第十一章功和机械能 达标检测卷
一、选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分，每小题给出的四个选项中只有一个正确）
1.下列四种情境中，人对物体做功的是（ ）
A.用力推桌子，桌子未动
B.把箱子搬起来
C.背着书包在水平路面上匀速行走
D.足球离开脚后在草地上滚动
2.跳伞运动员从高空下落时，在他开伞后做匀速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A.动能、重力势能都不变 B.重力势能减少，动能增加
C.重力势能减少，动能不变 D.重力势能不变，动能为零
3.小明将放在地面上的一瓶未打开的矿泉水捡起来放在课桌上，在这个过程中，他对这瓶矿泉水所做功最接近于（ ）
A.0.04 J B.0.4 J C.4 J D.40 J
4.小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A.皮球由a到b时，动能逐渐增大
B.皮球在b点时的机械能最大
C.皮球在a、c两点时动能相等
D.皮球由c到d时，机械能一直减小
5.如图所示，质量为m的小球从某一高度处由静止下落，竖直落到直立于地面的轻弹簧上，在A点小球开始与弹簧接触，到B点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等，C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A.下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒
B.下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C.到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力
D.从B到C，小球重力势能减小、动能先增大后减小，弹簧的势能一直增大
6.汽车上坡时，驾驶员通常要换挡，改变汽车的行驶速度，下列论述中正确的是（ ）
A.减小速度，增大汽车的牵引力
B.减小速度，减小汽车的牵引力
C.增大速度，增大汽车的牵引力
D.增大速度，减小汽车的牵引力
二、填空题（本题共8小题，每空1分，共16分）
7.一人用100 N的水平拉力拉小车在水平面上前进了10 m。小车重400 N，则拉力做的功为 J，重力做的功为 J。
8.电梯将体重分别为60 kg和50 kg的小刚与小明一同匀速从一楼提升至四楼，已知每层楼高为4 m，则电梯对小刚与小明做功之比为 ，对他们做功的功率之比为 。
9.如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重为5 N的物体到斜面顶端，斜面长1.0 m，高0.3 m，拉力做功为2 J，则使用这个斜面时，物体所受摩擦力为 N，实际匀速拉动过程中，拉力一定会 （选填“大于”“小于”或“等于”）摩擦力。
第9题图
10.如图所示，一辆全自动垃圾清扫车在水平道路上匀速前进清扫垃圾，若不考虑燃油质量消耗，则在清扫垃圾的过程中，清扫车的动能 ，机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
第10题图
11.《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。从能量转化的角度，筒车的工作原理可以理解为将 能转化为 能。
12.如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”，将“魔罐”在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 （选填“变大”“不变”或“变小”）；若每次“魔罐”都能以被滚出的速度回到原位置，则它的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。
13.如图是商场的自动扶梯，它的部分几何尺寸如图所示，质量为50 kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼。已知扶梯以1 m/s的速度匀速上行。则扶梯对小华做功的功率是 W，小华的机械能增大了 J。（g取10 N/kg）
第13题图
14.中考体育考试的其中一个项目为跳绳，质量为50 kg的小红同学参加跳绳考试时重心上升的高度h与时间t的关系图像如图所示，若小红同学考试过程中跳绳速度不变，请你通过图像，计算出考试中小红1 min内所做的功为 J，克服重力做功的平均功率为 W。（g取10 N/kg）
第14题图
三、识图、作图题（本题共4小题，共9分）
15.（2分）如图所示，用弹簧测力计水平匀速拉动重为5 N的木块，使它沿水平方向在10 s内移动了1 m，则在这个过程中木块受到的摩擦力是 N，水平拉力的功率是 W。
第15题图
16.（2分）如图所示，物体静止在水平桌面上，现用大小不变的水平推力F，使其在桌面上移动了0.2 m的距离，已知F做功为10 J，则水平推力F的大小为 N，若此过程中克服摩擦阻力做功为W克，则W克不可能 （选填“大于”“等于”或“小于”）10 J。
第16题图
17.（2分）如图甲所示是一款服务机器人正在送餐，某段时间内机器人受到的牵引力大小随时间变化图像如图乙所示，机器人在水平地面运动速度随时间变化图像如图丙所示，20～50 s运动了12 m。则在0～50 s内，机器人牵引力做功的平均功率为 W，机器人克服摩擦力做功 J。
18.（3分）如图甲为某同学正在投铅球的过程，请在图乙中画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程中其动能随时间变化的大致关系图像。（设铅球刚离开手时动能为E0）
四、实验探究题（本题共2小题，共20分）
19.（10分）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图，使A、B、C三个钢球先后从同一个平板斜面装置的高度分别为h1、h2、h3的位置，由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下，回答以下问题：
（1）该实验探究的是 （选填“木块”或“钢球”）的动能；
（2）实验通过观察 来判断钢球动能的大小，若水平面光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成实验探究；
（3）比较甲、乙两图进行的实验，可以探究物体动能大小与 的关系；
（4）比较甲、丙两图，可得出的结论是 。
20.（10分）小明在物理实验室内进行了“探究物体的重力势能”的实验：
小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验：
（1）实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小；
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图 和图 进行分析比较；
（3）图乙和图丙探究的问题是 ，其相应的实验结论是 。
五、简答与计算题（本题共3小题，共17分。简答部分要有必要的分析和说明，计算部分要有主要公式及数值代入过程，计算结果要有数值和单位。）
21.（4分）避险车道是与公路主干道相连的一段分岔专用车道，供速度失控的车辆安全减速。某水平型避险车道如图所示，路面上铺有疏松的石子、沙土层，车道侧面和尽头用废旧轮胎围起来。车辆速度失控时，动能较大，存在较大的安全隐患，可以驶入避险车道，通过较短的距离使车停下来，保障人员和交通的安全。
（1）从能量角度分析，车辆驶入避险车道，通过较短的距离就可以停下来的原因；
（2）若车辆撞击到侧面的废旧轮胎，其能量是如何转化的。
22.（6分） 如图是我国救援直升机实施救援的情景。若被救人员的质量为70 kg，在拉力作用下匀速直线向上运动，已知拉力的功率为700 W。（g取10 N/kg）求：
（1）拉力的大小；
（2）拉力在10 s内做的功；
（3）在（2）的基础上被救人员向上移动的速度。
23.（7分）如图所示是某种品牌的小汽车，下表是小汽车的有关参数。
总质量 600 kg 牵引力的额定功率 40 kW
每个轮胎与地面的接触面积 50 cm2 每行驶100 km耗油量 10 L
汽油密度0.75×103 kg/m3 ******
请选择有关参数求解下列问题。（g取10 N/kg）
（1）小汽车行驶过程中，是将汽油的化学能转化为前进时的 能；行驶100 km，它的耗油量为多少千克？
（2）若小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，速度为90 km/h，则10 min内牵引力做了多少功？
（3）行驶过程中受到的阻力是多大？第十一章功和机械能 达标检测卷
一、选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分，每小题给出的四个选项中只有一个正确）
1.下列四种情境中，人对物体做功的是（ B ）
A.用力推桌子，桌子未动
B.把箱子搬起来
C.背着书包在水平路面上匀速行走
D.足球离开脚后在草地上滚动
2.跳伞运动员从高空下落时，在他开伞后做匀速直线运动，则下列说法正确的是（ C ）
A.动能、重力势能都不变 B.重力势能减少，动能增加
C.重力势能减少，动能不变 D.重力势能不变，动能为零
3.小明将放在地面上的一瓶未打开的矿泉水捡起来放在课桌上，在这个过程中，他对这瓶矿泉水所做功最接近于（ C ）
A.0.04 J B.0.4 J C.4 J D.40 J
4.小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ D ）
A.皮球由a到b时，动能逐渐增大
B.皮球在b点时的机械能最大
C.皮球在a、c两点时动能相等
D.皮球由c到d时，机械能一直减小
5.如图所示，质量为m的小球从某一高度处由静止下落，竖直落到直立于地面的轻弹簧上，在A点小球开始与弹簧接触，到B点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等，C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）下列说法正确的是（ B ）
A.下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒
B.下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C.到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力
D.从B到C，小球重力势能减小、动能先增大后减小，弹簧的势能一直增大
6.汽车上坡时，驾驶员通常要换挡，改变汽车的行驶速度，下列论述中正确的是（ A ）
A.减小速度，增大汽车的牵引力
B.减小速度，减小汽车的牵引力
C.增大速度，增大汽车的牵引力
D.增大速度，减小汽车的牵引力
二、填空题（本题共8小题，每空1分，共16分）
7.一人用100 N的水平拉力拉小车在水平面上前进了10 m。小车重400 N，则拉力做的功为 1 000 J，重力做的功为 0 J。
8.电梯将体重分别为60 kg和50 kg的小刚与小明一同匀速从一楼提升至四楼，已知每层楼高为4 m，则电梯对小刚与小明做功之比为 6∶5 ，对他们做功的功率之比为 6∶5 。
9.如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重为5 N的物体到斜面顶端，斜面长1.0 m，高0.3 m，拉力做功为2 J，则使用这个斜面时，物体所受摩擦力为 0.5 N，实际匀速拉动过程中，拉力一定会 大于 （选填“大于”“小于”或“等于”）摩擦力。
第9题图
10.如图所示，一辆全自动垃圾清扫车在水平道路上匀速前进清扫垃圾，若不考虑燃油质量消耗，则在清扫垃圾的过程中，清扫车的动能 增大 ，机械能 增大 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
第10题图
11.《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。从能量转化的角度，筒车的工作原理可以理解为将 动 能转化为 重力势 能。
12.如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”，将“魔罐”在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 变大 （选填“变大”“不变”或“变小”）；若每次“魔罐”都能以被滚出的速度回到原位置，则它的机械能 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”）。
13.如图是商场的自动扶梯，它的部分几何尺寸如图所示，质量为50 kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼。已知扶梯以1 m/s的速度匀速上行。则扶梯对小华做功的功率是 300 W，小华的机械能增大了 1 500 J。（g取10 N/kg）
第13题图
14.中考体育考试的其中一个项目为跳绳，质量为50 kg的小红同学参加跳绳考试时重心上升的高度h与时间t的关系图像如图所示，若小红同学考试过程中跳绳速度不变，请你通过图像，计算出考试中小红1 min内所做的功为 3 750 J，克服重力做功的平均功率为 62.5 W。（g取10 N/kg）
第14题图
三、识图、作图题（本题共4小题，共9分）
15.（2分）如图所示，用弹簧测力计水平匀速拉动重为5 N的木块，使它沿水平方向在10 s内移动了1 m，则在这个过程中木块受到的摩擦力是 2.2 N，水平拉力的功率是 0.22 W。
第15题图
16.（2分）如图所示，物体静止在水平桌面上，现用大小不变的水平推力F，使其在桌面上移动了0.2 m的距离，已知F做功为10 J，则水平推力F的大小为 50 N，若此过程中克服摩擦阻力做功为W克，则W克不可能 大于 （选填“大于”“等于”或“小于”）10 J。
第16题图
17.（2分）如图甲所示是一款服务机器人正在送餐，某段时间内机器人受到的牵引力大小随时间变化图像如图乙所示，机器人在水平地面运动速度随时间变化图像如图丙所示，20～50 s运动了12 m。则在0～50 s内，机器人牵引力做功的平均功率为 46.4 W，机器人克服摩擦力做功 2 800 J。
18.（3分）如图甲为某同学正在投铅球的过程，请在图乙中画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程中其动能随时间变化的大致关系图像。（设铅球刚离开手时动能为E0）
答案：如图所示。
四、实验探究题（本题共2小题，共20分）
19.（10分）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图，使A、B、C三个钢球先后从同一个平板斜面装置的高度分别为h1、h2、h3的位置，由静止开始滚下（mA＝mB＜mC，h1＝h3＞h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下，回答以下问题：
（1）该实验探究的是 钢球 （选填“木块”或“钢球”）的动能；
（2）实验通过观察 木块移动的距离 来判断钢球动能的大小，若水平面光滑，则 不能 （选填“能”或“不能”）完成实验探究；
（3）比较甲、乙两图进行的实验，可以探究物体动能大小与 速度 的关系；
（4）比较甲、丙两图，可得出的结论是 速度相同时，物体的质量越大，其动能越大 。
20.（10分）小明在物理实验室内进行了“探究物体的重力势能”的实验：
小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验：
（1）实验中通过观察 小方桌陷入沙坑的深度 来判断物体重力势能的大小；
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图 甲 和图 乙 进行分析比较；
（3）图乙和图丙探究的问题是 重力势能与质量的关系 ，其相应的实验结论是 物体的高度相同时，质量越大，对应的重力势能就越大 。
五、简答与计算题（本题共3小题，共17分。简答部分要有必要的分析和说明，计算部分要有主要公式及数值代入过程，计算结果要有数值和单位。）
21.（4分）避险车道是与公路主干道相连的一段分岔专用车道，供速度失控的车辆安全减速。某水平型避险车道如图所示，路面上铺有疏松的石子、沙土层，车道侧面和尽头用废旧轮胎围起来。车辆速度失控时，动能较大，存在较大的安全隐患，可以驶入避险车道，通过较短的距离使车停下来，保障人员和交通的安全。
（1）从能量角度分析，车辆驶入避险车道，通过较短的距离就可以停下来的原因；
（2）若车辆撞击到侧面的废旧轮胎，其能量是如何转化的。
答：（1）避险车道上铺有疏松的石子、沙土层，地面粗糙程度较大，失控车辆受到地面的摩擦力较大；摩擦力对车辆做功，车辆的动能迅速减小，所以可以通过较短距离就停下来；
（2）当车辆撞击避险车道侧面的轮胎时，车辆的动能主要转化为轮胎的弹性势能。
22.（6分） 如图是我国救援直升机实施救援的情景。若被救人员的质量为70 kg，在拉力作用下匀速直线向上运动，已知拉力的功率为700 W。（g取10 N/kg）求：
（1）拉力的大小；
（2）拉力在10 s内做的功；
（3）在（2）的基础上被救人员向上移动的速度。
解：（1）因被救人员匀速上升时，受到的重力和拉力是一对平衡力，
所以拉力：
F＝G＝mg＝70 kg×10 N/kg＝700 N；
（2）拉力在10秒内做功：
W＝Pt＝700 W×10 s＝7 000 J；
（3）根据P＝＝＝Fv可知，在（2）的基础上被救人员向上移动的速度：
v＝＝ ＝1 m/s。
23.（7分）如图所示是某种品牌的小汽车，下表是小汽车的有关参数。
总质量 600 kg 牵引力的额定功率 40 kW
每个轮胎与地面的接触面积 50 cm2 每行驶100 km耗油量 10 L
汽油密度0.75×103 kg/m3 ******
请选择有关参数求解下列问题。（g取10 N/kg）
（1）小汽车行驶过程中，是将汽油的化学能转化为前进时的 动 能；行驶100 km，它的耗油量为多少千克？
（2）若小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，速度为90 km/h，则10 min内牵引力做了多少功？
（3）行驶过程中受到的阻力是多大？
解：（1）小汽车行驶100 km消耗汽油的体积：
V＝10 L＝1×10－2 m3，
根据ρ＝ 可得，小汽车行驶100 km消耗汽油的质量：
m＝ρV＝0.75×103 kg/m3×1×10－2 m3＝7.5 kg；
（2）小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，
根据P ＝ 可得，10 min内汽车牵引力做功：
W＝Pt＝40 000 W×600 s＝2.4×107 J；
（3）因为P ＝ ＝ ＝Fv，
v＝90 km/h＝90× m/s＝25 m/s，
所以，汽车受到的牵引力：F牵＝＝ ＝1 600 N，
因为汽车匀速行驶，所以，小汽车在行驶过程中受到的阻力：
f＝F牵＝1 600 N。
