专题30 《功和机械能》单元核心素养达标突破（难度大）检测试卷-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

2026年上学期人教版物理八年级新教材下册课节知识点精编练习题（全国通用） 第十一章 功和机械能 专题30 《功和机械能》单元核心素养达标突破（难度大）检测试卷 （满分100分，答题时间70分钟） 一、选择题(本题共10小题，每小题3分，共30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. “估测”是物理学中常用的一种方法。作为一名中学生的小明尝试估测了与自己身体等相关的一些物理量，其中较为符合实际的是（　　） A. 他此时考场内大气压约为3个标准大气压 B．他双脚站立时对水平地面的压强约为200Pa C．他正常骑自行车的功率约为7000W D．他从一楼走到三楼所做的功约为3000J 2. 用大小不同的力F甲、F乙且F甲>F乙，分别拉同一个物体，两个力所做的功W与物体在力的方向上移动的距离的关系图象描述正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 重力为G，长为L的均匀直棒悬挂成竖直状态，现在棒的下端施加一水平拉力F，让棒缓慢转过θ角后停止转动。若不让摩擦，则棒在转动过程中（ ） A.拉力F逐渐变大，拉力不做功 B.拉力F逐渐变小，拉力做功为GL C.拉力F不变，拉力做功为GLcosθ D.拉力F逐渐变大，拉力做功为GL（1－cosθ） 4．校篮球赛上，某同学使用频闪相机记录了投出的篮球每隔相等的时间在空中的位置，如图所示。下列关于篮球的分析正确的是（　　） A．重力在fg段做功比在ef段少 B．重力在fg段做功比在ef段快 C．从a到d，重力势能逐渐减小 D．从a到d，重力势能转化为动能 5. 两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动， 两次物体运动的路程（s）-时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（ ） A.两次物体运动的速度：v1<v2 B.0~6s，两次拉力对物体做功的功率：P1<P2 C.两次物体所受的拉力：F1<F2 D.0~6s，两次拉力对物体所做的功：W1>W2 6．如图甲所示，在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动，当水平推力为时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示：当水平推力为时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示，若两次推力的功率分别为、，则（　　） A．， B．， C．， D．， 7. 如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（ ） A.小球在b和d时重力势能和动能都相等 B.小球从a到d的过程中部分机械能转化为其他形式的能 C.小球从a到c，重力势能转化为动能 D.小球从c到d，动能转化为重力势能 8.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（ ） A.t1时刻小球的动能最大 B.t2时刻小球的动能最大 C.t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少 D.t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 9．杭州亚运会中国撑杆跳名将李玲打破赛会纪录夺冠赢得观众阵阵掌声。如图所示，运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升：C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升：D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．在A→B阶段人的动能逐渐增大 B．在B→C阶段杆的弹性势能增大 C．在C→D阶段人的重力势能增大 D．在D→E阶段中人的机械能减小 10．甲，乙两个完全相同的小球，从同一位置以相同速度分别竖直上抛和斜上抛，空气对小球的阻力忽略不计。下列关于甲乙两球两次上抛过程的分析正确的是（    ） A．小球的动能全部转化为重力势能 B．上升的高度不相同 C．最高点动能相同 D．最高点时所具有的机械能不相同 二、填空题(本题共8小题，每空1分，共18分） 1. 老师和同学用相同的时间从教学楼一楼登上三楼的教室，老师的质量比同学的质量大，这一过程中，______克服自身重力做的功较多，_______克服重力做功的功率较小。（均选填“老师”或“同学”） 2. 在体育课上的跳绳测试中，小刚在1min内跳了100次，每次腾空的高度约为5cm。