第八章 简单机械 功和能 章末训练 2025-2026学年沪科版（五四学制）（2024）物理八年级下册

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“简单机械 功和能”，以火箭发射、鹊桥二号等科技前沿及筷子、滑梯等生活情境为载体，覆盖动能势能、杠杆、功功率等核心知识点，适配单元复习巩固与能力提升，体现物理观念与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|11题/33分|动能势能转化（火箭升空）、杠杆分类（筷子）、功的判断|科技情境（鹊桥二号）结合生活实例，考查物理观念| |填空题|6题/18分|滑轮组机械效率（提物体）、杠杆应用（辘轳）、功功率计算|生活工具（水龙头）融入，强化科学思维| |实验题|1题/12分|探究动能影响因素（钢球撞木块）|对比实验设计，培养科学探究能力| |计算题|1题/17分|滑轮组有用功、总功、机械效率（起重机）|联系实际应用，提升问题解决能力|

第8章 简单机械 功和能章末训练 一、单选题 1．2021年3月13日10时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将遥感三十一号04组卫星发射升空，卫星进入预定轨道，如图所示。在火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能不变，重力势能增大 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能增大 2．如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 3．下列情境中，人对实心球做功的是（　　） A．将球从地面托起举过头顶 B．手拿着球静止在空中不动 C．手托球水平匀速直线运动 D．抛出后球在空中继续运动 4．2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。如图所示的是火箭加速升空的情境，则在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．以地面为参照物，中继星是静止的 B．以火箭为参照物，中继星是运动的 C．中继星的重力势能增加 D．中继星的机械能不变 5．如图所示，使用筷子夹起物体时，筷子可以视作杠杆，此杠杆（　　） A．费力，但省距离 B．省力，但费距离 C．不省力也不费距离 D．既省力也省距离 6．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，它受到的滑动摩擦力是重力的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（　　） A．16J B．8J C．1.6J D．0.8J 7．一个乒乓球在某一高度由静止下落后，发现它的反弹高度会低于下落高度。将它放在装有水的杯中，使它们在同一高度由静止下落，发现乒乓球反弹高度会大于下落的高度，如图所示。关于此现象，下列说法正确的是（    ） A．反弹时，乒乓球的机械能变大 B．反弹过程中水的内能转化为乒乓球的动能 C．在整个过程中，乒乓球和装水杯子总机械能保持不变 D．若增大乒乓球的质量，使其从同一高度静止下落，会反弹至更高位置 8．小明在某座山开展研学活动，如图为研学点附近的地理等高线图，A处、B处的等高线分别为100m、200m，下列说法中错误的是（　　） A．从A点到达B点的过程中，小明上升的高度大于100m B．在登顶的过程中，小明的重力势能变大 C．在下山的过程中，小明的重力做了功 D．从A点绕100m等高线匀速观光时，小明的机械能不变 9．粮食安全是社会稳定的压舱石，我国一直高度重视。如图，为某粮库运送粮食的传送带，在谷粒与传送带相对静止一起匀速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．谷粒处于平衡状态 B．谷粒受到惯性的作用保持静止 C．谷粒均受到沿传送带向下的摩擦力 D．谷粒的动能和重力势能保持不变，机械能守恒 10．如图所示，小明从滑梯加速下滑的过程中（　　）    A．重力势能增大，动能不变 B．重力势能增大，动能增大 C．重力势能减小，动能不变 D．重力势能减小，动能增大 11．用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上、质量为10kg的物体向上提升。当用图乙所示的随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系图像分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦，g取10N/kg）。下列计算结果正确的是（　　） A．0~1s内，地面对物体的支持力为10N B．1~2s内，拉力F做的功为5J C．2~3s内，拉力F的功率为8W D．2~3s内，滑轮组的机械效率约为83.3% 二、填空题 12．小丽利用如图所示的滑轮组，将重为125N的物体匀速提起，作用在绳子自由端竖直向上的拉力F=50N，在10s内绳子自由端移动的距离为6m，不计绳重和摩擦。则动滑轮的重力为 ___________N；拉力F的功率为 ___________W。 13．如图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆。为方便提水，它是按照___________（选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。图乙所示的水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用___________（选填“①”或“②”）。 14．物体在自由下落时，速度会越来越快。如图，某物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，AB = BC。若AB、BC段重力做功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，则W1________W2，P1_______P2。（两空均选填“<”“>”或“=”） 15．一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则在0~2s内，推力F做的功为 ___________J，当t=4s时，木箱受到的摩擦力为 ___________N。    16．某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，在5s内将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N ，则此过程中所做的有用功为___________J，拉力的功率为___________W，瓷砖与木板间的摩擦力为___________N。 17．爱劳动的小琴在滑轮组绳子端用F=100N的拉力将150N的重物匀速竖直提高4m，如图所示，此滑轮组能够__________（选填“省力”“省功”或“省距离”），不计绳重和摩擦，此过程滑轮组的效率为__________%。 三、实验题 18．为探究影响动能大小的决定因素，实验小组设计了如图甲所示的装置。将钢球从某高度由静止释放，摆到竖直位置刚好撞击到水平木板上的木块，将木块推动一段距离。结合对影响动能大小的因素的猜想。小组做了两组对比实验： （1）钢球的动能是由________能转化而来的； （2）让同一钢球从不同高度由静止释放，目的是使钢球摆到________（选填“B”或“C”）点时速度不同，通过比较________来比较动能的大小； （3）让质量不同的钢球从相同高度由静止摆下，记录数据如表，探究的是动能与________的关系。若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板需要重做，甲同学建议换用粗糙程度相同的但是更长的木板，乙同学建议换摩擦更大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用________（选“甲”、“乙”或“丙”）同学的建议； 次数 钢球质量m/g 钢球下摆高度h/cm 木块滑行距离s/cm 1 20 20 10 2 40 20 29 3 60 20 ？ （4）实验完成后，各小组间对实验的方法和设计的可行性进行了交流：设计的方案如图乙所示：用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（铁球与地面间的摩擦力忽略不计），撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案________（选填“可行”或“不可行”），按此方案操作，会看到木块移动的距离________（选填“相同”或“不相同”）。 四、计算题 19．如图所示的小型起重机，某次吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，用时20s，使物体上升了5m。求： (1)物体的质量； (2)起重机通过滑轮组做的有用功和总功； (3)滑轮组的机械效率； (4)拉力的功率。 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 1．C 【详解】火箭加速升空过程中，质量不变，速度增大，高度增大，则动能和重力势能均增大。 故选C。 2．B 【详解】摆球下降的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能逐渐变小，速度变大，动能逐渐增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．A 【详解】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，二者缺一不可。 A．将球从地面托起举过头顶，人对球施加了一个向上的力，球在这个力的方向上向上移动了一段距离，所以人对球做了功。故A符合题意； B．手拿着球静止在空中不动，人对球施加了向上的力，但球没有移动距离，所以人对球没有做功。故B不符合题意； C．手托球水平匀速直线运动，人对球施加了一个竖直向上的力，而球在水平方向上移动，力的方向与运动方向垂直，所以人对球没有做功。故C不符合题意； D．抛出后球在空中继续运动，是由于球具有惯性，此时人不再对球施加力的作用，所以人对球没有做功。故D不符合题意。 故选A。 4．C 【详解】A．以地面为参照物，中继星与地面之间的位置发生了变化，所以中继星是运动的，故A错误； B．以火箭为参照物，中继星与火箭之间没有发生位置变化，所以中继星是静止的，故B错误； CD．中继星在加速升空时，速度变大，高度变高，质量不变，所以中继星的重力势能增加，动能增加，机械能增加，故C正确，D错误。 故选C。 5．A 【详解】使用筷子夹起物体时，筷子可以视作杠杆，此时动力臂小于阻力臂，此杠杆是费力杠杆，但是可以省距离，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．D 【详解】物体的重力 木板与桌面间的摩擦力 由于物体匀速直线运动，推力和摩擦力是平衡力，水平推力的大小与木板受到的摩擦力大小相等，即推力 当物体的重心刚过桌面的边沿时，木板会被推下桌子，所以当木板被推下桌子时，物体在推力作用下移动的距离是推力做的功 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．A 【详解】A．将它放在装有水的杯中，使它们在同一高度由静止下落，发现乒乓球反弹高度会大于下落的高度，说明反弹瞬间，水给乒乓球做了功，乒乓球的机械能变大，故A正确； B．反弹过程中，乒乓球重力势能增大，动能变小，动能转化为乒乓球的重力势能，故B错误； C．在整个过程中，由于空气阻力以及与地面碰撞等因素导致的能量损失，乒乓球和装水杯子总机械能会减小，故C错误； D．如果增大乒乓球的质量，它在初始位置时具有的重力势能会增大。但是在下落和反弹过程中，由于空气阻力以及与地面碰撞等因素导致的能量损失也会相应增加，而且这些能量损失占总能量的比例通常不会因为乒乓球质量的增大而减小，故D错误。 故选A。 8．A 【详解】A．A处海拔100m，B处海拔200m，上升高度等于100m，故A错误，符合题意； B．登顶时高度升高，质量不变，重力势能变大，故B正确，不符合题意； C．下山时重力方向竖直向下，小明沿重力方向移动了距离，重力做功，故C正确，不符合题意； D．从A点绕100m等高线匀速观光时，小明质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，则机械能不变，故D正确，不符合题意。 故选A。 9．A 【详解】A．谷粒匀速上升，处于平衡状态，故A正确； B．惯性是物体保持原来运动状态的性质，不是力，故B错误； C．谷粒处于平衡状态，受力平衡，受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用，故C错误； D．谷粒匀速上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，但高度变大，重力势能变大，所以机械能变大，机械能不守恒，故D错误。 故选A。 10．D 【详解】小明从滑梯顶端加速下滑的过程中，小明的质量不变，高度变小，重力势能减小；质量不变，速度变大，动能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 11．D 【详解】A．物体的重力 G=mg=10kg×10N/kg=100N 由甲图可知，与动滑轮相连的绳子股数为3，在不计绳重和绳与轮之间的摩擦时绳子自由端的拉力 在2~3s内时，物体未和地面接触，且匀速上升，将拉力40N和物重100N代入上式，解得动滑轮重力 G动=20N 在0~1s内时，物体和地面接触，物体受到绳子竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，以及自身的重力，并且在这3个力的作用下保持静止状态，由滑轮组力的关系可得 解得 F拉=70N 所以 F支=G-F拉=100N-70N=30N 故A错误； B．在1~2s内，由乙图可知拉力为50N，由丁图可知物体上升的距离为0.1m，所以绳子自由端移动的距离为0.3m，则拉力做功 W=F2s=50N×0.3m=15J 故B错误； C．在2~3s内，由乙图可知拉力为40N，由丙图可知物体上升的速度为0.2m/s，所以绳子自由端移动的速度为0.6m/s，则拉力的功率 P=F3×v=40N×0.6m/s=24W 故C错误； D．由效率公式可得 故D正确。 故选D。 12． 25 30 【详解】[1]由图可知，动滑轮上的绳子段数n=3，由于不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮重力 G动=3F-G=3×50N-125N=25N [2]绳子自由端移动的速度 根据 可知，拉力F的功率 P=Fv=50N×0.6m/s=30W 13． 省力 ① 【详解】[1]由简单机械知识可知，辘轳的实质是轮轴，相当于杠杆，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，因动力臂大于阻力臂，故可判断辘轳属于省力杠杆，所以，为方便提水，辘轳是按照省力杠杆来设计的。 [2]水龙头开关实质是轮轴，由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大越省力，所以可判断，为了更省力，开关应选用①。 14． = < 【详解】[1]某物体由A点自由下落，重力做功，由功的计算可知 由于hAB=hBC，则W1=W2。 [2]物体在AB、BC段重力做功的功率分别为 由于物体在自由下落时，速度会越来越快，则经过BC用时小于经过AB用时，则 P1<P2 15． 0 2 【详解】[1]由图3可知，0~2s内物体的速度为0，处于静止状态，故可知此时推力F对物体做的功为0J。 [2]由图3可知，6~8s内物体做匀速直线运动，处于受力平衡状态，由图2可知此时推力F的大小为2N，由力的平衡可知此时木箱所受的摩擦力大小等于推力F的大小，为2N，当t=4s时，木箱在竖直方向仍受力平衡，则木箱与地面之间的压力不变，且木箱与地面之间的粗糙程度也不变，故可知此时木箱所受摩擦力不变，仍为2N。 16． 1500 400 100 【详解】[1]此过程中所做的有用功为 [2]拉力做的功为 拉力的功率为 [3]瓷砖与木板间的摩擦力做的功为 由得，瓷砖与木板间的摩擦力为 17． 省力 75 【详解】[1]图示的滑轮组，承重绳子为3根，可以更省力，但绳子端移动距离是提升物体高度的3倍，不能省距离，使用滑轮组要做额外功，所以不能省功。 [2]在不计绳重及摩擦时，此过程滑轮组的效率 18． 重力势 B 木块被推开的距离 质量 甲 不可行 相同 【详解】（1）[1]钢球在向下摆动的过程中，钢球的质量不变，高度减小，速度变大，钢球的动能变大、重力势能变小，钢球的重力势能转化为动能。 （2）[2]让同一钢球从不同高度由静止释放，质量不变，最初的高度不同，重力势能不同，摆到竖直位置时转化为的动能不同，其目的是使钢球摆到B点时速度不同。 [3]比较木块被撞击后移动的距离，比较其不同的动能，是转换法。 （3）[4]让质量不同的钢球从相同高度由静止摆下，最初的高度相同，则摆到竖直位置时的速度相同，质量不相同，所以探究的是动能与质量的关系。 [5]实验的目的是探究动能的大小与质量的关系，根据控制变量法可知，第3次实验，应保证钢球下摆的高度、木块表面的粗糙程度都不变，先做实验时木块被撞后滑出木板，所以应换用同样材质但是更长的木板，应采用甲的建议。 （4）[6][7]同一弹簧被压缩相同形变量，则每次实验中，弹簧的弹性势能相同，在不考虑铁球与地面间的摩擦力时，由机械能守恒定律知，小球每次碰撞时的动能相同，则碰撞后，木块移动的距离相同，所以该实验方案不可行。 19．(1)6×102kg (2)4×104J (3)75% (4)2×103W 【详解】（1）物体的质量为 （2）有用功为W有=Gh=6×103N×5m=3×104J 如图绳子数为2，总功为W总=Fs=F×2h=4×103N×2×5m=4×104J （3）滑轮组的机械效率为 （4）拉力功率为 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 $