第十一章 功和机械能 （广东省卷，人教版2024））-【新教材】2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（广东专用，人教版2024）

2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷 第11章 功和机械能 本试卷共8页，23小题，满分100分。考试用时80分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3．测试范围：人教版八年级下册第十一章。 第Ⅰ卷 选择题 1、 选择题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下图所描述的力，对物体做功的是（   ） A．熊猫用力举着杠铃不动 B．用力拉绳匀速提升重物 C．用手搬石头没搬动 D．用力提着水桶沿水平方向移动 2．2024年10月30日，神舟十九号航天员乘组与神舟十八号航天员乘组“太空会师”，入驻中国空间站，中国空间站载着六位宇航员在轨道上绕着地球运动。下列说法正确的是（　　） A．空间站受到地球的吸引力，地球不受中国空间站的吸引力 B．空间站在轨道上受到平衡力的作用 C．空间站在太空中没有惯性 D．空间站在轨稳定运行的过程中，动能和势能在相互转化 3．科技不断发展，一些快递公司尝试用无人机送货（如图）。无人机匀速下降时，所载货物的（　　） A．动能不变，重力势能减小 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减小 D．动能减小，重力势能增大 4．如图所示的是神舟十七号返回舱打开降落伞减速下降过程中的情形下列说法正确的是（　　） A．返回舱的重力势能增大 B．返回舱的动能保持不变 C．返回舱的机械能减小 D．返回舱下降时机械能总量不变 5．“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，当它在空中加速向上爬升时，它的（　　） A．动能变大，重力势能变大 B．动能变小，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能变大，重力势能变小 6．如图所示，物体由静止开始在相同力F的作用下分别在光滑水平面、粗糙水平面上沿力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为 Wl、W2，功率分别为P1、P2，则它们之间的关系是（　　） A．Wl=W2，P1>P2 B．W1=W2 ，P1=P2 C．Wl>W2，P1>P2 D．Wl<W2 ，P1<P2 7．如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳的上端固定在O点，绳子自然下垂的位置在BC之间的某点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时人受到的重力和弹力相等，最高能到达C点。不计绳重与空气阻力，下列说法正确的是（   ） A．由A到B，绳子弹性势能的减小量等于人动能的增加量 B．由A到C，经过B点时人的动能最大 C．由B到C，人的动能转化为重力势能，人的机械能保持不变 D．由B到C，人的机械能一直在增加 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。 8．一建筑工人用50N的水平推力推重为100N的小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m，这个过程中，建筑工人对小车做的功为 J，重力做功为 J。撤去推力，小车仍然能继续向前运动0.5m，这是由于小车具有 。 9．有一个跳伞运动员在空中刚跳伞后，先在空中加速下降，此时运动员和伞受到的空气阻力 重力（选填“＞”“＜”或“＝”），运动员和伞的重力势能的减小量 动能的增加量；有一个小朋友正在玩滑梯，当他从滑梯上匀速下滑时，小朋友此时的能量转化情况是 。 10．如图，质量为50kg的同学在做仰卧起坐。该同学上半身质量为全身质量的40%，她在1min内做了48个仰卧起坐，每次上半身重心上升的高度均为0.3m，则她上半身重力为 N，她做一次仰卧起坐需克服重力做功 J，整个过程平均功率为 W。 11．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s-t图象分别是图乙中的图线①、②。两次对应的摩擦力f1 f2。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1 F2，两次拉力的功率分别是P1 P2.（ 选填“<”、“=”或">”）。 12．如图所示的是某航模小组操控的一架重20N的小型无人机。当无人机在10s内沿竖直方向匀速下降5m时，其重力所做的功为 J，该无人机重力做功的功率是 W，其机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 13．小明用图甲所示的方式将均匀铁块推倒成图丙情况，此过程中铁块相当于 （省力/费力/等臂）杠杆。如果小明的推力始终与BD垂直，在BD与水平面垂直之前，其推力F1 （变大/变小/不变），小宇用图乙的方式将同一铁块推倒成图丙情况，则如图甲、乙所示位置时，F1 （>/＜/=）F2，小明和小宇用甲、乙两种方法时至少要做的功分别为W1和W2，则W1 （>/＜/=）W2。    14．