第十一章 功和机械能 单元测试卷-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 人教版八年级下册《功和机械能》单元卷，以生活、科技情境（如智能送餐机器人、助力外骨骼）为载体，覆盖功、能及转化等核心知识，注重物理观念建构与科学思维培养，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|16/32|功的判断、动能势能转化|第7题结合篮球反弹轨迹分析机械能，体现科学推理| |填空题|6/12|动能影响因素、功的计算|19题机器人牵引力做功，联系实际应用| |作图题|2/4|动能变化图像|24题弹簧弹起小球动能变化，考查模型建构| |实验题|3/19|动能影响因素、功率测量|25题登楼功率实验，落实科学探究要素| |计算题|3/33|功和功率计算|30题汽车功率综合计算，凸显问题解决能力|

第十一章《功和机械能》单元测试卷（原卷版） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版八年级下册第11章。 2.g=10N//kg。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32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．对下列诗词中涉及的物理现象解释正确的是 （    ） A．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”--拉弯的弓具有动能 B．“举头望明月，低头思故乡”中的“明月”是光源 C．“绿树浓荫夏日长，楼台倒影入池塘”--倒影是光的折射现象 D．“月落乌啼霜满天”，霜的形成是凝华现象 2．如图所示是体育课上投掷实心球的情景示意图。不计空气阻力，投掷后实心球在上升过程中（　　） A．动能变大 B．动能不变 C．重力势能变大 D．重力势能变小 3．如图是小珠扔实心球的情景，下列选项中小珠对实心球做了功的是（　　） A．将球从地面举至高处 B．手举球静止不动 C．球离手后继续运动 D．球落地后继续滚动 4．适度运动有利身体健康。下列对运动情景分析正确的是（　　） A．跳绳时，人下落过程中重力不做功 B．跑步时，人对地面压强比双脚站立时小 C．投篮时，离手的篮球仍能往前飞，是因为受到惯性力 D．游泳时，向后划水人会前进，是因为力的作用是相互的 5．如图，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧，分别悬挂相同的小球A、B，将两球拉至同一水平线上，此时弹簧处于原长状态，且原长小于绳长；不计空气阻力，静止释放两球，到最低点时两球在同一水平线上，以下说法正确的是（　　） A．该过程B球的重力做功更多 B．最低点时A球的速度更大 C．弹簧受到的拉力是由弹簧形变产生的 D．若A球在最低点时受到的外力全部消失，将处于静止状态 6．如图所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过。则关于运动员，下列说法正确的是（　　） A．起跳上升过程中，动能转化为弹性势能 B．由于运动员具有惯性，越过杆后仍将落在滑板上 C．从杆上方越过的过程中，运动员的运动状态保持不变 D．匀速滑行时，运动员所受重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力 7．2026年山东省中学生篮球联赛决赛中，一名球员在三分线外将篮球抛出，篮球经地面两次反弹的运动轨迹如图甲所示。篮球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。若M、N是①、②、③中的某两点，则（   ） A．整个过程中篮球的机械能守恒 B．篮球在M点时的机械能大于在N点的 C．M点应该在③的位置 D．N点应该在①的位置 8．物理与生产生活密不可分，为了帮助学生将物理知识与实际生活相结合，教材中设置了“做中学”和“跨学科实践”等内容，下列说法正确的是（　　） ①水火箭升空时，水火箭内气体对水向下的力与水对水火箭向上的力是平衡力 ②滑翔机飞行时，机翼上方比下方气流的速度大，机翼上表面的压强小 ③龙骨水车将水从低处的河流运送到高处的农田对农田进行灌溉，同质量的水在提升过程中其重力势能增大 ④用同一自制密度计测量两种液体密度时，密度计浸入液体的体积越大，表明这种液体的密度越大 A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有②③正确 D．只有③④正确 9．如图甲是小明同学在体育课上练习实心球时的情景。被斜向上抛出的实心球在空中飞行过程中经过不同位置时的能量情况如图乙所示，下列判断中正确的是（　　） A．经过B、D两位置时实心球的动能相同 B．经过B、E两位置时实心球的高度相同 C．实心球运动到C位置时可能为最高点 D．从A到B位置的过程中，实心球的重力势能转化为动能 10．如图所示，探究“动能大小的影响因素”实验中，下列说法正确的是（     ） A．小球质量越大，动能越大 B．小球速度越大，动能越大 C．小球释放高度越高，动能越大 D．木块在水平面移动距离越远，说明小球动能越大 11．在一次体育课上，甲、乙两同学进行爬竿比赛。甲从某一位置匀速爬到竿顶用时，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时，若甲、乙两人体重相等，则他们爬竿的功率之比是（   ） A． B． C． D． 12．如图，某次拓展训练中，在有安全保护的前提下中学生小峰沿直杆匀速下滑，在3s的时间内人的脚从A滑到B。下列关于小峰所受重力在AB段做功的功率最接近的是（　　） A．50W B．100W C．500W D．1000W 13．