初中人教版第十一章 功和机械能综合与测试单元测试课后练习题

这是一份初中人教版第十一章 功和机械能综合与测试单元测试课后练习题，共13页。


一、选择题（每题只有一个选项符合题目要求，共15小题，每小题2分，本大题共30分）
1.如图所示的情境中，人对物体做功的是（ ）
A．用力搬石头没有搬动
B．人将重物从地面拉到高处
C．人推一块大石头没推动
D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A．人用力搬石头但没有搬动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；
B．人将重物从地面拉到高处，对物体有向上的拉力，物体在拉力的方向上通过了距离，所以拉力对物体做了功，符合题意；
C．人推一块大石头没推动，有力，但物体没有在力的方向上通过距离，没有做功，不符合题意；
D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，不符合题意。故选B。
2.物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了l0s，拉力F对物体做的功为（）
A．0J B．1J C．10J D．50J
【答案】A
【解析】物体受到的拉力F沿着竖直向上，而物体通过的距离实在水平方向上。但是在F的作用方向上没有通过距离，所以，拉力F没用做功，做功为0.故选A。
线运动，故D错误。故选B。
3.如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，物体克服摩擦力所做的功为（ ）
A．10JB．30JC．50JD．80J
【答案】B
【解析】由图丙可知，在2~4s内物体运动的速度是，由得，在2~4s内物体通过得路程是：
由图乙可知，在2~4s内拉力的大小是3N，物体克服摩擦力所做的功为：
故选B。
4.打篮球是同学们喜欢的体育运动。关于它的描述正确的是（ ）
A．篮球抛出后，由于受到惯性力继续向前运动
B．篮球离手后在空中飞行过程中，人对篮球做了功
C．篮球下落过程中，重力做功的功率不变
D．篮球由运动到静止，说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【解析】A．篮球抛出后，由于篮球具有惯性，继续向前运动，故A错误；
B．篮球离手后在空中飞行过程中，人对篮球没有力的作用，所以对篮球不做功，故B错误；
C．篮球在下落过程中，重力不变，速度越来越快，由
P=Fv=Gv。可知，该过程中重力做功的功率变大，故C错误；
D．篮球由运动到静止，篮球的运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故D正确。故选D。
5.小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程（ ）
A．用时少的做功多B．用时少的做功功率大
C．用时多的做功多D．用时多的做功功率大
【答案】B
【解析】AC．由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变，因此由可知，两次所做的功相同，故AC错误；
BD．两次所做的功相同，由可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选B。
6.物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是（ ）
A．该物块在CD段的惯性比AB段大
B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C．拉力F在AB段所做的功为20J
D．拉力F在CD段做功的功率为10W
【答案】D
【解析】A．惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；
B．由题知，物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2，故B错误；
C．物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功：
W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J。故C错误；
D．物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率：
P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W。故D正确。故选D。
7.2019年10月27日7时35分，临沂国际马拉松赛鸣枪开赛。本次赛事使用无人机（如图）进行了航拍，无人机匀速下降的过程中（ ）。
A．失去了惯性B．重力不做功C．动能减小D．机械能减小
【答案】D。
【解析】A、任何物体都有惯性，无人机匀速下降的过程中具有惯性，故A错误；
B、无人机匀速下降的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故B错误；
CD、无人机匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越小，重力势能越来越小；所以机械能减小，故C错误，D正确。故选：D。
8.2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，势能减小B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大D．动能减小，势能增大
【答案】C
【解析】火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。故选C。
9.如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A
B
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
【答案】C
【解析】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。故选C。
10.如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（ ）
A．通过最低点时的动能为零
B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大
D．上升过程中的重力势能减小
【答案】C
【解析】A、人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B、下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
C、到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D、上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选：C。
11.避险车道是在长且陡的下坡路段､行车道外侧增设的､供刹车失灵车辆驶离正线并安全减速的专用车道｡如图所示是上坡险车道型避险车道，避险车道上铺有很多小石子，车道尽头有废旧轮胎或防撞墙｡下列分析错误的是（ ）
A．小石子可以増大失控车辆与避险车道之间的摩擦力
B．失控车辆在避险车道向上运动速度减小时，动能减少
C．失控车辆撞击废旧轮胎时，将动能转化成重力势能
D．在避险车道上停下来的失控车辆仍具有惯性
【答案】C
【解析】A．小石子增大了地面的粗糙程度，可以増大失控车辆与避险车道之间的摩擦力，故A正确，不符合题意；
B．动能的大小和速度有关，物体质量不变时其速度减小，动能会随之减小，故B正确，不符合题意；
C．失控车辆撞击废旧轮胎时，将动能转化成废旧轮胎的弹性势能，故C错误，符合题意；
D．一切物体都有惯性，故D正确，不符合题意。故选C。
