2023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练单元测试卷：第十一章 功和机械能
一、选择题
1．（2023九上·铜山月考）小明同学从一楼上到三楼，则他上楼时的功率大约是（ ）
A．几瓦 B．几十瓦 C．几百瓦 D．几千瓦
【答案】C
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】先确定一楼到三楼 4m，小明的体重500N，上楼的时间100s，W=Gh=2000J，P==200w，故C正确
故选择C
【分析】要根据所求物理量估测所需要的长度、时间和重力，最好根据功和功率进行计算
2．（2023八下·榆树期末）在国际单位制中，能的单位是（ ）
A．焦耳 B．瓦特 C．牛顿 D．帕斯卡
【答案】A
【知识点】能
【解析】【解答】在国际单位制中，能的单位是焦耳，简称焦，符号为J，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据常见物理量的单位的知识判断。
3．（2023九上·泰州期末）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A．落地点时重力势能最小
B．助跑是为了增加运动员的惯性，以便跳得更远
C．经过最高点时动能为零
D．起跳后升空的过程中，重力势能转化为动能
【答案】A
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】A.落地时高度最低，重力势能最小，A符合题意；
B.助跑增加了运动员的速度，利用人体惯性以便跳得更远，B不符合题意；
C.运动员经过最高点时，在水平方向有速度，动能不为零，C不符合题意；
D.起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能，D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大， 高度减小，重力势能减小；惯性是物体的属性，只和质量有关。
4．（2024九上·东昌府期末）如图所示，年月日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将风云四号星送入预定轨道。在火箭加速上升的过程中，下列关于风云四号星的说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增加
C．动能增加，重力势能不变 D．动能增加，重力势能增加
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】火箭加速上升的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关。
5．（2024九上·福建期末）超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能不变
D．动能不变，势能增大，机械能增大
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】动能随着物体速度的增加而增加，势能随高度的增加而增加，机械能为动能和势能之和， 从一楼匀速送到二楼 ，速度不变所以动能不变，高度上升，势能增加，所以机械能增加。D正确，A、B、C错误。
综上选D
【分析】根据机械能相关知识判识选项。
机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；物体匀速上升，速度不变，质量不变，高度增加，所以动能不变，重力势能增加，机械能增加。
6．（2021八下·莱芜期末）有数据表明：一个30克的小苹果从3楼抛下来就会让人起肿包；从6楼抛下来就可以让人头皮破裂；从15楼高抛下来就可以砸断行人的头骨；从20楼抛下可使人当场死亡.针对这一现象，同学们经过讨论形成了下面四个问题，你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．苹果的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
B．苹果的伤害性跟高度有什么样的关系
C．物体的重力势能的大小跟哪些因素有关
D．物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
【答案】D
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关。由题意知，相同质量的小苹果，下落高度越大，危害程度越大，即对外做功越多，表示这个物体的能量越大。因此，最有探究价值且易于探究的科学问题是：物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系，D符合题意，ABC不符合题意.
故答案为：D。
【分析】处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
7．（2023八下·青岛月考）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是（ ）
A．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
B．滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能
C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小
【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A、摆动时，绳子摩擦力做功，导致机械能损失，所以滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小 ，A正确、C错误；
B、 滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能，B错误；
D、 滚摆下降时，重力势能减小，动能增加，D错误。
综上选A
【分析】根据机械能转化判识选项
机械能转化：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；摆动时，绳子摩擦力做功，导致机械能损失；滚摆下降时，重力势能减小，动能增加；滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能。
8．（2022八下·西城期末）2022年6月5日10时44分，长征二号F遥十四运载火箭搭载神舟十四号载人飞船，在酒泉卫星发射中心发射升空。在火箭加速上升的过程中，神舟十四号飞船的（ ）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能增加，重力势能不变
