初中物理人教版八年级下册第十一章 功和机械能综合与测试复习练习题

这是一份初中物理人教版八年级下册第十一章 功和机械能综合与测试复习练习题，共27页。
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级第11章练习卷
一．选择题（共13小题）
1．如图1所示两位同学将相同重物从一楼搬到三楼，所用时间不同。由图中提供信息，判断以下说法正确的是（ ）

A．a图中同学做功多，做功快
B．b图中同学做功多，做功快
C．做功相同，a图中同学做功时间少，做功快
D．做功相同，b图中同学做功时间多，做功快
2．甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2：1，那么（ ）
A．它们的牵引力之比为1：2
B．它们的牵引力之比为2：1
C．它们做的功之比为1：2
D．它们做的功之比为2：1
3．在我们的生活中，能量转化是无处不在的。如图，用绳子持续摩擦铜管的过程中，不断地将机械能转化为（ ）

A．化学能 B．机械能 C．内能 D．核能
4．两个完全相同的篮球，表面涂黑，从不同的高度自由下落至同一地面，在地面上留下如图所示的黑色圆斑，下列判断正确的是（ ）

A．落在甲处的初始重力势能大
B．落在乙处的篮球弹性势能小
C．落在乙处的篮球初始高度大
D．落在甲处的篮球重力做功多
5．一辆自行车在匀速上坡的过程中，关于该自行车，下列说法正确的是（ ）
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能变小，动能变小
C．机械能变大，动能不变
D．机械能变大，重力势能不变
6．“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中速度越来越慢，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（ ）

A．“天问一号”在向远火点运动过程中势能越来越小
B．“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等
C．“天问一号”在近火点向远火点运动的过程中机械能越来越大
D．“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中机械能越来越小
7．如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，功率的大小分别为P1和P2，比较它们的大小（ ）

A．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2 B．F1＞F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
8．如图，轻质弹簧竖直放置如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至到弹簧被压缩到最大的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）（不计空气阻力）

A．小球的机械能守恒
B．小球、弹簧组成的系统机械能守恒
C．小球的动能一直增大
D．小球的机械能一直减小
9．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
10．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sAB＝sCD，比较两种情况下拉力F所做的功，下列判断正确的是（ ）


A．拉力F在AB段做功较多
B．拉力F在AB段与CD段做的功一样多
C．拉力F在CD段做功较多
D．无法判断
11．若汽车发动机在90kW的额定功率下工作，此时汽车匀速直线行驶的速度大小为72km/h，则汽车受到的阻力大小为（ ）
A．4.5N B．1.25×103N C．4.5×103N D．1.8×104N
12．如图所示是物体在运动过程中动能EK随时间t变化的曲线，则该运动的物体可能（ ）

A．由静止下落的乒乓球
B．离开脚后在地上滚动的足球
C．竖直向上垫起的排球
D．斜向上投掷出去的铅球（没有落地）
13．小明看到A4打印纸的包装上标有“70g/m2”字样，表示打印纸每平方米的质量是70g，用刻度尺测出了A4打印纸的长和宽分别是30cm和21cm，他用一张A4纸折一个纸飞机从学校教学楼的四楼水平抛出（层高约3.5m），纸飞机在空中盘旋后落在一楼地面上，则纸飞机重力做功约为（ ）

A．0.45J B．0.55J C．0.65J D．0.75J
二．填空题（共6小题）
14．轿车发动机的功率远大于人跑步的功率，功率大，表示做功 。

15．如图所示在荡秋千时，如果停止用力，秋千会越摆越低，这时秋千的机械能会 （填“增大”或“减小”），在这个过程中，秋千的 能转化为了 能。

16．如图是跳伞运动员从飞机上跳下，在他加速下落过程中，机械能转化为 能。在下落过程中他的机械能 （填“变大”、“变小”或“不变”）。

17．我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t，配备发动机的最大功率为420kW，若在水中以最大速度18km/h匀速航行0.5小时，则行驶的路程为 m，此时受到的阻力为 N。