12.把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．铁锁摆回时会打到鼻子
B．铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化
C．铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用
【答案】B
【解析】A．铁锁在摆动过程中，不断与空气摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能减小，所以铁锁摆回时不会打到鼻子，A错误；
B．铁锁在摆动过程中动能与重力势能相互转化，同时克服空气阻力做功，转化为内能，B正确；
C．铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能转化为动能和内能，C错误；
D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受空气阻力的作用，机械能不断减小，高度不断减小，D错误。故选B。
13.如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（ ）
A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能
B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化
C．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去
【答案】C
【解析】A．罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A错误；
B．罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B错误；
C．罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C正确；
D．罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D错误。故选C。
14.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B点到O点的过程中机械能减少；
D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少
【答案】C。
【解析】A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误；
B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确；
D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选C。
15．如图所示，某同学进行爬竿训练，爬上竿顶后，再从竿顶顺竿滑到地面，每次所用时间各不相同，下列说法正确的是（ ）
A．向上爬竿过程中动能转化为重力势能
B．下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变
C．向上爬竿时受到的摩擦力方向向上
D．下滑时间短的那次速度大，重力做的功多
【答案】C
【解析】A、向上爬竿过程中，人具有动能，高度增大，重力势能变大；重力势能变大是由于人对外做功，不是动能转化为重力势能，故A错误；
B、从竿顶顺竿滑到地面，每次所用时间各不相同，说明人运动的速度是变化的，在竖直方向上人受到重力和摩擦力的作用，这两个力不一定是平衡力，所以摩擦力可能变化的，故B错误；
C、向上爬竿时，人的手给竿一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则竿会给人的手一个向上的力，即摩擦力，所以受到的摩擦力方向向上，故C正确；
D、由于下滑的高度相同，根据W＝Gh可知，所做的功是相同的，故D错误。故选：C。
二、填空题（每空1分，共10个空，本大题共10 分）
16.用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了5m。在此过程中，购物车的重力做功________J，水平推力对购物车做功________J。
【答案】（1）0 ； （2）100
【解析】（1）购物车在水平地面上移动5m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；
（2）推力对购物车做功：W＝Fs＝20N×5m＝100J。
17.一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0×104N。卡车行驶1min后发动机做的功是_______J，发动机做功的功率为________W。
【答案】（1）1.2×107 ； （2） 2×105
【解析】（1）
发动机牵引力做的功：
（2）发动机做功的功率：P=Fv=1.0×104N×20m/s= 2×105W
18.如图，滚摆下降过程中，滚摆的_____能转化为_____能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能_______（ 选填“增加”、“减少”或“不变”）。
【答案】(1)重力势；(2)动；(3)减少。
【解析】滚摆下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能转化为动能。
滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，故总的机械能减少。
19．蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为 能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的 能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
【答案】（1）动；（2）弹性势；（3）不是。
【解析】游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能；
从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大；
到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为0，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。
三、简答题（20题7分，21题3分。本大题共10分）
20.某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是 。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是 。
（3）计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。
【答案】 (1). 运动员和跳伞设备的总重力大于阻力； (2). ③ ； (3). 。
【解析】(1)[1]由图甲可知，跳伞运动员在OA段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力。
(2)[2]①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC阶段，故①不符合题意；
②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0，与图甲曲线中CD阶段不符，故②不符合题意；
③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中CD阶段，故③符合题意；
④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中AB阶段，故④不符合题意。