已知他自身受到的重力为600N，则他每次腾空要克服重力做功约___________J，他跳绳100次克服重力做功的平均功率约是___________W。 3. 一种露营折叠小推车，装满物品后车总重，小知同学用的水平拉力，拉着小推车在水平路面上匀速直线前进了。在这个过程中： （1）小知对小推车做功_________J，重力对小推车做功的功率为______W； （2）小推车的机械能__________。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 4．如图所示是一座高山的等高线图（即同一等高线上每点高度均相同），登山运动员在A点的重力势能_______在B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中弓的______能转化为箭的重力势能与动能。 5.人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，当卫星从远地点向近地点运动过程中，势能________，速度________。（均选填“增大”或“减小”） 6．中国的载人航天技术已经取得了举世瞩目的成就，其中，返回技术已经处于世界领先水平，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为如图所示。返回器由A点到B点的动能________（填“变大”“不变”或“变小”）；B点返回器的机械能________（填“等于”或“不等于”）C点返回器的机械能。 7. 如图，2023年5月28日，我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机C919圆满完成商业首飞。“C919”加速升空时，机械能________（选填“增大”或“减小”）；它飞行时利用“流体流速越大的位置，压强越_____”（选填“大”或“小”）的原理获得向上升力。 8．新疆是个美丽的地方，新疆的天池更是以她高山湖泊的特点著称。某游客在天池的山底对着一个山崖喊话，经过0.4s后听到回声。该游客距离山崖_________m（声速取340m／s）。现有两缆车从山底匀速向山顶运动，缆车甲相对于山的速度大于缆车乙相对于山的速度，以缆车甲为参照物，缆车乙向_________运动；缆车乙在匀速上山的过程中机械能___________。（选填“守恒”或“不守恒”）。 三、作图题(本题共2小题，每小题4分，共8分） 1. 现行《电动自行车通用技术条件》（GB17761）国家标准的电动自行车主要技术性能要求：电动自行车最高车速不大于20km/h，整车质量（净重）不大于40kg，具有良好的脚踏骑行功能联系所学的物理知识，分别解释限定电动自行车的质量和速度的原因。 2.鞍山籍自由式滑雪运动员徐梦桃在北京冬奥会上获得冠军。如图所示是她比赛中的部分运动轨迹。 （1）徐梦桃比赛时穿的滑雪板为什么设计得又宽又大？ （2）她能从B点继续向上运动到C点的原因是什么？此运动过程中能量是怎样转化的？（不计空气阻力） 四、实验探究题(本题共3小题，每空1分，共21分） 1. （8分）学习了功率的知识后，郑语梦和张馨心两位同学想测量自己通常情况下爬楼的功率，她们测试前设计 了如下问题，请你帮忙补充完整。 （1）实验原理：_________。（写出公式） （2）需要测量的物理量有质量m、_________、_________。（写出物理量即表示物理量的字母） （3）需要的测量器材有_________、_________、_________。 小明和小红同学都觉得测功率需要多次实验，他们给出了以下 2 种方法： 小明：每天测 1 次自己正常爬楼的功率，一星期后把测得的所有值取平均值 小红：在 2h内不断地爬楼n次，最后求出n次爬楼的平均值 其中，_________（选填“小明”“小红”），求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率，若换用另一种方法，最终求得的值将比通常情况下的功率值偏_______（“大”“小”）。 2．（5分）小明同学发现高速公路上不同车型的汽车限速不同如图甲所示，他猜想物体动能的大小可能与其质量和速度的大小有关。 为了验证自己的猜想，他设计了如下实验：将细线悬挂的小球适当地拉起一定高度，由静止释放去撞击木块，如图所示； (1)实验中探究的动能是指________ （填序号）； A．小球在下落过程中的动能 B．小球即将撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击后的动能 (2)本实验中，物体的动能大小可以通过观察_____________来判断； (3)要探究动能大小与速度的关系，发现将同一小球由静止释放，被拉起的高度越高，小球撞击后木块移动的距离越大，说明________； (4)小明利用如图丙所示装置进一步探究超速和超载给汽车带来的安全隐患哪一种情况更严重。他在实验室中找到A、B（mB＝2mA）两个大小相同的小球。在探究超载带来的安全隐患时，他将A、B两个小球从同一高度h由静止释放，发现B小球推动木块滑行的距离是A小球推动木块滑行距离的2倍；探究超速带来的安全隐患时，接下来的操作是①_______，分析实验现象和数据，若② _______，则说明超速带来的安全隐患更大。 