第11章 功和机械能【B卷 培优卷】-2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（辽宁专用）

2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（人教版） 第十一章 功和机械能 （B卷•培优卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：80分） 注意事项： 1．测试范围：人教版八年级下册第11章。 一．选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，选对的得2分；第7-9题有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分) 1．李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军，挺举成绩是167kg，他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．3000J D．5400J 2．如图所示，是一款“挪车神器”，交警可以通过手机操控该设备进入违停车辆底部，托举起车辆进行移除，关于该“挪车神器”，下列说法中正确的是（　　） A．托起车辆上升一段距离，对车辆做了功 B．托起车辆上升一段距离，对车辆没有做功 C．托着车辆水平匀速移动，对车辆做了功 D．手机操控“挪车神器”进入违停车辆底部没有做功 3．2023年5月23日12时30分许，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！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中会克服自身重力做功，体重越小的队员克服自身重力做功一定（　　） A．越少 B．越多 C．越慢 D．越快 4．小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动图象如图所示。若两次均拉动物体移动了s1，下列说法正确的是（　　） A．两次克服摩擦力所做的功W甲＞W乙 B．两次拉力对物体所做的功W′甲＜W′乙 C．两次拉力对物体做功的功率P甲＜P乙 D．两次拉力对物体做功的功率P甲＞P乙 5．如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F，物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则（　　） A．物体在EF段的速度大于GH段的速度 B．物体在EG段受到的摩擦力等于5N C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功 D．拉力F在EF段的功率等于在GH段的功率 6．科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是（　　） A．黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点 B．S2恒星在运动过程中所受合力为零 C．S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能 D．S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能 7．体育课上，某同学将篮球从距离地面h高度处，以相同的速度v沿不同方向斜向上抛出，篮球两次在空中运动的轨迹如图a、b所示，不计空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．球在a轨迹最高点受的力最大 B．球在a轨迹最高点的惯性最大 C．球两次落地时的速度大小相等 D．球两次经过轨迹交点处时的动能相等 8．2024年4月30日，“神舟十七号”载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着落预定区域，在此过程中，（　　） A．返回舱重力势能减小 B．返回舱机械能增大 C．返回舱减速下降，其重力不做功 D．反推发动机点火后，返回舱减速下降，说明力能改变物体的运动状态 9．5月3日，嫦娥六号探测器（由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成）搭载长征五号遥八运载火箭在文昌发射场成功发射，6月2日嫦娥六号返回器、着陆器和上升器组合体成功着陆月球背面，这一过程说法正确的是（　　） A．长征五号遥八运载火箭上升过程中机械能守恒 B．长征五号遥八运载火箭的部分动能转化为重力势能 C．嫦娥六号组合体在月球上着陆时四脚面积较大，是为了减小压强 D．嫦娥六号组合体采用发动机反推力减速着陆月球，机械能减小 2． 填空题（本题共5小题，每空1分，共12分） 10．如图甲，小明用测力计把静止在水平地面上的重物竖直向上提起，提起过程测力计示数和测力计向上移动距离的关系如乙图所示。那么物体重力 　 　N；测力计向上移动10cm过程中拉力对重物所做的功 　 　J。 11．小明用30N的水平推力，0.5min将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了20m，在此过程中，支持力对购物车做功 　 　J，推力的功率为 　 　W。 12．