第十一章 功和机械能 单元练习---2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 本单元卷聚焦“功和机械能”核心知识，通过神舟二十号碎片撞击、充氦浮空器等科技情境与登楼比赛、机器狗运动等生活实例，融合物理观念与科学思维，适配初中物理单元复习检测。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|动能影响因素、做功判断、机械能转化|结合科技热点（如太空碎片动能），考查概念辨析| |填空题|5|重力势能变化、动能与势能转化|联系跳高、小球运动轨迹，强化能量转化分析| |实验题|2|动能与速度关系、重力势能影响因素|运用控制变量法和转换法，注重科学探究能力| |计算题|2|功和功率计算|以机器狗、汽车升降台为载体，体现实际应用|

第十一章功和机械能章末检测 一、单选题 1．2025年11月4日，航天员对神舟二十号例行检查时，发现返回舱舷窗边缘被太空微小碎片撞击产生贯穿性裂纹。撞击造成如此严重后果，是因为微小碎片具有较大的（   ） A．质量 B．重力势能 C．动能 D．弹性势能 2．如图所示，人对物体做功的是（　　） A．①② B．③④ C．①③ D．②③ 3．如图所示，有一小球沿粗糙的曲面轨道ABCD从A点静止滑下，从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中C为轨道最低点，B、D、F三点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．在C点的动能最大，E点的动能为零 B．从E点运动到F点的过程，小球的动能转化为重力势能 C．小球在E点的机械能小于在A点的机械能 D．小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等 4．登楼比赛时某女同学从教学楼底楼快速登上五楼，共用了12s，该同学登楼时的功率最接近于（　　） A．50W B．100W C．500W D．1000W 5．下列关于机械能及其转化的说法中，错误的是（　　） A．蹦床运动员从高处落下，与蹦床接触后到达最低点时，运动员的动能最大 B．人造地球卫星在从近地点向远地点运行的过程中，机械能守恒 C．滚摆在上升过程中，动能转化为重力势能 D．人们修筑拦河坝提高上游的水位，增大水的重力势能 6．如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放，M向左最远可运动至B点。则（　　） A．物块的动能从A到O一直增加 B．物块的动能从A到O先增加后减小 C．弹簧的弹性势能从A到O一直增大 D．弹簧的弹性势能从O到B一直减小 7．小明同学先后两次水平拉动同一物体在同一水平面上运动，两次物体运动的s﹣t图像如图，根据图像，下列判断正确的是（　　） A．0﹣8s两次物体运动的路程之比s1：s2=1：1 B．0﹣8s两次物体所受的拉力之比F1：F2=2：1 C．0﹣8s两次拉力对物体做功的功率之比P1：P2=4：1 D．0﹣8s两次拉力对物体所做的功之比W1：W2=2：1 8．在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，为现场提供照明和通信。当浮空器匀速升空时，它的（    ） A．机械能不变 B．机械能增大 C．重力势能转化为动能 D．动能转化为重力势能 9．用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系，下列小球说法正确的是（　　） A．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放 B．木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小 C．木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的 D．若水平面绝对光滑，实验不能达到探究目的 10．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（　　） A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则 B．比较A、C可知，重力势能与重物被举高度的关系 C．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 二、填空题 11．如图为我国运动员在第31届世界大运会（成都）跳高比赛上跃过横杆的瞬间。若不计一切阻力，该名运动员从起跳到跃过横杆的瞬间，其___（选填：“重力势能”或“动能”或“机械能”）增加，其___（选填：“重力势能”或“动能”或“机械能”）守恒。 12．如图所示，从点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，为球与水平地面的接触点，C、F两处等高，小球从A到B的过程中重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”），从B向D下落过程中________能增大，C点动能_______（填“>”“=”或“<”）F点的动能。 13．让系于橡皮筋一端重为3N的小球，从O点的正下方由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示，则小球从a运动到c的过程中，在____点重力势能最大，在____点小球的机械能最小。小球到达b点时速度最大，此时小球下落的高度 h为____cm。（不计空气阻力） 14．如图所示的是足球从点自由下落到地面后，反弹到最高点点的示意图。则足球在点的机械能______（选填“大于”“小于”或“等于”）其在点的机械能。足球从地面弹起到点的过程中，动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 15．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，如图甲所示，本实验中研究对象是______（选填“钢球”或“木块”）；让钢球从同一高度由静止释放，是为了让钢球______相同。小华将实验装置改成如图乙所示，用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究钢球的动能大小与质量的关系，这个实验方案是______（选填“可行”或“不可行”）的。 三、作图题 16．如图为一摆球从左侧A点摆到右侧最高点B的过程图，请在图中画出摆球动能最大位置的受力示意图。 四、实验题 17．为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2>h1，不考虑空气阻力。 (1)实验中是通过观察___________来判断钢球的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择___________两图所示实验来进行比较； (2)实验中钢球碰撞木块后继续水平向前减速运动一段距离，则钢球的机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； (3)若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是___________（填写序号）； A．换质量更小的木块 B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于m2的钢球 D．换质量小于m1的钢球 (4)小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间为t2，则通过时间较长的是小球___________（选填“A”或“B”）。 18．某同学设计了如图所示的实验以探究重力势能与哪些因素有关：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球进行了四组实验（不计空气摩擦，球在管道中的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度为h3，且h1<h2<h3。 (1)本实验铅球的重力势能大小是通过___________来反映的； (2)比较C、D两球，发现两球运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径___________（选填“有关”或“无关”）。 五、计算题 19．如图所示，某款机器狗的质量为60kg，该机器狗以的速度匀速直线行驶200m，此过程中，机器狗与水平地面间的摩擦力为其重力的0.1倍。问：（g取） (1)机器狗在水平地面上行驶时，地面对机器狗的支持力__________（选填“做功”或“不做功”）。 (2)机器狗行驶时，克服地面摩擦力做的功是多少？ (3)机器狗行驶时，克服地面摩擦力做功的功率是多少？ 20．如图所示，一辆总质量为的汽车放置在水平升降台上，汽车轮胎与升降台接触的总面积为，升降台在内将汽车竖直向上匀速抬升。求： (1)汽车对升降台的压强。 (2)升降台匀速提升汽车所做的功。 (3)升降台抬升汽车的功率。 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章末检测----2025-2026学年人教版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C C A B D B D B 1．C 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关。太空微小碎片虽然质量较小，但速度极大，所以具有较大的动能，能够对返回舱舷窗造成严重撞击，产生贯穿性裂纹。重力势能与物体的质量和高度有关，弹性势能与物体的弹性形变程度有关，而此次撞击后果严重主要是因为碎片的动能大，并非重力势能和弹性势能，且碎片质量较小，不是因为质量大造成严重后果。所以撞击造成如此严重后果，是因为微小碎片具有较大的动能。 故选C。 2．B 【详解】①人用力搬石头，没有搬动，只有力，没有距离，故人对物体没有做功，故①不符合题意； ②人提桶在水平面上行走，力的方向向上，距离的方向水平向前，在力的方向上没有移动距离，故人没有做功，故②不符合题意； ③人推车向前运动，人给车一个力的作用，在力的方向上有移动的距离，所以，人对车做功，故③符合题意； ④人向上提升物体，拉力方向向上，距离的方向也向上，故人对物体做功，故④符合题意。 故选B。 3．C 【详解】A．小球从A点运动到最低点C点的过程中，需要克服摩擦力做功，将重力势能转化为动能和内能，小球运动至最低点C点时，速度最大；小球从D点抛出后，小球运动到E点时，是空中运动轨迹的最高点，此时竖直方向的速度为零，但仍有水平方向的速度，所以动能并不为零，故A错误； B．从E点到F点是下降过程，小球高度降低重力势能减小、速度增大动能增大，将重力势能转化为动能，故B错误； C．小球从A点到D点在粗糙轨道运动，机械能因克服摩擦不断减少；从D点到E点在空中运动，只有重力做功，机械能守恒，因此E点机械能小于A点机械能，故C正确； D．B点、D点等高，二者重力势能相等，B点到C点的过程中，动能的增加量等于重力势能减少量与克服摩擦做功的差值；C点到D点过程中，动能减少量等于重力势能增加量与克服摩擦做功的和，因此两个过程动能变化量并不相等，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】估计该同学的体重为500N，每层楼高3m，登上5楼共登了4层，所以登的高度是12m，该同学克服重力做的功 该同学克服重力做功的功率 故选C。 5．A 【详解】A．运动员刚接触蹦床时，重力大于弹力，受到的合力向下，会继续向下做加速运动，所以刚接触蹦床时，动能未达到最大值；随着蹦床面形变程度加大，弹力也变大，当弹力大于重力时，运动员受到的合力向上，开始做减速运动，所以蹦床面发生弹性形变过程中，运动员的动能先增大，后减小，与蹦床接触后到达最低点时，运动员的动能减小，弹性势能最大，故A错误，符合题意； B．人造地球卫星不受空气阻力，所以从近地点向远地点运行的过程中，机械能守恒，故B正确，不符合题意； C．滚摆在上升过程中，速度减小，高度变大，动能转化为重力势能，故C正确，不符合题意； D．提高上游的水位，高度变大，水的重力势能变大，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．B 【详解】AB．从A到O，刚开始向左的拉力大于向右的摩擦力，物块M做加速运动，动能变大；弹簧的形变量减小，弹力逐渐减小，小于摩擦力，物块M开始做减速运动，动能减小，所以物块的动能从A到O先增加后减小，故A不符合题意，B符合题意； C．从A到O，弹簧的弹性形变量减小，弹性势能减小，故C不符合题意； D．从O到B，弹簧的弹性形变量逐渐增大，所以弹性势能逐渐增大，故D不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】A．据图可知，0﹣8s两次物体运动的路程之比为 故A错误； B．据图可知，物体在两次拉动过程中做匀速直线运动，受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，由于物体在运动过程中压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，则拉力大小相等，即 故B错误； CD．由于两次拉力大小相等，两次物体运动的路程之比为2∶1，根据可知，两次拉力对物体所做的功之比 运动时间相同，根据可知，功率之比与功之比相等，即 故C错误，D正确。 故选D。 8．B 【详解】AB．当浮空器匀速升空时，质量不变，速度不变，动能不变；同时高度增大，重力势能增大，机械能包括动能和势能，可知机械能增大，故B符合题意，A不符合题意； CD．该过程动能不变，重力势能增加，不能存在动能和重力势能之间的转化，故CD不符合题意。 故选B。 9．D 【详解】A．将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放，控制小球的质量不同，速度相同，因此探究的是动能大小与质量的关系，故A错误； B．木块在滑行过程中对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，木块受到的滑动摩擦力不变，故B错误； C．木块静止时所受的弹力是地面施加的，是由于地面在恢复形变时对木块产生的，所以发生形变的是地面，故C错误； D．根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，木块被撞击后，木块在水平方向上不受外力，所以将做匀速直线运动，因此无法比较木块滑行的距离，就不能通过木块被撞击后移动的距离大小来比较小球的动能大小，从而不能达到探究目的，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此C质量大，所以 mB<mC 故A正确，不符合题意； B．根据控制变量法，A、C的质量不同，下落的高度也不同，因此比较A、C不能得出重力势能与重物被举高度的关系，故B错误，符合题意； C．根据转换法，实验中可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故C正确，不符合题意； D．重力势能与高度和质量有关，用到控制变量法，用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，用到转换法，故D正确，不符合题意。 故选B。 11． 重力势能 机械能 【详解】[1][2]若不计一切阻力，则运动员上升过程中质量不变，高度增加，速度减小，重力势能增大，动能变小；由于不计一切阻力，故机械能守恒。 12． 不变 动 > 【详解】[1]小球从A到B的过程中，质量不变，高度不变，重力势能不变。 [2]从B向D下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，是重力势能转化为动能。 [3]整个过程中小球由于有空气阻力、与地面碰撞，存在能量损失，因此机械能会一直减少，因此F点的机械能小于C点的机械能；图中C、F两点的高度相同，重力势能相同，因此C点动能大于F点的动能。 13． a c 0.5 【详解】[1]小球从a运动到c的过程中，质量不变，a点的高度最高，所以在a点小球的重力势能最大。 [2]不计空气阻力，小球从a运动到c的过程中，小球的机械能转化为橡皮筋的弹性势能。小球下落到最低点c时，橡皮筋的弹性势能最大，小球的机械能最小。 [3]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹性形变，橡皮筋产生的弹力由小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大，根据图乙可知，b点时的弹力与小球的重力相同，即b点的弹力为3N；F与h关系图像是一条直线，橡皮筋发生的是弹性形变，当弹力为9N时，橡皮筋伸长 即橡皮筋每伸长0.1cm，弹力就增大3N，所以在b点时，橡皮筋伸长量为0.1cm，所以小球到达b点时，下落的高度h为 14． 大于 减小 【详解】[1][2]因为点比点高且足球在、两点都静止，点比点重力势能大，所以足球在点的机械能大于其在点的机械能；足球从地面弹起到点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小。 15． 钢球 到达水平面的速度 不可行 【详解】[1]实验中通过木块被钢球撞击后移动的距离来反映钢球的动能大小，研究对象是钢球。 [2]钢球在斜面下滑时做加速运动，让钢球从同一高度由静止释放，是为了让钢球到达水平面的速度相同。 [3]观察图乙的装置可知，若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，不能控制初速度相等，这样是不能完成实验的。 16．如图所示 【详解】当球在最低点时，重力势能转化为动能，此时动能最大，受到绳子拉力和重力，受力示意图如图所示 17．(1) 木块被推动的距离 甲、乙 (2)减小 (3)D (4)A 【详解】（1）[1]根据转换法，通过观察木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。 [2]物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；用来研究超速安全隐患时，要控制质量不变，改变小球在斜面上下滑的高度，因此应选择甲、乙两图所示实验来进行比较。 （2）实验中钢球碰撞木块后继续水平向前减速运动一段距离，质量不变，速度变小，动能变小，高度不变，重力势能不变，则机械能变小。 （3） 小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，说明钢球的动能太大，而此实验主要是研究动能大小与质量的关系，因此钢球的速度应保持不变，而让钢球的质量不同； A．换质量更大的木块，改变了木块所受摩擦力的大小，则不能通过木块滑行的距离来比较两种情况下钢球的动能大小，故A不符合题意； B．实验中需要控制速度相同，不能降低钢球的高度，故B不符合题意； C．换质量更大的钢球，则更容易使木块滑出木板，故C不符合题意； D．换质量更小的钢球，能缩短木块移动的距离，故D符合题意。 故选D。 （4）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度；在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度，在上升过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过时间较长的是小球A。 18．(1)球陷入沙中的深度 (2)无关 【详解】（1）根据转换法可知，本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙中的深度来反映，球陷入沙中的深度越大，说明铅球的重力势能越大。 （2）比较C、D两球，发现它们质量相等，高度相等，两球运动路径不同，而陷入沙深度相同，即两球的重力势能相同，可得结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 19．(1)不做功 (2) (3)240W 【详解】（1）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移动的距离。机器狗在水平地面上行驶时，地面对机器狗的支持力方向竖直向上，而机器狗的运动方向是水平的，支持力方向与运动方向垂直，机器狗在支持力的方向上没有移动距离，因此支持力不做功。 （2）机器狗的重力 机器狗受到的摩擦力 机器狗克服地面摩擦力做的功 （3）因为机器狗做匀速直线运动，所以其牵引力F与摩擦力f是一对平衡力，即F = f = 60N 克服地面摩擦力做功的功率 20．(1) (2) (3) 【详解】（1）汽车对升降台的压力 汽车对升降台的压强 （2）升降台抬升汽车做的功 （3）升降台抬升汽车的功率 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 $