3．（8分）在研究“影响重力势能大小的因素”时，同学提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关 他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 （1）本实验是通过观察_______来判断重力势能大小的； （2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：重力势能的大小与物体的质量有关；当物体所在的高度和_____相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径___________（选填“有关”或“无关”）； （4）在探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验中，课本“加油站”指出，“小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达斜面底端的速度只与起点的高度有关，起点越高，到达底端的速度越大。”请你从能量转化的角度解释其中的道理。______ 五、综合应用题(本题共3小题，共23分） 1. （4分）如图所示，用100N的力将50N重的物体A压在竖直墙壁B上，物体沿墙壁向下匀速滑行了0.5m。求： （1）重力做的功； （2）压力做的功。 2. （9分）图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg） （1）机器人对水平地面的压强； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功。 3. （10分）图甲所示为轮椅专用通道，通道斜面长12m，高1.5m。一位老人乘坐电动轮椅在此通道上沿直线匀速向上行驶至水平台面用时10s，人和电动轮椅的总质量为90kg。 （1）沿通道匀速向上行驶的过程中，人和轮椅的重力势能________，动能________；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）求电动轮椅沿通道运动时的速度； （3）求电动轮椅由地面行驶至水平台面的过程中，克服人和轮椅的总重力所做功的功率；（g取10N/kg） （4）图乙所示为此人坐着轮椅静止在水平地面时的情景，O为人体和轮椅整体的重心，请在图乙中画出此时人和轮椅整体受力的示意图； （5）图乙中人和轮椅对水平地面的压强为1.5×105Pa，求轮胎与水平地面的接触面积______。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年上学期人教版物理八年级新教材下册课节知识点精编练习题（全国通用） 第十一章 功和机械能 专题30 《功和机械能》单元核心素养达标突破（难度大）检测试卷 （满分100分，答题时间70分钟） 一、选择题(本题共10小题，每小题3分，共30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. “估测”是物理学中常用的一种方法。作为一名中学生的小明尝试估测了与自己身体等相关的一些物理量，其中较为符合实际的是（　　） A. 他此时考场内大气压约为3个标准大气压 B．他双脚站立时对水平地面的压强约为200Pa C．他正常骑自行车的功率约为7000W D．他从一楼走到三楼所做的功约为3000J 【答案】D 【解析】A．考场内大气压接近1个标准大气压，故A不符合题意； B．一个普通中学生的体重，站在水平地面上与地面的接触面积，则他对地的压强约为 故B不符合题意； C．中学生正常匀速骑自行车时，自行车受到的阻力约为20N，则人蹬车时的动力；骑车的速度约为4m/s，所以骑车的功率约为 故C不符合题意； D．中学生的体重在500N左右,一楼走到三楼的高度大约6m,所以从一楼走到三楼所做的功约为 故D符合题意。故选D。 2. 用大小不同的力F甲、F乙且F甲>F乙，分别拉同一个物体，两个力所做的功W与物体在力的方向上移动的距离的关系图象描述正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】AB.因为W=Fs，且F甲>F乙，所以当移动距离均为s时，两个力做的功W甲>W乙，故A正确，B错误； CD.因为W=Fs，所以在拉力一定时，拉力所做的功与距离成正比，故CD错误。故选A。 3. 重力为G，长为L的均匀直棒悬挂成竖直状态，现在棒的下端施加一水平拉力F，让棒缓慢转过θ角后停止转动。若不让摩擦，则棒在转动过程中（ ） A.拉力F逐渐变大，拉力不做功 B.拉力F逐渐变小，拉力做功为GL C.拉力F不变，拉力做功为GLcosθ D.拉力F逐渐变大，拉力做功为GL（1－cosθ） 【答案】D 【解析】棒在转动过程中，拉力F是做功的，且是变力做功，直接用W=Fs无法求出功的大小。拉力F做的功等于克服棒的重力所做的功。