18．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度。向下按笔的过程中，笔的重力势能 ，笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）

19．如图所示，在粗糙水平面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，弹簧在自然长度时，小球在O点，现通过小球压缩弹簧到A位置，由静止释放小球，小球从A点开始向右运动，最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为 ，长度AO OB（＞/＝/＜）。

三．实验探究题（共3小题）
20．回顾有关“机械能”的几个小实验，请完成下列三个小题。

（1）如图甲所示，木块从高处自由下落时将小桌的脚打入沙子中。要将小桌的脚打入沙子中更深些，应选用质量较 （选填“大”或“小”）的木块，并将其从更 （选填“高”或“低”）处下落。
（2）如图乙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，你将看到“魔罐” （选填“一直向远处滚”或“来回滚动”）。最终“魔罐”会停止滚动，静止在水平地面上，从能量转化的角度考虑，是由于机械能转化为 能，将“魔罐”滚动出去而不是平移出去，目的是 。
（3）如图丙所示，将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到卡片向上跳起。这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有弹性势能。要想使卡片向上跳得更高，应 （选填“增大”或“减小”）两个小豁口A和B之间的距离。
21．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。
（1）该实验中的研究对象是 （选填“小球”或“木块”），通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的，这种研究方法是 法。
（2）图中错误的操作是 。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以做出判断，在 相同的情况下， 越大，动能越大。
（3）木块与小球分离后，在水平木板上继续向前滑行，此时木块在水平方向受到摩擦力作用，这个力对木块运动状态的影响是 。

22．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细均相同）、小球（质量为m1）、木块和长刻度尺各一件，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出以下实验记录表。
实验次数
使用的弹簧
弹簧被压缩的长度/cm
木块移动的距离/cm
①
弹簧A
4
8
②
弹簧A
7
12
③
弹簧B
4
5
④
弹簧B
7
9
（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验中弹性势能的大小可以通过木块移动的距离来体现，这种研究方法叫 。请举出一个在热学探究中运用该方法的实例： 。
（2）为了探究猜想一，可选用实验次数①和②的数据进行比较分析，得出结论 。
（3）为了探究猜想二，可选用实验次数 的数据进行比较分析，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
（4）在完成实验后，小明又找来一个质量为m2的小球（m1＞m2），用两小球在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块，得到木块移动的距离分别为s1和s2，忽略小球自身摩擦对实验的影响，则s1和s2的大小关系为 。
【拓展】实验中用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请你从功和能的角度分析解释 。

四．计算题（共2小题）
23．继共享单车之后，电动共享汽车也陆续登陆重庆。班主任任老师租用如图所示的共享汽车外出家访，人车总质量为1000kg。这辆汽车从学校出发，沿平直公路以15m/s的速度匀速行驶了10min到达小杨家，已知行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.2倍。通过计算回答：
（1）这辆汽车行驶的路程；
（2）此过程中牵引力所做的功。

24．某型号汽车发动机的额定功率为4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1000N。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（1）发动机所提供的牵引力大小；
（2）行驶速度的大小；
（3）行驶5min牵引力所做的功。

（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级第11章练习卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题）
1．如图1所示两位同学将相同重物从一楼搬到三楼，所用时间不同。由图中提供信息，判断以下说法正确的是（ ）

A．a图中同学做功多，做功快
B．b图中同学做功多，做功快
C．做功相同，a图中同学做功时间少，做功快
D．做功相同，b图中同学做功时间多，做功快
【分析】比较做功快慢的方法有两种：（1）在功相同时，比较做功时间的长短，做功时间越短功率越大；（2）在做功时间相同时，比较做功的多少，做的功越多功率越大。
【解答】解：由图可知两人做的功相同，但做功时间不同，所以做功的快慢不同，做功时间少的同学做功快，即a图同学做功快。
故选：C。
【点评】本题的解题关键是了解比较做功快慢的方法，属于基础题。
2．甲、乙两辆功率相等的汽车，如果在相等的时间内匀速通过的路程之比为2：1，那么（ ）
A．它们的牵引力之比为1：2
B．它们的牵引力之比为2：1
C．它们做的功之比为1：2
D．它们做的功之比为2：1
【分析】由两车在相等的时间内路程之比可求得速度之比；由P＝Fv可得牵引力之比；由p＝可求得做功之比。
【解答】解：两车在相等的时间内匀速通过路程之比2：1，则由v＝得：；
由P＝FV得：＝
因两车功率和运动时间均相同，由W＝pt得：做功之比为1：1。
故选：A。
【点评】本题考查了功率的定义及P＝FV的应用，在做题时应灵活选择公式。
3．在我们的生活中，能量转化是无处不在的。如图，用绳子持续摩擦铜管的过程中，不断地将机械能转化为（ ）

A．化学能 B．机械能 C．内能 D．核能
【分析】做功可以改变物体的内能，克服摩擦做功可将机械能转化为内能。
【解答】解：如图，用绳子持续摩擦铜管的过程中，克服摩擦做功，可不断地将机械能转化为内能，使铜管和绳子的内能增大、温度升高，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】此题结合实例考查了做功可以改变物体的内能，要会理论联系实际进行分析解答，难度不大。
4．两个完全相同的篮球，表面涂黑，从不同的高度自由下落至同一地面，在地面上留下如图所示的黑色圆斑，下列判断正确的是（ ）

A．落在甲处的初始重力势能大
B．落在乙处的篮球弹性势能小
C．落在乙处的篮球初始高度大
D．落在甲处的篮球重力做功多
【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。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关，弹性势能与弹性形变大小有关。
【解答】解：由图可看出，乙的黑色圆斑较大，说明篮球着地时的弹性势能大，而篮球的弹性势能是由篮球的重力势能转化来的，所以乙处篮球的初始重力势能大，所处的高度大。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素，理解动能和势能转化过程中，机械能的变化情况，是解答此题的关键。
5．一辆自行车在匀速上坡的过程中，关于该自行车，下列说法正确的是（ ）
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能变小，动能变小
C．机械能变大，动能不变
D．机械能变大，重力势能不变
【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。
自行车上坡时，自行车没有发生弹性形变，不考虑弹性势能的变化；机械能＝动能+重力势能。
【解答】解：自行车匀速上坡时，质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大；动能不变，重力势能增大，机械能增大，故C正确。
故选：C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
6．“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中速度越来越慢，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（ ）

A．“天问一号”在向远火点运动过程中势能越来越小
B．“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等
C．“天问一号”在近火点向远火点运动的过程中机械能越来越大
D．“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中机械能越来越小
【分析】（1）物体由于运动而具有的能，叫做动能。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。
（2）物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。
（3）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：A．“天问一号”在向远火点运动的过程中速度越来越慢，质量不变，动能变小。动能转化为势能，势能越来越大。故A不正确；
BCD．由于只有动能和势能相互转化，所以“天问一号”的机械能守恒，即“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等，在近火点向远火点运动的过程中机械能不变。故B正确，CD不正确。
故选：B。
【点评】本题考查的是机械能及其转化，难度不大，属于基础考查。
7．如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，功率的大小分别为P1和P2，比较它们的大小（ ）

A．F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2 B．F1＞F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2 D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
【分析】（1）斜面倾斜角度越大，越费力。斜面AC的倾斜角度小于斜面BC，所以斜面AC更省力，
（2）斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功。
（3）知道拉力大小关系，速度相同，根据公式P＝＝＝Fv可判断拉力所做的功的功率大小。
【解答】解：（1）斜面AC倾斜角度小于BC，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1＜F2；
（2）由于斜面光滑，没有摩擦力，则使用两斜面的过程中没有额外功，由于使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即W1＝W2。
（3）根据公式P＝＝＝Fv可知，速度相同，由于F1＜F2，则拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即P1＜P2。
故选：D。
【点评】本题考查斜面的省力情况，物体做功的大小以及做功功率的大小，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功。
8．如图，轻质弹簧竖直放置如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至到弹簧被压缩到最大的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）（不计空气阻力）

