第十一章 功和机械能 单元测试卷 2025-2026学年人教版八年级物理下册

**基本信息** 初中物理“功和机械能”单元测试卷，以科技前沿（如嫦娥六号、长征五号）和生活情境（引体向上、滑梯）为载体，全面覆盖功、功率、机械能等核心知识点，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/30|功的判断、功率比较、机械能转化|结合白海豚运动、中学生体育测试等情境，考查能量观念| |填空题|8空/16|功与功率计算、卫星燃料加注能量变化|融入2025年常州中考题，强化科学推理| |实验题|3/17|爬楼功率测量、动能影响因素探究|设计多方案比较实验，培养科学探究能力| |计算题|2/22|叉车提升货物、返回舱重力功率计算|联系工程实际，考查综合应用能力|

第十一章功和机械能单元测试卷 用时:90分钟 总分:100分 得分: 一、选择题(本题包括10小题，每小题3分，共30分，每小题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 2.一物体在水平拉力 F的作用下，沿力的方向以0.2m/s的速度匀速运动了4s，拉力 F的大小为5N，4s内拉力 F 做的功为( ). A. 1J B. 3J C. 2J D. 4J 3.甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t的关系如图所示.若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是( ). A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 4.如图所示，引体向上是中学生体育测试的项目之一，若一个普通中学生在1min内完成10次引体向上，在此过程中该学生做功的平均功率最接近( ). A. 5W B. 50W C. 500 W D. 5000 W 5.小李将一排球竖直向上抛出，排球离开手后竖直向上运动到一定高度后又落回地面.不计空气阻力，关于排球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是( ). A.排球在上升过程中小李对排球做功 B.排球在下落过程中动能减小 C.排球在上升过程中受到一个竖直向上的力 D.排球在下落过程中所受的重力做功越来越快 6.东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家.如图所示，下列说法正确的是( ). A.海豚跃出海面减速上升过程，动能不变 B.海豚跃起到最高点时，重力势能最大 C.海豚从高处落回海面过程，重力势能不变 D.海豚在海面下加速下潜过程，动能变小 7.(2024·长沙中考)2024年5月3日，“长征五号遥八”运载火箭搭载“嫦娥六号”探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程.“嫦娥六号”加速升空的过程中( ). A.重力势能和动能都增大 B.重力势能和动能都减小 C.重力势能减小，动能增大 D.重力势能增大，动能减小 8.如图所示是小朋友沿着滑梯匀速下滑的情景(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是( ). A. 他只受重力和支持力的作用 B. 他只受重力和摩擦力的作用 C. 他的重力势能减小，动能不变，机械能减小 D. 他的势能转化为动能，机械能不变 9.(2025·南通中考)飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能.下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理( ). A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④ 10.如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜向下抛出，小球落地后被弹出，依次经过A 点、B点、C点和D 点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹.则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是( ). A.小球经过相同高度的 A、D两点时动能相等 B.小球在 C 点时的机械能大于在D 点时的机械能 C.小球在 B 点时机械能为零 D.小球第一次反弹后到达最高点C 时动能为零 二、填空题(每空1分，共16分) 11.箱子重200N，人把它从地面匀速搬到10m高的楼上，楼梯长18m，人对箱子做了 J的功；人又提着箱子水平移动了20m，人对箱子又做了 J的功. 12.质量为1kg的四旋翼无人机，在5s内从地面竖直匀速上升了10m，又继续匀速斜向上飞行了15s，此时仪表盘显示离地面高度为30m.