第十一章 功和机械能 单元卷 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 初中物理第十一章“功和机械能”单元复习卷，通过生活实例（如搬书、蹦极）、实验探究（重力势能影响因素）及奥运情境（小轮车运动），全面考查功、功率、机械能转化等核心知识，适配单元复习需求，培养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| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8题|功的计算（搬书）、动能影响因素（叉车搬运）|图像分析（v-t图面积）、生活场景应用| |多选题|2题|机械能转化（苏轼诗词、蹦极运动）|文化素材与运动过程结合，考查科学论证| |填空题|5题|动能势能变化（人造卫星）、功率计算（跳绳）|联系科技与生活，强化物理观念| |作图题|1题|动能随时间变化（U形赛道）|结合巴黎奥运会情境，培养模型建构能力| |实验题|1题|重力势能影响因素（沙箱实验）|控制变量法应用，体现科学探究要素| |计算题|1题|功与功率计算（汽车运动）|实际运动场景，考查科学推理与综合应用|

第十一章 功和机械能 单元卷 一、单选题 1．小明从地上将一本物理书拿到课桌上，此过程小明对物理书做的功大约是（　　） A．0.5J B．2J C．10J D．30J 2．如图所示，如图中阴影部分的面积与对应文字所描述的物理量不相符的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，用甲、乙两台叉车分别搬运质量相同的货物、。货物、在货叉竖直方向上的力、的作用下运动，其动能随时间变化的关系图像如图丙所示，若货物、运动的速度分别为、，则（　　） A．若搬运货物竖直运动时，对不做功 B．若搬运货物水平运动时，对不做功 C． D． 4．如图所示是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．水平面越光滑越好 B．木块被撞的远近反映了钢球动能的大小 C．改变钢球在斜面上滚下时高度，是为了研究物体的动能跟高度的关系 D．用不同质量的小球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制 5．水平面上的物体受到水平拉力F的作用，拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示，当时，将拉力F撤掉，整个过程中物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）（提示：图像中图像与t轴围成图形的面积代表该时间段内物体运动的路程 A．内物体受到的摩擦力为4N B．内物体受到的摩擦力为6N C．内物体受到的摩擦力为0N D．内物体克服摩擦力所做的功为4J 6．如图所示，质量为100kg的长方体货箱随履带式电梯的履带一起做匀速直线运动，运动过程中货箱始终与履带保持相对静止，电梯用时10s将货物运输至5m高的平台，履带长20m，g取10N/kg。下列说法正确的是（      ） A．支持力对货物做的功为5000J B．摩擦力对货物做的功为0J C．货物与履带之间的摩擦力为0N D．货物克服重力做功的功率为500W 7．物体在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直线运动，其运动图像如图所示。图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为和，AB段拉力对物体做的功和功率分别为和。根据图像分析可知（   ） A．， B．， C．， D．， 8．小明周末体验蹦极，从静止开始自由下落至第一次到达最低点的过程如图1，该过程中蹦极绳的弹力与时间关系如图2（空气阻力不计），下列分析正确的是（    ） A．0~t2 整个过程中，小明的重力势能全部转化成动能 B．0~t1 过程中，小明的机械能不变 C．t1~t2 过程中，小明动能不断减少 D．t2~t3过程中，小明的机械能不变 二、多选题 9．苏轼在《江城子•密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象，下列分析正确的是（　　） A．射箭时弓的形变越大，箭的弹性势能就越大 B．离弦的箭在空中水平飞行的过程中，重力不做功 C．斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，其机械能不变 D．箭在离弦之前被水平射出的过程中，是弹性势能转化为动能 10．蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。根据图像可知，下列描述错误的是（　　） A．弹性细绳原长为1.2m B．小球下落的最大高度为2.4m C．小球最终停在1.2m的位置 D．已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，则弹性细绳的最大弹性势能为7.2J 三、填空题 11．