《功和机械能》单元测试（含答案）
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《功和机械能》单元测试
一、选择题（每题3分，共30分）
1．体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（ ）
A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小
C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大
2．某同学的质量约为50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼。请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于（ ）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
3．在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（ ）
A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功
B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功
C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功
4．2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。“高空抛物”已成为城市的痛，一个50g的鸡蛋从高约70m的25楼落下，可使人当场死亡，说明（ ）
A．鸡蛋砸到人，是鸡蛋的重力势能转化为人的动能
B．鸡蛋在下落过程中，机械能守恒
C．鸡蛋的重力势能与质量和高度有关
D．鸡蛋在下落过程中，重力做功为3500J
5．如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油时的情景，在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．战斗机的动能不变，势能不变，机械能不变
B．战斗机的动能增加，势能不变，机械能增加
C．加油机的动能不变，势能不变，机械能不变
D．加油机的动能减少，势能减少，机械能减少
6．一颗质量是20克的子弹从枪膛中水平射出，子弹在枪膛中受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是600N，枪膛长60cm，子弹从枪膛射出后飞行1200米，气体对子弹做的功为
A．0.18焦 B．120焦 C．360焦 D．7.2×105焦
7．科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示相应的量是（ ）
A．压强 B．压力
C．功率 D．时间
8．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（ ）
A．速度比在S点的大
B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的
D．离地高度比在S点的低
9．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．10J B．30J C．50J D．80J
10．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
二、填空题（每空1分，共20分）
11．如图所示，蚂蚁用10﹣3N的力拉着树叶，10s内沿拉力方向前进了10cm，则蚂蚁对树叶做功为____J，此时的功率为___W．
12．一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m．若拉力做的功为500J，则拉力的大小为_____N．
13．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，则施加的力F1____________F2，拉力做的功为W1________W2，拉力做功的功率P1_____________P2。（填“＞”、“＜”或“＝”）
14．2020年9月19日，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，在天津泰达航母主题公园精准降落在“基辅号”航母甲板的跳靶上，完成了全球首次航母翼装飞行。当其从直升机上一跃而下时，重力势能逐渐______；打开降落伞后匀速下降时，其动能______；在整个下降过程中，张树鹏的机械能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
15．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______。
16．如图甲所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时，铁块此时的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。铁块受到的摩擦力为___________N。 4s内拉力F做的功为___________J。
17．甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_____（选填“增加”、“不变”、“减少”）。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能_____乙的重力势能，甲的机械能_____乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小于”）．若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是_______________。
18．随着人们生活水平不断提高，小龙家最近也买了辆轿车．若轿车以90 kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，则经过10 s轿车发动机所做的功是___________J，当牵引力为___________N时轿车能保持匀速直线运动。
三、计算题（每题12分，共24分）
19．某次跳伞训练中，体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：
(1)运动员下落的平均速度；
(2)重力做的功；
(3)匀速下降时重力做功的功率.
20．近年来，房车自驾游渐渐的成为旅游的新趋势。这种旅游方式能让游客真正的回归自然、亲近自然，在旅途中享受自由。我国制造的“长城”房车（如图所示）的总质量为3×103kg，在一段平直公路上匀速行驶了56km，用时0.5h，受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）该房车的行驶速度；
（2）该房车牵引力所做的功；
（3）若将该房车改装成并联混合动力型，由汽油发动机与电动机同时提供动力，其功率分别为40kW和60kW，该房车以72km/h的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。
四、实验题（每空2分，共26分））
21．某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：
花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为的小球3个和质量为的小球一个。所用实验装置如图所示（小球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验中均让小球从图中高度自由下落，待小球静止后，分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容。
（1）本实验是通过观察 __ 来判断重力势能大小的。
（2）比较A、B两球，由此可得出结论： __ 。
（3）比较 __ 两球，可得出结论：当物体 __ 相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大。
（4）比较C、D两球，可得出：物体的重力势能与物体运动的路径 __ （选填“有关”或“无关”）。
（5）小球下落陷入花泥前，将重力势能转化为 __ 能。
（6）该实验采用的物理研究方法是 __ （写出其中的一种即可）。
22．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的______相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球______；
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，______；
（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图______（选填“甲”、“乙”或“丙”）中的小球，原因是______；
（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表），小车在三个表面克服摩擦力做功______（选填“相等”或“不相等”）；若水平面绝对光滑，小车将做______运动。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
答案：
1．D 2．C 3．A 4．C 5．D 6．C 7．B 8．B 9．B 10．D
11． 1×10﹣4 1×10﹣5 12．20 13． ＜ ＝ ＜ 14． 减小 不变 减小
15． 运动员和跳伞设备的总重力大于空气阻力 ③ 7×105J 16． 2 4.8
17． 不变 等于 小于 由于惯性，要保持原来的速度向前倾 18． 9×105 3×103
19．(1)10m/s；(2)1.5×105J；(3)3000W 20．（1）112km/h；（2）1.68×108J；（3）5000N
21． 小球陷入花泥的深度 当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 A、C 质量 无关 动 控制变量