无人机前5s内克服重力做功的功率为 W.整个过程中，无人机克服重力做功 J.(g 取10 N/kg) 13.(2025·常州中考)2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7卫星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7卫星注入142 kg燃料.燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7卫星的动能 、重力势能 、机械能 . 14.(2024·定西模拟)如图所示是高山滑雪极限运动的示意图，运动员从最高处下滑，经过起跳点后在空中飞行，在着陆坡上着陆后，再经一段滑行后静止.运动员从起跳点到着陆坡的过程中，重力势能 ,机械能 .(填“增大”“减小”或“不变”) 15.如图所示是运动员在冬奥会跳台滑雪空中下落的情景，在下落过程中，运动员的重力势能逐渐 (填“减小”“不变”或“增大”)；若某运动员质量为60kg，在空中经1.5s下落的竖直高度为10 m，则这段时间内该运动员的重力做功的功率是 W.(g 取 10 N/kg) 16.(2024·安徽安庆怀宁县期末)如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平拉力 F 的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示，物体的速度v与时间t的关系如图丙所示.3~6s，物体受到的摩擦力为 N；6~9s，拉力 F 对物体做功的功率为 W. 17.如图所示，在天花板的O点处用细线悬挂一个金属小球(细线无弹性)，将小球在A 点由静止释放，由A 点到C点(最低点)的过程中，小球的动能 (填“增大”“减小”或“不变”)，机械能 (填“守恒”或“不守恒”). 18.如图甲所示，放在水平地面上的物块受到方向不变的水平拉力F 的作用，F-t图像和v-t图像分别如图乙、丙所示，在6~9s过程中，物块克服摩擦力所做的功为 J. 三、作图题(3分) 19.如图所示，将一个单摆小球拉至A 点放手后，经最低点 B 荡至另一侧的C点，若不考虑能量损失，请在图中画出C点所在位置和小球在C点时所受重力的示意图. 四、简答题(6分) 20.如图所示是两个悬挂着静止的易拉罐，一个装满湿沙子，另一个是空的. (1)用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐，哪个更难被推动?为什么? (2)用一个较大的力推装满湿沙子的易拉罐，使它来回摆动起来，假如易拉罐摆动到最高位置的瞬间，绳子突然断了，此刻，易拉罐具有哪种形式的机械能? 五、实验题(本题包括3小题，共17分) 21.(5分)学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动. (1)测量所需要的器材有: 、 、 . (2)他们设计了三套方案：①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较；②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼做的功并进行比较；③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较.其中可行的是 . A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以 (3)爬楼梯比赛时，某同学从一楼匀速爬上五楼，共用了 20s，该同学爬楼时克服重力做功的功率最接近 . A. 3 000 W B. 300 W C. 30 W D. 3 W 22.(5分)小明利用小钢球A 和B、木块、木板等器材探究物体的动能大小与哪些因素有关，使小钢球沿光滑斜面由静止向下运动，撞击木块使木块在水平木板上移动一段距离后静止. (1)实验时，为保证木块不滑出木板，应选择 (填“较光滑”或“较粗糙”)的长木板. (2)实验中是通过观察 来判断物体的动能的大小. (3)通过①②两次实验，可探究物体的动能与 的关系. (4)通过②③两次实验，可初步得出结论：速度相同的不同物体， 的动能就越大.请根据此结论，对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议： . 23.(7分)(2025·镇江二模)在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上自由释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图1所示.