第十一章功和机械能 拔尖检测 - 2025-2026学年人教版物理八年级下册

第十一章功和机械能　拔尖检测 一、选择题(每题3分，共30分) 1．快递小哥宋学文作为一名普通劳动者当选全国劳动模范。在以下工作中，宋学文对货物做了功的是(　　) A．搬货物但未搬起 B．抱着货物在原地等待签收 C．用力从地上搬货物到车厢 D．提着货物在水平路上匀速前进 2．小德看到正在工作的两台挖掘机，展开了自己的思考。下列说法正确的是(　　) A．挖掘机挖起土后在水平路面上匀速行驶的距离越远，对土做的 功越多 B．大功率挖掘机一定比小功率挖掘机做的功多 C．大功率挖掘机一定比小功率挖掘机所用时间少 D．大功率挖掘机比小功率挖掘机做功快 3. 为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生徒步，开展户外运动。高程指某点沿竖直方向到基面的距离。如图所示为某次学生徒步路线，当某正在徒步的学生重力势能最大时，位于(　　) A．紫涧园 B．极目阁观景点 C．红花岭观景点 D．梅林水库绿道涂鸦墙 4．如图所示，AC>BC, 把同一物体分别沿斜面 AC、BC拉上顶端，拉力分别为F1、F2，所做的功分别为W1、W2。 在不考虑摩擦的情况下，下列选项正确的是(　　) A．F1<F2，W1＝W2 B．F1>F2，W1>W2 C．F1＝F2，W1＝W2 D．F1<F2，W1<W2 (第4题)　(第5题) 5．如图所示，载人飞船返回舱返回地面时，打开降落伞后，在一段时间内可看作是竖直向下的匀速直线运动。该过程中，返回舱(　　) A．动能不变 B．重力势能不变 C．机械能不变 D．只受重力作用 6.端午之际，学校走廊挂上了粽子，同学们跳一跳、顶一顶，寓意“一顶高粽(一定高中)”，如图甲。某粽子在空中运动轨迹简化示意图如图乙，粽子经过A、B、C三点时的能量如图丙，下列说法可能正确的是(　　) A．粽子在A点时的机械能为5 J B．粽子经过B点的速度比A点大 C．粽子可能先后经过A、C D．粽子在B点的高度比C点大 7．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是(　　) A．整个过程只有重力在对小球做功 B．小球在A、B两点具有的动能相同 C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能 (第7题) (第8题) 8．为了保证消费者权益，国家会对销售车辆进行全面的检测。动力检测时，汽车在专用的测量装置上全力加速，仪器记录车速v与车轮驱动力F的大小，再通过计算得出车辆在不同车速下的输出功率，某汽车在速度v1～v2区间内车轮驱动力F与车速v的关系如图所示。则该速度区间内，车辆功率P与车速v关系的图像可能是(　　) A B C D 9．多选弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小德玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程，下列分析正确的是(不考虑弹跳杆自重)(　　) A．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大 B．b→c的过程中，动能主要转化为重力势能 C．a→c的过程中，小德先加速后减速，在b状态时速度最大 D．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小德的动能为零 (第9题) (第10题) 10．如图甲所示，在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F­t和v­t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．9～12 s内拉力做功为18 J　 B．0～3 s内拉力做功为9 J C．3～6 s内拉力的功率逐渐变小 D．第4 s拉力的功率为36 W 二、填空题(每空2分，共20分) 11．小荣搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小荣对桌子________(填“做了”或“没有做”)功，这说明要对物体做功，物体还必须要在力的方向上移动一定的________。 12.新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小德爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12 km，用时10 min。已知该车的总质量为1.6×103 kg，行驶中所受阻力为车重的0.05，此过程中该车牵引力做功________J，功率为________kW，重力做功的功率是________W。(g取10 N/kg) 13. 如图是交通限速标志牌。为什么要对机动车的行驶速度进行限制，为什么在同样的道路上，对不同车型限制的车速不一样，请你补充完整下面的对比分析图：(1)________；(2)__________________；(3)____________________。 14．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由没有弹性的细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮筋长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中小球重力所做功W甲________W乙，在A点时两球的速度v甲________v乙。(均填“＞”“＜”或“＝”) 三、实验探究题(第15题8分，第16题10分，第17题10分，共28分) 15．学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。 (1)小德在单杠上做引体向上。