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能_______，卫星的势能_______，此过程机械能_______。（选填“增大”、“减小”、“不变”） 12．如图所示，水平地面上有一重为20N的物块，在水平拉力F=5N作用下向右运动了10m，在这个过程中拉力F对物体做的功为___________J，重力做的功为___________J。 13．如图所示，不计阻力，拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动。小球由最高点A摆到最低点C的过程中，小球受到的重力对小球________功，细绳对小球的拉力________功。（均选填“做”或“不做”） 14．如图所示是撑杆跳高运动的几个阶段，运动员撑杆起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，此过程中撑杆的___________能增大；若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的重力势能___________，运动员的机械能___________（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）。 15．跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了小明同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。由图像可知，他的重心移动的最大高度为____________cm。若该同学身体质量为50kg，则他身体的体重为___________N，按图像中的规律跳绳，他1min内克服重力做功的功率为____________W。 四、作图题 16．图甲为邓雅文参加2024年巴黎奥运会自由式小轮车决赛夺冠的情景，图乙为她即将经过U形赛道的示意图。若邓雅文在经过U形赛道时不刹车也不蹬车，请在图丙中画出她从U形赛道一边的最高点A 到另一边的最高点 B 的过程中，动能随时间变化关系的大致图像。 五、实验题 17．在探究“物体的重力势能大小与物体质量和被举高高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌，实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中探究的是______（选填“重物”、“小桌”或“沙子”）的重力势能； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且 这是要探究物体重力势能大小与物体________的关系；实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA'、hB'、hc'，且 ，由此可得出结论______； (3)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是 。 A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．上车请系好安全带 D．机翼上部总是凸起下部平滑 六、计算题 18．图中的汽车在装载完成后所受重力为1×105N，当汽车在水平平直路面匀速运动，所受阻力为重力的五分之一，汽车牵引力功率为92kW，请你计算汽车运动100s时： (1)汽车所受的阻力有多大？ (2)牵引力做了多少功？ (3)汽车通过的距离多长？ 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 单元卷》参考答案 1．B 【详解】一本物理书的质量约为m=250g=0.25kg 课桌高度约为0.8m，则将书捡起来放在课桌上，人对物理书做的功约为W=Gh=mgh=0.25kg×10N/kg×0.8m=2J 故选B。 2．C 【详解】A．由图像可知，阴影部分的面积为密度与体积V的乘积，由可知，物体的质量，故A不符合题意； B．由图像可知，阴影部分的面积为速度v与时间t的乘积，由可知，物体通过的路程，故B不符合题意； C．由图像可知，横坐标表示时间t，纵坐标表示功W，横、纵坐标之积是功与时间之积，而功率是功与时间之比，故C符合题意； D．由图像可知，阴影部分的面积为力F与路程s的乘积，由可知，该阴影部分面积表示物体做功的多少，故D不符合题意。 故选C。 3．B 【详解】A．做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离；若搬运货物N竖直运动，力FN的方向竖直向上，则货物N在竖直方向上移动了距离，因此力FN对货物N做了功，故A不符合题意； B．若搬运货物M水平运动，力FM的方向是竖直向上的，而货物M的运动方向是水平的，力的方向与运动方向垂直，根据做功的定义，力FM对货物M不做功，故B符合题意； C．