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人教版八年级物理下册通关讲义第11章功和机械能(章末检测)(原卷版+解析)
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第11章 功和机械能（章末检测）时间：90分钟 满分：100分一、选择题（3分/题，共39分）：1．下列过程中人对物体做功的是（ ）A．举着杠铃原地不动 B．提着水桶匀速上楼梯C．用力推木箱，木箱未被推动 D．抛出的篮球，在飞行过程中2．下列关于功和能的叙述中正确的是（ ）A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多D．没有做功的物体不具有能3．在北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中，我国运动员徐梦桃获得冠军。如图所示，比赛时，徐梦桃从陡坡加速下滑，下列说法正确的是（ ）A．徐梦桃的动能不变 B．徐梦桃的重力势能减小C．徐梦桃的重力势能不变 D．徐梦桃的动能转化为重力势能4．某人用同样的力拉同一物体，分别在光滑路面和粗糙路面上移动相同的距离，在光滑路面做的功为W1，在粗糙路面做的功为W2，则下列关系中正确的是（ ）A．W1＞W2 B．W1＝W2C．W1＜W2 D．因路面不同，无法比较5．下列关于物理量的单位对应关系不正确的是（ ）A．1Pa= B．1J= C．1kW=1000J D．1W=6．在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（ ）A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样7．如图所示的几个情景，下列说法正确的是（ ）A．甲图中，小明提着滑板站在正在上升的电梯内，小明对滑板做了功B．乙图中，工人推着独轮车在水平地面上匀速移动了一段距离，独轮车一定对货物做了功C．丙图中，小红用力搬石块，但没有搬动，小红对石块做了功D．丁图中，足球离开脚后继续飞行一段距离，运动员对足球做了功8．一个物体受力作用并在力的方向上移动，其作用力F与移动的距离s关系如图所示，则（ ）A．施力3N时做功最多 B．施力5N时做功最多C．施力8N时做功最多 D．全程共做功50J9．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）A．小球从A点运动到B点的过程中速度增大B．小球反弹经过D点时动能为零C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能10．如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略）（ ）A．小球在c处受力平衡 B．由a运动到b，小球的机械能增加C．由a运动到b，小球的动能减小 D．由b运动到c，小球的机械能守恒11．粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m/s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（ ）A．重力做了3000J的功 B．推力的功率为30WC．推力做了1000J的功 D．摩擦力为100N12．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（ ）A．t1∼t2内，电梯可能向上运动 B．t2∼t3内，M的机械能保持不变C．t3∼t4内，电梯的动能一定增大 D．t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变13．甲、乙两人质量之比为，他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为，甲跑上楼所用的时间是t1。当甲站在自动扶梯上不动，开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2。那么，当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时，所用的时间为（ ）A． B． C． D．二、填空题（每空1分，共25分）14．物理学中，将 ___________与 ___________的比，叫作功率。利用功率来比较做功的快慢实质上还是用 ___________（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较做功快慢的。麻雀飞行时的功率约为8W，“8W”表示的物理意义是 ___________。15．工人只用一只动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，不计摩擦和滑轮重，在此过程中，木箱的动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。16．某气象卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它从远地点向近地点运动时，________转化为________，_______增大_________减小。（选填“重力势能”或“动能”）17．打羽毛球是深受人们喜爱的日常生活中的运动项目。如图所示，当羽毛球接触到球拍使球拍发生形变时，羽毛球的______能转化为球拍的______能；当羽毛球拍从变形最大至羽毛球离开球拍时，球拍的______能转化为羽毛球的______能。18．