第十一章 功和机械能【单元测试能力提升卷】-人教版八年级《物理》下册单元速记巧练（解析版）

第第页第十一章功和机械能单元能力提升卷（解析版）一、选择题（10小题）1.下列有关力做功的说法中正确的是（）。A．跳伞员在空中下落过程中，跳伞员受到的重力做了功B．足球被脚踢出后，在地面上滚动的过程中，脚对足球的踢力做了功C．汽车沿水平公路行驶过程中，汽车受到的重力做了功D．运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中，运动员对杠铃的支持力做了功【答案】A。【解析】A．跳伞员在空中下落过程中，受到重力的作用，并且在重力方向上通过了距离，因此重力对跳伞员做了功，故A正确；B．足球离开脚后由于惯性继续在地面上滚动的过程中，足球不再受运动员的踢力，只有距离，所以运动员对足球没有做功，故B错误；C．汽车沿水平公路行驶过程中，受到重力方向竖直向下，汽车没有在重力的方向上通过距离，汽车的重力没有做功，故C错误；D．运动员举着杠铃不动，运动员给杠铃一个向上的支持力，但杠铃向上没有移动距离，人对杠铃的支持力没有做功，故D错误。故选A。2．小刚用200N的力将重为40N的铅球掷出9m远，铅球在空中飞行的过程中，小刚对铅球做的功为（）。A．0J B．360J C．1800J D．2160J【答案】A。【解析】铅球飞行过程中，小刚没有对铅球施加力的作用，即飞行过程中，小刚对铅球的力为零，故小刚对铅球做的功也为零，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。3.使用机械做功时，下面说法中正确的是（）。A．功率小的机器一定比功率大的机器做功慢B．功率小的机器可能比功率大的机器做功快C．功率大的机器一定比功率小的机器做功多D．功率大的机器一定比功率小的机器做功少【答案】A。【解析】AB．功率是表示物体做功快慢的物理量，功率小的机器一定比功率大的机器做功慢，故A正确，B错误；CD．功率大的机器一定比功率小的机器做功快，但做功的多少还与时间有关，故功率大的机器做功不一定比功率小的机器多，故CD错误。故选A。4.如图是利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片，照相机每隔0.2s曝光一次。关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图象是下图中的（）。A．B．C．D．【答案】D。【解析】由照片知，纸锥在前四个位置间的下落距离逐渐增大，后四个位置间纸锥下落距离相等，相邻两纸锥间时间间隔相等，由速度公式可知，纸锥下落时先加速后匀速，所以重力做功的功率纸锥的重力不变，而纸锥速度v先变大后不变，故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。5.2021年9月17日，“神舟十二号”载人飞船成功返航，首次在东风着陆场着陆，当飞船减速着陆时，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波的（）。A．动能增加，重力势能减少 B．动能减少，重力势能不变C．动能减少，重力势能减少 D．动能不变，重力势能减少【答案】C。【解析】飞船减速着陆时，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波的质量不变，速度减小，所以动能减小，同时高度减小，重力势能减小,故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。6.高铁作为一种安全可靠、快捷舒适、运载量大、低碳环保的运输方式，已经成为世界交通业发展的重要趋势。下列关于高铁的说法正确的是（

）。A．高铁加速运行时惯性增大，机械能不变B．高铁进人站台前提前减速，惯性减小，动能减小C．高铁站台设有安全线，依据是流体流速大的地方压强小D．高铁到站人下车后，由于列车所处高度不变，故重力势能不发生变化【答案】C。【解析】A．物体的惯性只受自身质量的影响，不受其运动速度的影响，则高铁加速运行时惯性不变，速度增大，动能增大，机械能增大，故A不正确；B．高铁减速时，质量不变，惯性不变，动能减小，故B不正确；C．高铁进站时周围空气流动速度大，压强小，因此高铁站台设有安全线，来保障乘客的安全，故C正确；D．重力势能与质量和所处高度有关，人下车后，列车所处高度不变，列车的质量减小，重力势能减小，故D不正确。故选C。7.如图所示是运动员掷铅球的过程，其中C点为铅球上升的最高点，D点为落地前一瞬间，不计空气阻力，下列说法错误的是（）。A．整个过程，运动员对铅球不做功B．铅球从B到C的过程中，机械能不变C．铅球从C到D的过程中，重力势能转化为动能D．铅球在D处的动能比在B处的动能大【答案】A。【解析】A．铅球从A运动至B的过程中始终受到人的手对铅球的作用力，且在力的方向上移动了一定的距离，运动员在A到B段对铅球做功，故A错误，A符合题意；B．铅球从B到C的过程中若不计空气阻力则铅球只受重力的作用，机械能不变，故B正确，B不符合题意；C．铅球从C到D的过程中高度逐渐减小，重力势能逐渐减小，因铅球只受重力作用，机械能大小不变，则动能增大，即铅球从C到D的过程中重力势能转化为动能，故C正确，C不符合题意；D．铅球从B到D的过程只受重力作用，机械能大小不变，影响重力势能大小的因素有物体的质量和高度，铅球在D点时高度较B点小，则铅球在D点的重力势能小，机械能为重力势能和动能的总和，可知铅球在D点的动能大，故D正确，D不符合题意。故选A。8.攀岩运动以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者．要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小，不需要测量的物理量是（）。A．运动员的质量