棒在水平拉力作用下转动的过程中，棒的重力的力臂逐渐变大，拉力F的力臂逐渐变小，由杠杆平衡条件可知，拉力逐渐变大。 因为棒缓慢转过θ角时，停止转动，又不计摩擦，所以拉力F做的功等于棒增加的重力势能，即克服棒的重力所做的功。棒转过θ角时，棒的重心增加的高度： h=L－Lcomθ=L（1－comθ） 拉力F做的功为： W=Gh=GL（1－comθ） 故正确答案选D。 4．校篮球赛上，某同学使用频闪相机记录了投出的篮球每隔相等的时间在空中的位置，如图所示。下列关于篮球的分析正确的是（　　） A．重力在fg段做功比在ef段少 B．重力在fg段做功比在ef段快 C．从a到d，重力势能逐渐减小 D．从a到d，重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】A．篮球下落过程中，重力对它做功，由图可知，fg段高度差大于ef段高度差，根据可知重力在fg段做功比在ef段多，故A错误； B．篮球下落过程中，重力对它做功，下落时它的速度越来越快，根据 可知，篮球所受的重力在fg段做功比在ef段快，故B正确； C．从a到d，篮球的高度逐渐增大，它的重力势能逐渐增大，故C错误； D．从a到d，篮球的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，篮球的动能转化为重力势能，故D错误。故选B。 5. 两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动， 两次物体运动的路程（s）-时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（ ） A.两次物体运动的速度：v1<v2 B.0~6s，两次拉力对物体做功的功率：P1<P2 C.两次物体所受的拉力：F1<F2 D.0~6s，两次拉力对物体所做的功：W1>W2 【答案】D 【解析】A.由图像可知，相同时间内第一次运动通过的路程大于第二次运动通过的路程，所以第一次的运动速度大于第二次的运动速度，即v1＞v2，故A错误； BC.同一物体两次都做匀速直线运动，所以拉力等于摩擦力，因为接触面受到的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以摩擦力不变，所以两次拉力相等，0~6s，第一次的运动速度大于第二次的运动速度，由P=Fυ可知，P1>P2，故BC错误； D.0~6s，第一次运动通过的路程大于第二次运动通过的路程，两次拉力相等，由W=Fs可知，第一次做的功更多，即W1>W2，故D正确。故选D。 6．如图甲所示，在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动，当水平推力为时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示：当水平推力为时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示，若两次推力的功率分别为、，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【解析】物体在两个力的作用下，在水平地面上做匀速直线运动，物体受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等；两次推动过程中，物体对水平地面的压力及接触面粗糙程度相同，则物体受到的滑动摩擦力相同，所以，两次的推力相等，即。由图乙可知，当水平推力为时，物体做匀速直线运动，速度为 由图丙知，当水平推力为时，物体做匀速直线运动，速度为5m/s，根据可知，，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 7. 如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（ ） A.小球在b和d时重力势能和动能都相等 B.小球从a到d的过程中部分机械能转化为其他形式的能 C.小球从a到c，重力势能转化为动能 D.小球从c到d，动能转化为重力势能 【答案】A 【解析】A.由于接触面粗糙，小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能=动能+势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故A错误； B.小球从a到d的过程中，克服阻力做功，部分机械能转化为内能，故B正确； C.小球从a到c加速下滑，小球质量不变，速度增大，故动能增大；同时高度减小，重力势能减小，所以小球的重力势能转化为动能，故C正确； B.小球从c到d减速上坡，小球质量不变，速度减小，故动能减小；同时高度增加，重力势能增大，所以小球的动能转化为重力势能，故D正确。故选：A。 8.