一物体在大小不变的水平拉力F的作用下沿粗糙程度相同的水平地面做直线运动，其关系图像s﹣t如图所示。（1）0~12s物体所受的拉力 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）12~24s物体所受的拉力；（2）0~12s拉力做的功 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）12~24s拉力做的功；（3）0~12s拉力做功的功率 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）12~24s拉力做功的功率。19．一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车发动机做功的功率为2×105W。则卡车行驶1min通过的路程为 ___________m，发动机做的功是 ___________J，此过程中，卡车受到的牵引力为 ___________N。20．放在同一粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在水平地面上滑动，在06s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示。（1）02s内物体在水平地面受到的拉力_____（选填“大于”“等于”或“小于”）物体受到的摩擦力；（2）26s内物体移动的距离是_____m；拉力是_____N；拉力所做的功是_____J；（3）02s内物体在水平地面受到的摩擦力_____N；（4）06s内要克服摩擦力做功主要由_____能转化为_____能。三、实验题（每空1分，共20分）21．小明同学在探究重力势能的大小与哪些因素有关时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。（1）实验中通过比较 _____来判断物体重力势能的大小；（2）铁块在下落过程中把重力势能转化为 _____；（3）为了验证猜想一，需选择表中 _____（填实验序号）三组数据进行分析；为了验证猜想二，需选择表中 _____（填实验序号）三组数据进行分析；（4）最终的结论是：_____和 _____越大，重力势能越大；（5）利用本实验装置还可以探究的实验为：_____；（6）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，实验数据表明：一个60克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包；从8楼抛下来就可以让人头皮破损；从18楼甩下来就可以砸碎成年人的头骨；从25楼抛下可使人当场死亡。请你从物理的角度解释：_____。（不计空气阻力）22．在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验时，小明让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，如图甲所示。（1）小明选用大小不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与 ___________的关系，让大小不同钢球从同一高度由静止滚下目的是 ___________，该过程用到的物理方法是 ___________；（2）小明实验时，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越 ___________（选填“远”或“近”）；若水平面绝对光滑，木块将 ___________；（3）小红同学发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成的。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示的“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的方案，经过多次实验，记录实验数据如表：根据表中测量数据可以得出，当接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越 ___________。下列生活中的四个现象运用了这个规律的是 ___________。A．鞋底刻有花纹B．汽车不允许超载C．老虎钳剪断铁丝需用力D．用力才能擦净黑板23．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块．分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。（1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过______来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大小跟______的关系。实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：猜想1：与小球离地的高度有关；猜想2：与小球离开桌面时的速度有关；猜想3：与小球的质量有关；（2）为了探究猜想1，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如表：①请根据表格中的数据，在图丙作s-H图像______；②根据表中数据，可以得出结论：当该小球以实验中相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为______cm时，小球水平飞行的距离s为40cm；（3）为了验证猜想2是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同．这说明猜想2是______（正确/错误）的；（4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是：______。 四、计算题（24题6分，25题10分，共16分）24．一列火车，以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是2000N。求：（1）火车的牵引力；（2）火车行驶10s时间内，机车牵引力所做的功；（3）牵引力的功率。25．如图甲是我国研制的用于修理大型船舰的船坞一“华船一号”，其全长168m，宽48m，高16m，它有一个巨大的“凹”字形船舱，两侧有墙，上面装有吊装牵引装备，前后两端敞开，供待修船舰出入。船坞底部和两侧坞墙内有若干个浮箱，用来灌水和排水，实现船坞的沉与浮。某次作业中，为了抢修一艘总质量为1.2万吨的“MR”号待修船，船坞先自航到指定海域，然后向浮箱内灌水，船坞开始下沉；当船坞下沉到甲板刚好与海面相平时，船坞的吃水深度为4m、排水量为4万吨（如图乙所示）。继续向浮箱内灌水，当船坞下沉到坞内水足够深时，船坞上的卷扬机将“MR”号船水平牵引漂浮进船坞，此时船坞的吃水深度为14m、排水量为6.3万吨（如图丙所示）。接着抽出浮箱内的水，船坞上浮直至甲板刚好与海面相平，托起“MR”号开始修理工作，（如图丁）。（1）当甲板刚好与海面相平时，船坞底部受到海水的压强为多少？（2）“MR”号待修船在卷扬机水平拉力下以0.5m/s的速度匀速进入船坞，卷扬机的功率恒定为200kW，“MR”号进船坞时受到水的阻力为多少？（3）“MR”号船进船坞后，船坞浮箱内至少要向外排水多少立方米才可以开始修理工作？ 序号铁块质量（g）铁块距桌面高度（cm）桌腿进入沙子的深度（cm）①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1实验次数12345木块对木板的压力F/N23456弹簧测力计读数F1/N0.60.91.21.51.8离地高度H/cm5204580125水平飞行距离s/cm510152025第11章 功和机械能（章末检测）时间：90分钟 满分：100分一、选择题（3分/题，共39分）：1．下列过程中人对物体做功的是（ ）A．举着杠铃原地不动 B．提着水桶匀速上楼梯C．用力推木箱，木箱未被推动 D．抛出的篮球，在飞行过程中【答案】B【解析】A．举看杠铃原地不动，人对杠铃施加了力，但杠铃没有在该力的方向上移动距离，所以人对杠铃没有做功，故A不符合题意；B．提着水桶匀速上楼梯，人给水桶一个向上的力，水桶在力的作用下向上移动了距离，人对水桶做了功，故B符合题意；C．用力推木箱，木箱没动，人对木箱施加了推力，木箱在推力的方向上没有移动距离，人对木箱没做功，故C不符合题意；D．抛出的篮球，在飞行过程中不受人的推力，所以人对篮球不做功，故D不符合题意。故选B。2．下列关于功和能的叙述中正确的是（ ）A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多D．没有做功的物体不具有能【答案】A【解析】A.一个物体如果具有了对别的物体做功的本领，我们就说这个物体具有能量，或者说具有能，故A正确；B.吊在天花板上的吊灯静止，相对于地面具有重力势能，故B错误；C.物体的具有的能越大，它能够做的功越大；物体已经做的功越多，并不能说明它具有的能就越多，只有物体能够做的功越多，才能说明它做功的能力强，因此它具有的能就越大，故C错误；D.物体不论有没有做功，只要能够对外做功，这个物体就具有能量，故D错误。故选A。3．在北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中，我国运动员徐梦桃获得冠军。如图所示，比赛时，徐梦桃从陡坡加速下滑，下列说法正确的是（ ）A．徐梦桃的动能不变 B．徐梦桃的重力势能减小C．徐梦桃的重力势能不变 D．徐梦桃的动能转化为重力势能【答案】B【解析】A.动能与质量和速度有关，徐梦桃从陡坡加速下滑，质量不变，速度变大，因此动能变大，故A错误；BC.从高处滑下，高度变小，因此重力势能减小，故B正确，C错误；D.从高处滑下，速度变大，高度变小，是重力势能转化为动能，故D错误。故选B。4．某人用同样的力拉同一物体，分别在光滑路面和粗糙路面上移动相同的距离，在光滑路面做的功为W1，在粗糙路面做的功为W2，则下列关系中正确的是（ ）A．W1＞W2 B．W1＝W2C．W1＜W2 D．因路面不同，无法比较【答案】B【解析】由W＝Fs可知，在光滑和粗糙两种不同的水平地面上F相同、s相同，因此两次做功一样多。故选B。5．下列关于物理量的单位对应关系不正确的是（ ）A．1Pa= B．1J= C．1kW=1000J D．1W=【答案】C【解析】A．压强公式为可得出压强单位是N/m2，用Pa取代N/m2，所以，故A正确；B．功的公式为可得出功的单位是，用J取代，所以，故B正确；C．kW是功率的单位，J是功的单位，，故C错误；D．功率的公式可得出功率单位是J/s，用W取代，所以，故D正确。故选C。6．在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（ ）A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样【答案】C【解析】物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能，重力势能大小与质量和高度有关，由图中可知，c点的位置最低，所以c点的重力势能最小，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。