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2，两次推力的功率分别为P1、P2，则F1　 　F2，P1　 　P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。 13．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。 14．图甲是扔实心球的分解动作，其中人对实心球做功的是动作 　 　（选填序号）；从实心球出手到落地的过程中，能正确反映实心球的动能E动与时间t的关系是图乙中 　 　图线。 15．如图，在相等的时间内把同一物体分别沿AO、BO两个光滑斜面匀速拉到相同的高度，拉力所做的功分别为WA和WB，拉力分别为FA和FB，它们之间的关系WA　 　WB，FA　 　FB。（选填“大于”“小于”或“等于”） 三．作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 16．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。 17．如图甲所示，在一个光滑的水平面上，有一个轻质弹簧左端固定，右端与一个金属小球相连，O点是弹簧保持原长时小球所在的位置，现在将小球压缩至A点位置，然后释放小球，小球能运动到右端B点，且AO＝OB，已知小球从A点运动到O点的时间为t1，从O点到B点的时间为t2，请在图乙中画出小球从A点运动到B点时，动能随时间变化的大致图像。 四．实验题（本题共4小题，共24分） 18．小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1）用体重计测量 　 　（填物理量名称及对应字母）； （2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； （3）用 　 　（填测量器材）记录跳n次所用的时间t； （4）数据处理：平均功率P＝ 　 　； （5）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则 　 　； A．频率相同，体重大的功率大 B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小 D．体重相同，跳的时间长的功率大 （6）若跳绳者的质量为50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员克服重力做功的平均功率为 　 　W。（g＝10N/kg） 19．小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中： （1）如图甲所示，小明利用斜面、钢球（m＜M）、木块等器材进行实验，实验中小球撞击木块时的动能由小球的 　 　能转化而来的，通过观察 　 　来反映物体动能的大小； （2）由甲、乙图可以得出的结论是：速度相同，质量越大，动能越 　 　； （3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，可采取的改进措施是 　 　（写出一种即可）； （4）如图丙所示，体积相同的三个实心球，m2＜m1＝m3，球1、2离沙地高度相同，现让三球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图丙虚线所示，比较a、b实验，可得出重力势能大小与 　 　的关系；比较b、c实验，则m2、m3重力势能大小关系为 　 　（选填“m2较大”、“m3较大”、“一样大”或“无法比较”）。 20．利用如图甲所示实验装置，探究重力势能大小与物体质量和高度的关系。实验时，将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。 （1）铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越 　 　（选填“大”或“小”）。 （2）如图甲，将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2，可以得到的结论是 　 　。 （3）利用水流推动水轮机转动，水轮机就可以带动发电机，将水能转化为 　 　能。结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，水轮机安装在 　 　位置较为合理（选填“C”或“D”）。请你分析一下建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件（写出一条即可）：　 　。 21．为研究物体动能与势能的转换，某研究小组设计了如图甲所示的实验装置：将弹簧竖直地固定在地面上，使小球从某一高度处由静止落下，观察并记录弹簧的形变量。 （1）在小球从接触弹簧至弹簧被压缩到最短的过程中，小球的 　 　能转化为弹簧的 　 　能。 （2）另一研究小组的同学认为图甲中的实验装置存在较多不足之处，比如：　 　。于是他们使用了一个较为光滑的轨道（如图乙所示），在轨道水平面的右端固定好弹簧和刻度尺，然后通过调节 　 　来改变小球滑至水平面时的速度大小，并通过观察和记录弹簧被压缩的距离来比较小球动能的大小。 （3）在图乙所示装置中，若想增大弹簧被压缩的距离，你认为可以采取的措施有：　 　； 　 　。