请回答问题. (1)为了使同一铁球到达水平面时的速度不相等，应将铁球从斜面的 (填“相同”或“不同”)高度自由释放，该实验可以探究的是铁球动能大小与 (填“质量”或“速度”)的关系. (2)如图2所示是高速公路上的限速牌，对不同车型的限速不一样，限制车速实际上是限制车的 (填“惯性”或“动能”). (3)如图3所示，是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验，其中 m甲= m乙<m丙,木桩起始位置高度相同，甲、乙、丙都由静止释放： ①比较图3中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出结论： ; ②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，则说明乙、丙的重力势能 (填“相同”或“不同”). (4)如图4所示，两只相同的小球以同样的速度v沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出，图甲中斜面光滑且足够长，图乙中小球被直接抛向空中，不计空气阻力.则图甲中小球沿斜面向上运动的过程中，支持力对小球 (填“有”或“没有”)做功；甲、乙两图中，小球能到达的最高点离地高度分别为h₁和h₂(图中未画出).则h₁ (填“大于”“等于”或“小于”)h₂. 六、综合应用题(6分) 24.阅读短文，回答问题. “长五”助力，“天和”巡天，搭载中国空间站“天和”核心舱的“长征五号B”遥二运载火箭，在中国文昌航天发射场点火升空.“长征五号B”遥二运载火箭是新一代运载火箭，它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料，液氢沸点为-253℃，液氧为-183℃.火箭在塔架上起飞前，这些燃料在与外界空气接触时，火箭侧壁会冒出“白雾”.在“点火”口令下达后，质量达800多吨的火箭拔地而起，火箭尾部喷出又长又亮的蓝白色火焰，约490s后离开视野.将“天和”核心舱送入预定轨道后，末级火箭与核心舱分离，末级火箭再入大气层，与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁.进入预定轨道的“天和”核心舱使用的是大功率LT-100型霍尔电推系统，该设备将太阳能先转化为电能，再将电能转化为机械能.“天和”核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化镓太阳能电池翼，它的光电转换效率在50%以上，而传统的晶硅电池只有20%左右，此外，砷化钾电池还具有很好的耐温性，在250℃的高温下也能正常工作.“天和”核心舱目前翼展长是13m，“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展达到30 m.建成后的中国空间站的供电能力将达到100 kW. (1)火箭在塔架上起飞前，侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气 产生的. (2)在火箭加速升空过程中，其搭载的“天和”核心舱的动能 ，重力势能 ，机械能 (填“增大”“不变”或“减少”) (3)末级火箭绝大部分烧蚀销毁过程中，火箭的机械能一部分转化为 . (4)假设建成后的中国空间站均使用上述砷化钾太阳能电池翼，太阳能电池接收太阳能的最大功率为 kW. 七、计算题(本题包括2小题，共22分) 25.(10分)(2025·苏州中考)叉车常用于货物的转运，如图所示.叉车在10s内将质量为300kg的货箱匀速竖直提升3m,g 取 10 N/ kg,求此过程中: (1)货箱的速度； (2)叉车对货箱所做的功； (3)叉车对货箱所做功的功率. 26.(12分)(2025·西安一模)2024年4月24日是第九个“中国航天日”，从首次载人飞行任务成功，到如今进入太空已经成为中国航天的“家常便饭”.已知某次任务时载人返回舱的总质量约3t，在距离地面约10km时，返回舱会先打开伞舱盖，然后依次拉开引导伞、减速伞、牵顶伞，最后主降落伞落地，如图所示，总共用时800 s.求： (1)返回舱从打开伞舱盖到落地的平均速度； (2)返回舱从打开伞舱盖到落地过程中重力做功的平均功率.(g 取10 N/kg) 1. D 2. D [解析]由 可得,物体移动的距离s= vt=0.2m/s×4 s=0.8 m,拉力 F 做的功W= Fs=5 N×0.8 m=4 J,故选 D. 3. A[解析]在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快.由图像可知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式 可知，甲功率最大，做功最快，故选 A. 4. B 5. D[解析]在排球上升过程中，小李不再对排球施加力，所以小李对排球不做功，故A错误；排球在下落过程中，质量不变，速度逐渐增大，排球的动能增大，故B错误；排球在上升过程中，不计空气阻力，排球只受到竖直向下的重力作用，故C错误；功率是反映做功快慢的物理量，排球在下落过程中，重力做功的功率 由于排球下落过程中速度越来越快，所以重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故D正确.故选D. 6. B[解析]海豚跃出海面减速上升过程，速度减小，质量不变，动能变小，故A错误；海豚跃起到最高点时，高度最大，重力势能最大，故B正确；海豚从高处落回海面过程，质量不变，高度减小，重力势能变小，故C错误；海豚在海面下加速下潜过程，质量不变，速度增大，动能变大，故D错误.故选 B. 7. A 8. C[解析]小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，忽略空气阻力，他受重力、支持力和摩擦力的作用，由于小朋友下滑过程中，质量不变，高度减小，所以他的重力势能减小，又由于他的速度不变，所以动能不变，机械能减小.故选 C. 9. A[解析]四次实验中，均通过观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具有动能的大小.要说明同一物体速度越大，具有的动能越大的道理，应控制其他条件相同，只改变小车的速度进行比较.实验①和②中，因同一小车从斜面上由静止下落的高度不同，到达水平面的速度不同，即质量不变，速度改变，因此可以说明动能与速度的关系，故A符合题意；实验②和③中，改变小车的质量，下落的高度不变即到达水平面的速度相同，能说明动能与质量的关系，但不能说明动能与速度的关系，故B不符合题意：实验②和④、③和④中，小车的质量和到达水平面的速度均不同，没有控制变量，无法得出结论，故C、D不符合题意.故选 A. 10. B[解析]小球运动过程中受到阻力，机械能不断减小，则小球在C 点时的机械能大于在D 点时的机械能，故B正确；小球运动过程中，质量不变，在D 点的机械能小于在A 点的机械能，A、D两点高度相同，则小球在 A、D 两点的重力势能相等，机械能为动能与势能的总和，则小球在D 点的动能小于在A 点的动能，故A错误；小球在 C点的机械能大于0，在B 点的机械能大于在C 点的机械能，则小球在B点的机械能大于零，故C错误；小球第一次反弹后到达最高点 C 时竖直方向的速度为0，水平方向的速度大于0，则小球在C 点时的动能大于零，故D错误.故选 B. 11.2 000 0 [解析]人上楼时对箱子做功W= Gh=200 N×10 m=2 000J;人提着箱子水平移动,箱子在力的方向上没有移动距离，人对箱子不做功，即人对箱子做的功为0. 12.20 300 [解析]无人机的重力 G= mg =1 kg×10N/ kg=10N,前5s内克服重力做功W= Gh=10N×10m=100J，克服重力做功的功率为 由题可知，整个过程中，无人机上升的高度，h'=30m,整个过程中，无人机克服重力做功 300J. 13.变大 变大 变大 [解析]动能的大小与物体的质量和速度有关，两颗卫星结合后环绕地球做匀速转动，速度不变，但北斗 G7 卫星注入了燃料，质量变大，所以其动能变大.重力势能的大小与物体的质量和高度有关，两颗卫星距地高度不变，北斗 G7卫星质量变大，所以重力势能变大.机械能是动能与重力势能的总和，因为动能变大，重力势能也变大，所以机械能变大. 14.减小 减小 15.减小 4 000 [解析]在下落过程中，运动员的质量不变，高度减小，由重力势能大小的影响因素可知，运动员的重力势能逐渐减小；运动员的重力(G= mg=60kg×10 N/ kg=600 N，运动员的重力做的功W= Gh=600 N×10 m=6 000 J，运动员的重力做功的功率 4 000 W. 16.4 8 [解析]由题图丙可知，6~9s，物体做匀速直线运动，受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，此时物体受到的拉力为4N，则滑动摩擦力大小为4N.物体对水平面的压力及接触面粗糙程度不变，则3~6s物体受到的摩擦力与6~9s相同，也为 4 N.由题图丙可知，6~9s，物体的速度为2m/s，拉力F 对物体做功的功率为 易错警示 滑动摩擦力大小与物体运动速度无关，因此物体做加速运动和做匀速直线运动时摩擦力相等. 17.增大 不守恒 [解析]由A点到C点的过程中，小球的质量不变，速度变大，动能增大.因为空气阻力对小球的影响，小球的一部分机械能转化为内能，所以机械能不守恒. 18.18 [解析]由题图可知，在6~9s内，物块做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于摩擦力，即f=F=6N，物块移动的距离s= vt=1m/s×(9—6)s=3m,物块克服摩擦力所做的功W= fs=6N×3m=18J. 19.如图所示 20.(1)两个静止的易拉罐，一个装满湿沙子，另一个是空的，用相同大小的力去推，装满湿沙子的更难被推动；因为装满湿沙子的易拉罐质量大，惯性大，更容易保持原来的静止状态，故用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐，装满湿沙子的易拉罐更难被推动.