第十一章 功和機械能（單元測試）- 八年級物理下冊同步備課系列（人教版）（解析版）

學而優(yōu)教有方第十一章功和機械能單元測試姓名：班級：分數(shù)：（滿分：100分時間：90分鐘）題型選擇題填空題作圖題實驗題計算題綜合題總計題數(shù)128322128小題分數(shù)3621612187100分得分一、單項選擇題（每題3分，共36分）1.一位九年級同學用20s從一樓走到三樓，他上樓時的功率最接近的是（）A．50W B．200W C．400W D．600W【答案】B【詳解】一位九年級學生重力約為500N，從一樓走到三樓，上升的高度約為8m，所以克服重力做功為W=Gh所以上樓時的功率為P=故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。2.如圖所示的四幅圖中的情境，對物體做了功的是（

）A．叉車托著貨物停在水平路面上 B．搬石頭但沒有搬動C．推小車向前運動了一段距離 D．提著滑板在水平路面上前行【答案】C【詳解】A．叉車托著貨物，停在水平地面上沒有移動，叉車對貨物有力的作用，但沒有在力的方向上通過距離，所以不做功，故A不符合題意；B．用力搬石頭，但未搬動，有力作用在物體上，但沒有移動距離，所以不做功，故B不符合題意；C．小車在推力的作用下向前運動了一段距離，有力作用在小車上，小車在該力的方向上通過了距離，所以做了功，故C符合題意；D．人提著滑板在水平路上行走過程中，人給滑板一個向上的力，但滑板在豎直方向上沒有移動距離，所以人對滑板沒有做功，故D不符合題意。故選C。3.下面關(guān)于功率的幾種說法中正確的是（）A．做功所用的時間越多，功率越小B．功率越大，做功就越多C．在相同的時間里，做功越多，功率越大D．做功所用的時間越少，功率越小【答案】C【詳解】AD．功率的大小等于功與時間的比值，僅僅知道時間長短而不知做功多少，無法判斷功率大小，故AD錯誤；B．根據(jù)公式W=Pt可知，做功多少等于功率和時間的乘積，僅僅知道功率大而不知時間長短，無法判斷做功多少，故B錯誤；C．根據(jù)公式P=W/t可知，在相同的時間里，做功越多，功率越大，故C正確。故選C。4.如圖所示，質(zhì)量相等的老人與小孩爬相同高度的樓梯，老人所用時間是小孩所用時間的2倍，下列說法正確的是（）

A．老人比小孩做功多，老人功率大 B．老人比小孩做功多，小孩功率大C．兩人做功相同，小孩功率大 D．兩人做功相同，兩人功率相同【答案】C【詳解】老人與小孩質(zhì)量相等，根據(jù)G=mg可知，他們的重力相等，爬相同高度的樓梯，則他們升高的高度相等，根據(jù)W=Gh可知，他們做的功一樣多；老人用的時間長，根據(jù)P=W/t可知，小孩的功率大，故C正確，ABD錯誤。故選C。5.如圖所示，小華把鐵球拉近剛好貼著自己的鼻子，松開手后，頭保持不動，鐵球由a點沿弧線abc運動到c點，然后從c點往回擺動，則下列說法不正確的是（）A．鐵球位于a點時重力勢能最大 B．鐵球從a點運動到b點時重力做功C．鐵球從a點運動到c點時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 D．鐵球從c點擺回時不會碰傷鼻子【答案】C【詳解】A．由于空氣阻力的存在，鐵球運動過程中機械能不斷減小，所以c點比a點低，鐵球位于a點時重力勢能最大，故A正確，A不符合題意；B．鐵球從a點運動到b點時，受到豎直向下的重力，而且在豎直方向上向下運動了一段距離，所以此過程中重力做功，故B正確，B不符合題意；C．鐵球從a點運動到c點時，高度先減小后增大，先將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能然后又將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故C錯誤，C符合題意；D．由于空氣阻力的存在，鐵球運動過程中機械能不斷減小，所能達到的高度越來越低，鐵球從c點擺回時不會碰傷鼻子，故D正確，D不符合題意。故選C。6.汽車爬坡時，駕駛員的操作是：加大油門，同時將變速器換成低速擋。加大油門是使發(fā)動機發(fā)揮最大的功率，那么，在爬坡時，減少汽車的速度是為了（）A．減小慣性 B．獲取更大的動力C．省油 D．增大慣性【答案】B【詳解】汽車爬坡時，需要發(fā)動機有很大的牽引力，而單靠增大功率無法達到必要的牽引力，由P=Fv得：要想使F增大，只能減小速度。當功率為最大，速度最小時，牽引力最大；所以，減小速度可以增大發(fā)動機的牽引力，不是為了保證安全；油量取決于油門的大小，所以，也無法省油；機械效率取決于損耗能量的多少，而減小速度不會減小能量的損耗，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。7.一輛轎車正從匝道（連接高架橋上下兩條道路的輔路）加速駛上高架，則轎車的（）A．動能不變，重力勢能不變，機械能不變B．動能減小，重力勢能增加，機械能不變C．動能增加，重力勢能不變，機械能增加D．動能增加，重力勢能增加，機械能增加【答案】D【詳解】轎車加速駛上高架的過程中，轎車的質(zhì)量不變，速度增大，動能增加，高度增大，重力勢能增加；由于機械能等于動能與勢能之和，故機械能增加，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。8.跳遠運動的幾個階段如圖所示，則有關(guān)運動員機械能的說法錯誤的是（）A．加速助跑階段機械能增大B．起跳時機械能為零C．經(jīng)過最高點時重力勢能最大D．下降過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能【答案】B【詳解】A．助跑階段運動員的速度在增大，故動能變大，重力勢能不變，故機械能將增大，故A正確，不符合題意；B．起跳時，運動員的速度達到最大值，動能達到最大值，重力勢能不變，機械能達到最大值，故B錯誤，符合題意；C．經(jīng)過最高點時，運動員的高度最大，重力勢能最大，故C正確，不符合題意；D．下降過程中，重力勢能減小，動能增大，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故D正確，不符合題意。故選B。9.在北京冬奧會自由式滑雪空中技巧女子個人項目決賽中，遼寧運動員徐夢桃勇奪冠軍。如圖所示，在她滑行過程中，下列說法正確的是（）A．A點時不具有機械能B．從A點滑行到C點的過程中重力不斷變大C．滑雪板底面比較光滑是為了增大滑行時與雪面的摩擦D．在B點的速度大于與它高度相同的D點的速度【答案】D【詳解】A．B．根據(jù)G＝mg，在滑行的過程中，運動員的質(zhì)量不變，故重力不變，故B錯誤；C．滑雪板底面比較光滑是為了減小接觸面粗糙程度來減小摩擦，故C錯誤；D．故選D。10.如圖所示是小明端午小長假在游樂園乘坐過山車時的情景，過山車在粗糙軌道的頂端由靜止滑下，途中經(jīng)過A、B、C三點，其中A點與B點等高，C點在水平軌道上。在此過程中保證絕對安全，不計空氣阻力，下列關(guān)于過山車分析正確的是（）A．重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能 B．A點和B點的速度相等C．在B點時受三個力作用 D．在C點時受平衡力作用【答案】C【詳解】A．軌道粗糙，過山車在滑下的過程中摩擦生熱，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，故A錯誤；B．因為軌道粗糙，克服摩擦不斷消耗機械能，因此機械能不守恒，B點機械能小于A點，A、B高度相同，重力勢能相等，因此B點動能低于A點，所以B點速度低于A點速度，故B錯誤；C．過山車在B點時受到自身重力、軌道支持力和摩擦力，故C正確；D．當物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動時，物體受力平衡，題干未說明C點的狀態(tài)，因此不能確定C點是否受平衡力，故D錯誤。故選C。11.巡航導彈是導彈的一種，具有突防能力強，難以攔截的優(yōu)點。圖示為某巡航導彈的飛行路線圖，發(fā)射升空段，發(fā)動機點火，導彈以極快的速度穿出大氣層升至高空；俯沖加速段，發(fā)動機處于關(guān)閉狀態(tài)，導彈向下俯沖，會被加速到極高的速度；巡航階段，主發(fā)動機的推力與阻力平衡，彈翼的升力與重力平衡，可以實現(xiàn)遠距離“巡航狀態(tài)”，最后精確打擊目標。下列關(guān)于該巡航導彈的說法正確的是（

）

A．整個過程中，在F點動能最大 B．O點到E點的過程中，機械能不變C．G點到H點的過程中，機械能不變 D．I點到J點的過程中，不消耗導彈攜帶的燃料【答案】C【詳解】A．F點后俯沖加速階段，發(fā)動機處于關(guān)閉階段，導彈向下俯沖，會被加速到極高的速度，說明F點的速度不是最大，則F點動能不是最大的，故A錯誤；B．O點到E點的過程中，發(fā)動機點火加速升空，巡航導彈速度在增大，可知其動能在增大，高度在增大，可知其重力勢能在增大，則機械能在增大，故B錯誤；C．G點到H點的過程中，發(fā)動機關(guān)閉，沒有對巡航導彈做功，只有重力在做功，減少的重力勢能等于增加的動能，則可知機械能不變，故C正確；D．由題意可知，I點到J點的過程中，發(fā)動機處于打開狀態(tài)，要對巡航導彈做功，可知其消耗導彈攜帶的燃料，故D錯誤。故選C。12.在體育比賽的“鞍馬”項目中，運動員上“馬”前要踩踏板，如圖所示，下列有關(guān)運動員和彈簧的動能和勢能變化情況不正確的是（）A．運動員的重力勢能不斷減小B．彈簧的彈性勢能不斷增大C．運動員的動能不斷減小D．運動員的動能先增大后減小【答案】C【詳解】A．當腳接觸踏板直至彈簧被壓縮至最短的過程中，運動員的高度不斷降低，所以重力勢能不斷減小，故A正確，不符合題意。B．當腳接觸踏板直至彈簧被壓縮至最短的過程中，彈簧的形變程度不斷增大，所以彈性勢能不斷增大，故B正確，不符合題意。CD．當腳接觸踏板直至彈簧被壓縮至最短的過程中，運動員的重力勢能同時轉(zhuǎn)化為動能和彈簧的彈性勢能，當彈簧形變達到一定程度時，運動員的速度開始減小，其動能也開始轉(zhuǎn)化為彈性勢能，故整個過程中，運動員的動能是先增大后減小。故C錯誤，符合題意；D正確，不符合題意。故選C。二、填空題（每空1分，共計21分）13.采用功與時間比值的方法，得到“單位時間”內(nèi)做的功，這樣就方便比較做功的快慢了，這個比值叫做。這種方法，實質(zhì)上還是用（選填“時間相同比較功”或“功相同比較時間”）來比較做功快慢的?！敬鸢浮抗β?，時間相同比較功?！驹斀狻俊皢挝粫r間”內(nèi)做的功，叫做功率，表示做功的快慢。功率取了相同的單位時間，即1s，所以是時間相同比較功。14.中學生要養(yǎng)成文明的行為習慣，嚴禁高空拋物。如果一個重0.5N的雞蛋從20m高處自由下落，不計空氣阻力，下落過程中雞蛋的重力勢能轉(zhuǎn)化為能，重力對雞蛋所做的功為J。【答案】動，10。【詳解】物體的下落的過程中，不計空氣阻力，高度降低，速度增大，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。重力對雞蛋所做的功為W=Gh=0.5N×20m=10J15.如圖人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行時，不受空氣阻力，機械能守恒，當衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時，它的重力勢能（選填“減小”或“增大”），衛(wèi)星在（選填“遠”或“近”）地點時重力勢能最大。

【答案】增大，遠?！驹斀狻咳鐖D所示，人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行時，不受空氣阻力，機械能守恒，近地點距離地面較近則高度較小，遠地點距離地面較遠則高度較大。當衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，高度逐漸增大，則重力勢能增大；衛(wèi)星在越高的位置重力勢能越大，故衛(wèi)星在遠地點時重力勢能最大。16.如圖所示的“橡皮筋動力車”，旋轉(zhuǎn)扇葉，將橡皮筋擰緊。松手后，橡皮筋的能轉(zhuǎn)化為扇葉的能，扇葉快速轉(zhuǎn)動，小車運動起來。當扇葉停止轉(zhuǎn)動，小車仍能繼續(xù)向前運動，小車具有。

【答案】彈性勢，動，慣性?！驹斀狻繉⑾鹌そ顢Q緊，使其發(fā)生形變，產(chǎn)生彈性勢能，松手后橡皮筋的彈性勢能使扇葉轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)化為扇葉的動能。當扇葉停止轉(zhuǎn)動，小車由于慣性要保持繼續(xù)向前的運動狀態(tài)，仍能繼續(xù)向前運動，因為小車具有慣性。17.“引體向上”是我市體育中考今年新增的可選項目之一。在做引體向上時，如果身體勻速豎直上升，則所受的拉力重力（選填“大于”“小于”或“等于”）；上升過程中，身體的重力勢能（選填“變大”“變小”或“不變”）。選考這個項目有優(yōu)勢的身體條件是（寫出一點）。【答案】等于，變大，體重小/雙臂有力量。【詳解】身體勻速豎直上升，所受的重力與拉力平衡，大小相等，所以所受的拉力等于重力。上升過程中，質(zhì)量不變，高度變大，所以身體的重力勢能變大。在“引體向上”項目中，需克服自身重力做功，所以自身重力越小，克服重力做的功越少，所以選考這個項目有優(yōu)勢的身體條件是體重小，雙臂有力量。18.小勇放學后，背著重40N的書包沿水平路面走了200m，用時3min，又用1min爬上了大約9m高的四樓回到了家，小勇的重力為600N。則他在回家過程中對書包所做的功為J，他所做總功的功率是W?！敬鸢浮?60，24?！驹斀狻啃∮禄丶疫^程中對書包的作用力沿豎直方向，所以他背著書包在水平路面行走時，他對書包不做功，只在爬樓過程對書包做了功。所做的功W=Gh=40N×9m=360J上樓時，小勇不僅要克服書包的重力做功，還要克服自身重力做功?？朔陨碇亓ψ龅墓人=G人h=600N×9m=5400J做的總功W總=W+W人=5400J+360J=5760J整個過程所用時間t總=t1+t2=3min+1min=4min=240s所做總功的功率P19．如圖所示，彈簧一端與木塊相連，另一端固定在左側(cè)的墻壁上，木塊放在光滑的水平木板上。木塊位于A點時彈簧恰好為自然長度，用力壓縮彈簧使木塊到達B點；松手后，木塊由位置B運動至位置C，在位置C時速度為零。則木塊從位置B運動至位置C的過程中，彈簧的彈性勢能的變化情況是（選填“減小”、“增大”、“先減小后增大”、“先增大后減小”或“不變”）；木塊的動能達到最大值的位置在（選填“A點”、“A點左側(cè)”或“A點右側(cè)”）?！敬鸢浮肯葴p小后增大，A點?！驹斀狻繌腂到彈簧自然長度A時，是彈簧恢復(fù)原狀的過程，彈簧的彈性勢能減??；從A到C的過程，小車由于慣性繼續(xù)運動，彈簧發(fā)生彈性形變，彈簧的彈性勢能增大；所以彈簧的彈性勢能的變化情況是先減小后增大。小車在光滑的木板上運動的速度最大時，就是彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化成動能時，當彈簧恢復(fù)原長時，彈性勢能為0，彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為木塊的動能，所以木塊的動能達到最大值的位置在A點。20．物體A重5N，如圖1，A在水平拉力F1作用下，在水平面從M勻速直線運動到N用時3s；如圖2，在A上放置一個鉤碼，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面從Р勻速直線運動到Q用時2s。

（1）在MN，PQ段，A的速度分別為v1、v2，A所受摩擦力分別為f1、f2，則v1v2，f1f2；（均選填“>”、“=”或“<”）（2）A從M運動到N，F(xiàn)1做的功為J，功率為W，A所受重力做的功為J?！敬鸢浮浚?）＜，＞；（2）0.3，0.1，0?！驹斀狻浚?）在MN段，A的速度為v在PQ段，A的速度為

v則v1＜v2。A在水平拉力F1作用下做勻速直線運動，由二力平衡可知f1=F1=1NA在水平拉力F2作用下做勻速直線運動，由二力平衡可知f2=F2=0.6N則f1＞f2。（2）F1做的功為WF1的功率為PA只在水平方向運動發(fā)生距離，豎直方向沒有發(fā)生距離，所以A所受重力做的功為0J。三、作圖題（每題2分，共6分）21．如圖所示，擺球從a位置由靜止釋放，先后經(jīng)過b、c兩個位置，請在擺球動能最大位置的圓圈內(nèi)標上數(shù)字1，重力勢能最大位置的圓圈內(nèi)標上數(shù)字2?！敬鸢浮恳娪覉D。【詳解】由圖知，擺球從a位置由靜止釋放，先后經(jīng)過b、c兩個位置；擺球的質(zhì)量不變，在a點時高度最高，重力勢能最大；在b點時，速度最大，動能最大，如圖所示。22.如題圖甲所示，小球沿光滑的圓弧軌道AB滑下，滑上與海平面齊平的粗糙水平軌道MN，最終停在C點，在題圖乙中畫出小球從O點運動到C點的過程中的“機械能—時間”的大致圖像。【答案】見右圖。【詳解】小球沿光滑的圓弧軌道AB滑下，由于軌道光滑，不考慮摩擦力，小球下滑過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能不變；滑上軌道MN后，小球克服摩擦做功，動能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，直到速度為0，小球的動能為0，機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能-時間圖像如圖。23.如圖甲所示的是在中考體育考試中小剛投擲實心球的場景。請你在圖乙中畫出實心球離手后，在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的大致曲線。若平時訓時，某同學貪玩把實心球經(jīng)直向上拋，請你在圖丙中畫出實心球離手后，在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的大致曲線。【答案】見下圖?！驹斀狻繉嵭那螂x手時具有速度，故具有一定的初動能，從離手到最高點的過程中，受重力作用速度逐漸減小，高度增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，當重力勢能達到最大值時，速度減小到最小值，但不為0，經(jīng)過最高點后，高度下降，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加，故作圖如乙：豎直上拋過程中，實心球離手后，高度增加，重力勢能增大，速度減小，動能減小，到達最高點后下落，高度降低，重力勢能減小，速度增大，動能增大，故作圖如丙：四、探究實驗題（每小題6分，共12分）24.如圖某小組在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，讓小球從同一斜面某處由靜止釋放，撞擊同一水平面上的同一木塊，木塊移動一段距離后靜止。（1）實驗中探究的是小球的動能，其動能大小是通過（選填“小球所處的高度”或“木塊移動的距離”）來反映的，此情況下所用的研究方法。（選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”）（2）分析比較兩次實驗，可得到結(jié)論：速度相同的物體，，動能越大。（3）若用上述實驗器材探究阻力對物體運動的影響，必須增加的器材是。A．質(zhì)量不同的木塊B．傾斜程度不同的斜面C．粗糙程度不同的水平面【答案】（1）木塊移動的距離，轉(zhuǎn)換法；（2）甲丙，質(zhì)量越大；（3）C.【詳解】（1）小球會撞擊木塊，小球的動能大小是通過小木塊移動的距離大小來反映的，這屬于轉(zhuǎn)換法。（2）小球下滑的高度相同，則到達水平面時的速度是相同，小球的質(zhì)量不同，則推動木塊移動的距離不同，所以根據(jù)甲丙圖可知，在速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。