第十一章 功和机械能 学业水平自我训练--2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 初中物理第11章功和机械能单元卷，以科技（火星探测器、神舟飞船）、体育（亚运会、跳水）等真实情境为载体，覆盖功、功率、机械能转化等核心知识点，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|12|功的判断、机械能转化（卫星运动）、功率估算（爬楼）|结合“水滴石穿”、滑雪大跳台等情境，辨析物理观念| |填空题|5|压强应用（火星着陆器）、功与功率计算（背书包上楼、跳水）|融入天问号、全红婵跳水等热点，体现科学态度| |实验题|2|动能影响因素（小球撞木块）、功率测量（引体向上）|设计控制变量实验，培养科学探究与模型建构能力| |计算题|2|路程、压强、功率计算（机器狗运输、电动自行车）|结合实际运动场景，强化科学推理与问题解决能力|

第11章 功和机械能学业水平自我训练 一、单选题 1．成语“水滴石穿”，比喻力量虽小，但只要坚持，功到自然成｡从物理的角度分析∶①力改变了石头的形状；②水滴冲击石头时，石头对水滴没有作用力；③水滴加速下落过程，重力对水滴做了功；④水滴加速下落过程，受到了平衡力的作用｡完全正确的一组是 A．①③ B．①② C．①④ D．②④ 2．如图所示为某人推着购物车在水平地面上匀速运动的情境。下列关于做功的判断中正确的是（　　） A．地面的支持力对购物车做了功 B．重力对购物车做了功 C．人的推力对购物车做了功 D．购物车对地面的压力对购物车做了功 3．“掬”是我国古代的计量方法之一，“掬”即为双手捧。如图为一成年人从平放在地上的米袋中“掬”起米放到厨房台面上电饭锅内的情景，则此过程中人对米做功的功率最接近于（　　） A．0.3W B．3W C．30W D．300W 4．人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图所示。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的相互转化。关于运行的卫星，下列说法中正确的是（　　） A．卫星绕地球运行的过程中，不受力的作用 B．卫星从近地点向远地点运动的过程中，动能增加 C．卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能转化为动能 D．卫星在远地点和近地点的机械能不相等 5．为加强国防，我国某空军进行了跳伞登陆训练，如图所示，某军人在匀速下落过程中，下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图像，其中正确的是（　　）   A．  B．  C．  D．   6．如图甲为冬奥会滑雪大跳台比赛中选手的部分运动轨迹，其中a点为下滑过程中的一点，b点是下滑轨道的最低点，c为刚要离开跳台的点，d为腾空后的最高点，e为着陆点，若不计空气阻力，则选手的机械能随位置变化的示意图正确的是（　　） A． B． C． D． 7．伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下，由于不受阻力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况｡其模拟实验如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在运动过程中只受重力作用 B．在滚下斜面的过程中，小球的动能转化为重力势能，机械能减少 C．另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越小 D．如果另一斜面变成水平面，则小球达不到同样的高度而会永远运动下去 8．初三同学小明家住3楼，一天，他提着他的质量约为1.5kg的滑板从1楼走到家里，在此过程中，下列估算不合理的是（　　） A．他提滑板的力做的功约为100J B．他提滑板的力做功的功率约为3W C．他爬楼做的功约为6×103J D．他爬楼做功的功率约为100W 9．2023年9月23日亚运会将在杭州举行，关于体育竞赛情境描述正确的是（　　） A．图甲中攀岩运动员在攀登过程中克服了自身重力做功 B．图乙中船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力 C．图丙中百米赛跑运动员到终点时不能马上停下来是受到惯性的作用 D．图丁中箭在弓的作用下射出，说明力可以改变物体的形状 10．跳绳是一项高效的有氧运动，具有增强心肺功能、提高身体的协调性和平衡能力的作用。一名体重为500N的同学跳绳时，重心上升的高度h随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．下降过程中，该同学所受的重力不做功 B．该同学1min内跳绳225次 C．该同学跳绳一次克服自身所受的重力做的功为100J D．该同学跳绳的平均功率为150W 11．如图所示是冰壶场地的示意图，水平冰面粗糙程度相同。某同学用水平推力使冰壶从A点向前运动，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止。下列说法正确的是（　　） A．冰壶在AB段所受的摩擦力大于在BC段所受的摩擦力 B．冰壶能够从B运动到C，是由于它受到了惯性作用 C．冰壶从B到C的过程，该同学对冰壶做功了 D．冰壶从B到C的过程一直在做减速运动 12．球竖直向上运动后落回地面，这过程中先后经过M、S两点，在这两点的动能和重力势能如图，则（　　） A．M点速度比在S点速度大 B．M点的机械能大于在S点的机械能 C．M点的机械能等于在S点的机械能 D．M点离地高度比在S点离地高度低 二、填空题 13．