助力外骨骼是一种可穿戴的机械装置，能辅助人体搬运重物，减轻腰部、腿部负担，广泛应用于物流、仓储等场景。如图，工人穿戴助力外骨骼搬运货物。已知工人与外骨骼总质量为60kg，货物质量为40kg，工人竖直匀速搬起货物上升50cm，用时2s；此时工人与地面总接触面积约为250cm2。下列有关说法正确的是（　　） A．工人对地面的压力为600 N B．工人对货物做的功为2000J C．工人对货物做功的功率为1000W D．工人对地面的压强为4×104Pa 14．学生课余玩投掷沙包游戏有利于身体健康，若空气阻力不可忽略，以下说法正确的是（　　） A．竖直上抛沙包，沙包向上运动时所受合力方向为竖直向上，说明力使物体运动状态发生改变。 B．沙包被投掷后在空中飞行，说明物体受到力的作用才能运动。 C．斜向上投掷沙包，沙包运动到最高点时，所受力全部消失，沙包将做匀速直线运动。 D．学生投掷沙包后，沙包在空中运动，说明学生还在对沙包做功。 15．某电动汽车在水平路面上沿直线向前运动，行驶过程中所受到的阻力不变，当车速从v =10m/s逐渐增大至某速度值后，汽车保持匀速直线运动。此过程中，汽车所受牵引力F与速度的倒数（）的关系如图中实线所示。关于上述过程说法正确的是（　　） A．牵引力F做功的功率恒为1000W B．加速过程中，牵引力F越来越小 C．当v = 20 m/s，汽车所受阻力为5×103N D．加速过程中，牵引力F对汽车做功越来越快 16．小智同学制作了一个模型，该模型由同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成，已知hA=10cm， SB=2SA=200cm2。如图甲，用细线与模型中心相连，将一个重8N、底面积400cm2、高度未知的薄壁柱形容器放在水平升降台上，其内装有23cm深的水，B的下表面距离水面2cm。现将升降台上升使模型逐渐浸入水中（整个过程B未触底，模型不吸水），该过程中细线的拉力F与升降台上升的高度h的关系如图乙，已知h=7cm时，B刚浸没。则下列说法中正确的结论有几个（　　） ①物体B的高度为5cm ②该模型的密度为 3.6×103kg/m3 ③当h=14cm时，容器对升降台的压强为3200Pa ④升降台上升高度由0~7cm，升降台对容器做功7.5J A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 17．在郑州黄河文化公园内，游客可以乘坐观光车游览。当观光车载着游客匀速上坡时，观光车的动能________（填“减小”“不变”或“增加”）。为了减少噪声对景区的影响，观光车通常在排气管上安装消声器，这是在__________减弱噪声。 18．清扫车水平匀速行驶时，以摄像头为参照物，路边的树木是________的，工作时不断将地面上的落叶吸入车内，此过程中清扫车的机械能大小将________。 19．如图所示，为某酒店智能送餐机器人，其外壳一般选用强度高、密度小、耐磨的新型合成材料制成。相同体积下，这种材料比传统金属材料质量更______，便于机器人灵活移动。某次送餐时，机器人以200N的恒定牵引力在水平走廊上匀速直线行驶30m将餐品推送到客房门口，此过程中牵引力做功为______J。 20．如图所示，甲、乙是两个完全相同的排球，在同一高度同时以大小相等的初速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出。若空气阻力大小恒定且小于排球重力，则抛出时两球机械能_________（填“相等”或“不相等”）；两球落地瞬间的速度关系是________（填“小于”“等于”或“大于”）。 21．体重为的丽丽从1楼乘坐电梯匀速上升到15楼（已知每层楼高约），在这个过程中，电梯对丽丽做功的功率为，则电梯对她做的功约为_______J，所用时间约为________s。 22．如图1是我国歼-20战斗机，若战斗机航行时，阻力与速度的关系图像如图2所示，当飞机以的速度沿水平方向匀速飞行时，所受阻力为___________，牵引力做功的功率为___________ 三．作图题（共2小题，共4分） 23．如图甲所示，是将一实心铜球M放置于粗糙斜面上的O点由静止滚下，经过斜面底端A点后在光滑水平面上滚动到B点时的情景，其动能随位置变化的大致图像如图乙所示。若将另一体积相同的实心铁球N仍从粗糙斜面上的O点由静止滚下，请在图乙同一坐标系中画出铁球N从O点滚下，经A点运动到B点的动能随位置变化的大致图像。（不计空气阻力，已知铁的密度小于铜的密度） 24．如图所示，弹簧的下端固定在水平面上，A位置为其原长位置。按压小球使弹簧压缩到O位置释放，小球随即被竖直向上弹起，离开弹簧后运动到最高位置B。已知：小球上升过程中所受重力等于弹力时动能最大。请在答题卡的坐标中画出：小球从开始运动至最高位置时动能的大小随位置变化关系大致图像。（不计空气阻力） 四．实验题（本题共3小题，共19分） 25．八年级（1）班组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率最大； (1)测量所需要的器材有：体重秤、_____、_____； (2)小丽同学设计的实验步骤如下，其中多余的是（　　）（填字母）； A．测出自己所受的重力 B．测出楼梯的总长度 C．测出一楼到三楼的竖直高度 D．测出自己上楼梯所用的时间 E．算出自己登楼的功率 (3)经测量，教学楼每层高3米，体重为的小洛同学从教学楼的一楼登上三楼，用时30s，则他登楼的功率_____W，若小阳登楼的功率为120W，且与小洛体重相同，则_____（选填“小洛”或“小阳”）登楼更快。 26．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上静止释放，撞击木块，能将木块撞出一段距离如图甲所示。请回答下列问题： (1)研究铁球的动能大小与质量的关系，应让质量______的两个小球分别从同一斜面的_______高度由静止释放，使小球到达水平面时的速度______。