C．动能不变，重力势能增加 D．动能增加，重力势能增加
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】在火箭加速上升的过程中，神舟十四号飞船的速度变大，动能增加，高度变大，重力势能增加。ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大，高度越大，重力势能越大。
9．（2024九上·连云期末）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，比较两种情况下拉力F 所做的功及其功率（ ）
A．AB 段做的功较多
B．CD 段做的功较多
C．AB 段与CD 段做的功一样多
D．AB 段的功率比CD 段的功率大
【答案】C
【知识点】功
【解析】【解答】 ABC、由题知，沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱拉力相等，且木箱移动距离sAB=sCD，由W=Fs可知，拉力所做的功相同，故C正确，AB错误。
D、由于本题没有给出两种情况下的运动时间，故无法比较功率的大小，故D错误。
故答案为：C。
【分析】用物体做功的公式W=Fs，判断出做功多少，根据比较功率的大小。
10．（2023九上·荔湾月考） 关于功和功率，下列说法中正确的是（ ）
A．做功快的物体其功率一定大
B．做功多的物体其功率一定大
C．做功时间短的物体其功率一定大
D．做功时间长的物体其功率一定大
【答案】A
【知识点】功率大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】A.做功快的物体功率一大，故A正确，
B.做功多的物体其功率不一定大，与做功时间也有关，故B错误
C.功率是由功的多少和做功所用的时间决定，故C错误
D.功率是由功的多少和做功所用的时间决定，故D错误
故选择A
【分析】功率是反映做功快慢的物理量，功率的大小是有功和做功用的时间共同决定的，单一说功或者时间对功率的影响都没有意义。功率是单位时间所做的功。
二、填空题
11．（2024九上·凤山期末）清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平动力与速度的关系如图乙所示。在150N的水平动力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，动力所做功为 J；该机器人水平动力的功率为180W时，它受到的水平动力 N。
【答案】750；300
【知识点】功率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】根据W=Fs可知， 动力所做功 W=150N*0.5m/s*10s=750J；根据P=Fv以及结合图像可知，当F=300N，速度为0.6m/s时，功率为180W。
综上第1空为750；第2空为300
【分析】
1、做功公式：根据W=Fs、P=Fv计算分析可知，动力为150N，速度为0.5m/s，所以位移为0.5m/s*10s=5m，据此计算做功；结合图像可知，当F=300N，速度为0.6m/s时，根据功率公式P=Fv计算功率。
12．（2023九上·甘肃期末）如图所示，跳伞运动员在空中匀速下降过程中，重力对运动员 （填“做功”或“不做功”），运动员的动能 ，机械能 （后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】做功；不变；减小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；是否做功的判断
【解析】【解答】跳伞运动员在空中匀速下降，高度变小，运动员在重力方向移动了距离，重力对运动员做功，由于下降的速度是匀速，速度不变，运动员的动能不变，高度变小，重力势能减小，机械能减小。
【分析】物体受力且在力的方向移动距离，力对物体做了功；质量一定时，动能和速度有关；重力势能和高度有关。
13．（2023九上·瑞昌期中）小聪利用斜面把木箱推上车的情景如图所示，在此过程中，斜面的支持力对木箱 （填“不做功”或“做了功”）．若小聪借助斜面把木箱从地面推上车和直接用手把木箱搬上车做的功分别为和，则 （填“>”“=”或“<”）．
【答案】不做功；>
【知识点】是否做功的判断；功的计算及应用
【解析】【解答】根据图像，沿斜面向上推物体，斜面的支持力和斜面垂直，在斜面垂直方向上没有移动距离，支持力没有做功；使用斜面将物体推上车，物体和斜面间有摩擦力，做了额外功，比直接搬上车做功多，W1>W2。
【分析】物体受力且沿力的方向移动距离，力对物体做了功；使用简单机械时，有额外功。
14．（2023九上·南海开学考）中国是世界上最早发明和使用弓箭的国家之一、当弓被拉弯时，发生了 形变，向斜上方射出去的箭由于具有较大的 能，所以会飞行很远，当箭到达最高点时，若不受任何力，箭将 （选填“做匀速直线运动”、“静止”或“落向地面”）。
【答案】弹性；动；做匀速直线运动
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；牛顿第一定律
【解析】【解答】（1）物体由于形变具有的能是弹性势能
（2）运动的物体具有动能
（3）根据力和运动的关系，一切物体在不受力的作用时，保持原来的运动状态不变，故做匀速直线运动
【分析】（1）物体由于形变具有的能是弹性势能
（2）运动的物体具有动能
（3）根据力和运动的关系，一切物体在不受力的作用时，保持原来的运动状态不变，故做匀速直线运动
15．（2023八下·郑州期末）如图所示，体育课上小明把排球朝斜上方抛出，排球的运动轨迹如图所示。、、、为排球运动轨迹上的点，其中、两点高度相同，若不计空气阻力，则排球在点的机械能 在点的机械能选填“大于”“小于”或“等于”，排球在 点处动能最大。若排球运动到点时重力突然消失，接下来排球的运动状态为 选填“斜向上做匀速直线运动”“向右做匀速直线运动”或“静止”。
【答案】等于；d；向右做匀速直线运动
【知识点】动能和势能的大小变化；动能与势能的应用；惯性及其现象
【解析】【解答】（1）不计空气阻力，排球从在运动过程中机械能守恒，即排球在任意一点的机械能均相等，所以排球在a点的机械能等于在c点的机械能；
（2）排球在a、b、c、d四点处，其中d点高度最小，速度最大，动能最大；
（3）不计空气阻力，排球在最高点时，水平方向仍有速度，此时若重力突然消失，根据牛顿第一定律可知，排球将保持b点的速度向右做匀速直线运动；
故本题的第一空应填：“等于”；第二空应填：“d”；第三空应填：“向右做匀速直线运动”。
【分析】（1）动能大小跟物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能的大小 与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，重力势能越大；动能和势能统称机械能，机械能的大小等于动能和势能之和；