（请提出两点可行性建议） （4）研究小组在老师的帮助下，将图乙中的轨道弯折成如图丙所示的形状，使小球从A处由静止滑下，离开B点后的运动轨迹与图丙中的 　 　（选填序号）轨道最接近，理由是 　 　。 五、综合应用题（本题共3小题，共22分） 22．电动平衡车给人们的短距离出行带来了极大的便利。如图所示的平衡车的部分参数如表格所示。质量为45kg的小伟在公园广场的水平地面上匀速行驶600m，所用时间为2min。（g取10N/kg）求： 平衡车参数 净重 15kg 充电电压 220V 轮胎接地面积 10cm2 （1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度； （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压强； （3）该平衡车在平直地面上匀速行驶时，受到的平均阻力是总重的，则此过程中平衡车克服阻力做的功。 23．如图所示，小龙骑行电动平衡车在实验场地的水平路面上以5m/s的速度匀速行驶400s，若小龙与电动平衡车的总质量为70kg，行驶过程中受到的阻力是人与车总重的0.2倍，行驶时轮胎着地的总面积是5×10﹣3m2。求： （1）电动平衡车对地面的压强。 （2）电动平衡车克服阻力做的功。 （3）电动平衡车的功率。 24．阅读材料，回答问题。 在北京冬奥会我国运动员谷爱凌取得了两金一银的辉煌成绩，尤其是在自由式滑雪女子大跳台决赛上谷爱凌更是有着超常发挥。跳台滑雪简称“跳雪”，是冬季奥运会的比赛项目之一，其跳台由助滑坡、着陆坡和停止区组成，简化模型如图乙。运动员穿着特制的滑雪板，沿着倾斜的助滑坡下滑，借助速度和弹跳力，使身体跃入空中，使整个身体在空中飞行约4﹣5秒钟后，落在着陆坡上（d点是落地点），继续滑行至停止区，跳台滑雪整个过程即为完成，而运动员顺着助滑坡滑行时，速度越来越快，最高速度可达30m/s。 （1）运动员处于着落坡上，由于 　 　，会继续向前滑行一段距离，在雪地 　 　的作用下，然后速度慢慢减少，最后停在停止区； （2）如果不计空气阻力，谷爱凌从a点向b点运动过程中，她的动能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在a点处的机械能 　 　她在c点处的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；从c点到d点腾空运动过程中她的机械能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在空中下落的过程中，重力做功越来越 　 　（填“快”或“慢”）。 / 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（人教版） 第十一章 功和机械能 （B卷•培优卷） （考试时间：90分钟 试卷满分：80分） 注意事项： 1．测试范围：人教版八年级下册第11章。 一．选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，选对的得2分；第7-9题有多项符合题目要求，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分) 1．李发彬在巴黎奥运会上获得男子举重61kg级冠军，挺举成绩是167kg，他在挺举过程中对杠铃做的功最接近（　　） A．600J B．1200J C．3000J D．5400J 【答案】C 【解答】解：杠铃的重力G＝mg＝167kg×10N/kg＝1670N， 在挺举过程中杠铃被举高的高度约为2m， 运动员在挺举过程中对杠铃做的功W＝Gh＝1670N×2m＝3340J，接近3000J，故C正确。 故选：C。 2．如图所示，是一款“挪车神器”，交警可以通过手机操控该设备进入违停车辆底部，托举起车辆进行移除，关于该“挪车神器”，下列说法中正确的是（　　） A．托起车辆上升一段距离，对车辆做了功 B．托起车辆上升一段距离，对车辆没有做功 C．托着车辆水平匀速移动，对车辆做了功 D．手机操控“挪车神器”进入违停车辆底部没有做功 【答案】A 【解答】解：AB、托起车辆上升一段距离，有力作用在车上，且车在力的方向上移动了距离，对车辆做了功，故A正确、B错误； C、托着车辆水平匀速移动，力的方向与移动方向垂直，不做功，故C错误； D、手机操控“挪车神器”进入违停车辆底部，有力作用在“挪车神器”上，“挪车神器”在力的方向上通过了距离，力做了功，故D错误。 故选：A。 3．2023年5月23日12时30分许，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！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中会克服自身重力做功，体重越小的队员克服自身重力做功一定（　　） A．越少 B．越多 C．越慢 D．越快 【答案】A 【解答】解：AB．重力做功只与物体的初末位置的高度差有关，与物体的运动路径无关，公式为W＝Gh。对于科考队员来说，他们从山脚下到峰顶的过程中，高度差h是一定的。因此，体重G越小的队员，根据重力做功的公式，他们克服自身重力做的功W就越少。故A正确，B错误； CD．做功的快慢，即功率，是由做功的多少和做功所需的时间共同决定的，公式为，其中W是做的功，t是时间。题目中并没有给出科考队员登顶所需的时间，所以我们无法直接判断他们做功的快慢，即使体重小的队员做的功少，但如果他们登顶的时间也短，那么他们的功率（即做功的快慢）可能并不比体重大的队员小。