第11章功和机械能 2021-2022学年人教版物理八年级下册练习题

这是一份第11章功和机械能 2021-2022学年人教版物理八年级下册练习题，共16页。试卷主要包含了单选题，填空题，简答题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
人教版八年级下册《第11章 功和机械能》2022年单元测试卷一、单选题1．下列生活实例中，人对物体施加的力做功的有（　　）A．甲和乙 B．甲和丁 C．乙和丙 D．丙和丁2．如图所示，甲、乙两物体做功（W）与时间（t）的关系图象，由图象分析判断，下列说法正确的是（　　）A．P甲＜P乙 B．P甲＞P乙 C．W甲＝W乙 D．W甲＞W乙3．一名普通中学生从教学楼的一楼沿楼梯走到五楼，用时60s。在此过程中，他克服重力做功的功率最接近于（　　）A．1W B．10W C．100W D．1000W4．一只皮球从高处落下，碰地后发生形变，又反跳起来，则下列各阶段中皮球的动能转化为弹性势能的是（　　）A．从高处下落到刚碰地面 B．从碰到地面到皮球形变最大 C．从皮球形变最大到离开地面 D．从皮球离开地面到最高点5．甲乙两辆汽车功率相等，若它们在相等时间内匀速通过的路程之比是1：2，则（　　）A．牵引力之比为1：2 B．牵引力之比为2：1 C．做功之比为1：2 D．做功之比为2：16．下列四个实例中，机械能正在减小的是（　　）A．空中加速上升的飞艇 B．空中水平匀速飞行的飞机 C．地面上蓄势待发的火箭 D．高空中匀速下降的热气球7．今年5月5日 我国自主研发的大飞机C919在上海浦东国际机场试飞成功。该大飞机在加速上升的过程中（忽略燃油变化），下列关于大飞机的动能和势能变化情况的描述正确的是（　　）A．动能增大，势能减小 B．动能减小，势能增大 C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能减小8．小球从某高度处由静止下落，若不计空气阻力，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图像是（　　）A． B． C． D．9．如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（　　）A．小球从a到c加速下滑，部分重力势能转化为动能 B．小球从c到d减速上坡，部分动能转化为重力势能 C．小球在b和d时重力势能和动能都相等 D．小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能10．如图，两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，则（　　）A．甲做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较小 C．甲做功较多，甲、乙功率相等 D．甲、乙做功相等，乙的功率较大11．过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动（图甲）。如图乙为过山车部分简图，小车沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。则下列说法正确的是（　　）A．小车在A点机械能大于B点机械能 B．小车在B点动能最大，C点势能最大，A点机械能最大 C．小车由A到B的过程中，动能增大，势能减少，机械能不变 D．小车由B到C的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大12．如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面内，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为200J．让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为160J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的机械能可能是（不计空气阻力）（　　）A．160J B．135J C．120J D．80J二、填空题13．如图所示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮的速度大小不变，则她从最低点上升到最高点过程中机械能 　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。14．放在水平地面上的物体，质量为5kg，在30N的水平拉力作用下，沿水平方向运动了10m，所用时间为20s，那么重力做功 　   　J，拉力做功 　   　J，拉力的功率是 　   　W。（g取10N/kg）15．