B．攀岩的高度

C．攀岩所用的时间D．运动员的身高【答案】D。【解析】由P===可知，要测量两名运动员在攀岩时克服重力做功的功率大小，需要测量的物理量是运动员的质量、攀岩的高度、攀岩所用的时间；不需要测量的物理量运动员的身高。故选D。9.关于弹性势能的说法正确的是（

）。A．橡皮泥的形变越大，它具有的弹性势能越大B．弹簧的弹性越大，它具有的弹性势能越大C．弹簧越长，它具有的弹性势能越大D．对于给定的弹簧来说，它的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大【答案】D。【解析】物体是否具有弹性势能跟物体是否发生弹性形变有关，如果物体发生了弹性形变，则它就具有弹性势能，否则，它就不具有弹性势能。A．橡皮泥发生了形变，但不是弹性形变，因此不具有弹性势能，故A错误；B．弹性跟弹性形变不同，物体有弹性，但不一定发生形变，如果物体不发生弹性形变，就不具有弹性势能，故B错误；CD．弹簧的长度不是弹性形变，弹性势能的大小跟弹簧的长度无关，同一物体的弹性势能只跟弹性形变的大小有关，弹性形变越大，它具有的弹性势能越大，故C错误，D正确。故选D。10.如图所示是一种游戏，叫蹦极．游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下．图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点．对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（