（2）根据牛顿第一定律分析可知，物体不受外力作用时，会保持原来的运动状态不变；
本小题考查的是牛顿第一定律及机械能守恒以及动能与重力势能的转化等知识点，难度不是很大，但要注意：在最高点时，物体不是静止，而是在水平方向上仍有速度，这一点很重要。
16．（2023九上·顺德开学考） 如图是体能测试中投铅球时从出手到将要落地的过程。若不计空气阻力，铅球由到的过程中 能转化为 能；铅球在点的机械能 选填“大于”、“等于”或“小于”在点的机械能。
【答案】动；重力势；等于
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】（1）（2）铅球由a到b的过程中 是动能转化为重力势能的过程
（3）铅球在a点的机械能 等于在c点的机械能
【分析】（1）（2）铅球由a到b的过程中动能减小，势能增加，是动能转化为重力势能的过程
（3）根据能量守恒，不计空气阻力，铅球的机械能总量保持不变
三、实验探究题
17．（2023八下·青岛月考）如图所示是某同学“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
（1）要探究动能与物体的质量是否有关时，要保持 相同，就是要小钢球从静止开始从 高度滚下选填“相同”或“不同”。
（2）在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持 不变，让小球从 的高度滚下选填“相同”或“不同”。
（3）实验中通过比较 ，来比较小钢球具有动能的大小，这种物理研究的方法是转换法。
【答案】（1）速度；相同
（2）质量；不同
（3）木块移动的距离
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【解答】1）动能的影响因素有质量和速度， 要探究动能与物体的质量是否有关时，要保持速度相同，即 小钢球从静止开始从 相同刚度滚下；
综上第1空为速度；第2空为相同
2） 在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持质量不变，即 让小球从不同的高度滚下；
综上第1空为质量；第2空为不同
3）实验中通过比较 木块移动的距离 ， 来比较小钢球具有动能的大小，这种物理研究的方法是转换法
综上 第1空为木块移动的距离
【分析】根据控制变量法、动能影响因素填空
物理学方法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中动能的大小难以直接测量，所以需要通过木块推动距离进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如动能的影响因素有：质量和速度。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如要探究动能与物体的质量是否有关时，要保证其他因素保持相同，即速度相同， 在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持质量不变。
18．（2024九上·深圳期末）实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，小明利用其中一只灯泡做测量小灯泡电功率的实验。
（1）用笔画线把给出的用电器连接成测量小灯泡电功率的电路图 ；
（2）实验前，开关应该处于 ，滑动变阻器置于阻值 ，即滑动变阻器的 端；
（3）如果闭合开关，移动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是 ；
（4）排除故障后开始实验。如果滑动变阻器的最大阻值为15Ω，电源电压不变，将滑动变阻器的电阻值从最大调至5Ω的过程中，它的功率变化为 （选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；
（5）如果和的读数分别如图2所示，则的读数是 ，的读数是 ，小灯泡的实际电功率是 。
【答案】（1）
（2）断开；最大处；右
（3）灯泡被短路
（4）先变大后变小
（5）2V；0.3A；0.6W
【知识点】功率的测量实验
【解析】【解答】（1）在伏安法测灯泡功率的实验中，除了电压表与灯泡并联，其它的都是串联，如图所示：
（2）连接电路时，为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器应调至阻值最大的位置，也就是最右端；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，说明电路电阻太小，灯泡始终不亮，电压表示数为零，说明灯泡被短路；
（4）当滑动变阻器阻值与灯泡电阻相等时，滑动变阻器消耗的功率最大，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，将滑动变阻器的电阻值从最大调至5Ω的过程中，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小；
（5）如图2所示，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，则电压表的读数是2V；电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表的读数是0.3A；
小灯泡的实际电功率是P=UI=2V×0.3A=0.6W。
【分析】（1）根据测灯泡电功率的实验过程连接实物电路图；
（2）连接电路时，为了避免电路时通时断烧毁用电器，则开关应该断开；闭合开关前，为了避免电流过大烧毁用电器，要求阻值调到最大。
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，说明电路电阻太小，然后根据灯泡不亮和电压表无示数确定具体故障的位置；
（4）当滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相同时，此时它的电功率最大；
（5）根据图片确定电压表和电流表的上升，然后根据P=UI计算灯泡的实际功率。
四、计算题
19．（2022九上·怀宁期末）电动车是人们便捷出行的交通工具，某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了800m， 已知他和电动车的总重力为860N， 轮胎和地面的总接触面积为20cm ， 假定骑行过程中电
动车的牵引力恒为50N， 在此骑行过程中，求：
（1）牵引力做的功；
（2）电动车对水平路面的压强。
【答案】（1）解： 率引力做的功
（2）解： 轮胎和地面的总接触面积：
电动车对水平路面的压强.