A．小球的机械能守恒
B．小球、弹簧组成的系统机械能守恒
C．小球的动能一直增大
D．小球的机械能一直减小
【分析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。
对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。
【解答】解：AC、对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的高度不断减小，重力势能不断减小；小球的速度最终变为零，动能变为零，故小球的机械能不守恒，故AC错误；
B、不计空气阻力，小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球、弹簧组成的系统机械能守恒，故B正确；
D、小球在接触弹簧前，不计空气阻力，其机械能是不变的，只有当接触弹簧后，小球的机械能才开始转化为弹簧的弹性势能，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了影响动能、重力势能和弹性势能影响因素的应用，机械能的转化与守恒，要注意这里不计空气阻力时，整个装置的机械能才是守恒的。
9．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
【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。
【点评】明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。
10．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离sAB＝sCD，比较两种情况下拉力F所做的功，下列判断正确的是（ ）


A．拉力F在AB段做功较多
B．拉力F在AB段与CD段做的功一样多
C．拉力F在CD段做功较多
D．无法判断
【分析】利用W＝Fs判断两种情况下拉力做功多少，不要受到题目其它无关因素的干扰。
【解答】解：由题知，两次的拉力F大小相等，且sAB＝sCD，
所以，由W＝Fs可知，拉力F在AB段与CD段做的功一样多，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查功的大小比较，紧扣功的计算公式分析即可。
11．若汽车发动机在90kW的额定功率下工作，此时汽车匀速直线行驶的速度大小为72km/h，则汽车受到的阻力大小为（ ）
A．4.5N B．1.25×103N C．4.5×103N D．1.8×104N
【分析】已知汽车发动机的功率和行驶速度，根据P＝＝＝Fv计算出牵引力的大小，然后利用二力平衡条件得出汽车受到的阻力。
【解答】解：根据P＝＝＝Fv可知，汽车发动机牵引力大小为：
F＝＝＝4.5×103N，
汽车匀速直线行驶，处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以阻力f＝F＝4.5×103N。
故选：C。
【点评】本题考查了功率推导公式、和二力平衡条件的应用，属于常见题，难度一般。
12．如图所示是物体在运动过程中动能EK随时间t变化的曲线，则该运动的物体可能（ ）

A．由静止下落的乒乓球
B．离开脚后在地上滚动的足球
C．竖直向上垫起的排球
D．斜向上投掷出去的铅球（没有落地）
【分析】由图可知，该物体的动能先减小后增大，整个运动过程中动能都不为零。据此根据动能大小的影响因素分析选项中的各个场景中的物体的动能变化情况，然后得出结论。
【解答】解：由图可知，该物体的动能先减小后增大，整个运动过程中动能都不为零。
A、由静止下落的乒乓球，质量不变，速度不断变大，则动能不断变大，到达地面时，速度为零，动能为零，故A不合题意；
B、离开脚后在地上滚动的足球，质量不变，速度逐渐变小，则动能不断变小，停止运动时，速度为零，动能为零，故B不合题意；
C、竖直向上垫起的排球，质量不变，速度逐渐变小，则动能不断变小，到达最高点时，速度为零，动能为零，故C不合题意；
D、斜向上投掷出去的铅球，由于受到空气阻力和重力的作用速度不断变小，然后变大，则动能先变小后变大，在落地之前，速度不为零，动能不为零，故D符合题意。
故选：D。
【点评】此题考查动能的影响因素，读懂图象，并能根据动能的影响因素分析物体动能的大小变化是关键。
13．小明看到A4打印纸的包装上标有“70g/m2”字样，表示打印纸每平方米的质量是70g，用刻度尺测出了A4打印纸的长和宽分别是30cm和21cm，他用一张A4纸折一个纸飞机从学校教学楼的四楼水平抛出（层高约3.5m），纸飞机在空中盘旋后落在一楼地面上，则纸飞机重力做功约为（ ）

