第十一章 功和机械能单元练习2024-2025学年人教版物理八年级下冊

第十一章 功和机械能 一、单选题 1．一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚了20m，在球滚动过程中，运动员对足球做的功为（　　） A．500J B．2000J C．0J D．条件不足，无法计算 2．竖直向上扔出的乒乓球，在上升到最高点的过程中，以下说法中正确的是（　　） A．动能增大，重力势能增大 B．动能减小，重力势能减小 C．动能减小，重力势能增大 D．动能增大，重力势能减小 3．学校运动会上举行“双摇跳绳”比赛，“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法，初三某同学1min内摇轻绳240圈，则他在整个跳绳过程中的功率最接近于（　　） A．20W B．200W C．800W D．2000W 4．如图所示，老师正在给小施讲解垃圾分类的知识，下列各环节中小施对瓶子做功的是（　　） A．从地上拾起瓶子 B．拿着瓶子在水平方向上匀速运动 C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动 D．瓶子离开手后掉落桶中 5．我国的“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近地点向远地点运动的过程中，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（　　） A．“天问一号”在向远地点运动过程中势能越来越小 B．“天问一号”在向近地点运动过程中动能越来越小 C．“天问一号”在向远地点运动过程中机械能越来越大 D．“天问一号”在向近地点运动过程中速度越来越大 6．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A．小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能 B．小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用 C．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小 D．小球在B点时受到平衡力的作用 7．“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。（过程只考虑空气阻力和重力的影响），下列说法正确的是（　　） A．AB段返回器的动能变大 B．CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量 C．返回器在B点重力势能大于C的重力势能 D．A到D的全过程中返回器机械能守恒 二、填空题 8．如图所示是篮球运动员比赛时的情景。运动员抱住篮球跳起时，运动员对篮球 ；投出的篮球在空中飞行时，运动员对篮球 。（选填“做功”或“不做功”）。 9．如图所示，小明设计了“探究物体的动能跟速度有关”的实验，将同一木块放在弹簧原长处，用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手，发现两球离开弹簧时的动能 （选填“相同”或“不同”），木块被推开的距离 （选填“相同”或“不同”），该方案 （选填“能”或“不能”）得出动能跟质量的关系。 10．2024年6月2日，嫦娥六号探测器踏上人类首次月背采样之旅。样品被放置在初级密封装置中，机械臂再将它向上提升，放置在上升器顶部，此过程中，机械臂对样品 （选填“有”或“没有”）做功，力做功的必要条件是 。 11．下列是一些体育运动中的能量转化。跳水运动员离开跳板后向上跃起的过程中， 能转化为重力势能。 12．跳绳是一种健身运动，李强同学对此作了专门研究：跳绳者的质量，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者在1min内克服重力做功的平均功率为 W。 三、实验题 13．为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学利用如图所示装置探究物体动能大小与哪些因素有关。 (1)本实验所探究物体的动能是指 （选填“小球”或“木块”）的动能。 (2)每次实验前 （选填“需要”或“不需要”）将木块放到同一位置。 (3)如图甲、丙所示，同一小球从同一斜面的不同高度由静止释放，观察到甲图中木块被推出的距离较远，由此可得到的结论是：当质量一定时， ，物体的动能越大。图丁、戊两个交通标志中， 图运用到了该结论。 14．在学习势能知识时，小红将一张硬纸片对折，在开口一边剪两刀，然后将一根橡皮筋套在开口边，做成了一个特殊的卡片。 （1）小红将图中的卡片反过来，用手把它压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的实验现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋对卡片 ，因此橡皮筋具有 ； （2）接下来小红仍将卡片下压，但不压平，迅速松手后观察到的实验现象是 ，小红这样做的目的是为了研究橡皮筋的弹性势能大小与 的关系，小红根据实验现象可以得出的结论是：在一定限度内， ； （3）要想纸片弹得更高，实验时应注意什么？（写出两点） 。 四、计算题 15．小贝同学暑期去张家界旅游，天门山索道惊险刺激，已知索道全长约7500m，最高处到最低处高度差约1280m，吊车质量为200kg，从索道最高处运行到最低处，需时约30分钟，吊车上端钢绳能承受的拉力不能超过5000N。（g取10N/kg）求： (1)吊车运行的平均速度是多少； (2)吊车载人的最大重力是多少； (3)吊车满载时克服总重力做了多少功。 16．如图，我国自行研制成功的“蛟龙”号深海载人潜水器，满载时，总质量约22吨，体积约为20m3，当它完成下潜任务返回母船时，需要“向阳红09”上的电动机带动吊索将它缓慢匀速拉起（不计水对它的阻力），此过程历时4个小时，若以某次下潜深度7200米到“蛟龙”号刚露出水面为止（“蛟龙”号高度忽略不计，海水密度约1.0×103kg/m3，g取10N/kg），求： (1)潜水器受到的重力； (2)吊索将潜水器从7200m深度拉至刚露出水面，拉力所做的功； (3)吊索拉力对潜水器做功的功率。 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 《第十一章 功和机械能》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C C B A D A B 1．C 【详解】在球滚动过程中，运动员对足球没有力的作用，根据做功的必要条件，运动员对足球做的功为0J。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．C 【详解】竖直向上扔出的乒乓球，在上升到最高点的过程中，乒乓球的质量不变，但速度变小，其动能减小；同时高度变大，则重力势能增大。 故选C。 3．