【知识点】压强；压强的大小及其计算；功；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）已知牵引力为F牵=50N，行驶的距离为S=800m，根据做功公式，即可计算出牵引力做功；
（2）电动车和人的总重力为G=860N，则电动车对地面的压力，轮胎和地面的总接触面积为，根据压强公式，即可计算出电动车对地面压强；
20．（2023·惠城期末）一辆越野汽车的质量2t，汽车发动机的额定功率120kW，在水平直道路上从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行100m停下，其图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恒为车重的倍。取求：
（1）在运动过程中受到的阻力；
（2）汽车运动的最大速度v；
（3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。
【答案】（1）汽车的重力，
汽车在运动过程中受到的阻力；
答：在运动过程中受到的阻力；
（2）汽车匀速直线运动时，汽车的牵引力；
根据可知，汽车的最大速度：；
答：汽车运动的最大速度为；
（3）解：由可知，汽车在行驶的路程：；
整个过程汽车行驶的路程：；
整个过程中克服阻力所做的功：。
答：整个过程中克服阻力所做的功为。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；重力及其大小的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据G=mg，计算物体的重力；利用摩擦力和重力关系，计算摩擦力；
（2）根据，计算物体运动的速度；
（3）根据s=vt，计算路程；根据W=fs，可以计算摩擦力做功多少。
五、综合题
21．（2023八下·江门期末）小智同学用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。
一些物体的动能
行走的牛 约60J
跑百米的运动员 约3×102J
飞行的步枪子弹 约5×105J
（1）本实验通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球A动能的大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。使小球A从斜面的不同高度由静止开始滑下，可以进行探究动能大小与 的关系。
（2）小智通过实验探究发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小智查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示）。结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是 。
（3）好学的小智在阅读课外书籍中了解到物体的动能可以用0.5mv2，重力势能可以用mgh来具体计算。则一个质量为2kg，竖直上抛速度为5m/s的小球具有的动能为 J，若忽略空气阻力，小球能上升的高度为 m。（g取10N/kg）
（4）用图中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是____。（填字母序号）
A．质量不同的钢球
B．倾斜程度不同的斜面
C．粗糙程度不同的水平面
【答案】（1）转换法；速度
（2）速度
（3）25；1.25
（4）C
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)、本实验通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球A动能的大小，这种研究方法是转换法。使小球A从斜面的不同高度由静止开始滑下，小球撞击木块时的速度不同，所以可以进行探究动能大小与速度的关系；
(2)、由表格中数据可知对物体动能影响较大的是速度；
(3)、由题意可知小球具有的动能为，若忽略空气阻力，小球上升到最高点时的重力势能等于抛出瞬间小球的动能，所以，小球能上升的高度为。
(4)、用图中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加能改变阻力的器材，所以应该增加粗糙程度不同的水平面，C正确。
故选C。
【分析】(1)、物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。本实验通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球A动能的大小，这种研究方法是转换法。小球A从斜面的不同高度由静止开始滑下，小球撞击木块时的速度不同，是探究动能大小与速度的关系；
(2)、步枪子弹的质量比牛的质量小得多，但是飞行的子弹的动能确比行走的牛的动能大得多，所以对物体动能影响较大的是速度；
(3)、由已知动能表达式求解动能大小，忽略空气阻力，机械能守恒，达到最高点时，小球的动能全部转化为重力势能，小球上升到最高点时的重力势能等于抛出瞬间小球的动能，由此可以求出小球上升的最大高度。
(4)、用图中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加能改变阻力的器材，即增加粗糙程度不同的水平面。
1 / 12023-2024学年人教版八年级物理下册同步训练单元测试卷：第十一章 功和机械能
一、选择题
1．（2023九上·铜山月考）小明同学从一楼上到三楼，则他上楼时的功率大约是（ ）
A．几瓦 B．几十瓦 C．几百瓦 D．几千瓦
2．（2023八下·榆树期末）在国际单位制中，能的单位是（ ）
A．焦耳 B．瓦特 C．牛顿 D．帕斯卡
3．（2023九上·泰州期末）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A．落地点时重力势能最小