（均选填“相同”或“不同”） (2)该实验通过观察_______的大小，来比较铁球动能的大小，用到了_______法。 (3)有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以研究铁球的动能大小与_______（选填“质量”或“速度”）的关系。 (4)实验结束后，某同学拿走木块，先后将同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小车在相同水平面上从开始滑行直到静止时的距离，根据此现象，该同学得出了动能与速度有关的结论，你认为该同学的实验方案是否可行? _______（选填“可行”或“不可行”）。 27．按要求完成下列填空； (1)为了探究动能与质量的关系，楚楚设计的实验装置如图甲所示。实验过程如下：质量为、的两小球从斜面上同一高度下滑，。两小球撞击放在水平面上的木块，由于在水平面上滚动一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚楚根据这次实验情况得出结论：物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论_________（选填“不符”或“相符”），请你评估他实验中的不足：________。 (2)图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，松手后小球被弹开，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (3)图丙是探究物体重力势能与哪些因素有关的实验装置，三个相同木桩在沙中所处的初始深度______（选填“相同”或“不同”），a、b、c三个物体的质量关系为。图丙中b、c两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，______（选填“能”或“不能”）说明b、c两物体的初始重力势能相同。 (4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了图丁所示的设计方案图，李工上交了图戊所示的设计方案图。若你是此公司代表，你将选择图______的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由：_________。 五．计算题（本题共3小题，共33分） 28．如图某机器人按照设定程序，在平直路面上1min匀速直线行驶了30m，行驶过程中所受牵引力恒为200N。求此过程中： (1)牵引力做的功； (2)牵引力做功的功率。 29．水平桌面上放置一个底面积为1×10-2m2，重6N的柱形薄壁容器、装有20N的水。弹簧测力计下悬挂体积为2×10-4m3的土豆，静止时示数为2.1N，如图甲；竖直向上拉着土豆匀速上升0.3m，再将土豆浸没在水中，静止时示数为0.1N（细线质量忽略不计，土豆未接触容器，g=10N/kg），如图乙。求： (1)土豆浸没在水中受到的浮力； (2)图甲中，土豆上升0.3m，拉力对土豆做的功； (3)撤走弹簧测力计，将土豆放入水中静止时，容器对水平桌面的压强。 30．如图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车，汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，在水平路面上以恒定功率做直线运动的 v-t图象如图乙，在前 10s汽车通过的路程为 100m（取）。求： (1)汽车经过一段路段时，此处规定汽车对地面的压强不得超过，则汽车与地面接触的总面积最少为多少 ？ (2)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02 倍，求在这个过程中汽车受到的牵引力？ (3)汽车在0~10s内牵引力做的功？ 1 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（解析版） （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版八年级下册第11章。 2.g=10N//kg。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共16小题，每小题2分，共32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．对下列诗词中涉及的物理现象解释正确的是 （    ） A．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”--拉弯的弓具有动能 B．“举头望明月，低头思故乡”中的“明月”是光源 C．“绿树浓荫夏日长，楼台倒影入池塘”--倒影是光的折射现象 D．“月落乌啼霜满天”，霜的形成是凝华现象 【答案】D 【详解】A．拉弯的弓发生弹性形变，具有弹性势能，故A错误； B．月亮自身不能发光，是反射太阳光，因此不属于光源，故B错误； C．楼台倒影属于平面镜成像，原理是光的反射，故C错误； D．霜是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态形成的，该物态变化属于凝华，故D正确。 故选D。 2．如图所示是体育课上投掷实心球的情景示意图。不计空气阻力，投掷后实心球在上升过程中（　　） A．动能变大 B．动能不变 C．重力势能变大 D．重力势能变小 【答案】C 【详解】实心球在上升过程中，质量不变，速度逐渐减小，因此动能减小；同时高度不断增加，因此重力势能变大。 故选C。 3．如图是小珠扔实心球的情景，下列选项中小珠对实心球做了功的是（　　） A．将球从地面举至高处 B．手举球静止不动 C．球离手后继续运动 D．球落地后继续滚动 【答案】A 【详解】根据做功的定义，力对物体做功需同时满足两个必要条件：1、作用在物体上的力不为零；2、物体在力的方向上有移动距离。 A．在将球从地面举到高处的过程中，小珠对实心球施加了一个向上的力，同时实心球在力的方向（向上）上移动了一段距离，小珠对实心球做了功，故A符合题意； B．手举球静止不动，小珠对实心球施加了一个向上的力，但实心球没有在力的方向上移动距离，小珠对实心球没有做功，故B不符合题意； CD．当球离手后继续运动，球落地后继续滚动时，小珠都不再对实心球施加力的作用，小珠对实心球没有做功，故CD不符合题意。 故选A。 4．适度运动有利身体健康。下列对运动情景分析正确的是（　　） A．跳绳时，人下落过程中重力不做功 B．跑步时，人对地面压强比双脚站立时小 C．投篮时，离手的篮球仍能往前飞，是因为受到惯性力 D．游泳时，向后划水人会前进，是因为力的作用是相互的 【答案】D 【详解】A.人下落过程中，重力方向竖直向下，且人沿重力方向移动了距离，因此重力做功，故A错误； B.跑步时人单脚着地，站立时双脚着地，人对地面的压力都等于自身重力，压力大小不变，跑步时受力面积更小，根据可知，跑步时人对地面压强比双脚站立时更大，故B错误； C.惯性是物体本身固有的性质，不是力，不能说“受到惯性力”，故C错误； D.游泳时向后划水，人对水施加向后的力，根据力的作用是相互的，水会对人施加向前的反作用力，因此人会前进，故D正确。 故选D。 5．如图，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧，分别悬挂相同的小球A、B，将两球拉至同一水平线上，此时弹簧处于原长状态，且原长小于绳长；不计空气阻力，静止释放两球，到最低点时两球在同一水平线上，以下说法正确的是（　　） A．该过程B球的重力做功更多 B．最低点时A球的速度更大 C．弹簧受到的拉力是由弹簧形变产生的 D．若A球在最低点时受到的外力全部消失，将处于静止状态 【答案】B 【详解】A．两球质量相同，起点和终点都在同一水平线上，下落的高度也相同，根据公式，重力做功 ​，故A错误； B．A、B两球质量相同，所处高度位置相同，故两者在初始位置重力势能相同，在运动过程，A 球重力势能转化为动能， B球重力势能除了转化为动能外，还有一部分转化为弹簧的弹性势能。因此，A球获得的动能更大，速度 ，故B正确； C．弹簧受到的拉力是由小球的形变产生的，故C错误； D．A球在最低点时速度不为零，根据牛顿第一定律，外力全部消失后，它将以当前速度做匀速直线运动，而不是静止，故D错误。 故选 B。 6．如图所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过。则关于运动员，下列说法正确的是（　　） A．起跳上升过程中，动能转化为弹性势能 B．由于运动员具有惯性，越过杆后仍将落在滑板上 C．从杆上方越过的过程中，运动员的运动状态保持不变 D．匀速滑行时，运动员所受重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力 【答案】B 【详解】A．起跳上升过程中，运动员速度减小、高度增加，是动能转化为重力势能，故A错误； B．运动员起跳前和滑板一起水平匀速运动，起跳后，运动员由于惯性，水平方向仍保持和滑板相同的速度运动，因此越过杆后仍会落在滑板上，故B正确； C．运动员过杆过程中，速度的大小和方向都发生变化，因此运动状态不断改变，故C错误； D．平衡力需要满足“同体、等大、反向、共线”，运动员的重力受力物体是运动员，地面对滑板的支持力受力物体是滑板，且支持力大小等于运动员和滑板的总重力，二者不满足平衡力的条件，故D错误。 故选B。 7．2026年山东省中学生篮球联赛决赛中，一名球员在三分线外将篮球抛出，篮球经地面两次反弹的运动轨迹如图甲所示。篮球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。若M、N是①、②、③中的某两点，则（   ） A．整个过程中篮球的机械能守恒 B．篮球在M点时的机械能大于在N点的 C．M点应该在③的位置 D．N点应该在①的位置 【答案】C 【详解】篮球运动过程中需要克服空气阻力做功，与地面碰撞时也会损失能量，机械能不断减小，因此机械能不守恒，由图乙可知，M点：重力势能，占总机械能的，因此总机械能 N点：动能，占总机械能的，因此总机械能，重力势能 由此可知，，所以N点应该在②的位置，M点应该在③的位置。 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 8．物理与生产生活密不可分，为了帮助学生将物理知识与实际生活相结合，教材中设置了“做中学”和“跨学科实践”等内容，下列说法正确的是（　　） ①水火箭升空时，水火箭内气体对水向下的力与水对水火箭向上的力是平衡力 ②滑翔机飞行时，机翼上方比下方气流的速度大，机翼上表面的压强小 ③龙骨水车将水从低处的河流运送到高处的农田对农田进行灌溉，同质量的水在提升过程中其重力势能增大 ④用同一自制密度计测量两种液体密度时，密度计浸入液体的体积越大，表明这种液体的密度越大 A．只有①③正确 B．只有①②正确 C．只有②③正确 D．只有③④正确 【答案】C 【详解】①水火箭内气体对水向下的力与水对水火箭向上的力，这两个力分别作用在水和水火箭上，不是作用在同一物体上，不是一对平衡力，故①错误； ②滑翔机飞行时，机翼上方空气流速大，根据流体压强与流速的关系，流速越大压强越小，所以机翼上方对机翼上表面的压强较小，故②正确； ③龙骨水车将水从低处运送到高处，同质量的水，高度增加，根据重力势能的影响因素，质量不变、高度增加，其重力势能增大，故③正确； ④用同一自制密度计测量两种液体密度时，密度计始终漂浮，浮力等于重力，浮力不变，根据阿基米德原理，密度计浸入液体的体积越大，即排开液体的体积越大，表明这种液体的密度越小，故④错误。 本题②③描述正确，故选C。 