B 【详解】中学生的质量约为50kg，其重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N 每次起跳的高度约为15cm，即0.15m，则他跳一次绳做的功 W=Gh=500N×0.15m=75J 因为“双摇跳绳”是指每次在双脚跳起后，绳连续绕身体两周的跳绳方法，则人跳起的次数为120次；则在7min内一共做的功 W总=nW=120×75J=9000J 他在整个跳绳过程中的功率 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．A 【详解】A．拾起瓶子的过程中，小施对瓶子施加一个向上的力，瓶子向上移动了距离，所以小明对瓶子做了功，故A符合题意； B．沿水平方向匀速运动的过程中，小施对瓶子施加一个向上的力，瓶子在水平方向上移动了距离，并没有在向上的方向上移动距离，所以小施对瓶子没有做功，故B不符合题意； C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动时，小施对瓶子施加一个向上的力，瓶子没有移动距离，所以小施对瓶子没有做功，故C不符合题意； D．瓶子掉落垃圾桶的过程中，瓶子向下移动了距离，但小施没有对瓶子施加力，所以小施对瓶子不做功，故D不符合题意。 故选A。 5．D 【详解】A．“天问一号”在向远地点运动过程中高度升高，重力势能变大，故A错误； BD．“天问一号”在向近地点运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B错误，D正确。 C．“天问一号”在向远地点运动过程中没有外力做功，机械能守恒，即机械能不变，故C错误； 故选D。 6．A 【详解】AB．小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误； C．小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误； D．小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。 故选A。 7．B 【详解】A．AB段，返回器的质量不变，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，此过程中返回器的动能转化为重力势能，还要克服和空气的摩擦做功，所以返回器的动能变小，故A错误； B．CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，由于克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量，故B正确； C．由于B、C两点距离地面的高度相同，因此重力势能相同，故C错误； D． A到D的全过程中，由于克服空气阻力做功，使得机械能减小，返回器机械能不守恒，故D错误。 故选B。 8． 做功 不做功 【详解】[1]运动员抱住篮球跳起时，篮球在运动员的力的方向发生移动，此过程中运动员对篮球做功。 [2]投出的篮球在空中飞行时，运动员对篮球没有力的作用，此过程中运动员对篮球不做功。 9． 相同 相同 不能 【详解】[1][2][3]用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，由于动能相同，对木块做的功应相同，对木块做得功是克服水平面给木块的摩擦力做的功，因木块受到的摩擦力是相同的，根据W=Fs可知，木块被推开的距离也应该是相同的；由于木块被推开的距离相同，该方案不能得出动能跟质量的关系。 10． 有 见解析 【详解】[1][2]样品被放置在初级密封装置中，机械臂再将它向上提取，放置在上升器顶部，此过程中，机械臂对样品有力的作用，且样品在力的方向上通过了距离，所以机械臂对样品做了功；物体做功的必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。 11．动 【详解】跳水运动员离开跳板后向上跃起的过程中，质量不变，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，由动能转化为重力势能。 12．162 【详解】由图像纵坐标可知，高度h=0.09m，跳绳者每跳一次克服重力所做的功 W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.09m=54J 由图像横坐标可知，每跳一次用时，故1min内李强可跳绳180次；故在1min内克服重力做功的平均功率为 13．(1)小球 (2)需要 (3) 速度越大 丁 【详解】（1）本实验将小球的动能转化为对木块做的功，也就是木块移动的距离。 （2）小球的动能大小可以转化为木块移动的距离，为了实验的严谨性，每次实验需要将木块放到同一位置。 （3）[1]如图甲、丙所示，同一小球从同一斜面的不同高度由静止释放，小球的质量相同，到达水平面的速度不同，甲图中，小球的速度大，木块移动的距离长，可以得到结论：当质量一定时，速度越大，物体的动能越大。 [2]图丁是限速的标志，图戊是限载的标志，所以丁图运用到了该结论。 14． 卡片会弹起来 做功 弹性势能 卡片弹起的高度变低了 形变程度 物体的形变越大，其弹性势能就越大 ①尽量压得平一点；②换弹性更好一些的橡皮筋 【详解】（1）[1][2][3]将图中的卡片反过来，用手把它压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的实验现象是卡片会弹起来，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋对卡片做功，因此橡皮筋具有弹性势能。 （2）[4][5][6]接下来小红仍将卡片下压，但不压平，迅速松手后观察到的实验现象是卡片弹起的高度变低了，小红这样做的目的是为了研究橡皮筋的弹性势能大小与形变程度的关系，小红根据这个实验现象可以得出的结论是：在一定限度内，物体的形变越大，其弹性势能就越大。 （3）[7]要想纸片弹得更高，可以： ①尽量压得平一点，即橡皮筋伸长一些，则弹性势能更大，纸片弹得更高； ②换用弹性更好一些的橡皮筋，即使用弹力更大的橡皮筋，则弹性势能更大，纸片弹得更高。 15．(1)15km/h (2)3×103N (3)6.4×106J 【详解】（1）吊车运行的平均速度为 （2）吊车自身所受的重力为 G车=m车g=200kg×10N/kg=2×103N 吊车上端钢绳能承受的拉力不能超过5000N，对吊车受力分析可知，吊车受到的总重力和钢绳的拉力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以，吊车和人的最大重力等于钢绳能承受的最大拉力，吊车和人的最大重力为 G总= F =5×103N 所以，吊车载人的最大重力为 G人= G总- G车=5×103N-2×103N=3×103N （3）吊车满载时克服总重力做功为 W总= G总h=5×103N×1280m=6.4×106J 16．(1) (2)1.44×108J (3) 【详解】（1）潜水器受到的重力为 （2）潜水器在水下受到的浮力为 则吊索的拉力为 则拉力所做的功为 （3）吊索拉力对潜水器做功的功率为 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 $$