B．助跑是为了增加运动员的惯性，以便跳得更远
C．经过最高点时动能为零
D．起跳后升空的过程中，重力势能转化为动能
4．（2024九上·东昌府期末）如图所示，年月日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将风云四号星送入预定轨道。在火箭加速上升的过程中，下列关于风云四号星的说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能增加
C．动能增加，重力势能不变 D．动能增加，重力势能增加
5．（2024九上·福建期末）超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能不变
D．动能不变，势能增大，机械能增大
6．（2021八下·莱芜期末）有数据表明：一个30克的小苹果从3楼抛下来就会让人起肿包；从6楼抛下来就可以让人头皮破裂；从15楼高抛下来就可以砸断行人的头骨；从20楼抛下可使人当场死亡.针对这一现象，同学们经过讨论形成了下面四个问题，你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．苹果的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
B．苹果的伤害性跟高度有什么样的关系
C．物体的重力势能的大小跟哪些因素有关
D．物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
7．（2023八下·青岛月考）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是（ ）
A．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
B．滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能
C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小
8．（2022八下·西城期末）2022年6月5日10时44分，长征二号F遥十四运载火箭搭载神舟十四号载人飞船，在酒泉卫星发射中心发射升空。在火箭加速上升的过程中，神舟十四号飞船的（ ）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能增加，重力势能不变
C．动能不变，重力势能增加 D．动能增加，重力势能增加
9．（2024九上·连云期末）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，比较两种情况下拉力F 所做的功及其功率（ ）
A．AB 段做的功较多
B．CD 段做的功较多
C．AB 段与CD 段做的功一样多
D．AB 段的功率比CD 段的功率大
10．（2023九上·荔湾月考） 关于功和功率，下列说法中正确的是（ ）
A．做功快的物体其功率一定大
B．做功多的物体其功率一定大
C．做功时间短的物体其功率一定大
D．做功时间长的物体其功率一定大
二、填空题
11．（2024九上·凤山期末）清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平动力与速度的关系如图乙所示。在150N的水平动力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，动力所做功为 J；该机器人水平动力的功率为180W时，它受到的水平动力 N。
12．（2023九上·甘肃期末）如图所示，跳伞运动员在空中匀速下降过程中，重力对运动员 （填“做功”或“不做功”），运动员的动能 ，机械能 （后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。
13．（2023九上·瑞昌期中）小聪利用斜面把木箱推上车的情景如图所示，在此过程中，斜面的支持力对木箱 （填“不做功”或“做了功”）．若小聪借助斜面把木箱从地面推上车和直接用手把木箱搬上车做的功分别为和，则 （填“>”“=”或“<”）．
14．（2023九上·南海开学考）中国是世界上最早发明和使用弓箭的国家之一、当弓被拉弯时，发生了 形变，向斜上方射出去的箭由于具有较大的 能，所以会飞行很远，当箭到达最高点时，若不受任何力，箭将 （选填“做匀速直线运动”、“静止”或“落向地面”）。
15．（2023八下·郑州期末）如图所示，体育课上小明把排球朝斜上方抛出，排球的运动轨迹如图所示。、、、为排球运动轨迹上的点，其中、两点高度相同，若不计空气阻力，则排球在点的机械能 在点的机械能选填“大于”“小于”或“等于”，排球在 点处动能最大。若排球运动到点时重力突然消失，接下来排球的运动状态为 选填“斜向上做匀速直线运动”“向右做匀速直线运动”或“静止”。
16．（2023九上·顺德开学考） 如图是体能测试中投铅球时从出手到将要落地的过程。若不计空气阻力，铅球由到的过程中 能转化为 能；铅球在点的机械能 选填“大于”、“等于”或“小于”在点的机械能。
三、实验探究题
17．（2023八下·青岛月考）如图所示是某同学“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
（1）要探究动能与物体的质量是否有关时，要保持 相同，就是要小钢球从静止开始从 高度滚下选填“相同”或“不同”。
（2）在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持 不变，让小球从 的高度滚下选填“相同”或“不同”。
（3）实验中通过比较 ，来比较小钢球具有动能的大小，这种物理研究的方法是转换法。
18．（2024九上·深圳期末）实验室购买了一批规格为“2.5V 0.75W”的小灯泡，小明利用其中一只灯泡做测量小灯泡电功率的实验。
（1）用笔画线把给出的用电器连接成测量小灯泡电功率的电路图 ；