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（ ） A.t1时刻小球的动能最大 B.t2时刻小球的动能最大 C.t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少 D.t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 【答案】D 【解析】A.t1时刻是小球与弹簧开始接触的时刻，此时小球向下加速运动，在弹力增大到等于重力之前小球一直加速，所以t1时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。故A错误。 B.t2时刻是指弹簧被压到最低点，此时小球速度为零，小球动能全部转化为弹簧的弹性势能。所以t2时刻小球动能最小。故B错误。 CD.t2到t3时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程，t3时刻弹力为零，即弹性势能为零，小球动能最大。所以在t2到t3时间内，小球动能一直在增加，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。故C错误，D正确。 9．杭州亚运会中国撑杆跳名将李玲打破赛会纪录夺冠赢得观众阵阵掌声。如图所示，运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升：C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升：D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．在A→B阶段人的动能逐渐增大 B．在B→C阶段杆的弹性势能增大 C．在C→D阶段人的重力势能增大 D．在D→E阶段中人的机械能减小 【答案】D 【解析】A．A→B助跑加速阶段，质量不变，速度增大，则动能增大，故A正确，不符合题意； B．B→C阶段，杆弯曲程度增大，杆的弹性势能与形变量有关，形变量变大，所以弹性势能增大，故B正确，不符合题意； C．C→D阶段，人的高度上升，质量不变，所以重力势能变大，故C正确，不符合题意； D．D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计，重力势能转化为动能，机械能守恒，故D错误，符合题意。故选D。 10．甲，乙两个完全相同的小球，从同一位置以相同速度分别竖直上抛和斜上抛，空气对小球的阻力忽略不计。下列关于甲乙两球两次上抛过程的分析正确的是（    ） A．小球的动能全部转化为重力势能 B．上升的高度不相同 C．最高点动能相同 D．最高点时所具有的机械能不相同 【答案】B 【解析】A．空气对小球的阻力忽略不计，甲球上抛的过程将小球的动能全部转化为重力势能，到最高点时甲的速度为零，斜向上抛出的小球运动到最高点时，动能没有全部转化为重力势能，乙的速度不为零，故A错误； B．甲、乙两球上抛的过程，乙在最高点仍有动能，所以重力势能小，所以上升的高度不相同，故B正确； C．甲、乙两球上抛的过程机械能守恒，甲在最高点没有动能，乙在最高点仍有动能，到最高点动能不相同，故C错误； D．相同的小球从同一位置以相同速度v0抛出，机械能相等，整个过程机械能守恒，所以甲、乙两球上抛到最高点时所具有的机械能相同，故D错误。故选B。 二、填空题(本题共8小题，每空1分，共18分） 1. 老师和同学用相同的时间从教学楼一楼登上三楼的教室，老师的质量比同学的质量大，这一过程中，______克服自身重力做的功较多，_______克服重力做功的功率较小。（均选填“老师”或“同学”） 【答案】老师 同学 【解析】登楼过程中，人克服自身重力做的功为 两人登楼高度相同，老师的质量比同学的质量大，所以，老师克服自身重力做的功较多。 老师克服自身重力做的功较多，两人登楼时间相同，根据可知，同学克服重力做功的功率较小。 2. 在体育课上的跳绳测试中，小刚在1min内跳了100次，每次腾空的高度约为5cm。已知他自身受到的重力为600N，则他每次腾空要克服重力做功约___________J，他跳绳100次克服重力做功的平均功率约是___________W。 【答案】 30 50 【解析】每次腾空克服重力做功 跳绳100次克服重力做功的功率 3. 一种露营折叠小推车，装满物品后车总重，小知同学用的水平拉力，拉着小推车在水平路面上匀速直线前进了。在这个过程中： （1）小知对小推车做功_________J，重力对小推车做功的功率为______W； （2）小推车的机械能__________。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 （1） 2500 0 （2） 不变 【解析】（1）小知对小推车做的功为 由于在重力的方向上没有移动的距离，所以重力对小推车不做功，所以功率为0W。 （2）小推车在水平路面上匀速直线前进了，小推车的质量不变，速度不变，高度不变，因此动能不变，重力势能不变，由于机械能是动能和重力势能的总和，所以小推车的机械能不变。 4．