(2)当易拉罐摆动到最高位置时，其速度为0，此时绳子断开，则拉力为0，故此时易拉罐只具有重力势能. 21.(1)体重计 秒表 米尺 (2)D (3)B [解析](1)爬楼要克服自身重力做功，功率 由 可知，实验时需要测量的物理量有体重(质量m)、楼高h、爬楼所用时间t，因此需要的实验器材有体重计、米尺、秒表.(2)爬楼是克服自身的重力做功，爬楼功率 ①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，由 求出功率，可以直接比较功率的大小；②控制爬楼的时间相同，测出各自的体重、爬楼的高度，则mgh 越大，功率就越大；③控制爬楼的高度相同，测出各自的体重、爬楼时间， 的比值越大，功率就越大.所以三种方法都是可行的，故D正确.(3)中学生的质量约为50kg，每层楼的高度约为3 m，上5楼所做的功约为W=mgh=50 kg×10 N/kg×4×3 m=6 000 J,功率约为 P= 故选 B. 22.(1)较粗糙 (2)木块被推动的距离 (3)速度 (4)质量越大 严禁超载 [解析](1)为保证木块不滑出木板，应选择较粗糙的长木板.这是因为较粗糙的木板表面会增大摩擦力，从而减慢木块在木板上的滑动速度，使得木块在木板上的滑行距离减小.(2)本实验采用转换法，是通过观察木块被推动的距离来判断物体的动能的大小.(3)由①②两次实验可知：让质量相等的小钢球从斜面的不同高度滚下，是为了使两球到达水平面时速度不相等，两个小钢球的质量相同，因此可以探究物体动能与物体速度的关系.(4)②③两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，两球到达水平面时具有相同的速度.可知，从斜面同一高度滚下的小钢球，质量越大，木块被撞击后移动的距离越大，说明速度相同的不同物体，质量越大，物体的动能就越大.根据此结论，对驾驶员提出一条关于交通安全方面的建议：严禁超载. 23.(1)不同 速度 (2)动能 (3)①质量相同时,物体的高度越高，重力势能越大 ②相同 (4)没有 大于 [解析](1)铁球从斜面的相同高度自由释放，铁球到达水平面时的速度相等.为了使同一铁球到达水平面时的速度不相等，应将铁球从斜面的不同高度自由释放.该实验控制铁球的质量相同，改变铁球到达水平面时的速度，可以探究的是铁球动能大小与速度的关系.(2)物体的动能大小与物体的质量、速度有关，物体的质量相同时，速度不同，物体的动能不同；物体的惯性只与质量有关，物体的质量不变，物体的惯性不变.如图2所示是高速公路上的限速牌，对不同车型的限速不一样，限制车速实际上是限制车的动能.(3)①依题意得mm=mz，乙下落的高度高于甲下落的高度，B木桩扎入沙坑较深，说明乙具有的重力势能大，由此可以得出结论：质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大.②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，说明乙、丙分别对B、C两木桩做的功相同，说明乙、丙的重力势能相同.(4)图甲中小球沿斜面向上运动的过程中，支持力与小球的运动方向垂直，支持力对小球没有做功.甲、乙两图中，小球运动过程中，只有重力做功，小球的机械能不变，图甲中小球到达最高点时，速度为0，动能为0；图乙中小球到达最高点时，速度大于0，动能大于0；机械能为物体的动能与势能的总和，则图甲中小球到达最高点时的重力势能较大，物体的质量相同时，物体的高度越高,则h₁>h₂. 24.(1)液化 (2)增大 增大 增大 (3)内能 (4)200[解析](1)运载火箭使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料，当它们与外界空气接触时，空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴，即产生“白雾”.(2)火箭加速升空的过程中，质量不变，速度增加，动能增大；高度增加，重力势能增大；机械能等于动能和势能之和，所以火箭的机械能增大.(3)末级火箭进入大气层，与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁，在该过程中，火箭与大气剧烈摩擦，火箭的机械能一部分会转化成内能.(4)太阳能电池光电转换效率在50%以上，供电能力为 100kW，则接收太阳能的最大功率为 P= 25.(1)0.3 m/s (2)9000J (3)900 W [解析](1)货箱的速度 (2)叉车对货箱所做的功W= Gh = mgh =300 kg×10 N/kg×3 m=9000 J. (3)叉车对货箱所做功的功率 26.(1)12.5 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $