第十一章 功和机械能 单元测试卷-2025-2026学年八年级物理下册同步考点精讲与热点题型精练（人教版2024）

**基本信息** 以“功和机械能”为核心，融合起重机、冰壶、无人机、AI机器人等科技与生活情境，覆盖基础概念到综合应用，适配初中物理单元复习，全面考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14题/42分|功的条件（题1）、功率计算（题4）、动能势能转化（题6）|结合冰壶比赛（题2）、航天返回舱（题6）等真实场景，梯度设置基础到能力题| |填空题|8题/16分|能量转化（题15）、摩擦力与功（题16）、重力势能（题17）|融入《天工开物》记载（题15），体现文化传承与物理知识结合| |实验探究题|3题/18分|动能影响因素（题23）、弹性势能（题25）|通过木块滑行距离反映动能（题23），用转换法培养科学探究能力| |计算题|2题/24分|牵引力计算（题26）、功率计算（题27）|结合超音速汽车（题26）、AI机器人（题27），综合应用物理公式解决实际问题|

第十一章 功和机械能 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（　　） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 解：提升过程中，重物受到提力作用，并在提力的作用下运动了一段距离，所以提力在提升过程中做了功； 在悬停过程，重物受到提力作用，但没有移动距离，所以在悬停过程不做功。 答案：D。 2．如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中（　　） A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324J C．冰壶克服阻力做功为54J D．冰壶克服阻力做功为45J 解：由题知，冰壶在AB段才受推力的作用，运动员的推力对冰壶做的功为：W＝Fs＝9N×6.0m＝54J； 从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中冰壶克服阻力做功为：W'＝fs'＝1.5N×（6.0m+24.0m+6.0m）＝54J。 答案：C。 3．如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快 C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快 解：两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到二楼，砖的总重力相同，砖上升的高度相同，根据公式W＝Gh可知，大人和小孩对砖所做的功相同； 运砖时上升的高度相同，小孩用的时间比大人多，大人和小孩对砖所做的功相同，根据公式可知，大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大，大人对砖做功更快，故D正确。 答案：D。 4．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 解：因为用相同的力移动相同的距离，根据W＝Fs可知它们两次做功相等，所用时间相同，根据得到功率的大小相同。 答案：C。 5．在内径约为1cm玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（　　） A．2×10﹣5W B．2×10﹣4W C．2×10﹣3W D．2×10﹣2W 解：由图可知，气泡的体积约为1cm3，因为气泡浸没在水中，所以气泡排开水的体积：V排＝V＝1cm3， 则气泡受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣6m3＝1×10﹣2N， 气泡所受浮力做的功：W＝F浮s＝1×10﹣2N×40×10﹣2m＝4×10﹣3J， 则浮力做功的功率，故B正确。 答案：B。 6．随着我国航天科技发展，“天地往返”已成为常态。“神舟”飞船返回舱着陆前要进行多次减速，在减速下降的过程中，返回舱的（　　） A．重力势能减小 B．重力势能增大 C．动能不变 D．动能增大 解：“神舟”飞船返回舱着陆前要进行多次减速，在减速下降的过程中，速度和高度减小，质量不变，动能减小、重力势能减小，故A正确，BCD错误。 答案：A。 7．小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力 C．0～8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍 D．0～8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍 解：A、物体第一次运动速度：， 第二次运动速度：，故A错误； B、匀速直线运动过程中，拉力与摩擦力为平衡力，两次水平拉动同一物体在同一水平面上运动，对水平面的压力和接触面的粗糙程度都相同，故受到的滑动摩擦力大小相等，与物体运动速度无关；两物受到的摩擦力大小相等，故拉力大小也相等，即F1＝F2，f1＝f2，故B错误； C、0～8s拉力第一次拉力移动的距离为8m，第二次拉力移动的距离为4m，由W＝Fs可知，0～8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍，故C正确； D、已经求得它们的速度关系为v1＝2v2，由可得，0～8s拉力第一次做功的功率等于第二次的2倍，故D错误。 答案：C。 8．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 解：A、由题可知，银河系中心附近可能存在超大质量的黑洞，黑洞对S2恒星的吸引力大，在引力的作用下S2恒星会加速向黑洞靠近，所以黑洞可能位于椭圆轨道内部的Q点，而不是P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。 答案：D。 9．很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是（　　） A．秋千荡到最低点时只有动能 B．秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C．从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能 D．从最高点荡到最低点的过程中动能增大，重力势能减少 解：A、秋千荡到最低点时，离地面有一定的高度，因而具有重力势能，不只有动能，故A错误； B、秋千荡到最高点时，速度为0，动能为0，故只有重力势能，故B错误； C、从最低点荡到最高点的过程中，高度升高，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能转化为重力势能，故C错误； D、从最高点荡到最低点的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，故D正确。 答案：D。 10．投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（　　） A．80J B．100J C．180J D．280J 解：由图可知，铅球的最大动能为280J，即机械能的总量为280J，当铅球距离地面高度为2.5m时，动能的大小为180J，此时的重力势能为280J﹣180J＝100J，因为铅球出手高度h为2m，低于2.5m，所以铅球出手时其重力势能小于100J，故A符合题意，BCD不符合题意。 答案：A。 11．如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（　　） A． B． C． D． 