如图所示是一座高山的等高线图（即同一等高线上每点高度均相同），登山运动员在A点的重力势能_______在B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中弓的______能转化为箭的重力势能与动能。 【答案】小于 弹性势 【解析】物体重力势能的影响因素是质量和高度，运动员B点到A点质量不变，而由图知B点的高度大于A点的高度，所以A点的重力势能小于B点的重力势能。 “会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，其中“弓”被拉弯，是因为弓发生了弹性形变而具有弹性势能，弓的弹性势能让箭向天空飞射而出，转化为箭矢的重力势能与动能。 5.人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，当卫星从远地点向近地点运动过程中，势能________，速度________。（均选填“增大”或“减小”） 【答案】减小；增大 【解析】卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小，由于卫星在运行过程中机械能保持不变，则动能增大，速度增大。 6．中国的载人航天技术已经取得了举世瞩目的成就，其中，返回技术已经处于世界领先水平，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为如图所示。返回器由A点到B点的动能________（填“变大”“不变”或“变小”）；B点返回器的机械能________（填“等于”或“不等于”）C点返回器的机械能。 【答案】变小 等于 【解析】由图知，返回器由A点到B点，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小。 在BC段，返回器处在大气层外，没有受到空气的阻力，由于机械能是守恒的，所以，B点返回器的机械能等于C点返回器的机械能。 7. 如图，2023年5月28日，我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机C919圆满完成商业首飞。“C919”加速升空时，机械能________（选填“增大”或“减小”）；它飞行时利用“流体流速越大的位置，压强越_____”（选填“大”或“小”）的原理获得向上升力。 【答案】 增大 小 【解析】“C919”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，机械能增大。 飞机机翼上方是凸形的，下方是平的，相同时间内，空气通过上方的路程大，通过下方的路程小，通过上方的速度大，通过下方的速度小，根据流体流速越大，压强越小，飞机机翼上方的压强小，下方压强大，机翼受到压强差的作用，受到压力差的作用，从而产生向上的升力。 8．新疆是个美丽的地方，新疆的天池更是以她高山湖泊的特点著称。某游客在天池的山底对着一个山崖喊话，经过0.4s后听到回声。该游客距离山崖_________m（声速取340m／s）。现有两缆车从山底匀速向山顶运动，缆车甲相对于山的速度大于缆车乙相对于山的速度，以缆车甲为参照物，缆车乙向_________运动；缆车乙在匀速上山的过程中机械能___________。（选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】68 山底 不守恒 【解析】该游客距离山崖 由题可知，缆车甲的大于缆车乙的速度，所以以缆车甲为参照物，即把甲车看作是静止的，其缆车乙相对于甲车是向山底运动的。 缆车乙在匀速上山的过程中，速度不变，质量不变，则动能不变；高度变大，则重力势能变大，可知机械能变大，故机械能不守恒。 三、作图题(本题共2小题，每小题4分，共8分） 1. 现行《电动自行车通用技术条件》（GB17761）国家标准的电动自行车主要技术性能要求：电动自行车最高车速不大于20km/h，整车质量（净重）不大于40kg，具有良好的脚踏骑行功能联系所学的物理知识，分别解释限定电动自行车的质量和速度的原因。 【答案】见解析 【解析】自行车的质量越大，其惯性越大，在紧急刹车时，越不容易刹住车，容易造成危险，因此要限制电动自行车的质量；自行车的质量越大、速度越大，其动能越大，一旦发生交通事故，所能做的功就越多，造成的危害越大，因此要限制电动自行车的质量和速度。 2.鞍山籍自由式滑雪运动员徐梦桃在北京冬奥会上获得冠军。如图所示是她比赛中的部分运动轨迹。 （1）徐梦桃比赛时穿的滑雪板为什么设计得又宽又大？ （2）她能从B点继续向上运动到C点的原因是什么？此运动过程中能量是怎样转化的？（不计空气阻力） 【答案】（1）在压力一定时，通过增大受力面积，减小压强（2）见详解 动能转化为重力势能 【解析】（1）徐梦桃比赛时穿的滑雪板设计得又宽又大是为了在压力一定时，通过增大受力面积，减小压强。 （2）她能从A点运动到B点，将重力势能转化为动能，速度不断增大，到达B点后由于惯性，仍然要保持原来的运动状态继续向前运动，所以能从B点继续向上运动到C点。 从B点继续向上运动到C点，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，所以是动能转化为重力势能。 