A．0.45J B．0.55J C．0.65J D．0.75J
【分析】（1）先计算一张纸的面积，根据题目已知打印纸每平方米的质量是70g，计算一张纸的质量；
（2）根据该纸飞机从从四楼水平抛出落在一楼地面下落距离为三层楼高，结合结合图中纸飞机的最高点与四楼地面间的距离，根据重力做功的计算公式W＝Gh，求解纸飞机重力做功。
【解答】解：一张纸的总面积S＝ab＝30cm×21cm＝630cm2＝6.3×10﹣2m2；
这张纸的质量m＝70g/m2×6.3×10﹣2m2＝4.41g＝4.41×10﹣3kg；
一张该A4纸折叠的纸飞机从四楼水平抛出落在一楼地面的过程中，由每层楼高约3.5m，结合图中纸飞机的最高点与四楼地面间的距离约2m，可知纸飞机下落距离：h≈3×3.5m+2m＝12.5m，则纸飞机重力做功为：W＝Gh＝4.41×10﹣3kg×10N/kg×12.5m＝0.55125J；
则纸飞机重力做功约为0.55J，故B正确。
故选：B。
【点评】此题主要考查功的公式的应用以及从题目提供材料中获取知识的能力。注意求解纸飞机下落距离时除楼层的高度外还需考虑纸飞机的最高点与四楼地面间的距离。
二．填空题（共6小题）
14．轿车发动机的功率远大于人跑步的功率，功率大，表示做功 快 。

【分析】功率表示物体做功快慢的物理量，功率等于功与时间之比。
【解答】解：功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大，表示做功快。
故答案为：快。
【点评】深入理解功率概念，可解答此题。
15．如图所示在荡秋千时，如果停止用力，秋千会越摆越低，这时秋千的机械能会 减小 （填“增大”或“减小”），在这个过程中，秋千的 机械 能转化为了 内 能。

【分析】荡秋千的过程中，会受到摩擦和空气阻力的作用，秋千克服摩擦和阻力做功，将机械能转化为内能。。
【解答】解：秋千自由摆动的过程中，因为有摩擦阻力和空气阻力的作用，秋千克服摩擦和阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以机械能会减小。
故答案为：减小；机械；内。
【点评】解决此题的关键是知道各种现象的能量储存方式和转化方式。判断减小的能和获得的能分别是哪一个。
16．如图是跳伞运动员从飞机上跳下，在他加速下落过程中，机械能转化为 内 能。在下落过程中他的机械能 变小 （填“变大”、“变小”或“不变”）。

【分析】判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
【解答】解：跳伞运动员从飞机上跳下，在他加速下落过程中，克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以他的机械能变小。
故答案为：内；变小。
【点评】本题考查了机械能和内能的转化，知道摩擦生热现象的能量转化是解题的关键。
17．我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t，配备发动机的最大功率为420kW，若在水中以最大速度18km/h匀速航行0.5小时，则行驶的路程为 9000 m，此时受到的阻力为 8.4×104 N。

【分析】根据速度公式v＝的变形公式算出行驶的路程；
知道坦克在水中航行时的最大速度和发动机功率，利用P＝＝＝Fv求出牵引力，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，据此求出受到的阻力。
【解答】解：（1）根据速度公式v＝知行驶的路程为：
s＝vt＝18km/h×0.5h＝9km＝9000m；
（2）坦克在水中航行时，最大速度v＝18km/h＝5m/s，
发动机的最大功率P＝420kW＝420000W，
由P＝＝＝Fv得坦克的牵引力：
F＝＝8.4×104N，
因为坦克是匀速航行，坦克受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
所以，坦克受到的阻力：f＝F＝8.4×104N．
故答案为：9000；8.4×104。
【点评】本题考查了速度公式、功率计算公式的应用、二力平衡条件的应用，难度不大，要掌握。
18．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度。向下按笔的过程中，笔的重力势能 减小 ，笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能 减小 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）

