第十一章 功和机械能 能力提升卷(Word版)-【千里马·单元测试卷】2025-2026学年八年级下册物理(人教版·新教材)

**基本信息** “功和机械能”单元能力提升卷，以冬奥会滑雪、新能源汽车等真实情境为载体，覆盖功、功率、机械能转化等核心知识，梯度合理，适配单元复习，强化物理观念与科学探究。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|9/27|功的判断、功率计算、机械能转化|结合举重、滑雪等情境，第7-9题多选题考查科学推理| |填空题|8/17|弹性势能、功率、摩擦力做功|融入“橡皮筋动力车”“吸管喝饮料”等生活实例| |实验题|4/27|动能影响因素、弹性势能探究|用控制变量法（如18题小球撞击木块），体现科学探究| |综合应用题|3/29|压强、功率、牵引力计算|结合自行车骑行、新能源汽车等场景，强化模型建构与科学论证|

第十一章 能力提升卷 【考查范围：功和机械能】 一、选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，选对的得3分；第7~9题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 1. 图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法中正确的是 A. 从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功 B. 从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功 C. 从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功 D. 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功 2. 甲、乙两人爬楼梯比赛，已知两人体重之比为3∶2，爬完相同楼高所用的时间之比为4∶3，则甲、乙两人爬楼梯的功率之比为（ ） A. 9∶8 B. 8∶9 C. 2∶1 D. 1∶2 3. 掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法不正确的是（　　） A. 小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少 B. 从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能 C. 经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同 D. 经过相同高度的B、C两点时，小球的动能相同 4. 电动叉车托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶10m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 叉车水平行驶过程中，货物的重力做功为1×104J B. 叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功为1×103J C. 叉车水平行驶过程中，叉车的重力势能转化为货物的动能 D. 叉车提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能 5. 苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌，如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B. 运动员在a处和c处的重力势能相等 C. 运动员在b处时的机械能最大 D. 运动员从b处到d处速度逐渐减小 6. 如图甲所示，用力F将小球压至D点（弹簧始终处于弹性限度内），再撤去力F，小球从静止开始向上运动，如图乙所示，到达C位置时小球所受弹力大小等于其重力大小，B位置是弹簧原长的位置，A位置是小球上升的最高点，整个过程不计空气阻力，则小球从D点上升过程中下列说法正确的是（　　） A. 从D到C位置过程中小球重力势能保持不变 B. 从D到B位置过程中小球动能先增大后减小 C. 从D到A位置过程中小球机械能减小 D. 小球在B位置时，弹簧弹性势能最大 7. 在下列所述的情景中，人对物体没有做功的是（　　） A. 香蕉皮离开手后落进垃圾桶里 B. 把地上的垃圾袋拎起来 C. 端着一盘菜沿水平方向匀速行走 D. 拿着抹布沿水平方向用力擦桌子 8. 2022年8月14日，山东省第二十五届运动会跳水决赛在日照市游泳中心跳水馆完美收官，为助推我市体育事业的发展注入了强大动力。如图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点落入水中。关于上述运动过程运动员腾空后的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（　　） A. 运动员在C点时，动能最大、重力势能最小 B. 运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒 C. 运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大 D. 运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大 9. 如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是（　　） A. 下降时滚摆的重力势能在增大 B. 该现象表明滚摆动能和势能可以相互转化 C. 下降时减少的重力势能等于增加的动能 D. 上升的最大高度逐渐降低，说明机械能不守恒 二、填空题：本题共8小题，每空1分，共17分。 10. 在足球比赛中，如图所示，小星同学一脚将足球踢出，足球离脚后，脚对足球________。足球在空中下落过程中，重力对足球________。（均选填“做功”或“不做功”） 11. 如图所示的“橡皮筋动力车”，旋转扇叶，将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的______能转化为扇叶的______能，扇叶快速转动，小车运动起来。当扇叶停止转动，小车仍能继续向前运动，小车具有______。 12. 甲机器10秒内做功6000焦，其功率为________瓦。乙机器的功率为800瓦，它表示乙机器做功比甲机器________（选填“多”或“快”）。 13. 在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为150N，在这段时间（4s~8s）内，木箱受到的推力的功率是________W，8s-10s内木箱受到的摩擦力是________N（忽略空气阻力）。 14. 如图所示是中国甲骨文中的“射”字，宛如搭弓射箭。人们拉弓使弓弦发生了 _______形变，产生了弹力，放手后弓把箭射出，弓的弹性势能主要转化为箭的_______。 15. 如图是某商场的自动扶梯，扶梯的部分几何尺寸如图所示。质量为40kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼，已知扶梯以0.5m/s的速度匀速上行，则扶梯对他做的功是______J，对他做功的功率是______W。（取10N/kg） 16. “兄弟齐心，其利断金”，在某次劳动课上，李陆同学用的力水平向左推小车，刘湾同学用的力作用在该小车上，要使两人作用在小车上的力的效果最大，两个力的方向须______，在两人共同作用下，10s内小车加速前行了5m，则此10s内两人作用在小车上的力做的总功为______J。 17. 图是用吸管喝饮料的情景，假设吸管竖直，忽略杯中液面的变化，当吸管内液面上升h时，饮料的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；若饮料的密度为ρ，吸管的横截面积为S，则此过程中克服饮料的重力做的功为________（写出表达式）。 三、实验题：本题共4小题，共27分。 18. 小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”；摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2； （1）本实验通过观察木块C______判断小球动能的大小； （2）根据乙、丙两图所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与______有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）； （3）根据______两图所示的探究过程，可得出结论：小球的动能大小与质量有关； （4）若水平面绝对光滑，本实验______（选填“能”或“不能”）达到探究目的，原因是______； （5）同一辆汽车，行驶的速度增大时，动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若小轿车和大货车均满载，且以相同的速度行驶，则动能较大的是______。 19. 小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧后松手。 实验次数 弹簧压缩量x（cm） 上升的高度h（cm） 1 1.00 1.50 2 2.00 6.00 3 3.00 13.50 4 4.00 24.00 5 5.00 （1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生 _____的物体具有弹性势能； （2）实验时每次将弹簧压缩 _____（填“相同”或“不同”）的长度，分析比较 ___（“小球第一次弹起的高度”、“小球最终静止时的高度”或“任意某一次的弹起高度”），从而比较弹簧的弹性势能大小； （3）当压缩的弹簧x=5.00cm时，小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，弹性势能全部转化为 _____能。小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中，小球在“t1”、“t2”、“t3”时刻的动能最大的是 _____时刻； （4）上表中的数据是小萌同学的实验记录。分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x _____正比（选填“成”或“不成”），表格中第5次实验小球上升的高度应为 _____cm。 20. 小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量m甲＝m乙＜m丙，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 （1）物体下落过程中，重力势能转化为______能，可以通过比较______来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体______（选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； （2）通过图b中A、B两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：______； （3）通过图b中______两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； （4）由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同，能说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是______。 