四、实验探究题(本题共3小题，每空1分，共21分） 1. （8分）学习了功率的知识后，郑语梦和张馨心两位同学想测量自己通常情况下爬楼的功率，她们测试前设计 了如下问题，请你帮忙补充完整。 （1）实验原理：_________。（写出公式） （2）需要测量的物理量有质量m、_________、_________。（写出物理量即表示物理量的字母） （3）需要的测量器材有_________、_________、_________。 小明和小红同学都觉得测功率需要多次实验，他们给出了以下 2 种方法： 小明：每天测 1 次自己正常爬楼的功率，一星期后把测得的所有值取平均值 小红：在 2h内不断地爬楼n次，最后求出n次爬楼的平均值 其中，_________（选填“小明”“小红”），求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率，若换用另一种方法，最终求得的值将比通常情况下的功率值偏_______（“大”“小”）。 【答案】（1）；（2）楼高h；时间t；（3）台秤；米尺；秒表；小明；小 【解析】（1）上楼的过程就是克服重力做功的过程，爬楼的功率： （2）（3）根据上面的公式可知，只要用台秤测出他的质量m、用米尺测量出楼高h、用秒表测量出上楼的时间t即可； 若在 2h内不断地爬楼n次，由于受到体力的影响，爬楼的时间会越来越长，爬楼的功率会越来越小，最终求得的值将比通常情况下的功率值偏小； 因此，按照小明的方法求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功率。 2．（5分）小明同学发现高速公路上不同车型的汽车限速不同如图甲所示，他猜想物体动能的大小可能与其质量和速度的大小有关。 为了验证自己的猜想，他设计了如下实验：将细线悬挂的小球适当地拉起一定高度，由静止释放去撞击木块，如图所示； (1)实验中探究的动能是指________ （填序号）； A．小球在下落过程中的动能 B．小球即将撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击后的动能 (2)本实验中，物体的动能大小可以通过观察_____________来判断； (3)要探究动能大小与速度的关系，发现将同一小球由静止释放，被拉起的高度越高，小球撞击后木块移动的距离越大，说明________； (4)小明利用如图丙所示装置进一步探究超速和超载给汽车带来的安全隐患哪一种情况更严重。他在实验室中找到A、B（mB＝2mA）两个大小相同的小球。在探究超载带来的安全隐患时，他将A、B两个小球从同一高度h由静止释放，发现B小球推动木块滑行的距离是A小球推动木块滑行距离的2倍；探究超速带来的安全隐患时，接下来的操作是①_______，分析实验现象和数据，若② _______，则说明超速带来的安全隐患更大。 【答案】(1)B (2)小球推动木块移动的距离 (3)当质量相同时，物体的速度越大，物体的动能越大 (4)将A球从2h高度由静止释放，记录木块滑行的距离长短 A小球从2h高度处下落后推动木块滑行距离大于A小球从h高度处下落后推动木块滑行距离的2倍 【解析】（1）小球下落到水平面时因为具有动能才能撞击木块，实验中探究的动能是指小球即将撞击木块时的动能，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）根据转换法，本实验中，物体的动能大小可以通过观察小球推动木块移动的距离来判断。 （3）将同一小球由静止释放，被拉起的高度越高，小球具有的重力势能越大，下落时，重力势能转化为动能，因此小球具有的动能越大，小球的速度越大，小球撞击后木块移动的距离越大，说明：当质量相同时，物体的速度越大，物体的动能越大。 （4）若要探究超速带来的安全隐患时，根据控制变量法可知，控制质量不变，改变小球在斜面的高度，因此接下来的操作是将A球从2h高度由静止释放，记录木块滑行的距离长短；分析实验现象和数据，若A小球从2h高度处下落后推动木块滑行距离大于A小球从h高度处下落后推动木块滑行距离的2倍，则说明超速带来的安全隐患更大。 3．（8分）在研究“影响重力势能大小的因素”时，同学提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关 他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，刻度尺一把，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示。 为验证猜想，他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落，测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和，如图甲所示；然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落，质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。