第十一章 功和机械能 学业质量测评
（时间：90分钟满分：90分）
一、选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分.第1~6题为单项选择题.第7、8题为多项选择题，在每小题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选的得0分）
1.下列情景中,关于功的描述错误的是 （C）
A.用手托着球上楼梯,手对球做了功
B.用手托着球长时间站立，手对球没有做功
C.用手将球扔出,球在飞行过程中手对球做了功
D.用手托着球乘电梯上楼，手对球做了功
2.甲、乙两质量相等的物体，用外力F1使甲以速度v1匀速上升高度h时，F1做功W1，功率为P1；用外力F2使乙以速度v2同样匀速上升高度h时，F2做功W2，功率为P2，已知v1＞v2，则 （B）
A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1＞P2
C.W1＞W2，P1=P2 D.W1＞W2，P1＞P2
3.某市中考体育测试中有必考、抽考和选考科目，包括短跑、跳绳、掷实心球、立定跳远、带足球绕杆、运篮球上篮等.关于其中的物理知识，以下说法正确的是 （C）
A.学生在短跑过程中，动能一定减小
B.学生投掷的实心球在飞行的过程中，动能一直在减小
C.学生带足球绕杆运动，说明力可以改变物体的运动状态
D.学生在立定跳远的过程中，重力势能一直不变
4.将同一小球从离地面相同高度的相同位置两次抛出，初速度大小相等.第一次将小球水平方向抛出，落地速度为v1，第二次斜向上抛出，落地速度为v2，不计空气阻力，比较v1和v2的大小，下列正确的是 （A）
A.v1=v2 B.v1＜v2
C.v1＞v2 D.无法比较
5.2024年6月22日15时0分，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，将中法天文卫星顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功.下列关于火箭刚起飞时加速上升阶段的说法正确的是 （A）
A．卫星克服重力做的功越来越多
B．卫星重力势能增加，动能减少
C．卫星受平衡力作用
D．若外力全部消失，卫星将会保持静止
6.如图所示，用一水平压力F将重为10 N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙壁上.当压力F为30 N时，物体处于静止状态；当压力F为25 N时，物体恰好匀速下滑.下列说法中正确的是 （D）
A．物体处于静止状态时，受到竖直向下的摩擦力为10 N
B．若物体匀速下滑的速度为0.2 m/s,则其重力做功的功率为5 W
C．物体在匀速下滑过程中，受到竖直向上的摩擦力为15 N
D．保持25 N的压力不变，竖直向上施加20 N的拉力可使物体匀速上滑
第6题图 第7题图
7.如图所示，质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从A点静止释放后沿曲杆运动.不计空气阻力，下列说法正确的是 （AD）
A.只要A点高于C点,小环就能到达D点
B.若小环能到达D点,离开D点后将竖直向下运动
C.小环从A点到D点,重力势能一直减小，机械能不变
D.小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
8.用弹簧测力计两次水平拉同一块木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的s-t图像，下列说法错误的是 （ABC）
A.图甲中的木块受到的拉力是3.2 N
B.木块第一次和第二次的速度之比为1∶2
C.两次拉力对木块做功的功率一样大
D.相同时间内拉力两次对木块的做功之比为2∶1
二、填空题(本题共5个小题，每空2分，共14分)
9.一架飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药.此过程中，飞机的动能变小.(填“变大”“变小”或“不变”)
10.起重机将重3×103 N的混凝土板从地面吊起使其匀速竖直上升10 m，则起重机对混凝土板做功3×104J；之后起重机又吊着混凝土板水平缓慢移动了一段距离，此过程中起重机对混凝土板不做（填“做”或“不做”）功.
11.用50 N的水平拉力拉着重200 N的物体以5 m/s的速度在水平面上匀速前进了20 m，其中拉力的功率是250W.
12.一台抽水机动力的功率是10 kW，那么1 min内抽水机动力做的功为6×105J，1 min内它最多可以把重6×104N的水抽到10 m高的水塔上去.