7．如图所示的几个情景，下列说法正确的是（ ）A．甲图中，小明提着滑板站在正在上升的电梯内，小明对滑板做了功B．乙图中，工人推着独轮车在水平地面上匀速移动了一段距离，独轮车一定对货物做了功C．丙图中，小红用力搬石块，但没有搬动，小红对石块做了功D．丁图中，足球离开脚后继续飞行一段距离，运动员对足球做了功【答案】A【解析】A．提着滑板在上升的电梯里，人给滑板一个向上的力，滑板向上移动了距离，人对滑板做了功，故A正确；B．工人推着独轮车在水平地面上匀速移动了一段距离，人对推车做了功。货物受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，在力的方向上没有通过距离，独轮车对货物没有做功。故B错误；C．小红用力搬石头，但没有搬动，有力作用在石头上，但没有移动距离，小红对石头没有做功，故C错误；D．足球离开脚后由于惯性继续飞行一段距离，不再受到运动员力的作用，运动员对足球没有做功，故D错误。故选A。8．一个物体受力作用并在力的方向上移动，其作用力F与移动的距离s关系如图所示，则（ ）A．施力3N时做功最多 B．施力5N时做功最多C．施力8N时做功最多 D．全程共做功50J【答案】C【解析】ABC．由图象可知力F1=3N时，移动的距离s1=10m-5m=5m力做的功W1=F1s1=3N×5m=15J力F2=5N时，移动的距离s2=2m，力做的功W2=F2s2=5N×2m=10J力F3=8N时，移动的距离s3=5m-2m=3m力做的功W3=F3s3=8N×3m=24J故C符合题意，AB不符合题意；D．全程做的总功W=W1+W2+W3=15J+10J+24J=49J故D不符合题意。故选C。9．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）A．小球从A点运动到B点的过程中速度增大B．小球反弹经过D点时动能为零C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能【答案】D【解析】A．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，故A错误；B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在D点的动能不为零，故B错误；C．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，在C点与在F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点的圆要大于在F点的圆斑，故C错误；D．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球在G点的机械能小于在E点的机械能，故D正确。故选D。10．如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略）（ ）A．小球在c处受力平衡 B．由a运动到b，小球的机械能增加C．由a运动到b，小球的动能减小 D．由b运动到c，小球的机械能守恒【答案】B【解析】A．小球在c处达到最高点，只受到重力的作用，因此受力不平衡，故A不符合题意；BC．在a处静止释放，在b处受到的合力为零且速度最大，所以由a运动到b，小球的速度增大、高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能增加，故B符合题意，C不符合题意；D．由b运动到c，小球在脱离水面时液面下降，液体的重力势能减小，所以小球的机械能增加；当小球完全离开水面后，由受到了空气阻力的作用，小球的机械能将变小，故D不符合题意。故选B。11．粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m/s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（ ）A．重力做了3000J的功 B．推力的功率为30WC．推力做了1000J的功 D．摩擦力为100N【答案】B【解析】A．因为竖直方向上距离为0，所以重力做功为0，故A错误；B．推力的功率为故B正确；C．由W＝Fs得，推力做功为故C错误；D．因为是匀速直线运动，所以摩擦力等于推力10N，故D错误。故选B。12．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（ ）A．t1∼t2内，电梯可能向上运动 B．t2∼t3内，M的机械能保持不变C．t3∼t4内，电梯的动能一定增大 D．t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变【答案】D【解析】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也静止，受力平衡，则受到重力G、电梯的支持力F支和弹簧的拉力F拉；由于压力F2与支持力F支是相互作用力，大小是相等的，则有G=F2+F拉当t1~t2内，压力变为小于F2的F1，弹力和重力不变，此时G>F1+ F拉，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动，故A不符合题意；B．t2~t3内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，动能不变，而重力势能减小，机械能减小，故B不符合题意；C．t3~t4内，压力F3大于F2，此时G