小荣测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量________________(物理量和符号)，可算出小德引体向上的功率P＝________(用测量量的符号表示)。 (2)小德在操场上投实心球。图甲是整个投球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是________。 A．最高点时球的速度为0　　B．球在a点速度大于b点速度 C．球落地时的机械能最大 (3)小德、小荣在跑道上进行跑步训练。他们在相距为L的A、B两点同时相向匀速跑动，如图乙所示。相遇后小德立即转身以同样大小的速度折返跑回A，随后小荣也跑到A。如果小荣所用时间是小德的1.2倍，两人相遇时的位置距A为________。 16.如图甲所示，小德同学用没有弹性的细绳悬挂了一个实心小铁球，并在铁球悬挂点O点的正下方放置了一个纸盒，来探究影响物体动能大小的因素。 (1)将小球分别在A点和B点由静止释放，可以实现小球到达最低点C时的________不同。请你判断，小球从________(填“A”或“B”)点释放时，纸盒被撞击后向右运动的距离更远，由此可初步得出结论：____________________________________________。 (2)图甲实验装置可将小球到达最低点C时的动能转化为______________________，以便观察现象。 (3)若将桌面和纸盒撤去，如图乙所示，在小铁球运动到D点时细线断裂，则小球的运动轨迹最可能如图中________(填“a”“b”或“c”)所示。(忽略空气阻力) 17．近年来，高空坠物事件层出不穷，给人们的生活带来很大困扰。小荣和小点同学想探究物体的重力势能与哪些因素有关？她们进行了如下猜想： 猜想一：可能与物体的质量有关； 猜想二：可能与物体所在的高度有关。 她们在水平地面上铺一张白纸，找来三个体积相同的小球和一些颜料，将小球表面沾满颜料，从高处由静止释放，观察并记录小球在白纸上留下的圆斑；相关信息如下表所示：(已知小球的质量关系为：m1＜m2＝m3) 实验次数 m h /m 1 m1 1 2 m2 1 3 m3 1.5 根据实验过程，回答下列问题： (1)该实验中，小荣用圆斑的____________(填“清晰程度”或“面积大小”)来反映小球重力势能的大小，这种物理研究方法叫作________。 (2)如果第二次实验所得圆斑如图b所示，那么第一次就应是图________(填“a”或“c”)。 (3)对比第2、3次实验，可以初步得出结论：在质量一定时，____________________________。 (4)小点认为记录小球在白纸上留下的圆斑，可能产生实验误差，请你提出一种好的改进措施：_____________________________________________________________________________________________________________________。 四、综合应用题(第18题10分，第19题12分，共22分) 18．如图所示，电动独轮平衡车深受年轻人的青睐。爸爸给小德也买了一辆平衡车当礼物，平衡车的一些参数如表格所示。小德在广场上的水平路面上以最高速度匀速骑行了3 min。若小德的质量为45 kg，则： (1)求小德3 min骑行的距离； (2)求小德在水平路面上骑行时，车对地面的压强；(g取10 N/kg) (3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1，则求小德在水平路面上以最高速度匀速骑行时，平衡车的功率。 平衡车参数 净重 10 kg(含电池组) 最高车速 18 km/h 轮胎接地面积 5 cm2 19．跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一重为500 N的运动员从空中悬停的直升机上由静止竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15 s下落210 m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30 s，求在这个过程中： (1)运动员下落的平均速度； (2)重力做的功； (3)匀速下降时重力做功的功率。 答案 一、1. C　2. D　3. B　4. A 5. A 【点拨】动能与质量和速度的大小有关，返回舱做匀速直线运动时，质量不变，速度不变，故动能不变。故选A。 6. B 【点拨】由图丙可知，粽子在A点时的重力势能为5 J，动能接近1 J，因此粽子在A点的机械能大于5 J，故A错误；由图丙可知，粽子在B点的动能大于在A点的动能，因为粽子质量不变，所以粽子经过B点的速度比经过A点的大，故B正确；由图丙可知，粽子在C点的机械能大于粽子在A点的机械能，因此粽子应先后经过C、A，故C错误；由图丙可知，粽子在C点的重力势能大于粽子在B点的重力势能，因粽子质量不变，所以粽子在C点的高度比B点大，故D错误。故选B。 7. C 【点拨】因为弧形轨道是粗糙的，所以小球滚动过程中，小球受摩擦力，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，A、B两点等高，小球在A、B两点具有的重力势能相等，故小球在B点的动能小于在A点的动能，故AB错误；由上述分析可知，vA>vB，由题意可知小球在C点速度为0，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC，故C正确；由上述分析可知，小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。故选C。 8. C 【点拨】由F­v图像可知，F与v的关系式为F＝kv＋b(其中k＜0，b>0)，由P＝＝＝Fv可知，P与v的关系式为P＝Fv＝(kv＋b)×v＝kv2＋bv(其中k＜0，b>0)，由数学知识可知，P与v的关系图像为开口方向向下的抛物线。故选C。 9. BD 【点拨】a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小，到达b时，弹簧恢复到原长，所以此时弹簧弹力为0，故A错误；b→c的过程中，即离开地面上升的过程中，小德和弹跳杆的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中动能主要转化为重力势能，故B正确；a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，小德所受向上的弹力大于向下的重力，小德做加速运动，随着弹簧形变量的减小，小德所受弹力减小，当小德所受弹力等于重力时，小德的速度达到最大，弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小德做减速运动，而b→c的过程中，小德在重力作用下做减速运动，所以，a→c的过程中，小德先加速后减速，在b状态时速度并不是最大(此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段中的某刻)，故C错误；由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大，小德处于最低位置，速度为0，故小德动能为0，故D正确。故选BD。 10. A 【点拨】由图甲可知，9～12 s内，拉力F4＝6 N，由图乙知，9～12 s内，物体做匀速直线运动，v4＝1 m/s，所以9～12 s内物体移动的距离s4＝v4t4＝1 m/s×3 s＝3 m，则9～12 s内拉力对物体做功W＝F4s4＝6 N×3 m＝18 J，故A正确；由图乙知，0～3 s内，物体速度为0，处于静止状态，没有在拉力F的方向上移动距离，拉力不做功，故B错误；由图甲可知，3～6 s内，拉力F2＝9 N，由图乙知，3～6 s内，物体运动速度逐渐增大，由P＝＝＝Fv可知，功率逐渐变大，故C错误；由图甲可知，第4 s拉力的大小F2＝9 N，由图乙可知，3 s时速度为0，6 s时速度为3 m/s，3～6 s内物体在相同时间内速度的变化量相等，所以第4 s物体的速度为1 m/s，由P＝＝＝Fv可知，第4 s时拉力的功率P2＝F2v2＝9 N×1 m/s＝9 W，故D错误。故选A。 二、11. 没有做；距离　12. 9. 6×106；16；0 13. (1)不同车型　(2)车速相同，质量不同 (3)质量越大，动能越大 【点拨】对于同一辆车，质量相同，速度越大，具有的动能就越大，发生交通事故时造成的损失就越大，所以对机动车的行驶速度要进行限制；不同车型，质量不同，速度相同时，车的质量越大，具有的动能就越大，发生交通事故时造成的损失就越大，所以对不同车型限制的车速不同。 14. ＝；＜ 【点拨】由题知，两球的质量相同，则重力相等，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W＝Gh可知，该过程中小球重力所做功W甲＝W乙；由题知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，细绳不会伸长，而橡皮筋会伸长，不计空气阻力，小球到达A点时，甲球的重力势能转化为甲球动能和橡皮筋的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为乙球的动能，这样，在最低点时，乙球的动能较大，其速度较大，即v甲＜v乙。 三、15. (1)小德的重力G ; 　(2)B　(3) L 【点拨】(3)设两人相遇时的时间为t1，两人相遇时的位置距A为L1，则小德的速度为v1＝，小荣的速度为v2＝。则整个过程中，小德所用的时间t小德＝2t1，小荣用的时间为t小荣＝＝＝，小荣所用时间是小德的1. 2倍，则有＝1. 2×2t1，解得L1＝L。 16. (1)速度；A ；质量相同时，物体速度越大，动能越大 (2)纸盒向右运动的距离　(3)c 17. (1)面积大小；转换法　(2)a　(3)物体所处的高度越高，其重力势能越大　(4)让小球落在细沙上，通过沙坑的深度反映小球的重力势能(合理即可) 【点拨】(1)小球的重力势能可以通过小球与白纸的接触面积(圆斑的面积大小)反映出来，这种方法是转换法。(2)实验中，在质量相同时，高度越高，落在白纸上时，圆斑的面积越大，如果第二次实验所得圆斑如图b所示，那么第一次就应是图a。(3)根据控制变量法对比第2、3次实验，可以初步得出结论：在质量一定时，物体所处的高度越高，物体的重力势能越大。(4)可以让小球落在细沙上，测量小球砸出的沙坑的深度，通过沙坑的深度反映小球的重力势能。 四、18. 【解】(1)小德3 min骑行的距离s＝vt＝18 km/h×3× h＝0. 9 km＝900 m。 (2)小德在水平路面上骑行时，车对地面的压力F＝G总＝m总g＝(45 kg＋10 kg)×10 N/kg＝550 N，车对地面的压强p＝＝＝1. 1×106 Pa。 (3)小德骑行平衡车时，平衡车所受阻力f＝0. 1G总＝0. 1×550 N＝55 N， 因为匀速行驶，平衡车水平方向受力平衡，所以牵引力F′＝f＝55 N， 平衡车的功率P＝＝＝F′v＝55 N×18× m/s＝275 W。 19. 【解】(1)由题可知，运动员在0～15 s内下落的路程为s前＝210 m，由图像可知，15 s后运动员以6 m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15～30 s内通过的路程为s后＝vt后＝6 m/s×15 s＝90 m；运动员通过的总路程s＝s前＋s后＝210 m＋90 m＝300 m，总时间为t＝30 s，则整个过程中运动员下落的平均速度v′＝＝＝10 m/s。 (2)运动员下落的高度h＝s＝300 m，重力做的功W＝Gh＝500 N×300 m＝1. 5×105 J。 (3)匀速下降时，重力做功的功率P＝＝＝Fv＝Gv＝500 N×6 m/s＝3×103 W。 ( 8 ) 学科网（北京）股份有限公司 $