（2）实验前，开关应该处于 ，滑动变阻器置于阻值 ，即滑动变阻器的 端；
（3）如果闭合开关，移动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是 ；
（4）排除故障后开始实验。如果滑动变阻器的最大阻值为15Ω，电源电压不变，将滑动变阻器的电阻值从最大调至5Ω的过程中，它的功率变化为 （选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；
（5）如果和的读数分别如图2所示，则的读数是 ，的读数是 ，小灯泡的实际电功率是 。
四、计算题
19．（2022九上·怀宁期末）电动车是人们便捷出行的交通工具，某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了800m， 已知他和电动车的总重力为860N， 轮胎和地面的总接触面积为20cm ， 假定骑行过程中电
动车的牵引力恒为50N， 在此骑行过程中，求：
（1）牵引力做的功；
（2）电动车对水平路面的压强。
20．（2023·惠城期末）一辆越野汽车的质量2t，汽车发动机的额定功率120kW，在水平直道路上从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行100m停下，其图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恒为车重的倍。取求：
（1）在运动过程中受到的阻力；
（2）汽车运动的最大速度v；
（3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。
五、综合题
21．（2023八下·江门期末）小智同学用如图所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。
一些物体的动能
行走的牛 约60J
跑百米的运动员 约3×102J
飞行的步枪子弹 约5×105J
（1）本实验通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球A动能的大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。使小球A从斜面的不同高度由静止开始滑下，可以进行探究动能大小与 的关系。
（2）小智通过实验探究发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小智查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示）。结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是 。
（3）好学的小智在阅读课外书籍中了解到物体的动能可以用0.5mv2，重力势能可以用mgh来具体计算。则一个质量为2kg，竖直上抛速度为5m/s的小球具有的动能为 J，若忽略空气阻力，小球能上升的高度为 m。（g取10N/kg）
（4）用图中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是____。（填字母序号）
A．质量不同的钢球
B．倾斜程度不同的斜面
C．粗糙程度不同的水平面
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】先确定一楼到三楼 4m，小明的体重500N，上楼的时间100s，W=Gh=2000J，P==200w，故C正确
故选择C
【分析】要根据所求物理量估测所需要的长度、时间和重力，最好根据功和功率进行计算
2．【答案】A
【知识点】能
【解析】【解答】在国际单位制中，能的单位是焦耳，简称焦，符号为J，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据常见物理量的单位的知识判断。
3．【答案】A
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较
【解析】【解答】A.落地时高度最低，重力势能最小，A符合题意；
B.助跑增加了运动员的速度，利用人体惯性以便跳得更远，B不符合题意；
C.运动员经过最高点时，在水平方向有速度，动能不为零，C不符合题意；
D.起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能，D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大， 高度减小，重力势能减小；惯性是物体的属性，只和质量有关。
4．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】火箭加速上升的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关。
5．【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】动能随着物体速度的增加而增加，势能随高度的增加而增加，机械能为动能和势能之和， 从一楼匀速送到二楼 ，速度不变所以动能不变，高度上升，势能增加，所以机械能增加。D正确，A、B、C错误。
综上选D
【分析】根据机械能相关知识判识选项。
机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；物体匀速上升，速度不变，质量不变，高度增加，所以动能不变，重力势能增加，机械能增加。
6．【答案】D
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关。由题意知，相同质量的小苹果，下落高度越大，危害程度越大，即对外做功越多，表示这个物体的能量越大。因此，最有探究价值且易于探究的科学问题是：物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系，D符合题意，ABC不符合题意.
