第十一章 功和机械能 章末检测练习-2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十一章 功和机械能 一、单选题 1．如图所示，小球从竖直光滑轨道最高点A由静止下滑，经过某一点B，到达轨道最低点C，再沿轨道上升并飞出，到达空中最高点D（D点未画出）后落地。下列说法错误的是（　　） A．若考虑空气阻力，小球运动过程中机械能一直减小 B．若考虑空气阻力，D点可能比B点高 C．小球从A点运动到D点的过程中，重力一直对小球做功 D．若不存在一切阻力，D点与A点等高 2．拍摄频闪照片是研究物体运动的一种方式，如图小球在水平面上从右向左做直线运动，照相机每隔0.2s就记录一次小球的运动位置，则（　　） A．整个运动过程中，小球在做加速直线运动 B．D点和F点的距离是12.50cm C．小球从A点到F点之间的平均速度为12.5m/s D．小球的机械能减少了 3．为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车作业时保持速直线运动，下列说法正确的是 A．喷雾的目的是清洁地面 B．喷出的水雾是水蒸气液化形成的 C．喷雾车的动能不变 D．喷雾车的重力势能变小 4．周末，小明骑自行车去公园玩，下列分析正确的是（　　） A．上坡前，用力蹬脚踏板，是为了增大惯性 B．自行车匀速转弯时，始终处于平衡状态 C．人对车的压力和地面对车的支持力是一对平衡力 D．骑行过程中，若一切外力消失，自行车将做匀速直线运动 5．下列情境中，人对物体做功的是（　　） A．人用力搬大石头没有搬动 B．人推一块大石头没推动 C．人提着箱子上三楼 D．人提着箱子在水平路面上匀速前进 6． 如图甲所示，在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体，受到方向不变的水平拉力的作用，其和图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（　　） A．内拉力做功为 B．内拉力做功为 C．内拉力的功率逐渐变小 D．第拉力的功率为 7．同学们学过估测爬楼时的功率，如果要估测宝宝爬楼时克服重力做功的功率，你认为要测量下列哪些物理量（　　） ①宝宝的质量②宝宝的身高③爬楼的长度④爬楼的高度⑤爬楼的时间． A．③④⑤ B．①②⑤ C．②④⑤ D．①④⑤ 8．下面的例子中，属于内能转化成机械能的是（　　） A．钻木取火 B．陨石的坠落 C．用弹弓把石子射出去 D．点燃爆竹，爆竹腾空而起 9．电动车已成为短途交通的常用工具，下列说法正确的是（　　） A．在水平道路上减速行驶时，电动车的动能减小、机械能不变 B．行驶过程中，驾驶员相对电动车是运动的 C．轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦 D．电动车紧急刹车时驾驶员的上部向后仰 10．如图所示，在A点静止的同一铁块沿AB、AC、AD三个光滑斜面下滑到斜面底端，则（　　） A．沿AB滑下时动能大 B．沿AC滑下时动能大 C．沿AD滑下时动能大 D．沿三个斜面滑下时的动能一样大 二、填空题 11． 排球是同学们喜爱的体育运动。垫球时，球的运动快慢和运动方向都发生了改变，说明力可以改变物体的　 　，当球上升到最高点时　 　能最大。 12．“歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲的过程中，动能　 　，重力势能　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”） 13．如图所示，小陈在进行弹硬币的小游戏。向上弹起的硬币在上升过程中(忽略空气阻力)重力势能越来越　 　，下降过程中动能越来越　 　 (前两个空均选填“大”或“小”)，硬币在空中运动的过程中，硬币的机械能　 　 (选填“变大”“不变”或“变小”)。 14．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受　 　个力的作用，球的机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能　 　（选填“大于”或“等于”）零． 15．如图所示，小兰同学站在水平地面上，第一次把篮球举起一定高度后由静止释放， 篮球下落过程中由于受到　 　的作用，速度越来越快，这说明力可以改变物体的　 　；第二次从同一高度把篮球竖直向上抛出，则第一次篮球刚接触地面时的动能　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）第二次篮球刚接触地面时的动能（不计空气阻力）。 16．小林、小江两人沿同一竹竿进行爬羊比赛，从地面爬到竿顶，小林用了16s，小江用了12s。已知小林、小江两人的体重之比为3∶4，则小林、小江两人爬竿所用的时间之比为　 　，克服重力做的功之比为　 　，功率之比为　 　。 17． 如图，热气球总重为、排开的空气所受重力的大小为。在无风的下午，热气球匀速竖直上升受到的空气阻力大小为。那么　 　选填“”、“”或“”，与的合力方向为　 　 。热气球在匀速上升过程中动能　 　选填“变大”、“变小”或“不变”。 18．