21. 风车是利用风力做功的装置。小亮制作了一架小风车，用下图所示的实验装置，粗测风车在一定风速下做功的功率。 （1）该装置是通过测量细线对________做功的功率来测定风车做功的功率。实验时，需要逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止，此时细线的拉力大小等于________； （2）需要测量的物理量及其符号：回形针的总重力G、回形针匀速上升的________和________，则风车做功的功率P=________（用测量的物理量符号表示）； （3）小亮用这种方法测量的风车做功的功率________（选填“大于”“等于”或“小于”）风车的实际功率。 四、综合应用题：本题共3小题，共29分。 22. 自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（g=10N/kg）求： （1）骑行时车对水平地面的压强； （2）骑行过程中动力做的功； （3）骑行过程中动力功率。 23. “绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，此过程中汽车牵引力做功，求满载时： （1）汽车的总重力； （2）汽车匀速行驶时的速度； （3）汽车匀速行驶时所受的牵引力。 24. 塔吊是修建高层建筑时常见的起重设备。某塔吊先以24kW的恒定功率将质量为2t的重物从静止开始竖直向上提升了45s，重物上升过程中的速度v和时间t的关系图像如图所示。（g取10N/kg） （1）0~15s内重物的动能______，重力势能______；（均选填“增大”“减小”或“不变”） （2）求t=30s时重物所受的拉力； （3）求整个过程中重物的最大速度； （4）若重物上升的总高度为60m，则最后12s拉力的平均功率为多大？ 第十一章 能力提升卷 【考查范围：功和机械能】 一、选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，选对的得3分；第7~9题有多项符合题目要求，全部选对的得3分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。 【1题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．从发力到上拉的过程中，从上拉到翻站的过程中，从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃的作用力向上，杠铃在作用力的方向上也有距离，所以运动员对杠铃做功，故ABC错误； D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃有力的作用，但是杠铃在作用力的方向上没有发生距离，所以运动员对杠铃不做功，故正确． 【2题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】甲、乙两人爬楼梯比赛，升高的高度h相同，由 得，甲、乙两人爬楼梯的功率之比为 故选A。 【3题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球起跳时，由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分机械能转化为内能，所以机械能逐渐减少，故A正确，不符合题意； B．从A点运动到B点，小球做加速运动，速度变大，动能增加，高度减小，重力势能减小，即小球的重力势能转化为动能，故B正确，不符合题意； C．B、C两点高度相同，小球的质量不变，所以B、C两点小球的重力势能相同，故C正确，不符合题意； D．小球从B点运动到C点时，由于与空气的摩擦，机械能逐渐减少，由于B、C两点高度相同，所以B、C两点小球的重力势能相同，而C点的机械能小于B点，所以C点的动能小于B点的动能，故D错误，符合题意。 故选D。 【4题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．功是力和力的方向上移动的距离的乘积，叉车水平行驶过程中，货物在重力方向没有移动距离，因此货物重力对货物做功为零，故A错误； B．叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功为 故B正确； C．叉车水平行驶过程中，货物的质量不变，高度不变，故重力势能不变，所以货物的重力势能没有转化为它的动能，故C错误； D．叉车提升货物匀速上升的过程中，货物的质量不变，高度升高，速度不变，故重力势能增大，动能不变，所以货物的动能没有转化为它的重力势能，故D错误。 故选B。 【5题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．若不计空气阻力，运动员从a处到b处的过程中，机械能守恒，运动员位置升高，重力势能增加，动能减小，减小的动能全部转化为重力势能，故A错误； B．如图，a处和c处的高度相同，运动员的质量不变，因此运动员在a处和c处的重力势能相等，故B正确； C．运动员运动过程中不计空气阻力，机械能守恒，因此运动员在b处时的机械能与其他各点的机械能相同，故C错误； D．运动员从b处到d处的过程中，高度降低，重力势能减小，机械能守恒，因此减小的重力势能全部转化为动能，运动员的速度逐渐增大，故D错误。 故选B。 【6题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】在D位置时，弹簧弹性形变最大，弹力最大，弹力大于重力，合力向上，但此时为瞬间静止；到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，合力为零，此时小球的速度是最大的；之后BC段弹力小于重力，合力向下，小球做减速运动，BA段只受重力，合力向下，小球继续做减速运动； A．