9．如图甲是小明同学在体育课上练习实心球时的情景。被斜向上抛出的实心球在空中飞行过程中经过不同位置时的能量情况如图乙所示，下列判断中正确的是（　　） A．经过B、D两位置时实心球的动能相同 B．经过B、E两位置时实心球的高度相同 C．实心球运动到C位置时可能为最高点 D．从A到B位置的过程中，实心球的重力势能转化为动能 【答案】C 【详解】A．由图可知，B位置的动能大于D位置的动能，二者动能不相同，故A错误； B．质量不变时，重力势能越大高度越高。B位置重力势能远大于E位置，因此B位置高度更高，二者高度不同，故B错误； C．C位置动能最小、重力势能最大，因此C位置可能是最高点，故C正确； D．从A到B的过程中，实心球动能减小、重力势能增大，是动能转化为重力势能，故D错误。 故选C。 10．如图所示，探究“动能大小的影响因素”实验中，下列说法正确的是（     ） A．小球质量越大，动能越大 B．小球速度越大，动能越大 C．小球释放高度越高，动能越大 D．木块在水平面移动距离越远，说明小球动能越大 【答案】D 【详解】A．动能的大小与物体的质量和速度都有关系。在速度相同时，质量越大，动能越大。该选项没有控制速度不变，所以表述不严谨。故A错误； B．动能的大小与物体的质量和速度都有关系。在质量相同时，速度越大，动能越大。该选项没有控制质量不变，所以表述不严谨。故B错误； C．小球释放的高度越高，到达水平面时的速度越大。但动能还与质量有关，该表述未控制质量，表述不正确，故C错误； D．本实验采用转换法，将小球动能的大小转换为木块在水平面上移动的距离。小球对木块做的功越多，木块移动的距离就越远。小球对木块做的功等于小球初始动能的转化，因此，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大。故D正确。 故选D。 11．在一次体育课上，甲、乙两同学进行爬竿比赛。甲从某一位置匀速爬到竿顶用时，乙从同一位置匀速爬到竿顶用时，若甲、乙两人体重相等，则他们爬竿的功率之比是（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】甲、乙两人体重相等，上升的高度相等，根据可知，做功相同。根据可知，做功相同时，功率和时间成反比，所以他们爬竿的功率之比为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 12．如图，某次拓展训练中，在有安全保护的前提下中学生小峰沿直杆匀速下滑，在3s的时间内人的脚从A滑到B。下列关于小峰所受重力在AB段做功的功率最接近的是（　　） A．50W B．100W C．500W D．1000W 【答案】C 【详解】一个中学生的质量约为50kg。取，则该学生的重力约为 一个中学生的身高大约为1.7m，由图可知其沿直杆匀速下滑的过程中，手和脚之间的距离约为1.5m，图中AB高度约为手脚间距离的2倍，所以AB高度 小峰所受重力在AB段做功 功率 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 13．助力外骨骼是一种可穿戴的机械装置，能辅助人体搬运重物，减轻腰部、腿部负担，广泛应用于物流、仓储等场景。如图，工人穿戴助力外骨骼搬运货物。已知工人与外骨骼总质量为60kg，货物质量为40kg，工人竖直匀速搬起货物上升50cm，用时2s；此时工人与地面总接触面积约为250cm2。下列有关说法正确的是（　　） A．工人对地面的压力为600 N B．工人对货物做的功为2000J C．工人对货物做功的功率为1000W D．工人对地面的压强为4×104Pa 【答案】D 【详解】A．水平地面上，工人对地面的压力等于整体总重力，即 故A错误； B．工人对货物的力等于货物重力，对货物做功 故B错误； C．工人对货物做功的功率 故C错误； D．工人对地面的压强 故D正确。 故选D。 14．学生课余玩投掷沙包游戏有利于身体健康，若空气阻力不可忽略，以下说法正确的是（　　） A．竖直上抛沙包，沙包向上运动时所受合力方向为竖直向上，说明力使物体运动状态发生改变。 B．沙包被投掷后在空中飞行，说明物体受到力的作用才能运动。 C．斜向上投掷沙包，沙包运动到最高点时，所受力全部消失，沙包将做匀速直线运动。 D．学生投掷沙包后，沙包在空中运动，说明学生还在对沙包做功。 【答案】C 【详解】A．竖直上抛沙包向上运动时，重力竖直向下，空气阻力阻碍运动也竖直向下，因此合力方向竖直向下。故A错误； B．力不是维持物体运动的原因，沙包投掷后能继续飞行是因为沙包具有惯性，不是因为必须受力才能运动。故B错误； C．斜向上投掷沙包，运动到最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向仍有速度；根据牛顿第一定律，若此时所有力消失，沙包将保持原来的水平速度做匀速直线运动。故C正确； D．做功需要满足两个条件：对物体施加力且物体在力的方向上通过距离。沙包在空中运动时，学生已经不对沙包施加力，因此不做功。故D错误。 故选C。 15．某电动汽车在水平路面上沿直线向前运动，行驶过程中所受到的阻力不变，当车速从v =10m/s逐渐增大至某速度值后，汽车保持匀速直线运动。此过程中，汽车所受牵引力F与速度的倒数（）的关系如图中实线所示。关于上述过程说法正确的是（　　） A．牵引力F做功的功率恒为1000W B．加速过程中，牵引力F越来越小 C．当v = 20 m/s，汽车所受阻力为5×103N D．加速过程中，牵引力F对汽车做功越来越快 【答案】B 【详解】根据功率公式 ，变形得 ，可知图中倾斜段与成正比，说明此段功率保持不变，结合图像计算分析各选项： A．取点 ，，计算功率 不是，故A错误； B．加速过程车速逐渐增大，因此逐渐减小，由图像可知：减小时，逐渐减小，因此牵引力越来越小，故B正确； C．汽车最终匀速时，牵引力等于阻力，最大速度对应，此时，阻力，阻力全程不变，因此时阻力仍为，故C错误； D．