第11章 功和机械能（章末检测）时间：90分钟 满分：100分一、选择题（3分/题，共39分）：1．下列过程中人对物体做功的是（ ）A．举着杠铃原地不动 B．提着水桶匀速上楼梯C．用力推木箱，木箱未被推动 D．抛出的篮球，在飞行过程中2．下列关于功和能的叙述中正确的是（ ）A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多D．没有做功的物体不具有能3．在北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中，我国运动员徐梦桃获得冠军。如图所示，比赛时，徐梦桃从陡坡加速下滑，下列说法正确的是（ ）A．徐梦桃的动能不变 B．徐梦桃的重力势能减小C．徐梦桃的重力势能不变 D．徐梦桃的动能转化为重力势能4．某人用同样的力拉同一物体，分别在光滑路面和粗糙路面上移动相同的距离，在光滑路面做的功为W1，在粗糙路面做的功为W2，则下列关系中正确的是（ ）A．W1＞W2 B．W1＝W2C．W1＜W2 D．因路面不同，无法比较5．下列关于物理量的单位对应关系不正确的是（ ）A．1Pa= B．1J= C．1kW=1000J D．1W=6．在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（ ）A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样7．如图所示的几个情景，下列说法正确的是（ ）A．甲图中，小明提着滑板站在正在上升的电梯内，小明对滑板做了功B．乙图中，工人推着独轮车在水平地面上匀速移动了一段距离，独轮车一定对货物做了功C．丙图中，小红用力搬石块，但没有搬动，小红对石块做了功D．丁图中，足球离开脚后继续飞行一段距离，运动员对足球做了功8．一个物体受力作用并在力的方向上移动，其作用力F与移动的距离s关系如图所示，则（ ）A．施力3N时做功最多 B．施力5N时做功最多C．施力8N时做功最多 D．全程共做功50J9．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）A．小球从A点运动到B点的过程中速度增大B．小球反弹经过D点时动能为零C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能10．如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略）（ ）A．小球在c处受力平衡 B．由a运动到b，小球的机械能增加C．由a运动到b，小球的动能减小 D．由b运动到c，小球的机械能守恒11．粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m/s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（ ）A．重力做了3000J的功 B．推力的功率为30WC．推力做了1000J的功 D．摩擦力为100N12．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（ ）A．t1∼t2内，电梯可能向上运动 B．t2∼t3内，M的机械能保持不变C．t3∼t4内，电梯的动能一定增大 D．t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变13．甲、乙两人质量之比为，他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为，甲跑上楼所用的时间是t1。当甲站在自动扶梯上不动，开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2。那么，当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时，所用的时间为（ ）A． B． C． D．二、填空题（每空1分，共25分）14．物理学中，将 ___________与 ___________的比，叫作功率。利用功率来比较做功的快慢实质上还是用 ___________（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较做功快慢的。麻雀飞行时的功率约为8W，“8W”表示的物理意义是 ___________。15．工人只用一只动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，不计摩擦和滑轮重，在此过程中，木箱的动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。16．某气象卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它从远地点向近地点运动时，________转化为________，_______增大_________减小。（选填“重力势能”或“动能”）17．打羽毛球是深受人们喜爱的日常生活中的运动项目。如图所示，当羽毛球接触到球拍使球拍发生形变时，羽毛球的______能转化为球拍的______能；当羽毛球拍从变形最大至羽毛球离开球拍时，球拍的______能转化为羽毛球的______能。18．一物体在大小不变的水平拉力F的作用下沿粗糙程度相同的水平地面做直线运动，其关系图像s﹣t如图所示。（1）0~12s物体所受的拉力 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）12~24s物体所受的拉力；（2）0~12s拉力做的功 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）12~24s拉力做的功；（3）0~12s拉力做功的功率 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）12~24s拉力做功的功率。