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化如图所示。CD段返回器的动能 （选填“变大”“不变”或“变小”，下同），BC段返回器的机械能 ；AB段返回器动能减少量 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的增加量。 三、作图题：本题7分。 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。请在答题卡的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。 16．初速度为零，只受重力作用的物体所做的运动叫做自由落体运动。进一步研究发现，重力势能EP的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为，图像如甲所示；乙图中是某物体自由落体运动过程中的动能与相对高度h的关系图像，请在乙图中用实线画出该物体机械能与高度的关系图像。 17．如图甲所示，光滑轨道ABC固定在水平桌面上，其中BC段恰好与水平桌面相平。将小球从轨道的A点自由滚下，经B点到达C点后落到水平地面的D点。请在图乙中画出小球从A点到D点过程中动能随位置变化关系的大致图像。 四、实验题：本大题共3小题，共20分。 18．为探究阻力对物体运动的影响。 ①如图甲，将毛巾铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； ②如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； ③如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 （1）实验中操作错误之处是 ； （2）纠正错误后，重新进行实验，三次实验中小车在水平面上克服阻力做功分别为W1、W2、W3，则三者大小关系是 ； （3）得出结论：小车所受阻力越小，运动距离越远，在此基础上可推测出 。 19．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ (1)【猜想假设】由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关； (2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 （填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）； (3)【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ； (4)【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； (5)【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图丁所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放（不考虑铁球运动过程中所受的阻力），撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 。 20．小李在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。 猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想，小李选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如下图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。 实验序号 所使用的弹簧 弹簧形变量/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧A 2 3.5 2 弹簧A 5 6.2 3 弹簧A 8 10.6 4 弹簧B 5 8.7 5 弹簧C 5 11.5 6 弹簧C 6 13.1 (1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。 (2)实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小，这种研究问题的方法叫 法。 (3)为了验证猜想一，应选择表中1、2、3三组数据进行分析。由此得出的结论是：弹簧材料相同时， 越大，弹簧的弹性势能越大。 (4)为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 (5)若水平面绝对光滑，则小李 （选填“能”或“不能”）完成本实验。 (6)实验后，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块的方法来验证小球动能与其质量的关系。这样做 （选填“能”或“不能”）完成验证。 五、计算题：本大题共2小题，第19小题6分，第20小题7分，共13分。 21． “引体向上”是同学们体育中考的选考项目。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始；上提时下颚须超过杠面；下放时两臂放直，回到悬垂状态。在学习了功与功率后，小华想粗略测算下自己做引体向上运动时的功率，他的质量为50kg，他跟同学合作用米尺测出每次引体向上需要把身体重心提升0.5米（g取10N/kg）。