13.如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个重物.用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置.则重物从a运动到d的过程中，在b点机械能最大.(不计空气阻力)
三、作图题（本题共3个小题，每小题2分，共6分）
14.如图所示，小球从a位置释放，先后经过b、c、d三个位置(空气阻力不能忽略)，请在小球重力势能最大的位置上标上1，机械能最小的位置标2，动能最大的位置标3.
15.如图为某同学投铅球的过程，不计空气阻力，请画出铅球离开手后在空中运行直到落地前其动能随时间变化的图像.(设铅球刚离开手时动能为E0)
四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）
16.用手推一下水平地面上的木箱子，箱子向前滑动.推了几次后，发现一个现象：箱子离开手时的速度越大，箱子从运动到静止所通过的距离就越长.请解释这个现象.
答：箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所受摩擦力不变.箱子的质量一定，离手时速度越大,动能越大，箱子从运动到静止的过程中，动能在数值上等于摩擦力做的功.根据W=Fs可知，F相同，做的功越多，通过的路程就越长.
17.如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙面和木块固定连接，用木块压缩弹簧至水平光滑地面的A点.松手后木块在A点和B点间来回运动，图中O点是弹簧保持原长时末端所在的位置.请写出木块从A点运动到B点过程中动能的变化情况，并从功能关系的角度阐述理由.
答：动能先变大后变小.水平面是光滑的，木块在运动过程中，整个装置的机械能是守恒的.弹簧在恢复原状的过程中对木块做功，使得木块的速度变大，动能变大；到O点时弹簧恢复原状，木块的动能最大；经过O点后，木块拉动弹簧，弹簧会伸长，木块对弹簧做功，木块的动能转化为弹簧的弹性势能，木块的动能减小，到B点时，动能为0.
五、实验与科学探究题（本题共3个小题，共18分）
18.(6分)(2016·广东)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平面向右运动直至静止.
(1)实验中通过观察木块运动的距离来判断钢球的动能大小.
(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与速度的关系.
(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与质量的关系.
(4)木块最终会停下来的主要原因是受到摩擦力的作用.若水平面绝对光滑，本实验将不能（填“能”或“不能”）达到探究目的.
(5)如果木块在运动过程中受到的摩擦力为0，那么木块将永远做匀速直线运动.
19.(7分)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m的小球3个和质量为2m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)本实验是通过观察小球陷入花泥的深来判断重力势能大小的.
(2)比较A、B两球，可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大.
(3)比较A、C）两球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，物体具有的重力势能越大.
(4)比较C、D两球，可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关(填“有关”或“无关”).
(5)小球下落陷入花泥前，重力势能转化为动能.
(6)该实验采用的物理研究方法是控制变量法(或转换法)(写出其中的一种即可).
20.(5分)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，探究伸长量相同的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，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，并测量弹射的水平距离，相关数据如下表：
(1)本实验通过比较〖=2(〗弹珠被弹射的水平距离）来间接比较伸长量相同的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长度有关.
(3)由第1、2、3次实验数据可知，同种材料、相同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是D.
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小于(填“大于”“小于”或“等于”)14 m.
(5)你认为影响橡皮条弹性势能大小的其他因素有橡皮条的厚度、橡皮条的材料(写出两条即可).
六、综合应用题(本题共2个小题，共22分)
21.(10分)如图，用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块.已知木块重10 N，沿斜面向上的拉力如图中弹簧测力计所示，在整个过程中，木块沿斜面向上运动了40 cm，木块沿竖直方向上升了20 cm.求：
(1)拉力所做的功；
(2)克服重力做的功.
解：(1)由弹簧测力计的示数可知拉力F=6 N，
拉力做的功：W=Fs=6 N×0.4 m=2.4 J；
(2)克服重力做的功：
W′=Gh=10 N×0.2 m=2 J.
