第十章 功与能 拔尖检测（含解析）2025-2026学年鲁科版（五四制）（2024） 八年级下册

第十章 拔尖检测
一、选择题(每题3分，共30分)
1．在下列生活实例中，人对物体做功的是(　　)
2．马拉着重2 500 N的车在水平公路上匀速前进200 m，已知车受到的阻力是500 N，那么马对车做的功是(　　)
A．1.0×105 J B．4.0×105 J C．5.0×105 J D．6.0×105 J
3.INCLUDEPICTURE"新趋势真实情境H.tif" INCLUDEPICTURE \d "D:\\刘欢欢\\26春\\26春 典中点 8 物理 LK五四（刘欢欢164+7.2\\新趋势真实情境H.tif" \* MERGEFORMATINET 为了在购物高峰期间尽快处理海量包裹，快递分拣中心必须比同样工作量的常规操作要投入更多的智能分拣机器人，如图所示，其目的是增大所有分拣机器人总的(　　)
A．功率　　　　
B．有用功　　　　
C．功　　　　
D．机械效率
4．如图所示，载人飞船返回舱返回地面时，打开降落伞后，在一段时间内可看作是在做竖直向下的匀速直线运动。该过程中，返回舱(　　)
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．只受重力作用
5.INCLUDEPICTURE"跨学科·工程实践H.tif" INCLUDEPICTURE \d "D:\\刘欢欢\\26春\\26春 典中点 8 物理 LK五四（刘欢欢164+7.2\\跨学科·工程实践H.tif" \* MERGEFORMATINET 如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人用力向下拉动绳索的另一端，即可让水桶上升。不计摩擦，以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是(　　)
A．减小滑轮的质量 B．增大拉绳的速度
C．增大桶内的水量 D．增大水桶的重力
6．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是(　　)
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A、B两点具有的动能相同
C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
7．在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。关于皮球两次下落并反弹的过程，下列说法中正确的有(　　)
①皮球对纸的最大压力相等
②皮球获得的最大弹性势能不等
③皮球刚到达纸面时的动能相等
④反弹上升，B上升的高度比A大
A．①③　 B．②③　 C．②④　 D．①④
8．为了保证消费者权益，国家会对销售车辆进行全面的检测。动力检测时，汽车在专用的测量装置上全力加速，仪器记录车速v与车轮驱动力F大小，再通过计算得出车辆在不同车速下的输出功率，某汽车在速度v1～v2区间内车轮驱动力F与车速v的关系如图所示。则该速度区间内，车辆功率P与车速v关系的图像可能是(　　)
9．多选弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其主要结构如图甲所示。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，针对此过程，下列分析正确的是(　　)
A．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
B．b→c的过程中，是动能转化为重力势能
C．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大
D．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的动能为零
10．多选建筑工地用如图甲所示的装置提升重物A，电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图乙所示。重物A以0.1 m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦。下列分析与计算错误的是(g取10 N/kg)(　　)
A．重物A以0.1 m/s的速度匀速上升时，电动机对绳子的拉力为600 N
B．重物A的重力为600 N
C．动滑轮重为120 N
D．匀速提升108 kg的重物B时，重物B在30 s上升的高度为4.5 m
二、填空题(每空2分，共30分)
11．小荣搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小荣对桌子________(填“做了”或“没有做”)功，这说明要对物体做功，物体还必须要在力的方向上移动一定的________。
12.INCLUDEPICTURE"立德树人·生态文明H.tif" INCLUDEPICTURE \d "D:\\刘欢欢\\26春\\26春 典中点 8 物理 LK五四（刘欢欢164+7.2\\立德树人·生态文明H.tif" \* MERGEFORMATINET 新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km，用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg，行驶中阻力为车重的，此过程中该车牵引力做功为__________J，功率为________kW，重力做功的功率是________W。(g取10 N/kg)
13．如图所示，小钟用弹簧测力计沿粗糙斜面匀速向上拉动木块，用时2 s，由图中数据可知，拉力的功率是________，木块受到的摩擦力是________。
14．如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，________(填“a”“b”或“c”)点的动能最大，从b点到c点，弹簧的弹性势能________(填“减小”“增大”或“不变”)。
15．如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200 N竖直向上的拉力F，将重为480 N的物体匀速提高3 m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重100 N，工人做的额外功为__________J，该滑轮组的机械效率为__________，拉力F的功率为__________。
16．一块厚度、密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上，假设始终用一垂直于水泥板的拉力抬水泥板，在抬起水泥板的过程中拉力________(填“变大”“变小”或“不变”)。若用如图所示的两种方法，F1和F2始终竖直向上恰好将水泥板的一端抬离地面，则F1________F2；如果两种方法都将水泥板抬起至竖直位置，不计空气阻力等因素，两次拉力做的功W1________W2。(后两空均填“＞”“＝”或“＜”)
三、实验探究题(第17题18分，第18题12分，共30分)
17．利用如图所示的实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下，在水平面上将物体B推出一段距离。
(1)实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度由静止滑下，探究动能与质量的关系；让同一个小车从斜面的________高度由静止滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量，我们通过观察______________________来判断小车动能的大小。
(2)小车从斜面上滑下，它的__________转化为动能，碰上物体B后，小车的部分________转移给了物体B，能量的转化与转移过程中机械能总量________。
(3)小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的弹力、④水平面对小车的支持力，其中________是一对平衡力，________方向相同(前两空均填序号)。拿走物体B，如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将____________________。
(4)下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题：_____________________________________________________。
物体 动能/J 物体 动能/J
步行的人 约30 百米跑中的运动员 约3×103
行走的牛 约160 刚射出的步枪子弹 约5×103
中速行驶的小汽车 约2×105 高速行驶的小汽车 约6×105
18. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变动滑轮重，每次实验都匀速拉动绳子自由端使物体上升10 cm。不计绳重，实验数据如下表。
次数 G物/N G动/N F/N η
1 6.0 0.3 2.2 90.9%
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0%
4 6.0 3.2 3.4 58.8%
(1)每次实验绳子自由端移动距离为________cm。
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙，为__________N，第2次实验滑轮组的机械效率为________。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。
(3)实验中若仅增大绳子自由端移动的距离，则滑轮组的机械效率将________。
(4)本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例____________(填“变大”“变小”或“不变”)。
四、综合应用题(第19题5分，第20题5分，共10分)
19．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一自重为500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15 s下落210 m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30 s，求在这个过程中：
(1)运动员下落的平均速度；
(2)重力做的功；
(3)匀速下降时重力做功的功率。
20．重300 N的货物静止在仓库水平地面上，与地面的接触面积为800 cm2。工人用如图所示的滑轮组将该货物匀速提升到3 m高的货架上，工人对绳子竖直向下的拉力为200 N。求：
(1)货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
(2)滑轮组的机械效率。
答案
一、1.D　2.A　3.A
4．A 【点拨】动能与质量和速度有关，返回舱做匀速直线运动，质量不变，速度不变，故动能不变，故选A。
5．C 【点拨】增大桶内的水量，提升的水的高度不变时，做的有用功变大，额外功不变，由η＝＝＝1－可得，此时机械效率变大，故C正确。
6．C 【点拨】因为是粗糙的弧形轨道，小球受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球滚动过程中，机械能减小，A、B两点等高，小球在A、B两点具有的重力势能相同，故小球在B点的动能小于在A点的动能，故AB错误；由上述分析可知，vA>vB，由题意可知，小球在C点速度为0，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC，故C正确；要克服摩擦力做功，机械能减小，故小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的机械能，又知小球在C点的速度为0，故小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。故选C。
7．C 【点拨】由图可知，B圆斑大说明B压力的作用效果明显即压强大，B的受力面积大，根据F＝pS可知，B中皮球对纸的最大压力大于A中皮球对纸的最大压力，故①错误；B圆斑大说明B中皮球的最大弹性形变大，B中皮球获得的最大弹性势能大，即皮球获得的最大弹性势能不等，故②正确；皮球从最高点下落到最低点，重力势能转化为动能再转化为弹性势能，B中皮球最低点弹性势能更大，故B中皮球刚到达纸面时的动能更大，故③错误；反弹上升，弹性势能转化为动能再转化为重力势能，B中皮球获得的最大弹性势能大，B中皮球在最高点的重力势能大，由于为同一个皮球，质量相等，B上升的高度比A大，故④正确。由此可知，①③错误，②④正确。
8．C 【点拨】由F－v图像可知，F与v的关系式为F＝kv＋b(其中k＜0，b>0)，由P＝＝＝Fv可知，P与v的关系式为P＝Fv＝(kv＋b)×v＝kv2＋bv(其中k＜0，b>0)，由数学知识可知，P与v关系的图像为开口方向向下的抛物线，故选C。
9．BD 【点拨】a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小；到达b时，弹簧恢复到原长，所以此时弹力为0，故A错误；b→c的过程中，即离开地面上升的过程中，小希和弹跳杆的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为重力势能，故B正确；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；而b→c的过程中，小希在重力作用下做减速运动；所以，a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度并不是最大(此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段)，故C错误；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，速度为0，故小希动能为0，故D正确。
10．ABD 【点拨】由图甲可知，n＝3，绳子自由端移动的速度v＝nv物＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s，由图乙可知，电动机对绳子的拉力为200 N，故A错误，符合题意；根据η＝＝＝＝可知，重物A的重力G＝ηnF＝80%×3×200 N＝480 N，故B错误，符合题意；不计绳重与摩擦，根据F＝(G＋G动)可知，动滑轮重G动＝nF－G＝3×200 N－480 N＝120 N，故C正确，不符合题意；电动机的功率为P＝＝＝Fv＝200 N×0.3 m/s＝60 W，当匀速提升108 kg的重物B时的拉力F′＝(G′＋G动)＝(m′g＋G动)＝×(108 kg×10 N/kg＋120 N)＝400 N，因电动机拉动绳子的功率保持不变，重物B移动的速度vB＝＝＝0.05 m/s，则重物B在30 s上升的高度h＝vBt＝0.05 m/s×30 s＝1.5 m，故D错误，符合题意。故选ABD。
二、11.没有做；距离　12.9.6×106；16；0　13.1.2 W；1 N
14．b；增大
15．360；80%；300 W 【点拨】由图乙可知，时间为6 s时，绳子自由端移动的距离为9 m，物体上升的高度为3 m；拉力做的总功W总＝Fs＝200 N×9 m＝1 800 J，有用功W有用＝Gh＝480 N×3 m＝1 440 J，则工人做的额外功W额外＝W总－W有用＝1 800 J－1 440 J＝360 J，该滑轮组的机械效率η＝＝＝80%，拉力F的功率P＝＝＝300 W。
16．变小；＝；＞ 【点拨】由题意可知，在抬起水泥板的过程中，阻力不变、阻力臂变小、动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力变小，即拉力变小；用图中两种方法抬起水泥板时，阻力都是水泥板所受的重力，对于厚度、密度均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的，根据杠杆的平衡条件得F＝＝G，所以两种方法所用的力大小相同；两图中均将水泥板抬起至竖直位置，由图可知重心升高的高度h1＞h2，由于不计空气阻力等因素，拉力做功W＝W有用＝Gh，所以W1＞W2。
三、17.(1)不同；物体B运动的距离　(2)重力势能；动能；减小　(3)①④；②③；做匀速直线运动　(4)物体的质量和速度哪个因素对动能的影响更大
18．(1)30　(2)2.5；80%；小　(3)不变　(4)变小
【点拨】(1)由图甲可知n＝3，每次实验绳子自由端移动距离s＝nh＝3×10 cm＝30 cm。(2)图乙中弹簧测力计的分度值为0.1 N，示数为2.5 N，第2次实验滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝＝80%；分析数据可知：在物重不变的情况下，从第1次实验至第4次实验，动滑轮重逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重，滑轮组的机械效率越小。(3)实验中若仅增大绳子自由端移动的距离，根据η＝可知，滑轮组的机械效率将不变。(4)4次实验中，物体上升的高度h＝10 cm＝0.1 m，有用功W有用＝G物h＝6.0 N×0.1 m＝0.6 J。第1次实验中，克服动滑轮重所做的额外功W动1＝G动1 h＝0.3 N×0.1 m＝0.03 J，总功W总1＝F1s＝2.2 N×0.3 m＝0.66 J，由摩擦引起的额外功W摩1＝W总1－W有用－W动1＝0.66 J－0.6 J－0.03 J＝0.03 J，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例为＝＝50%；同理可得第2、3、4次实验由摩擦引起的额外功占总额外功的比例分别为33%、30%、24%，故在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
四、19.【解】(1)由题意可知，运动员在0～15 s下落的路程s前＝210 m，由图像可知，15 s后运动员以6 m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15～30 s通过的路程s后＝vt后＝6 m/s×15 s＝90 m；运动员通过的总路程s＝s前＋s后＝210 m＋90 m＝300 m，总时间t＝30 s，则整个过程中运动员下落的平均速度v′＝＝＝10 m/s。
(2)运动员下落的高度h＝s＝300 m，重力做的功W＝Gh＝500 N×300 m＝1.5×105 J。
(3)匀速下降时，重力做功的功率P＝Gv＝500 N×6 m/s＝3×103 W。
20．【解】(1)货物的重力G＝300 N，与地面的接触面积S＝800 cm2＝800×10－4 m2＝0.08 m2。货物静止在水平地面上时，对地面的压强p＝＝＝＝3.75×103 Pa。
(2)由图可知，滑轮组的有效绳子段数n＝2，滑轮组的机械效率η＝＝＝＝＝＝75%。