求： （1）小华完成一个引体向上手臂拉力所做的功； （2）小华完成30个引体向上的时间是30秒，小华做引体向上运动时的功率。      22．如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个立方体重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动；如图乙是此过程中汽车拉力F随时间t变化的图象；设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求： （1）整个打捞过程中汽车的最大功率； （2）打捞前重物上表面受到水的压强； （3）打捞前重物对池底的压强。 六、综合能力题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。 23．（1）体育中考1分钟跳绳测试项目中，小张质量，单次脚离地的高度平均为，小红质量，单次脚离地的高度平均为，两人考试成绩都为180次，两个人做的总功 ，功率 （都选填“”、“”或“”）。 （2）图中正确投掷实心球的方式应选 （选填①、②或③）。不考虑空气阻力，用同样的速度将球投出，运动过程中点的机械能 b点处的机械能；（都选填“”、“”或“”）。    24．如图甲所示，水平地面上O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向大小为3N的力F作用。从物体经过M点时开始计时，每经过1s，用虚线框记录物体的位置。物体在MO段的s-t图像如图乙所示。 （1）在图丙中画出物体在MO段的v-t图 ； （2）求F在MO段做的功 。 （3）求F在OQ段的功率 。 （4）在MO段和OQ段中，物体所受摩擦力fMO fOQ（选填“>”、“<”或“=”），MO段的地面相比OQ段的地面 （选填“更光滑”、“更粗糙”或“粗糙程度一样”）。 25．体育锻炼与物理密不可分，回答下列问题。 （1）如图1所示，体重60kg的小明做引体向上，在1min时间内完成了8个，每次匀速上拉，身体重心上升0.4m，则他每完成一次引体向上做功 J。1min内的平均功率是 W。匀速拉升的过程中，他的机械能 （填“增大”“减小”或“不变”）（g取10N/kg）； （2）如图2是某消防员训练爬杆和爬绳的情况，他受到的摩擦力为f杆和f绳，当他顺着比杆粗糙的绳两次匀速向上爬时，f杆 f绳（选填“>”“=”或“＜”），此时消防员所受摩擦力的方向 。在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小 N；接近地面时，他增大握力，则此时杆对手的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）某训练用空心球的体积为600cm3，空心部分体积为400cm3将其放入水中静止后，有一半的体积露出水面，则空心球的实心部分密度为 g/cm3；若将空心球的空心部分注满酒精，将其浸没于水中后松手，则该球将 （选填“上浮”“悬浮”“或“下沉”，ρ酒精=0.8×103kg/m3）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 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 第11章 功和机械能 本试卷共8页，23小题，满分100分。考试用时80分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3．测试范围：人教版八年级下册第十一章。 第Ⅰ卷 选择题 1、 选择题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下图所描述的力，对物体做功的是（   ） A．熊猫用力举着杠铃不动 B．用力拉绳匀速提升重物 C．用手搬石头没搬动 D．用力提着水桶沿水平方向移动 【答案】B 【详解】A．熊猫给杠铃一个向上的力，杠铃向上没有移动距离，熊猫对杠铃没有做功，故A不符合题意。 B．人通过滑轮组给重物一个向上的力，重物向上移动了距离，人对重物做功，故B符合题意。 C．人给石头一个向上的力，石头向上没有移动距离，人对石头没有做功，故C不符合题意。 D．人给水桶一个向上的力，水桶向上没有移动距离，人对水桶没有做功，故D不符合题意。 故选B。 2．2024年10月30日，神舟十九号航天员乘组与神舟十八号航天员乘组“太空会师”，入驻中国空间站，中国空间站载着六位宇航员在轨道上绕着地球运动。下列说法正确的是（　　） A．空间站受到地球的吸引力，地球不受中国空间站的吸引力 B．空间站在轨道上受到平衡力的作用 C．空间站在太空中没有惯性 D．空间站在轨稳定运行的过程中，动能和势能在相互转化 【答案】D 【详解】A．物体间力的作用是相互的，空间站受到地球的吸引力，同时地球也会受到空间站的吸引力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，分别作用在空间站和地球上，故A错误； B．空间站在轨道上绕地球做曲线运动，其运动方向不断改变，即运动状态在不断改变。根据牛顿第一定律，物体受到平衡力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态，所以空间站在轨道上受到的不是平衡力，故B错误； C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。