如图所示，许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此　   　守恒。卫星从近地点向远地点运动时，它的　   　增大。16．救灾飞机到达救灾现场上空后匀速水平飞行的同时，将救灾物资投下的过程中，飞机的动能 　   　，重力势能　   　，机械能 　   　。（填“增大”、“减小”或“不变”）17．如图所示，这是运动员撑竿跳高时的场景。运动员助跑时具有 　   　，在撑竿起跳时弯曲的撑竿具有 　   　，运动员越横杆时，在最高位置速度为0，此时运动员具有 　   　（均选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）。三、简答题18．如图所示是一小球从高处落下，碰到地面后又被反弹回去的频闪照片。请你指出照片中可以获得的两条信息（要求从不同角度描述）。四、实验题19．如图所示的是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置。（1）在实验中，物体B被推动的距离能够反映钢球A动能的大小，理由是物体B被推动的距离越远，说明钢球A对物体B 　   　越多。（2）为了探究动能的大小与速度的关系，应该选用质量 　   　（选填“相同”或“不同”）的钢球从斜面的 　   　（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放。实验表明，钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越 　   　（选填“近”或“远”）。（3）为了探究动能的大小与质量的关系，应该选用质量 　   　（选填“相同”或“不同”）的钢球从斜面的 　   　（选填“相同”或“不同”）位置由静止释放。（4）物理研究方法有许多，如等效替代法.类比法、转换法、对比法、控制变量法，本实验主要运用了两种研究方法，一是 　   　法；二是 　   　法。20．弹弓是小朋友经常玩的一种玩具。小李同学利用同样大小的黏土弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”他依次将橡皮条固定在弹弓上。如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将黏土弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如表：次数橡皮条橡皮条宽/cm橡皮条长/cm弹射的水平距离/m1a0.5020.0010.102b0.5030.008.203c1.0020.0014.004d1.0020.00　   　（1）实验中，是通过比较 　   　来间接反映橡皮条的弹性势能大小。（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 　   　有关。（3）由1、2、3次实验数据可知，同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 　   　。A.窄而长的B.宽而长的C.窄而短的D.宽而短的（4）该同学想进一步研究弹射水平距离与弹珠质量的关系，在前面实验基础上又用质量较大的铁弹珠进行了第4次实验，请你利用所学知识判断弹射的水平距离 　   　（选填“大于”“等于”或“小于”）14m。（5）用橡皮条将弹珠弹射出去是 　   　能转化成 　   　能，你认为影响橡皮条弹性势能大小的其他因素有 　   　、　   　（写出两条即可）。五、计算题21．如图所示，质量为80kg的骑车者，骑着质量为5kg自行车沿着平直的水平路面，以5m/s的速度匀速行驶，骑行过程中人和车受到的阻力恒为自行车对地面压力的0.02倍。（g＝10N/kg）（1）骑行过程中人和车受到的阻力是多少？（2）骑车者做功的功率是多少？22．如图所示，某品牌扫地机器人的质量为1.2kg，在6N的牵引力作用下，8s内在水平地面匀速前进了1.6m，g取10N/kg。求：（1）扫地机器人受到的重力；（2）牵引力所做的功；（3）牵引力做功的功率。23．抗疫期间，某无人机将急救物资从甲地运送至乙地（如图）。无人机总重为450N，先匀速竖直上升飞行再沿水平方向匀速直线飞行。求：（1）无人机悬停在空中时，螺旋桨产生的升力F的大小与方向；（2）该无人机5s内匀速竖直上升40m的过程中，升力做的功和功率。
参考答案与试题解析一、单选题1．【分析】做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。【解答】解：甲、箱子在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在箱子上，箱子在力的方向上通过了距离，所以做了功；乙、提着小桶在水平路上前行，人给小桶一个向上的力，小桶向上没有移动距离，人对小桶没有做功；丙、用尽全力搬石头，但未搬动，有力作用在物体上，但没有移动距离，所以不做功；丁、物体在绳子的作用下沿力的方向升高一段距离，力对物体做了功；综上分析，甲和丁实例中，人对物体施加的力做了功。故选：B。2．【分析】由图象可知，相同时间内甲、乙两物体做功的关系，根据P可知它们的功率关系。【解答】解：（1）由图象可知，相同时间内，甲做的功比乙做的功多，即W甲＞W乙，由P可得，P甲＞P乙，故A错误，B正确。（2）由于不知道做功时间，无法判断甲、乙两物体做功多少，故CD错误，故选：B。3．【分析】估测中学生的质量及每层楼的高度，根据W＝mgh计算出克服重力所做的功，再根据P得出功率的大小。【解答】解：中学生的质量约50kg，一层楼的高度约3m，则一楼到五楼的高度约为h＝3m×（5﹣1）＝12m，克服重力做的功为：W＝mgh＝50kg×10N/kg×12m＝6000J，爬楼的功率为P100W。故选：C。4．【分析】（1）影响动能的因素是质量和速度，影响重力势能的因素是重力和高度，影响弹性势能的因素是皮球的形变程度。（2）动能和势能之间是可以相互转化的。【解答】解：A、从高处落下到刚碰到地面，重力势能转化为动能，故A错误；B、从碰地到皮球形变的最大，动能转化为弹性势能，故B正确；C、从皮球离开地面到上升到最高点，动能转化为重力势能，故C错误；D、从皮球形变最大到离开地面，弹性势能转化为动能，故D错误。故选：B。5．【分析】两汽车的功率相等，根据W＝Pt可知相同时间内做功之比；根据W＝Fs求出两汽车的牵引力之比。【解答】解：CD、由题意可知，两辆行驶汽车的功率P相同，行驶的时间t相等，通过的路程之比s1：s2＝1：2，由P的变形式W＝Pt可知，两辆汽车做的功相等，即W1：W2＝1：1，故CD错误；AB、由W＝Fs可得，两辆汽车的牵引力之比：，故A错误、B正确。故选：B。6．【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。（3）物体不发生弹性形变时，机械能＝动能+重力势能。【解答】解：A、加速上升的飞艇，飞艇的质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大；飞艇不发生弹性形变，而机械能＝动能+重力势能，所以飞艇的机械能变大。故A错误。B、水平匀速飞行的飞机，飞机的质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变；飞机不发生弹性形变，而机械能＝动能+重力势能，所以该飞机的机械能不变。故B错误。C、蓄势待发的火箭（即火箭是静止的），火箭的质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变；火箭不发生弹性形变，而机械能＝动能+重力势能，所以火箭的机械能不变。故C错误。D、高空中匀速下降的热气球，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故D正确。故选：D。7．【分析】（1）动能是指物体由于运动而具有的能量，动能的大小和物体的质量、运动速度大小有关，质量越大、运动速度越大，物体的动能越大；（2）重力势能是指物体由于被举高而具有的能量，重力势能的大小和物体的质量、被举得高度有关，质量越大、高度越高。物体的重力势能越大；（3）动能和势能统称为机械能。【解答】解；飞机加速上升的过程中，飞机的质量不变，速度增大、动能增大；高度增大、重力势能增大；机械能增大。故选：C。8．【分析】小球从某高度处由静止下落，若不计空气阻力，小球做加速运动，在相同时间内物体下落的高度越来越大，再根据W＝Gh即可判断小球重力做功与时间关系的图象。【解答】解：小球从某高度处由静止下落，若不计空气阻力，小球做加速运动，在相同时间内物体下落的高度越来越大，物体的重力不变，由W＝Gh可知，相同时间内重力对该球做功越来越多，结合选项可知C正确、ABD错误。故选：C。9．【分析】（1）影响重力势能的因素有：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。影响动能的因素有：质量和速度。质量越大，速度越快，动能越大。（2）没有摩擦、不计能量损失时，机械能是守恒的；若存在摩擦，一部分机械能会变成内能，机械能减小。【解答】解：A、小球从a到c加速下滑，小球质量不变，速度增大，故动能增大；同时高度减小，重力势能减小，所以小球的部分重力势能转化为动能，故A正确；B、小球从c到d减速上坡，小球质量不变，速度减小，故动能减小；同时高度增加，重力势能增大，所以小球的部分动能转化为重力势能，故B正确；C、由于接触面粗糙，小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能+势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；D、由于接触面粗糙，所以小球从a到d的过程中部分机械能会转化为内能，小球的机械能减小，故D正确；故选：C。10．【分析】由题知甲比乙高，举起相同的杠铃时，举起的高度大，根据W＝Gh分析做功大小，又知道所用时间相同，再利用P比较功率大小。【解答】解：∵两人举起杠铃质量相同，∴杠铃重相同，∵甲比乙高，∴举起的高度：h甲＞h乙，∵举起杠铃做功W＝Gh，∴举起杠铃做的功：W甲＞W乙，∵P，举起杠铃用的时间相同，∴做功功率：P甲＞P乙。由此分别可知：选项A正确。故选：A。11．【分析】忽略空气阻力和摩擦时，过山车在整个运动过程中，过山车的机械能守恒，过山车上升过程中动能转化为重力势能，下降过程中重力势能转化为动能。【解答】解：A、不计摩擦时，过山车从A、B、C时机械能守恒，故A不符合题意。B、A到B的过程中，动能转化为重力势能，所以A点重力势能最大；不计摩擦，三点的机械能相等，故B不符合题意。C、A到B的过程中，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大。A、B机械能不变，故C符合题意。D、B到C过程中，重力势能转化为动能。重力势能减小，动能增大。机械能不变，故D不符合题意。故选：C。12．【分析】动能和重力势能之间可以相互转化，在转化过程中，由于与轨道摩擦，机械能逐渐减小，不计空气阻力，根据对摩擦力的分析可做出解答。【解答】解：由题意可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，逐渐减小。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从200J减小为160J，减少了40J．而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于40J，即小球的机械能是在160J的基础上，减去一个小于40J的数，即最有可能是135J。故选：B。二、填空题13．【分析】（1）物体的动能大小由其质量与速度大小决定；（2）物体的重力势能大小由其质量与高度决定；（3）某一物体的机械能等于其动能与重力势能之和。【解答】解：摩天轮运转速度大小不变，说明小红的速度大小不变，而小红质量也不变，高度增大，所以她的动能大小不变，重力势能增大，小红的机械能等于动能与重力势能之和，所以她的机械能将增大。故答案为：变大。14．【分析】（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离；据此确定重力是否做功，若做功，利用W＝Gh计算。（2）知道拉力大小和物体在拉力方向上移动的距离，利用W＝Fs求拉力所做的功；知道做功时间，再利用P求拉力的功率。【解答】解：物体在水平方向移动，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。拉力做的功：W＝Fs＝30N×10m＝300J；拉力做功的功率：P15W。故答案为：0；300；15。15．【分析】（1）在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。（2）势能大小的影响因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越高，势能越大。（3）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。【解答】解：卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。卫星从近地点到远地点运动过程中，速度变小，高度变大，故势能增大，动能减小，动能转化为势能。故答案为：机械能；势能。16．【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。（3）机械能为动能和势能的和。【解答】解：飞机在空中沿水平方向匀速飞行，同时往地面投放救灾物资，飞行过程中，质量不断减小，速度不变，高度不变，动能减小，重力势能减小，故机械能减小。故答案为：减小；减小；减小。17．【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；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；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。【解答】解：运动员助跑时具有动能，在撑竿起跳时弯曲的撑竿具有弹性势能，在最高位置速度为0，此时运动员具有重力势能。故答案为：动能；弹性势能；重力势能。三、简答题18．【分析】据题目中提示的信息，结合力学的知识分析即可判断。【解答】解：球能反弹说明力可以改变物体的运动状态；球能反弹也说明物体间力的作用是相互的；球被反弹的高度变小，说明由于阻力或摩擦的作用，机械能是不守恒的。故答案为：①物体间力的作用是相互的；②力可以改变物体的运动状态；③由于阻力或摩擦的作用，机械能是不守恒的。