小明用50N水平推力推着重为100N小车，在20s的时间内使小车在水平地面上匀速前进了2m，此过程中重力对小车做的功是　 　 J；在此过程中，小明对小车做功的功率为　 　 W． 19．如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500N的力，将重800N的货物沿斜面匀速推上高为120cm的车厢，所用时间为1分钟。不考虑斜面形变，该快递员做的有用功为　 　J，推力做功的功率是　 　W，货物受到斜面的摩擦力是　 　N，货物受到的所有力中，没有做功的力是　 　。 三、实验探究题 20． （1）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　 　的。（选填“相同”或“不同”）。 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（图甲乙），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和，则　 　（选填“>”、“=”或“<”）。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　 　。 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 四、计算题 21．“鲲龙-600”是中国自行设计世界最大的水上救援水陆两栖飞机。在某次试飞中，鲲龙的起飞质量为50 t，求：（海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10N/kg） （1）如图所示，飞机平稳降落漂浮在海上时，飞机所受浮力多大？ （2）当鲲龙在水中以72 km/h的速度匀速直线航行，所受阻力为其总重的0.2倍，飞机发动机驱动“鲲龙”的功率是多少？ 22．2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似（如下图甲所示），相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。 （1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该 探测窗口承受海水的压力增加了多少？ （2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如上图乙所示，图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）。 23．水面救援“好帮手”——蛟龙救援艇，其外貌奇特，如图所示。其底部较重的救援艇上方有一个“T”型气囊架子，整体外形呈三角形，使得它可以在水中自由穿梭，无论是平静的水面，还是湍急的水流，都可以自由游动，救援艇这样设计结构的最大特点是不会倾覆，即使被巨浪拍倒也会自动扶正，特别适合在激流、巨浪中援救。该救援艇最大时速可达，满载时的排水量为，救援艇以最大速度匀速直线行驶的过程中，受到的阻力是满载时总重的0.1倍。求： （1）救援艇满载时受到的浮力； （2）救援艇满载时静止在水平地面上，与地面的接触面积约为，则它对地面的压强； （3）救援艇满载时以最大速度匀速直线行驶，牵引力所做的功。 答案解析部分 1．【答案】D 2．【答案】A 3．【答案】D 【解析】【解答】 A.喷雾是为了能在抑尘的同时起到调节气温的作用，故A错误； B.由“喷雾筒口周围有一圈出水孔喷出细小水流，在筒内吹出的高速气流作用下成为更小的雾状水滴”可知，水雾的形成过程中没有物态变化，故B错误； C.动能的大小与速度和质量有关，喷雾车在喷雾的过程中质量减小，所以动能变小，故C错误； D.重力势能的大小与高度和质量有关，喷雾车在喷雾的过程中质量减小，所以重力势能变小，故D正确。 故选D。 【分析】 A.喷雾是为了能在抑尘的同时起到调节气温的作用； B.根据“喷雾筒口周围有一圈出水孔喷出细小水流，在筒内吹出的高速气流作用下成为更小的雾状水滴”分析水雾的形成； C.动能的大小与速度和质量有关； D.重力势能的大小与高度和质量有关。 4．【答案】D 5．【答案】C 6．【答案】A 【解析】【解答】A、由图乙可知，9~12s内物体移动距离为，所以拉力做功为，故A正确 B、0~3s内物体没有移动，所以拉力做功为0，故B错误 C、由图乙可知，3~6s内物体速度不断增大，根据可知，拉力功率逐渐变大，故C错误 D、由于物体在3~6s内做匀加速运动，3s时和6s时的速度分别为0和3m/s，所以4s时速度大小为1m/s，此时拉力大小为9N，所以第4s拉力的功率为，故D错误 故答案为：A 【分析】根据图像求出物体不同阶段的移动距离，通过移动距离求出做功多少，再求出功率大小即可 7．【答案】D 【解析】【解答】解：根据P=​，实验中要测量宝宝克服重力做的功及爬楼所用时间，而W=Gh=mgh，所用实验中还需测量宝宝的质量和楼的高度，因此ABC错误、D正确． 故选D． 【分析】爬楼就是克服自身的重力做功，我们可以用台秤测出自身的质量，根据G=mg求出重力，用皮尺测出楼高； 根据W=Gh求出上楼时所做的功，用秒表测出爬楼的时间； 根据P=求出爬楼的功率． 8．【答案】D 【解析】【解答】A、钻木取火，克服摩擦力做功，使钻和木头的温度升高，是机械能转化为内能；故不符合题意。 B、陨石的坠落，陨石和空气发生剧烈摩擦，使陨石的温度升高，是机械能转化为内能；故不符合题意。 C、用弹弓把石子射出去，弹弓的弹性势能转化为石子的动能；故不符合题意； B、点燃爆竹，火药燃烧时产生大量的热，内能转化为机械能，故符合题意。 故选D。 【分析】内能与机械能的转化主要表现在做功改变物体的内能上，内能增大的是机械能转化为内能，内能减少的是内能转化为机械能，而内能的变化主要体现在温度的变化上。 9．【答案】C 【解析】【解答】A、在水平道路上减速行驶时，由于质量不变，所以电动车的动能减小，电动车的重力势能不变，机械能变小，故A叙述错误； B、电动车行驶过程中，以电动车为参照物，驾驶员相对于电动车的位置没有发生改变，故驾驶员相当于电动车是静止的，故B错误； C、轮胎上刻有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确； D、正在驾驶电动车的驾驶员，紧急刹车时，人的下半身随着车运动停止，而人的上身由于惯性会仍然保持原来的运动状态，所以会向前仰，故D错误． 故选：C． 【分析】A、动能大小的影响因素是物体的质量和速度，质量越大、速度越大，物体的动能越大；重力势能大小的影响因素是物体的质量和高度，质量越大、位置越高，物体的重力势能越大．机械能等于动能与势能的和； B、判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化，若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的； C、摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，增大摩擦力从摩擦力大小的影响因素考虑； D、正在驾驶电动车的驾驶员，紧急刹车时，人的下半身随着车运动停止，而人的上身由于惯性会仍然保持原来的运动状态，所以会向前仰． 10．【答案】D 11．【答案】运动状态；重力势 【解析】【解答】垫球时，球的运动快慢和运动方向都发生了改变，即运动状态发生了改变，说明力可以改变物体的运动状态；重力势能与质量和高度有关，物体所处的高度越高，重力势能越大，故当球上升到最高点时重力势能最大。 故答案为：运动状态；重力势。 【分析】（1）力可以改变物体的形状和运动状态，运动状态包括运动方向和速度大小； （2）物体所处的高度越高重力势能越大。 12．【答案】增大；减小 【解析】【解答】当隐身重型歼击机在空中加速向下俯冲的过程中，速度越来越大，动能增大，位置越来越低，重力势能减小。 故答案为：增大；减小 【分析】本题考查学生对动能，重力势能的大小的掌握情况。动能：物体由于运动而具有的能叫动能。运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大。重力势能：物体由于被举高而具有的能。物体质量越大，被举得越高，重力势能就越大。 13．【答案】大；大；不变 【解析】【解答】硬币在上升过程中(忽略空气阻力)，质量不变，高度增加，重力势能越来越大； 硬币在下降过程中，质量不变，速度变大，动能越来越大； 忽略空气阻力，硬币在空中运动的过程中，只有动能和势能之间相互转化，硬币的机械能不变。 【分析】重力势能影响因素：质量和高度； 动能影响因素：质量和速度； 只有动能和势能之间相互转化，物体的机械能守恒，保持不变。 14．【答案】一；不变；大于 【解析】【解答】解： 不考虑空气阻力，实心球离开手后，手的作用力消失，实心球靠惯性向前飞行，此过程中只受到竖直向下的重力； 离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能；从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能．如果不考虑空气阻力，球的机械能总量保持不变； 球在最高点时，仍有向前的速度，所以动能大于零． 故答案为：一；不变；大于． 【分析】地球表面及附近的一切物体都受到重力的作用； 不考虑能量损失，动能和势能转化过程中，机械能总量守恒； 球到达最高点时，仍有向前运动的速度． 15．【答案】重力；运动状态；小于 【解析】【解答】地球周围的一切物体都受到重力作用，篮球下落过程同样受到重力作用。下落过程中，受到重力作用，而使篮球速度越来越快，说明力可以改变物体的运动状态。不计空气阻力，篮球落地时动能等于抛出时的机械能，第一次和第二次抛出时，篮球的重力势能相同；而第二次竖直向上抛出时，使篮球具有动能，则第一次抛出时的机械能小于第二次抛出时的机械能，所以第一次篮球刚接触地面时的动能小于第二次篮球刚接触地面时的动能。 【分析】地球周围的一切物体都受到重力作用；力可以改变物体的运动状态；物体的速度越大，动能越大。 16．【答案】4∶3；3∶4；9∶16 【解析】【解答】小林、小江两人爬竿所用的时间之比为：，克服重力做的功之比为：，功率之比为 故答案为：4∶3；3∶4；9∶16。 【分析】爬竿运动是克服自身重力做功，甲乙两人从同一位置匀速爬到竿顶则h相同，先计算出两同学爬杆做功的关系；又知道两同学的做功时间，根据功率公式得出他们的功率之比。 17．【答案】<；竖直向下；不变 【解析】【解答】（1）热气球匀速竖直上升时，它受到竖直向下的重力和阻力f，还受到竖直向上排开空气的力F。根据平衡力的知识得到；F=G+f，那么G<f； （2）G和f都是竖直向下的，那么二者合力用加法，且方向与原来的方向一致，即也是竖直向下的； （3）热球匀速上升过程中，质量不变，速度不变，则动能不变。 【分析】（1）对热气球进行受力分析，根据平衡力的知识比较G和F大小； （2）当二者方向相同时用加法，合力方向与原来力的方向相同；方向相反时用减法，方向与较大的力的方向一致。 （3）动能与质量和速度大小有关。 18．【答案】0；5 【解析】【解答】解：（1）重力的方向竖直向下，小车在水平方向上通过了距离，而在重力的方向上没有移动距离，所以重力对小车没有做功，即重力做功为0J．（2）小明对小车做的功： W=Fs=50N×2m=100J．则小明对小车做功的功率： P= = =5W．故答案为：0；5． 【分析】（1）一个力要对物体做功，物体必须在这个力的方向上通过一段距离； 重力的方向竖直向下，小车在水平方向上通过了距离，而没有在竖直方向上通过距离，所以重力对小车没有做功．（2）已知水平推力和在推力的方向上移动的距离，根据W=Fs求出小明对小车做的功；知道做的功和所用的时间，根据P= 求出做功的功率． 19．【答案】960；20；100；支持力 【解析】【解答】由题意可知，该快递员做的有用功 斜面与水平地面夹角为30°，车厢高为120cm，即1.2m，由数学知识可知，斜面的长度为2.4m。由 可知，推力做功 ，由 可知，推力做功的功率 由上可知，货物克服摩擦力做的额外功 ，由 可知，货物受到的斜面摩擦力 做功的两个必要因素是有力作用于物体且物体沿力的方向发生位移。由题意可知，货物受到的支持力垂直于斜面向上，但货物并没有在该方向上发生位移，故支持力没有做功。 【分析】根据物体的重力和高度的乘积，计算有用功，利用拉力和距离的乘积计算总功，功和时间对比在， 计算机械效率；总功和有用功的差计算额外功；结合距离，计算摩擦力。 20．【答案】（1）不同 （2）短；（运动）速度越大 （3）=；A 【解析】【解答】（1）探究“动能的大小与物体运动的速度有关”的实验时，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不同的； 实验1将小球从斜面顶端自由滚下，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，观察到木块被撞出的距离比实验1的距离短，由上述实验现象，可以得出结论；同一物体，速度越大，动能越大； （3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点，若忽略空气阻力，则EA=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，则小球由于具有惯性，将沿a轨迹运动，A符合题意。 【分析】（1）相同物体下滑的高度不同，到达水平面的速度不同； （2）质量相同时，物体的速度越大， 动能越大； （3）不计空气阻力，运动的物体机械能不变；运动物体若不受力，做匀速直线运动。 21．【答案】（1）解：飞机漂浮在海上，处于平衡状态，飞机受到的浮力与重力是一对平衡力，所以飞机所受浮力为 答：飞机所受浮力为 （2）解：鲲龙的速度为 鲲龙在水中匀速直线航行，处于平衡状态，受到的驱动力与阻力是一对平衡力，飞机发动机驱动力为 由可知，飞机发动机驱动“鲲龙”的功率为 答：飞机发动机驱动“鲲龙”的功率为。 【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，结合二力平衡计算浮力； （2）根据物体受到的力和速度的乘积，计算功率的大小。 22．【答案】解：（1）由p=ρgh得 ， p1＝ρgh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pap2＝ρgh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107PaΔp＝p2－p1＝4.5×107Pa－2×107Pa＝2.5×107Pa 　由F＝pS得 ， ΔF=ΔpS=2.5×107Pa×20×10-4m2 =5×104N （2）由于“金枪鱼”漂浮在海面上，所以有F浮＝G，由F浮＝ρV排g，G＝mg ，得ρV排g＝mg，露出海面体积为 ：V露=V－V排=1m3－0.75m3 =0.25m3　 （3）由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即v1＝v3，由P＝Fv，得P1＝F1v1，P3＝F3v3，又P3＝3P1 ，所以有F3=3F1，在t3时刻“金枪鱼”离开水面，由图像分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即F3=mg　　　　所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力：答：（1）该探测窗口承受海水的压力增加了5×104N，（2）“金枪鱼”露出海面体积为0.25m3，（3）t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力为2500N。img 小部件 【解析】【分析】考查压强 浮力 功率的计算。 23．【答案】（1）；（2）2000Pa；（3） 学科网（北京）股份有限公司 $$