从D到C位置过程中小球质量不变、高度增加，重力势能增加，故A错误； B．从D到B位置过程中小球，质量不变，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，故B正确； C．不计空气阻力，D到B是弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球的机械能变大；B到A的过程中小球的动能转化为重力势能，机械能不变，故C错误； D．B位置是弹簧原长的位置，所以小球在B位置时，弹簧弹性势能最小，故D错误。 故选B。 【7题答案】 【答案】AC 【解析】 【详解】A．香蕉皮离开手后落进垃圾桶里，手对香蕉皮未施加力，因此手对香蕉皮未做功，故A符合题意； B．把地上的垃圾袋拎起来，人给垃圾袋一个向上的力，并且垃圾袋向上移动了距离，所以人对垃圾做了功，故B不符合题意； C．端着一盘菜沿水平方向匀速行走，人对盘子施加的力是竖直向上的，运动的距离是水平方向的，力与距离垂直，因此未做功，故C符合题意； D．拿着抹布沿水平方向用力擦桌子，施加的力是水平方向的，且在力的方向上移动一段距离，因此做功，故D不符合题意。 故选AC。 【8题答案】 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．运动员从A点运动到C点的过程中，只有重力做功，因此机械能守恒；从A点运动到C点的过程中，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减少；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。因此在C点时，运动员的动能最大、重力势能最小。故AB正确； C．运动员从A点运动到B点的过程中，运动员的质量不变，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减少。故C错误； D．运动员从B点运动到C点的过程中，运动员的质量不变，高度逐渐减小，重力势能逐渐减少。故D错误。 故选AB。 【9题答案】 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．滚摆下降时，质量不变，速度变大，高度减小，即动能变大，重力势能减小，将重力势能转化为动能；滚摆上升 时，质量不变，速度变小，高度增大，即动能变小，重力势能增大，将动能转化为重力势能；该现象表明滚摆动能和势能可以相互转化，故A错误，B正确； C．由于存在摩擦，存在能量损失，因此下降时减少重力势能大于增加的动能，故C错误； D．上升的最大高度逐渐降低，说明机械能转化为其他形式的能，故机械能不守恒，故D正确。 故选BD。 二、填空题：本题共8小题，每空1分，共17分。 【10题答案】 【答案】 ①. 不做功 ②. 做功 【解析】 【详解】[1]足球离脚后，足球不受脚施加的力，因此脚对足球不做功。 [2]足球在空中下落过程中，受到重力的作用，且沿重力方向移动一段距离，因此重力对足球做功。 【11题答案】 【答案】 ①. 弹性势 ②. 动 ③. 惯性 【解析】 【详解】[1][12]将橡皮筋拧紧，使其发生形变，产生弹性势能，松手后橡皮筋的弹性势能使扇叶转动，转化为扇叶的动能。 [3]当扇叶停止转动，小车由于惯性要保持继续向前的运动状态，仍能继续向前运动，因为小车具有惯性。 【12题答案】 【答案】 ①. 600 ②. 快 【解析】 【详解】[1]甲机器的功率 [2]甲机器的功率为600W，乙机器的功率为800W，可见乙机器的功率大于甲机器的功率，表明乙机器做功比甲机器快。 【13题答案】 【答案】 ①. 150 ②. 150 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，在4~8s内，推力F=150N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v=1m/s，则推力做工的功率为 [2]由图可知，在4~8s内，木箱做匀速直线运动，忽略空气阻力，木箱受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则木箱受到的摩擦力 f=F=150N 由图可知，木箱在8s~10s内做减速运动，由于压力大小，接触面粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦力大小不变，还是150N。 【14题答案】 【答案】 ①. 弹性 ②. 动能 【解析】 【详解】[1][2]用力拉弓的过程中，弓弦发生了弹性形变，因此拉弯的弓具有弹性势能，被拉弯的弓可以对外做功，将弓的弹性势能转化为箭的动能。 【15题答案】 【答案】 ①. 1200 ②. 120 【解析】 【详解】[1]扶梯对它做的功是克服人的重力做功，则扶梯对他做的功是 [2]由勾股定理可知，小华沿着扶梯向上移动的距离是 小华沿着扶梯竖直上升3m所用的时间是 则扶梯对他做功的功率是 【16题答案】 【答案】 ①. 相同 ②. 1500 【解析】 【详解】[1]作用在同一直线上方向相同的两个力的合力，大小等于两力之和，方向与其中任一力的方向相同，要使两人作用在小车上的力的效果最大，两个力的方向须相同。 [2]两人的合力大小为 F=F1+F2=200N+100N=300N 在两人共同作用下，10s内小车加速前行了5m，则此10s内两人作用在小车上的力做的总功为 W=Fs=300N×5m=1500J 【17题答案】 【答案】 ①. 增大 ②. 【解析】 【详解】[1]当吸管内液面上升h时，饮料的质量不变，高度升高，重力势能增大。 [2]若饮料的密度为ρ，吸管的横截面积为S，则此过程中饮料的重心升高，相当于高度升高了，则此过程中克服饮料的重力做的功为 三、实验题：本题共4小题，共27分。 【18题答案】 【答案】 ①. 移动的距离 ②. 速度 ③. 