解：从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小。故A正确，BCD错误； 答案：A。 12．在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能 C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的 D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 解：A、皮球在高处具有较大的重力势能，球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误； B、当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确； CD、球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，所以形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，形成圆斑A时皮球是从更高处下落的，故CD错误。 答案：B。 13．如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在C点和F点的机械能相等 B．小球在C点和F点的动能相等 C．小球从E点到F点的过程中，机械能变小 D．小球在E点的动能不为零 解： AB、小球从C点运动到F点的过程，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，机械能有损失，小球在C点的机械能大于在F点的机械能； 由图知C、F两处等高，小球的重力势能相同，所以小球在C点动能大于F点的动能，故A、B错误； C、小球从E点到F点过程中，不计空气阻力，重力势能转化为动能，机械能守恒，故C错误； D、小球在E点时，在水平方向有一定的速度，动能不为零，故D正确。 答案：D。 14．如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落，则从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（　　） A．动能一直增大 B．重力势能一直减小 C．机械能保持不变 D．机械能一直增大 解：根据题意可知，从开始下落到安全绳自然伸直的过程中，游客只受到重力的作用，因此速度越来越大； 从安全绳自然伸直到游客受到的重力与弹性绳对游客拉力大小相等的过程中，重力大于弹性绳对游客拉力，因此速度越来越大； 从游客受到的重力与弹性绳对游客拉力大小相等到游客到达的最低点的过程中，弹性绳对游客拉力大于重力，游客的速度开始减小，到游客到达的最低点时，速度为零； A、游客的动能先增大后减小，故A错误； B、从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的高度不断减小，则游客的重力势能一直减小，故B正确； CD、游客在运动过程中，要克服空气阻力，所以机械能在减小，故CD错误。 答案：B。 二、填空题（每空1分，共16分） 15．我国古代科技著作《天工开物》中记载“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”。说明我国古代劳动人民很早就会利用　风　能；当风停时风车并没有立即停止，这是因为风车具有　惯性　。 解：“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”，说明我国古代劳动人民很早就会利用风能；当风停时风车并没有立即停止，这是因为风车具有惯性，保持原来的运动状态继续运动。 答案：风；惯性。 16．如图所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止，水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑，则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小　相等　（选填“相等”或“不相等”），下滑时水平力对物体　不做　（选填“做了”或“不做”）功。 解：（1）当物体静止时，受到平衡力的作用；在竖直方向上，物体受到的重力G和静摩擦力f是一对平衡力，其大小相等、方向相反； 当水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑时，物体仍然处于平衡状态，在竖直方向上，物体受到的重力G和滑动摩擦力f是一对平衡力，由此可知当推力F大小发生变化时，物体从不动到动，受到的摩擦力从静摩擦变为了滑动摩擦，受到的摩擦力还是等于重力，因此静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小相等； （2）下滑时水平力对物体的作用力是水平方向的，而物体移动的方向是竖直方向的，二者方向垂直，故下滑时水平力对物体不做功。 答案：相等；不做。 17．小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能　小于　爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）；在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1　小于　f2。（两空均选填“小于”“等于”“大于”） 解：（1）下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦，小明和爸爸平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，当两人都刚滑到水平面时，速度相同，小明的质量比爸爸小，所以小明的动能小于爸爸的动能； （2）在水平减速带滑行时，接触面的粗糙程度相同，小明的质量比爸爸小，对地面的压力小，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力f1小于f2。 答案：小于；小于。 18．无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机，机身总质量2kg，小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m，无人机在上升过程中需要克服重力做功　960　J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为　12　W。 解：无人机在上升过程中需要克服重力做功W＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×48m＝960J； 匀速上升飞行的时间为， 沿水平方向匀速飞行的时间为， 整个飞行过程所用的总时间t＝t1+t2＝40s+40s＝80s， 则整个飞行过程中克服重力做功的功率为：。 答案：960；12。 19．把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，　弹性势能　转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为　重力势能　。 解：将弹簧圆珠笔的盖钮按到桌面上，此时圆珠笔具有弹性势能，圆珠笔在“A→B”阶段，弹簧的弹性形变程度变小，弹性势能变小，松手后弹性势能转化为圆珠笔的动能；圆珠笔在“B→C”阶段，圆珠笔上升，圆珠笔的质量不变，高度变大，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能又转化为重力势能。 