单元质量评价 第十一章 功和机械能
（40分钟 100分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
1.下列选项中,不属于功的单位是 (C)
A.焦 B.牛·米 C.焦/秒 D.瓦·秒
2.(2024·上海质检)自然界中的洪水、泥石流会给人类造成灾难,是因为它释放出巨大的 (A)
A.动能 B.重力势能 C.化学能 D.弹性势能
3.如图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG 600。在湖面上匀速滑行并从湖中汲水的过程中,飞机的动能 (C)
A.不变 B.减小
C.增大 D.先减小后不变
4.如图所示,射箭运动员在比赛时总是要把弓拉得很弯,其主要目的是 (A)
A.增大弓的弹性势能 B.增大弓的重力势能
C.增大箭的弹性势能 D.增大箭的重力势能
5.如图所示的四个情景中,根据图片和文字描述的过程,可以确定下列过程中人对物体的力做功的是 (B)
6. (2024·武汉中考)如图所示,将一个小球用细线悬挂起来,让小球从A点静止释放,小球会在A、C两点之间来回摆动,最终静止下来。下列说法正确的是 (C)
A.小球从A点摆动到B点,动能转化为重力势能
B.小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性
C.小球每次经过B点,其动能都比上一次小
D.小球最终静止在A点
7. (2024·临沂中考改编) 2024年春晚舞蹈《锦鲤》的演员们,既是一群活泼的少女,又是一群嬉戏的“锦鲤”,“灵性相通”的意象直击观众心底的柔软和纯真。如图所示,在威亚的拉力作用下,整齐划一地匀速上升的演员们 (C)
A. 动能不断增大 B. 机械能不变
C. 重力势能不断增大 D. 所受拉力不做功
8. (2024·呼和浩特质检)如图所示,一物块正沿斜面匀速下滑,在从斜面顶端滑到底端的过程中,下列关于物块的物理量随时间的变化图像,正确的是 (D)
9.(2024·西安质检)大人和小孩分别将同样多的砖从一楼搬到二楼,大人用时15 s,小孩用时25 s,在这个过程中,下列说法正确的是 (D)
A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快
10.甲、乙体重之比为5∶6,爬完同一座山所用时间之比为2∶3,则他们做功和功率之比分别为 (C)
A.5∶6;2∶3 B.5∶9;5∶4 C.5∶6;5∶4 D.5∶9;3∶2
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分,选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(2024·北京质检)一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法正确的是 (A、B、D)
A.小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能
B.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
C.重力对小球做功的功率始终不变
D.小球从A点下落到C点,重力势能转化为动能
12. (2024·柳州质检)如图所示,一物体在拉力F作用下水平向右匀速运动,第一次以1 m/s的速度运动了10 m,拉力所做的功为W1,功率为P1,第二次以2 m/s的速度运动了10 m,拉力所做的功为W2,功率为P2,则以下正确的是 (B、D)
A.W1
三、填空题(本大题共6小题,每空2分,共24分)
13.如图,某段道路的标志牌显示:小型客车的最高行驶速度不得超过100 km/h,载重货车的最高行驶速度不得超过70 km/h,这是因为当速度相同时, 质量 越大的物体,其动能也越大。
14.(2024·长沙中考)排球是同学们喜爱的体育运动。垫球时,球的运动快慢和运动方向都发生了改变,说明力可以改变物体的 运动状态 ,当球上升到最高点时 重力势 能最大。
15.(2024·江西中考) 如图所示,物块在大小为F的拉力作用下,在时间t内沿拉力方向移动的距离为s,则此过程中拉力对物块做的功为 Fs ,功率为 。(均用题中所给字母表示)
16.(2024·吉林中考)某架无人机重330 N,在一次试飞中从高空竖直下降1 000 m,无人机所受重力做的功为 3.3×105 J,在此过程中无人机的重力势能将 减小 。
17.(2024·常州质检)质量为60 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1分钟内跳绳的次数为 180 次,克服重力做功的平均功率为 180 W。
18.如图,小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某一速度抛出,球经静止在位置a的台面反弹后,到达的最高点为N;经台面反弹后上升过程球的动能 减小 (选填“增大”“不变”或“减小”),N 可能 (选填“可能”或“不可能”)比M高。球从N点下降时,台面已升至合适的位置b并保持静止,球再次经台面反弹后,到达的最高点P 不可能 (选填“可能”或“不可能”)比N高。
四、简答题(本大题共1小题,共4分)
19.国家规定必须符合下列标准“净重不大于40 kg,设计时速不大于20 km”的电动自行车才可以上路,请你解释,为什么要对电动自行车进行限速规定。
答:当电动自行车质量一定时,车速越大,具有的动能越多;在刹车时,克服摩擦力做的功也越多;当摩擦力不变时,滑行的路程就越长,即难以停下来,容易出现交通事故,所以要对电动自行车进行限速规定。
五、实验题(本大题共2小题,共24分)
20.(14分)(2024·宜春质检)如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下的目的: 控制钢球的质量相等,改变钢球的速度 ;
(2)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越大,原因是:钢球的重力势能越大,转化为钢球的 动 能越大,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 速度 (选填“质量”或“速度”)有关;
(3)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越 大 的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的质量有关;
