．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力为其重力的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其以0.1m/s的速度匀速推下桌子，则水平推力的大小为　 　 ，水平推力的功率为　 　 ，至少需要做功　 　 。
13．如图为一架质量1.6千克的无人机，下方悬挂着一个质量0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上飞行了30秒，仪表盘上显示离地面高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功 　 　 焦，整个过程中无人机对摄像机做功的功率为 　 　 瓦。
14．现有30捆书籍，每捆书籍的质量都为5kg。小启想尽快将它们搬上10m高的四楼教室。如图是小启可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量的关系图像。由图可知，若用最少的时间将这批书籍搬上数室，每次搬运的书籍的质量应是 　 　 kg，每次上楼对书做的功是 　 　 J，除去小启搬起、放下以及下楼的时间搬完这批书小启最少需要 　 　 分钟。（g＝10N/kg）
15．如图所示，沿斜面向上拉一个重为300N的物体到斜面顶端斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为120J，则拉力的大小为　 　 N，物体受到的摩擦力是　 　 N。
16．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图象。按图象中的规律跳绳，小明1min能完成的跳绳个数为 　 　 ，若他质量为50kg，则他的体重为 　 　 N，在此过程中，他克服重力做功的功率为 　 　 W．（g取10N/kg）
17．一辆满载物资的总重为G牛顿的运输车，将物资沿ABCD路线运至D处，AB段海拔高度为h1米，CD段海拔高度为h2米，如图所示。在整个运输过程中，汽车以恒定速度v米/秒运动，汽车t＝0时经过A处，t1时经过B处，t2时经过C处，在此过程中汽车牵引力功率P随时间变化的图像可简化为图所示（P1、P2、t1和t2也为已知量）。
（1）汽车在AB段运动时牵引力　 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在BC段运动时牵引力。
（2）求汽车在由B处上升到C处的过程中克服重力做的功　 　 （用字母表示）。
18．如图是一种免打孔墙体引体向上器，安装时要让单杠保持水平，调节螺母，单杠两端就能紧紧贴在墙上。
（1）做引体向上时，单杠可能会向下弯曲，这说明力可以 　 　 。
（2）小金静止悬挂在单杠中间时，墙体对单杠的摩擦力为f，当小金拉动单杠使自己匀速上升时，墙体对单杠的摩擦力为f，则f1　 　 f2。（填“＞”、“＜”或“＝”）
（3）小金的质量为50kg，连续完成了10次引体向上，每次身体重心（身体重力的集中点）升高0.4m。在这个过程中，他一共克服重力做功为 　 　 焦。
三．解答题（共3小题）
19．某新型太阳能汽车，动力由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车（包括乘务人员）的质量为1.5t。汽车在水平的路面上匀速直线行驶时所受的阻力为车重的0.02倍。汽车在水平路面上以恒定功率做直线运动时，其速度和时间的关系如图所示。
（1）汽车在水平路面上匀速直线行驶过程中产生的牵引力为 　 　 N。
（2）汽车在水平路面上匀速直线运动时，牵引力做功的功率为多少？
（3）图像中0～20秒，汽车牵引力做了多少功？
20．为了提高快递配送效率，某公司使用如图所示的物流机器人完成最后三公里的快速智能配送。该物流机器人空载时质量为350kg，最大承载质量为150kg，匀速行驶时所受阻力是重力的0.2倍，牵引力做功的功率恒为2.1kW。计算（g＝10N/kg）：
（1）当物流机器人未装载货物匀速行驶时的速度大小。
（2）某一次机器人装载货物在平直道路上匀速行驶最后3km，用时20min，计算货物的质量及机器人克服阻力所做的功。
21．如图所示，小科骑着电动平衡车，在水平路面上沿直线匀速行驶。若小科的质量为60kg，电动平衡车的质量是20kg，行驶时电动平衡车受到的阻力为车总重的0.05倍，求：
（1）电动平衡车行驶时所受的阻力。
（2）若小科在10分钟内，行驶了3千米，求电动平衡车牵引力做的功。
（3）当电动平衡车以100W的恒定功率匀速行驶时，求电动平衡车行驶的速度。
第三章能量转化的量度期末复习
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C C C C D B C A
一．选择题（共10小题）
1．【分析】估计课本的重、上升的高度（即课桌的高度），根据W＝Gh计算即可。
