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2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（人教版）
第11章 功和机械能 （B卷）
（考试时间：100分钟 试卷满分：90分）
注意事项：
1．测试范围：人教版八年级下册第11章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1、（2023年湖南长沙）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，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
2、现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙3、下列四幅图中，力有对物体做功的是（ ）
A. 推车未推动 B. 提着滑板水平前行
C. 搬石未搬起 D. 用绳子提升物体
4、甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为6牛的水平推力F作用下，向右做速度为5米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（ ）
A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C．当F的大小为6牛时，做功的功率为30瓦
D．当F的大小为10牛时，甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
5、（2024年黑龙江齐齐哈尔）抛实心球是初中学生体育测试的项目之一，小刚在测试时将实心球抛出后，实心球运动的轨迹如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 以运动中的实心球为参照物，地面是运动的 B. 实心球在运动的过程中，运动状态保持不变
C. 实心球运动到最高点时，受到平衡力的作用 D. 实心球在下降的过程中，重力势能是增大的
6、（2020湖北荆门）.如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，物体克服摩擦力所做的功为（ ）
A. 10J B. 30J C. 50J D. 80J
7、（2024年四川宜宾）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当卫星从近地点向远地点运动的过程中（ ）
A. 速度增大 B. 动能转化为重力势能
C. 机械能增大 D. 重力势能减小
8、（2024年甘肃定西） 适量运动是健康的生活方式．下列日常运动情景中说法正确的是（ ）
A. 用力将足球踢出，说明力可以改变物体的运动状态
B. 篮球离手后能继续向前运动，是由于受到惯性的作用
C. 离开蹦床后人还能继续上升，是重力势能转化为动能
D. 竖直向上运动到最高点时的排球，受平衡力的作用
9、（2023年山东临沂）2023年5月7日上午，我市第十三届全民健身运动会开幕式暨第七届万人健步行活动在五洲湖广场开启。如图所示，航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中（ ）
A. 重力不做功 B. 动能减小 C. 重力势能不变 D. 机械能减小
10、（2023年江苏无锡）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能
B. 皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C. 形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D. 形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
第Ⅱ卷 非选择题
填空题（本题共5小题，每空1分，共14分）
11、（2023年天津）第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s，此过程中对物体做功______J，功率为______W。（g取10Nkg）
12、（2024江苏苏州）学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。
（1）小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量______（物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率______（用符号表示）；
（2）小明在操场上投实心球。图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是______；
A．最高点时球的速度为0
B．球在a点速度大于b点速度
C．球落地时的机械能最大
13、（2024年上海）塔吊吊起重物，在竖直方向匀速上升时，若以地面为参照物，则此重物是________，的（选填“运动”或“静止”）；若拉力为1×104N，重物上升的距离为40m，重物上升所用的时间为50s，则拉力做功为________焦，功率为________瓦。
14、（2024年广东广州）如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
（1）篮球直径为24.6__________（选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为__________N；
（2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图；_____
（3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为__________J，在乙位置时的动能为__________J。
15、核心素养·物理观念将皮球从离地某一高度O处水平抛出，皮球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示。皮球经过同一高度的A、B两处时，速度大小关系为vA （选填“>”“<”或“=”） vB。
实验题（本题共5小题，16题5分、17题5分、18题7分、19题6分，20题7分，共30分）
16、（2023年甘肃金昌）物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面，如图所示。
（1）让小车从同一斜面上的同一高度处，沿斜面从静止开始运动，目的是使小车到达水平面时的___________相同；
（2）小车在____________表面速度减小的最慢（选填“毛巾”“棉布”或“木板”）；
（3）我们可以推断：如果水平面绝对光滑，运动的物体将保持____________状态；
（4）根据以上结论，关于运动和力的判断，下列说法正确的是____________（填选项符号）；
A.沿水平方向没有推动桌子，是桌子受到的推力小于摩擦力
B.轮船漂在水面上，是因为轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力
C.地面上滚动的足球最终会停下来，是因为受到的阻力大于向前的惯性作用
（5）三组实验中小车在水平面上从运动到静止消耗机械能大小____________（选填“相等”或“不相等”）。
17、小明在家和妈妈一起做饭，一个饮料瓶不小心落到了面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
瓶子放在面团上瓶子从高处落入面团中
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关
问题二：重力势能大小跟哪些因素有关
(1)做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”），实验中是利用 反映压力的作用效果；
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关；
(3)要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应对比实验 （填实验序号）；
(4)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因是 。
18．如图甲，小明和小华在观看奥运会射箭时，发现运动员弓拉得越弯，箭射得越远.他们思考：弹簧和弓相似，弹簧形变时弹性势能与哪些因素有关？经讨论后，小明和同学们提出了以下几种猜想：
猜想1：与弹簧的材料有关；
猜想2：与弹簧的弹性形变的程度有关;
(1)为了验证“猜想1”是否正确，小明利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小球、一个木块，在同一水平面上进行了如图乙所示的实验.将同一小球分别挤压弹簧A和B，将弹簧A和B压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，松手后，小球被弹开推动同一位置的木块，通过比较 来比较弹簧A和B的弹性势能大小；
①小球被弹簧弹开过程中，将弹性势能转化为 能，根据图乙中的实验现象，可以说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
②假若水平面光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
(2)小华设计了一个实验方案来验证“猜想2”：
实验步骤：
a.将小球置于弹簧A右端，让小球挤压弹簧，放手后小球弹出，与木块相碰，木块移动的距离为s1；
b.让小球再次挤压弹簧A，增大压缩程度，放手后，木块移动的距离为s2；
c.换弹簧B重复上述a、b两个步骤。
①实验结果发现s1②换用弹簧B再次实验的目的是 。
19、(1)请你补充完整测出跳绳时克服重力做功功率的实验方案。
a、简要的实验步骤：
①用电子秤测出跳绳人的质量m；
②用刻度尺测出跳起的高度h（脚离地的高度）；
③用 记录跳n次的时间t。
b、跳绳时克服重力做功的平均功率表达式 ；
c、某人先用较慢的速度跳绳，测得功率为，然后用较快的速度跳绳，测得功率为，则， （选填“﹥”、“=”或“﹤”）。
(2)甲站在匀速上行的自动扶梯上，乙站在匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲上行中动能 （选填“增加”“不变”、“减少”）。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能 乙的重力势能，甲的机械能 乙的机械能（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
20．某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：
A．与卡片的质量有关 B．与橡皮筋的形变量有关 C．与橡皮筋的条数有关
为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。
(1)小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有 能；
(2)在探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关时，小明增大卡片上两开口的距离，压平卡片松手，卡片跳起的高度将 （“增加”、“不变”或“减小”）。卡片跳起时将橡皮筋的 能首先转化为卡片的 能，然后转化为卡片的 能。
科学阅读题与简答题（共2小题，21题4分，22题5分，共9分）
21、1935年，日本帝国主义逼近华北地区，为了建立全国抗日民族统一战线，1936年2月，毛泽东率领红军东渡黄河，奔赴华北抗日前线，途径清涧县袁家沟时被长城内外的白雪皑皑，银装素裹深深触动，写下了气壮山河的诗篇《沁园春 雪》，其中有一句“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。拉弓射箭时，弓被拉的越弯，箭射出速度越快还是越慢？用能量角度解释原因。
22、2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹如图所示，9时11分准确落入预定海域。在我国伟大科学家们的努力下，时隔44年再次震撼世界，为祖国75周年庆生。
洲际导弹的发射过程一般要经历三个阶段：
助推段：导弹离开发射装置，通过3级助推器不断推进，迅速将导弹推至惊人的速度。
中程段：
助推结束后，导弹穿越至近乎真空的空间环境，瞬间安静下来。接下来，导弹通过制导系统的陀螺仪测量和控制导弹，加上遥感卫星和图像侦察卫星提供的地形数据，不断调整弹道，确保导弹精确落入预定海域。
再入段：
瞄准后，导弹把多个模拟导弹弹头发射出去，为了稳定轨迹不偏离航线，弹头开始高速旋转进入大气层，这时模拟弹头与大气摩擦产生巨大热量，以接近25马赫（马赫是表示速度的量词，1马赫0.3403公里/秒）的速度飞向目标。随着剧烈强光闪现，落入预定海域。
请根据上述介绍，回答下列问题：
(1)要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是 （选填“加速”或“减速”）。
(2)导弹进入中程段后声音无法传播原因是 。
(3)洲际导弹一旦发射，无法拦截的原因之一就是有多个导弹弹头，若一枚导弹弹头质量为1000kg，求：这枚导弹弹头受到的重力？（）
(4)洲际导弹再入段中，弹头在进入大气层下降过程中，如果没有任何动力装置的情况下，弹头的重力势能的减少量为动能的增加量为，请比较和大小关系，并说明理由。（忽略导弹质量的变化）
五、作图题（23题2分，共2分）
23、位于关岭自治县的坝陵河大桥是吉尼斯世界纪录认证的全球最高商业蹦极设施。大桥离地高度为370米，如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点时弹性绳自然伸直，B点是运动员受到重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是运动员到达的最低点。不计空气阻力，请画出运动员从O点到C点的动能随位置变化的大致图像。
计算题（本题共1小题，共5分）
24、如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前，放在地面上要确保四脚着地。启动后，利用遥控器可对它进行控制。无人机的参数如下表：
机身总质量/kg 3.6 四脚着地总面积/ 12
电池充调电后储存的电能 108000 最大水平速度/（） 6
机身尺寸/mm 400×300×200 最大上升速度/（） 1.5
求：
（1）无人机所受重力是多少？
（2）无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是多少？
（3）无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行多长时间？
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功是多少？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（人教版）
第11章 功和机械能 （B卷）
（考试时间：100分钟 试卷满分：90分）
注意事项：
1．测试范围：人教版八年级下册第11章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1、（2023年湖南长沙）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，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
答案：D
解析：AC．大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，根据
W=Fs=Gh
可知，做功一样多，故AC错误；
BD．两人做功一样多，大人用时较短，根据可知，大人对砖做功更快，故B错误，D正确。
故选D。
2、现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙答案：C
解析：根据题目描述可知，三个物体受到的拉力相等，在拉力的方向上运动的距离也相等，根据W=Fs可知，拉力对物体做的功相等，即W甲=W乙=W丙。
故选C。
3、下列四幅图中，力有对物体做功的是（ ）
A. 推车未推动
B. 提着滑板水平前行
C. 搬石未搬起
D. 用绳子提升物体
答案：D
解析：
A．推车未推动，有力但是没有距离，劳而无功，故A不符合题意；
B．提着滑板水平前行，力与物体运动距离垂直，垂直无功，故B不符合题意；
C．搬石未搬起，有力但是没有距离，劳而无功，故C不符合题意；
D．用绳子提升物体，有力作用在物体上，并且在力的方向上移动了距离，故这个力做了功，故D符合题意。
故选D。
4、甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为6牛的水平推力F作用下，向右做速度为5米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（ ）
A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C．当F的大小为6牛时，做功的功率为30瓦
D．当F的大小为10牛时，甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
答案：D
【知识点】平衡力的辨别；力与运动的关系；功率计算公式的应用
解析：【分析】（1）对甲物体进行受力分析即可；
（2）根据二力平衡的知识判断；
（3）根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据力与运动的关系判断。
A.在竖直方向上，甲物体受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力，二者相互平衡，故A正确不合题意；
B.甲在水平方向做匀速直线运动，则它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。因为推力为6N，且方向向右，所以摩擦力为6N，方向向左，故B正确不合题意；
C.当推力为6N时，做功的功率P=Fv=6N×5m/s=30W，故C正确不合题意；