22.(12分)我国自主研发了一款水陆两栖飞机.某次试飞时飞机总质量为53 t，飞机静止在陆地跑道上与跑道的接触面积为0.53 m2，滑行时在水面上以10 m/s的速度沿直线匀速行驶，若飞机发动机牵引力的功率始终保持2.5×106 W(g取10 N/kg).求：
(1)飞机静止在陆地跑道上时对跑道的压强；
(2)在水面上匀速直线行驶10 min，发动机牵引力所做的功；
(3)在水面沿直线匀速行驶时，飞机所受的阻力.
解：(1)静止在陆地跑道上时对跑道的压力：
F=G=mg=5.3×104 kg×10 N/kg=5.3×105 N，
飞机静止在陆地跑道上时对跑道的压强：第十一章 功和机械能 学业质量测评
（时间：90分钟满分：90分）
一、选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分.第1~6题为单项选择题.第7、8题为多项选择题，在每小题给出的四个选项中，至少有两项是符合题目要求的，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选的得0分）
1.下列情景中,关于功的描述错误的是 （ ）
A.用手托着球上楼梯,手对球做了功
B.用手托着球长时间站立，手对球没有做功
C.用手将球扔出,球在飞行过程中手对球做了功
D.用手托着球乘电梯上楼，手对球做了功
2.甲、乙两质量相等的物体，用外力F1使甲以速度v1匀速上升高度h时，F1做功W1，功率为P1；用外力F2使乙以速度v2同样匀速上升高度h时，F2做功W2，功率为P2，已知v1＞v2，则 （ ）
A.W1=W2，P1=P2 B.W1=W2，P1＞P2
C.W1＞W2，P1=P2 D.W1＞W2，P1＞P2
3.某市中考体育测试中有必考、抽考和选考科目，包括短跑、跳绳、掷实心球、立定跳远、带足球绕杆、运篮球上篮等.关于其中的物理知识，以下说法正确的是 （ ）
A.学生在短跑过程中，动能一定减小
B.学生投掷的实心球在飞行的过程中，动能一直在减小
C.学生带足球绕杆运动，说明力可以改变物体的运动状态
D.学生在立定跳远的过程中，重力势能一直不变
4.将同一小球从离地面相同高度的相同位置两次抛出，初速度大小相等.第一次将小球水平方向抛出，落地速度为v1，第二次斜向上抛出，落地速度为v2，不计空气阻力，比较v1和v2的大小，下列正确的是 （ ）
A.v1=v2 B.v1＜v2
C.v1＞v2 D.无法比较
5.2024年6月22日15时0分，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，将中法天文卫星顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功.下列关于火箭刚起飞时加速上升阶段的说法正确的是 （ ）
A．卫星克服重力做的功越来越多
B．卫星重力势能增加，动能减少
C．卫星受平衡力作用
D．若外力全部消失，卫星将会保持静止
6.如图所示，用一水平压力F将重为10 N的物体压在粗糙程度相同的竖直墙壁上.当压力F为30 N时，物体处于静止状态；当压力F为25 N时，物体恰好匀速下滑.下列说法中正确的是 （ ）
A．物体处于静止状态时，受到竖直向下的摩擦力为10 N
B．若物体匀速下滑的速度为0.2 m/s,则其重力做功的功率为5 W
C．物体在匀速下滑过程中，受到竖直向上的摩擦力为15 N
D．保持25 N的压力不变，竖直向上施加20 N的拉力可使物体匀速上滑
第6题图 第7题图
7.如图所示，质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从A点静止释放后沿曲杆运动.不计空气阻力，下列说法正确的是 （ ）
A.只要A点高于C点,小环就能到达D点
B.若小环能到达D点,离开D点后将竖直向下运动
C.小环从A点到D点,重力势能一直减小，机械能不变
D.小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
8.用弹簧测力计两次水平拉同一块木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的s-t图像，下列说法错误的是 （ ）
A.图甲中的木块受到的拉力是3.2 N
B.木块第一次和第二次的速度之比为1∶2
C.两次拉力对木块做功的功率一样大
D.相同时间内拉力两次对木块的做功之比为2∶1
二、填空题(本题共5个小题，每空2分，共14分)
9.一架飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药.此过程中，飞机的动能 .(填“变大”“变小”或“不变”)
10.起重机将重3×103 N的混凝土板从地面吊起使其匀速竖直上升10 m，则起重机对混凝土板做功 J；之后起重机又吊着混凝土板水平缓慢移动了一段距离，此过程中起重机对混凝土板 （填“做”或“不做”）功.
11.用50 N的水平拉力拉着重200 N的物体以5 m/s的速度在水平面上匀速前进了20 m，其中拉力的功率是 W.
12.一台抽水机动力的功率是10 kW，那么1 min内抽水机动力做的功为 J，1 min内它最多可以把重 N的水抽到10 m高的水塔上去.
13.如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个重物.用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，其中点b是弹簧不挂重物静止时下端的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置.则重物从a运动到d的过程中，在 点机械能最大.(不计空气阻力)
三、作图题（本题共3个小题，每小题2分，共6分）
14.如图所示，小球从a位置释放，先后经过b、c、d三个位置(空气阻力不能忽略)，请在小球重力势能最大的位置上标上1，机械能最小的位置标2，动能最大的位置标3.
15.如图为某同学投铅球的过程，不计空气阻力，请画出铅球离开手后在空中运行直到落地前其动能随时间变化的图像.(设铅球刚离开手时动能为E0)
四、简答题（本题共2个小题，每小题3分，共6分）
16.用手推一下水平地面上的木箱子，箱子向前滑动.推了几次后，发现一个现象：箱子离开手时的速度越大，箱子从运动到静止所通过的距离就越长.请解释这个现象.
17.如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙面和木块固定连接，用木块压缩弹簧至水平光滑地面的A点.松手后木块在A点和B点间来回运动，图中O点是弹簧保持原长时末端所在的位置.请写出木块从A点运动到B点过程中动能的变化情况，并从功能关系的角度阐述理由.
五、实验与科学探究题（本题共3个小题，共18分）
18.(6分)(2016·广东)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平面向右运动直至静止.
(1)实验中通过观察 来判断钢球的动能大小.
(2)让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 的关系.
(3)换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 的关系.
(4)木块最终会停下来的主要原因是 .若水平面绝对光滑，本实验将 （填“能”或“不能”）达到探究目的.
(5)如果木块在运动过程中受到的摩擦力为0，那么木块将 .
19.(7分)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m的小球3个和质量为2m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，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，可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 (填“有关”或“无关”).
(5)小球下落陷入花泥前，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).
20.(5分)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，探究伸长量相同的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，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，并测量弹射的水平距离，相关数据如下表：
(1)本实验通过比较〖=2(〗弹珠被弹射的水平距离）来间接比较伸长量相同的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)由第1、2、3次实验数据可知，同种材料、相同厚度的橡皮条，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 (填“大于”“小于”或“等于”)14 m.
(5)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).
六、综合应用题(本题共2个小题，共22分)
21.(10分)如图，用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块.已知木块重10 N，沿斜面向上的拉力如图中弹簧测力计所示，在整个过程中，木块沿斜面向上运动了40 cm，木块沿竖直方向上升了20 cm.求：
(1)拉力所做的功；
(2)克服重力做的功.
22.(12分)我国自主研发了一款水陆两栖飞机.某次试飞时飞机总质量为53 t，飞机静止在陆地跑道上与跑道的接触面积为0.53 m2，滑行时在水面上以10 m/s的速度沿直线匀速行驶，若飞机发动机牵引力的功率始终保持2.5×106 W(g取10 N/kg).求：
(1)飞机静止在陆地跑道上时对跑道的压强；
(2)在水面上匀速直线行驶10 min，发动机牵引力所做的功；
(3)在水面沿直线匀速行驶时，飞机所受的阻力.