答案：弹性势能；重力势能。 20．某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子，从瓶口以下约6cm处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20cm的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两端，将悬线固定在支架上，就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为　动　能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 解：滚摆沿着悬线向下运动的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增加；说明重力势能转化为了动能；滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，说明存在阻力，机械能转化为内能，故机械能变小。 答案：动；变小。 21．如图，斜面长L＝5m，高h＝2m。小华用平行于斜面向上的拉力F，用10s将重为150N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为20N。则拉力所做的功为　400　J，拉力的功率为　40　W。 解：物体从斜面底端拉动顶端时，所做的有用功：W有用＝Gh＝150N×2m＝300J； 额外功的大小为：W额外＝fs＝20N×5m＝100J； 则总功即拉力所做的功为：W总＝W有用+W额外＝300J+100J＝400J； 拉力的功率为：。 答案：400；40。 22．体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在a点的机械能　等于　d点机械能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；球在a、b、c、d四点中　b　点的重力势能最大。 解：不计空气阻力，排球从a到d的过程中，只有的动能和势能转化，故排球的机械能守恒，在a、d点的机械能都相等；球在a、b、c、d四点中，b点的高度最高，质量不变，所以b点的重力势能最大。 答案：等于；b。 三、实验探究题（每空1分，共18分） 23．如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。 （1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的　质量　无关； （2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较　木块移动的距离　反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫　转换法　（选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 　速度　 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）； （4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做　匀速　直线运动（选填“减速”、“匀速”或“加速”）； （5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能　相等　（选填“相等”或“不相等”），该方案　错误　 （选填“正确”或“错误”）。 解：（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关； （2）实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法； （3）乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，小球撞击木块时的速度越大；观察到图丙中木块C撞得更远，说明：物体的动能大小与速度有关； （4）由牛顿第一定律知，如果小车不受力，小车将做匀速直线运动； （5）在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。 答案：（1）质量；（2）木块移动的距离；转换法；（3）速度；（4）匀速；（5）相等；错误。 24．某课外兴趣小组利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。 （1）做实验①②③是为了探究　问题一　（选填“问题一”或“问题二”）。 （2）为了探究压力作用效果和压力大小的关系，应通过　①②　（填序号）两次实验进行比较。 （3）利用实验④⑤可探究重力势能大小与　质量　是否有关。 （4）《中华人民共和国民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论：　物体在质量一定时，高度越高，重力势能越大　。 解：（1）实验①②受力面积相同，压力不同，所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系；②③的压力相同，受力面积不同，探究的是压力的作用效果与受力面积的关系；所以①②③探究的是问题一； （2）探究压力作用效果与压力的关系时，应该控制受力面积相同，只改变压力大小应选①②； （3）实验④⑤中，物体落下的高度相同，物体的质量不同，质量越大，下陷的深度越深，具有的重力势能越大，所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关； （4）实验⑤⑥中，物体的质量相同，物体落下的高度不同，高度越高，物体下陷的深度越深，具有的重力势能越大，故结论为：物体在质量一定时，高度越高，重力势能越大。 答案：（1）问题一；（2）①②；（3）质量；（4）物体在质量一定时，高度越高，重力势能越大。 25．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块，分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。 （1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过　木块在水平面上滑行的距离　来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大跟　弹性形变　的关系。上述实验还能探究动能和　速度　（速度/质量）的关系。 实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想： 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球离地的高度有关； 猜想3：与小球的质量有关。 （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，发现小球水平飞行的距离不相同，这说明猜想1是　正确　（正确/错误）的。 （3）为了探究猜想2，同组小华按照正确的实验方法，实验并记录数据如下， 离地高度H/cm 5 20 45 80 125 水平飞行距离s/cm 5 10 15 20 25 根据表中数据，可以得出：当该小球以实验中以相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为　720　cm时，小球水平飞行的距离s为60cm。 （4）小明接下来想探究猜想3，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是　没有控制小球飞出桌面时的速度一定　，请你为小明设计一个正确的方案：　让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离　。 解：（1）由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小； 由实验步骤可知，本实验探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系； 将弹簧压缩不同的长度，小球获得的速度不同，还能探究动能和速度的关系； （2）要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1是正确的； （3）探究猜想2时保持小球质量为5g不变，将弹簧压缩到相同的长度释放小球即保持小球的开始速度相同，只改变桌子的高度； 根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm→10cm，变成原来的2倍， 依此类推离地高度H由5cm→45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm→15cm，变成原来的3倍， 离地高度H由5cm→80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm→20cm，变成原来的4倍， 由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍， 所以当小球水平飞行的距离s为60cm时，是原来的倍，离地高度H变成原来的122＝144倍，即小球离地面的高度H为5cm×144＝720cm； （4）要探究猜想3，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系； 为了保证不同质量小球的初速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。 答案：（1）木块在水平面上滑行的距离；弹性形变；速度；（2）正确；（3）720；（4）没有控制小球飞出桌面时的速度一定；让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。 四、计算题（26题10分，27题14分，共24分） 26．如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力。 （2）汽车牵引力的功率。 解：（1）由题意可知，超音速汽车在水平轨道上匀速直线行驶时，处于平衡状态，受到平衡力作用，因此汽车在水平方向上受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则汽车受到水平方向的牵引力为F＝f＝1.8×105N； （2）汽车的速度为v＝1.26×103km/h＝350m/s， 汽车牵引力的功率为。 答：（1）汽车受到水平方向的牵引力为1.8×105N； （2）汽车牵引力的功率为6.3×107W。 27．AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m，质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求： （1）机器人所受的重力； （2）2s内机器人对箱子所做的功； （3）2s内机器人对箱子做功的功率。 解：（1）机器人所受的重力G＝mg＝55kg×10N/kg＝550N； （2）2s内机器人对箱子所做的功W＝Fs＝100N×1m＝100J； （3）2s内机器人对箱子做功的功率。 答：（1）机器人所受的重力为550N； （2）2s内机器人对箱子所做的功为100J； （3）2s内机器人对箱子做功的功率为50W。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 功和机械能 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（　　） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 2．如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中（　　） A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324J C．冰壶克服阻力做功为54J D．冰壶克服阻力做功为45J 3．如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快 C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快 4．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 5．在内径约为1cm玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（　　） A．2×10﹣5W B．2×10﹣4W C．2×10﹣3W D．2×10﹣2W 6．随着我国航天科技发展，“天地往返”已成为常态。“神舟”飞船返回舱着陆前要进行多次减速，在减速下降的过程中，返回舱的（　　） A．重力势能减小 B．重力势能增大 C．动能不变 D．动能增大 7．小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力 C．0～8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍 D．0～8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍 8．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 9．很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是（　　） A．秋千荡到最低点时只有动能 B．秋千荡到最高点时有重力势能和动能 C．从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能 D．从最高点荡到最低点的过程中动能增大，重力势能减少 10．投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（　　） A．80J B．100J C．180J D．280J 11．如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（　　） A． B． C． D． 12．在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能 C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的 D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 13．如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球在C点和F点的机械能相等 B．小球在C点和F点的动能相等 C．小球从E点到F点的过程中，机械能变小 D．小球在E点的动能不为零 14．如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落，则从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（　　） A．动能一直增大 B．