第十一章 功和机械能 素养评价 2024-2025学年物理人教版八年级下册

第十一章 功和机械能素养评价 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,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。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,全选对的得3分,选对但不全的得1分,错选或不选得0分) 1.下列四种情境中,人对物体做功的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.把箱子搬起来 B.推车车未动 C.背着书包在水平路面上匀速行走 D.足球离开脚在草地上滚动 2.掷实心球是某市中考体育考试项目之一,某同学掷出的实心球的运动轨迹如图所示,O点是实心球刚离开手的位置,A点是实心球运动到最高点的位置,B点是实心球落地前瞬间的位置。在不计空气阻力的情况下,下列说法正确的是(　　) A.实心球在空中运动时没有惯性 B.实心球在最高点A时处于平衡状态 C.实心球从A运动到B的过程中动能逐渐增大 D.实心球从O运动到B的过程中重力势能逐渐减小 3.2024年1月17日,天舟七号货运飞船成功发射,如图所示。天舟七号加速升空过程中,下列说法正确的是(　　) A.重力势能增大,动能增大 B.重力势能减小,动能减小 C.重力势能增大,机械能减小 D.重力势能减小,机械能不变 4.在一次跳绳的体能测试中,体重为500 N的小明1 min内跳了120次,平均每次跳离地面的高度约为 5 cm,则他跳绳时的功率约为() A.5 W B.50 W C.500 W D.5 000 W 5.2023年5月23日,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史。在他们从山脚下到峰顶的过程中,体重(含装备)越大的队员一定(　　) A.做功越多 B.功率越大 C.做功越快 D.功率越小 6.第31届世界大学生夏季运动会在四川成都隆重举行。运动会中设有体操比赛,自由体操运动员空中翻滚动作非常精彩。下列关于翻滚过程中,运动员的动能与重力势能的变化正确的是(　　) A.运动员上升过程中动能增大,重力势能增大 B.运动员下降过程中动能增大,重力势能增大 C.运动员上升过程中动能减小,重力势能增大 D.运动员下降到最低点时重力势能最大 7.(多选)弹簧置于光滑管内,下端固定在水平地面上,上端与管口平齐。如图所示,将一直径略小于管的小球放在弹簧上端,先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球,小球沿竖直方向运动,第一次小球到达的最高点为a,第二次小球到达的最高点为b,c为小球运动路径上的一点,小球所受空气阻力忽略不计,则先后两次(　　) A.第一次释放小球时弹簧的弹性势能大 B.小球由c到b过程,弹性势能转化为重力势能 C.小球上升过程中,经过c点时的重力势能相等 D.小球上升过程中,经过c点时的机械能相等 8.(多选)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图丙所示,下列说法正确的是(　　) 甲　乙　丙 A.0~2 s,物体处于静止状态,是因为推力小于摩擦力 B.2~4 s,物体受到的摩擦力为2 N C.2~4 s,物体做匀速直线运动 D.4~6 s,推力F做的功为16 J 二、填空题(本题共4个小题,每空2分,共10分) 9.一位60 kg的同学徒手从教室的1楼走到4楼,每层楼的层高为4 m,他需要克服重力做功,重力做功的大小为　　　　J。(g取10 N/kg)  10.小明同学用20 N的水平推力,将重为280 N的购物车沿水平地面向前推动了10 m。在此过程中,推力对购物车做功　　　　J。  11. 体育课上小阳同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)在d点的机械能;球在a、b、c、d四点中,　　　　点的重力势能最大。  12.跳伞运动员打开降落伞后在空中匀速下降,此时运动员和伞受到的空气阻力等于重力,运动员的重力势能　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  三、作图题(本题共3个小题,每小题2分,共6分) 13.如图所示为某城市的轻轨车,请从节能角度为其设计一个停靠车站内轨道示意图,在虚线框内画出。 14. 如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,将弹簧压缩向下运动,忽略空气阻力,请画出弹簧的压缩量最大时小球受力的示意图。 15.如图甲所示,水平面OA段光滑,A点右侧粗糙,一轻质弹簧左端固定于竖直墙面。甲小球压缩弹簧从O点由静止释放,小球经过A点时恰好与弹簧分离,最终静止在B点,其速度v随位置变化关系的大致图像如图乙所示。若换用另一个表面相同但质量更大的乙小球,将弹簧压缩相同的长度从O点由静止释放,弹簧形变均在弹性限度内。请在同一坐标中画出乙小球从O点开始运动直至最终静止的过程中,速度v随位置变化关系的大致图像。 甲　乙 四、简答题(本题共2个小题,每小题3分,共6分) 16.请你结合返回舱从太空返回地球的过程,回答下列问题。 (1)这一过程中,航天员所穿的航天服的质量是否发生变化? (2)返回舱在下降阶段,它的重力势能发生了怎样的变化?请说明理由。 17. 如图所示是自由式滑雪运动员比赛中的部分运动轨迹。 (1)运动员比赛时穿的滑雪板为什么设计得又宽又大? (2)运动员能从B点继续向上运动到C点的原因是什么?此运动过程中能量是怎样转化的?(不计空气阻力) 五、实验与科学探究题(本题共3个小题,第18题8分,第19、20题各10分,共28分) 18.某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验,用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球的质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H处静止下落,C球从距沙表面高2H处静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的机械能损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙中的深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙中的深度均为h3,且h1<h2<h3。 (1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过球陷入沙中的　　　　来反映的。  (2)比较A、B两球,发现B球陷入沙中的深度更大,由此可得出结论:当下落高度相同时,　　　　　越大,　　　　　越大。  (3)比较　　　　两球,发现C球陷入沙中的深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能　　　　。  (4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙中的深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径　　　　(选填“有关”或“无关”)。  (5)小球在下落过程陷入沙中前,将重力势能转化为　　　能。  19.如图所示是小明同学利用斜面、钢球和木块等器材探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验。 甲 乙 丙 (1)实验中,通过比较　　　　　　　　　　来反映钢球动能的大小。  (2)若要探究动能大小与质量的关系,应该选择　　　　两图进行实验。  (3)木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力　　　,克服摩擦力做功的功率　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)  (4)实验结束得出结论后,小明想到了假期在高速路上看到的道路限速标志牌,请你从能量的角度帮他解释一下:为什么大型客车的限制速度比小型客车的更小?   　。  20.小明通过下面的实验,研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球,从斜面上不同高度处自由滚下,小球到达水平面时的速度是　　　　(选填“相同”或“不同”)的。  甲 乙 丙 (1)实验1,将小球从斜面顶端自由滚下(图甲),观察到木块被撞出了一段距离。 (2)实验2,将小球从斜面中间自由滚下(图乙),观察到木块被撞出的距离比实验1的距离　　　　(选填“短”“长”或“相等”)。由上述实验现象,我们可以得出结论:同一物体,　　　　　　,动能越大。  (3)实验3,将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下(图丙),依次经过A、B两点到达C点(忽略空气阻力),设A、B两点的机械能分别为EA和EB,则EA　　　　(选填“>”“<”或“=”)EB。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时,假设小球所受的外力全部消失,则小球将　　　　(填选项字母)。  A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动 C.沿c轨迹运动 D.保持静止 六、综合应用题(本题共2个小题,每小题8分,共16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) 21.一块体积为3 m3的花岗岩雕塑放置在水平地面上,雕塑与地面的接触面积为1.5 m2。已知花岗岩的密度ρ=2.6×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)这块花岗岩雕塑的质量。 (2)这块花岗岩雕塑对地面的压强。 (3)为放置这块花岗岩雕塑,工作人员用吊车把它从运输车上匀速提高1 m后,放置在指定位置。吊车把花岗岩雕塑提起的过程中对它做的功。 22.一款新型无人驾驶电动汽车,在某次性能测试中,汽车沿平直公路匀速行驶,行驶过程中汽车受到的阻力为1 500 N,在180 s的测试时间内汽车匀速行驶了1 800 m。求: (1)汽车受到的牵引力。 (2)此过程中汽车牵引力所做的功。 (3)牵引力做功的功率。 第十一章素养评价 1.A　2.C　3.A　4.B　5.A　6.C　7.AC　8.BD 9.7 200　10.200　11.等于　b　12.变小 13.如图所示 14.如图所示 15.如图所示 解析:换用另一个表面相同但质量更大的乙小球,将弹簧压缩相同的长度从O点由静止释放,弹簧的弹性势能和之前相等,OA段为光滑面,弹性势能全部转化为动能,即OA段两次小球的动能相同,而动能的大小与质量和速度有关,乙小球质量比甲小球大,则乙小球的最大速度比甲小球的最大速度小;A点往后为粗糙面,最终小球停止,克服摩擦力做的功等于小球的动能大小,在粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大,则乙小球所受的摩擦力更大,速度减小得越快;根据W=fs可知,乙小球运动的距离更小。 16.(1)质量是物体的一种属性,不随位置的变化而变化,故这一过程中,航天员所穿的航天服的质量不发生变化。 (2)返回舱在下降阶段,它的高度变小,质量保持不变,重力势能变小。 17.(1)滑雪板设计得又宽又大是为了在压力一定时,通过增大受力面积,从而减小压强。 (2)由于惯性,运动员能从B点继续运动到C点;动能转化为重力势能。 18.(1)深度　(2)质量　重力势能　(3)A、C　越大　(4)无关　(5)动 19.(1)木块移动的距离　(2)乙、丙　(3)不变　变小 (4)因为大型客车质量大,相同速度时动能越大,制动距离越远,所以大型客车限速更小 20.不同　(2)短　(运动)速度越大　(3)=　A 21.解:(1)由公式ρ=得,这块花岗岩雕塑的质量m=ρV=2.6×103 kg/m3×3 m3=7.8×103 kg。 (2)由公式G=mg=7.8×103 kg×10 N/kg=7.8×104 N,因为在水平地面上,所以F=G=7.8×104 N,这块花岗岩雕塑对地面的压强 p===5.2×104 Pa。 (3)用吊车把花岗岩雕塑匀速提起的过程中,吊车对它做的功W=Gh=7.8×104 N×1 m=7.8×104 J。 22.(1)1 500 N　(2)2.7×106 J　(3)15 000 W 学科网（北京）股份有限公司 $$