D.当推力为10N时，此时推力大于摩擦力，则甲物体应该做加速运动，故D错误符合题意。
故选D。
5、（2024年黑龙江齐齐哈尔）抛实心球是初中学生体育测试的项目之一，小刚在测试时将实心球抛出后，实心球运动的轨迹如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 以运动中的实心球为参照物，地面是运动的 B. 实心球在运动的过程中，运动状态保持不变
C. 实心球运动到最高点时，受到平衡力的作用 D. 实心球在下降的过程中，重力势能是增大的
【答案】A
【解析】
【详解】A．以运动中的实心球为参照物，地面与实心球之间的位置不断发生变化，所以地面是运动的，故A正确；
B．实心球在运动过程中，速度的大小和方向都在改变，所以运动状态是变化的，故B错误；
C．实心球运动到最高点时，受空气阻力和重力作用，这两个力大小不相等，受力不平衡，故C错误；
D．实心球在下降的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故D错误。
故选A。
6、（2020湖北荆门）.如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，物体克服摩擦力所做的功为（ ）
A. 10J B. 30J C. 50J D. 80J
答案：B
7、（2024年四川宜宾）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当卫星从近地点向远地点运动的过程中（ ）
A. 速度增大 B. 动能转化为重力势能
C. 机械能增大 D. 重力势能减小
【答案】B
【解析】
【详解】ABD．近地点的速度比较大，远地点高度比较高，从近地点向远地点运动的过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能转化为重力势能，故AD不符合题意，B符合题意；
C．在太空中，不计空气阻力，机械能保持不变，故C不符合题意。
故选B。
8、（2024年甘肃定西） 适量运动是健康的生活方式．下列日常运动情景中说法正确的是（ ）
A. 用力将足球踢出，说明力可以改变物体的运动状态
B. 篮球离手后能继续向前运动，是由于受到惯性的作用
C. 离开蹦床后人还能继续上升，是重力势能转化为动能
D. 竖直向上运动到最高点时的排球，受平衡力的作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．足球原来静止在地面，用力将足球踢出，足球就由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态，故A正确；
B．篮球离手后能继续向前运动，是因为篮球具有惯性；惯性是物体的固有属性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B错误；
C．离开蹦床后，人还能继续上升，人的高度增加，速度减小，所以重力势能增大，动能减小，故是动能转化为重力势能，故C错误；
D．竖直向上运动到最高点时的排球，只受到重力作用，所以受非平衡力的作用，故D错误。
故选A。
9、（2023年山东临沂）2023年5月7日上午，我市第十三届全民健身运动会开幕式暨第七届万人健步行活动在五洲湖广场开启。如图所示，航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中（ ）
A. 重力不做功 B. 动能减小 C. 重力势能不变 D. 机械能减小
答案：D
解析：A．无人机匀速下降，在重力的方向上有距离，所以重力有做功，故A不符合题意；
BCD．航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度下降，重力势能减小；机械能等于动能加势能，则机械能减小。故BC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10、（2023年江苏无锡）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能
B. 皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C. 形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D. 形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
答案：B
解析：A．球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误；
B．当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确；
CD．球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即从更高处下落的，故CD错误。
故选B。
第Ⅱ卷 非选择题
填空题（本题共5小题，每空1分，共14分）
11、（2023年天津）第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s，此过程中对物体做功______J，功率为______W。（g取10Nkg）
答案： 500 250
解析：将50kg的物体匀速举高1m，此过程中对物体做功
对物体做功用时2s，则功率
12、（2024江苏苏州）学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。
（1）小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量______（物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率______（用符号表示）；
（2）小明在操场上投实心球。图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是______；
A．最高点时球的速度为0
B．球在a点速度大于b点速度
C．球落地时的机械能最大
【答案】 ①. 小聪的重力G ②. ③. B ④.
【解析】
【详解】（1）[1][2]根据功率的计算式
可知为算出小聪引体向上的功率，除了上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量小聪的重力G。
（2）[3]A．最高点时球仍具有水平方向的速度，故A错误；
B．因为要克服空气阻力，机械能转化为内能，所以小球机械能是逐渐减小的，球落地时的机械能最小，所以球在a点的机械能大于b点，两点高度相同，重力势能相同，所以球在a点动能大于b点动能，球在a点速度大于b点速度，故B正确，C错误；
故选B。
13、（2024年上海）塔吊吊起重物，在竖直方向匀速上升时，若以地面为参照物，则此重物是________，的（选填“运动”或“静止”）；若拉力为1×104N，重物上升的距离为40m，重物上升所用的时间为50s，则拉力做功为________焦，功率为________瓦。
【答案】 ① 运动 ②. 4×105J ③. 8×103W
【解析】
【详解】[1]重物相对于地面的位置在不断变化，所以以地面为参照物，重物是运动的。
[2]拉力做的功为
[3]功率为
14、（2024年广东广州）如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
（1）篮球直径为24.6__________（选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为__________N；
（2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图；_____
（3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为__________J，在乙位置时的动能为__________J。
【答案】 ①. cm ②. 6 ③. ④. 1 ⑤. 2
【解析】
【详解】（1）[1]根据常见物体的长度可知，篮球直径为24.6cm。
[2]根据G=mg可得，该篮球受到的重力为
（2）[3]忽略空气的作用力，则篮球在乙位置只受重力的作用，重力的方向为竖直向下，因此在篮球的重心处沿竖直方向画一条竖直向下的有向线段，用G来表示，如图所示
（3）[4]根据表格信息可知，篮球与地面碰撞过程损失的机械能为
[5]由于机械能等于动能与重力势能之和，所以篮球在乙位置时的动能为
15、核心素养·物理观念将皮球从离地某一高度O处水平抛出，皮球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示。皮球经过同一高度的A、B两处时，速度大小关系为vA （选填“>”“<”或“=”） vB。
【答案】>
【详解】如图所示，小球跳起的高度正逐渐减小，表明小球有部分机械能转化为了其它形式的能，即小球的机械能正在减小，故小球在A点时的机械能大于B点，两点高度相同，重力势能相同，A点的动能大于B点，故皮球经过同一高度的A、B两处时，速度大小关系为vA> vB。
实验题（本题共5小题，16题5分、17题5分、18题7分、19题6分，20题7分，共30分）
16、（2023年甘肃金昌）物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面，如图所示。
（1）让小车从同一斜面上的同一高度处，沿斜面从静止开始运动，目的是使小车到达水平面时的___________相同；
（2）小车在____________表面速度减小的最慢（选填“毛巾”“棉布”或“木板”）；
（3）我们可以推断：如果水平面绝对光滑，运动的物体将保持____________状态；
（4）根据以上结论，关于运动和力的判断，下列说法正确的是____________（填选项符号）；
A.沿水平方向没有推动桌子，是桌子受到的推力小于摩擦力
B.轮船漂在水面上，是因为轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力
C.地面上滚动的足球最终会停下来，是因为受到的阻力大于向前的惯性作用
（5）三组实验中小车在水平面上从运动到静止消耗机械能大小____________（选填“相等”或“不相等”）。
答案： ①. 速度 ②. 木板 ③. 匀速直线运动 ④. B ⑤. 相等
解析：（1）[1]根据控制变量法可知，让小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下，这样小车在进入平面时的运动速度相同。
（2）[2]从毛巾、棉布到木板，接触面的粗糙程度变小，小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车受到的摩擦阻力越小，速度减小的越慢，小车在木板表面速度减小的最慢。
（3）[3]此实验进行分析，并进一步推测：如果水平面绝对光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将运动的无限远，小车在水平面上做匀速直线运动。