19．一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车发动机做功的功率为2×105W。则卡车行驶1min通过的路程为 ___________m，发动机做的功是 ___________J，此过程中，卡车受到的牵引力为 ___________N。20．放在同一粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在水平地面上滑动，在06s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示。（1）02s内物体在水平地面受到的拉力_____（选填“大于”“等于”或“小于”）物体受到的摩擦力；（2）26s内物体移动的距离是_____m；拉力是_____N；拉力所做的功是_____J；（3）02s内物体在水平地面受到的摩擦力_____N；（4）06s内要克服摩擦力做功主要由_____能转化为_____能。三、实验题（每空1分，共20分）21．小明同学在探究重力势能的大小与哪些因素有关时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。（1）实验中通过比较 _____来判断物体重力势能的大小；（2）铁块在下落过程中把重力势能转化为 _____；（3）为了验证猜想一，需选择表中 _____（填实验序号）三组数据进行分析；为了验证猜想二，需选择表中 _____（填实验序号）三组数据进行分析；（4）最终的结论是：_____和 _____越大，重力势能越大；（5）利用本实验装置还可以探究的实验为：_____；（6）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，实验数据表明：一个60克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包；从8楼抛下来就可以让人头皮破损；从18楼甩下来就可以砸碎成年人的头骨；从25楼抛下可使人当场死亡。请你从物理的角度解释：_____。（不计空气阻力）22．在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验时，小明让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，如图甲所示。（1）小明选用大小不同钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，是为了探究动能大小与 ___________的关系，让大小不同钢球从同一高度由静止滚下目的是 ___________，该过程用到的物理方法是 ___________；（2）小明实验时，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，小明发现水平面越光滑，木块移动的距离越 ___________（选填“远”或“近”）；若水平面绝对光滑，木块将 ___________；（3）小红同学发现木块移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重的原因造成的。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示的“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的方案，经过多次实验，记录实验数据如表：根据表中测量数据可以得出，当接触面粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越 ___________。下列生活中的四个现象运用了这个规律的是 ___________。A．鞋底刻有花纹B．汽车不允许超载C．老虎钳剪断铁丝需用力D．用力才能擦净黑板23．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块．分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。（1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过______来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大小跟______的关系。实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：猜想1：与小球离地的高度有关；猜想2：与小球离开桌面时的速度有关；猜想3：与小球的质量有关；（2）为了探究猜想1，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如表：①请根据表格中的数据，在图丙作s-H图像______；②根据表中数据，可以得出结论：当该小球以实验中相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为______cm时，小球水平飞行的距离s为40cm；（3）为了验证猜想2是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同．这说明猜想2是______（正确/错误）的；（4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是：______。 