第十一章 功和机械能知识检测-八年级下册物理解析

章节检测——功和机械能（满分：100分，时间：80分钟）一、单项选择题（每题3分，共30分）1．下列几种情况中，人对物体做了功的是（）A．运动员举着杠铃停留了3秒 B．用力搬石头而未动 C．提着小桶在水平路上匀速前进 D．静止的小车在拉力的作用下向前运动【解析】A、杠铃不动，此过程中，有力，但没有距离，所以没有做功。故A不符合题意。B、用力搬石头而未动，施加了力，石头未被推动，即没移动距离，不做功；故B不符合题意；C、人给水桶一个向上的力，水桶向上没有移动距离，所以人对水桶没有做功，故C不符合题意；D、静止的小车在拉力的作用下向前运动，此时人对小车做了功，故D符合题意。故选：D。2．高空抛物、坠物行为被称为“悬在城市上空的痛”，今年3月1日起，《刑法修正案（十一）》新增了高空抛物罪，以此守护人民群众的头顶安全。关于高空下落的物体，下列说法正确的是（）A．不受阻力 B．动能增大 C．具有较大的弹性势能 D．动能转化为重力势能【解析】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；物体在下落过程中受到阻力，一部分重力势能转化为内能；下落时重力势能转化动能，重力势能越大，转化成的动能就越大。因此高空抛物会造成很大的危害。综上所述，B正确。故选：B。3．甲乙二人同时开始登山，甲先到达山顶，关于甲乙二人的功率下列说法正确的是（）A．甲的功率大 B．乙的功率大 C．一样大 D．无法判断【解析】人爬山的功率：P＝＝＝，由以上表达式可知，功率的大小不仅取决于甲乙登山的时间，还取决于自身的质量，而题中只知道甲所用时间少，但不知道他们的质量关系，故无法确定他们的功率关系。故选：D。4．在水平路面上，额定功率相同的两辆汽车均正常匀速行驶，在相同时间内两汽车通过的路程之比为3：2，下列说法正确的是（）A．牵引力所做的功之比为1：1 B．重力所做的功之比为2：3 C．牵引力之比为3：2 D．速度之比为2：1【解析】A、因为两汽车均正常匀速行驶，所以汽车的实际功率等于额定功率，则两汽车实际功率之比P1：P2＝1：1，由题知，行驶时间t1：t2＝1：1，由W＝Pt可得牵引力所做的功之比：W1：W2＝P1t1：P2t2＝P1：P2＝1：1，故A正确；B、因为汽车在水平路面上行驶，在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，所以不存在重力做功之比，故B错误；CD、两汽车通过的路程之比为3：2，则甲乙两车行驶速度之比：v1：v2＝：＝：＝3：2，由P＝＝＝Fv得牵引力之比：F1：F2＝：＝：＝2：3，故CD都错。故选：A。5．苹果由静止开始下落，每隔0.1s记录一次苹果的位置，如图所示。关于苹果下落的过程，下列说法中正确的是（）A．苹果的动能始终保持不变 B．苹果的动能转化为苹果的重力势能 C．相等的时间间隔内，苹果所受的重力做功相等 D．苹果所受的重力做功越来越快【解析】A、由图可知，苹果下落过程中，相同时间内通过的路程变大，速度变大，质量不变，动能变大，故A错误；B、苹果的高度减小，质量不变，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故B错误；C、相等的时间间隔内，通过的路程变大，根据W＝Gh可知，苹果所受的重力做功不相等，故C错误；D、相等的时间间隔内，通过的路程变大，做功变大，根据P＝可知，功率变大，即苹果所受的重力做功越来越快，故D正确。故选：D。6．如图是网球运动员挥拍击球的瞬间，网球（）A．在下落的过程中，重力势能转化为动能 B．在上升的过程中，重力势能转化为动能 C．在空中运动的过程中，受到平衡力作用 D．因惯性力的作用，保持向前的运动状态【解析】AB、网球下落时，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化成动能，在上升的过程中，动能转化为重力势能，故A正确，B错误；C、网球在空中飞行过程中速度和方向都发生变化，所以不是受到平衡力的作用，故B错误；D、网球由于惯性向前运动，惯性不是力，不能说惯性的作用，故D错误。故选：A。7．如图所示.将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零。已知A、B之间的高度等于B、C之间的高度，下列判断正确的是（）A．小球从A运动到B的时间等于它从B运动到C的时间 B．小球抛出后在B点机械能大于C点机械能 C．小球在AB段克服重力所做的功等于在BC段克服重力所做的功 D．小球在AB段克服重力做功的功率等于在BC段克服重力做功的功率【解析】A、小球抛出后向上运动过程中，速度越来越小，AB段和BC段的路程相同，所以小球从A运动到B的时间小于它从B运动到C的时间，故A错误；B、竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，小球的机械能守恒，所以小球抛出后在B点和C点的机械能相等，故B错误；C、影响克服重力做功的因素是物体的重力和在重力反方向上移动的距离，由题知AB段和BC段的距离和小球的重力都相同，所以AB段和BC段克服重力所做的功相同；故C正确；D、小球从A运动到B的时间小于它从B运动到C的时间，而AB段和BC段克服重力所做的功相同，根据P＝知，小球在AB段克服重力做功的功率大于在BC段克服重力做功的功率，故D错误。故选：C。8．如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（）A．球在B、C两点的动能相等 B．球在A、D两点的机械能相等 C．球从A点到O点的过程中机械能不变 D．球从O点到D点的过程中机械能减少【解析】由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；A、球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，B的动能大于C的动能，故A错误；B、由于机械能逐渐减小，则A的机械能大于D的机械能，故B错误；C、球从A点到O点的过程中，克服摩擦做功，机械能减少，故C错误；D、球从O点到D点的过程中，动能转化为重力势能，由于空气阻力的存在，机械能减少，故D正确。故选：D。9．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（）A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．0～6s两次拉力对物体所做的功：W1＝W2 C．两次物体所受的拉力：F1＞F2 D．0～6s两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2【解析】A．由图像可知，在相同时间内，物体第①次通过的路程大于第②次通过的路程，由v＝可知，v1＞v2，故A错误；BCD．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，受到的滑动摩擦力不变，因此时物体受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，所以两次物体所受的拉力F1＝F2，故C错误；由图像可知，0～6s内物体第①次通过的路程大于第②次通过的路程，由W＝Fs可知，W1＞W2，故B错误；由P＝可知，0～6s内两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2，故D正确。故选：D。10．如图所示，楼外沿竖直方向加速下落的水滴，经过三楼的过程中重力做功W1，功率P1；随即经过二楼的过程中重力做功W2，功率P2。若层高相等，且不考虑水滴汽化，下列关系正确的是（）A．W1＝W2，P1＜P2 B．W1＝W2，P1＝P2 C．W1＝W2，P1＞P2 D．W1≠W2，P1≠P2【解析】解：由题意知，水滴重力一定，楼层高度相同，由W＝Gh可知，重力经过三楼和经过二楼做功关系为：W1＝W2；水滴做加速运动，楼层高度相同，由v＝得，t＝，所以经过三楼和二楼所用时间关系为，t1＞t2，根据P＝可知，经过三楼和二楼的功率关系为：P1＜P2。故选：A。二、填空题（共22分）11．2021年1月1日起我国《民法典》将高空抛物列入违法行为。若不计空气阻力，从高空抛下的物体，在加速下落的过程中，对物体做功，使转化为动能。【解析】从高空抛下的物体，在加速下落的过程中，物体在重力的方向上通过了距离，重力对物体做功；物体的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。故答案为：重力；重力势能。12．暴雨来临前，狂风把小树吹弯了“腰”，这说明是风力使小树发生；被吹弯“腰”的小树具有能。【解析】（1）力的作用效果：①改变物体的运动状态；②改变物体的形状。题中考查的是改变了物体的形状，使小树发生了形变。（2）物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫弹性势能。故答案为：形变；弹性势。13．司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的（选填“质量”、“惯性”或“动能”）。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿水平街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将，车的重力势能将（后两空选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。【解析】开车上坡，车的质量不变，如果提高车速，则车的动能会增大；因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大；高度不变，重力势能变大。故答案为：动能；变大；变大。14．如图所示，杂技表演者A在离开跳板后的上升过程中，能转化为能。能量间的相互转化都是通过过程来完成的。【解析】杂技表演者A在离开跳板后的上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能；能量间的相互转化都是通过做功的过程来完成的。故答案为：动；重力势；做功。15．如题图所示，小吴用滑雪板滑雪，从高点C处由静止滑下，经过B点到达最低点，然后到达另一侧与B点等高的点A时刚好速度为零。由C到B点过程中，能转化为动能，从C到A点过程中，点的动能最大，从最低点O到A点的过程中，机械能的总量（选填“变大”、“变小“或“不变“）。【解析】小吴和滑雪板从C点到B点的过程中，质量不变，高度变小，速度变大，故小吴和滑雪板的重力势能变小，动能变大，则该过程中重力势能转化为动能；小吴和滑雪板到达O点时速度达到最大值，其动能最大；从最低点O到A点的过程中，由于接触面是粗糙的，所以小吴和滑雪板在运动过程中受摩擦力的作用，需要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，故小吴和滑雪板的机械能变小。故答案为：重力势；O；变小。17．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图像分别是图乙中的图线①、②两次对应的摩擦力：f1f2。两次对应的弹簧测力计示数分别为：F1F2，两次拉力的功率分别是P1P2。（选填“＜”、“＝”或“＞”）【解析】（1）由题图可知，木块两次都做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力等于滑动摩擦力；两次拉动同一木块在同一水平面上运动，木块对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度一定，故两次木块受到的滑动摩擦力相等，即f1＝f2，则两次的拉力也相等，即两次对应的弹簧测力计示数，F1＝F2。（2）由s﹣t图像可知，第①次木块运动的速度较大，且两次拉力的大小相等，根据公式P＝Fv可知，第①次拉力的功率较大，即P1＞P2。答案为：＝；＝；＞。16．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度v0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2，小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2，则h1h2，v1v2（大于/等于/小于）。【解析】小球上升时，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能；两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度，他们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同，忽略空气阻力，两球抛出后上升到最高点时斜向上的小球运动到最高点时，动能没有全部转化为重力势能，其重力势能较小、高度较小，因此两球抛出后上升到最高点时到地面的高度h1＞h2；小球又下落到与抛出点等高度时，重力势能相同，不计空气阻力，机械能不变，则动能相同，所以速度也相同。故答案为：动；大于；等于。18．如图所示，在探究动能大小与哪些因素有关的实验中，让质量不同的小球从斜面上相同高度由静止滚下，通过比较来研究小球的动能大小与的关系.已知物体的动能Ek与物体的质量m、速度v的关系为Ek＝mv2/2；物体的重力势能Ep，与物体的质量m、高度h的关系为Ep＝mgh，则质量为0.3kg的小球从h＝0.2m处山静止沿斜面下滑到底端，若不计摩擦和空气等阻力，则小球到达斜面底端时的速度为m/s。（g＝10N/kg）【解析】让质量不同的小球从斜面上相同高度由静止滚下，小球达到水平面的速度不同，撞击木块移动的距离不同，通过木块移动的距离来研究小球的动能大小与质量的关系；小球从h＝0.2m处山静止沿斜面下滑到底端，若不计摩擦和空气等阻力，小球的重力势能全部转化为动能，则：mv2＝mgh，则v＝＝＝2m/s。故答案为：木块移动的距离；质量；2。三、实验题(共20分)19．（6分）（2021·山东济宁·八年级期末）如图所示，是探究“重力势能的大小与什么因素有关”的实验：（1）实验中，使一定质量的铁球从一定高度自由落下，撞击静止在沙槽里的小桌，通过______来显示重力势能的大小。这也是我们物理实验中常采用的一种实验方法，称之为______；（2）甲与乙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；甲与丙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；（3）实验中有时会发现，三次实验小桌都会全部陷入沙中，不能比较重力势能的大小。针对这一情况，请你提出一条合理的建议______。【答案】小桌陷入沙面的深度

转换法

质量

高度

减小铁球的质量或降低下落的高度【详解】（1）[1][2]本实验中，铁球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的，用到转换法。（2）[3]甲与乙两实验中，两铁球高度相同，质量不同，由控制变量法知道，探究的是铁球重力势能的大小与铁球的质量有关。[4]比较甲与丙两实验知道，两铁球质量相同，高度不同，由控制变量法知道，探究的是铁球重力势能的大小与铁球的高度有关。（3）[5]若三次实验小桌都会全部陷入沙中，则说明小球下落时的势能太大，根据影响因素知道，需要减小铁球的质量或降低下落的高度。20．（10分）（2021·山西孝义·八年级期末）利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。说明两小球在摆动过程中的速度大小与小球的________无关。（2）实验中通过比较________来判断小球动能的大小。（3）分析比较________两次实验，可探究出的结论是：速度相同的物体，质量越大，动能越大。（4）图乙中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度，如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：______________。（5）小明觉得图乙、丙中木块滑行的距离相差不大，他建议选择绝对光滑的水平面做这个实验，你觉得可行吗？___________，理由是：______________。（6）请你结合上述实验中的结论分析说明高速公路上为什么不同车辆的限速一般不同？___________。【答案】质量

木块移动的距离

甲、乙

质量相同的物体，速度越大，动能越大

不可行

木块就会做匀速直线运动而停不下来，无法比较木块运动距离的远近

不同车辆质量不同，速度相同时，质量越大，动能越大，行驶时越危险【分析】【详解】（1）[1]甲、乙两图中，A、B小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球相对静止，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。（2）[2]实验中通过比较木块移动的距离来判断小球动能的大小，利用了转换法。（3）[3]分析比较甲、乙两次实验，两球的质量mA＜mB摆角相同，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体的质量越大，动能越大。（4）[4]乙、丙两图中，小球的质量相同，摆角θ1＜θ2所以乙图中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度，图丙中木块C滑行得更远些，因此可得：质量相同的物体，速度越大，动能越大。（5）[5][6]如果水平面是绝对光滑的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小。所以选择绝对光滑的水平面做这个实验不可行。（6）[7]因为物体的速度相同时，物体的质量越大，动能越大，发生意外时造成的后果越严重，所以不同车辆的限速一般不同。21．（4分）（2021·北京丰台·八年级期末）在“探究弹簧弹性势能大小与形变量的关系”时，某实验小组同学提出两种猜想。猜想一：“弹簧弹性势能大小可能与弹簧的弹性形变量成正比”；猜想二：“弹簧弹性势能大小可能与弹簧的弹性形变量的平方成正比”。为了验证猜想他们用如图所示装置进行实验，弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行，主要实验步骤如下：①弹簧处于自由状态时，读出其上端对应刻度尺的高度为h0，记录数据。②将中间有孔的小铁块套在光滑竖直杆上放于弹簧上端，并竖直向下按压小铁块，读出此时弹簧上端对应刻度尺的高度为h1，记录数据。③释放小铁块使弹簧恢复原长，当小铁块上升到最大高度时，读出小铁块下端对应刻度尺的高度为h2，记录数据。④改变弹簧的压缩长度，仿照步骤②和③，记录数据，并计算弹簧的形变量Δl、形变量的平方Δl2和小铁块上升的距离h。请回答下列问题：（1）实验中弹簧的形变量Δl=___________（用所测物理量符号表示）。（2）小铁块上升的距离h可以间接反映弹簧的_________大小。（3）该小组同学根据实验数据分别做出h—Δl和h—Δl2的图像，如图所示，由此得到的结论是：同一个弹簧，其弹性势能的大小与_______成正比。【答案】h0－h1弹簧的弹性势能Δl2【分析】【详解】[1]弹簧的形变量等于弹簧的原长与被压缩后的长度之差，所以实验中弹簧的形变量Δl=h0－h1。[2]实验中将弹簧压缩，发生弹性形变的弹簧具有弹性势能，释放小铁块，弹簧将小铁块向上弹起，弹簧的弹性势能转换为铁块的重力势能，使铁块上升，弹簧具有的弹性势能越大，小铁块上升的距离越大，所以小铁块上升的距离h可以间接反映弹簧的弹性势能的大小。[3]分析甲、乙两图可知，乙图为正比例函数图像，乙图中两个变量成正比，由此得出结论：同一个弹簧，其弹性势能的大小与Δl2成正比。四、计算题（共21分）22．（6分）（2021·山西孝义·八年级期末）房车自驾游能让游客真正的回归自然、亲近自然，在旅途中享受自由。我国制造的“长城”房车（如图所示）的总质量为3t，车轮与地面的总接触面积为0.05m2，在一段平直公路上以90km/h的速度匀速行驶了30min，受到的摩擦阻力为3000N。求：（1）房车静止时对水平路面的压强；（2）房车牵引力做的功；（3）牵引力做功的功率。【答案】（1）6×105Pa；（2）1.35×108J；（3）7.5×104W【详解】（1）车对地面的压力F=G=mg=3×103kg×10N/kg=3×104N静止时对水平路面的压强（2）房车匀速行驶，则车的牵引力F牵=f=3000N车行驶的距离牵引力做的功W=F牵s=3000N×45000m=1.35×108J（3）由知道，牵引力做功的功率答：（1）房车静止时对水平路面的压强是6×105Pa；（2）房车牵引力做的功是1.35×108J；（3）牵引力做功的功率是7.5×104W。23．（15分）（2021·山东宁津·八年级期末）如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5×103kg，每个轮胎与地面接触面积为250cm2。在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍。（g取10N/kg）求：（1）汽车匀速行驶的速度；（2）汽车受到的牵引力；（3）汽车静止在水平地面上时对地面的压强；（4）此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。【答案】（1）10m/s；（2）1.5×103N；（3）1.5×105Pa；（4）2.7×106J；1.5×104W【详解】解：（1）汽车行驶的路程s=5.4km-3.6km=1.8km时间3min，汽车匀速行驶的速度（2）由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力，即F牵=f=0.1G=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N（3）汽车静止在水平地面上时对地面的压强（4）此过程中汽车牵引力所做的功W=F牵s=1.5×103N×1.8×103m=2.7×106J汽车牵引力做功的功率答：（1）汽车匀速行驶的速度为36km/h；（2）汽车受到的牵引力为1.5×103N；（3）汽车静止在水平地面上时对地面的压强1.5×105Pa；（4）此过程中汽车牵引力所做的功2.7×106J，做功的功率为1.5×104W。五、综合题（共11分）24．（4分）（2021·河南宛城·八年级期末）随着智能科技的发展，深圳、武汉、郑州等许多城市对无人驾驶汽车都进行了试点运行；如图所示是一款纯电动无人驾驶小型公交车，空车质量为6×103kg，它依靠激光雷达、摄像头以及5G网络等设备来实现自动驾驶；（1）当空车沿上坡路段匀速行驶时，汽车的动能______，机械能______；（均选填“变大”“变小”或“不变”）（2）空车停在水平路面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.4m2，则车对地面的压强为多少？（g=10N/kg）______（3）已知空车行驶时牵引力的功率为30kW，测试道路长1.5km，空车匀速走完全程用时5min，则空车走完全程做的功是多少？所受阻力为多少？______【答案】不变变大1.5×105Pa6×103N【分析】【详解】解：（1）[1][2]当空车沿上坡路段匀速行驶时，汽车的质量不变，速度不变，高度变高，所以汽车的动能不变，重力势能变大，机械能变大。（2）[3]空车对水平路面的压力等于其自身的重力，即F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N空车对水平路面的压强（3）[4]空车走完全程做的功W=Pt=30×1000W×5×60s=9×106J空车匀速走完全程，汽车受到的阻力等于牵引力答：（1）当空车沿上坡路段匀速行驶时，汽车的动能不变，机械能变大；（2）车对地面的压强为1.5×105Pa；（3）汽车受到的阻力为6×103N。25．（5分）（2021·山东寒亭·八年级期末）阅读短文，回答问题：中国嫦娥系列探月简史飞上月球，是中国人千百年来的梦想。自2004年起，我国开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”，整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”三个阶段。嫦娥一号是我国自主研制并发射的首个月球探测器，于2007年10月24日发射成功，最终在控制下成功撞击月球。嫦娥二号于2010年10月1日发射升空，任务完成后成为了太阳系