故CD错误。 故选：A。 4．小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动图象如图所示。若两次均拉动物体移动了s1，下列说法正确的是（　　） A．两次克服摩擦力所做的功W甲＞W乙 B．两次拉力对物体所做的功W′甲＜W′乙 C．两次拉力对物体做功的功率P甲＜P乙 D．两次拉力对物体做功的功率P甲＞P乙 【答案】C 【解答】j解：A．由图可知，同一物体对水平面的压力不变；在同一水平面上运动，则接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等，即f1＝f2，拉动到距离s1时，距离相等，根据W＝fs可知，两次克服摩擦所做的功：W甲＝W乙，故A错误； B．由图象可知，两次物体都做匀速直线运动，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，两次物体所受的拉力F1＝F2＝f 拉动到距离s1时，距离相等，根据W＝Fs可知，两次拉力对物体所做的功W甲′＝W乙′，故B错误； CD．由图象可知，当拉动物体到距离s1时，乙所用时间小于甲所用时间，根据可知，拉动到距离s1时，拉力对物体做功的功率P乙＞P甲，故C正确，D错误。 故选：C。 5．如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F，物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则（　　） A．物体在EF段的速度大于GH段的速度 B．物体在EG段受到的摩擦力等于5N C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功 D．拉力F在EF段的功率等于在GH段的功率 【答案】B 【解答】解： A、由图和题意可知，物体在EF段和GH段通过的路程相同，但所用时间tEF＝2tGH，由v可知，物体在EF段的速度小于GH段的速度，故A错误； B、已知物体在EG段做匀速直线运动，处于平衡状态，则物体在EG段所受的摩擦力f＝F＝5N；故B正确； C、由图可知，sEF＝sGH，所用的拉力相同（即F＝5N），由W＝Fs可知，拉力所做的功相同，故C错误； D、由前面解答可知，在EF段和GH段拉力所做的功相同，所用时间tEF＝2tGH，由P可知，拉力F在EF段的功率小于在GH段的功率，故D错误。 故选：B。 6．科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是（　　） A．黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点 B．S2恒星在运动过程中所受合力为零 C．S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能 D．S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，恒星S2运动轨迹是一个椭圆，黑洞可能位于椭圆轨道内部的Q点，故A错误； B、若S2恒星在运动过程中所受合力为零，根据牛顿第一定律可知，S2恒星将做匀速直线运动，而S2恒星的运动轨迹是一个椭圆，故B错误； CD、由图可知，S2恒星沿椭圆轨道绕黑洞运行的过程中机械能守恒，它从远地点向近地点运行的过程中，质量不变而高度降低，它的重力势能减小，由机械能守恒定律可知，它的动能增加，故C错误，D正确。 故选：D。 7．体育课上，某同学将篮球从距离地面h高度处，以相同的速度v沿不同方向斜向上抛出，篮球两次在空中运动的轨迹如图a、b所示，不计空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．球在a轨迹最高点受的力最大 B．球在a轨迹最高点的惯性最大 C．球两次落地时的速度大小相等 D．球两次经过轨迹交点处时的动能相等 【答案】CD 【解答】解： A、不计空气阻力，篮球在空中运动时只受重力作用，所以篮球在a、b轨迹受到的力相等，故A错误； B、篮球在运动过程中，质量不变，所以惯性大小不变，故B错误； C、球以相同的速度沿不同方向斜向上抛出，抛出时的机械能相同，不考虑空气阻力，到达地面时机械能不变，此时的动能等于机械能，所以落地时小球的速度相等，故C正确； D、球两次经过轨迹交点处时的高度相同，重力势能相等，又知机械能相等，所以动能相等，故D正确。 故选：CD。 8．2024年4月30日，“神舟十七号”载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着落预定区域，在此过程中，（　　） A．返回舱重力势能减小 B．返回舱机械能增大 C．返回舱减速下降，其重力不做功 D．反推发动机点火后，返回舱减速下降，说明力能改变物体的运动状态 【答案】AD 【解答】解：AB、返回舱减速下降，质量不变，速度减小，高度降低，动能和重力势能减小，所以机械能减小。故B不正确，A正确； C、神舟号飞船返回舱减速降落过程中受到重力、空气阻力的作用，由于重力方向是竖直向下的，且沿重力的方向有一段距离，故重力做了功，故C错误； D、返回舱减速是因为受到反推力作用，说明力能改变物体的运动状态，故D正确； 故选：AD。 9．5月3日，嫦娥六号探测器（由轨道器、返回器、着陆器、上升器组成）搭载长征五号遥八运载火箭在文昌发射场成功发射，6月2日嫦娥六号返回器、着陆器和上升器组合体成功着陆月球背面，这一过程说法正确的是（　　） A．