四、计算题（24题6分，25题10分，共16分）24．一列火车，以20m/s的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是2000N。求：（1）火车的牵引力；（2）火车行驶10s时间内，机车牵引力所做的功；（3）牵引力的功率。25．如图甲是我国研制的用于修理大型船舰的船坞一“华船一号”，其全长168m，宽48m，高16m，它有一个巨大的“凹”字形船舱，两侧有墙，上面装有吊装牵引装备，前后两端敞开，供待修船舰出入。船坞底部和两侧坞墙内有若干个浮箱，用来灌水和排水，实现船坞的沉与浮。某次作业中，为了抢修一艘总质量为1.2万吨的“MR”号待修船，船坞先自航到指定海域，然后向浮箱内灌水，船坞开始下沉；当船坞下沉到甲板刚好与海面相平时，船坞的吃水深度为4m、排水量为4万吨（如图乙所示）。继续向浮箱内灌水，当船坞下沉到坞内水足够深时，船坞上的卷扬机将“MR”号船水平牵引漂浮进船坞，此时船坞的吃水深度为14m、排水量为6.3万吨（如图丙所示）。接着抽出浮箱内的水，船坞上浮直至甲板刚好与海面相平，托起“MR”号开始修理工作，（如图丁）。（1）当甲板刚好与海面相平时，船坞底部受到海水的压强为多少？（2）“MR”号待修船在卷扬机水平拉力下以0.5m/s的速度匀速进入船坞，卷扬机的功率恒定为200kW，“MR”号进船坞时受到水的阻力为多少？（3）“MR”号船进船坞后，船坞浮箱内至少要向外排水多少立方米才可以开始修理工作？ 序号铁块质量（g）铁块距桌面高度（cm）桌腿进入沙子的深度（cm）①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1实验次数12345木块对木板的压力F/N23456弹簧测力计读数F1/N0.60.91.21.51.8离地高度H/cm5204580125水平飞行距离s/cm510152025第11章 功和机械能（章末检测）时间：90分钟 满分：100分一、选择题（3分/题，共39分）：1．下列过程中人对物体做功的是（ ）A．举着杠铃原地不动 B．提着水桶匀速上楼梯C．用力推木箱，木箱未被推动 D．抛出的篮球，在飞行过程中【答案】B【解析】A．举看杠铃原地不动，人对杠铃施加了力，但杠铃没有在该力的方向上移动距离，所以人对杠铃没有做功，故A不符合题意；B．提着水桶匀速上楼梯，人给水桶一个向上的力，水桶在力的作用下向上移动了距离，人对水桶做了功，故B符合题意；C．用力推木箱，木箱没动，人对木箱施加了推力，木箱在推力的方向上没有移动距离，人对木箱没做功，故C不符合题意；D．抛出的篮球，在飞行过程中不受人的推力，所以人对篮球不做功，故D不符合题意。故选B。2．下列关于功和能的叙述中正确的是（ ）A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能B．吊在天花板上的吊灯静止，所以没有能C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多D．没有做功的物体不具有能【答案】A【解析】A.一个物体如果具有了对别的物体做功的本领，我们就说这个物体具有能量，或者说具有能，故A正确；B.吊在天花板上的吊灯静止，相对于地面具有重力势能，故B错误；C.物体的具有的能越大，它能够做的功越大；物体已经做的功越多，并不能说明它具有的能就越多，只有物体能够做的功越多，才能说明它做功的能力强，因此它具有的能就越大，故C错误；D.物体不论有没有做功，只要能够对外做功，这个物体就具有能量，故D错误。故选A。3．在北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧比赛中，我国运动员徐梦桃获得冠军。如图所示，比赛时，徐梦桃从陡坡加速下滑，下列说法正确的是（ ）A．徐梦桃的动能不变 B．徐梦桃的重力势能减小C．徐梦桃的重力势能不变 D．徐梦桃的动能转化为重力势能【答案】B【解析】A.动能与质量和速度有关，徐梦桃从陡坡加速下滑，质量不变，速度变大，因此动能变大，故A错误；BC.从高处滑下，高度变小，因此重力势能减小，故B正确，C错误；D.从高处滑下，速度变大，高度变小，是重力势能转化为动能，故D错误。故选B。4．某人用同样的力拉同一物体，分别在光滑路面和粗糙路面上移动相同的距离，在光滑路面做的功为W1，在粗糙路面做的功为W2，则下列关系中正确的是（ ）A．W1＞W2 B．W1＝W2C．W1＜W2 D．因路面不同，无法比较【答案】B【解析】由W＝Fs可知，在光滑和粗糙两种不同的水平地面上F相同、s相同，因此两次做功一样多。故选B。5．下列关于物理量的单位对应关系不正确的是（ ）A．1Pa= B．1J= C．1kW=1000J D．1W=【答案】C【解析】A．压强公式为可得出压强单位是N/m2，用Pa取代N/m2，所以，故A正确；B．功的公式为可得出功的单位是，用J取代，所以，故B正确；C．kW是功率的单位，J是功的单位，，故C错误；D．功率的公式可得出功率单位是J/s，用W取代，所以，故D正确。故选C。6．在2021年东京奥运会铅球比赛中，我国选手巩立姣勇夺冠军。如图是比赛时，巩立姣掷出的铅球运动的情景，则铅球在图中哪个位置时重力势能最小（ ）A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样【答案】C【解析】物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能，重力势能大小与质量和高度有关，由图中可知，c点的位置最低，所以c点的重力势能最小，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。