空间站在太空中有质量，所以它具有惯性，故C错误； D．空间站在轨稳定运行时，其高度和速度会发生变化。当空间站从远地点向近地点运动时，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能；当从近地点向远地点运动时，高度升高，速度减小，动能转化为重力势能，所以动能和势能在相互转化，故D正确。 故选D。 3．科技不断发展，一些快递公司尝试用无人机送货（如图）。无人机匀速下降时，所载货物的（　　） A．动能不变，重力势能减小 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减小 D．动能减小，重力势能增大 【答案】A 【详解】送快递的无人机匀速下降时，快递的质量不变，快递匀速下降，速度不变，动能不变；高度减小，快递的重力势能减小。 故选A。 4．如图所示的是神舟十七号返回舱打开降落伞减速下降过程中的情形下列说法正确的是（　　） A．返回舱的重力势能增大 B．返回舱的动能保持不变 C．返回舱的机械能减小 D．返回舱下降时机械能总量不变 【答案】C 【详解】返回舱打开降落伞减速下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度减小，动能减小。由此可知，返回舱的重力势能和动能总和在减小，所以返回舱的机械能减小。故ABD错误，C正确。 故选C。 5．“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，当它在空中加速向上爬升时，它的（　　） A．动能变大，重力势能变大 B．动能变小，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能变大，重力势能变小 【答案】A 【详解】动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；“歼20”在空中加速向上爬升时，质量不变，速度变大，动能变大；重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；“歼20”在空中加速向上爬升时，质量不变，高度增加，重力势能增加，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．如图所示，物体由静止开始在相同力F的作用下分别在光滑水平面、粗糙水平面上沿力的方向移动了相同的距离s，力F做的功分别为 Wl、W2，功率分别为P1、P2，则它们之间的关系是（　　） A．Wl=W2，P1>P2 B．W1=W2 ，P1=P2 C．Wl>W2，P1>P2 D．Wl<W2 ，P1<P2 【答案】A 【详解】力的大小相同，移动的距离也相同，由可知，力做的功相同，故Wl=W2。物体在光滑的水平面上运动时，不受摩擦，运动的速度更快，由可知，P1>P2。 故选A。 7．如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳的上端固定在O点，绳子自然下垂的位置在BC之间的某点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时人受到的重力和弹力相等，最高能到达C点。不计绳重与空气阻力，下列说法正确的是（   ） A．由A到B，绳子弹性势能的减小量等于人动能的增加量 B．由A到C，经过B点时人的动能最大 C．由B到C，人的动能转化为重力势能，人的机械能保持不变 D．由B到C，人的机械能一直在增加 【答案】B 【详解】A．由A到B，绳子弹性势能的减小量等于人动能的增加量和人的重力势能增加量，故A错误； B．由A到B时，弹力大于重力，人加速，在B点时，弹力等于重力，在B到C段，弹力减小，小于重力，人减速，故经过B点时人的动能最大，B正确； C．由B到C，人的动能、绳子的弹性势能转化为人的重力势能，绳子的弹性势能转化为人的机械能，故人的机械能是增加的，故C错误； D．绳子自然下垂的位置在BC之间的某点，从B点到绳子的自然下垂的那一个点时，绳子的弹性势能转化为人的机械能，故人的机械能是增加的，从绳子的自然下垂的那一个点到C，人的机械能不变，故D错误。 故选B。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。 8．一建筑工人用50N的水平推力推重为100N的小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m，这个过程中，建筑工人对小车做的功为 J，重力做功为 J。撤去推力，小车仍然能继续向前运动0.5m，这是由于小车具有 。 【答案】 750 0 惯性 【详解】[1]建筑工人对小车做的功为 [2]小车沿水平方向运动，重力的方向竖直向下，运动方向与重力的方向垂直，故重力对小车不做功，即重力做功为零。 [3]撤去推力，小车由于惯性继续保持向前的运动状态，所以能继续向前运动。 9．有一个跳伞运动员在空中刚跳伞后，先在空中加速下降，此时运动员和伞受到的空气阻力 重力（选填“＞”“＜”或“＝”），运动员和伞的重力势能的减小量 动能的增加量；有一个小朋友正在玩滑梯，当他从滑梯上匀速下滑时，小朋友此时的能量转化情况是 。 【答案】 ＜ 大于 机械能转化为内能 【详解】[1]跳伞运动员在空中加速下降，说明运动员所受合力向下，由于运动员受到向下的重力和向上的空气阻力，则此时运动员和伞受到的空气阻力小于重力。 [2]运动员下落过程中要克服摩擦力做功，运动员的重力势能转化成动能和内能，则运动员和伞的重力势能的减小量大于动能的增加量。 [3]当他从滑梯上匀速下滑时，克服摩擦力做功，他的动能不变，重力势能减小，则他的机械能减小，机械能转化为内能。 10．如图，质量为50kg的同学在做仰卧起坐。该同学上半身质量为全身质量的40%，她在1min内做了48个仰卧起坐，每次上半身重心上升的高度均为0.3m，则她上半身重力为 N，她做一次仰卧起坐需克服重力做功 J，整个过程平均功率为 W。 【答案】 200 60 48 【详解】[1]上半身重力 [2]做一次仰卧起坐需克服重力做的功 [3]整个过程平均功率 11．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s-t图象分别是图乙中的图线①、②。两次对应的摩擦力f1 f2。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1 F2，两次拉力的功率分别是P1 P2.（ 选填“<”、“=”或">”）。 【答案】 = = > 【详解】[1][2]木块对地面压力不变，与地面接触面粗糙程度不变，则两次滑动摩擦大小相等，又由于两次均为匀速直线运动，则由二力平衡可知，两次对木块的拉力均等于摩擦力，因而两次弹簧测力计示数相等。 [3]由乙图任意作竖线可知，当运动时间相同时，第一次路程更大，则第一次匀速运动速度更大，两次拉力相等，由P=Fv可得，第一次拉力功率更大。 12．如图所示的是某航模小组操控的一架重20N的小型无人机。当无人机在10s内沿竖直方向匀速下降5m时，其重力所做的功为 J，该无人机重力做功的功率是 W，其机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 100 10 减小 【详解】[1]无人机在10s内沿竖直方向匀速下降5m时，其重力所做的功为 [2]该无人机重力做功的功率是 [3]无人机沿竖直方向匀速下降时，质量不变，高度降低，速度不变，则重力势能减小，动能不变，由于动能与势能之和为机械能，所以无人机的机械能减小。 13．小明用图甲所示的方式将均匀铁块推倒成图丙情况，此过程中铁块相当于 （省力/费力/等臂）杠杆。如果小明的推力始终与BD垂直，在BD与水平面垂直之前，其推力F1 （变大/变小/不变），小宇用图乙的方式将同一铁块推倒成图丙情况，则如图甲、乙所示位置时，F1 （>/＜/=）F2，小明和小宇用甲、乙两种方法时至少要做的功分别为W1和W2，则W1 （>/＜/=）W2。    【答案】 省力 变小 ＜ = 【详解】[1]如图所示，B点是杠杆支点，铁块重力是阻力，底面半径长是阻力臂，BD是动力臂，由图可知，动力臂明显大于阻力臂，则动力小于阻力，所以是省力杠杆。 [2] 如果小明的推力始终与BD垂直，在BD与水平面垂直之前，铁块重心逐渐左移，阻力不变，阻力臂变小，所以在动力臂不变时，动力即其推力F1变小。 [3]如图乙所示，C点为支点，与甲相比较，铁块重力不变，即是阻力不变，阻力臂还是底面半径长也不变，由图可知，F2的动力臂明显小于F1的动力臂，所以可得。 [4]根据机械功原理，任何机械都不省功，所以用甲、乙两种方法时至少要做的功相等。 14．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化如图所示。CD段返回器的动能 （选填“变大”“不变”或“变小”，下同），BC段返回器的机械能 ；AB段返回器动能减少量 （选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的增加量。 【答案】 变大 不变 大于 【详解】[1]CD段返变大回器的高度降低，重力势能减小，重力势能转化成动能和内能，因此CD段返回器的动能变大。 [2]BC段返回器在大气层外，只有重力做功，BC段返回器的机械能不变。 [3] AB段返回器的高度升高，动能减少，重力势能增大，由于空气阻力，动能转化成重力势能和内能，AB段返回器动能减少量大于重力势能的增加量。 三、作图题：本题7分。 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。请在答题卡的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。 【答案】 【详解】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，速度减小的越快；根据可知，乙小球运动的距离更小，故乙小球的速度v随位置变化关系如下图所示： 16．初速度为零，只受重力作用的物体所做的运动叫做自由落体运动。进一步研究发现，重力势能EP的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为，图像如甲所示；乙图中是某物体自由落体运动过程中的动能与相对高度h的关系图像，请在乙图中用实线画出该物体机械能与高度的关系图像。 【答案】 【详解】该物体自由下落过程中，重力势能转化为动能，总机械能保持不变。故图像为 17．如图甲所示，光滑轨道ABC固定在水平桌面上，其中BC段恰好与水平桌面相平。将小球从轨道的A点自由滚下，经B点到达C点后落到水平地面的D点。请在图乙中画出小球从A点到D点过程中动能随位置变化关系的大致图像。 【答案】 【详解】将小球从轨道的A点自由滚下，A点时小球速度为0，动能为0。从A点到B点小球质量不变，高度减小，速度从0开始逐渐增大，此过程中重力势能转化为动能，由图甲可知高度减小先快后慢，则重力势能减小先快后慢，那么动能增加先快后慢；从B到C点小球沿水平方向运动，轨道光滑，没有摩擦力，此过程中速度保持不变，动能不变；C点到D点的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。由图甲可知高度减小先慢后快，则重力势能减小先慢后快，那么动能增加先慢后快。综上所述小球从A点到D点过程中动能随位置变化关系如图所示： 四、实验题：本大题共3小题，共20分。 18．为探究阻力对物体运动的影响。 ①如图甲，将毛巾铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； ②如图乙，取下毛巾，将棉布铺在斜面和水平木板上，让小车从斜面顶端静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离； ③如图丙，取下棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车在水平面上通过的距离。 （1）实验中操作错误之处是 ； （2）纠正错误后，重新进行实验，三次实验中小车在水平面上克服阻力做功分别为W1、W2、W3，则三者大小关系是 ； （3）得出结论：小车所受阻力越小，运动距离越远，在此基础上可推测出 。 【答案】 把毛巾、棉布铺在斜面上 W1=W2=W3 假如水平表面绝对光滑，它将做匀速直线运动 【详解】（1）[1]为了使小车到达水平面时的速度相等，应让小车从相同斜面的同一高度由静止开始下滑；所以步骤①、②中毛巾、棉布不能铺在斜面上，只能铺在水平木板上改变水平面的粗糙程度。 （2）[2]因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在毛巾、棉布、木板表面上克服阻力做功相等，即W1=W2=W3。 （3）[3]由实验可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远，速度减小得越慢，由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，在该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。 19．兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ (1)【猜想假设】由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关； (2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 （填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）； (3)【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ； (4)【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因； (5)【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图丁所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放（不考虑铁球运动过程中所受的阻力），撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 。 【答案】(1)质量 (2) 木块移动距离 转换法 (3)速度相同时，质量越大，动能越大 (4)超速 (5)弹性势能相同，最终做功相同 【详解】（1）超载时，汽车总质量变大，由此可猜想：汽车的动能可能跟质量有关。 （2）[1][2]铁球对木块做功的多少无法直接看出，该实验是通过观察木块移动的距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，木块移动的距离越大，铁块对木块做的功越多，这种探究问题的方法是转换法。 （3）比较甲、乙两图，质量不同的铁球从斜面相同高度由静止滚下，滚到平面上时的速度相同，质量较大的铁球推动木块的距离更大，动能更大，可以初步得到的结论是：速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）比较甲、丙两图，质量相同的铁球从斜面不同高度由静止滚下，铁球释放时的高度越高，滚到平面上时的速度越大，推动木块移动的距离越大，动能越大，说明质量相同时，速度越大，动能越大，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因。 （5）将同一弹簧压缩相同程度，弹簧的弹性势能相同，将铁球弹出后，铁球获得的动能相同，推动木块做的功相同，因为木块受到的摩擦力相同，所以木块移动的距离相等。 20．小李在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。 猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 为了验证上述猜想，小李选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如下图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。 