22． 速度 从斜面的同一高度由静止滚下 速度越大，动能越大 丙 纸盒被推动的距离最小 相等 匀速直线
一、选择题（每题3分，共30分）
1．体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（ ）
A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小
C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大
2．某同学的质量约为50kg，他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼。请估算在此过程中该同学上楼的功率最接近于（ ）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
3．在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（ ）
A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功
B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功
C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功
4．2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。“高空抛物”已成为城市的痛，一个50g的鸡蛋从高约70m的25楼落下，可使人当场死亡，说明（ ）
A．鸡蛋砸到人，是鸡蛋的重力势能转化为人的动能
B．鸡蛋在下落过程中，机械能守恒
C．鸡蛋的重力势能与质量和高度有关
D．鸡蛋在下落过程中，重力做功为3500J
5．如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油时的情景，在这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．战斗机的动能不变，势能不变，机械能不变
B．战斗机的动能增加，势能不变，机械能增加
C．加油机的动能不变，势能不变，机械能不变
D．加油机的动能减少，势能减少，机械能减少
6．一颗质量是20克的子弹从枪膛中水平射出，子弹在枪膛中受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是600N，枪膛长60cm，子弹从枪膛射出后飞行1200米，气体对子弹做的功为
A．0.18焦 B．120焦 C．360焦 D．7.2×105焦
7．科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示相应的量是（ ）
A．压强 B．压力
C．功率 D．时间
8．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（ ）
A．速度比在S点的大
B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的
D．离地高度比在S点的低
9．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．10J B．30J C．50J D．80J
10．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
二、填空题（每空1分，共20分）
11．如图所示，蚂蚁用10﹣3N的力拉着树叶，10s内沿拉力方向前进了10cm，则蚂蚁对树叶做功为____J，此时的功率为___W．
12．一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了25m，拉力撤销后，物体由于惯性又前进了10m．若拉力做的功为500J，则拉力的大小为_____N．
13．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，则施加的力F1____________F2，拉力做的功为W1________W2，拉力做功的功率P1_____________P2。（填“＞”、“＜”或“＝”）
14．2020年9月19日，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，在天津泰达航母主题公园精准降落在“基辅号”航母甲板的跳靶上，完成了全球首次航母翼装飞行。当其从直升机上一跃而下时，重力势能逐渐______；打开降落伞后匀速下降时，其动能______；在整个下降过程中，张树鹏的机械能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
15．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______。
16．如图甲所示的铁块重力G=4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直方向上拉力F=6N的作用下向上运动时，铁块此时的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。铁块受到的摩擦力为___________N。 4s内拉力F做的功为___________J。
17．甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_____（选填“增加”、“不变”、“减少”）。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能_____乙的重力势能，甲的机械能_____乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小于”）．若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是_______________。
18．随着人们生活水平不断提高，小龙家最近也买了辆轿车．若轿车以90 kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，则经过10 s轿车发动机所做的功是___________J，当牵引力为___________N时轿车能保持匀速直线运动。
三、计算题（每题12分，共24分）
19．某次跳伞训练中，体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：
(1)运动员下落的平均速度；
(2)重力做的功；
(3)匀速下降时重力做功的功率.
20．近年来，房车自驾游渐渐的成为旅游的新趋势。这种旅游方式能让游客真正的回归自然、亲近自然，在旅途中享受自由。我国制造的“长城”房车（如图所示）的总质量为3×103kg，在一段平直公路上匀速行驶了56km，用时0.5h，受到的阻力为车重的0.1倍。求：
（1）该房车的行驶速度；
（2）该房车牵引力所做的功；
（3）若将该房车改装成并联混合动力型，由汽油发动机与电动机同时提供动力，其功率分别为40kW和60kW，该房车以72km/h的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。
四、实验题（每空2分，共26分））
21．某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：
花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为的小球3个和质量为的小球一个。所用实验装置如图所示（小球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验中均让小球从图中高度自由下落，待小球静止后，分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容。
（1）本实验是通过观察 __ 来判断重力势能大小的。
（2）比较A、B两球，由此可得出结论： __ 。
（3）比较 __ 两球，可得出结论：当物体 __ 相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大。
（4）比较C、D两球，可得出：物体的重力势能与物体运动的路径 __ （选填“有关”或“无关”）。
（5）小球下落陷入花泥前，将重力势能转化为 __ 能。
（6）该实验采用的物理研究方法是 __ （写出其中的一种即可）。
22．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的______相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球______；
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，______；
（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图______（选填“甲”、“乙”或“丙”）中的小球，原因是______；
（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表），小车在三个表面克服摩擦力做功______（选填“相等”或“不相等”）；若水平面绝对光滑，小车将做______运动。
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
答案：
1．D 2．C 3．A 4．C 5．D 6．C 7．B 8．B 9．B 10．D
11． 1×10﹣4 1×10﹣5 12．20 13． ＜ ＝ ＜ 14． 减小 不变 减小
15． 运动员和跳伞设备的总重力大于空气阻力 ③ 7×105J 16． 2 4.8
17． 不变 等于 小于 由于惯性，要保持原来的速度向前倾 18． 9×105 3×103
19．(1)10m/s；(2)1.5×105J；(3)3000W 20．（1）112km/h；（2）1.68×108J；（3）5000N
21． 小球陷入花泥的深度 当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 A、C 质量 无关 动 控制变量
22． 速度 从斜面的同一高度由静止滚下 速度越大，动能越大 丙 纸盒被推动的距离最小 相等 匀速直线