第十章 功和机械能（单元测试）物理北师大版（北京）2024八年级全一册

2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（北师大版） 第十章 功和机械能 （A卷•考点达标卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：北师大版八年级下册第十章。 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项是符合题意的。共24分，每小题2分，错选或少选均不得分） 1．下列物理学家中，将其名字命名为功率单位的是（　　） A．牛顿 B．瓦特 C．焦耳 D．帕斯卡 【答案】B 【解析】A、牛（N）是力的国际单位；故A错误； B、瓦特（W）是功率的国际单位；故B正确； C、焦耳（J）是功和能量的国际单位；故C错误； D、帕斯卡（Pa）是压强的国际单位；故D错误。故选：B。 2．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A．举重运动员举着杠铃不动 B．人推着小车在水平路面上匀速前进 C．被运动员抛出的铅球在空中继续向前运动 D．小孩儿搬石头石头没有被搬动 【答案】B 【解析】A、举着杠铃不动，对杠铃有向上的力，但杠铃没有在力的方向上移动距离，所以人对杠铃不做功，故A不合题意； B、人推着小车在水平路面上匀速前进，人对小车施加了水平方向上的力，小车在力的方向上移动了距离，所以人对小车做了功，故B符合题意； C、运动员抛出的铅球在空中继续向前运动的过程中，人对铅球已经不再施加力的作用，所以人对铅球不做功，故C不合题意； D、小孩儿搬石头石头没有被搬动，人对石头施加了向上的力，但石头没有在力的方向上移动距离，所以人对石头不做功，故D不合题意。故选：B。 3．如图所示为某同学锻炼身体时在单杠上做引体向上运动的情景，由此可估算出他完成一次悬垂状态到屈臂引体状态所做功约为（　　） A．3J B．300J C．3×104J D．3×106J 【答案】B 【解析】此同学的质量大约为m＝50kg，重力约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N， 上升的高度约为h＝0.6m，所做的功约为W＝Gh＝500N×0.6m＝300J，故ACD错误，B正确。 故选：B。 4．甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲＝25kW和P乙＝40kW。则下列判断正确的是（　　） A．乙一定比甲做功快 B．乙一定比甲做功多 C．相同时间内两机器做功一样多 D．做同样多的功，甲所用时间更少 【答案】A 【解析】ABCD、功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，或者是相同的时间内做功多，而不能说明做功的多和少，做同样多的功，乙所用时间更少，故A正确，BCD错误。 故选：A。 5．下列说法中正确的是（　　） A．功率与时间成反比，所以只要时间短，功率就大 B．由P可知，功率的大小与功成正比，所以只要做的功多，功率就大 C．功率大的机械比功率小的机械做的功多 D．甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率就比乙的功率大 【答案】D 【解析】AB、从公式P可知功率的大小与做功的多少和做功的时间有关，只根据功或时间无法判定功率的大小，故AB错误， C、功率就是表示做功快慢的，不是表示做功多少的，故C错误； D、已知做功的时间相同，甲做的功多，乙做的功少，所以甲的功率比乙的功率大，故D正确。 故选：D。 6．如图所示，两个滑梯高度相等，如果小阳分别从左侧直梯和右侧弧形滑梯上端滑到地面，所用时间分别为t1和t2，小阳所受重力做功分别为W1和W2，重力的功率分别为P1和P2，已知t1＜t2，则下列说法正确的是（　　） A．W1＝W2 B．W1＞W2 C．P1＜P2 D．P1＝P2 【答案】A 【解析】AB、小阳分别从左侧直梯和右侧弧形滑梯上端滑到地面，小阳的重力不变，滑梯的高度不变，由W＝Gh可知，两种情况下小阳重力做的功相等，故W1＝W2，故A正确，B错误； CD、由题知，小阳两次所用时间t1＜t2，根据P可知，小阳从左侧直梯到地面时重力做功的功率较大，即P1＞P2，故CD错误。故选：A。 7．关于能，下列说法正确的是（　　） A．运动的物体具有的能叫做动能 B．物体能够对外做功，表示它具有能 C．质量大的物体，具有的动能一定大 D．只有做功的物体才具有能量 【答案】B 【解析】A、动能是由于物体运动而具有的能量，故A错误； B、一个物体能够做功，我们说这个物体具有能量，故B正确； C、物体动能大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大；质量大的物体，如果速度很小，它具有的动能不一定大，故C错误； D、物体具有能量，但不一定做功，如举在高处静止的物体具有重力势能，但没有做功，故D错误。 故选：B。 8．2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场成功发射。如图所示，在火箭加速升空的过程中，嫦娥六号探测器的（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能增加，重力势能不变 C．动能增加，重力势能增加 D．动能不变，重力势能增加 【答案】C 【解析】火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的嫦娥六号探测器质量不变，而速度随之增大，所以动能增大；因为高度增大，所以重力势能增大；因此动能和重力势能都增加。 故ABD错误，C正确。故选：C。 9．如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，由静止释放，小球在A、B间往复摆动，C是摆动过程中的最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球从A到C的过程中，动能减小 B．小球从A到C的过程中，重力势能转化为动能 C．小球从C到B的过程中，重力势能减小 D．