）。A．游戏者的动能一直在增加B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能D．游戏者到c点时，他的势能为零【答案】C。【解析】A．在到达a点之间，游戏者的重力势能转化为动能，动能逐渐增加；在到达a，c点之间的某一点，重力等于弹力之后，动能才会减小，故整个过程中，动能是先增加后减小，故A错误；B．从跳台至a点的过程中，减小的重力势能全部转化为动能，从a点至c点的过程中，减小的重力势能将全部转化弹性势能，同时，动能也全部转化成弹性势能．故B错误；C．游戏者通过a点后，绳子逐渐被拉长，具有弹性势能，故C正确；D．游戏者到达c点时由于还具有一定的高度，所以势能不为零，故D错误。故选C。二、填空题（7小题）11.如图所示，明明同学用20牛的水平推力推动重为200牛的超市购物车，购物车在20秒内沿水平方向前进了10米，松手后购物车继续滑行1米，在整个过程中推力做功为______焦，重力做功为_____焦。【答案】200；0。【解析】[1]明明同学用20牛的水平推力推动超市购物车沿水平方向前进了10米。松手后车继续向前滑行一米是由于惯性向前运动，此过程人对车没有推力，不做功，整个过程中推力做功为W=Fs=20N×10m=200J[2]重力的方向是竖直向下的，购物车沿水平方向上运动，在竖直方向上没有发生位置的移动，故重力不做功，即做功0。12.一位学生背着书包从底楼匀速登上五楼，书包和人总重为600牛，则该同学做功_______焦（每层楼高为3米），如果耗时20秒，功率为_______瓦；登上五楼后，他步行30米到达教室，此时重力做功_______焦。【答案】7200；360；0。【解析】[1]书包和人总重为600N的同学爬楼h=3m×4=12m根据做功的计算公式可得，该同学做功为W=Gh=600N×12m=7200J[2]耗时20s，由功率的计算公式可得，功率为[3]重力与速度方向垂直，重力不做功，为0焦。13．利用如图所示的斜面，小李用300N的力沿斜面向上把重为500N的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，耗时20s，在这过程中克服货物重力做的功是_____J；推力做的功是____J；推力做功的功率为____W。【答案】2500；3000；150。【解析】[1]物体的重力G=500N，提升的高度h=5m，则货物克服重力做的功为W1=Gh=500N×5m=2500J[2]推力大小F=300N，物体在推力的方向上移动的距离s=10m，可知推力做的功W2=Fs=300N×10m=3000J[3]t=20s，推力做功的功率为。14．如图所示，重5N的物体放在水平地面上，受到弹簧测力计水平向右拉力F的作用，当F=1N时，物体没动，拉力_______（填“做了功”或“没有做功”）；当F=3N时，可以拉着物体做匀速运动，当F=6N时，可以拉着物体做加速运动，此时物体的动能逐渐_______，物体受到的摩擦力为_______N。【答案】没有做功；增大；3。【解析】[1]当F=1N时，物体没动，处于静止状态，有力没有距离，拉力没有做功。[2]当F=6N时，物体做加速运动，物体的速度增大，质量不变，所以动能增大。[3]当F=3N时，可以拉着物体做匀速运动，物体受到的摩擦力与拉力平衡，则当F=6N时，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，仍为3N。15.如图2020年7月23日，我国发射首个火星探测器“天问一号”，将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上从未有过先例。探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能___________，机械能___________（填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】变小；不变。【解析】[1][2]探测器由近火点向远火点运动时，不受空阻力，只发生动能和势能的相互转化，探测器相对于火星的高度增加，重力势能变大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，机械能不变。16．有如图所示的轨道AOB，轨道上A点的高度H大于B点的高度h，让小钢球从A点由静止开始自由滚下，沿轨道AOB到达B点后飞出轨道，图中a、b、c和d是四条可能的运动轨迹。分析中，我们假定没有空气阻力，轨道又是完全光滑的。只根据小球具有惯性，就可判断小球的运动轨迹不可能是______；根据小球离开B点后到达最高点时______（选填“仍有”或“没有”）动能，可判断小球的运动轨迹最可能是______。【答案】d；仍有；c。【解析】[1]到B点有一个斜向上的速度，小球具有惯性，小球会保持原来的速度继续前进，速度的方向不变，故路径不可能是d。[2]从小球的路径可以看出，小球有一个水平的速度，根据小球离开B点后到达最高点时，仍然具有水平速度，故小球离开B点后到达最高点时仍然有动能。[3]由于具有摩擦力和空气阻力，机械能是减小的，故只能选择c路径，a路径是机械能变大，b路径是机械能是守恒，c路径是机械能减小，故选c。17.如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）从O点到A点的过程中，运动员的机械能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大减小”，下同）；运动员的动能__________。【答案】不变；增大；先增大后减小。【解析】[1]从O点到A点，运动员下落得越来越快，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变。[2]在从A点至C点的过程中，绳子伸长，弹性势能增大，这是由运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能的。[3]A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大，到达B点，速度最大，动能最大；从B点到C点的过程中，重力小于弹性绳对运动员拉力，因此运动员做减速运动，动能越来越小，到达C点，速度为0，动能变为0，所以从A点到C点的过程中，运动员的动能先增大后减小。三、实验题（2小题）18．如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面由静止开始滚下，撞击木块。（1）该实验是通过观察木块移动的距离来判断______（选填“钢球”或“木块”）动能的大小；（2）利用如图所示的实验情景，可以得到的结论是：______；（3）在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，要继续完成此实验，下列措施中可行的是：______（选填序号）；①换质量更大的木块；

②降低第二次钢球的高度；③换质量更大的钢球；

④换质量更小的钢球；（4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功______（选填“相等”或“不相等”）。小车在玻璃克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1______P2；（选填“＞”或“＝”或“＜”）（5）小明同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案：实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；关于小明的实验方案，______。（填序号）A．只有实验方案一可行