如图、天问号火星探测器准备登陆火星表面，着陆器设计了四个脚、每个脚上都安装了一个较大的圆盘，这是为了______；火星表面有稀薄的空气，在降落过程中着陆器的机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （13题图） （15题图） （16题图） 14．小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为________J，他克服重力所做总功的功率是______W。（沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化） 15．2024年8月6日，巴黎奥运会女子10米跳台决赛，全红婵第一跳丝滑入水，全部裁判给出10分，再现全满分名场面，最终以425.60分获得金牌成为中国奥运历史上最年轻的三金得主。下图是跳水过程中分解图。 (1)跳水运功员在起跳时，需要注意身体姿势的协调，同时要控制好起跳的力度和角度。在起跳过程中是跳板的__________能转化为运动员的__________能，帮助运动员起跳的； (2)某跳水运动员质量是42kg，从10米跳台跳下，用时1.4秒。在整个跳水过程中，运动员的重力做功为__________J，重力做功的功率为__________W。 16．如图，2023年10月神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆。若返回舱打开降落伞后，在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，此过程中返回舱所受力的合力为____________N，返回舱的重力势能____________。 17．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AB段返回器的动能 ___________（选填“变大”“不变”或“变小”）：BC段返回器的机械能 ___________（选填“变大”“不变”或“变小”）；CD段返回器动能增加量 ___________（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减小量。   三、实验题 18．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如下图所示的探究实验： 将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（m甲=m乙<m丙，hA=hB>hC），推动小木块运动一段距离后停止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答： (1)在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度___________（选填“相等”或“不相等”）； (2)小明通过观察___________来判断小球碰撞木块时动能的大小，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)小球推动小木块运动的距离越大，表示安全隐患___________（选填“越大”、“不变”或“越小”）；小木块被碰撞后滑行过程中，木块的动能转化为___________能； (4)用来研究超速安全隐患时，我们应选择___________两个图所示实验进行比较； (5)实验中，小球碰撞木块后继续向前运动，木块在水平木板上滑动一段距离后停下，设碰撞前一瞬间小球的动能为E0，木块克服摩擦力所做的功为W，则E0___________W（选填“>”、“<”或“=”）（不计碰撞过程中的能量损失）。 (6)另一同学用图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是___________（选填“正确的”或“错误的”）。 (7)实验交流环节，有同学提出用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，如图戊所示，观察到木块被撞击后移动的情况是___________（铁球滚动时所受摩擦力忽略不计）。 A．质量大的铁球将木块推动的距离较远 B．质量小的铁球将木块推动的距离较远 C．质量不同的铁球将木块推动的距离相同 19．综合实践活动小组的同学想估测小陆做10个规范引体向上时克服重力做功的功率。他先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂。然后缓缓屈肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。 (1)所需要的测量器材有体重计、刻度尺和______； (2)测试中当身体静止时，杠杆对人的拉力与人的重力是一对______（选填“A．平衡力”或“B．相互作用力”）； (3)下表是综合实践活动小组设计的实验记录表格： 小陆的质量m/kg 臂长L/m 总时间t/s 功率P/W 同学们得出小陆克服重力做功的功率表达式为，你认为这个结果合理吗，并说明理由______。 四、计算题 20．杭州亚运会用机器狗为运动员运输铁饼。机器狗自身质量为18kg，每只脚与地面接触面积为50cm2，运输的铁饼质量为2kg，每次运输的平均时间约为34s，机器狗匀速直线运动的速度约为3.5m/s，前进过程中驱动力为40N。（g=10N/kg） （1）机器狗每次运输铁饼运动的路程约是多少米？ （2）机器狗背上铁饼站立在水平地面上，求机器狗对地面的压强； （3）机器狗匀速直线运动时做功的功率为多少瓦？ 21．小华骑着某款电动自行车以恒定输出功率在平直的水平路面上行驶。小华和电动自行车的质量均为50kg，行驶时的v-t图像如图乙所示，电动自行车匀速行驶过程中，轮胎与地面的总受力面积为20cm2，所受阻力大小为总重的0.06倍。求： （1）小华骑行电动自行车的过程中，电动自行车对地面的压强； （2）电动自行车匀速行驶过程中受到的牵引力； （3）电动自行车在0~4min内牵引力做的功。 