(4)若斜槽光滑,钢球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(5)物理研究方法有许多,如等效替代法、转换法、类比法、控制变量法、理想实验法,本实验中运用了两种研究方法:一是 控制变量 法,二是转换法,就是用 木块B移动的距离 来表示钢球动能的大小。
21.(10分)(2024·南京质检)同学在研究“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体积有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的3个小球A、D、E和质量为2m、3m的小球B、C;体积不同的3个小球F、G、H。将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察 小球陷入花泥里的深度 来反映的;
(2)分析A、B、C球的实验现象,可得出结论: 在高度和体积相同时,质量越大重力势能越大 ;
(3)为了验证猜想二,他应分析 A、D、E (填写字母)三球的实验现象;
(4)为了验证猜想三,F球、G球和H球的质量应该 相同 (选填“相同”或“不同”);实验后根据图乙的现象,可知物体重力势能的大小与物体的体积 无关 (选填“有关”或“无关”)。
六、计算题(本题共2小题,共20分,解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
22.(10分)(2024·济南二模)如图所示为我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600 m用时1 min到达农田,行驶过程中受到阻力为500 N。进入到农田进行深耕的过程中,拖拉机在2h内总共做功3.6×108 J。
请通过计算回答:
(1)在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度是多少
(2)在平直公路上行驶过程中,发动机的牵引力做功是多少
(3)进入到农田深耕的过程中,发动机做功功率是多少
解:(1)拖拉机行驶的时间为t=1 min=60 s (1分)
拖拉机的速度为v===10 m/s; (2分)
(2)因为拖拉机在平直公路上匀速行驶,即处于平衡状态,所以F=F阻=500 N,则发动机的牵引力做功为
W=Fs=500 N×600 m=3×105 J; (3分)
(3)进行深耕的时间为t耕=2 h=7.2×103 s (2分)
发动机做功功率为P===5×104 W。 (2分)
23.(10分)一辆装载物资的货车正在水平路面上沿直线匀速行驶时,它所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104 N,计算:
(1)货车以54 km/h的速度空载匀速行驶,40 s内货车牵引力做的功是多少
(2)当货车以90 kW的功率、90 km/h的速度匀速行驶时,货车最多可装载的货物的重力是多少
解:(1)因为货车在水平路面上匀速行驶,由二力平衡的知识可知,牵引力和阻力是一对平衡力,则可得
F牵=F阻=0.1G=2.5×103 N (1分)
货车的速度为v=54 km/h=15 m/s (1分)
40 s内货车行驶的距离为s=vt=15 m/s×40 s=600 m (1分)
40 s内货车牵引力做的功W=F牵s=2.5×103 N×600 m=1.5×106 J; (1分)
(2)货车功率为P=90 kW=9×104 W
此时货车的速度为v'=90 km/h=25 m/s (1分)
由公式P===Fv
可得此时货车的牵引力为F'===3 600 N (1分)
因为货车匀速行驶,所以此时的阻力为f'=F'=3 600 N (1分)
由已知条件可知f'=0.1G总
所以货物和货车的总重为G总===3.6×104 N (1分)
则装载货物的最大重力为G载物=G总-G=3.6×104 N-2.5×104 N=1.1×104 N。 (2分)单元质量评价 第十一章 功和机械能
（40分钟 100分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)
1.下列选项中,不属于功的单位是 ( )
A.焦 B.牛·米 C.焦/秒 D.瓦·秒
2.(2024·上海质检)自然界中的洪水、泥石流会给人类造成灾难,是因为它释放出巨大的 ( )
A.动能 B.重力势能 C.化学能 D.弹性势能
3.如图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG 600。在湖面上匀速滑行并从湖中汲水的过程中,飞机的动能 ( )
A.不变 B.减小
C.增大 D.先减小后不变
4.如图所示,射箭运动员在比赛时总是要把弓拉得很弯,其主要目的是 ( )
A.增大弓的弹性势能 B.增大弓的重力势能
C.增大箭的弹性势能 D.增大箭的重力势能
5.如图所示的四个情景中,根据图片和文字描述的过程,可以确定下列过程中人对物体的力做功的是 ( )
6. (2024·武汉中考)如图所示,将一个小球用细线悬挂起来,让小球从A点静止释放,小球会在A、C两点之间来回摆动,最终静止下来。下列说法正确的是 ( )
A.小球从A点摆动到B点,动能转化为重力势能
B.小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性
C.小球每次经过B点,其动能都比上一次小
D.小球最终静止在A点
7. (2024·临沂中考改编) 2024年春晚舞蹈《锦鲤》的演员们,既是一群活泼的少女,又是一群嬉戏的“锦鲤”,“灵性相通”的意象直击观众心底的柔软和纯真。如图所示,在威亚的拉力作用下,整齐划一地匀速上升的演员们 ( )
A. 动能不断增大 B. 机械能不变
C. 重力势能不断增大 D. 所受拉力不做功
8. (2024·呼和浩特质检)如图所示,一物块正沿斜面匀速下滑,在从斜面顶端滑到底端的过程中,下列关于物块的物理量随时间的变化图像,正确的是 ( )
9.(2024·西安质检)大人和小孩分别将同样多的砖从一楼搬到二楼,大人用时15 s,小孩用时25 s,在这个过程中,下列说法正确的是 ( )
A.小孩对砖做功更多 B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多 D.大人对砖做功更快