（4）[4]A．沿水平方向没有推动桌子，桌子处于静止状态，桌子受到的推力等于摩擦力，故A错误；
B．轮船漂在水面上，由漂浮条件可知，轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力，故B正确；
C．地面上滚动的足球最终会停下来，是因为足球受到的阻力，惯性是物体的一种性质，惯性不是力，不能说惯性作用，故C错误。
故选B。
（5）[5]因小车到达水平面时的初速度相同，故在水平面上开始的动能相同，最后速度为0，动能为0，故本实验中小车在水平面上三次运动过程中消耗的机械能大小相等。
17、小明在家和妈妈一起做饭，一个饮料瓶不小心落到了面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
瓶子放在面团上瓶子从高处落入面团中
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关
问题二：重力势能大小跟哪些因素有关
(1)做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”），实验中是利用 反映压力的作用效果；
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关；
(3)要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应对比实验 （填实验序号）；
(4)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因是 。
【答案】(1) 问题一 面团的凹陷程度
(2)物体的质量
(3)⑤⑥
(4)见解析
【详解】（1）[1][2]实验①②③，瓶子始终放在面团上，没有从一定高度释放，所以做实验①②③是为了探究问题一，即探究压力作用效果跟哪些因素有关；根据转换法，实验中是利用面团的凹陷程度反映压力的作用效果。
（2）实验④⑤瓶子下落的高度相同，质量不同，所以利用实验④⑤可探究重力势能大小与物体的质量是否有关。
（3）要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应控制质量相同，下落的高度不同，所以应对比实验⑤⑥。
（4）对比实验⑤⑥中面团的凹陷程度可知，在物体质量一定时，所处的高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功就越多，所以“高空抛物”危害性大。
18．如图甲，小明和小华在观看奥运会射箭时，发现运动员弓拉得越弯，箭射得越远.他们思考：弹簧和弓相似，弹簧形变时弹性势能与哪些因素有关？经讨论后，小明和同学们提出了以下几种猜想：
猜想1：与弹簧的材料有关；
猜想2：与弹簧的弹性形变的程度有关;
(1)为了验证“猜想1”是否正确，小明利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小球、一个木块，在同一水平面上进行了如图乙所示的实验.将同一小球分别挤压弹簧A和B，将弹簧A和B压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，松手后，小球被弹开推动同一位置的木块，通过比较 来比较弹簧A和B的弹性势能大小；
①小球被弹簧弹开过程中，将弹性势能转化为 能，根据图乙中的实验现象，可以说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
②假若水平面光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
(2)小华设计了一个实验方案来验证“猜想2”：
实验步骤：
a.将小球置于弹簧A右端，让小球挤压弹簧，放手后小球弹出，与木块相碰，木块移动的距离为s1；
b.让小球再次挤压弹簧A，增大压缩程度，放手后，木块移动的距离为s2；
c.换弹簧B重复上述a、b两个步骤。
①实验结果发现s1②换用弹簧B再次实验的目的是 。
【答案】(1) 相同 木块移动的距离 动 正确 不能
(2) 弹性势能与弹簧弹性形变程度有关 寻找普遍规律，避免实验的偶然性
【详解】（1）[1]为了验证“猜想1”是否正确，实验时应改变弹簧的材料，控制弹簧的弹性形变的程度相同，所以应将弹簧A和B压缩相同的长度。
[2]小球被弹开推动同一位置的木块，弹簧的弹性势能越大，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离来比较弹簧A和B的弹性势能大小。
[3]小球被弹簧弹开过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，小球的速度增加，小球的动能增加，将弹性势能转化为动能。
[4]由图乙可知，两个木块移动的距离不同，说明两弹簧的弹性势能不同，所以根据图乙中的实验现象，可以说明猜想1是正确的。