【解答】解：课桌的高度约为1m，一本科学课本的重力约为3N，
将一本科学课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为：W＝Gh＝3N×1m＝3J。
故选：B。
2．【分析】根据功的计算公式W＝Fs可知：比较功的大小要比较拉力F和移动距离s的大小；
【解答】解：两次拉力的大小相等，AB＝CD，由W＝Fs可知拉力所做的功相同，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．【分析】根据生活常识估测出初中生的重力，结合功率的公式P求解。
【解答】解：由生活常识可知，九年级男生的重力大约为G＝500N，在1min内跳了210次，每次跳离地面的高度为h＝5cm＝0.05m，
所以他跳绳的功率为：P87.5W，最接近100W。
故选：C。
4．【分析】物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W＝Fs分析判断。
【解答】解：由图可知，AB中某同学是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
在其他条件相同时，滑动摩擦力大于滚动摩擦力，则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力；又因为匀速拉动水桶向前运动，所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力，且水平移动的距离s相同，根据W＝Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意。
故选：C。
5．【分析】引体向上是克服自身的重力做功，功等于重力乘以上升高度。功率等于功除以时间。
【解答】解：做引体向上的功率P需要测量的物理量是小科的质量、身体上升的高度、小科做引体向上的时间，不需要测量单杠的高度，故C符合题意。
故选：C。
6．【分析】根据W＝Fs得到该力在此过程中所做功；根据P得到功率的大小。
【解答】解：由题可知，先后两次同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，根据W＝Fs可知它们做功相等；又因为两次所用时间相同，根据P得到功率的大小相同。
故选：C。
7．【分析】在国际单位制中，选定了七个物理量，作为基本物理量，规定了基本物理量的单位，叫基本单位；其它物理量的单位是由基本单位结合物理学公式推导出来的，叫导出单位。根据常用单位与物理学公式判断哪些单位是功率的单位。
【解答】解：国际单位制中功率的基本单位是：瓦特，符号W；
①长度的单位是m，时间的单位是s，所以m/s是速度的单位；
②瓦特是功率的单位；
③焦耳是功的单位；
④牛顿是力的单位，米是长度的单位，由W＝Fs知，牛顿 米是功的单位；
⑤千瓦是功率的常用单位；
⑥功的单位是J，时间单位是s，由P知，1W＝1J/s，故J/s是功率的单位。
故选：D。
8．【分析】甲比乙高，举起相同重的杠铃，竖方向移动的距离大，根据W＝Gh分析做功大小；又知道所用时间相同，再利用P比较功率大小。
【解答】解：∵两人举起杠铃质量相同，
∴杠铃重相同，
∵甲比乙高，
∴举起的高度：h甲＞h乙，
∵举起杠铃做功W＝Gh，
∴举起杠铃做的功：W甲＞W乙，
∵P，举起杠铃用的时间相同，
∴做功功率：P甲＞P乙。
故选：B。
9．【分析】根据W＝Gh＝mgh求克服重力做的功，根据P求相应的功率。
【解答】解：克服重力一次做的功：W1＝Gh＝mgh50kg×10N/kg×0.3m＝90J，
他在1min内克服重力做的总功：W＝nW1＝40×90J＝3600J，
他做功的功率：P60W，故C符合题意。
故选：C。
10．【分析】（1）弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。根据P＝Fv判断拉力的功率。
【解答】解：（1）由题意知，两次拉动木块的过程中，木块对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，则滑动摩擦力相等；木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，所以拉力F相等，即F1＝F2。
（2）从图象中可以判断出，第①次的运动速度v较大，根据公式PFv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2。
故选：A。
二．填空题（共8小题）
11．【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动的距离。
根据W＝Gh求得拉力所做的功；利用功的两个必要因素判断重力是否做功。
【解答】解：科学书的质量为：m＝200g＝0.2kg，