B．只有实验方案二可行C．两个实验方案均可行

D．两个实验方案均不可行【答案】钢球；质量相同时，速度越大，动能越大；D；相等；＜；A。【解析】（1）[1]钢球从斜面滑下来，到达水平面时有速度，故有动能，对木块做功，木块移动的距离越大，钢球的动能越大。（2）[2]对比甲、乙实验，钢球的质量不同，不同高度静止释放，到底水平面的速度不同，推动木块移动的距离不同，甲实验中钢球到达水平面时速度大，对外做功多，故甲实验中钢球动能大，故结论为质量相同时，速度越大，动能越大。（3）[3]A．换质量更大的木块，多了一个变量影响木块移动距离，故无法根据木块移动的距离来判断动能与质量关系，故A不符合题意；B．若降低高度，改变了小球的到达水平面的速度，多个变量影响实验结果，故B不符合题意；C．换质量更大的钢球，钢球具有的动能更大，木块还是会冲出木板，没有解决实验问题，故C不符合题意；D．换质量更小的钢球，钢球具有的动能变小了，木块可能不会冲出木板，故该方案可行，故D符合题意。故选D。（4）[4][5]让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，小车的动能相同，在接触面不同的斜面滑行时，都是克服摩擦力做功，都是将动能全部转化为内能，故克服摩擦力做的功相等；小车在玻璃运动时间长，即克服摩擦力做功时间长，根据可知，克服摩擦力做的功相同，故小车在玻璃上的功率小于在毛巾上的功率。（5）[6]实验方案一用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，弹性势能转化为钢球的动能，弹簧形变程度不同，小球的速度不同，控制了质量相同，通过观察木块移动的距离来判断动能的大小，故是可行的；而实验方案二用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，相同的弹性势能转化为动能，故动能的大小相同，质量不同，钢球的速度不同，而本实验中，需要改变质量，控制速度相同，故方案二不可行，故综上所述，A符合题意；BCD不符合题意。故选A。19.如图所示，学习小组的同学在探究“物体重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了如图所示实验：实验方案：三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，如图甲所示，取三个铁块从空中由静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑，如图乙所示．其中hA＝hB＞hC，mA＜mB＝mC．(1)我们可以通过观察__________________来判断重力势能的大小．以下实验中，与本实验这一步骤所用方法类似的是______(填正确选项前的字母)．A．探究蒸发快慢与表面积大小是否有关时，保持温度、空气流速不变B．学习色光的三原色时，与颜料的三原色做比较C．探究影响动能大小的因素时，以木块被撞的距离作为判断依据(2)如图乙所示，比较A、B两种情况，说明___________________________________；比较B、C两种情况，说明______________________________________________．【答案】木桩陷入沙坑的深度；C；物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大。【解析】(1)铁块的重力势能转化为木桩的能量，铁块的重力势能越大，木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过观察木桩陷入沙坑的深度来判断重力势能的大小；A.探究蒸发快慢与表面积大小是否有关时，保持温度，流速不变，用到了控制变量法；B.学习光的三原色时，与颜料三原色做比较，用到了类比法；C.探究影响动能大小因素时，以木块被撞距离作为判断根据，通过木块被撞距离的长短表示动能的大小，用到了转换法；所以C选项是正确的。(2)比较A、B情况，物体处的高度相同时，物体质量越大，木桩陷进沙坑的深度越深，说明物体的重力势能越大；比较B、C情况，质量相同，高度不同，物体所处高度越大，木桩陷进沙坑的深度越深．说明物体的质量相同时，被举高的高度越高，重力势能越大．因此，本题正确答案是：木桩陷入沙坑的深度；C；物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大。四、综合计算题（2小题）20．某小汽车的质量为1.8t，在平直的公路上进行百米加速测试时的v–t图像如图所示，测试过程中，汽车速度从0加速到108km/h时行驶的路程是120m。假设测试过程中汽车所受到的阻力始终为重力的0.25倍，汽车发动机的功率恒定不变。（g取10N/kg）求：（1）在0~10s内汽车的平均速度；（2）汽车发动机的功率；（3）在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功。【答案】（1）12m/s；（2）1.35×105W；（3）1.35×106J。【解析】（1）由题可知s0=120m，t0=10s，在0~10s内汽车的平均速度为（2）由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度汽车的重力为测试过程中汽车所受到的阻力始终为重力的0.25倍，汽车的阻力为根据二力平衡条件可得，牵引力与阻力相等则汽车的功率为（3）由题知，汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功为。答：（1）在0~10s内汽车的平均速度是12m/s；（2）汽车发动机的功率是1.35×105W；（3）在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是1.35×106J。21．如图是我国自行研发的“歼﹣20”战机在空中飞行的雄姿，它是中国研制的新一代双发重型隐形战斗机，将负担起中国未来对空、对海的主权维护任务。（g=10N/kg）

（1）飞机能够升空，是因为机翼上表面受到的气压（填“大于”、“等于”或“小于”）机翼下表面的气压；“歼﹣20”战机的最大起飞质量是37吨，在空中沿水平方向匀速飞行时，它受到的升力为N。（2）该飞机空