实验序号 所使用的弹簧 弹簧形变量/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧A 2 3.5 2 弹簧A 5 6.2 3 弹簧A 8 10.6 4 弹簧B 5 8.7 5 弹簧C 5 11.5 6 弹簧C 6 13.1 (1)弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的 能。 (2)实验中通过比较 来判断弹簧弹性势能的大小，这种研究问题的方法叫 法。 (3)为了验证猜想一，应选择表中1、2、3三组数据进行分析。由此得出的结论是：弹簧材料相同时， 越大，弹簧的弹性势能越大。 (4)为了验证猜想二，应选择表中 （填实验序号）三组数据进行分析。 (5)若水平面绝对光滑，则小李 （选填“能”或“不能”）完成本实验。 (6)实验后，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块的方法来验证小球动能与其质量的关系。这样做 （选填“能”或“不能”）完成验证。 【答案】(1)动 (2) 木块移动的距离 转换 (3)弹簧形变量 (4)2、4、5 (5)不能 (6)不能 【详解】（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能减小，小球的动能增加，所以弹簧的弹性势能转化为小球的动能。 （2）[1][2]实验中采用了转换法，通过比较木块移动的距离来判断弹簧弹性势能的大小。 （3）由表中1、2、3三组数据可知，弹簧的材料相同时，弹簧形变量越大，木块移动的距离越远，弹簧弹性势能越大。 （4）为了验证猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关，应保证弹簧的长度、粗细、弹簧被压缩的程度相同，而弹簧的材料不同，故应选择表中2、4、5三组数据进行分析。 （5）若水平面绝对光滑，没有阻力作用，木块被撞后将做匀速直线运动，不能通过被撞击的距离来比较动能大小，则小李不能完成本实验。 （6）小球动能与质量和速度都有关，用质量不同的两个小球将同一弹簧压缩到相同程度，放手后用小球撞击木块，不能保证两个小球的速度相同，所以此方法不能来验证小球动能与其质量的关系。 五、计算题：本大题共2小题，第19小题6分，第20小题7分，共13分。 21． “引体向上”是同学们体育中考的选考项目。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始；上提时下颚须超过杠面；下放时两臂放直，回到悬垂状态。在学习了功与功率后，小华想粗略测算下自己做引体向上运动时的功率，他的质量为50kg，他跟同学合作用米尺测出每次引体向上需要把身体重心提升0.5米（g取10N/kg）。求： （1）小华完成一个引体向上手臂拉力所做的功； （2）小华完成30个引体向上的时间是30秒，小华做引体向上运动时的功率。      【答案】（1）250J；（2）250W 【详解】解：（1）做一次引体向上所做的功 （2）小华完成30个引体向上的时间是30秒，小华做引体向上运动时的功率 答：（1）小华完成一个引体向上手臂拉力所做的功250J； （2）小华完成30个引体向上的时间是30秒，小华做引体向上运动时的功率为250W。 22．如图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个立方体重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.1m/s向右运动；如图乙是此过程中汽车拉力F随时间t变化的图象；设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求： （1）整个打捞过程中汽车的最大功率； （2）打捞前重物上表面受到水的压强； （3）打捞前重物对池底的压强。 【答案】（1）3500W；（2）50000Pa；（3）25000Pa 【详解】解：（1）由题意可知，整个过程汽车以恒定的速度为 v=0.1m/s 向右运动，在CD段汽车拉力F最大，根据功率的计算公式可得，整个打捞过程中汽车的最大功率为 Pmax=Fv=35000N×0.1m/s=3500W （2）在AB段，是将重物从水底拉到上表面刚好接触水面，这一过程 G=35000N 不变，F浮不变 F1=25000N 不变，且有 G=F浮+F1 对应AB段，时间是50s，上升高度为 h=vt=0.1m/s×50s=5m 所以，打捞前重物上表面受到水的压强 p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=50000Pa （3）由阿基米德原理可知，重物受到的浮力为 F浮=G-F1=35000N-25000N=10000N 且 F浮=ρ水gV排=ρ水gV物 由此可得，重物的体积为 由乙图可知，重物从上表面刚好接触水面到离开水面所用的时间是10s，对应BC段，根据速度的计算公式可得，通过的距离为 s=vt=0.1m/s×10s=1m 即重物的高度是1m，由立方体体积的计算公式可得，物体上下表面积为 根据压强的计算公式可得，所用打捞前重物对池底的压强为 答：（1）整个打捞过程中汽车的最大功率为3500W； （2）打捞前重物上表面受到水的压强为50000Pa； （3）打捞前重物对池底的压强为25000Pa。 六、综合能力题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。 23．（1）体育中考1分钟跳绳测试项目中，小张质量，单次脚离地的高度平均为，小红质量，单次脚离地的高度平均为，两人考试成绩都为180次，两个人做的总功 ，功率 （都选填“”、“”或“”）。 （2）图中正确投掷实心球的方式应选 （选填①、②或③）。不考虑空气阻力，用同样的速度将球投出，运动过程中点的机械能 b点处的机械能；（都选填“”、“”或“”）。    【答案】 【详解】（1）[1]在跳绳比赛中，主要是克服人的重力做功，因此小张做功的总功 小红做的总功 所以 [2]根据可知道他们做的总功相同，时间相同，因此功率相同。 （2）[3]由图可知道正确投掷实心球的方式应选③，因为③抛得最远。 [4]不计空气阻力，说明球在空中运动时的机械能是守恒的，在、的机械能相等。 24．如图甲所示，水平地面上O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向大小为3N的力F作用。从物体经过M点时开始计时，每经过1s，用虚线框记录物体的位置。物体在MO段的s-t图像如图乙所示。 （1）在图丙中画出物体在MO段的v-t图 ； （2）求F在MO段做的功 。 （3）求F在OQ段的功率 。 （4）在MO段和OQ段中，物体所受摩擦力fMO fOQ（选填“>”、“<”或“=”），MO段的地面相比OQ段的地面 （选填“更光滑”、“更粗糙”或“粗糙程度一样”）。 【答案】 13.5J 12W > 更粗糙 【详解】（1）[1]由图乙可知，路程和时间成正比，物体做匀速直线运动，物体的速度为 MO段是前3s运动的路程，物体做的是速度大小为1.5m/s的匀速直线运动，则v-t图象，如图所示： （2）[2]MO段路程 sMO=vt=1.5m/s×3s=4.5mF在MO段做的功 WMO=FsMO=3N×4.5m=13.5J （3）[3]F在OQ段做的功 WOQ=FsOQ=3N×(3m+5m)=24JF在OQ段的功率 （4）[4]在MO段物体匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是平衡力，摩擦力大小等于拉力大小，OQ段中物体做加速直线运动，受到的拉力大于摩擦力，由于拉力大小不变，所以 fMO>fOQ [5]由于压力大小相等，MO段摩擦力较大，MO段的地面相比OQ段的地面更粗糙。 25．体育锻炼与物理密不可分，回答下列问题。 （1）如图1所示，体重60kg的小明做引体向上，在1min时间内完成了8个，每次匀速上拉，身体重心上升0.4m，则他每完成一次引体向上做功 J。1min内的平均功率是 W。匀速拉升的过程中，他的机械能 （填“增大”“减小”或“不变”）（g取10N/kg）； （2）如图2是某消防员训练爬杆和爬绳的情况，他受到的摩擦力为f杆和f绳，当他顺着比杆粗糙的绳两次匀速向上爬时，f杆 f绳（选填“>”“=”或“＜”），此时消防员所受摩擦力的方向 。在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小 N；接近地面时，他增大握力，则此时杆对手的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （3）某训练用空心球的体积为600cm3，空心部分体积为400cm3将其放入水中静止后，有一半的体积露出水面，则空心球的实心部分密度为 g/cm3；若将空心球的空心部分注满酒精，将其浸没于水中后松手，则该球将 （选填“上浮”“悬浮”“或“下沉”，ρ酒精=0.8×103kg/m3）。 【答案】 240 32 增大 = 竖直向上 800 变大 1.5 下沉 【详解】（1）[1][2][3]小明所受的重力 G=mg=60kg×10N/kg=600N 每次上升高度h=0.4m，则将身体向上拉起一次所做的功 W=Gh=600N×0.4m=240J 时间为 t=1min=60s 在1min时间内完成了8个引体向上，则他在1min内做的总功 W总=8W=8×240J=1920J 平均功率为 匀速拉升的过程中，他的质量不变，速度不变，动能不变；同时高度增大，重力势能增大；因为机械能等于动能与重力势能之和，所以他的机械能增大。 （2）[4]消防员训练爬杆和爬绳时，均做匀速直线运动，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，两次的摩擦力都等于消防员的重力，故f绳=f杆。 [5][6][7]在紧急集合时，消防员需要抓住竖直的杆从楼上滑下，如果某消防员自身及装备质量共80kg，当他用500N的力抓着竖直的杆匀速下滑时，杆对人的摩擦力大小与人的总重力是一对平衡力，故摩擦力为 f=G=mg=80kg×10N/kg=800N 接近地面时，他增大握力，对杆的压力变大，接触面的粗糙程度不变，则此时杆对手的摩擦力将变大，速度逐渐变小，最终停止地面上。 （3）[8][9]空心球放入水中静止后，有一半的体积露出水面，此时空心球漂浮，球排开水的体积 由漂浮条件可知，空心球的重力 G球=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N 则球的质量 球实心部分的体积 V=V球﹣V空=600cm3-400cm3=200cm3=2×10-4m3 空心球的实心部分密度 将空心球的空心部分注满酒精时，酒精的质量 m酒精=ρ酒精V空=0.8×103kg/m3×400×10-6m3=0.32kg 酒精和球的总质量 m总=0.32kg+0.3kg=0.62kg 此时酒精和球的平均密度 所以该球将下沉。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$