重力势能一直减小 C．机械能保持不变 D．机械能一直增大 二、填空题（每空1分，共16分） 15．我国古代科技著作《天工开物》中记载“扬郡以风帆数扇，俟风转车，风息则止”。说明我国古代劳动人民很早就会利用　 　能；当风停时风车并没有立即停止，这是因为风车具有　 　。 16．如图所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止，水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑，则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小　 　（选填“相等”或“不相等”），下滑时水平力对物体　 　（选填“做了”或“不做”）功。 17．小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能　 　爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）；在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1　 　f2。（两空均选填“小于”“等于”“大于”） 18．无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机，机身总质量2kg，小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m，无人机在上升过程中需要克服重力做功　 　J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为　 　W。 19．把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，　 　转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为　 　。 20．某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子，从瓶口以下约6cm处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20cm的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两端，将悬线固定在支架上，就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为　 　能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 21．如图，斜面长L＝5m，高h＝2m。小华用平行于斜面向上的拉力F，用10s将重为150N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为20N。则拉力所做的功为 　 　J，拉力的功率为　 　W。 22．体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在a点的机械能　 　d点机械能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；球在a、b、c、d四点中　 　点的重力势能最大。 三、实验探究题（每空1分，共18分） 23．如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。 （1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的　 　无关； （2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较　 　反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫　 　（选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与　 　有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）； （4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做　 　直线运动（选填“减速”、“匀速”或“加速”）； （5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能　 （选填“相等”或“不相等”），该方案　 （选填“正确”或“错误”）。 24．某课外兴趣小组利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。 （1）做实验①②③是为了探究　 　（选填“问题一”或“问题二”）。 （2）为了探究压力作用效果和压力大小的关系，应通过　 　（填序号）两次实验进行比较。 （3）利用实验④⑤可探究重力势能大小与　 　是否有关。 （4）《中华人民共和国民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论：　 　。 25．为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块，分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。 （1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过　 　来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大跟 　 　 的关系。上述实验还能探究动能和　 　（速度/质量）的关系。 实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想： 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球离地的高度有关； 猜想3：与小球的质量有关。 （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，发现小球水平飞行的距离不相同，这说明猜想1是　 　（正确/错误）的。 （3）为了探究猜想2，同组小华按照正确的实验方法，实验并记录数据如下， 离地高度H/cm 5 20 45 80 125 水平飞行距离s/cm 5 10 15 20 25 根据表中数据，可以得出：当该小球以实验中以相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为　 　cm时，小球水平飞行的距离s为60cm。 （4）小明接下来想探究猜想3，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是　 　，请你为小明设计一个正确的方案：　 　。 四、计算题（26题10分，27题14分，共24分） 26．如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中： （1）汽车受到水平方向的牵引力。 （2）汽车牵引力的功率。 27．AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m，质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求： （1）机器人所受的重力； （2）2s内机器人对箱子所做的功； （3）2s内机器人对箱子做功的功率。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $