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（较难）
一、选择题
1．（2023八下·昌平期中）下列有关力做功的说法中正确的是（ ）
A．跳伞员在空中下落过程中，跳伞员受到的重力做了功
B．足球被脚踢出后，在地面上滚动的过程中，脚对足球的踢力做了功
C．汽车沿水平公路行驶过程中，汽车受到的重力做了功
D．运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中，运动员对杠铃的支持力做了功
【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A.跳伞员在空中下落过程中，跳伞员受到的重力竖直向下，且在这个方向上通过距离，因此重力对运动员做功，故A正确；
B.足球被脚踢出后，在地面上滚动的过程中，脚对足球不再施加力的作用，因此对足球不做功，故B错误；
C.汽车沿水平公路行驶过程中，汽车受到的重力竖直向下，但是没有在这个力的方向上通过距离，因此不做功，故C错误；
D.运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中，运动员对杠铃的支持力向上，但是没有在这个方向上通过距离，因此对杠铃不做功，故D错误。
故选A。
【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
2．（2019八下·大庆期末）如图所示，在相等的时间内把同一物体分别沿AO、BO两个光滑斜面匀速拉到相同的高度，拉力所做的功分别为WA和WB，功率分别为PA和PB，它们之间的关系是（ ）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
【答案】D
【知识点】功率大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】由功的原理可知：使用任何机械都不省功，即沿斜面AO和BO所做的功相同，即WA＝WB，又因为t相同，所以由P＝ ，得PA＝PB，
故答案为：D.
【分析】无论是沿斜面AO还是BO匀速拉同一物体，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，即沿斜面AO和BO所做的功相同，题目中又告诉在相等的时间内，即t相同，根据P＝ 即可比较PA和PB．
3．（2023八下·石嘴山期末）如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。请根据图象判断：在相等的时间内，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1，P2，下列判断正确的是（ ）
A．F1＜F2 B．F1＝F2 C．P1＜P2 D．P1＝P2
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；二力平衡的条件及其应用；摩擦力的大小
【解析】【解答】AB.由图乙可知两次都是做匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是平衡力，由于两次运动过程中摩擦力大小不变，所以拉力不变，A错误，B正确；
CD.由图乙可知，根据P=Fv可知，CD错误。
故选B。
【分析】由图乙分析出两次运动都是做匀速直线运动，摩擦力与拉力相等，根据摩擦力变化即可判断拉力的变化；由图乙找出两次的速度大小，由P=Fv判断两次拉力的功率的大小。
4．（2022八下·萝北期末）如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是
A．成年人步行速度约为1m/s
B．一个中学生体重约为450N
C．用手托起两个鸡蛋的力约为0.1kg
D．功和能的单位都是焦耳
【答案】C
【知识点】质量及其特性；能；速度与物体运动；重力及其大小的计算；功
【解析】【解答】A．根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，A正确，不符合题意；
B．中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg×10N/kg=500N，B正确，不符合题意；
C．一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，C错误，符合题意；
D．功和能量的单位都是焦耳，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据常见物体的质量、重力、速度，结合数据解答；功和能量的单位都是焦耳。
5．（2023八下·宝山期中）一物体从某一高度自由落下，落在竖立于地面的轻质弹簧上，如图所示，在A点物体开始与轻弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹簧弹回，下列说法正确的是（ ）
A．物体从A下降到B的过程中动能不断变小
B．物体从B上升到A的过程中动能不断变大
C．物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中速度大小都是先增大后减小
D．物体在B点时所受合力为零
【答案】C
【知识点】动能大小的比较；力与运动的关系
【解析】【解答】物体从A下降到B点时，物体受到的弹力逐渐增大，在开始一段时间内，物体的重力大于弹力，合力向下，此时物块做加速运动；当弹力等于重力时，合力为零，此时加速停止，速度最大；此后，重力小于弹力，合力向上，物体做减速运动，那么物块的动能先增大再减小，故A错误；
物体从B上升到A的过程中，弹簧的弹力逐渐减小，在开始一段时间内，弹力等于重力，合力向上，则做加速运动；当弹力等于重力时，加速停止，此时速度最大；当弹力小于重力时，合力向下，则物体做减速运动，那么这个过程中物块的动能先增大后减小，故B错误；
综上所述，物体从A到B，或从B到A，速度都是先增大后减小，故C正确；
在B点时，物体受到的弹力最大，此时弹力大于重力，合力向上，故D错误。
故选C。
【分析】（1）（2）（3）根据力与运动的关系分析速度变化，确定动能变化；
（4）对B点的物体进行受力分析即可。
6．（2023八下·济阳期末）随着高层住宅越来越多，预防高空坠物很有必要。有实验数据表明，一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，足以砸碎成年人的头骨。针对这一现象，下列四个问题中最有探究价值且易于探究的科学问题是 （ ）
A．鸡蛋重力势能的大小跟高度有什么关系？
B．鸡蛋重力势能的大小跟质量有什么关系？
C．物体重力势能的大小跟高度有什么关系？
D．物体重力势能的大小跟哪些因素有关系？
【答案】C
【知识点】势能大小的比较；势能的影响因素
【解析】【解答】一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，足以砸碎成年人的头骨，说明质量没有变化，高度在变化，针对这种现象最具探究价值的应该是物体的重力势能大小与高度有什么样的关系。
【分析】重力势能与物体的质量和物体的高度有关。
7．如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（ ）
A．由静止下落的乒乓球 B．竖直向上垫起的排球
C．从地面斜向上踢出的足球 D．从肩上斜向上投掷出去的铅球
【答案】D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【解答】解：分析图象可知，物体的动能先减小再增大。
A、由静止下落的乒乓球质量不变，速度不断变大，故其动能始终在增大，A不合题意；
B、竖直向上垫起的排球，排球质量不变，速度先减小后增大，所以动能先减小后增大，但排球运动到最高点时速度为0，动能为0，B不合题意；
C、从地面斜向上踢出的足球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零。从离开脚到最高点过程中速度减小，动能减小；在下落的过程中，速度增大，动能增大。整个过程动能先减小再增大。但由于足球从地面开始向上运动，最终落回地面，故其最后的动能不可能大于初始的动能，C不符合题意；
D、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零（处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据图象可知物体的动能先减小再增大，再结合选型逐一分析即可.
8．为了探究重力势能大小与哪些因素有关，课本中设计了“重物撞小桌”的实验。如图所示让重物从高处落下，打击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，下列关于该实验的说法中，不正确的是（ ）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小
B．在实验器材的选择时，可以不考虑被撞小桌软硬程度和重物的初速度
C．该实验探究的基本方法是控制变量法，如分别控制重物落下的高度、质量等
D．实验过程中，让同一重物从不同高度落下，目的是为了探究重力势能与高度的关系
【答案】B
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】解：A、实验中用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小，用到了转换法，A说法正确；
B、重力势能与物体的质量和高度有关，探究过程中，均需使物体从某一高度由静止落下，B说法错误；
C、重力势能与质量和高度有关，所以实验中用到控制变量法，分别控制高度和质量，C说法正确；
D、要探究重力势能与高度的关系，需使高度不同，质量相同，故D说法正确。
故选B。
【分析】探究重力势能的影响因素，应掌握影响重力势能的因素，利用控制变量法分析应改变的量和控制的量，实验中通过小车陷入沙中的深度来反映物体重力势能的大小。
9．（2023八下·马尾期末）踢毽子是一项集健身、娱乐的体育活动，如图为两个同学组对正在踢毽子的情景。若不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．毽子上升时，速度变大，动能增大
B．毽子上升时，速度变小，重力势能转化为动能
C．毽子飞到最高点时，重力势能最大
D．毽子上升时，速度变小，因为向上的力变小了
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能与势能的应用
【解析】【解答】A、毽子上升时，速度变小，动能减小，故A错误。
B、毽子上升时，速度变小，动能转化为重力势能，故B错误。
C、毽子飞到最高点时高度最高，那么重力势能最大，故C正确。
D、电子上升时速度变小，但是它的向上的力为零，保持不变，故D错误。
答案为：C
【分析】（1）电键子上升时速度变小，能转化为重力势能。
（2）在最高点是重力势能最大。
（3）键子上升时向上的力为零。
10．（2017八下·蒙阴期末）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过裎，下列分析正确的是（ ）
A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的动能为零
B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能
D．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大
【答案】A
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】A、由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大，小希处于最低位置，高度为0、速度为0，因此小希的重力势能和动能均为0，A，符合题意；
B、a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力最大；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，在b状态时弹簧恢复到原长，弹力最小为0，B不符合题意；
C、b→c的过程中，即离开地面上升的过程，弹簧的形变已经恢复，不再具有弹性势能，此时速度变小，是动能转化为小希的重力势能，C不符合题意；
D、a→c的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小希做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小希做减速运动；b→c的过程中，小希在重力作用下做减速运动，D不符合题意。
故答案为：A．
【分析】根据（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；（3）弹簧由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关；（4）机械能=动能+势能．物体没有发生弹性形变，势能只考虑重力势能来分析。
二、填空题
11．（2023八下·潘集期末）如图所示，有一斜面长L＝6m，高h＝3m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将250N重的物体从底揣匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N。
【答案】900；25
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】对物体做的有用功W有=Gh=250N×3m=750J；
对物体做的总功W总=Fs=150N×6m=900J；
则对物体做的额外功：W额=W总-W有=900J-750J=150J；
那么物体受到的阻力：。
【分析】根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据W总=Fs计算对物体做的总功，根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的阻力。
12．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，在人越过Q点继续向下的过程中，人的动能将 （填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”）
【答案】先变大后变小
【知识点】动能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：由题知，Q点是橡皮绳原长的位置；
人在最高点到Q点的过程中，速度越来越大；在人越过Q点继续向下的过程中，受到绳向上的拉力，橡皮绳的形变逐渐变大，拉力由小变大；开始一段时间内拉力小于重力，人仍然做加速运动；当拉力大于重力后，人才做减速运动，达到最低点时速度减小为0；所以，人的速度先变大后变小，则动能也是先变大后变小。
故答案为：先变大后变小。
【分析】对人进行受力分析，结合力的合成以及力与运动的关系可知速度大小变化情况，据此可知动能大小变化情况.
13．（2017八下·吴中期中）人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如：机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有 能，可以推动帆船航行；打桩机举高的重锤具有 能，可以完成打桩工作．
【答案】弹性势；动；重力势
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】解：拧紧的发条发生了弹性形变，所以其具有弹性势能．
风是流动的空气，由于其运动，所以其具有动能．
举高的大锤由于相对于地面位置被举高，所以其具有重力势能．
故答案为：弹性势能；动；重力势．
【分析】判断一个物体是否具有动能的依据是其是否运动；判断一个物体是否具有弹性势能的依据是该物体是否发生了弹性形变．判断一个物体是否具有重力势能的依据是该物体是否被举高．因此要判断一个物体具有什么形式的机械能，关键是看该物体具有什么特征．
14．（2022八下·招远期末）三根完全相同的地桩，原来露出地面的高度相同，分别经重锤A、B、C从某高度自由下落对它们进行一次打击后所处的位置如图所示，则打桩过程中，三个重锤中 锤的做功本领最大；如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要高一些；如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量要小一些。
【答案】B；B；C
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】木柱下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，B下陷的最深，所以B锤的做功本领最大。A、B相比，B下陷的较深，表明B锤的重力势能较大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，B锤的高度要高一些。B、C相比，C下落的更浅，表明C锤的重力势能更小，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则C的质量小一些，B的质量要大一些。
【分析】物体的重力势能越大，做功越多，被打物体下落越深；质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大；重力势能还和物体的质量有关。
15．（2021八下·萝北期末）人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能 （选填“增大”、“减小”、“不变”），卫星的势能 （选填“增大”、“减小”、“不变”）
【答案】减小；增加
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能减小，转化为势能，所以势能增大。
故答案为：减小；增加
【分析】动能与势能相互转化，一个能量减少，另一个能量增加。
16．（2023八下·肥东期末） 如图所示，体积相同的两个小球甲和乙分别从竖直高度不同的半圆光滑轨道最高点处点和点，以和的速度开始运动，一直沿着轨道运动到最低处点和点，此时它们的速度分别为和，均忽略空气阻力。已知甲球在点时的机械能等于乙球在点时的机械能，且，则甲球在点时的机械能 选填“”“”或“”乙球在点时的机械能： 选填“”“”或“”。
【答案】=；<
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】圆弧光滑，全程只有重力做功，所以机械能守恒，则甲球在点时的机械能等于乙球在点时的机械能，甲球在点时的机械能等于乙球在点时的机械能，且，A点高度比B点小，所以小球甲的质量大于小球乙的质量。到达水平地面时，高度相同，机械能相等，所以。
【分析】只有重力做功，则机械能守恒，机械能大小等于重力势能和动能之和，动能与小球质量和速度有关，重力势能与小球质量和高度有关。
三、实验探究题
17．（2018八下·黄埔月考）学习了功率知识后，小明和小亮两位同学想测量纸锥下落时重力做功的功率，请你帮忙将实验过程补充完整。
（1）实验原理是： （写公式）。
（2）需要测量的物理量有下落时间、 和 （写出物理量）。相应的测量工具为秒表、 和 。
（3）如图是小明和小亮利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片，照相机每隔0.2s曝光一次，若测得纸锥在A、B两位置间的实际 距离为6.40cm，则此AB过程中，纸锥的下落速度为 cm/s．
（4）下列关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图像中正确的是（_______）
A． B．
C． D．
【答案】（1）P=
（2）纸锥的质量；下落的高度；托盘天平；刻度尺
（3）16
（4）C
【知识点】质量的测量与天平的使用；功率的测量实验；时间及其测量
【解析】【解答】（1）测量功率的原理就是依据了功率的计算公式 （2）根据实验的要求可知，需要测量的物理量有下落时间、下落高度和纸锥质量．相应的测量工具为秒表、刻度尺和托盘天平；（3）纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm，时间为0.2s×2=0.4s，则此AB过程中，纸锥的下落速度为 （4）由功率公式可得， ，纸锥的重力不变，
由图可知，速度v先变快后不变，故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变，C符合题意．
【分析】根据功率的计算公式，测量功率需测量物体的质量和下落的高度，以及时间，利用功的计算求功的大小，再计算功率.
18．（2023八下·禹城期末）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK= mv2，重力势能大小Ep=mgh，不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 ；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x= ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 m。（小数点后保留2位数）
【答案】（1）100J
（2）40m
（3）3.33
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】（1）将地面的重力势能看作零，
则从地面踢出时足球具有的动能EK1=120J，具有的重力势能EP1=0J，
足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能EP2=mgh=0.4kg×10N/kg×5m=20J，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以E1=E2，即：EK1+EP1=EK2+EP2，
120J+0J=EK2+20J；
解得：EK2=100J
则足球在最高点时具有的动能为100J；
（2）根据公式x= 得到：
当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
则水平方向的速度vx=v′cos45°=
因足球在空中飞行时，水平速度保持不变，
所以，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，足球的速度，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有EK1′+EP1′=EK2′+EP2′，即；
；
，
解得：h′≈3.33m。
【分析】（1）当只有重力做功或弹簧的弹力做功时，物体的机械能守恒。将地面上物体的重力势能看作零，据此可知足球具有的重力势能，足球踢出后能达到的最大高度是5m，根据EP=mgh求出此时足球具有的重力势能，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此得出等式即可求出足球在最高点时具有的动能；
（2）当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角踢出，根据射程公式求出足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，根据三角函数关系求出水平方向的速度，根据“足球在空中飞行时，水平速度保持不变”可知当足球的速度与水平方向夹角为30°角时水平方向的速度，再根据三角函数关系求出此时小球的速度，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此结合动能和重力势能的表达式得出等式即可求出此时足球距地面的高度。
19．（2019八下·南关期末）如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让两辆小车分别从同一斜面相同高度由静止释放，撞击水平木板上同一木块。
（1）甲、乙两图探究的是小车的动能与 的关系，实验中是通过观察 来比较动能的大小。
（2）若要探究动能与另一个因素的关系时，应让同一辆小车从 （选填“相同”或“不同”）的高度静止释放。
（3）在图甲装置基础上，去掉木块，添加毛巾、棉布可以完成探究“阻力对物体运动的影响”的实验，为了便于推理，以下放在水平面上的材料顺序最合理的是_______。
A．木板、棉布、毛巾 B．木板、毛巾、棉布
C．毛巾、棉布、木板 D．毛巾、木板、棉布
（4）要研究滑动摩擦力与压力的关系，选用图乙实验中的水平长木板、木块（方便拉动）和砝码，还需要添加的器材是 。实验中利用 原理知道摩擦力大小。
【答案】（1）质量；木块移动的距离
（2）不同
（3）C
（4）弹簧测力计；二力平衡
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）当小车分别从同一斜面相同高度滑下时，到达水平面时的初速度相同，而乙图中小车上方加了一个钩码，故两次质量不同，所以甲乙两图探究动能与小车质量的关系；实验中小车的动能做功，推动木块移动，可以通过观察木块移动的距离来比较动能的大小；（2）探究动能大小与另一个因素，即动能与速度的关系时，应控制质量相同，速度不同，故应使相同的小车从斜面的不同高度滑下；（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，结论为：平面越光滑，小车运动的距离越长，即小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，再据此进行推理，所以水平面材料放置顺序应由粗糙到光滑，C符合题意；（4）研究滑动摩擦力与压力的关系，除了长木板、木块（方便拉动）和砝码外，因为要测量摩擦力（拉力）的大小，所以还需要弹簧测力计；实验中应匀速直线拉动木块，此时拉力与摩擦力平衡，二力大小相等，所以根据二力平衡的原理知，此时摩擦力等于拉力。
【分析】（1）探究动能大小的影响因素，用到转换法（小车的动能无法直接比较，通过木块被撞后移动距离的大小反映动能的大小）和控制变量法（当研究动能大小与质量的关系时，要让质量不同的小车沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，质量不同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小车从不同的高度释放，这样可以保证小车的质量相同，速度不同）.
（3）在探究阻力对物体运动的影响实验中，所用到的实验方法除控制变量法（让小车从斜面上同一高度下滑，保持到底面的初速度相同）外，还有科学推理法（在现象的基础上，再进行适当的科学推理，可得出当小车不受阻力时，其将保持什么样的运动状态）及转换法（接触面越来越光滑，小车所受摩擦阻力越来越小，其运动的距离也越来越远）.
（4）滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系，涉及到实验原理（只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小）及控制变量法（研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变：在接触面粗糙程度相同的条件下，压力越大，摩擦力越大；在接触面压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大）的运用和数据分析能力.
四、计算题
20．（2023八下·晋江期末）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5cm3/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示，求：
（1）第40秒，水对容器底部的压强；
（2）物体M的密度；
（3）从40s到140s浮力对物体做功。
【答案】（1）解：图可知第40秒时，水的深度h＝8cm＝0.08m，
水对容器底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa；
答：第40秒，水对容器底部的压强为800Pa；
（2）解：10cm＝0.1m，
由图可知第40秒开始，M处于漂浮状态，物体受到的浮力等于自身的重力，浮力的实质是物体上下表面产生的压力差，物体上表面受到的压力为0，此时M底部受到向上的压力即物体的浮力，则G＝F浮＝pS＝800Pa×0.1m×0.1m＝8N，
物块M的体积V＝（0.1m）3＝0.001m3；
物块M的质量：；
物块M的密度：；
答：物块M的密度为0.8×103kg/m3；
（3）解：当t＝40s时，注入的水的体积V水＝vt＝5cm3/s×40s＝200cm3＝2×10﹣4m3，
容器底面积与物块底面积之差：，
容器的底面积：S′＝S+ΔS＝0.1m×0.1m+25×10﹣4m2＝0.0125m2，
当t＝140s时，注入的水的体积V水′＝vt′＝5cm3/s×140s＝700cm3＝7×10﹣4m3，
水面上升的高度：，
从40s到140s浮力对物体做功：W＝F浮Δh＝8N×0.04m＝0.32J。
答：从40s到140s浮力对物体做功0.32J。
【知识点】密度公式及其应用；液体压强的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据p=ρgh，可以计算液体对容器底部压强的大小；
（2）根据F=pS计算物体受到的压力；根据二力平衡，漂浮物体的浮力等于物体的重力，已知浮力，可以计算重力的大小，利用物体的重力，结合计算质量，结合体积，利用计算物体的密度；
（3）根据单位时间增大的水的体积和时间的乘积，计算注入的水的总体积，结合深度计算容器和物块的底面积之差；结合计算液体深度的变化；根据物体受到的浮力和升高的距离，利用W=Fh，计算做功多少。
21．（2023八下·广州期末） 工人在平整的地面上要水平推动某一箱产品，所受到的摩擦力是物体重力的0.1倍。如图所示，产品包装箱上“叠放5“表示最大叠放层数为5层，请根据图中包装箱上其它的信息说明：“”指的是“长宽高”，单位是，取，计算下列问题：
（1）推动一箱产品时，在平整的地面上做匀速直线运动，木箱受到的摩擦阻力是多大？
（2）只有一箱产品平放地上，箱子与地的接触面积是多大？对地面的压强是多大？
（3）从地面将第五箱产品匀速抬到已经堆放了层的产品上，抬升时用时，则对第五箱产品至少做了多少功？功率多大？
【答案】（1）解： 由题意知，，
摩擦力为：；
因为推动箱子做匀速直线运动，所以；
答：推动一箱产品时，在平整的地面上做匀速直线运动，木箱受到的摩擦阻力是；
（2）解： 只有一箱产品平放地上，箱子与地的接触面积是：，
对地面的压强是：；
答：只有一箱产品平放地上，箱子与地的接触面积是，对地面的压强是；
（3）解：从地面将第五箱产品匀速抬到已经堆放了层的产品上，抬升的高度为：，
对第五箱产品做的功为：，
功率为：。
答：从地面将第五箱产品匀速抬到已经堆放了层的产品上，抬升时用时，则对第五箱产品至少做了的功，功率是。
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）首先根据G=mg计算木块的重力，再根据f=0.1G计算木箱受到的摩擦力，最后根据F=f平衡力的知识计算箱子受到的推力。
（2）首先根据长方形的面积公式S=ab计算箱子与地面的接触面积，再根据 计算对地面的压强；
（3）第五箱产品抬升的高度等于4层产品的总高度，根据h=4h'计算抬升的高度，再根据W=Gh计算 对该产品做的功，最后根据 计算做功的功率。
五、简答题
22．使用动滑轮能省力，但不能省功，这个结论也适用于其他机械．大量的实验和理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫功的原理．
任何复杂的机械都是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用．这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”，对机械的使用和研制都具有重要的指导意义．下面我们利用功的原理来解释一下使用斜面为什么省力？如图所示，物体所受重力为G，斜面长为L、高为h，F为沿斜面拉物体的力．根据功的原理，我们知道使用任何机械都不能省功．如果不计物体与斜面之间的摩擦，用力F沿斜面把物体匀速推上去所做的功，应该等于直接将物体举高所做的功．据此请你推导出F的计算公式．
【答案】答：沿斜面对物体所做的功W=FL；
直接将物体举高所做的功W′=Gh；
由功的原理可知，W=W′，即FL=Gh；
所以F= ，因L＞h，所以F＜G，因此会省力．
【知识点】功
【解析】【分析】因为使用任何机械都不能省功，所以沿斜面对物体所做的功等于直接将物体举高所做的功．
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（较难）
一、选择题
1．（2023八下·昌平期中）下列有关力做功的说法中正确的是（ ）
A．跳伞员在空中下落过程中，跳伞员受到的重力做了功
B．足球被脚踢出后，在地面上滚动的过程中，脚对足球的踢力做了功
C．汽车沿水平公路行驶过程中，汽车受到的重力做了功
D．运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中，运动员对杠铃的支持力做了功
2．（2019八下·大庆期末）如图所示，在相等的时间内把同一物体分别沿AO、BO两个光滑斜面匀速拉到相同的高度，拉力所做的功分别为WA和WB，功率分别为PA和PB，它们之间的关系是（ ）
A． ， B． ，
C． ， D． ，
3．（2023八下·石嘴山期末）如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。请根据图象判断：在相等的时间内，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1，P2，下列判断正确的是（ ）
