第十章 功与机械能单元练习-2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第十章 功与机械能 一、单选题 1．下列物体具有动能的是（　　） A．静止在水平面的小汽车 B．正在下落的雨滴 C．坐在教室里听课的同学 D．阳台上的花盆 2．2025年1月1日，来自东南大学科研团队自主研发的飞行汽车“东大·鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能增大，机械能增大 B．动能增大，重力势能减小，机械能不变 C．动能减小，重力势能不变，机械能减小 D．动能增大，重力势能增大，机械能增大 3．如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油机和战斗机保持稳定的高度和相同的速度匀速飞行，则在此过程中加油机的（   ） A．动能和重力势能都减小 B．动能和重力势能都不变 C．动能减小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能减小 4．下列物体中不具有弹性势能的是（　　） A．形变的蹦床 B．拉开的弓 C．压弯的撑杆 D．自然长度的弹簧 5．物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图像如图甲时，受到的水平推力为；当物体运动的速度与时间的关系图像如图乙时，受到的水平推力为，两次推力的功率分别为、，则和分别为（   ） A．3∶5  9∶25 B．1∶1  1∶1 C．3∶5  3∶5 D．1∶1  3∶5 6．生活中人们常常利用物体的惯性，下列描述正确的是（　　） A．拉开的弓将箭射出去，利用了弓的惯性 B．甩干机将衣服甩干时，利用了衣服的惯性 C．拍打窗帘清除上面的浮灰，利用了窗帘的惯性 D．将脸盆里的水泼出去，利用了水的惯性 7．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（　　） A．A实心球的重力势能最大 B．D实心球的重力势能最小 C．C实心球的重力势能比D实心球的大 D．B、C两实心球的重力势能相等 8．2024年2月，国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。如图所示，“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中（　　） A．动能减小，重力势能减小，机械能减小 B．动能减小，重力势能增大，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大，机械能增大 D．动能增大，重力势能减小，机械能不变 二、填空题 9．计算功率大小的公式为 。 10．如图为四旋翼无人机，质量为1.2kg，下方悬挂着一个质量为0.1kg的摄像机。在10s内无人机从地面竖直上升了20m，然后边摄像边斜向上飞行了60m又用时30s，仪表盘上显示离地高度为36m。无人机前10s对摄像机做功 J，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为 W。（g取10N/kg） 11．在物理学中，功率表示做功的 ，它在数值上等于 内所做的功。 12．下图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时“子弹”的速度也不同。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 （选填“相同”或“不相同”）。 三、实验题 13．引体向上是同学们经常做的一项健身运动，如图所示，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，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。物理实践活动时，小明连续做了15个规范的引体向上，小组的同学们测量小明做引体向上时的功率，设计的实验记录表格如下所示。 质量m/kg 完成15个的时间t/s ① 做的总功W/J ② (1)实验原理： 。 (2)请将表中空格处内容补充完整： ① ； ② 。 (3)小组中的小亮也在1min内完成15个规范动作，小组同学讨论后认为，小明和小亮的功率不相等，其理由可能是 。（写出一个即可） 14．为探究影响动能大小的因素，设计了如图甲、乙所示的实验方案。 (1)图甲探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小； (2)在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是___________； A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块 (3)实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）； ②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置 （选填“适合”或“不适合”） 体积不同的小球做实验； ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验； 若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”） 的关系； ④小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是 （选填“可行”或“不可行”） 的。 四、计算题 15．小强同学即将参加2024年中考体育考试，他积极锻炼，希望在体考中取得好成绩。 (1)小强和同学们在学校操场进行长跑训练，他跑1000m用时3分40秒，求小强长跑的平均速度； (2)小强自主选考项目是引体向上，如图是他练习引体向上时的情境，若小强的体重为50kg，每次身体上升的高度为0.5m，求小强完成1次引体向上克服重力做的功。 16．如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。（取10N/kg）求： (1)爬绳机上升的速度大小； (2)爬绳机静止在水平地面上时，与地面的接触面积大小； (3)爬绳机对工人做功的功率大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十章 功与机械能》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D A D D D D C 1．B 【详解】A．静止在水平面的小汽车，速度为零，不具有动能，故A不符合题意； B．正在下落的雨滴，具有质量和速度，故具有动能，故B符合题意； C．坐在教室里听课的同学，速度为零，不具有动能，故C不符合题意； D．阳台上的花盆，处于静止状态，不具有动能，故D不符合题意。 故选B 。 2．D 【详解】当该汽车加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大。动能与重力势能之和为机械能，所以机械能也增加。故ABC错误，D正确。 故选D。 3．