做功快慢就是功率，加速过程中功率保持不变，因此牵引力做功的快慢不变，故D错误。 故选B。 16．小智同学制作了一个模型，该模型由同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成，已知hA=10cm， SB=2SA=200cm2。如图甲，用细线与模型中心相连，将一个重8N、底面积400cm2、高度未知的薄壁柱形容器放在水平升降台上，其内装有23cm深的水，B的下表面距离水面2cm。现将升降台上升使模型逐渐浸入水中（整个过程B未触底，模型不吸水），该过程中细线的拉力F与升降台上升的高度h的关系如图乙，已知h=7cm时，B刚浸没。则下列说法中正确的结论有几个（　　） ①物体B的高度为5cm ②该模型的密度为 3.6×103kg/m3 ③当h=14cm时，容器对升降台的压强为3200Pa ④升降台上升高度由0~7cm，升降台对容器做功7.5J A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 【答案】B 【详解】①由题知，原来B的下表面距离水面2cm，由图像可知，当升降台上升的高度时，模型的B部分恰好浸没在水中，为便于分析，可认为升降台不动，整个模型向下运动，即模型向下移动7cm时，模型的B部分恰好浸没在水中，设此过程中水面升高的高度，则模型从刚接触水面到B部分恰好浸没时，模型下降的距离 根据的两种计算方法，可得 则有 解得。所以B部分的高度为 所以①错误； ②由图乙可得，模型的总重力，所以模型的总质量为 A的体积为 B的体积为 总体积为 则模型的密度为 所以②错误； ③水的体积 水的质量 水的重力 容器重力。容器和水总重力 升降台上升时，模型的A部分开始浸入水中，时，排开体积开始不变，即开始有水溢出，为便于分析，可认为升降台不动，整个模型向下运动，即模型向下移动时，模型的B部分恰好浸没在水中，设此过程中水面升高的高度，则模型从刚接触水面到排开体积不变时，根据的两种计算方法，可得 则有 解得。所以A浸入的深度为 则上升中，浸入的体积包括A的体积与B的体积之和，且 根据阿基米德原理，浮力 根据力的相互作用，模型对水的压力 升降台上升的高度为时，开始有水溢出，排出的水的重力等于物体的浮力，因此对平台的作用力不变，则容器对升降台的总压力 容器底面积 压强 因此③正确； 升降台上升的高度为时，升降台对容器做功 物体B浸没时受到浮力为 升降台上升的高度时，升降台对容器的作用力由100N变化到120N，根据功得，升降台对容器做功 则上升高度为时，升降台对容器做功 因此④正确。 故正确的有2个，故选B。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共6小题，每空1分，共12分） 17．在郑州黄河文化公园内，游客可以乘坐观光车游览。当观光车载着游客匀速上坡时，观光车的动能________（填“减小”“不变”或“增加”）。为了减少噪声对景区的影响，观光车通常在排气管上安装消声器，这是在__________减弱噪声。 【答案】 不变 声源处 【详解】动能的大小由物体的质量和速度决定，观光车匀速上坡时，质量与速度均保持不变，因此动能不变； 减弱噪声的途径包括在声源处、传播过程中、人耳处减弱。在排气管上安装消声器，是从噪声的产生源头进行控制，属于在声源处减弱噪声。 18．清扫车水平匀速行驶时，以摄像头为参照物，路边的树木是________的，工作时不断将地面上的落叶吸入车内，此过程中清扫车的机械能大小将________。 【答案】 运动 增大 【详解】[1]判断物体运动状态，需要看它相对参照物的位置是否变化。摄像头随清扫车一起运动，路边树木相对摄像头的位置不断改变，因此树木是运动的。 [2]机械能包含动能和重力势能。清扫车水平匀速行驶，速度、高度都不变，吸入落叶后整车总质量变大：动能与质量和速度有关，速度不变、质量增大，动能增大；重力势能与质量和高度有关，高度不变、质量增大，重力势能增大，因此总机械能变大。 19．如图所示，为某酒店智能送餐机器人，其外壳一般选用强度高、密度小、耐磨的新型合成材料制成。相同体积下，这种材料比传统金属材料质量更______，便于机器人灵活移动。某次送餐时，机器人以200N的恒定牵引力在水平走廊上匀速直线行驶30m将餐品推送到客房门口，此过程中牵引力做功为______J。 【答案】 小 6000 【详解】新型合成材料密度小，根据公式，当体积V相同时，这种材料比传统金属材料质量更小。 此过程中牵引力做功 20．如图所示，甲、乙是两个完全相同的排球，在同一高度同时以大小相等的初速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出。若空气阻力大小恒定且小于排球重力，则抛出时两球机械能_________（填“相等”或“不相等”）；两球落地瞬间的速度关系是________（填“小于”“等于”或“大于”）。 【答案】 相等 大于 【详解】抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，故动能相等；又因高度相等，故重力势能相等，机械能包括动能和势能，所以抛出时甲球的机械能等于乙球的机械能。 甲、乙两球初始机械能相等，运动过程中，空气阻力大小恒定，会有一部分机械能转化为内能，整个过程中甲球运动路程较短，则甲球转化的内能较少，落地时的机械能较大，落地时两球的重力势能均为0，所以甲球的动能大于乙球的动能，即甲球的速度大于乙球的速度。 21．体重为的丽丽从1楼乘坐电梯匀速上升到15楼（已知每层楼高约），在这个过程中，电梯对丽丽做功的功率为，则电梯对她做的功约为_______J，所用时间约为________s。 【答案】 2.1×104 30 【详解】从1楼到15楼实际上升14层，每层高3m，因此上升高度 电梯对她做的功约为 所用时间约为 22．