A．F1＜F2 B．F1＝F2 C．P1＜P2 D．P1＝P2
4．（2022八下·萝北期末）如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是
A．成年人步行速度约为1m/s
B．一个中学生体重约为450N
C．用手托起两个鸡蛋的力约为0.1kg
D．功和能的单位都是焦耳
5．（2023八下·宝山期中）一物体从某一高度自由落下，落在竖立于地面的轻质弹簧上，如图所示，在A点物体开始与轻弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹簧弹回，下列说法正确的是（ ）
A．物体从A下降到B的过程中动能不断变小
B．物体从B上升到A的过程中动能不断变大
C．物体从A下降到B以及从B上升到A的过程中速度大小都是先增大后减小
D．物体在B点时所受合力为零
6．（2023八下·济阳期末）随着高层住宅越来越多，预防高空坠物很有必要。有实验数据表明，一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，足以砸碎成年人的头骨。针对这一现象，下列四个问题中最有探究价值且易于探究的科学问题是 （ ）
A．鸡蛋重力势能的大小跟高度有什么关系？
B．鸡蛋重力势能的大小跟质量有什么关系？
C．物体重力势能的大小跟高度有什么关系？
D．物体重力势能的大小跟哪些因素有关系？
7．如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（ ）
A．由静止下落的乒乓球 B．竖直向上垫起的排球
C．从地面斜向上踢出的足球 D．从肩上斜向上投掷出去的铅球
8．为了探究重力势能大小与哪些因素有关，课本中设计了“重物撞小桌”的实验。如图所示让重物从高处落下，打击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，下列关于该实验的说法中，不正确的是（ ）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小
B．在实验器材的选择时，可以不考虑被撞小桌软硬程度和重物的初速度
C．该实验探究的基本方法是控制变量法，如分别控制重物落下的高度、质量等
D．实验过程中，让同一重物从不同高度落下，目的是为了探究重力势能与高度的关系
9．（2023八下·马尾期末）踢毽子是一项集健身、娱乐的体育活动，如图为两个同学组对正在踢毽子的情景。若不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．毽子上升时，速度变大，动能增大
B．毽子上升时，速度变小，重力势能转化为动能
C．毽子飞到最高点时，重力势能最大
D．毽子上升时，速度变小，因为向上的力变小了
10．（2017八下·蒙阴期末）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过裎，下列分析正确的是（ ）
A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的动能为零
B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能
D．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大
二、填空题
11．（2023八下·潘集期末）如图所示，有一斜面长L＝6m，高h＝3m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将250N重的物体从底揣匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N。
12．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，在人越过Q点继续向下的过程中，人的动能将 （填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”）
13．（2017八下·吴中期中）人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如：机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；风具有 能，可以推动帆船航行；打桩机举高的重锤具有 能，可以完成打桩工作．
14．（2022八下·招远期末）三根完全相同的地桩，原来露出地面的高度相同，分别经重锤A、B、C从某高度自由下落对它们进行一次打击后所处的位置如图所示，则打桩过程中，三个重锤中 锤的做功本领最大；如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时， 锤的高度要高一些；如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则 锤的质量要小一些。
15．（2021八下·萝北期末）人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能 （选填“增大”、“减小”、“不变”），卫星的势能 （选填“增大”、“减小”、“不变”）
16．（2023八下·肥东期末） 如图所示，体积相同的两个小球甲和乙分别从竖直高度不同的半圆光滑轨道最高点处点和点，以和的速度开始运动，一直沿着轨道运动到最低处点和点，此时它们的速度分别为和，均忽略空气阻力。已知甲球在点时的机械能等于乙球在点时的机械能，且，则甲球在点时的机械能 选填“”“”或“”乙球在点时的机械能： 选填“”“”或“”。
三、实验探究题
17．（2018八下·黄埔月考）学习了功率知识后，小明和小亮两位同学想测量纸锥下落时重力做功的功率，请你帮忙将实验过程补充完整。
（1）实验原理是： （写公式）。
（2）需要测量的物理量有下落时间、 和 （写出物理量）。相应的测量工具为秒表、 和 。
（3）如图是小明和小亮利用闪光照相机拍摄纸锥竖直下落时的照片，照相机每隔0.2s曝光一次，若测得纸锥在A、B两位置间的实际 距离为6.40cm，则此AB过程中，纸锥的下落速度为 cm/s．
（4）下列关于纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化的图像中正确的是（_______）
A． B．
C． D．
18．（2023八下·禹城期末）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK= mv2，重力势能大小Ep=mgh，不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 ；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x= ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 m。（小数点后保留2位数）
19．（2019八下·南关期末）如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让两辆小车分别从同一斜面相同高度由静止释放，撞击水平木板上同一木块。
（1）甲、乙两图探究的是小车的动能与 的关系，实验中是通过观察 来比较动能的大小。
（2）若要探究动能与另一个因素的关系时，应让同一辆小车从 （选填“相同”或“不同”）的高度静止释放。
（3）在图甲装置基础上，去掉木块，添加毛巾、棉布可以完成探究“阻力对物体运动的影响”的实验，为了便于推理，以下放在水平面上的材料顺序最合理的是_______。
A．木板、棉布、毛巾 B．木板、毛巾、棉布
C．毛巾、棉布、木板 D．毛巾、木板、棉布
（4）要研究滑动摩擦力与压力的关系，选用图乙实验中的水平长木板、木块（方便拉动）和砝码，还需要添加的器材是 。实验中利用 原理知道摩擦力大小。
四、计算题
20．（2023八下·晋江期末）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5cm3/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示，求：
（1）第40秒，水对容器底部的压强；
（2）物体M的密度；
（3）从40s到140s浮力对物体做功。
21．（2023八下·广州期末） 工人在平整的地面上要水平推动某一箱产品，所受到的摩擦力是物体重力的0.1倍。如图所示，产品包装箱上“叠放5“表示最大叠放层数为5层，请根据图中包装箱上其它的信息说明：“”指的是“长宽高”，单位是，取，计算下列问题：
（1）推动一箱产品时，在平整的地面上做匀速直线运动，木箱受到的摩擦阻力是多大？
（2）只有一箱产品平放地上，箱子与地的接触面积是多大？对地面的压强是多大？
（3）从地面将第五箱产品匀速抬到已经堆放了层的产品上，抬升时用时，则对第五箱产品至少做了多少功？功率多大？
五、简答题
22．使用动滑轮能省力，但不能省功，这个结论也适用于其他机械．大量的实验和理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫功的原理．
任何复杂的机械都是由简单机械组合而成的，因此功的原理对一切机械都适用．这个结论在历史上曾被誉为“机械的黄金定律”，对机械的使用和研制都具有重要的指导意义．下面我们利用功的原理来解释一下使用斜面为什么省力？如图所示，物体所受重力为G，斜面长为L、高为h，F为沿斜面拉物体的力．根据功的原理，我们知道使用任何机械都不能省功．如果不计物体与斜面之间的摩擦，用力F沿斜面把物体匀速推上去所做的功，应该等于直接将物体举高所做的功．据此请你推导出F的计算公式．
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A.跳伞员在空中下落过程中，跳伞员受到的重力竖直向下，且在这个方向上通过距离，因此重力对运动员做功，故A正确；
B.足球被脚踢出后，在地面上滚动的过程中，脚对足球不再施加力的作用，因此对足球不做功，故B错误；
C.汽车沿水平公路行驶过程中，汽车受到的重力竖直向下，但是没有在这个力的方向上通过距离，因此不做功，故C错误；
D.运动员举着杠铃在空中停留三秒的过程中，运动员对杠铃的支持力向上，但是没有在这个方向上通过距离，因此对杠铃不做功，故D错误。
故选A。
【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
2．【答案】D
【知识点】功率大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】由功的原理可知：使用任何机械都不省功，即沿斜面AO和BO所做的功相同，即WA＝WB，又因为t相同，所以由P＝ ，得PA＝PB，
故答案为：D.
【分析】无论是沿斜面AO还是BO匀速拉同一物体，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，即沿斜面AO和BO所做的功相同，题目中又告诉在相等的时间内，即t相同，根据P＝ 即可比较PA和PB．
3．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；二力平衡的条件及其应用；摩擦力的大小
【解析】【解答】AB.由图乙可知两次都是做匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是平衡力，由于两次运动过程中摩擦力大小不变，所以拉力不变，A错误，B正确；
CD.由图乙可知，根据P=Fv可知，CD错误。
故选B。
【分析】由图乙分析出两次运动都是做匀速直线运动，摩擦力与拉力相等，根据摩擦力变化即可判断拉力的变化；由图乙找出两次的速度大小，由P=Fv判断两次拉力的功率的大小。
4．【答案】C
【知识点】质量及其特性；能；速度与物体运动；重力及其大小的计算；功
【解析】【解答】A．根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，A正确，不符合题意；
B．中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg×10N/kg=500N，B正确，不符合题意；
C．一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，C错误，符合题意；
D．功和能量的单位都是焦耳，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据常见物体的质量、重力、速度，结合数据解答；功和能量的单位都是焦耳。
5．【答案】C
【知识点】动能大小的比较；力与运动的关系
【解析】【解答】物体从A下降到B点时，物体受到的弹力逐渐增大，在开始一段时间内，物体的重力大于弹力，合力向下，此时物块做加速运动；当弹力等于重力时，合力为零，此时加速停止，速度最大；此后，重力小于弹力，合力向上，物体做减速运动，那么物块的动能先增大再减小，故A错误；
物体从B上升到A的过程中，弹簧的弹力逐渐减小，在开始一段时间内，弹力等于重力，合力向上，则做加速运动；当弹力等于重力时，加速停止，此时速度最大；当弹力小于重力时，合力向下，则物体做减速运动，那么这个过程中物块的动能先增大后减小，故B错误；
综上所述，物体从A到B，或从B到A，速度都是先增大后减小，故C正确；
在B点时，物体受到的弹力最大，此时弹力大于重力，合力向上，故D错误。
故选C。
【分析】（1）（2）（3）根据力与运动的关系分析速度变化，确定动能变化；
（4）对B点的物体进行受力分析即可。
6．【答案】C
【知识点】势能大小的比较；势能的影响因素
【解析】【解答】一枚鸡蛋从4楼落下，会使人头部起肿包；从16楼落下，足以砸碎成年人的头骨，说明质量没有变化，高度在变化，针对这种现象最具探究价值的应该是物体的重力势能大小与高度有什么样的关系。
【分析】重力势能与物体的质量和物体的高度有关。
7．【答案】D
【知识点】动能的影响因素
【解析】【解答】解：分析图象可知，物体的动能先减小再增大。
A、由静止下落的乒乓球质量不变，速度不断变大，故其动能始终在增大，A不合题意；
B、竖直向上垫起的排球，排球质量不变，速度先减小后增大，所以动能先减小后增大，但排球运动到最高点时速度为0，动能为0，B不合题意；
C、从地面斜向上踢出的足球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零。从离开脚到最高点过程中速度减小，动能减小；在下落的过程中，速度增大，动能增大。整个过程动能先减小再增大。但由于足球从地面开始向上运动，最终落回地面，故其最后的动能不可能大于初始的动能，C不符合题意；
D、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零（处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据图象可知物体的动能先减小再增大，再结合选型逐一分析即可.
8．【答案】B
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】解：A、实验中用桌腿陷入的深度来表示重物重力势能的大小，用到了转换法，A说法正确；
B、重力势能与物体的质量和高度有关，探究过程中，均需使物体从某一高度由静止落下，B说法错误；
C、重力势能与质量和高度有关，所以实验中用到控制变量法，分别控制高度和质量，C说法正确；
D、要探究重力势能与高度的关系，需使高度不同，质量相同，故D说法正确。
故选B。
【分析】探究重力势能的影响因素，应掌握影响重力势能的因素，利用控制变量法分析应改变的量和控制的量，实验中通过小车陷入沙中的深度来反映物体重力势能的大小。
9．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能与势能的应用
【解析】【解答】A、毽子上升时，速度变小，动能减小，故A错误。
B、毽子上升时，速度变小，动能转化为重力势能，故B错误。
C、毽子飞到最高点时高度最高，那么重力势能最大，故C正确。
D、电子上升时速度变小，但是它的向上的力为零，保持不变，故D错误。
答案为：C
【分析】（1）电键子上升时速度变小，能转化为重力势能。
（2）在最高点是重力势能最大。
（3）键子上升时向上的力为零。
10．【答案】A
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】A、由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大，小希处于最低位置，高度为0、速度为0，因此小希的重力势能和动能均为0，A，符合题意；
B、a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力最大；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，在b状态时弹簧恢复到原长，弹力最小为0，B不符合题意；
C、b→c的过程中，即离开地面上升的过程，弹簧的形变已经恢复，不再具有弹性势能，此时速度变小，是动能转化为小希的重力势能，C不符合题意；
D、a→c的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小希做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小希做减速运动；b→c的过程中，小希在重力作用下做减速运动，D不符合题意。
故答案为：A．
【分析】根据（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；（3）弹簧由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关；（4）机械能=动能+势能．物体没有发生弹性形变，势能只考虑重力势能来分析。
11．【答案】900；25
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】对物体做的有用功W有=Gh=250N×3m=750J；
对物体做的总功W总=Fs=150N×6m=900J；
则对物体做的额外功：W额=W总-W有=900J-750J=150J；
那么物体受到的阻力：。
【分析】根据W有=Gh计算对物体做的有用功，根据W总=Fs计算对物体做的总功，根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的阻力。
12．【答案】先变大后变小
【知识点】动能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：由题知，Q点是橡皮绳原长的位置；
人在最高点到Q点的过程中，速度越来越大；在人越过Q点继续向下的过程中，受到绳向上的拉力，橡皮绳的形变逐渐变大，拉力由小变大；开始一段时间内拉力小于重力，人仍然做加速运动；当拉力大于重力后，人才做减速运动，达到最低点时速度减小为0；所以，人的速度先变大后变小，则动能也是先变大后变小。
故答案为：先变大后变小。
【分析】对人进行受力分析，结合力的合成以及力与运动的关系可知速度大小变化情况，据此可知动能大小变化情况.
13．【答案】弹性势；动；重力势
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】解：拧紧的发条发生了弹性形变，所以其具有弹性势能．
风是流动的空气，由于其运动，所以其具有动能．
举高的大锤由于相对于地面位置被举高，所以其具有重力势能．
故答案为：弹性势能；动；重力势．
【分析】判断一个物体是否具有动能的依据是其是否运动；判断一个物体是否具有弹性势能的依据是该物体是否发生了弹性形变．判断一个物体是否具有重力势能的依据是该物体是否被举高．因此要判断一个物体具有什么形式的机械能，关键是看该物体具有什么特征．
14．【答案】B；B；C
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】木柱下陷的深度越深，表明重锤做功的本领越大，B下陷的最深，所以B锤的做功本领最大。A、B相比，B下陷的较深，表明B锤的重力势能较大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，B锤的高度要高一些。B、C相比，C下落的更浅，表明C锤的重力势能更小，如果B、C两锤刚下落时的高度相同，则C的质量小一些，B的质量要大一些。
【分析】物体的重力势能越大，做功越多，被打物体下落越深；质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大；重力势能还和物体的质量有关。
15．【答案】减小；增加
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】 人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能减小，转化为势能，所以势能增大。
故答案为：减小；增加
【分析】动能与势能相互转化，一个能量减少，另一个能量增加。
16．【答案】=；<
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】圆弧光滑，全程只有重力做功，所以机械能守恒，则甲球在点时的机械能等于乙球在点时的机械能，甲球在点时的机械能等于乙球在点时的机械能，且，A点高度比B点小，所以小球甲的质量大于小球乙的质量。到达水平地面时，高度相同，机械能相等，所以。
【分析】只有重力做功，则机械能守恒，机械能大小等于重力势能和动能之和，动能与小球质量和速度有关，重力势能与小球质量和高度有关。
17．【答案】（1）P=
（2）纸锥的质量；下落的高度；托盘天平；刻度尺
（3）16
（4）C
【知识点】质量的测量与天平的使用；功率的测量实验；时间及其测量
【解析】【解答】（1）测量功率的原理就是依据了功率的计算公式 （2）根据实验的要求可知，需要测量的物理量有下落时间、下落高度和纸锥质量．相应的测量工具为秒表、刻度尺和托盘天平；（3）纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40cm，时间为0.2s×2=0.4s，则此AB过程中，纸锥的下落速度为 （4）由功率公式可得， ，纸锥的重力不变，
由图可知，速度v先变快后不变，故纸锥在竖直下落过程中重力做功功率随时间变化规律是先变大后不变，C符合题意．
【分析】根据功率的计算公式，测量功率需测量物体的质量和下落的高度，以及时间，利用功的计算求功的大小，再计算功率.
18．【答案】（1）100J
（2）40m
（3）3.33
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】（1）将地面的重力势能看作零，
则从地面踢出时足球具有的动能EK1=120J，具有的重力势能EP1=0J，
足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能EP2=mgh=0.4kg×10N/kg×5m=20J，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以E1=E2，即：EK1+EP1=EK2+EP2，
120J+0J=EK2+20J；
解得：EK2=100J
则足球在最高点时具有的动能为100J；
（2）根据公式x= 得到：
当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
则水平方向的速度vx=v′cos45°=
因足球在空中飞行时，水平速度保持不变，
所以，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，足球的速度，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有EK1′+EP1′=EK2′+EP2′，即；
；
，
解得：h′≈3.33m。
【分析】（1）当只有重力做功或弹簧的弹力做功时，物体的机械能守恒。将地面上物体的重力势能看作零，据此可知足球具有的重力势能，足球踢出后能达到的最大高度是5m，根据EP=mgh求出此时足球具有的重力势能，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此得出等式即可求出足球在最高点时具有的动能；
（2）当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角踢出，根据射程公式求出足球的射程；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，根据三角函数关系求出水平方向的速度，根据“足球在空中飞行时，水平速度保持不变”可知当足球的速度与水平方向夹角为30°角时水平方向的速度，再根据三角函数关系求出此时小球的速度，不计空气阻力时足球的机械能守恒，据此结合动能和重力势能的表达式得出等式即可求出此时足球距地面的高度。
19．【答案】（1）质量；木块移动的距离
（2）不同
（3）C
（4）弹簧测力计；二力平衡
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验；探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】（1）当小车分别从同一斜面相同高度滑下时，到达水平面时的初速度相同，而乙图中小车上方加了一个钩码，故两次质量不同，所以甲乙两图探究动能与小车质量的关系；实验中小车的动能做功，推动木块移动，可以通过观察木块移动的距离来比较动能的大小；（2）探究动能大小与另一个因素，即动能与速度的关系时，应控制质量相同，速度不同，故应使相同的小车从斜面的不同高度滑下；（3）探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，结论为：平面越光滑，小车运动的距离越长，即小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，再据此进行推理，所以水平面材料放置顺序应由粗糙到光滑，C符合题意；（4）研究滑动摩擦力与压力的关系，除了长木板、木块（方便拉动）和砝码外，因为要测量摩擦力（拉力）的大小，所以还需要弹簧测力计；实验中应匀速直线拉动木块，此时拉力与摩擦力平衡，二力大小相等，所以根据二力平衡的原理知，此时摩擦力等于拉力。
【分析】（1）探究动能大小的影响因素，用到转换法（小车的动能无法直接比较，通过木块被撞后移动距离的大小反映动能的大小）和控制变量法（当研究动能大小与质量的关系时，要让质量不同的小车沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同，质量不同；当研究动能大小与速度的关系时，应选择同一小车从不同的高度释放，这样可以保证小车的质量相同，速度不同）.
（3）在探究阻力对物体运动的影响实验中，所用到的实验方法除控制变量法（让小车从斜面上同一高度下滑，保持到底面的初速度相同）外，还有科学推理法（在现象的基础上，再进行适当的科学推理，可得出当小车不受阻力时，其将保持什么样的运动状态）及转换法（接触面越来越光滑，小车所受摩擦阻力越来越小，其运动的距离也越来越远）.
（4）滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小有关系，涉及到实验原理（只有沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小才等于摩擦力的大小）及控制变量法（研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变：在接触面粗糙程度相同的条件下，压力越大，摩擦力越大；在接触面压力相同的条件下，接触面越粗糙，摩擦力越大）的运用和数据分析能力.
20．【答案】（1）解：图可知第40秒时，水的深度h＝8cm＝0.08m，
水对容器底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa；
答：第40秒，水对容器底部的压强为800Pa；
（2）解：10cm＝0.1m，
由图可知第40秒开始，M处于漂浮状态，物体受到的浮力等于自身的重力，浮力的实质是物体上下表面产生的压力差，物体上表面受到的压力为0，此时M底部受到向上的压力即物体的浮力，则G＝F浮＝pS＝800Pa×0.1m×0.1m＝8N，
物块M的体积V＝（0.1m）3＝0.001m3；
物块M的质量：；
物块M的密度：；
答：物块M的密度为0.8×103kg/m3；
（3）解：当t＝40s时，注入的水的体积V水＝vt＝5cm3/s×40s＝200cm3＝2×10﹣4m3，
容器底面积与物块底面积之差：，
容器的底面积：S′＝S+ΔS＝0.1m×0.1m+25×10﹣4m2＝0.0125m2，
当t＝140s时，注入的水的体积V水′＝vt′＝5cm3/s×140s＝700cm3＝7×10﹣4m3，
水面上升的高度：，
从40s到140s浮力对物体做功：W＝F浮Δh＝8N×0.04m＝0.32J。
答：从40s到140s浮力对物体做功0.32J。
【知识点】密度公式及其应用；液体压强的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据p=ρgh，可以计算液体对容器底部压强的大小；
（2）根据F=pS计算物体受到的压力；根据二力平衡，漂浮物体的浮力等于物体的重力，已知浮力，可以计算重力的大小，利用物体的重力，结合计算质量，结合体积，利用计算物体的密度；
（3）根据单位时间增大的水的体积和时间的乘积，计算注入的水的总体积，结合深度计算容器和物块的底面积之差；结合计算液体深度的变化；根据物体受到的浮力和升高的距离，利用W=Fh，计算做功多少。
21．【答案】（1）解： 由题意知，，
摩擦力为：；
因为推动箱子做匀速直线运动，所以；
答：推动一箱产品时，在平整的地面上做匀速直线运动，木箱受到的摩擦阻力是；
（2）解： 只有一箱产品平放地上，箱子与地的接触面积是：，
对地面的压强是：；
答：只有一箱产品平放地上，箱子与地的接触面积是，对地面的压强是；
（3）解：从地面将第五箱产品匀速抬到已经堆放了层的产品上，抬升的高度为：，
对第五箱产品做的功为：，
功率为：。
答：从地面将第五箱产品匀速抬到已经堆放了层的产品上，抬升时用时，则对第五箱产品至少做了的功，功率是。
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）首先根据G=mg计算木块的重力，再根据f=0.1G计算木箱受到的摩擦力，最后根据F=f平衡力的知识计算箱子受到的推力。
（2）首先根据长方形的面积公式S=ab计算箱子与地面的接触面积，再根据 计算对地面的压强；
（3）第五箱产品抬升的高度等于4层产品的总高度，根据h=4h'计算抬升的高度，再根据W=Gh计算 对该产品做的功，最后根据 计算做功的功率。
22．【答案】答：沿斜面对物体所做的功W=FL；
直接将物体举高所做的功W′=Gh；
由功的原理可知，W=W′，即FL=Gh；
所以F= ，因L＞h，所以F＜G，因此会省力．
【知识点】功
【解析】【分析】因为使用任何机械都不能省功，所以沿斜面对物体所做的功等于直接将物体举高所做的功．
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