7．如图所示的几个情景，下列说法正确的是（ ）A．甲图中，小明提着滑板站在正在上升的电梯内，小明对滑板做了功B．乙图中，工人推着独轮车在水平地面上匀速移动了一段距离，独轮车一定对货物做了功C．丙图中，小红用力搬石块，但没有搬动，小红对石块做了功D．丁图中，足球离开脚后继续飞行一段距离，运动员对足球做了功【答案】A【解析】A．提着滑板在上升的电梯里，人给滑板一个向上的力，滑板向上移动了距离，人对滑板做了功，故A正确；B．工人推着独轮车在水平地面上匀速移动了一段距离，人对推车做了功。货物受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，在力的方向上没有通过距离，独轮车对货物没有做功。故B错误；C．小红用力搬石头，但没有搬动，有力作用在石头上，但没有移动距离，小红对石头没有做功，故C错误；D．足球离开脚后由于惯性继续飞行一段距离，不再受到运动员力的作用，运动员对足球没有做功，故D错误。故选A。8．一个物体受力作用并在力的方向上移动，其作用力F与移动的距离s关系如图所示，则（ ）A．施力3N时做功最多 B．施力5N时做功最多C．施力8N时做功最多 D．全程共做功50J【答案】C【解析】ABC．由图象可知力F1=3N时，移动的距离s1=10m-5m=5m力做的功W1=F1s1=3N×5m=15J力F2=5N时，移动的距离s2=2m，力做的功W2=F2s2=5N×2m=10J力F3=8N时，移动的距离s3=5m-2m=3m力做的功W3=F3s3=8N×3m=24J故C符合题意，AB不符合题意；D．全程做的总功W=W1+W2+W3=15J+10J+24J=49J故D不符合题意。故选C。9．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）A．小球从A点运动到B点的过程中速度增大B．小球反弹经过D点时动能为零C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能【答案】D【解析】A．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，故A错误；B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在D点的动能不为零，故B错误；C．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，在C点与在F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点的圆要大于在F点的圆斑，故C错误；D．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球在G点的机械能小于在E点的机械能，故D正确。故选D。10．如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略）（ ）A．小球在c处受力平衡 B．由a运动到b，小球的机械能增加C．由a运动到b，小球的动能减小 D．由b运动到c，小球的机械能守恒【答案】B【解析】A．小球在c处达到最高点，只受到重力的作用，因此受力不平衡，故A不符合题意；BC．在a处静止释放，在b处受到的合力为零且速度最大，所以由a运动到b，小球的速度增大、高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能增加，故B符合题意，C不符合题意；D．由b运动到c，小球在脱离水面时液面下降，液体的重力势能减小，所以小球的机械能增加；当小球完全离开水面后，由受到了空气阻力的作用，小球的机械能将变小，故D不符合题意。故选B。11．粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m/s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（ ）A．重力做了3000J的功 B．推力的功率为30WC．推力做了1000J的功 D．摩擦力为100N【答案】B【解析】A．因为竖直方向上距离为0，所以重力做功为0，故A错误；B．推力的功率为故B正确；C．由W＝Fs得，推力做功为故C错误；D．因为是匀速直线运动，所以摩擦力等于推力10N，故D错误。故选B。12．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（ ）A．t1∼t2内，电梯可能向上运动 B．t2∼t3内，M的机械能保持不变C．t3∼t4内，电梯的动能一定增大 D．t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变【答案】D【解析】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也静止，受力平衡，则受到重力G、电梯的支持力F支和弹簧的拉力F拉；由于压力F2与支持力F支是相互作用力，大小是相等的，则有G=F2+F拉当t1~t2内，压力变为小于F2的F1，弹力和重力不变，此时G>F1+ F拉，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动，故A不符合题意；B．t2~t3内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，动能不变，而重力势能减小，机械能减小，故B不符合题意；C．t3~t4内，压力F3大于F2，此时G
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