10.甲、乙体重之比为5∶6,爬完同一座山所用时间之比为2∶3,则他们做功和功率之比分别为 ( )
A.5∶6;2∶3 B.5∶9;5∶4 C.5∶6;5∶4 D.5∶9;3∶2
二、多项选择题(本大题共2小题,每小题4分,共8分,选对的得4分,选对但不全的得2分,选错或不选的得0分)
11.(2024·北京质检)一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法正确的是 (A、B、D)
A.小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能
B.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功
C.重力对小球做功的功率始终不变
D.小球从A点下落到C点,重力势能转化为动能
12. (2024·柳州质检)如图所示,一物体在拉力F作用下水平向右匀速运动,第一次以1 m/s的速度运动了10 m,拉力所做的功为W1,功率为P1,第二次以2 m/s的速度运动了10 m,拉力所做的功为W2,功率为P2,则以下正确的是 (B、D)
A.W1三、填空题(本大题共6小题,每空2分,共24分)
13.如图,某段道路的标志牌显示:小型客车的最高行驶速度不得超过100 km/h,载重货车的最高行驶速度不得超过70 km/h,这是因为当速度相同时, 越大的物体,其动能也越大。
14.(2024·长沙中考)排球是同学们喜爱的体育运动。垫球时,球的运动快慢和运动方向都发生了改变,说明力可以改变物体的 ,当球上升到最高点时 能最大。
15.(2024·江西中考) 如图所示,物块在大小为F的拉力作用下,在时间t内沿拉力方向移动的距离为s,则此过程中拉力对物块做的功为 ,功率为 。(均用题中所给字母表示)
16.(2024·吉林中考)某架无人机重330 N,在一次试飞中从高空竖直下降1 000 m,无人机所受重力做的功为 J,在此过程中无人机的重力势能将 。
17.(2024·常州质检)质量为60 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1分钟内跳绳的次数为 次,克服重力做功的平均功率为 W。
18.如图,小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某一速度抛出,球经静止在位置a的台面反弹后,到达的最高点为N;经台面反弹后上升过程球的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”),N (选填“可能”或“不可能”)比M高。球从N点下降时,台面已升至合适的位置b并保持静止,球再次经台面反弹后,到达的最高点P (选填“可能”或“不可能”)比N高。
四、简答题(本大题共1小题,共4分)
19.国家规定必须符合下列标准“净重不大于40 kg,设计时速不大于20 km”的电动自行车才可以上路,请你解释,为什么要对电动自行车进行限速规定。
五、实验题(本大题共2小题,共24分)
20.(14分)(2024·宜春质检)如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下的目的: ;
(2)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越大,原因是:钢球的重力势能越大,转化为钢球的 能越大,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的 (选填“质量”或“速度”)有关;
(3)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越 的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的质量有关;
(4)若斜槽光滑,钢球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(5)物理研究方法有许多,如等效替代法、转换法、类比法、控制变量法、理想实验法,本实验中运用了两种研究方法:一是 法,二是转换法,就是用 来表示钢球动能的大小。
21.(10分)(2024·南京质检)同学在研究“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体积有关。
为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的3个小球A、D、E和质量为2m、3m的小球B、C;体积不同的3个小球F、G、H。将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。
(1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察 来反映的;
(2)分析A、B、C球的实验现象,可得出结论: ;
(3)为了验证猜想二,他应分析 (填写字母)三球的实验现象;
(4)为了验证猜想三,F球、G球和H球的质量应该 (选填“相同”或“不同”);实验后根据图乙的现象,可知物体重力势能的大小与物体的体积 (选填“有关”或“无关”)。
六、计算题(本题共2小题,共20分,解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明,若只写出计算结果将不得分)
22.(10分)(2024·济南二模)如图所示为我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600 m用时1 min到达农田,行驶过程中受到阻力为500 N。进入到农田进行深耕的过程中,拖拉机在2h内总共做功3.6×108 J。
请通过计算回答:
(1)在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度是多少
(2)在平直公路上行驶过程中,发动机的牵引力做功是多少
(3)进入到农田深耕的过程中,发动机做功功率是多少
23.(10分)一辆装载物资的货车正在水平路面上沿直线匀速行驶时,它所受的阻力为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104 N,计算:
(1)货车以54 km/h的速度空载匀速行驶,40 s内货车牵引力做的功是多少
(2)当货车以90 kW的功率、90 km/h的速度匀速行驶时,货车最多可装载的货物的重力是多少