第6页，共6页 第5页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 一、选择题 1．【解析】①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的形状逐渐改变，故①正确； ②力的作用是相互的，水滴冲击石头时，石头对水滴也有相互作用的力，故②错误； ③水滴加速下落过程，重力的方向竖直向下，水滴下降的方向竖直向下，所以，重力对水滴做了功，故③正确； ④水滴下降的过程中，重力大于空气的阻力，做加速下落运动，受到的是非平衡力的影响，故④错误。 故选A。 2．【解析】A．购物车没有在地面的支持力的方向上移动距离，所以地面的支持力没有对购物车做功，故A错误； B．购物车没有在重力的方向上移动距离，所以重力没有对购物车做功，故B错误； C．购物车在推力的方向上移动了距离，所以人的推力对购物车做了功，故C正确； D．购物车没有在压力方向上移动距离，所以购物车对地面的压力没有对购物车做功，故D错误。 故选C。 3．【解析】“掬”起的米的质量为0.3kg，厨房台高度约为1m，对米做的功为 从平放在地上的米袋中“掬”起米放到厨房台面上所用的时间约为1s，则此过程中人对米做功的功率约为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．【解析】A．卫星绕地球运行的过程中，轨迹是椭圆轨道，运动方向一直在变化，速度大小也在变化，是作变速运动，运动状态在不断改变，要受力的作用，故A错误； B．卫星从近地点向远地点运动的过程中，高度增加，动能转化为势能，动能减小，故B错误； C．卫星从远地点向近地点运动的过程中，高度减小，速度增加，势能转化为动能，故C正确； D．卫星不受空气阻力，只有动能和势能相互转化，机械能守恒，在远地点和近地点的机械能相等，故D错误。 故选C。 5．【解析】A．某军人在匀速下落，所以速度v不随时间变化，故图像应是平行于时间轴的直线，故A错误； B．某军人在匀速下落，所以s-t图像中，匀速直线运动为倾斜的直线，故B错误； C．根据公式W=Gh=Gvt，其中重力G和速度v是一定的，所以重力做功与时间t成正比，图像应是倾斜的直线，故C错误； D．根据公式P=Fv=Gv，其中重力G和速度v是一定的，所以功率P也为一定值，图像为平行于时间轴的直线，故D正确。 故选D。 6．【解析】运动员从起始点到a点的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能减小，由于克服摩擦做功，机械能会减小；从a到b的过程中，质量不变，高度减小，速度变大，重力势能变小，动能变大，由于克服摩擦做功，机械能会减小；从b到c的过程中，质量不变，高度变大，速度变小，重力势能变大，动能减小，由于克服摩擦做功，机械能减小；运动员从c点到d点的过程中，质量不变，高度变大，速度变小，动能变小，重力势能变大，由于不计空气阻力，机械能守恒，保持不变；同理运动员从d点到e点的过程中，高度减小，速度增大，动能变大，重力势能变小，由于不计空气阻力，机械能守恒，保持不变。故A正确，BCD错误。 故选A。 7．【解析】A．小球在运动过程中受到重力和支持力的作用，故A错误； B．在滚下斜面的过程中，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能，不受阻力，机械能守恒，故B错误； C．由图可知，另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越大，故C错误； D．如果斜面变成水平面，水平面光滑，不受阻力，则小球会做匀速直线运动，永远运动下去，故D正确。 故选D。 8．【解析】A．根据生活经验可知，住宅楼的楼层高大约3m，家住3楼，小明实际爬楼高度 h=3m×（3-1）=6m 提滑板的力大约做功 W1=G1h=m1gh=1.5kg×10N/kg×6m=90J 接近100J，故A不符合题意； B．从1楼到3楼大约时间 t=30s 提滑板的力做功的功率 故B不符合题意； C．小明的力重约为 G=500N 他爬楼自身做的功 W2=Gh=500N×6m=3000J 故C符合题意； D．他提着滑板从1楼走到3楼的过程中爬楼做的总功 W总=W1+W2=90J+3000J=3090J 爬楼做功的功率 接近100W，故D不符合题意。 故选C。 9．【解析】A．攀岩运动员在攀登过程中受到重力的作用，并且在重力的方向上通过了距离，所以克服了自身重力做功，故A正确； B．船桨对水的力和水对船桨的力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故B错误； C．百米赛跑运动员到终点时不能马上停下来是因为运动员具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误； D．箭在弓的作用下射出，箭的运动状态发生了变化，所以说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。 故选A。 10．【解析】A．下降过程中，重力方向向下，该同学向下移动，因此该同学所受的重力做功，故A错误； B．由图可知，跳1次绳的周期为1/3s，因此1min内跳绳次数为次，故B错误； C．由图可知，跳绳时重心上升最大高度h=0.1m，跳一次克服重力做功 故C错误； D．1min内克服自身所受的重力做的总功 平均功率 故D正确。 故选 D。 11．【解析】A．影响滑动摩擦力的因素有接触面粗糙程度和压力大小，冰壶运动过程中这两点均不变，故冰壶在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故A错误； B．冰壶能够从B运动到C，是由于冰壶具有惯性，惯性不是力，不能说受到了惯性作用，故B错误； C．