由图丙可知，货物M和N的动能均不随时间变化，说明它们都做匀速直线运动；从图中可以看出，货物N的动能大于货物M的动能，而动能与物体的质量和速度有关，在质量相同时，速度越大，则动能越大，所以可得 vN > vM，故C不符合题意； D．两货物都做匀速直线运动，处于平衡状态；在竖直方向上，货物受到的支持力与自身的重力是一对平衡力，大小相等，因为两货物的质量相同，根据可得，它们的重力也相同，所以有FM=FN，故D不符合题意。 故选B。 4．B 【详解】AB．本实验的研究对象是钢球，实验研究的是钢球的动能大小；根据转换法，通过比较物块在同一水平面上被撞击的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小，若水平面越光滑，物块的距离越长，不易操作，故A错误，B正确； C．改变钢球在斜面上滚下时高度，钢球到达斜面底端的速度不同，钢球的质量不变，是为了探究动能与速度的关系，故C错误； D．用不同质量的钢球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高质量进行限制，而不是速度进行限制，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．由图乙可知，内物体静止，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图甲可知内拉力为2N，则摩擦力为2N，故A错误； BC．由图乙可知，内物体做加速运动，内物体做减速运动，受力不平衡，内物体做匀速直线运动，受力平衡，由图甲可知内拉力为4N，根据二力平衡，滑动摩擦力为4N。运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变，所以内和内物体受到的滑动摩擦力也为4N，故BC错误； D．内物体做减速运动，图像中图像与t轴围成图形的面积代表该时间段内物体运动的路程，内物体运动的路程为 则内物体克服摩擦力所做的功为，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离。货物沿斜面方向运动，而支持力的方向与斜面垂直，货物在支持力的方向上没有移动距离，支持力对货物不做功，故A错误； B．货物是在履带的带动下沿斜面匀速上升，货物与履带间存在沿斜面向上的摩擦力，且货物也在沿斜面向上运动，故摩擦力做功不为0，故B错误； C．货箱随履带式电梯一起做匀速直线运动，且始终与履带保持相对静止，货箱在重力的作用下有向下运动的趋势，货箱与履带之间的摩擦力不为0N，故C错误； D．货物克服重力所做的功W＝mgh＝100kg×10N/kg×5m＝5000J 则功率 故D正确。 故选D。 7．D 【详解】由图像可知，物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面的压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，拉力相同，根据W=Fs可知，运动的距离越远，所做的功越大，由图可知，sOA>sAB，则WOA>WAB；由图像可知，OA段运动的时间tOA=6s，AB段运动的时间tAB=12s-6s=6s 则OA段和AB段运动的时间相同，都是6s，根据可知，相同时间，做的功越多，功率就越大，则POA>PAB；综上，WOA>WAB，POA>PAB，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．B 【详解】A．空气阻力不计，0~t1 过程中，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力为零，弹性势能为零，小明的重力势能全部转化为动能；t1~t2时间段内，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力变大，弹性势能增大；所以0~t1 过程中，小明的重力势能全部转化成动能；t1~t2时间段内，小明的重力势能全部转化成动能和弹性势能，故A错误； B．空气阻力不计，0~t1 过程中，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力为零，弹性势能为零，小明的重力势能全部转化为小明的动能，小明的机械能不变，故B正确； C．t1~t2 过程中，小明速度一直增大，动能不断增大，故C错误； D．t2~t3过程中，蹦极绳的弹力逐渐增大、弹性势能增大，该过程中小明的机械能转化为蹦极绳的弹性势能，因此小明的机械能减小，故D错误。 故选B。 9．BD 【详解】A．弹性势能是发生弹性形变的物体自身具有的能，射箭时，弓的形变越大，弓的弹性势能就越大，而不是箭的弹性势能，故A错误； B．离弦的箭在空中水平飞行的过程中，在重力方向上没有通过距离，所以重力不做功，故B正确； C．斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故C错误； D．箭在离弦之前被水平射出的过程中，弓的弹性势能减小，箭的动能增大，是弹性势能转化为动能，故D正确。 故选BD。 10．BCD 【详解】A．由图丙知：当拉力为零时弹性绳的长度为1.2m，即弹性细绳原长为1.2m，故A正确； B．由图乙知小球在2.5m速度为0，则下落的最大高度为2.5m，故B错误； CD．由图丙知，由图像知图像为一次函数图像，解析式为，把（1.2，0）（2.0，8）代入解析式得 解析式为 由图乙得，当 时，小球的速度最大，此时重力等于拉力，为 即 因为不计空气阻力，小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，所以弹性细绳的最大弹性势能为 因为小球在下落的过程中先做加速运动，当拉力等于重力时，合力为零，速度达到最大，然后做减速运动；故当下落高度为1.6m时，速度最大，拉力等于重力；小球最终停止时，处于平衡状态，受平衡力，即拉力等于重力，故小球最终停在 的位置，故CD错误。 故选BCD。 11． 减小 增大 不变 【详解】[1][2]人造卫星沿椭圆形的轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，速度变小，相对地面的高度增大，则动能变小，重力势能增大。 [3]卫星飞行过程中不需要克服阻力做功，只有动能和势能相互转化，因此机械能保持不变。 12． 50 0 【详解】[1]物块受到的水平拉力F=5N，在拉力的作用下移动的距离为10m，所以拉力做的功为 W=Fs=5N×10m=50J [2]重力的方向是竖直向下的，而的物块在水平方向上向右运动了10m，物块没有在重力的方向上移动距离，所以此过程中重力对物块不做功，即做功为0。 13． 做 不做 【详解】[1]小球由最高点A摆到最低点C的过程中，竖直方向移动了一段距离，因此重力做功。 [2]小球运动过程中，沿绳拉力方向与运动方向始终垂直，细绳对小球的拉力不做功。 14． 弹性势 变大 变大 【解析】【小题1】[1][2][3]当笔直的撑杆变得弯曲，它发生了弹性形变，所以弹性势能增大；接下来，撑杆由弯变直的过程中，运动员在匀速上升。匀速上升意味着速度不变，但高度在增加。重力势能取决于质量和高度，所以当高度增加时，重力势能增大。机械能包括动能和势能。动能取决于速度，既然匀速上升，速度不变，所以动能不变。重力势能在增加，所以运动员机械能增大。 15． 8 500 100 【详解】[1]由图可知，他的重心移动的最大高度为。 [2]他身体的体重为 [3]他跳一次绳克服重力做功 由图得每次跳跃的周期为0.4s，则1min跳跃，他1min内克服重力做功的功率为 16． 【详解】邓雅文从U形赛道一边的最高点A到最低点的过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大；从最低点到另一边的最高点B的过程中，质量不变，速度不断变小，动能不断变小； 从U形赛道一边的最高点A到另一边的最高点B的过程中，由于存在摩擦，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，而A、B两点高度相等，重力势能相等，所以B点的动能小于A点的动能，故作图如下： 17．(1)重物 (2) 所处高度 质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 (3)A 【详解】（1）重力势能是物体由于被举高而具有的能，实验中是重物从高处落下，通过观察桌脚陷入细沙的深度来判断重物的重力势能大小，所以探究的是重物的重力势能。 （2）[1]将质量相同的重物从不同高度释放，控制了质量相同，改变的是高度，所以这是要探究物体重力势能大小与物体所处的高度的关系。 [2]质量相同的重物，从越高的地方释放，桌腿陷入沙子的深度越深，说明重物的重力势能越大。由此可得出结论：质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 （3）A．禁止高空抛物，是因为同一物体高度越高，重力势能越大，下落时造成的危害越大，与实验结论（质量相同时，高度越高，重力势能越大）有关，故A符合题意； B．大货车限载限速，限载是控制质量，限速是控制速度（与动能有关），和重力势能因高度影响的结论关联不大，故B不符合题意； C．上车请系好安全带，是为了防止惯性带来的危害，与重力势能无关，故C不符合题意； D．机翼上部总是凸起下部平滑，是利用流体压强与流速的关系产生升力，与重力势能无关，故D不符合题意。 故选A。 18．(1) 2×104N；(2) 9.2×106J；(3) 460m 【详解】(1)由题意可得，阻力 (2)汽车牵引力功率92kW合92000W，由得，100s内牵引力做的功 (3)因为汽车在水平路面匀速运动，水平方向汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以，牵引力 由得，汽车通过的距离 答：(1)汽车所受的阻力为2×104N； (2)牵引力做功9.2×106J； (3)汽车通过的距离 460m。 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 $