（3）探究阻力對物體運動的影響，需要比較小車在不同表面上運動的距離，據(jù)此可知必須增加的器材是粗糙程度不同的水平面，故C正確。25.王瑞利用實驗小桌、箱體透明的沙箱、質(zhì)量不同的重物A和B（mA<mB），讓重物從高處落下，撞擊小桌，觀察桌腿陷入沙子的深度，探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)，請觀察甲、乙、丙所示的實驗操作，按要求回答下列問題：（1）比較甲、乙可知，物體的重力勢能與物體被舉高的有關(guān)；（2）比較可知，物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)；相同的物體，質(zhì)量越大，它的重力勢能越大；（3）在實驗操作中通過觀察桌腿陷入沙子的深度來比較物體重力勢能大小，以下實驗探究采用的方法與此相同的是；A．在探究壓力對滑動摩擦力的影響時，保持接觸面粗糙程度不變，改變壓力B．在探究阻力對物體運動的影響時，推理出物體不受阻力時的運動狀態(tài)C．在探究影響動能大小的因素時，通過小車推動物體的遠近比較小車動能大?。?）設(shè)乙實驗操作中物體A的重力勢能是WA，丙實驗操作中物體B的重力勢能是WB，則WA和WB的大小關(guān)系是。A．WA>WBB．WA<WBC．WA=WBD．無法判斷【答案】（1）高度；（2）甲、丙，高度；（3）C；（4）B?！驹斀狻浚?）甲、乙兩物體質(zhì)量相同，被舉的高度不同，是探究重力勢能與物體被舉的高度之間的關(guān)系。（2）要探究物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)，必須控制物體被舉的高度相同，而質(zhì)量不同，所以應(yīng)該選擇比較甲和丙。比較甲和丙，B的質(zhì)量大，桌腿陷入沙子的深度更深，所以得出：在物體被舉的高度相同時，質(zhì)量越大，它的重力勢能越大。（3）在實驗操作中通過觀察桌腿陷入沙子的深度來比較物體重力勢能大小，用的是轉(zhuǎn)換法。A．在探究壓力對滑動摩擦力的影響時，保持接觸面粗糙程度不變，改變壓力，是控制變量法，故A不符合題意；B．在探究阻力對物體運動的影響時，推理出物體不受阻力時的運動狀態(tài)，是實驗推理法，故B不符合題意；C．在探究影響動能大小的因素時，通過小車推動物體的遠近比較小車動能大小，是轉(zhuǎn)換法，故D符合題意。故選C。（4）物體做功本領(lǐng)越強，具有的能就越大，比較乙圖和丙圖，丙圖中桌腿陷入沙子的深度更深，即丙實驗操作中物體B落下時做功本領(lǐng)更大，重力勢能更大。故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。五、計算題（共18分）26．圖中某智能機器人的質(zhì)量為80kg，其輪子與水平地面接觸的總面積為5×10-4m2。在水平地面上工作時，該機器人勻速直線移動的速度為1m/s，所受阻力是機器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）（1）機器人對水平地面的壓強；（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時的牽引力；（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s，此過程中牽引力做的功?！敬鸢浮浚?）1.6×106pa；（2）40N；（3）1200J【詳解】（1）機器人的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N機器人對水平地面的壓強p=（2）機器人在水平地面上勻速直線移動時，受平衡力，牽引力等于阻力，則牽引力F=f=0.05G=0.05×800N=40N（3）機器人在水平地面上勻速直線移動30s移動的距離s=vt=1m/s×30s=30m此過程中牽引力做的功W=Fs=40N×30m=1200J答：（1）機器人對水平地面的壓強是