故答案为：D。
【分析】处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
7．【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A、摆动时，绳子摩擦力做功，导致机械能损失，所以滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小 ，A正确、C错误；
B、 滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能，B错误；
D、 滚摆下降时，重力势能减小，动能增加，D错误。
综上选A
【分析】根据机械能转化判识选项
机械能转化：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；摆动时，绳子摩擦力做功，导致机械能损失；滚摆下降时，重力势能减小，动能增加；滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能。
8．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】在火箭加速上升的过程中，神舟十四号飞船的速度变大，动能增加，高度变大，重力势能增加。ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，速度越大，动能越大，高度越大，重力势能越大。
9．【答案】C
【知识点】功
【解析】【解答】 ABC、由题知，沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱拉力相等，且木箱移动距离sAB=sCD，由W=Fs可知，拉力所做的功相同，故C正确，AB错误。
D、由于本题没有给出两种情况下的运动时间，故无法比较功率的大小，故D错误。
故答案为：C。
【分析】用物体做功的公式W=Fs，判断出做功多少，根据比较功率的大小。
10．【答案】A
【知识点】功率大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】A.做功快的物体功率一大，故A正确，
B.做功多的物体其功率不一定大，与做功时间也有关，故B错误
C.功率是由功的多少和做功所用的时间决定，故C错误
D.功率是由功的多少和做功所用的时间决定，故D错误
故选择A
【分析】功率是反映做功快慢的物理量，功率的大小是有功和做功用的时间共同决定的，单一说功或者时间对功率的影响都没有意义。功率是单位时间所做的功。
11．【答案】750；300
【知识点】功率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】根据W=Fs可知， 动力所做功 W=150N*0.5m/s*10s=750J；根据P=Fv以及结合图像可知，当F=300N，速度为0.6m/s时，功率为180W。
综上第1空为750；第2空为300
【分析】
1、做功公式：根据W=Fs、P=Fv计算分析可知，动力为150N，速度为0.5m/s，所以位移为0.5m/s*10s=5m，据此计算做功；结合图像可知，当F=300N，速度为0.6m/s时，根据功率公式P=Fv计算功率。
12．【答案】做功；不变；减小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；是否做功的判断
【解析】【解答】跳伞运动员在空中匀速下降，高度变小，运动员在重力方向移动了距离，重力对运动员做功，由于下降的速度是匀速，速度不变，运动员的动能不变，高度变小，重力势能减小，机械能减小。
【分析】物体受力且在力的方向移动距离，力对物体做了功；质量一定时，动能和速度有关；重力势能和高度有关。
13．【答案】不做功；>
【知识点】是否做功的判断；功的计算及应用
【解析】【解答】根据图像，沿斜面向上推物体，斜面的支持力和斜面垂直，在斜面垂直方向上没有移动距离，支持力没有做功；使用斜面将物体推上车，物体和斜面间有摩擦力，做了额外功，比直接搬上车做功多，W1>W2。
【分析】物体受力且沿力的方向移动距离，力对物体做了功；使用简单机械时，有额外功。
14．【答案】弹性；动；做匀速直线运动
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；牛顿第一定律
【解析】【解答】（1）物体由于形变具有的能是弹性势能
（2）运动的物体具有动能
（3）根据力和运动的关系，一切物体在不受力的作用时，保持原来的运动状态不变，故做匀速直线运动
【分析】（1）物体由于形变具有的能是弹性势能
（2）运动的物体具有动能
（3）根据力和运动的关系，一切物体在不受力的作用时，保持原来的运动状态不变，故做匀速直线运动
15．【答案】等于；d；向右做匀速直线运动
【知识点】动能和势能的大小变化；动能与势能的应用；惯性及其现象
【解析】【解答】（1）不计空气阻力，排球从在运动过程中机械能守恒，即排球在任意一点的机械能均相等，所以排球在a点的机械能等于在c点的机械能；
（2）排球在a、b、c、d四点处，其中d点高度最小，速度最大，动能最大；
（3）不计空气阻力，排球在最高点时，水平方向仍有速度，此时若重力突然消失，根据牛顿第一定律可知，排球将保持b点的速度向右做匀速直线运动；
故本题的第一空应填：“等于”；第二空应填：“d”；第三空应填：“向右做匀速直线运动”。
【分析】（1）动能大小跟物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能的大小 与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，重力势能越大；动能和势能统称机械能，机械能的大小等于动能和势能之和；
（2）根据牛顿第一定律分析可知，物体不受外力作用时，会保持原来的运动状态不变；
本小题考查的是牛顿第一定律及机械能守恒以及动能与重力势能的转化等知识点，难度不是很大，但要注意：在最高点时，物体不是静止，而是在水平方向上仍有速度，这一点很重要。
16．【答案】动；重力势；等于
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】（1）（2）铅球由a到b的过程中 是动能转化为重力势能的过程
（3）铅球在a点的机械能 等于在c点的机械能
【分析】（1）（2）铅球由a到b的过程中动能减小，势能增加，是动能转化为重力势能的过程
（3）根据能量守恒，不计空气阻力，铅球的机械能总量保持不变
17．【答案】（1）速度；相同
（2）质量；不同
（3）木块移动的距离
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素