长征五号遥八运载火箭上升过程中机械能守恒 B．长征五号遥八运载火箭的部分动能转化为重力势能 C．嫦娥六号组合体在月球上着陆时四脚面积较大，是为了减小压强 D．嫦娥六号组合体采用发动机反推力减速着陆月球，机械能减小 【答案】CD 【解答】解：AB．长征五号遥八运载火箭上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能变大，速度变大，动能变大，动能没有转化为重力势能，且故机械能变大，故AB错误； C．嫦娥六号组合体在月球上着陆时四脚面积较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C正确； D．嫦娥六号组合体采用发动机反推力减速着陆月球，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，故机械能减小，故D正确。 故选：CD。 2． 填空题（本题共5小题，每空1分，共12分） 10．如图甲，小明用测力计把静止在水平地面上的重物竖直向上提起，提起过程测力计示数和测力计向上移动距离的关系如乙图所示。那么物体重力 　 　N；测力计向上移动10cm过程中拉力对重物所做的功 　 　J。 【答案】3；0.24 【解答】解：由图可知，当测力计上端提升4cm后，重物被提起，由此可知物体重力G＝F＝3N， 在0～4cm时拉力做功等于三角形的面积，即W1（3N×0.04m）＝0.06J， 在4～10cm时拉力对重物做功：W2＝Fs＝3N×（0.1m﹣0.04m）＝0.18J， 测力计向上移动10cm过程中拉力对重物所做的功： W＝W1+W2＝0.06J+0.18J＝0.24J。 故答案为：3；0.24。 11．小明用30N的水平推力，0.5min将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了20m，在此过程中，支持力对购物车做功 　 　J，推力的功率为 　 　W。 【答案】0；20。 【解答】解： 购物车在水平地面上移动20m，支持力的方向竖直向上，购物车没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力不做功，即购物车的支持力做功为0J； 推力对购物车做功：W＝Fs＝30N×20m＝600J， 推力做功的功率：P20W。 故答案为：0；20。 12．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2，两次推力的功率分别为P1、P2，则F1　 　F2，P1　 　P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】＝；＜。 【解答】解：由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v甲2m/s； 由v﹣t图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝4m/s； 因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，摩擦力没变，故受到的水平推力为F1＝F2； 已知v甲＜v乙，由PFv可得，两次推力的功率P1＜P2。 故答案为：＝；＜。 13．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。 【答案】运动状态；重力势。 【解答】解：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，质量一定时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。 14．图甲是扔实心球的分解动作，其中人对实心球做功的是动作 　 　（选填序号）；从实心球出手到落地的过程中，能正确反映实心球的动能E动与时间t的关系是图乙中 　 　图线。 【答案】①③；D。 【解答】解：（1）①中把球捡起来，力的方向是向上的，在力的方向上通过了距离，所以做了功； ②停在空中时，虽然有力，但没有通过距离，不做功； ③挥动球时，球在力的方向上通过了距离，做了功； ④球飞出去是因为球具有惯性，人对球没有力的作用，所以不做功； 故选①③； （2）实心球在上升过程中，因为质量不变，速度减小、实心球的动能减小；到达最高点时，因实心球在水平方向上具有一定的速度，动能不为零；下降过程中，实心球质量不变，速度增大，动能增大。所以只有乙图中的D图符合要求。所以D正确。 故答案为：①③；D。 15．如图，在相等的时间内把同一物体分别沿AO、BO两个光滑斜面匀速拉到相同的高度，拉力所做的功分别为WA和WB，拉力分别为FA和FB，它们之间的关系WA　 　WB，FA　 　FB。（选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】等于；小于 【解答】解：斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功， 把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，h相同，由W＝Gh可知两次做的功相同，即WA＝WB。 从图可知，LAO＞LBO， 而WA＝WB， 所以FA＜FB。 故答案为：等于；小于。 三．