如图1是我国歼-20战斗机，若战斗机航行时，阻力与速度的关系图像如图2所示，当飞机以的速度沿水平方向匀速飞行时，所受阻力为___________，牵引力做功的功率为___________ 【答案】 【详解】由图像的特点可知，阻力f与速度v的平方成正比，当速度为500m/s时，速度的平方，对照图像可知，此时阻力 飞机沿水平方向匀速飞行时，处于平衡状态，在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件，推力F与阻力f大小相等，所以所受推力 由可得，推力做功的功率 三．作图题（共2小题，共4分） 23．如图甲所示，是将一实心铜球M放置于粗糙斜面上的O点由静止滚下，经过斜面底端A点后在光滑水平面上滚动到B点时的情景，其动能随位置变化的大致图像如图乙所示。若将另一体积相同的实心铁球N仍从粗糙斜面上的O点由静止滚下，请在图乙同一坐标系中画出铁球N从O点滚下，经A点运动到B点的动能随位置变化的大致图像。（不计空气阻力，已知铁的密度小于铜的密度） 【答案】 【详解】铁球N从O点滚下到A点的过程中，质量不变，速度变大，则动能变大；铁球N经A点运动到B点的过程中做匀速直线运动，质量不变，速度不变，则动能不变。 两球从相同高度滚下，到达A点的速度相等。铁的密度小于铜的密度，体积相同，根据，铁球N的质量小于铜球M的质量，所以铁球N的动能始终小于铜球M的动能，作图如下： 24．如图所示，弹簧的下端固定在水平面上，A位置为其原长位置。按压小球使弹簧压缩到O位置释放，小球随即被竖直向上弹起，离开弹簧后运动到最高位置B。已知：小球上升过程中所受重力等于弹力时动能最大。请在答题卡的坐标中画出：小球从开始运动至最高位置时动能的大小随位置变化关系大致图像。（不计空气阻力） 【答案】 【详解】从O点开始，小球受到了重力与向上的弹力，弹力大于重力，小球向上运动；小球向上运动，弹簧形变程度变小，弹力变小，但此时弹力仍然大于重力，小球向上加速，动能变大；当弹力等于重力时，合力为零，弹力接着减小，小于重力，合力方向向下，小球向上运动，小球减速，故当弹力等于重力时，速度最大；当小球继续上升，弹力减小直至为0N，即在A点时，只有重力，合力向下，小球速度向上，小球接着减速，直至减到零，即离开弹簧后运动到最高位置B，此时动能慢慢变小，故如图所示： 四．实验题（本题共3小题，共19分） 25．八年级（1）班组织登楼比赛活动，比一比谁登楼的功率最大； (1)测量所需要的器材有：体重秤、_____、_____； (2)小丽同学设计的实验步骤如下，其中多余的是（　　）（填字母）； A．测出自己所受的重力 B．测出楼梯的总长度 C．测出一楼到三楼的竖直高度 D．测出自己上楼梯所用的时间 E．算出自己登楼的功率 (3)经测量，教学楼每层高3米，体重为的小洛同学从教学楼的一楼登上三楼，用时30s，则他登楼的功率_____W，若小阳登楼的功率为120W，且与小洛体重相同，则_____（选填“小洛”或“小阳”）登楼更快。 【答案】(1) 刻度尺 秒表 (2)B (3) 100 小阳 【详解】（1）[1][2]登楼的功率为 因此测量所需要的器材有：体重秤、秒表、皮卷尺。 （2）根据登楼的功率表达式可知，实验中需要测出自己所受的重力，测出一楼到三楼的竖直高度，测出自己上楼梯所用的时间，算出自己登楼的功率，其中多余的是测出楼梯的总长度，故B符合题意，ACDE不符合题意。 故选B。 （3）[1]经测量，教学楼每层高3米，体重为500N的小洛同学从教学楼的一楼登上三楼，用时30s，则他登楼的功率 [2]若小阳登楼的功率为120W，且与小洛体重相同，由功率越大做功越快可知，小阳登楼更快。 26．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从斜面上静止释放，撞击木块，能将木块撞出一段距离如图甲所示。请回答下列问题： (1)研究铁球的动能大小与质量的关系，应让质量______的两个小球分别从同一斜面的_______高度由静止释放，使小球到达水平面时的速度______。（均选填“相同”或“不同”） (2)该实验通过观察_______的大小，来比较铁球动能的大小，用到了_______法。 (3)有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以研究铁球的动能大小与_______（选填“质量”或“速度”）的关系。 (4)实验结束后，某同学拿走木块，先后将同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小车在相同水平面上从开始滑行直到静止时的距离，根据此现象，该同学得出了动能与速度有关的结论，你认为该同学的实验方案是否可行? _______（选填“可行”或“不可行”）。 【答案】(1) 不同 同一 相同 (2) 木块移动的距离 转化 (3)速度 (4)可行 【详解】（1）[1][2][3]研究铁球的动能大小与质量的关系，实验时应让质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，使小球到达水平面的速度相同。 （2）[1][2]该实验采用转化法思想，通过观察木块移动的距离的大小，来比较铁球动能的大小。 （3）如图乙所示，小球的质量相同，弹簧压缩到不同程度，释放时小球的速度不同，弹簧的弹性势能转化为铁球的动能，可以研究铁球的动能大小与速度的关系。 （4）拿走木块，先后让同一小车从同一斜面的不同高度处静止释放，使小车运行到水平面上的速度不同，记录小车在相同表面上滑行到静止的距离，木块的滑动摩擦变成小车的滚动摩擦，根据此现象也可以得出动能与速度有关的结论，该同学的实验方案可行。 27．按要求完成下列填空； (1)为了探究动能与质量的关系，楚楚设计的实验装置如图甲所示。实验过程如下：质量为、的两小球从斜面上同一高度下滑，。