[5]假若水平面光滑，木块被撞击后，将做匀速直线运动，将一直运动下去，无法比较木块移动的距离，本实验将不能达到探究目的。
（2）[1]实验中用同一个弹簧进行实验，弹簧材料相同，弹簧的形变程度不同，两次木块移动的距离不同，则两次弹簧的弹性势能不同，则实验结果发现s1[2]若只用弹簧A进行实验，实验次数太少，实验结论存在偶然性，所以换用弹簧B再次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性。
19、(1)请你补充完整测出跳绳时克服重力做功功率的实验方案。
a、简要的实验步骤：
①用电子秤测出跳绳人的质量m；
②用刻度尺测出跳起的高度h（脚离地的高度）；
③用 记录跳n次的时间t。
b、跳绳时克服重力做功的平均功率表达式 ；
c、某人先用较慢的速度跳绳，测得功率为，然后用较快的速度跳绳，测得功率为，则， （选填“﹥”、“=”或“﹤”）。
(2)甲站在匀速上行的自动扶梯上，乙站在匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲上行中动能 （选填“增加”“不变”、“减少”）。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能 乙的重力势能，甲的机械能 乙的机械能（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
【答案】(1) 秒表 小于
(2) 不变 小于 小于
【详解】（1）[1][2]跳绳时克服重力做功的功率表达式
由此可知，实验步骤：
①用电子秤测出自己的质量m；
②用刻度尺测出跳起的高度h（脚离地面的高度）；
③用秒表记录跳n次所用的时间t；
[3]用较慢的速度跳绳，测得功率为P1，然后用较快的速度跳绳，测得功率为P2，以较快的速度跳绳时，相同时间内跳的次数多，由表达式可知功率较大，则
（2）[1]甲在上行过程中，甲的质量和速度都不变，动能的大小由质量和速度决定，两者都不变，所以甲的动能不变。
[2]在图示位置中，甲、乙两人的高度相同，质量相等，根据物体重力势能的大小由质量和举高的高度这两个因素来决定可知，所以两人的重力势能相同。
[3]由题意知道，甲的速度小于乙的速度，两人质量相等，结合动能的决定因素知道，甲的动能小于乙的动能。根据机械能包括动能和势能结合两人的势能相等，甲的动能小于乙的动能，所以可以判断，甲的机械能小于乙的机械能。
20．某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：
A．与卡片的质量有关 B．与橡皮筋的形变量有关 C．与橡皮筋的条数有关
为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。
(1)小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有 能；
(2)在探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关时，小明增大卡片上两开口的距离，压平卡片松手，卡片跳起的高度将 （“增加”、“不变”或“减小”）。卡片跳起时将橡皮筋的 能首先转化为卡片的 能，然后转化为卡片的 能。
【答案】(1) 小卡片跳离桌面 做功 弹性势
(2) 增加 弹性势 动 重力势
【详解】（1）[1]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施力，使它弹起。
[2][3]橡皮筋对卡片施加力，卡片弹起即在力的方向上运动了，所以橡皮筋对卡片做功；做功会引起能量的转化，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，因此橡皮筋具有弹性势能。
（2）[1][2][3][4]小明增大卡片上两开口的距离，橡皮筋形变量变大，弹性势能增大，所以压平卡片松手，卡片跳起的高度将增加；卡片跳起时，橡皮筋逐渐恢复原状，将橡皮筋的弹性势能首先转化为卡片的动能，然后转化为卡片的重力势能，使得卡片跳起。
科学阅读题与简答题（共2小题，21题4分，22题5分，共9分）
21、1935年，日本帝国主义逼近华北地区，为了建立全国抗日民族统一战线，1936年2月，毛泽东率领红军东渡黄河，奔赴华北抗日前线，途径清涧县袁家沟时被长城内外的白雪皑皑，银装素裹深深触动，写下了气壮山河的诗篇《沁园春 雪》，其中有一句“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。拉弓射箭时，弓被拉的越弯，箭射出速度越快还是越慢？用能量角度解释原因。
【答案】见解析
【详解】拉弓射箭时，弓被拉的越弯，箭射出速度越快；弓拉得越弯，具有的弹性势能越大，箭射出时，弓的弹性势能转化为箭的动能，弹性势能越大，转化的动能越多，动能的大小与质量、速度有关，箭的质量一定，动能越大速度就越大。
22、2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹如图所示，9时11分准确落入预定海域。在我国伟大科学家们的努力下，时隔44年再次震撼世界，为祖国75周年庆生。
洲际导弹的发射过程一般要经历三个阶段：
助推段：导弹离开发射装置，通过3级助推器不断推进，迅速将导弹推至惊人的速度。
中程段：
助推结束后，导弹穿越至近乎真空的空间环境，瞬间安静下来。接下来，导弹通过制导系统的陀螺仪测量和控制导弹，加上遥感卫星和图像侦察卫星提供的地形数据，不断调整弹道，确保导弹精确落入预定海域。
再入段：
瞄准后，导弹把多个模拟导弹弹头发射出去，为了稳定轨迹不偏离航线，弹头开始高速旋转进入大气层，这时模拟弹头与大气摩擦产生巨大热量，以接近25马赫（马赫是表示速度的量词，1马赫0.3403公里/秒）的速度飞向目标。随着剧烈强光闪现，落入预定海域。
请根据上述介绍，回答下列问题：
(1)要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是 （选填“加速”或“减速”）。
(2)导弹进入中程段后声音无法传播原因是 。
(3)洲际导弹一旦发射，无法拦截的原因之一就是有多个导弹弹头，若一枚导弹弹头质量为1000kg，求：这枚导弹弹头受到的重力？（）
(4)洲际导弹再入段中，弹头在进入大气层下降过程中，如果没有任何动力装置的情况下，弹头的重力势能的减少量为动能的增加量为，请比较和大小关系，并说明理由。（忽略导弹质量的变化）
【答案】(1)加速
(2)真空不能传播声音
(3)见解析
【详解】（1）要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是“加速”。这是因为导弹需要获得足够的速度，才能克服地球引力，达到足够的飞行高度，冲出大气层。
（2）导弹进入中程段后声音无法传播的原因是空气变得非常稀薄，几乎成为真空状态。声音的传播需要介质，而在真空状态下，声音无法传播。
（3）导弹弹头受到的重力为
（4）由于洲际导弹再入段中，随着弹头不断下降，弹头的重力势能的减少量转化为动能的增加量及克服大气摩擦等消耗一部分能量，所以。
五、作图题（23题2分，共2分）
23、位于关岭自治县的坝陵河大桥是吉尼斯世界纪录认证的全球最高商业蹦极设施。大桥离地高度为370米，如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点时弹性绳自然伸直，B点是运动员受到重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是运动员到达的最低点。不计空气阻力，请画出运动员从O点到C点的动能随位置变化的大致图像。
【答案】
【详解】A点时弹性绳自然伸直，则OA段运动员因为受到重力的作用向下做加速度运动，即动能逐渐变大；B点是运动员受到重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，则AB段运动员受到弹性绳的拉力和重力，该过程中重力大于弹性绳的拉力，因此运动员仍向下做加速运动，只是增加的速度逐渐变小，即动能的直线倾斜度减小；BC段弹性绳产生的拉力大于重力，运动员将做减速运动，即动能逐渐变小到0，则动能的图像如下图所示：
计算题（本题共1小题，共5分）
24、如图所示是我国研发生产的某型号航拍无人机。无人机起飞前，放在地面上要确保四脚着地。启动后，利用遥控器可对它进行控制。无人机的参数如下表：
机身总质量/kg 3.6 四脚着地总面积/ 12
电池充调电后储存的电能 108000 最大水平速度/（） 6
机身尺寸/mm 400×300×200 最大上升速度/（） 1.5
求：
（1）无人机所受重力是多少？
（2）无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是多少？
（3）无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行多长时间？
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功是多少？
15、答案：（1）36N；（2）3×104Pa；（3）20s；（4）1800J
解析：
解：（1）无人机重力为
（2）因为无人机停放在水平地面上，故其对地面的压力为
对地面的压强为
（3）由得，以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行时间为
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功
答：（1）无人机所受重力是36N；
（2）无人机启动前，四脚着地静止停放在水平地面上，此时无人机对地面的压强是3×104Pa；
（3）无人机以最大上升速度匀速竖直升高30米，要飞行20s；
（4）无人机从50米高空降落到地面，重力做功1800J。
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