小球从C到B的过程中，重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】AB、小球从A到C的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，不计空气阻力，重力势能转化为动能，故A错误，B正确； C、小球从C到B的过程中，高度增大，重力势能变大，速度减小，动能减小，故动能转化为重力势能，故CD错误。故选：B。 10．如图所示，小球从A点出发，先后经过轨道上的B、C、D、E各点。则下列说法正确的是（　　） A．小球在B点的机械能大于它在D点的机械能 B．从B点到E点的过程中，小球的机械能守恒 C．到D点时，若小球所受的力全部消失，它将保持静止 D．从D点到E点的过程中，小球的动能增大、重力势能减小、机械能保持不变 【答案】A 【解析】A、由于要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球从B点到D点过程中，小球的机械能减小，故A正确； B、由于要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以小球的机械能会不断的减小，故B错误； C、由牛顿第一定律可知，小车运动到D点时，假若它受到的所有力都同时消失，则小车将做匀速直线运动，故C错误； D、由于要克服摩擦做功，机械能转化为内能，从D点到E点的过程中，小球的动能增大、重力势能减小、机械能减小，故D错误。故选：A。 11．如图所示为北京时间2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆的情景。当返回舱下降至距离地面约10km的高度时，打开减速伞，一段时间后返回舱开始匀速下落，当下降至距离地面约1m时，返回舱底部的反推发动机点火，使返回舱减速下落，以保证平稳落地。下列说法正确的是（　　） A．返回舱由距地面10km下落到距地面1m的过程中，其机械能保持不变 B．返回舱在匀速下落的过程中，其重力势能全部转化为动能 C．返回舱在匀速下落的过程中，其机械能减小 D．返回舱由距地面1m下落到地面的过程中，其机械能先减小后增大 【答案】C 【解析】A、返回舱由距地面10km下落到距地面1m的过程中，其质量不变、速度不变，动能不变，高度降低、重力势能减小，所以机械能减小，故A错误； B、返回舱在匀速下落的过程中，其动能不变，重力势能减小，不是重力势能转化为动能，故B错误； C、返回舱在匀速下落的过程中，其动能不变、重力势能变小，机械能减小，故C正确； D、返回舱由距地面1m下落到地面的过程中，其动能变小、重力势能变小，机械能减小，故D错误。 故选：C。 12．一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动（不考虑空气的阻力和钢索重力），货物运动的路程（s）一时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（　　） A．2s时钢索的拉力大小等于8s时钢索的拉力大小 B．货物竖直向上运动时，4s时的速度小于10s时的速度 C．0至6s内钢索拉力做的功小于6s至12s内钢索拉力做的功 D．货物在0至12s内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率保持不变 【答案】A 【解析】A、根据图示可知，物体在0～6s以较大的速度做匀速直线运动，物体在6～12s的内以较小的速度做匀速直线运动，因为物体处于平衡状态，拉力都等于物体的重力，重力不变，拉力不变，A正确； B、从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s过程中的速度大于6～12s的过程中的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故B错误； C、从图中可以看出，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m；而拉力相同，由W＝Fs可知，0至6s内钢索拉力做的功大于6s至12s内钢索拉力做的功；故C错误； D、由于速度发生了改变，根据P＝Fv可知，在0至12s内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率发生了改变；故D错误。故选：A。 二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个，共10分，每小题2分，每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 13．如图所示水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（　　） A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力做功 B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3N D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力 【答案】AB 【解析】A、物体A向右匀速运动时，B在重力的方向上通过了距离，重力做功，故A正确； B、物体A水平向右运动时，在水平方向上受到物体B对物体A施加的水平向右的拉力为3N、水平向左的摩擦力作用，因物体A处于匀速直线运动状态，则摩擦力和拉力是平衡力，所以水平向左的摩擦力与向右的拉力大小相等，为3N； 物体A水平向左匀速直线运动时，水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力3N（物体B对物体A施加的）、水平向右的摩擦力3N；水平向左的拉力F＝3N+3N＝6N，故B正确； C、物体A水平向左运动和水平向右运动时，由于压力不变，接触面粗糙程度不变，物体A受到的摩擦力不变，所以物体A水平向左减速运动时，受到水平向右的摩擦力等于3N，故C错误； D、物体A向左加速运动时，A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。 故选：AB。 14．图中的物体A重5N，物体B重1N。用轻绳将两物体通过定滑轮连接，放手后，物体A恰能以速度v1沿着水平桌面向右做匀速直线运动，在物体A运动了一段距离s的过程中，所用时间为t1，轻绳的拉力F1做的功为W1，功率为P1；若对物体A施以水平向左的拉力F2，使其恰能以速度v2沿着水平桌面向左做匀速直线运动，在物体A运动了一段距离s的过程中，所用时间为t2，F2做的功为W2，功率为P2。不计定滑轮处摩擦，已知P1＝P2，则下列判断正确的是（　　） A．v1：v2＝1：2 B．t1：t2＝1：2 C．F1：F2＝1：2 D．W1：W2＝1：2 【答案】BCD 【解析】物体A重5N，物体B重1N时，物体A向右做匀速直线运动，A水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，这两个力是平衡力，大小相等，即f＝F1＝GB＝1N，摩擦力的方向水平向左； 此时F1做的功：W1＝F1s＝1N×s，功率：P1； 物体A匀速直线向左运动时，水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和水平向右的拉力作用，这三个力平衡。因为物体A对水平桌面的压力和接触面的粗糙程度不变，所以此时摩擦力仍为1N，所以F2＝f′+F1＝1N+1N＝2N，则F1：F2＝1N：2N＝1：2；故C正确； F2做的功W2＝F2s＝2N×s，则W1：W2＝F1：F2＝1：2，故D正确； F2做功的功率：P2；已知P1＝P2，即，则t1：t2＝1：2，故B正确； 根据v可得：v1：v2＝t2：t1＝2：1。故A错误。 故选：BCD。 15．一个小球从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，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（　　） A．小球在下落过程中机械能不变 B．小球在C点的重力势能等于在B点的重力势能 C．小球所受的重力在AB段做的功大于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率 【答案】AD 【解析】A、不计空气阻力时，机械能守恒；所以小球在下落过程中机械能不变，故A正确； B、小球在B、C两点时，质量相同，但高度不同，故重力势能不同，故B错误； C、根据W＝Gh，小球重力一定，又A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，故小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功，故C错误； D、小球下落时，重力做功，根据P＝Fv＝Gv，小球由静止开始下落，速度越来越大，重力不变，故小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率，故D正确。 故选：AD。 16．掷出去的球在空中的运动轨迹如图所示，a点是掷出点，b点是球运动的最高点，d点是球落地点，球最终停在水平地面e点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力。关于此过程，下列说法中正确的是（　　） A．球在a点重力势能最小 B．球在e点动能为零 C．球在a、c两点的重力势能相等 D．球在b、c两点的动能相等 【答案】BC 【解析】AC、如图小球的质量不变，重力势能大小取决于高度，hb＞ha＝hc＞hd＝he，所以小球b点重力势能最大，a点和c点重力势能相等，d点和e点重力势能相等，并且最小，故A错误，C正确。 BD、小球的质量不变，动能大小取决于速度，不计空气阻力，小球a、b、c、d各点的机械能相等，b点重力势能最大，动能最小，a、c两点的高度相等，重力势能相等，机械能相等，所以动能相等，d点高度为零，动能最大，故D选项错误， 小球静止的e点，速度为零，动能为零，故B选项正确。故选：BC。 17．跳台滑雪运动中，运动员从A点由静止开始沿如图所示的轨迹运动到D点，不考虑摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员从A点运动到D点的过程中速度一直在增大 B．运动员从A点运动到B点的过程中，重力势能转化为动能 C．运动员从B点运动到C点的过程中，动能转化为重力势能 D．运动员从C点运动到D点的过程中，没有受到力的作用 【答案】BC 【解析】A、由图可知，运动员由A点运动到D经过了下降、上升、再下降的过程，所以运动员从A点运动到D点的过程中速度先变大，再变小，再变大的过程，故A错误； B、运动员从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故B正确； C、运动员从B点运动到C点的过程中，质量不变，高度增加，速度减小，动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能，故C正确； D、运动员从C点运动到D点的过程中会受到重力作用，故D错误。故选：BC。 三、填空题（本大题共18分，18题2分，19、20、21、22题每题4分） 18．（2分）如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低地点，C点是小球摆动的右侧最高点，在小球从A点摆动到C点的过程中，作出小球经过C点时所受重力示意图。请选出小球机械能最大的位置并涂黑。 【答案】 【解析】过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示。小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动到B点的过程中，速度增大，高度降低，重力势能转化为动能，但在此过程中需要克服空气阻力做功，机械能减小，在从B点摆动到C点的过程中，也要克服空气阻力做功，机械能还会减小，所以机械能最大的位置是在A点，如图所示： 19．（4分）在体育课上的跳绳测试中，小刚在1min内跳了100次，每次腾空的高度约为5cm。已知他自身受到的重力为600N，则他每次腾空要克服重力做功约 　 　J，他跳绳100次克服重力做功的平均功率约是 　 　W。 【答案】30；50 【解析】小刚每次腾空克服重力做的功：W1＝Gh＝600N×5×10﹣2m＝30J， 他跳绳100次克服重力做功的平均功率：P50W。 20．（4分）已知拉力F1、F2做的功随时间变化的图像分别如图中①、②所示，拉力F1做功的功率P1，拉力F2做功的功率为P2。分析图像可知： （1）P1　 　P2（填“＞”或“＜”）。 （2）P2＝　 　W。 【答案】＞；45 【解析】由图像知，t＝4s时，拉力F1做功为360J，拉力F2做功180J，根据P知，相同时间内做功越多，功率越大，故拉力F1做功的功率P1大于拉力F2做功的功率为P2； 拉力F2做功的功率为P245W。 21．（4分）如图所示，一个小球从斜槽上A点沿斜槽滚下，经斜槽最低点后又沿右侧斜槽滚动到B点，经测量A和B两点到水平地面的高度均为h1．C和D是小球滚动过程中经过的两个位置，C和D两点到水平地面的高度分别为h2和h3，h2＞h3．则小球在C点的重力势能 　 　D点的重力势能，小球在C点的动能 　 　B点的动能。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”） 【答案】大于；大于 【解析】在质量相等的情况下，高度越大，物体的动能越大，因为h2＞h3，所以在C点的重力势能大于在D点的重力势能； 在质量相等的情况下，速度越大，物体的动能越大。小球在C点具有一定的速度。B点是小于上升的最高高度，在B点的速度为0，动能为0．所以球在C点的动能大于在B点的动能。 22．（4分）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）。图中从A到D这段时间内，运动员在　 　时刻重力势能最小，　 　时刻机械能最大。（选填“A”、“B”、“C”、“D”） 【答案】B；A 【解析】由图像得，图中从A到B这段时间内，绳子弹力增大，由于在弹性限度内，弹性绳的弹力与形变量成正比，所以A点为起跳点，|B点为运动过程中的最低点，由于运动过程中空气阻力做功，机械能减小，所以在A点机械能最大，重力势能与高度有关，所以B点重力势能最小。 四、实验解答题（本大题共23分，23题3分，24题5分、25题4分、26题5分、27题6分） 23．（3分）按如图甲所示组装实物，用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重为2N的钩码从A位置匀速竖直提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置竖直上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请根据实验现象和数据完成下列问题： （1）A'B'＝　 　AB； （2）拉力F做功为 　 　J； （3）额外功为 　 　J。 【答案】2；0.24；0.04。 【解析】（1）图中为动滑轮，根据s＝nh可知自由端移动的距离A'B'＝nAB＝2AB； （2）刻度尺的分度值是1cm，钩码是从0cm开始上升的，上升到10.0cm处，所以钩码上升的高度h＝10.0cm＝0.100m； 弹簧测力计从25.0cm上升到45.0cm，所以弹簧测力计上升的高度h′＝45.0cm﹣25.0cm＝20.0cm＝0.200m。 拉力做的有用功：W有＝Gh＝2N×0.100m＝0.2J， 弹簧测力计的分度值为0.2N，所以拉力F＝1.2N， 拉力做的总功：W总＝Fh′＝1.2N×0.200m＝0.24J； （3）额外功：W额＝W总﹣W有＝0.24J﹣0.2J＝0.04J。 24．（5分）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示。 （1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 　 　。 （2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 　 　。钢球的动能就越 　 　。 （3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 　 　力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做 　 　直线运动。 【答案】（1）动能；（2）多；大；（3）摩擦；匀速 【解析】（1）钢球从斜槽中滚下的过程中，高度降低、速度增大，所以重力势能转化成动能； （2）钢球质量越大，木块被撞得越远，表明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大； （3）木块最终会停下来是因为受到阻力的作用； 如果水平面是绝对光滑且足够长的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动。 25．（4分）小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。 为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。 （1）该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是 　 　（选填“小球”或“纸盒”）； （2）图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的 　 　相同； （3）对比图 　 和图丙所示的2次实验，可以验证小明的猜想 　 　（选填“1”或“2”）是正确的。 【答案】（1）小球；（2）速度；（3）甲；2 【解析】（1）该实验中，探究的是小球撞击木块时的动能，故“物体的动能”中“物体”指的是小球； （2）图甲、乙所示情景，小球的质量不同，从同一高度下落，撞击木块时的速度相同； （3）探究物体的动能大小与物体的运动速度有关时，应控制小球的质量相同，速度不同，所以应使质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滚下，图甲、丙中控制了物体的质量相同，故探究的是动能大小与速度的关系，故可以验证小明的猜想2是正确的。 26．（5分）小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。已知实验中三个物体的质量关系为mA＜mB＜mC，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题： （1）该实验是通过观察比较 　 　来判断物体重力势能大小的。 （2）比较 　 　两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体质量有关。 （3）比较甲、丙、丁三次的实验结果可知，　 　相同的物体，　 　大，它的 　 　越大。 【答案】（1）桌腿陷入细砂的深度；（2）甲、丙（甲、丁或丙、丁）； （3）高度；质量越；重力势能 【解析】（1）实验中运用转换法通过观察桌腿陷入细砂中的深度来表示重力势能的大小； （2）探究物体的重力势能与物体质量的关系时，需要控制被举起的高度相同，质量不同，故需要对比甲、丙或甲、丁或丙、丁两次实验；有质量有关； （3）比较甲、丙、丁可知，高度相同，物体的质量不同，质量越大，桌腿陷入沙子中的深度越深，重力势能越大，这说明物体的重力势能与物体的质量有关；结论为：高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大。 27．（6分）小强设计用如图所示装置，通过观察木块滑动的距离来判断“物体的动能大小与哪些因素有关”。图甲、乙、丙中摆长L相同，钢球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。 （1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两钢球在摆动过程中任一时刻速度大小与钢球的 　 　无关；图乙中木块被撞得远些，说明 　 。 （2）本实验中通过比较木块滑动的距离大小来判断钢球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （3）根据乙、丙所示的探究过程，观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：　 　。 （4）在探究钢球动能与质量的关系时，有同学提议可在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的钢球（设钢球在运动过程中所受的摩擦力不计）去撞击木块（如图丁），该方案 　 （选填“可行”或“不可行”），理由是 　 　。 【答案】（1）质量；小球的动能大小与质量有关；（2）转换法；（3）物体的动能大小与速度有关；（4）不可行；弹簧的弹性势能转换成小球的动能，小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量 【解析】（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关； 两球质量不同，速度相同，观察到图乙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与质量有关； （2）实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止；本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法； （3）乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，小球撞击木块时的速度越大；观察到图丙中木块C撞得更远，说明：物体的动能大小与速度有关； （4）在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。 四、科普计算题（本题6分） 28．（6分）阅读《水磨》并回答题。 水磨 在我国农耕文明的历史长河中，“水磨”是劳动人民成功运用自然力量的代表，是劳动人民智慧的结晶。《秦边纪略》中记载：清朝初年时西宁及周边地区只要有小河处，便可以见到“水磨”的身影。为了控制水的流量和流速，人们首先在要建“水磨”的河道上游“筑坝”，提高水位，形成落差，然后开渠引水，在河道下游跨渠建成磨坊。“水磨”以渠水为动力带动木轮引擎运转，木轮引擎再带动石磨转动。 如图所示所示的是一种具有典型结构的“水磨”，它主要由上、下磨盘和木质转轴、水轮盘、支架构成。磨盘用坚硬的石块制作，上、下磨盘上刻有相反的螺旋纹，上磨盘用结实的绳子悬吊于支架上，下磨盘和水轮盘固定在同一个转轴的两端。流水作用在水轮盘上，使水轮盘转动，水轮盘通过转轴带动下磨盘转动。 调整悬挂上磨盘绳子的松紧，使上、下磨盘间留有适当的空隙。在上磨盘的上方悬有存放原粮的吊斗，当原粮随着上磨盘的进口进入两磨盘间的空隙时，由于下磨盘的转动，原粮就被粉碎成较细的颗粒。如果两磨盘之间的存粮过多，粉碎后的粮食颗粒就较大；如果两磨盘之间的存粮过少，就可能损坏磨盘。所以控制好两磨盘间的空隙大小和原粮进入空隙的流量需要非常丰富的经验。 请根据上述材料，回答下列问题。 （1）“水磨”以 　 　为动力带动木轮引擎运转，木轮引擎再带动石磨转动。 （2）“在河道上游筑坝，提高水位”，这样做可以增加水的 　 　，使水流向下游时动能增大。 （3）假设你是一名工程师，发挥你的想象力设计一个方案：使水流冲击水轮盘时，能够带动质量更大的下磨盘转动。 【答案】（1）渠水；（2）重力势能；（3）提高上游水位，增加水流速度可以带动质量更大的下磨盘转动。 【解析】（1）“水磨”以渠水为动力带动木轮引擎运转，木轮引擎再带动石磨转动。 （2）“在河道上游筑坝，提高水位”，这样做可以增加水的重力势能，使水流向下游时动能增大。 （3）提高上游水位，增加水流速度可以带动质量更大的下磨盘转动。 四、计算题（本题19分，29题9分，30题10分） 29．（9分）如图所示，起重机在15s内将质量为6t的大石头沿竖直方向匀速提升了1m，g取10N/kg。 求：（1）起重机提升大石头所做的功W； （2）起重机提升大石头的功率P。 【解析】（1）因为匀速提升大石头，所以起重机提升大石头的拉力与大石头所受的重力相等，即：F＝G＝mg＝6×103kg×10N/kg＝6×104 N，（2分） 大石头在拉力的方向上移动的距离s＝1m，（1分） 所以起重机提升大石头做的功： W＝Fs＝6×104N×1m＝6×104J，（2分） （2）起重机提升大石头的功率： P4×103W。（4分） 答：（1）起重机提升大石头做的功为6×104J； （2）起重机提升大石头的功率为4×103W。 30．（10分）消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所，可以在消防救灾时深入险地，快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。图甲是一台某款消防机器人，动力强劲，靠两履带驱动，可负重自由运动进行消防救灾，也可连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人自身重力为1750N，在消防救灾时最大可负重2000N。 （1）该消防机器人以最大负重状态下在水平地面上行驶时，两条履带与地面的接触面积共为 0.375m2。此时消防机器人对地面的压强多大？ （2）该消防机器人在救火时，连接高压水带后每秒最多可将50L的水喷射到30m高的位置，图乙是该机器人喷水时的情景 （ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）。 ①消防机器人每秒最多喷射水的质量有多大？ ②消防机器人在连接高压水带后救火喷水时，整体喷水的最大功率至少为多少？ 【答案】（1）此时消防机器人对地面的压强是10000Pa； （2）①消防机器人每秒最多喷射水的质量是50kg； ②消防机器人在连接高压水带后救火喷水时，整体喷水的最大功率至少为15000W。 【解析】（1）消防机器人对地面的压力：F＝G＝1750N+2000N＝3750N，（2分） 此时消防机器人对地面的压强：p＝＝＝10000Pa；（2分） （2）①消防机器人每秒最多喷射水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×50×10﹣3m3＝50kg；（2分） ②克服水的重力做的功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×30m＝15000J，（2分） 整体喷水的最大功率至少为：P＝＝＝15000W。（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（北师大版） 第十章 功和机械能 （A卷•考点达标卷）（原卷版） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：北师大版八年级下册第十章。 第Ⅰ卷 选择题 一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项是符合题意的。共24分，每小题2分，错选或少选均不得分） 1．下列物理学家中，将其名字命名为功率单位的是（　　） A．牛顿 B．瓦特 C．焦耳 D．帕斯卡 2．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A．举重运动员举着杠铃不动 B．人推着小车在水平路面上匀速前进 C．被运动员抛出的铅球在空中继续向前运动 D．小孩儿搬石头石头没有被搬动 3．如图所示为某同学锻炼身体时在单杠上做引体向上运动的情景，由此可估算出他完成一次悬垂状态到屈臂引体状态所做功约为（　　） A．3J B．300J C．3×104J D．3×106J 4．甲、乙两台塔吊机器的功率分别为P甲＝25kW和P乙＝40kW。则下列判断正确的是（　　） A．乙一定比甲做功快 B．乙一定比甲做功多 C．相同时间内两机器做功一样多 D．做同样多的功，甲所用时间更少 5．下列说法中正确的是（　　） A．功率与时间成反比，所以只要时间短，功率就大 B．由P可知，功率的大小与功成正比，所以只要做的功多，功率就大 C．功率大的机械比功率小的机械做的功多 D．甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率就比乙的功率大 6．如图所示，两个滑梯高度相等，如果小阳分别从左侧直梯和右侧弧形滑梯上端滑到地面，所用时间分别为t1和t2，小阳所受重力做功分别为W1和W2，重力的功率分别为P1和P2，已知t1＜t2，则下列说法正确的是（　　） A．W1＝W2 B．W1＞W2 C．P1＜P2 D．P1＝P2 7．关于能，下列说法正确的是（　　） A．运动的物体具有的能叫做动能 B．物体能够对外做功，表示它具有能 C．质量大的物体，具有的动能一定大 D．只有做功的物体才具有能量 8．2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场成功发射。如图所示，在火箭加速升空的过程中，嫦娥六号探测器的（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能增加，重力势能不变 C．动能增加，重力势能增加 D．动能不变，重力势能增加 9．如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，由静止释放，小球在A、B间往复摆动，C是摆动过程中的最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球从A到C的过程中，动能减小 B．小球从A到C的过程中，重力势能转化为动能 C．小球从C到B的过程中，重力势能减小 D．小球从C到B的过程中，重力势能转化为动能 10．如图所示，小球从A点出发，先后经过轨道上的B、C、D、E各点。则下列说法正确的是（　　） A．小球在B点的机械能大于它在D点的机械能 B．从B点到E点的过程中，小球的机械能守恒 C．到D点时，若小球所受的力全部消失，它将保持静止 D．从D点到E点的过程中，小球的动能增大、重力势能减小、机械能保持不变 11．如图所示为北京时间2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆的情景。当返回舱下降至距离地面约10km的高度时，打开减速伞，一段时间后返回舱开始匀速下落，当下降至距离地面约1m时，返回舱底部的反推发动机点火，使返回舱减速下落，以保证平稳落地。下列说法正确的是（　　） A．返回舱由距地面10km下落到距地面1m的过程中，其机械能保持不变 B．返回舱在匀速下落的过程中，其重力势能全部转化为动能 C．