【解析】【解答】1）动能的影响因素有质量和速度， 要探究动能与物体的质量是否有关时，要保持速度相同，即 小钢球从静止开始从 相同刚度滚下；
综上第1空为速度；第2空为相同
2） 在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持质量不变，即 让小球从不同的高度滚下；
综上第1空为质量；第2空为不同
3）实验中通过比较 木块移动的距离 ， 来比较小钢球具有动能的大小，这种物理研究的方法是转换法
综上 第1空为木块移动的距离
【分析】根据控制变量法、动能影响因素填空
物理学方法：转换法：在物理实验中，某些物理量（动能、电能）难以直接观察，需要转换成容易观察的指标进行测量，如本题中动能的大小难以直接测量，所以需要通过木块推动距离进行测量；控制变量法：在物理实验中，存在多个影响因素共同决定某个物理量，如动能的影响因素有：质量和速度。在探究某个单一变量对物理量的影响时，需要控制其余变量相同，如要探究动能与物体的质量是否有关时，要保证其他因素保持相同，即速度相同， 在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持质量不变。
18．【答案】（1）
（2）断开；最大处；右
（3）灯泡被短路
（4）先变大后变小
（5）2V；0.3A；0.6W
【知识点】功率的测量实验
【解析】【解答】（1）在伏安法测灯泡功率的实验中，除了电压表与灯泡并联，其它的都是串联，如图所示：
（2）连接电路时，为了保护电路，开关应断开，滑动变阻器应调至阻值最大的位置，也就是最右端；
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，说明电路电阻太小，灯泡始终不亮，电压表示数为零，说明灯泡被短路；
（4）当滑动变阻器阻值与灯泡电阻相等时，滑动变阻器消耗的功率最大，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，将滑动变阻器的电阻值从最大调至5Ω的过程中，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小；
（5）如图2所示，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，则电压表的读数是2V；电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表的读数是0.3A；
小灯泡的实际电功率是P=UI=2V×0.3A=0.6W。
【分析】（1）根据测灯泡电功率的实验过程连接实物电路图；
（2）连接电路时，为了避免电路时通时断烧毁用电器，则开关应该断开；闭合开关前，为了避免电流过大烧毁用电器，要求阻值调到最大。
（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，说明电路电阻太小，然后根据灯泡不亮和电压表无示数确定具体故障的位置；
（4）当滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相同时，此时它的电功率最大；
（5）根据图片确定电压表和电流表的上升，然后根据P=UI计算灯泡的实际功率。
19．【答案】（1）解： 率引力做的功
（2）解： 轮胎和地面的总接触面积：
电动车对水平路面的压强.
【知识点】压强；压强的大小及其计算；功；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）已知牵引力为F牵=50N，行驶的距离为S=800m，根据做功公式，即可计算出牵引力做功；
（2）电动车和人的总重力为G=860N，则电动车对地面的压力，轮胎和地面的总接触面积为，根据压强公式，即可计算出电动车对地面压强；
20．【答案】（1）汽车的重力，
汽车在运动过程中受到的阻力；
答：在运动过程中受到的阻力；
（2）汽车匀速直线运动时，汽车的牵引力；
根据可知，汽车的最大速度：；
答：汽车运动的最大速度为；
（3）解：由可知，汽车在行驶的路程：；
整个过程汽车行驶的路程：；
整个过程中克服阻力所做的功：。
答：整个过程中克服阻力所做的功为。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；重力及其大小的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据G=mg，计算物体的重力；利用摩擦力和重力关系，计算摩擦力；
（2）根据，计算物体运动的速度；
（3）根据s=vt，计算路程；根据W=fs，可以计算摩擦力做功多少。
21．【答案】（1）转换法；速度
（2）速度
（3）25；1.25
（4）C
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)、本实验通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球A动能的大小，这种研究方法是转换法。使小球A从斜面的不同高度由静止开始滑下，小球撞击木块时的速度不同，所以可以进行探究动能大小与速度的关系；
(2)、由表格中数据可知对物体动能影响较大的是速度；
(3)、由题意可知小球具有的动能为，若忽略空气阻力，小球上升到最高点时的重力势能等于抛出瞬间小球的动能，所以，小球能上升的高度为。
(4)、用图中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加能改变阻力的器材，所以应该增加粗糙程度不同的水平面，C正确。
故选C。
【分析】(1)、物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。本实验通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球A动能的大小，这种研究方法是转换法。小球A从斜面的不同高度由静止开始滑下，小球撞击木块时的速度不同，是探究动能大小与速度的关系；
(2)、步枪子弹的质量比牛的质量小得多，但是飞行的子弹的动能确比行走的牛的动能大得多，所以对物体动能影响较大的是速度；
(3)、由已知动能表达式求解动能大小，忽略空气阻力，机械能守恒，达到最高点时，小球的动能全部转化为重力势能，小球上升到最高点时的重力势能等于抛出瞬间小球的动能，由此可以求出小球上升的最大高度。
(4)、用图中使用的装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加能改变阻力的器材，即增加粗糙程度不同的水平面。
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