第十一章 功和机械能 单元检测卷 2024-2025学年人教版（2024）八年级下册物理

第十一章 功和机械能 一、单项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分） 1.下列关于功、能、功率的叙述中正确的是 （　A　） A.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B.功率越大，做功越多 C.一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D.没有做功的物体不具有能 2.小明用700 N的力将一个10 N的足球踢出，最后足球离原地50 m处停止下来，则小明在踢足球的过程中，对足球所做的功为 （　D　） A.35 000 J B.500 J C.0 J D.不可确定 3.下列估测中，你认为最接近实际的是 （　C　） A.从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200 J B.小明在中考体育跳绳中获得合格的成绩，他跳绳的功率约为10 W C.一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为1 J D.一位初中生以正常速度从一楼走到三楼，登楼的功率约为10 W 4.如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，AB＝BC，木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C，AB过程中加速运动，BC过程中匀速运动，下列说法中正确的是 （　D　） A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 B.水平拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功 C.木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小 D.水平拉力F在AB段的功率小于在BC段的功率 5.为了提高全校师生的身体素质，学校买回了乒乓球发球机，如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，如图乙。若不计空气阻力，则下列说法正确的是 （　C　） A.a球上升过程中，动能增大，重力势能减小 B.b球到达最高点时，重力势能最大，动能为0 C.a、b两球在最高点时机械能相等 D.a、b、c球到达乒乓球案的速度大小关系vb＞vc＞va 6.如图所示，将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时，如若沿斜面的拉力分别为FB、FC，各个过程拉力做功为WB、WC，则它们的大小关系正确的是 （　B　） A.WB＞WC，FB＜FC B.WB＝WC，FB＜FC C.WB＞WC，FB＝FC D.WB＝WC，FB＝FC 7.如图，某同学在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点。关于小球从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是 （　B　） A.小球在B点时的动能最大 B.从B点下落到C点，小球的动能先增大后减小 C.从A点下落到C点，橡皮筋对小球的拉力不断增大 D.小球在C点时，橡皮筋的弹性势能最小 二、作图题（每小题2分，共4分） 8.（1）如图甲所示，小球沿光滑的圆弧轨道AB滑下，滑上与水平面齐平的粗糙水平轨道MN，最终停在C点，在图乙中画出小球从O点运动到C点的过程中的“机械能－时间”的大致图像。 （2）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。画出铅球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线。 三、填空题（本题共3小题，每空1分，共8分） 9.小壮用20 N的水平拉力使重300 N的箱子沿水平地面移动了10 m，小强将这个箱子匀速举高2 m，小明将这个箱子举着在空中停留了3 s。小壮做功　200　 J，小强做功　600　 J，小明做功　0　 J。 10.如图1，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在　A　点动能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图，则篮球在B点的机械能　大于　（选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。整个过程能量的总量　守恒　（选填“守恒”或“不守恒”）。 11.如图所示，物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动，其中AB＝CD＝10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s 和4 m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦力分别为1 N和2 N，则该物块通过段AB和CD段所用的时间之比为　2∶1　，拉力F在AB段做功的功率为　2　 W。 四、实验题（本题共3小题，每空1分，每图2分，共17分） 12.在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小球，观察小球在A→B→C的过程中的高度和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值，从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如表所示。 运动过程或位置 A A→B B B→C C 动能Ek/J 0 增加 4.98 减少 0 重力势能Ep/J 5.00 减少 0 增加 4.97 （1）小球在图中的C位置，受到　2　个力的作用。 （2）从实验中可以看出，小球从A→B的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为　动能　；在能量转化的过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球由于受到　空气阻力　。 （3）在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变。