【分析】重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；结合影响因素的变化可做出判断。
【解答】解：向下按笔的过程中，笔的高度降低，因此重力势能减小；笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性形变程度变小，故其具有的弹性势能减小。
故答案为：减小；减小。
【点评】知道重力势能和弹性势能的大小的影响因素是解决该题的关键，属基础题。
19．如图所示，在粗糙水平面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，弹簧在自然长度时，小球在O点，现通过小球压缩弹簧到A位置，由静止释放小球，小球从A点开始向右运动，最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为 先变大后变小 ，长度AO ＞ OB（＞/＝/＜）。

【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；小球从A运动到O的过程中，受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力；该过程中弹簧的形变量减小，弹力减小，分析弹力与摩擦力的大小关系，确定小球的速度变化，从而可知小球动能的变化；
（2）弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；把弹簧和小球看做一个整体，根据初末状态的能量形式和能量守恒定律分析弹簧弹性势能的大小关系、形变量的大小关系，据此可判断长度AO与OB的关系。
【解答】解：
（1）小球从A运动到O的过程中，受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力；
开始一段时间内，弹力大于摩擦力，小球做加速运动，其速度不断增大，动能增大；当小球受到的弹力等于摩擦力时，小球的速度最大，动能最大；继续向右运动，弹簧的形变量减小，弹力减小，弹力小于摩擦力，小球做减速运动，动能变小，所以，小球从A点到O点的过程中动能先变大后变小；
（2）把弹簧和小球看做一个整体，小球在A点时速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，此时弹簧由于被压缩而具有较大弹性势能；
小球在整个运动过程中，需要克服摩擦做功，所以整体的机械能会转化为内能；小球最远运动到B点，此时小球的速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，但弹簧被拉长而具有一定的弹性势能；
根据能量守恒定律可知，在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能，所以在A点时弹簧的形变量较大，故可知AO大于OB。
故答案为：先变大后变小；＞。
【点评】此题是关于运动和力的关系以及能量转化的问题，有一定难度。
三．实验探究题（共3小题）
20．回顾有关“机械能”的几个小实验，请完成下列三个小题。

（1）如图甲所示，木块从高处自由下落时将小桌的脚打入沙子中。要将小桌的脚打入沙子中更深些，应选用质量较 大 （选填“大”或“小”）的木块，并将其从更 高 （选填“高”或“低”）处下落。
（2）如图乙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，你将看到“魔罐” 来回滚动 （选填“一直向远处滚”或“来回滚动”）。最终“魔罐”会停止滚动，静止在水平地面上，从能量转化的角度考虑，是由于机械能转化为 内 能，将“魔罐”滚动出去而不是平移出去，目的是 获得弹性势能 。
（3）如图丙所示，将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到卡片向上跳起。这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 做功 ，因此它具有弹性势能。要想使卡片向上跳得更高，应 增大 （选填“增大”或“减小”）两个小豁口A和B之间的距离。
【分析】（1）重力势能与质量和高度有关，物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大；
动能的影响因素：质量和速度；
（2）弹性势能的影响因素：物体的弹性形变程度；
由于罐与地面之间存在着摩擦力，所以罐的机械能会减小，最终会停下来；
（3）发生弹性形变的物体就具有了弹性势能，也具有了弹力，必然会对使它发生形变的物体施加力的作用。若该物体受到了力且在的方向上运动了一段距离，就说它做了功；对同一物体，影响弹性势能的因素是形变量。分析橡皮筋形变量的变化，根据能的转化分析。
【解答】解：
（1）要将小桌的脚打入沙子中更深些，需要增大重力势能，影响重力势能的因素是质量和高度，且物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大，故应选用质量较大的木块，并将其从更高处下落。
（2）魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能；由于罐与地面之间存在着摩擦力，所以罐的机械能会减小，即一部分机械能会转化为内能，最终“魔罐”会停止滚动，静止在水平地面上；将“魔罐”滚动出去而不是平移出去，目的是使橡皮筋发生弹性形变，从而获得弹性势能；
（3）“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋会对硬卡片施力，使它弹起，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能；
跳起高度与橡皮筋的形变量有关，保持其他条件不变，将卡片上的二个卡口之间的间隔增大，压平松手，则橡皮筋的形变量增大，弹性势能增大，转化成的重力势能增大，故卡片跳起的高度变高。
故答案为：（1）大；高；（2）来回滚动；内；获得弹性势能；（3）做功；增大。
【点评】本题考查动能和、重力势能和弹性势能的影响因素及机械能与内能的转化关系，此类关于探究影响重力势能、弹性势能的因素时，常采用转化法和控制变量法。
21．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。
（1）该实验中的研究对象是 小球 （选填“小球”或“木块”），通过比较木块在木板上滑行的 距离 来比较动能大小的，这种研究方法是 转换 法。
（2）图中错误的操作是 木块的初始位置不同 。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以做出判断，在 速度 相同的情况下， 质量 越大，动能越大。
（3）木块与小球分离后，在水平木板上继续向前滑行，此时木块在水平方向受到摩擦力作用，这个力对木块运动状态的影响是 木块由运动变为静止 。