冰壶从B到C的过程，该同学对冰壶不再施加力，根据做功的条件，该同学对冰壶没有做功，故C错误； D．冰壶从B到C的过程，由于受到摩擦力的作用，摩擦力方向与运动方向相反，所以冰壶一直在做减速运动，故D正确。 故D正确。 12．【解析】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，质量一定，所以球在M点的速度比在S点小，故A不符合题意； BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意； D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，质量一定，所以M点的离地的高度比在S点的高，故D不符合题意。 故选B。 二、填空题 13． 减小压强 减小 【解析】[1]着陆器设计了四个脚、每个脚上都安装了一个较大的圆盘，增大受力面积减小压强。 [2]火星表面有稀薄的空气，在降落过程中着陆器，克服空气阻力做功，故机械能减小。 14． 360 24 【解析】[1]在水平路面上行走时，对书包的作用力竖直向上，但在竖直方向上移动的距离是0m，此过程对书包做功为0J，在上楼时，将书包提升，克服书包重力做的功W＝G书包h＝40N×9m＝360J [2]他在上楼的过程中克服自身重力所做的功W′＝G人h＝600N×9m＝5400J 他克服总重力所做的功W总＝W+W′=360J+5400J＝5760J 总时间t＝3min+1min＝4min=240s 则他克服总重力所做功的功率 15．(1) 弹性势 动(2) 4200 3000 【解析】（1）[1][2]运动员向下用力是为了使跳板发生弹性形变，在起跳过程中，跳板恢复原状的过程中，弹性势能减小，将跳板的弹性势能转化为运动员的动能。 （2）[1][2]在整个跳水过程中，运动员的重力做功为 W=Gh=mgh=42kg×10N/kg×10m=4200J 重力做功的功率为 16． 0 减小 【解析】[1]返回舱竖直向下匀速运动，受力平衡，则合力为0N。 [2]返回舱匀速下落的过程中，其质量不变，高度减小，则重力势能减小。 17． 变小 不变 小于 【解析】[1]由图知返回器在AB段，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。 [2]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，故将保持不变。 [3]在CD段，返回器质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，由于克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。 三、实验题 18．(1)相等(2) 木块前进距离 不能(3) 越大 内(4)甲、乙(5)>(6)错误的(7)C 【解析】（1）小球从同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度相等。 （2）[1]实验中通过观察木块移动的距离，来判断小球动能的大小，木块前进距离越长，说明小球动能越大。 [2]若水平面绝对光滑，木块将会一直运动下去，则本实验将无法达到实验目的。 （3）[1]实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小。在同样的平面上木块被撞得越远，小球的动能就越大，安全隐患越大。 [2]小木块被碰撞后滑行过程中，克服接触面摩擦做功，木块的动能转化为内能。 （4）超速是指汽车的质量一定时，速度越大动能越大，带来的危害越大。用来研究超速安全隐患时，我们应选择质量相同的A、B小球，即甲、乙两图进行实验，小球的质量相同，在斜面的高度不同，小球达水平面的速度不同。 （5）球与木块碰撞的过程中，球对木块做功，由于碰撞后小球继续运动，仍具有动能，做功的大小小于球最初的动能；木块在运动过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，即木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小，也就是小于碰撞前小球的动能。 （6）这种方法是错误的，因为没有控制水平面的粗糙程度相同。 （7）用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，由于弹簧的压缩程度相同，则原来弹簧具有的弹性势能相同，不计铁球滚动时所受摩擦力，则转化为木块的动能相同，所以推动木块移动的距离也相同，故选C。 19．(1)秒表(2)A(3)引体向上时，小陆克服重力做功，不能简单用臂长L代替重心上升的高度，所以结果不合理 【解析】（1）根据可知，实验中还要用秒表记录时间。 （2）测试中当身体静止时，处于平衡状态，此时人只受重力和杠杆的拉力，所以杠杆对人的拉力与人的重力是一对平衡力。 （3）略 四、计算题 20．【解析】解：（1）机器狗每次运输铁饼运动的路程 （2）机器狗背上铁饼站立在水平地面上，对水平地面的压力 机器狗对地面的压强 （3）机器狗匀速直线运动时做功的功率 答：（1）机器狗每次运输铁饼运动的路程约是119m； （2）机器狗背上铁饼站立在水平地面上，机器狗对地面的压强为1×104Pa； （3）机器狗匀速直线运动时做功的功率为140W。 21．【解析】解：（1）在水平路面上时，电动自行车对水平路面的压力大小等于车和人的总重力 电动自行车对地面的压强 （2）自行车做匀速直线运动 （3）在2~4min时间内，电动自行车做匀速运动，功率为 由于电动自行车输出功率是恒定的，在0~4min时间内，牵引力做功为 答：（1）小华骑行电动自行车的过程中，电动自行车对地面的压强为5×105Pa； （2）电动自行车匀速行驶过程中受到的牵引力为60N； （3）电动自行车在0~4min内牵引力做的功为9.6×104J。 答案第6页 答案第5页 学科网（北京）股份有限公司 $