那么，小球到达B位置时的机械能　大于　（选填“大于”“小于”或“等于”）质量为m的小球到达B位置时的机械能。 13.小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？ （1）他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的　重力势能　就越大。 （2）他进而又提出两个猜想： 猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关； 猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的粗糙程度有关。 为验证猜想一，小明设置了如图1所示的实验装置，让同一个小球从左侧斜面的　相同　（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，改变右侧斜面的倾斜角度，观察并记录小球冲上右侧斜面的最大距离。实验数据如表所示，根据表中数据，请在图2的坐标轴中描出s－θ图像。分析图像可知，随着斜面倾角θ的增大，小球向上滑行的最大距离s　先减小后增大　。 次数 1 2 3 4 5 木板倾角θ 10° 30° 53° 75° 85° 向上滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43 （3）为验证猜想二，小明找来粗糙程度不同的三种斜面替换右侧的斜面，控制斜面的　倾角　不变，将小球从左侧斜面的相同高度自由释放，观察到小球在三种斜面上滑行的最大距离不相同，由此可得出结论：物体冲上斜坡的最大距离与斜坡的粗糙程度　有关　（选填“有关”或“无关”）。 14.小南在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了图甲所示的实验方案，并进行了如下的实验： 步骤1：让钢球从斜面A点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v1，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s1； 步骤2：让钢球从斜面B点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v2，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s2； 步骤3：改变钢球的质量让钢球从A点由静止开始下滑，撞击木块使木块移动，记下木块移动的距离s3。 （1）比较v1、v2，可知v1　＞　（选填“＞”“＜”或“＝”）v2，原因：钢球的重力势能越大，转化为钢球的　动　能越大。 （2）设计步骤1和步骤2的目的是探究动能大小与　速度　的关系。 （3）钢球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设木块克服摩擦力所做的功为W，钢球与木块碰撞前的动能为Ek，则W　＜　（选填“＞”“＜”或“＝”）Ek。 （4）实验结束后，小南拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图乙所示，根据此现象，小南得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理。　合理　（选填“合理”或“不合理”）。 （5）为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学认为可以不用让两球都从同一斜面的同一高度处滚下，而是设计了如图丙装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可（不考虑各种能量损耗）。通过讨论发现该方法不合理，原因是：因为小球的质量不同，所以弹簧恢复原状，弹性势能全部转化为小球的动能后，小球获得的　速度　是不同的，是不合理的。 五、计算题（本题共2小题，第15小题6分，第16小题8分，共14分） 15.如图所示，水平地面上有一个扫地机器人。某次机器人开始扫地后遇到障碍原地旋转20 s，然后匀速沿直线继续扫地，总行驶路程为36 m。已知机器人行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10 N。求： （1）机器人在本次清扫工作中牵引力所做的功； （2）若机器人某段时间以0.5 m/s的速度做匀速直线运动，计算机器人该段时间内牵引力的功率。 解：（1）由机器人匀速沿直线运动可知，行进过程中的摩擦力和牵引力是一对平衡力，大小相等，即F＝f＝10 N， 则牵引力所做的功W＝Fs＝10 N×36 m＝360 J。 （2）牵引力的功率P＝＝＝Fv＝10 N×0.5 m/s＝5 W。 16.一辆汽车的总质量为2 t，在平直公路上以恒定功率80 kW从静止开始运动，经过15 s运动200 m恰好达到最大速度，接着匀速运动25 s后关闭发动机，滑行100 m停下，其图像如图所示，其中汽车在运动过程中受到的阻力恰为车总重的0.2倍。求：（g取10 N/kg） （1）汽车所受的总重力G； （2）汽车匀速行驶时的牵引力大小F； （3）全程中汽车的平均速度v； （4）整个过程中发动机所做的功W。 解：（1）汽车所受的总重力为 G＝mg＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N。 （2）由题意，汽车在运动过程中受到的阻力为： f＝0.2G＝0.2×2×104 N＝4×103 N， 汽车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，其大小相等，则汽车匀速行驶时的牵引力为：F＝f＝4×103 N。 （3）由图像可知，汽车匀速行驶时的速度为20 m/s，所用的时间为： t2＝40 s－15 s＝25 s，匀速运动的路程为s2＝vt2＝20 m/s×25 s＝500 m，整个过程所用的时间t总＝50 s， 则全程中汽车的平均速度为 v＝＝＝＝16 m/s。 （4）由题意和图像可知，整个过程中发动机的工作时间为 t1＝15 s＋25 s＝40 s， 由P＝可得，整个过程中发动机做的功为 W＝Pt1＝8×104 W×40 s＝3.2×106 J。 六、综合题（本题共2小题，每空1分，共13分） 17.阅读材料，回答问题。 天问 太阳系八大行星之一的火星，其直径约为地球的53％，质量为地球的14％，在火星上物体的重力与质量的比值g取4 N/kg。 2020年7月，我国发射了首个火星探测器“天问一号”。经过约7个月的飞行，探测器到达火星附近并绕火星飞行3个月后开始按计划进行火星着陆。2021年5月15日，着陆平台（如图甲）载着质量为240 kg的“祝融号”火星车（如图乙）进入稀薄的火星大气，在一顶面积达到200 m2的降落伞的帮助下，着陆器的降落速度逐渐减小到100 m/s内，当着陆器下降速度达到98 m/s之后，7500 N反推发动机开始工作，降落伞自动脱离，着陆器打开缓冲腿，当着陆器继续减速到2 m/s时，发动机关闭，着陆器安全着陆，整个过程大约19分钟，5月22日，“祝融号”火星车成功驶离着陆平台，到达火星表面，这是我国继探索月球后在太空科技领域取得的又一项重大成绩。 （1）在飞向火星的大部分时间里，探测器的反推发动机处于　关闭　（选填“开启”或“关闭”）状态。 （2）降落伞打开后，着陆平台的机械能逐渐　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”）。这个过程中它受到　非平衡力　（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用。 （3）降落伞面积巨大，这样设计的目的是　使着陆器减速　；根据文中信息可知，“祝融号”火星车在火星上所受的重力为　960　N，降落伞脱离着陆平台后，“祝融号”火星车的总质量不会超过　240　kg。 18.小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ为水平面，AP段长为L，表面光滑；PQ段粗糙，实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M的木块位于P点，质量为m的重物恰好置于地面，将木块从P向右拉至A，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x。不计空气阻力、滑轮摩擦。 （1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做功为（用字母表示）　mgL　。 （2）观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。他提出猜想的生活依据是：　物体下落过程中速度越来越快　。 （3）为了验证猜想，小明做了以下实验，重物m＝100 g，木块M＝900 g，改变木块从点P右移的距离L，测得一组数据，记录如下：（g取10 N/kg） 序号 1 2 3 4 5 6 PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.45 0.5 木块在P点的速 度平方v2/（m·s－1）2 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0 ①已知物体动能的表达式为mv2，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是　正确　（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是　重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等　。 在AP段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能　守恒　（选填“守恒”或“不守恒”）。 ②利用实验信息分析，当L＝0.7 m时，木块M在P点获得的动能是　0.63　J。 （4）如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v＝　（用字母表示）。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十一章 功和机械能 一、单项选择题（本题共7小题，每小题2分，共14分） 1.下列关于功、能、功率的叙述中正确的是 （　A　） A.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 B.功率越大，做功越多 C.一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D.没有做功的物体不具有能 2.小明用700 N的力将一个10 N的足球踢出，最后足球离原地50 m处停止下来，则小明在踢足球的过程中，对足球所做的功为 （　D　） A.35 000 J B.500 J C.0 J D.不可确定 3.下列估测中，你认为最接近实际的是 （　C　） A.从地面上将物理书捡到桌面上，克服物理书重力做的功约为200 J B.小明在中考体育跳绳中获得合格的成绩，他跳绳的功率约为10 W C.一位学生从地面上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中做的功约为1 J D.一位初中生以正常速度从一楼走到三楼，登楼的功率约为10 W 4.如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，AB＝BC，木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C，AB过程中加速运动，BC过程中匀速运动，下列说法中正确的是 （　D　） A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 B.水平拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功 C.木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小 D.水平拉力F在AB段的功率小于在BC段的功率 5.为了提高全校师生的身体素质，学校买回了乒乓球发球机，如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，如图乙。若不计空气阻力，则下列说法正确的是 （　C　） A.a球上升过程中，动能增大，重力势能减小 B.b球到达最高点时，重力势能最大，动能为0 C.a、b两球在最高点时机械能相等 D.a、b、c球到达乒乓球案的速度大小关系vb＞vc＞va 6.如图所示，将同一物体G分别沿光滑斜面由B、C匀速提升到A时，如若沿斜面的拉力分别为FB、FC，各个过程拉力做功为WB、WC，则它们的大小关系正确的是 （　B　） A.WB＞WC，FB＜FC B.WB＝WC，FB＜FC C.WB＞WC，FB＝FC D.WB＝WC，FB＝FC 7.如图，某同学在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点。关于小球从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是 （　B　） A.小球在B点时的动能最大 B.从B点下落到C点，小球的动能先增大后减小 C.从A点下落到C点，橡皮筋对小球的拉力不断增大 D.小球在C点时，橡皮筋的弹性势能最小 二、作图题（每小题2分，共4分） 8.（1）如图甲所示，小球沿光滑的圆弧轨道AB滑下，滑上与水平面齐平的粗糙水平轨道MN，最终停在C点，在图乙中画出小球从O点运动到C点的过程中的“机械能－时间”的大致图像。 （2）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。画出铅球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线。 三、填空题（本题共3小题，每空1分，共8分） 9.小壮用20 N的水平拉力使重300 N的箱子沿水平地面移动了10 m，小强将这个箱子匀速举高2 m，小明将这个箱子举着在空中停留了3 s。小壮做功　200　 J，小强做功　600　 J，小明做功　0　 J。 10.如图1，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在　A　点动能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图，则篮球在B点的机械能　大于　（选填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。整个过程能量的总量　守恒　（选填“守恒”或“不守恒”）。 11.如图所示，物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动，其中AB＝CD＝10 m。已知物块在AB段和CD段分别以2 m/s 和4 m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦力分别为1 N和2 N，则该物块通过段AB和CD段所用的时间之比为　2∶1　，拉力F在AB段做功的功率为　2　 W。 四、实验题（本题共3小题，每空1分，每图2分，共17分） 12.在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小球，观察小球在A→B→C的过程中的高度和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值，从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如表所示。 运动过程或位置 A A→B B B→C C 动能Ek/J 0 增加 4.98 减少 0 重力势能Ep/J 5.00 减少 0 增加 4.97 （1）小球在图中的C位置，受到　2　个力的作用。 （2）从实验中可以看出，小球从A→B的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为　动能　；在能量转化的过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球由于受到　空气阻力　。 （3）在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变。那么，小球到达B位置时的机械能　大于　（选填“大于”“小于”或“等于”）质量为m的小球到达B位置时的机械能。 13.小明骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？ （1）他发现车子的初始速度越大，冲上斜坡的最大距离就越长。这是因为车子的初始速度越大，它的初始动能也越大，上坡过程中增加的　重力势能　就越大。 （2）他进而又提出两个猜想： 猜想一：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的倾角大小有关； 猜想二：物体冲上斜坡的最大距离可能与斜坡的粗糙程度有关。 为验证猜想一，小明设置了如图1所示的实验装置，让同一个小球从左侧斜面的　相同　（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，改变右侧斜面的倾斜角度，观察并记录小球冲上右侧斜面的最大距离。实验数据如表所示，根据表中数据，请在图2的坐标轴中描出s－θ图像。分析图像可知，随着斜面倾角θ的增大，小球向上滑行的最大距离s　先减小后增大　。 次数 1 2 3 4 5 木板倾角θ 10° 30° 53° 75° 85° 向上滑行的最大距离s/m 0.50 0.40 0.36 0.39 0.43 （3）为验证猜想二，小明找来粗糙程度不同的三种斜面替换右侧的斜面，控制斜面的　倾角　不变，将小球从左侧斜面的相同高度自由释放，观察到小球在三种斜面上滑行的最大距离不相同，由此可得出结论：物体冲上斜坡的最大距离与斜坡的粗糙程度　有关　（选填“有关”或“无关”）。 14.小南在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了图甲所示的实验方案，并进行了如下的实验： 步骤1：让钢球从斜面A点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v1，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s1； 步骤2：让钢球从斜面B点由静止开始下滑，到达水平面时速度为v2，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s2； 步骤3：改变钢球的质量让钢球从A点由静止开始下滑，撞击木块使木块移动，记下木块移动的距离s3。 （1）比较v1、v2，可知v1　＞　（选填“＞”“＜”或“＝”）v2，原因：钢球的重力势能越大，转化为钢球的　动　能越大。 （2）设计步骤1和步骤2的目的是探究动能大小与　速度　的关系。 （3）钢球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设木块克服摩擦力所做的功为W，钢球与木块碰撞前的动能为Ek，则W　＜　（选填“＞”“＜”或“＝”）Ek。 （4）实验结束后，小南拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图乙所示，根据此现象，小南得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理。　合理　（选填“合理”或“不合理”）。 （5）为了让质量不同的甲、乙两球获得相同的初速度，有同学认为可以不用让两球都从同一斜面的同一高度处滚下，而是设计了如图丙装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可（不考虑各种能量损耗）。通过讨论发现该方法不合理，原因是：因为小球的质量不同，所以弹簧恢复原状，弹性势能全部转化为小球的动能后，小球获得的　速度　是不同的，是不合理的。 五、计算题（本题共2小题，第15小题6分，第16小题8分，共14分） 15.如图所示，水平地面上有一个扫地机器人。某次机器人开始扫地后遇到障碍原地旋转20 s，然后匀速沿直线继续扫地，总行驶路程为36 m。已知机器人行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10 N。求： （1）机器人在本次清扫工作中牵引力所做的功； （2）若机器人某段时间以0.5 m/s的速度做匀速直线运动，计算机器人该段时间内牵引力的功率。 解：（1）由机器人匀速沿直线运动可知，行进过程中的摩擦力和牵引力是一对平衡力，大小相等，即F＝f＝10 N， 则牵引力所做的功W＝Fs＝10 N×36 m＝360 J。 （2）牵引力的功率P＝＝＝Fv＝10 N×0.5 m/s＝5 W。 16.一辆汽车的总质量为2 t，在平直公路上以恒定功率80 kW从静止开始运动，经过15 s运动200 m恰好达到最大速度，接着匀速运动25 s后关闭发动机，滑行100 m停下，其图像如图所示，其中汽车在运动过程中受到的阻力恰为车总重的0.2倍。求：（g取10 N/kg） （1）汽车所受的总重力G； （2）汽车匀速行驶时的牵引力大小F； （3）全程中汽车的平均速度v； （4）整个过程中发动机所做的功W。 解：（1）汽车所受的总重力为 G＝mg＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N。 （2）由题意，汽车在运动过程中受到的阻力为： f＝0.2G＝0.2×2×104 N＝4×103 N， 汽车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，其大小相等，则汽车匀速行驶时的牵引力为：F＝f＝4×103 N。 （3）由图像可知，汽车匀速行驶时的速度为20 m/s，所用的时间为： t2＝40 s－15 s＝25 s，匀速运动的路程为s2＝vt2＝20 m/s×25 s＝500 m，整个过程所用的时间t总＝50 s， 则全程中汽车的平均速度为 v＝＝＝＝16 m/s。 （4）由题意和图像可知，整个过程中发动机的工作时间为 t1＝15 s＋25 s＝40 s， 由P＝可得，整个过程中发动机做的功为 W＝Pt1＝8×104 W×40 s＝3.2×106 J。 六、综合题（本题共2小题，每空1分，共13分） 17.阅读材料，回答问题。 天问 太阳系八大行星之一的火星，其直径约为地球的53％，质量为地球的14％，在火星上物体的重力与质量的比值g取4 N/kg。 2020年7月，我国发射了首个火星探测器“天问一号”。经过约7个月的飞行，探测器到达火星附近并绕火星飞行3个月后开始按计划进行火星着陆。2021年5月15日，着陆平台（如图甲）载着质量为240 kg的“祝融号”火星车（如图乙）进入稀薄的火星大气，在一顶面积达到200 m2的降落伞的帮助下，着陆器的降落速度逐渐减小到100 m/s内，当着陆器下降速度达到98 m/s之后，7500 N反推发动机开始工作，降落伞自动脱离，着陆器打开缓冲腿，当着陆器继续减速到2 m/s时，发动机关闭，着陆器安全着陆，整个过程大约19分钟，5月22日，“祝融号”火星车成功驶离着陆平台，到达火星表面，这是我国继探索月球后在太空科技领域取得的又一项重大成绩。 （1）在飞向火星的大部分时间里，探测器的反推发动机处于　关闭　（选填“开启”或“关闭”）状态。 （2）降落伞打开后，着陆平台的机械能逐渐　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”）。这个过程中它受到　非平衡力　（选填“平衡力”或“非平衡力”）作用。 （3）降落伞面积巨大，这样设计的目的是　使着陆器减速　；根据文中信息可知，“祝融号”火星车在火星上所受的重力为　960　N，降落伞脱离着陆平台后，“祝融号”火星车的总质量不会超过　240　kg。 18.小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ为水平面，AP段长为L，表面光滑；PQ段粗糙，实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M的木块位于P点，质量为m的重物恰好置于地面，将木块从P向右拉至A，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x。不计空气阻力、滑轮摩擦。 （1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做功为（用字母表示）　mgL　。 （2）观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。他提出猜想的生活依据是：　物体下落过程中速度越来越快　。 （3）为了验证猜想，小明做了以下实验，重物m＝100 g，木块M＝900 g，改变木块从点P右移的距离L，测得一组数据，记录如下：（g取10 N/kg） 序号 1 2 3 4 5 6 PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.45 0.5 木块在P点的速 度平方v2/（m·s－1）2 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0 ①已知物体动能的表达式为mv2，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是　正确　（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是　重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等　。 在AP段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能　守恒　（选填“守恒”或“不守恒”）。 ②利用实验信息分析，当L＝0.7 m时，木块M在P点获得的动能是　0.63　J。 （4）如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v＝　（用字母表示）。 学科网（北京）股份有限公司 $$