【分析】（1）探究物体的动能的大小与什么因素有关实验中，根据转换法，小球的动能大小是通过木块被推的距离大小来反应的，据此分析小该实验研究的主体；
（2）根据控制变量法分析；
（3）力可以改变物体的运动状态和形状。
【解答】解：（1）探究物体的动能的大小与什么因素有关实验中，小球的动能大小是通过木块被推的距离大小来反应的，小该实验研究的主体是小球；
该实验中小车动能的大小是通过木块被推的距离体现的，木块被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这是转换法的应用；
（2）探究动能大小与质量关系时需要控制小球的速度相同，质量不同，小球去撞击木板上相同位置的木块；由图可知，木块的初始位置不同，是错误的；
改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，这说明乙中的小球的动能大；则可以做出判断，在速度相同的情况下，质量越大，动能越大；
（3）木块在水平方向受到摩擦力作用，摩擦力改变了木块的运动状态，木块最终会静止在木板上。
故答案为：（1）小球；距离；转换；（2）木块的初始位置不同；速度；质量；（3）木块由运动变为静止。
【点评】本实验研究动能的大小与什么因素有关，考查控制变量法和转换法的运用和对实验方案的改进，分析清楚图示情景是正确解题的关键。
22．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细均相同）、小球（质量为m1）、木块和长刻度尺各一件，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出以下实验记录表。
实验次数
使用的弹簧
弹簧被压缩的长度/cm
木块移动的距离/cm
①
弹簧A
4
8
②
弹簧A
7
12
③
弹簧B
4
5
④
弹簧B
7
9
（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验中弹性势能的大小可以通过木块移动的距离来体现，这种研究方法叫 转换法 。请举出一个在热学探究中运用该方法的实例： 清水中滴加红墨水，通过扩散现象说明分子在不停地做无规则运动 。
（2）为了探究猜想一，可选用实验次数①和②的数据进行比较分析，得出结论 弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关 。
（3）为了探究猜想二，可选用实验次数 ①和③（或②和④） 的数据进行比较分析，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
（4）在完成实验后，小明又找来一个质量为m2的小球（m1＞m2），用两小球在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块，得到木块移动的距离分别为s1和s2，忽略小球自身摩擦对实验的影响，则s1和s2的大小关系为 s1＝s2 。
【拓展】实验中用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请你从功和能的角度分析解释 当弹簧被压缩的程度越大，木块具有的动能越大，克服摩擦所做的功就越多，所以滑行的距离也就越长 。