两小球撞击放在水平面上的木块，由于在水平面上滚动一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚楚根据这次实验情况得出结论：物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论_________（选填“不符”或“相符”），请你评估他实验中的不足：________。 (2)图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，松手后小球被弹开，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (3)图丙是探究物体重力势能与哪些因素有关的实验装置，三个相同木桩在沙中所处的初始深度______（选填“相同”或“不同”），a、b、c三个物体的质量关系为。图丙中b、c两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，______（选填“能”或“不能”）说明b、c两物体的初始重力势能相同。 (4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了图丁所示的设计方案图，李工上交了图戊所示的设计方案图。若你是此公司代表，你将选择图______的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由：_________。 【答案】(1) 不符 没有控制水平面上木块的起点位置相同 (2)不能 (3) 相同 能 (4) 戊 火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能，可以降低车速，容易刹车 【详解】（1）[1]我们已知的结论是在物体运动速度一致的情况下，物体的质量越大，动能越大。楚楚根据实验情况得出结论与我们已知的结论是不相符的。 [2]控制变量法进行实验探究时，应遵循单一变量原则，观察图甲会发现，两次实验时木块放在水平面上的起点位置不同，会影响实验结论的准确性。 （2）假如水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，此时水平面上的木块在被撞击后会一直做匀速直线运动，而不会停止下来，我们就无法通过判断木块在被撞击后滑动的距离比较动能和质量的关系。 （3）[1]控制变量法进行实验探究时，应遵循单一变量原则，在探究物体重力势能与哪些因素有关的实验中，为了能通过木桩扎入沙坑的深度来准确反映物体重力势能的大小，需要控制木桩的初始条件相同，所以三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同。 [2]重力势能的大小通过木桩扎入沙坑的深度来体现，b、c两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，说明b、c两物体对木桩做的功相同，也就意味着b、c两物体的初始重力势能相同，所以能说明。 （4）[1][2]选择图戊所示的设计方案；因为火车进站时为安全考虑，需要减缓行驶速度，图戊火车站进站段火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能，可以降低车速，容易刹车，更安全。 五．计算题（本题共3小题，共33分） 28．如图某机器人按照设定程序，在平直路面上1min匀速直线行驶了30m，行驶过程中所受牵引力恒为200N。求此过程中： (1)牵引力做的功； (2)牵引力做功的功率。 【详解】（1）牵引力做的功为 （2）牵引力做功的功率为 29．水平桌面上放置一个底面积为1×10-2m2，重6N的柱形薄壁容器、装有20N的水。弹簧测力计下悬挂体积为2×10-4m3的土豆，静止时示数为2.1N，如图甲；竖直向上拉着土豆匀速上升0.3m，再将土豆浸没在水中，静止时示数为0.1N（细线质量忽略不计，土豆未接触容器，g=10N/kg），如图乙。求： (1)土豆浸没在水中受到的浮力； (2)图甲中，土豆上升0.3m，拉力对土豆做的功； (3)撤走弹簧测力计，将土豆放入水中静止时，容器对水平桌面的压强。 【详解】（1）土豆浸没在水中时排开液体的体积等于自身的体积，即V排=V=2×10-4m3 受到的浮力F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N （2）土豆上升0.3m，拉力对土豆做的功W=Fs=2.1N×0.3m=0.63J （3）土豆的重力为G土豆=F=2.1N 容器对桌面的压力F压=G容+G水+G土豆=6N+20N+2.1N=28.1N 容器对桌面的压强 30．如图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车，汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，在水平路面上以恒定功率做直线运动的 v-t图象如图乙，在前 10s汽车通过的路程为 100m（取）。求： (1)汽车经过一段路段时，此处规定汽车对地面的压强不得超过，则汽车与地面接触的总面积最少为多少 ？ (2)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02 倍，求在这个过程中汽车受到的牵引力？ (3)汽车在0~10s内牵引力做的功？ 【详解】（1）由题知，汽车的质量 故汽车的重力 汽车在水平路面上行驶，对地面的压力等于其重力，即 根据压强公式可得，汽车与地面的最小接触面积 （2）由图乙可知，汽车在10s后做匀速直线运动。汽车所受的阻力 因为汽车做匀速直线运动，所以处于平衡状态，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，故汽车受到的牵引力 （3）由图乙可知，汽车匀速行驶时的速度 ，因为汽车以恒定功率行驶，故 故在0~10s内牵引力做的功 1 学科网（北京）股份有限公司 $