A 【详解】动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关，加油机给战斗机加油时，速度和高度不变，但自身质量减小，所以动能和重力势能都减小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A 。 4．D 【详解】A．形变的蹦床发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A不符合题意； B．拉开的弓发生弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意； C．被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故C不符合题意； D．被压紧或拉伸的弹簧发生了弹性形变，才具有弹性势能；自然长度的弹簧没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D符合题意。 故选 D。 5．D 【详解】同一物体对水平面的压力不变，且接触面的粗糙程度不变，所以两次匀速直线运动时物体受到的摩擦力不变，物体在同一水平面上做匀速直线运动时，受到的推力与滑动摩擦力平衡，大小相等，则两次推力相等，故 由图甲知道，第一次的运动速度 由图乙知道，，由知道，两次推力的功率之比 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．D 【详解】A．拉开的弓将箭射出去，利用了弓发生弹性形变所储存的弹性势能转化为箭的动能，不是利用弓的惯性，故A错误； B．甩干机高速旋转，衣服内的水由于惯性继续保持原来的运动方向，从衣服中甩出，利用了水的惯性，故B错误； C．通过拍打窗布清除上面的浮灰，窗帘运动时，灰尘由于惯性将保持静止状态，则灰尘会脱离窗帘，是利用灰尘的惯性，故C错误； D．泼水时，盆和水原来是运动的，当盆受力静止时，水由于惯性要保持原来的运动状态而被泼出，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（），由可知，A和B的质量相同，C和D的质量相同，但A、B质量大于C、D，物体质量越大，所处高度越高重力势能越大，图中AB的质量相同，A所处高度大于B，所以A的重力势能大于B， BC所处高度相同，但B的质量大于C，所以B的重力势能大于C，CD质量相同，C所处高度大于D，所以C的重力势能大于D。综上所述，A实心球的重力势能最大，D实心球的重力势能最小，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 8．C 【详解】“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中，质量不变，速度不断增大，动能增大；卫星的高度升高，因此它的重力势能增大；卫星的机械能等于动能与势能之和，因此卫星的机械能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9． 【详解】物体在单位时间完成的功叫功率，功率表示物体做功的快慢，功率大说明物体相同时间内做的功多或完成同样的功用的时间少；计算功率的公式为。 10． 20 0.9 【详解】[1]摄像机的重力 G=mg=0.1kg×10N/kg=1N 无人机前10秒对摄像机做功 W=Gh=1N×20m=20J [2]整个过程中，无人机对摄像机做功的为 W总=Gh总=1N×36m=36J 整个过程中，无人机对摄像机做功的功率 11． 快慢 单位时间 【详解】[1][2]在物理学中，功率表示做功的快慢，它在数值上等于单位时间内所做的功。单位是瓦特，符号为W。 12． 弹性形变程度 相同 【详解】[1]弹弓弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来表示；橡皮筋拉得越长，子弹射出的越远，弹弓的弹性势能越大；即说明橡皮筋的弹性势能与弹性形变程度有关。 [2]橡皮筋被拉的长度相同，所具有的弹性势能相同，对子弹做的功相同。 13．(1) (2) 重心上升的高度 功率 (3)两位同学的质量可能不同 【详解】（1）根据功率的公式和可得，实验原理为。 （2）[1][2]根据实验原理可知，要计算引体向上做的功，需用测量每次引体向上时，身体重心升高的高度；还需要计算出引体向上的功率，因此表中空格处内容：①重心上升的高度；②功率P/W。 （3）小明和小亮在1min内同样完成15个规范动作，小组同学讨论后认为，小明和小亮的功率不相等，由可知，其理由可能是：两位同学的质量（体重）可能不同，或每次身体重心升高的高度不同。 14．(1) 速度 木块移动的距离 (2)A (3) 合理 不适合 速度 可行 【详解】（1）[1]图甲中，质量相同的钢球从斜面的不同高度静止释放，到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能与物体运动速度的关系。 [2]钢球具有的动能不同，对木块做功不同，木块移动的距离不同，所以实验中通过木块移动的距离来比较小球动能的大小。 （2）图甲实验的第二步操作，钢球在斜面上静止释放的高度更高，到达水平的速度更大，具有的动能更大，对木块做功更大，木块移动的距离更远，为了使木块不滑出木板，可适当降低钢球的高度，让钢球的动能减小。据控制变量法，不能换用另一个木块，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （3）[1]可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，此时压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力相同，通过滑行距离显示动能大小是合理的。 [2]利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是不同体积小球撞击时，使得塑料片的形变不同，动能转化为每个塑料片的弹性势能不同，不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。 [3]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。 [4]重力势能的大小与质量和高度有关，小球的质量相同，滚下的高度不同，具有的重力势能就不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，相同高度时，质量不同，具有的重力势能不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，故该所以方案可行。 15．(1)4.5m/s (2)250J 【详解】（1）小强长跑的平均速度为 （2）小强的重力为 小强完成1次引体向上克服重力做的功为 16．(1)0.2m/s (2)0.1m2 (3)140W 【详解】（1）爬绳机上升高度，所用时间 根据可得，爬绳机上升的速度为 （2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力为 爬绳机静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa，由可得，爬绳机与地面的接触面积为 （3）爬绳机对工人的作用力为 由于工人与爬绳机相对静止，故工人上升的速度等于爬绳机的速度，则爬绳机对工人做功的功率为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$