【分析】（1）想探究的物理量不能直接看出结果，要通过其他量看出来的方法叫做转换法；热学中应用比较广泛；
（2）分析①、②可知：弹簧相同，压缩的程度不同，小球被弹出后推动木块移动的距离不同，即可得出答案；
（3）根据控制变量法分析；
（4）小球能移动是弹簧弹性势能转化成了动能，弹簧压缩量相同，弹性势能相同，转化的动能就相同。
【解答】解：（1）弹性势能的大小是通过木块被弹开的远近来体现的，这种研究方法叫转换法，如在清水中滴加红墨水，通过扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；
（2）根据实验次数①、②的数据可知弹簧相同，压缩的程度不同，小球被弹出后推动木块移动的距离不同，得出结论弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
（3）为了探究猜想二，必须控制弹簧被压缩程度相同，改变材料，可选用实验次数①和③（或②和④），木块被推动的距离不同说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
（4）因为压缩同一根弹簧至相同位置，所以弹簧的弹性势能相同，离开弹簧后小球具有的动能相同，且小球的动能全部转化为推动木块所做的功，两次小球推动木块所做的功相同，即s1＝s2；
[拓展]在木块所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，当弹簧被压缩的程度越大，木块具有的动能越大，克服摩擦所做的功就越多，所以滑行的距离也就越长。
故答案为：（1）转换法；清水中滴加红墨水，通过扩散现象说明分子在不停地做无规则运动；（2）弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；（3）①和③（或②和④）；（4）s1＝s2；
当弹簧被压缩的程度越大，木块具有的动能越大，克服摩擦所做的功就越多，所以滑行的距离也就越长。
【点评】本题考查影响物体势能大小的因素，要求学生掌握实验控制变量法和转换法。
四．计算题（共2小题）
23．继共享单车之后，电动共享汽车也陆续登陆重庆。班主任任老师租用如图所示的共享汽车外出家访，人车总质量为1000kg。这辆汽车从学校出发，沿平直公路以15m/s的速度匀速行驶了10min到达小杨家，已知行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.2倍。通过计算回答：
（1）这辆汽车行驶的路程；
（2）此过程中牵引力所做的功。

【分析】（1）根据速度公式的变形式s＝vt可求出这辆汽车行驶的路程；
（2）汽车沿平直公路匀速运动，处于平衡状态，利用F牵＝f＝0.2G总＝0.2m总g计算所受牵引力，利用W＝F牵s计算此过程中牵引力所做的功。
【解答】解：
（1）根据速度公式可知这辆汽车行驶的路程：s＝vt＝15m/s×10×60s＝9000m；
（2）汽车沿平直公路匀速运动，处于平衡状态，
则汽车所受牵引力：F牵＝f＝0.2G总＝0.2m总g＝0.2×1000kg×10N/kg＝2000N，
此过程中牵引力所做的功：W＝F牵s＝2000N×9000m＝1.8×107J。
答：（1）这辆汽车行驶的路程为9000m；
（2）此过程中牵引力所做的功为1.8×107J。
【点评】本题考查了速度、重力和功的有关计算，属于对基础知识的考查，难度不大。
24．某型号汽车发动机的额定功率为4×104W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1000N。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：
（1）发动机所提供的牵引力大小；
（2）行驶速度的大小；
（3）行驶5min牵引力所做的功。
【分析】（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力，由二力平衡条件可得出汽车的牵引力；
（2）已知汽车发动机的额定功率和汽车的牵引力，利用可得出汽车行驶的速度；
（3）已知汽车行驶时间和行驶速度，利用s＝vt可求出汽车行驶路程，再利用W＝Fs求出汽车牵引力做的功。
【解答】解：（1）已知汽车匀速行驶时受到的阻力f＝1000N，
由二力平衡的条件可知汽车发动机所提供的牵引力为：F＝f＝1000N；
（2）已知汽车发动机的额定功率P＝4×104W，
由可知，汽车行驶的速度为：v＝＝＝40m/s；
（3）行驶5min通过的路程为：s＝vt＝40m/s×5×60s＝12000m，
则牵引力做的功为：W＝Fs＝1000N×12000m＝1.2×107J。
答：（1）发动机所提供的牵引力大小为1000N；
（2）行驶速度的大小为40m/s；
（3）行驶5min牵引力所做的功为1.2×107J。
【点评】本题考查了学生对功、功率和速度计算公式的运用，同时考查了二力平衡的条件，难度不大，需要熟练掌握相关的计算公式以及变形式。