作图题（本题共2小题，每小题2分，共4分） 16．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】 【解答】解：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： 17．如图甲所示，在一个光滑的水平面上，有一个轻质弹簧左端固定，右端与一个金属小球相连，O点是弹簧保持原长时小球所在的位置，现在将小球压缩至A点位置，然后释放小球，小球能运动到右端B点，且AO＝OB，已知小球从A点运动到O点的时间为t1，从O点到B点的时间为t2，请在图乙中画出小球从A点运动到B点时，动能随时间变化的大致图像。 【答案】 【解答】解：将小球压缩至A点位置，然后释放小球，小球能运动到右端B点，且AO＝OB，说明此过程的机械能守恒，因而没有摩擦力，故到O点时速度最大，即动能最大，已知小球从A点运动到O点的时间为t1，从O点到B点的时间为t2，两段时间相等，如图所示： 四．实验题（本题共4小题，共24分） 18．小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1）用体重计测量 　 　（填物理量名称及对应字母）； （2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； （3）用 　 　（填测量器材）记录跳n次所用的时间t； （4）数据处理：平均功率P＝ 　 　； （5）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则 　 　； A．频率相同，体重大的功率大 B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小 D．体重相同，跳的时间长的功率大 （6）若跳绳者的质量为50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可算出此跳绳者在1min内运动员克服重力做功的平均功率为 　 　W。（g＝10N/kg） 【答案】（1）质量m；（3）秒表；（4）；（5）A；（6）135。 【解答】解：（1）体重计是测量质量的工具，因此测量的是质量m。 （3）时间的测量工具是秒表。 （4）小华跳n次所做的功为： W＝nGh＝nmgh； 平均功率为： ； （5）AB．频率相同，即一定时，功率的大小由质量m决定，m越大，则功率越大，故A符合题意。B不符合题意； CD．体重相同，则功率的大小取决于，频率越大，则功率越大，故CD不符合题意。 故选：A。 （6）跟题意，跳绳者跳一次做的功为： W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.09m＝45J； 由图可知，做功一次，即1s钟做功3次，则1min内运动员克服重力做功： n＝3次/s×60s＝180次在1min内运动员克服重力做功的平均功率为： 。 故答案为：（1）质量m；（3）秒表；（4）；（5）A；（6）135。 19．小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中： （1）如图甲所示，小明利用斜面、钢球（m＜M）、木块等器材进行实验，实验中小球撞击木块时的动能由小球的 　 　能转化而来的，通过观察 　 　来反映物体动能的大小； （2）由甲、乙图可以得出的结论是：速度相同，质量越大，动能越 　 　； （3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，可采取的改进措施是 　 　（写出一种即可）； （4）如图丙所示，体积相同的三个实心球，m2＜m1＝m3，球1、2离沙地高度相同，现让三球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图丙虚线所示，比较a、b实验，可得出重力势能大小与 　 　的关系；比较b、c实验，则m2、m3重力势能大小关系为 　 　（选填“m2较大”、“m3较大”、“一样大”或“无法比较”）。 【答案】（1）重力势能；木块被撞击后移动的距离；（2）大；（3）换一个质量更大的钢球实验；（4）质量；m3较大。 【解答】解：（1）如图甲，控制了木块的位置不变，将钢球从不同的高度静止滑下，这是研究钢球的动能，根据转换法可知，实验中通过观察木块移动的距离来反映钢球动能的大小； （2）由甲、乙两图可知，钢球的质量不变，从相同高度静止滑下，使得钢球到达水平面的速度不同，撞击木块移动的距离也就不同，动能大小不同，所以可以得到结论，在物体速度一定时，质量越大，物体的动能越大； （3）小明发现乙实验中木块移动距离与甲实验中相差不大，实验效果不明显，若只重新做乙实验，根据控制变量法可知，不能改变小球最初的高度，也不能换用其它木块或其它水平面，但可以换一个质量更大的钢球，以增大小球撞击木块时的动能； （3）比较a、b实验可知道，m1、m3的质量不同，从相同的高度静止释放，m1的质量大，落到沙地的坑越深，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与质量的关系； 比较b、c实验可得，球的质量不同，静止释放的高度不同，但m3落到沙地的坑越深，说明m3重力势能大。 故答案为：（1）重力势能；木块被撞击后移动的距离；（2）大；（3）换一个质量更大的钢球实验；（4）质量；m3较大。 20．利用如图甲所示实验装置，探究重力势能大小与物体质量和高度的关系。实验时，将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。 （1）铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越 　 　（选填“大”或“小”）。 （2）如图甲，将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2，可以得到的结论是 　 　。 （3）利用水流推动水轮机转动，水轮机就可以带动发电机，将水能转化为 　 　能。结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，水轮机安装在 　 　位置较为合理（选填“C”或“D”）。请你分析一下建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件（写出一条即可）：　 　。 【答案】（1）小；（2）质量相同，高度越低，重力势能越小；（3）电；D；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大。 【解答】解：（1）铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明铁球的重力势能越小； （2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），结合（1）的分析上可得出的结论是：质量相同，高度越低，重力势能越小； （3）水轮机带动发电机发电的过程中，将机械能转化成电能； D位置与上游的高度差较大，所以应该安装在D位置；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大，重力势能就大，转化为的动能就越大； 故答案为：（1）小；（2）质量相同，高度越低，重力势能越小；（3）电；D；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大。 21．为研究物体动能与势能的转换，某研究小组设计了如图甲所示的实验装置：将弹簧竖直地固定在地面上，使小球从某一高度处由静止落下，观察并记录弹簧的形变量。 （1）在小球从接触弹簧至弹簧被压缩到最短的过程中，小球的 　 　能转化为弹簧的 　 　能。 （2）另一研究小组的同学认为图甲中的实验装置存在较多不足之处，比如：　 　。于是他们使用了一个较为光滑的轨道（如图乙所示），在轨道水平面的右端固定好弹簧和刻度尺，然后通过调节 　 　来改变小球滑至水平面时的速度大小，并通过观察和记录弹簧被压缩的距离来比较小球动能的大小。 （3）在图乙所示装置中，若想增大弹簧被压缩的距离，你认为可以采取的措施有：　 　； 　 　。（请提出两点可行性建议） （4）研究小组在老师的帮助下，将图乙中的轨道弯折成如图丙所示的形状，使小球从A处由静止滑下，离开B点后的运动轨迹与图丙中的 　 　（选填序号）轨道最接近，理由是 　 　。 【答案】（1）机械；弹性势；（2）小球的运动方向不容易控制；小球滚下的高度；（3）增大小球下滑的高度；增大小球的质量；（4）③；小球在最高点时还有动能，无法到达与左侧同样高的位置，且小球在运动过程中受摩擦力的作用，存在机械能损失。 【解答】解：（1）在小球从接触弹簧至弹簧被压缩到最短的过程中，小球的机械能减小，弹簧的弹性形变程度变大，弹性势能变大，是小球的机械能转化为弹簧的弹性势能； （2）小球从上方下落接触弹簧后，不利与控制小球的运动方向，小球容易被弹出； 小球从斜面上滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以可以通过调节小球滚下的高度来改变小球滑至水平面时的速度大小； （3）若想增大弹簧被压缩的距离，需要增大弹性势能，由于弹性势能是由小球的机械能转化为而来的，所以需要增大小球的机械能，方法有：增大小球下滑的高度、增大小球的质量； （4）由题知，钢球离开B点后，由于惯性继续保持原来的运动状态向斜上方运动，因重力作用再下降，其运动轨迹为抛物线； ①虚线的最高点超过了A点的高度，即a虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，这是不可能的； ②虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的； ③虚线的最高点低于A点，这是因为小球运动过程中受到摩擦力作用，一部分机械能会转化为内能，则小球在右侧最高点时机械能小于开始时的机械能，同时小球还能继续向右运动，说明在右侧最高点时小球的动能（速度）不为0，符合实际。 故答案为：（1）机械；弹性势；（2）小球的运动方向不容易控制；小球滚下的高度；（3）增大小球下滑的高度；增大小球的质量；（4）③；小球在最高点时还有动能，无法到达与左侧同样高的位置，且小球在运动过程中受摩擦力的作用，存在机械能损失。 五、综合应用题（本题共3小题，共22分） 22．电动平衡车给人们的短距离出行带来了极大的便利。如图所示的平衡车的部分参数如表格所示。质量为45kg的小伟在公园广场的水平地面上匀速行驶600m，所用时间为2min。（g取10N/kg）求： 平衡车参数 净重 15kg 充电电压 220V 轮胎接地面积 10cm2 （1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度； （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压强； （3）该平衡车在平直地面上匀速行驶时，受到的平均阻力是总重的，则此过程中平衡车克服阻力做的功。 【答案】（1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度是5m/s； （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压强是6×105Pa； （3）该平衡车在平直地面上匀速行驶时，受到的平均阻力是总重的，则此过程中平衡车克服阻力做的功是7.2×104J。 【解答】解：（1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度 （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压力F＝G总＝（m人+m车）g＝（45+15）kg×10N/kg＝600N，受力面积S＝10cm2＝10−3m2，对水平地面的压强； （3）平衡车受到的阻力， 因平衡车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，牵引力的大小F′＝f＝120N， 此过程中平衡车克服阻力做的功W＝F′s＝120N×600m＝7.2×104J。 答：（1）平衡车在水平地面上匀速行驶时的速度是5m/s； （2）小伟站在平衡车上行驶时，对水平地面的压强是6×105Pa； （3）该平衡车在平直地面上匀速行驶时，受到的平均阻力是总重的，则此过程中平衡车克服阻力做的功是7.2×104J。 23．如图所示，小龙骑行电动平衡车在实验场地的水平路面上以5m/s的速度匀速行驶400s，若小龙与电动平衡车的总质量为70kg，行驶过程中受到的阻力是人与车总重的0.2倍，行驶时轮胎着地的总面积是5×10﹣3m2。求： （1）电动平衡车对地面的压强。 （2）电动平衡车克服阻力做的功。 （3）电动平衡车的功率。 【答案】（1）电动平衡车对地面的压强为1.4×105Pa； （2）电动平衡车克服阻力做的功为2.8×105J； （3）电动平衡车的功率为700W。 【解答】解：（1）小龙与电动平衡车的总重力为： G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N， 电动平衡车在实验场地的水平路面上行驶，对地面压力的大小等于人与车的总重力，即： F＝G＝700N， 所以电动平衡车对地面的压强为： p1.4×105Pa； （2）由题意可知，阻力等于人与车总重的0.2倍，则电动平衡车所受的阻力为： f＝0.2G＝0.2×700N＝140N， 行驶的路程为： s＝vt＝5m/s×400s＝2000m， 所以电动平衡车克服阻力做的功为： W＝ fs＝140N×2000m＝2.8×105J； （3）电动平衡车在水平路面上匀速行驶，匀速行驶时牵引力等于阻力，电动平衡车所受的牵引力为： F'＝f＝700N， 牵引力所做的功为： W'＝F's＝700N×2000m＝2.8×105J， 电动平衡车的功率为： 。 答：（1）电动平衡车对地面的压强为1.4×105Pa； （2）电动平衡车克服阻力做的功为2.8×105J； （3）电动平衡车的功率为700W。 24．阅读材料，回答问题。 在北京冬奥会我国运动员谷爱凌取得了两金一银的辉煌成绩，尤其是在自由式滑雪女子大跳台决赛上谷爱凌更是有着超常发挥。跳台滑雪简称“跳雪”，是冬季奥运会的比赛项目之一，其跳台由助滑坡、着陆坡和停止区组成，简化模型如图乙。运动员穿着特制的滑雪板，沿着倾斜的助滑坡下滑，借助速度和弹跳力，使身体跃入空中，使整个身体在空中飞行约4﹣5秒钟后，落在着陆坡上（d点是落地点），继续滑行至停止区，跳台滑雪整个过程即为完成，而运动员顺着助滑坡滑行时，速度越来越快，最高速度可达30m/s。 （1）运动员处于着落坡上，由于 　 　，会继续向前滑行一段距离，在雪地 　 　的作用下，然后速度慢慢减少，最后停在停止区； （2）如果不计空气阻力，谷爱凌从a点向b点运动过程中，她的动能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在a点处的机械能 　 　她在c点处的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；从c点到d点腾空运动过程中她的机械能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在空中下落的过程中，重力做功越来越 　 　（填“快”或“慢”）。 【答案】（1）惯性；摩擦力；（2）增大，大于，不变，快。 【解答】解：（1）运动员处于着落坡上，由于惯性，会继续向前滑行一段距离，在雪地摩擦力的作用下，然后速度慢慢减少，最后停在停止区； （2）如果不计空气阻力，谷爱凌从a点向b点运动过程中，重力势能转化为动能，她的动能增大； 谷爱凌在a点和c点都处于静止状态，动能都为零，但由于a点的高度大于c点的高度，在a点的重力势能大于c点的重力势能，所以在a点的机械能大于c点的机械能； 不计空气阻力，从c点到d点腾空运动过程中，她的机械能不变； 她在空中下落的过程中，速度越来越快，根据PGv可知，重力做功越来越快； 故答案为：（1）惯性；摩擦力；（2）增大，大于，不变，快。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$