返回舱在匀速下落的过程中，其机械能减小 D．返回舱由距地面1m下落到地面的过程中，其机械能先减小后增大 12．一定质量的货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动（不考虑空气的阻力和钢索重力），货物运动的路程（s）一时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（　　） A．2s时钢索的拉力大小等于8s时钢索的拉力大小 B．货物竖直向上运动时，4s时的速度小于10s时的速度 C．0至6s内钢索拉力做的功小于6s至12s内钢索拉力做的功 D．货物在0至12s内的竖直向上运动过程中，钢索拉力的功率保持不变 二、多项选择题（下列各小题均有四个选项，其中符合题意的选项均多于一个，共10分，每小题2分，每小题选项全选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的不得分） 13．如图所示水平桌面足够长，不计托盘和绳的质量以及滑轮与轴的摩擦，物体A重10N，托盘中物体B重3N，物体A刚好向右做匀速直线运动；然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。下列说法中正确的是（　　） A．物体A向右匀速运动时，B受到的重力做功 B．物体A向左匀速运动时，它受到的拉力F等于6N C．物体A向左减速运动时，它受到的滑动摩擦力大于3N D．物体A向左加速运动时，A对B的拉力大于B对A的拉力 14．图中的物体A重5N，物体B重1N。用轻绳将两物体通过定滑轮连接，放手后，物体A恰能以速度v1沿着水平桌面向右做匀速直线运动，在物体A运动了一段距离s的过程中，所用时间为t1，轻绳的拉力F1做的功为W1，功率为P1；若对物体A施以水平向左的拉力F2，使其恰能以速度v2沿着水平桌面向左做匀速直线运动，在物体A运动了一段距离s的过程中，所用时间为t2，F2做的功为W2，功率为P2。不计定滑轮处摩擦，已知P1＝P2，则下列判断正确的是（　　） A．v1：v2＝1：2 B．t1：t2＝1：2 C．F1：F2＝1：2 D．W1：W2＝1：2 15．一个小球从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，不计空气阻力。则下列说法中正确的是（　　） A．小球在下落过程中机械能不变 B．小球在C点的重力势能等于在B点的重力势能 C．小球所受的重力在AB段做的功大于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率 16．掷出去的球在空中的运动轨迹如图所示，a点是掷出点，b点是球运动的最高点，d点是球落地点，球最终停在水平地面e点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力。关于此过程，下列说法中正确的是（　　） A．球在a点重力势能最小 B．球在e点动能为零 C．球在a、c两点的重力势能相等 D．球在b、c两点的动能相等 17．跳台滑雪运动中，运动员从A点由静止开始沿如图所示的轨迹运动到D点，不考虑摩擦和空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员从A点运动到D点的过程中速度一直在增大 B．运动员从A点运动到B点的过程中，重力势能转化为动能 C．运动员从B点运动到C点的过程中，动能转化为重力势能 D．运动员从C点运动到D点的过程中，没有受到力的作用 三、填空题（本大题共18分，18题2分，19、20、21、22题每题4分） 18．（2分）如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低地点，C点是小球摆动的右侧最高点，在小球从A点摆动到C点的过程中，作出小球经过C点时所受重力示意图。请选出小球机械能最大的位置并涂黑。 19．（4分）在体育课上的跳绳测试中，小刚在1min内跳了100次，每次腾空的高度约为5cm。已知他自身受到的重力为600N，则他每次腾空要克服重力做功约 　 　J，他跳绳100次克服重力做功的平均功率约是 　 　W。 20．（4分）已知拉力F1、F2做的功随时间变化的图像分别如图中①、②所示，拉力F1做功的功率P1，拉力F2做功的功率为P2。分析图像可知： （1）P1　 　P2（填“＞”或“＜”）。 （2）P2＝　 　W。 21．（4分）如图所示，一个小球从斜槽上A点沿斜槽滚下，经斜槽最低点后又沿右侧斜槽滚动到B点，经测量A和B两点到水平地面的高度均为h1．C和D是小球滚动过程中经过的两个位置，C和D两点到水平地面的高度分别为h2和h3，h2＞h3．则小球在C点的重力势能 　 　D点的重力势能，小球在C点的动能 　 　B点的动能。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”） 22．（4分）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）。图中从A到D这段时间内，运动员在　 　时刻重力势能最小，　 　时刻机械能最大。（选填“A”、“B”、“C”、“D”） 四、实验解答题（本大题共23分，23题3分，24题5分、25题4分、26题5分、27题6分） 23．（3分）按如图甲所示组装实物，用弹簧测力计拉动绳子自由端，将重为2N的钩码从A位置匀速竖直提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置竖直上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请根据实验现象和数据完成下列问题： （1）A'B'＝　 　AB； （2）拉力F做功为 　 　J； （3）额外功为 　 　J。 24．（5分）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示。 （1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 　 　。 （2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 　 　。钢球的动能就越 　 　。 （3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 　 　力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做 　 　直线运动。 25．（4分）小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。 为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。 （1）该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是 　 　（选填“小球”或“纸盒”）； （2）图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的 　 　相同； （3）对比图 　 和图丙所示的2次实验，可以验证小明的猜想 　 　（选填“1”或“2”）是正确的。 26．（5分）小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处（图中水平虚线处）由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知甲、乙、丙、丁四次实验中初始时桌腿陷入细砂中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在细砂中的位置。已知实验中三个物体的质量关系为mA＜mB＜mC，物体下落的距离远大于物体的厚度和桌腿陷入细砂中的深度。请回答下列问题： （1）该实验是通过观察比较 　 　来判断物体重力势能大小的。 （2）比较 　 　两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体质量有关。 （3）比较甲、丙、丁三次的实验结果可知，　 　相同的物体，　 　大，它的 　 　越大。 27．（6分）小强设计用如图所示装置，通过观察木块滑动的距离来判断“物体的动能大小与哪些因素有关”。图甲、乙、丙中摆长L相同，钢球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。 （1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两钢球在摆动过程中任一时刻速度大小与钢球的 　 　无关；图乙中木块被撞得远些，说明 　 。 （2）本实验中通过比较木块滑动的距离大小来判断钢球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （3）根据乙、丙所示的探究过程，观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：　 　。 （4）在探究钢球动能与质量的关系时，有同学提议可在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的钢球（设钢球在运动过程中所受的摩擦力不计）去撞击木块（如图丁），该方案 　 （选填“可行”或“不可行”），理由是 　 　。 四、科普计算题（本题6分） 28．（6分）阅读《水磨》并回答题。 水磨 在我国农耕文明的历史长河中，“水磨”是劳动人民成功运用自然力量的代表，是劳动人民智慧的结晶。《秦边纪略》中记载：清朝初年时西宁及周边地区只要有小河处，便可以见到“水磨”的身影。为了控制水的流量和流速，人们首先在要建“水磨”的河道上游“筑坝”，提高水位，形成落差，然后开渠引水，在河道下游跨渠建成磨坊。“水磨”以渠水为动力带动木轮引擎运转，木轮引擎再带动石磨转动。 如图所示所示的是一种具有典型结构的“水磨”，它主要由上、下磨盘和木质转轴、水轮盘、支架构成。磨盘用坚硬的石块制作，上、下磨盘上刻有相反的螺旋纹，上磨盘用结实的绳子悬吊于支架上，下磨盘和水轮盘固定在同一个转轴的两端。流水作用在水轮盘上，使水轮盘转动，水轮盘通过转轴带动下磨盘转动。 调整悬挂上磨盘绳子的松紧，使上、下磨盘间留有适当的空隙。在上磨盘的上方悬有存放原粮的吊斗，当原粮随着上磨盘的进口进入两磨盘间的空隙时，由于下磨盘的转动，原粮就被粉碎成较细的颗粒。如果两磨盘之间的存粮过多，粉碎后的粮食颗粒就较大；如果两磨盘之间的存粮过少，就可能损坏磨盘。所以控制好两磨盘间的空隙大小和原粮进入空隙的流量需要非常丰富的经验。 请根据上述材料，回答下列问题。 （1）“水磨”以 　 　为动力带动木轮引擎运转，木轮引擎再带动石磨转动。 （2）“在河道上游筑坝，提高水位”，这样做可以增加水的 　 　，使水流向下游时动能增大。 （3）假设你是一名工程师，发挥你的想象力设计一个方案：使水流冲击水轮盘时，能够带动质量更大的下磨盘转动。 四、计算题（本题19分，29题9分，30题10分） 29．（9分）如图所示，起重机在15s内将质量为6t的大石头沿竖直方向匀速提升了1m，g取10N/kg。 求：（1）起重机提升大石头所做的功W； （2）起重机提升大石头的功率P。 30．（10分）消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所，可以在消防救灾时深入险地，快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。图甲是一台某款消防机器人，动力强劲，靠两履带驱动，可负重自由运动进行消防救灾，也可连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火。这款机器人自身重力为1750N，在消防救灾时最大可负重2000N。 （1）该消防机器人以最大负重状态下在水平地面上行驶时，两条履带与地面的接触面积共为 0.375m2。此时消防机器人对地面的压强多大？ （2）该消防机器人在救火时，连接高压水带后每秒最多可将50L的水喷射到30m高的位置，图乙是该机器人喷水时的情景 （ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg）。 ①消防机器人每秒最多喷射水的质量有多大？ ②消防机器人在连接高压水带后救火喷水时，整体喷水的最大功率至少为多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$