测得C、D小球陷入花泥的深度均为，且。 （1）本实验是通过观察_______来判断重力势能大小的； （2）分析图甲所示的实验现象，可得出结论：重力势能的大小与物体的质量有关；当物体所在的高度和_____相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）分析图乙所示的实验现象，发现两球运动的路径不同，但陷入花泥的深度相同，由此可知物体的重力势能与物体运动的路径___________（选填“有关”或“无关”）； （4）在探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验中，课本“加油站”指出，“小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达斜面底端的速度只与起点的高度有关，起点越高，到达底端的速度越大。”请你从能量转化的角度解释其中的道理。______ 【答案】（1）小球陷入花泥中的深度（2） 运动路径（3） 无关 （4） 见解析 【解析】（1）实验中用到转换法，通过球陷入花泥的深度来反映小球重力势能的大小。 （2）图甲中，比较A、B两球，下落高度和运动路径都相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥深度更大，由此可得出结论：当物体的高度、运动路径相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）图乙中，比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球陷入花泥深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （4）同一小球，高度越高，重力势能越大；小球从斜面上滑下，重力势能转化为动能，重力势能越大，到达斜面底端的动能就越大；动能与速度和质量有关，质量不变时，当动能越大，速度就越大。 五、综合应用题(本题共3小题，共23分） 1. （4分）如图所示，用100N的力将50N重的物体A压在竖直墙壁B上，物体沿墙壁向下匀速滑行了0.5m。求： （1）重力做的功； （2）压力做的功。 【答案】 （1）25J （2）0J 【解析】（1）重力做的功 W=Gh=50N×0.5m=25J （2）物体竖直向下运动，压力的方向水平向左，物体在压力方向上没有移动距离，所以压力做功为0J。 2. （9分）图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg） （1）机器人对水平地面的压强； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功。 【答案】（1）；（2）40N；（3）1200J 【解析】（1）机器人的重力 机器人对水平地面的压强 （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时，受平衡力，牵引力等于阻力，则牵引力 （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s移动的距离 此过程中牵引力做的功 答：（1）机器人对水平地面的压强是； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功是1200J。 3. （10分）图甲所示为轮椅专用通道，通道斜面长12m，高1.5m。一位老人乘坐电动轮椅在此通道上沿直线匀速向上行驶至水平台面用时10s，人和电动轮椅的总质量为90kg。 （1）沿通道匀速向上行驶的过程中，人和轮椅的重力势能________，动能________；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）求电动轮椅沿通道运动时的速度； （3）求电动轮椅由地面行驶至水平台面的过程中，克服人和轮椅的总重力所做功的功率；（g取10N/kg） （4）图乙所示为此人坐着轮椅静止在水平地面时的情景，O为人体和轮椅整体的重心，请在图乙中画出此时人和轮椅整体受力的示意图； （5）图乙中人和轮椅对水平地面的压强为1.5×105Pa，求轮胎与水平地面的接触面积______。 【答案】 （1） 增大 不变 （2） 1.2m/s （3） 135W （4） （5） 6×10-3m2 【解析】（1）沿通道匀速向上行驶的过程中，人的和轮椅的质量不变，高度升高，重力势能增大，速度不变，动能不变。 （2）电动轮椅沿通道运动时的速度 （3）电动轮椅由地面行驶至水平台面的过程中，克服人和轮椅的总重力所做的功 克服人和轮椅的总重力所做功的功率 （4）人坐着轮椅静止在水平地面，整体处于平衡状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，二者大小相等，如图所示： （5）图乙中人和轮椅对水平地面的压强为1.5×105Pa，已知人和轮椅对地面的压力为 由可知，轮胎与水平地面的接触面积 1 学科网（北京）股份有限公司 $