重力所做的功：W＝Gh＝mgh＝0.2kg×10N/kg×0.8m＝1.6J；
小金为了捡起书本，用50牛的力水平推动质量为10千克的课桌向前运动0.1米，此过程中，课桌受到的重力的方向竖直向下，物体在水平面上运动，在竖直方向没有运动距离，所以课桌的重力不做功，即重力所做的功为0J。
故答案为：1.6；0。
12．【分析】（1）水平推力F将木板匀速推下桌子，则推力等于摩擦力F＝f＝0.2G；
（2）已知木板运动的速度和推力，则水平推力的功率为P＝Fv；
（3）放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米，用力将木板推下桌子，只需要移动距离20cm即可，则至少需要做功W＝Fs。
【解答】解：（1）水平推力F将木板匀速推下桌子，则推力等于摩擦力F＝f＝0.2G＝0.2×2kg×10N/kg＝4N；
（2）木板运动的速度为v＝0.1m/s，水平推力的功率为：P＝Fv＝4N×0.1m/s＝0.4W；
（3）放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米，用力将木板推下桌子，只需要移动距离20cm即可，
至少需要做功为：W＝Fs＝4N×20×10﹣2m＝0.8J。
故答案为：4N；0.4W；0.8J。
13．【分析】根据W＝Gh求出对摄像机做的功；根据P求出功率。
【解答】解：摄像机的重力为：G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N；
无人机前10秒对摄像机做功为：W＝Gh＝1N×20m＝20J；
整个过程中对摄像机所做的功为：W'＝Gh'＝1N×36m＝36J；
无人机对摄像机做功的功率为：P0.9W。
故答案为：20；0.9。
14．【分析】（1）通过图线知，顶点的输出功率最大，为了尽可能快地将这批书籍搬上四楼教室，要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，由图可知每次搬运的书籍的质量；
（2）根据G＝mg求出每次搬运的书籍的重力；利用W＝Gh求每次搬运书籍做的功；
（3）已求出做的总功，要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，根据P计算出最短时间。
【解答】解：（1）由图象可知：当搬运质量为15kg物体时，人用于搬运物体的功率（输出）最大，其值为50W；30捆书籍的总重是一定的，搬运的高度一定（h＝10m），所以搬运书籍需要做的总功是一定的；为了以最少的时间将这批书籍搬上新家，应要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，所以，每次应搬运质量15kg的书籍；
（2）每次搬运的书籍的重力：G＝mg＝15kg×10N/kg＝150N；
每次上楼对书做的功（克服书的重力做功）：W＝Gh＝150N×10m＝1500J；
（3）30捆书的总重力：m总＝30×5kg＝150kg，
每次应搬运质量15kg的书籍，搬运的次数：n次＝10次，
搬运的总功：W总＝nW＝10×1500J＝15000J，
要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，由图象可知最大功率P＝50W，
最短时间：t6min。
故答案为：15；1500；6。
15．【分析】据做功公式W＝Fs可知，把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功为有用功W1＝Gh，从斜面上把物体堆到同样的高度做功为总功W2＝Fs，额外功W额＝W总﹣W有＝fs。
【解答】解：从斜面上把物体堆到同样的高度做功为总功W2＝Fs，根据W＝Fs可知，拉力的大小为，
把如图所示的物体从地面提升到某高度需要做功为有用功W有用＝Gh＝300N×0.3m＝90J，
额外功W额＝W总﹣W有＝120J﹣90J＝30J，
根据W额＝fs可知摩擦力大小。
故答案为：100；25。
16．【分析】跳绳的过程中上升阶段是克服重力做功，下降阶段是重力做功的过程，从题中获取信息可解决此题。
（1）从图中读出跳一次所用的时间t，计算1min内所跳的次数n。
（2）知道小明的质量，可利用重力公式G＝mg计算出小明的重力。
（3）从图中可知，小明起跳的高度h，利用功的计算公式W＝Gh可计算出克服重力所做的功W；再根据功率的定义式P计算出他克服重力做功的功率。
【解答】解：
（1）从图可知，跳一次所用时间t1＝0.4s，
而t＝1min＝60s，
∴1min内所跳的次数为：n150。
（2）∵m＝50kg，
∴小明的重力为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N。
（3）从图可知，起跳的高度h＝6cm＝0.06m，
∴跳一次克服重力做的功为：W＝Gh＝500N×0.06m＝30J，
则1min内克服重力做的功为：W总＝nW＝150×30J＝4500J，
∴1min内克服重力做功的功率为：P75W。
故答案为：150；500；75。
17．【分析】（1）因为汽车匀速运动，牵引力的功率不同，所以由公式分析牵引力的大小；
（2）克服重力做功可通过W＝Gh求解；根据功率的公式可求功率大小。
【解答】解：（1）设汽车的牵引力为F，，故，又因为P2＞P1，速度一定，故汽车在BC段运动时牵引力大；
（2）上升过程中克服重力做的功为：W＝Gh＝G（h2﹣h1）。
故答案为：（1）小于；（2）G（h2﹣h1）。
18．【分析】（1）力可以使物体发生形变；
（2）物体在竖直方向上静止或匀速直线运动运动时，根据二力平衡的条件可知物体受到的摩擦力等于自身重力；
（3）根据G＝mg计算小金的重力，根据做功公式计算他一共克服重力做功。
【解答】解：（1）做引体向上时，单杠可能会向下弯曲，这说明力可以使物体发生形变；
（2）小金静止悬挂在单杠中间时，墙体对单杠的摩擦力等于单杠和人的总重力，当小金拉动单杠使自己匀速上升时，墙体对单杠的摩擦力等于单杠和人的总重力，则f1＝f2；
（3）小金的质量为50kg，小金的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
他一共克服重力做功W＝Gh＝500N×0.4m×10＝＝2000J。
故答案为：（1）使物体发生形变；（2）＝；（3）2000。
三．解答题（共3小题）
19．【分析】（1）根据G＝mg计算汽车的重力，汽车在水平路面上匀速直线行驶过程中产生的牵引力等于阻力；
（2）根据PFv计算汽车在水平路面上匀速直线运动时牵引力做功的功率；
（3）根据W＝Pt计算图像中0～20秒汽车牵引力做功。
【解答】解：（1）汽车的重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，
汽车在水平路面上匀速直线行驶过程中产生的牵引力等于阻力，即F＝f＝0.02G＝0.02×1.5×104N＝300N；
（2）由图可知汽车在水平路面上匀速直线运动时速度为v＝15m/s，故牵引力做功的功率：PFv＝300N×15m/s＝4500W；
（3）汽车牵引力做功：W＝Pt＝4500W×20s＝90000J。
答：（1）300；
（2）汽车在水平路面上匀速直线运动时，牵引力做功的功率为4500W；
（3）图像中0～20秒，汽车牵引力做功为90000J。
20．【分析】（1）因为匀速行驶，根据F＝0.G＝0.2mg算出牵引力，根据P＝Fv得物流机器人未装载货物匀速行驶时的速度；
（2）根据v算出机器人的速度，由P＝Fv和平衡力算出阻力，由匀速行驶时所受阻力是重力的0.2倍算出物流机器人的总重力，由G＝mg算出物流机器人的总质量，进而算出货物的质量，由W＝Fs算出机器人克服阻力所做的功。
【解答】解：（1）因为匀速行驶，所以牵引力为：
F＝0.2G＝0.2mg＝0.2×350kg×10N/kg＝700N；
根据P＝Fv得物流机器人未装载货物匀速行驶时的速度为：
v＝3m/s；
（2）某一次机器人装载货物在平直道路上匀速行驶最后s＝3km＝3000m，时间t＝20min＝1200s，
机器人的速度为：
v′2.5m/s，
由P＝Fv和平衡力得f′＝F′840N，
物流机器人的总重力为：
G总4200N，
物流机器人的总质量为：
m总420kg，
货物的质量为：
m货＝m总﹣m＝420kg﹣350kg＝70kg；
机器人克服阻力所做的功为：
W＝F′s＝840N×3000m＝2.52×106J。
答：（1）当物流机器人未装载货物匀速行驶时的速度大小为3m/s；
（2）某一次机器人装载货物在平直道路上匀速行驶最后3km，用时20min，货物的质量为70kg、机器人克服阻力所做的功为2.52×106J。
21．【分析】（1）根据G＝mg求出总重力，由“电动平衡车受到的阻力为车总重的0.05倍”可求得电动平衡车行驶时所受的阻力；
（2）平衡车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W＝Fs可求得电动平衡车牵引力做的功；
（3）由PFv求出电动平衡车行驶的速度。
【解答】解：（1）电动平衡车行驶时所受的阻力：
f＝0.05G总＝0.05×m总g＝0.05×（20kg+60kg）×10N/kg＝40N；
（2）因平衡车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小：
F＝f＝40N，
电动平衡车牵引力做的功W＝Fs＝40N×3×1000m＝1.2×105J；
（3）由PFv可得，电动平衡车行驶的速度：
V2.5m/s。
答：（1）电动平衡车行驶时所受的阻力为40N。
（2）电动平衡车牵引力做的功为1.2×105J。
（3）电动平衡车行驶的速度为2.5m/s
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