四、实验题19．【分析】（1）（2）（3）决定动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度。因此研究物体动能大小与这两个因素的关系时要用到控制变量法，即：要研究与哪个因素的关系，就要控制该因素不变，让其他的因素改变；（4）根据控制变量法和转换法分析。【解答】解：（1）B在水平面所受的阻力相同，根据W＝Fs，物体B被推动的距离越远，说明小球A对物体B做的功越多；（2）为探究动能的大小与速度的关系，需要控制小球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，故应让质量相同的小球从斜面的不同高度由静止释放；高度越高，速度越大，推动木块移动的距离越远；（3）要探究动能的大小与质量的关系，需要控制速度相同，小球的质量不同，应让质量不同的小球从相同斜面的相同高度由静止释放；（4）动能的影响因素有两个，实验中采用的是控制变量法；实验中通过木块移动距离的大小来判定动能的大小，采用的是转换法。故答案为：（1）做功；（2）相同；不同；远；（3）不同；相同；（4）转换；控制变量。20．【分析】（1）具有弹性的物体发生弹性形变时，具有弹性势能；弹性势能的大小跟物体发生弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大；（2）（3）根据表格中的数据，利用控制变量法分析；（4）弹珠射出时弹性势能转化为动能，弹性势能一定，动能一定，质量大速度小；（5）具有弹性的物体发生弹性形变时，具有弹性势能。运动的物体具有动能；弹性势能的大小跟物体发生弹性形变大小、宽度、长度、厚度等因素有关。【解答】解：（1）弹弓橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠射出的距离来表示，射出的越远，弹弓的弹性势能越大；（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，长度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关；（3）由以上可知，弹性势能的大小与宽度、长度有关；在拉伸相同的伸长量时，宽度越宽，弹性势能越大，长度越短，弹性势能越大，故弹性势能最大的橡皮条是宽而短的，故选D；（4）弹珠射出时弹性势能转化为动能，弹性势能一定，动能一定，铁弹珠质量大，速度小，移动距离小，故弹射的水平距离小于14m；（5）用橡皮条将弹珠弹射出去时，是橡皮条的弹性势能转化为弹珠的动能；橡皮条的长度、宽度、厚度都影响橡皮条的弹性势能大小。故答案为：（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）D；（4）小于；（5）弹性势；动；橡皮条的厚度；橡皮条的长度。五、计算题21．【分析】（1）利用F＝G＝mg可求出自行车对地面的压力，由题意求出骑行过程中人和车受到的阻力；（2）当物体处于平衡状态时（包括静止状态和匀速直线运动状态），受力平衡，由二力平衡的条件可得出骑车者的动力，再利用PFv可求出骑车者做功的功率。【解答】解：（1）由题意可知，自行车对地面的压力：F＝G＝mg＝（80kg+5kg）×10N/kg＝850N；由题意可知骑行过程中人和车受到的阻力：f＝F＝850N×0.02＝17N；（2）由骑车者做匀速直线运动，处于平衡状态，受力平衡，由二力平衡的条件可知骑车者的动力为：F动＝f＝17N，则骑车者做功的功率：。答：（1）骑行过程中人和车受到的阻力是17N；（2）骑车者做功的功率是85W。22．【分析】（1）根据G＝mg得出扫地机器人受到的重力；（2）根据W＝Fs得出牵引力所做的功；（3）根据P得出牵引力做功的功率。【解答】解：（1）扫地机器人受到的重力G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N；（2）牵引力所做的功W＝Fs＝6N×1.6m＝9.6J；（3）牵引力做功的功率P1.2W。答：（1）扫地机器人受到的重力为12N；（2）牵引力所做的功为9.6J；（3）牵引力做功的功率为1.2W。23．【分析】（1）无人机悬停在空中时处于平衡状态，受到的重力和螺旋桨产生升力是一对平衡力，二力大小相等，方向相反；（2）利用W＝Fh求无人机升力所做的功；利用P可求得功率。【解答】解：（1）因无人机悬停在空中时处于平衡状态，受到的重力和螺旋桨产生升力是一对平衡力，所以，无人机螺旋桨产生的升力F＝G＝450N，其方向与重力的方向（竖直向下）相反，即升力F的方向是竖直向上；（2）无人机匀速竖直上升，则升力所做的功：W＝Fh＝450N×40m＝18000J；功率：P3600W。答：（1）无人机悬停在空中时，螺旋桨产生的升力F的大小为450N，方向为竖直向上；（2）该无人机5s内匀速竖直上升40m的过程中，升力做的功为18000J，功率为3600W。声明