(3)[3]由图甲可知，运动员在AB段的速度为v=50m/s，时间为：t=40s-20s=20s
由速度公式得，运动员在AB段下降的高度：h=s=vt=50m/s×20s=1000m
则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为：W=Gs=700N×1000m=7×105J
21.如图所示，为高速公路上的限速标志牌，请用物理知识解释：为什么在同一道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
【答案】机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
【解析】动能的大小与质量和速度有关，质量相同时，速度越大动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大，所以，机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
五、实验题（22题12分；23题12分；24题8分.本大题共32 分）
22.某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
s甲
h
钢球
m
s乙
2h
钢球
m
s丙
2h
钢球
2m
木块
木块
木块
甲
乙
丙
（1）本实验是通过___________来反映钢球动能大小的。
（2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择___________两图进行实验分析。
（3）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面___________（填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越__________。
这个结论可用解释汽车___________（填“超速”或“超载”）带来的危害。
（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容?并说明理由。
____________________________________________。
【答案】 (1). 木块移动距离； (2). 乙丙 ； (3). 不同高度 ； (4). 大 ； (5). 超速； (6). 见解析
【解析】(1)[1]本实验采用转换法，是通过木块移动距离来反映钢球动能大小的。
(2)[2]根据控制变量法的思想，为了探究物体动能大小与质量的关系，应控制钢球从相同高度滚下，即选择乙丙两图进行实验分析。
(3)[3][4][5]实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下，实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，木块被撞击后移动距离越大，动能越大；这个结论可用解释汽车超速带来的危害。
(4)[6]实验装置中，如果水平面光滑，根据牛顿第一定律，木块将一直做匀速直线运动，无法停下来，不能测出距离，故不能完成本实验的探究内容。
23.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关。
（3）小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？_____（选填“正确”或“错误”），理由是：_________________。
（4）另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_____（选填“正确的”或“错误的”）。
【答案】 (1). 转换法； (2). 不能； (3). 速度； (4). 错误； (5). 没有控制速度一定； (6). 错误的。
【解析】(1)[1]实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
[2]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
(2)[3]由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度有关。
(3)[4][5]小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)[6]图所示的方法中为控制水平面的粗糙程度相同，故结论是错误的。
24.某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究“重力势能的大小与高度是否有关”时，所用的实验器材有：金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。
（1）该实验可以通过比较______来 判断出金属球重力势能的大小。依据是金属球对小桌______越多，金属球具有的重力势能就越大。
（2）请设计出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。________
（3）实验时，该同学发现：由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻。于是他改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平；__________；由静止开始释放金属球，观察实验现象。
【答案】（1）小桌陷入细沙的深度 ；（2）见下表 ； （3）将金属球分别拉到不同高度。
【解析】(1)[1] [2]金属球的重力势能越大，对小桌做功越多，小桌陷入沙子的程度越深。因此从小桌陷入沙子的程度可以看出金属球重力势能的大小。金属球对小桌做功越多，金属球重力势能越大。
(2)[3]一般情况下，为了避免偶然性，至少要进行三次实验。要探究“重力势能的大小与高度是否有关”时，实验中通过小桌陷入细沙的程度来观察金属球重力势能大小情况，所以表格中要体现实验次数、金属球被举高的高度、小桌陷入细沙的程度以及金属球重力势能的大小。
(3)[4]要探究“重力势能的大小与高度是否有关”，需要将金属球拉到一定高度，由静止释放，观察实验现象。所以他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平；将金属球拉到不同高度；由静止开始释放金属球，观察实验现象。
五、计算题（25题9分、26题9分，本大题共18分）
25.某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：
（1）前10s轿车运动的平均速度；
（2）轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；
（3）动力F做的总功。
【答案】（1）10m/s （2）700m （3）1.1×106J
【解析（1）前10s轿车运动的平均速度：
（2）根据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程：
（3）动力F做的总功：
26.如图甲，用电动叉车搬运重为5000N的货物，从A点水平移动到B点，用时20s；然后从B点匀速提升到C点，又用时5s，搬运过程中货物始终水平放置，各点间距离如图乙所示｡求
(1)叉车在AB段的平均速度｡
(2)叉车在AB段对货物的支持力做的功。
(3)叉车在BC段对货物做功的功率。
【答案】(1)2m/s；(2)0J；(3)1500W。
【解析】(1)叉车在AB段的平均速度为∶
(2)由于在AB段，叉车对货物的支持力是竖直向上的，移动距离沿水平方向，力的方向与距离的方向垂直（或沿力的方向没有移动距离），故此过程中支持力不做功，为0J｡
(3)在BC段，支持力做的功为∶
BC段叉车对货物做功的功率为∶。实验次数
金属球距桌面
的高度/cm
小桌桌腿陷入
细沙的深度/cm
金属球的重力
势能大小
1
2
3