甲、乙 ④. 不能 ⑤. 木块C将做匀速直线运动 ⑥. 增大 ⑦. 大货车 【解析】 【详解】（1）[1]小球撞击木块对木块做功，动能越大的小球对小木块做的功越多，木块移动的距离越大。本实验通过观察木块C移动的距离来反映小球的动能大小，这是转换法的应用。 （2）[2]根据乙、丙两图可知，小球的质量相同，下摆的高度不同，到达竖直位置时速度不同，高度越高，小球的速度越大，木块C被撞得越远，说明小球的动能大小与速度有关。 （3）[3]根据控制变量法，要探究小球的动能大小与质量有关，应控制小球速度相同，即小球下摆的高度相同，质量不同，甲、乙两图满足实验要求。 （4）[4][5]若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞后将做匀速直线运动，永远运动下去。因无法比较木块C移动的距离，故不能达到探究目的。 （5）[6]同一辆汽车，质量不变，行驶的速度增大时，动能增大。 [7]若小轿车和大货车均满载，大货车的质量大于小轿车，当速度相同时，质量越大，动能越大，故动能较大的是大货车。 【19题答案】 【答案】 ①. 形变 ②. 不同 ③. 小球第一次弹起的高度 ④. 重力势 ⑤. t1 ⑥. 不成 ⑦. 37.50 【解析】 【详解】（1）[1]压缩的弹簧可以将小球向上弹起，则压缩的弹簧可对小球做功，说明弹性形变的物体具有弹性势能。 （2）[2]本实验探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”，根据控制变量法，故实验时每次将弹簧压缩不同的长度。 [3]本实验中，通过小球上升高度反映弹簧弹性势能的大小；小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因此实验时分析比较小球第一次弹起的高度，从而比较弹性势能的大小。 （3）[4]当压缩的弹簧x=5.00cm时，小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，速度为0，动能为0，因高度最大，小球的重力势能最大，弹性势能全部转化为重力势能。 [5]小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因为有空气阻力，在此过程中小球的机械能转化为内能；在整个过程中小球的动能不断减小，所以动能最大时是在t1时刻。 （4）[6]由表中数据知：当压缩量由1.00cm变为2.00cm时，压缩量是原来的2倍，而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度从1.50cm变成了6.00cm，是原来的4倍，所以弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比。 [7]当压缩量由1.00cm变为3.00cm时，压缩量是原来的3倍，而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度从1.50cm变成了13.50cm，是原来的倍；当压缩量由1.00cm变为4.00cm时，压缩量是原来的4倍，而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度从1.50cm变成了24.00cm，是原来的倍，……，故弹簧的弹性势能E应该与压缩量x的平方成正比，表格中第5次实验中压缩量由1.00cm变为5.00cm，压缩量变为5倍，所以反映弹簧弹性势能大小的小球的高度应是原来的52倍，所以小球上升的高度应为 h=1.50cm×25=37.50cm 【20题答案】 【答案】（1） ①. 动 ②. 木桩被打入沙中的深度 ③. 甲 （2）当物体的质量相同时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 （3）A、C （4）乙、丙两物体对木桩做的功相同 【解析】 【小问1详解】 [1]物体下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是将重力势能转化为动能。 [2]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反映物体的重力势能大小的。 [3]图b中，甲物体将木桩下压的深度最小，说明甲释放前的重力势能最小。 【小问2详解】 图b中A木桩被打入的深度小，B木桩被打入的深度大，说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能，由于甲、乙两物体的质量相同，乙物体的高度高，因此可得结论为：当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 【小问3详解】 探究物体的重力势能与质量的关系，需要控制高度相同，质量不同，因此选择A、C两木桩。 【小问4详解】 B、C两木桩被打入沙中的深度相同，说明物体乙、丙对木桩做的功相同，因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 【21题答案】 【答案】（1） ①. 回形针 ②. 回形针的总重力 （2） ①. 高度h ②. 时间t ③. （3）小于 【解析】 【小问1详解】 [1]由图可知，回形针随风车的转动会上升，根据转换法，测量细线对回形针做功的功率即可测出风车做功的功率。 [2]因细线恰好缓慢匀速提升回形针，故此时细线对回形针的拉力和回形针的重力为一对平衡力，细线的拉力大小等于回形针的总重力。 【小问2详解】 [1][2]细线对回形针做的功，代入功率公式得 所以需要测量的物理量有回形针的重力G、匀速上升的高度h、时间t。 [3]风车做功的功率为 【小问3详解】 在实验中，由于摩擦力和绳子自重的存在，风车做功的大于绳子对回形针的做的功，故因此测量的功率要小于风车的实际功率。 四、综合应用题：本题共3小题，共29分。 【22题答案】 【答案】（1）3.5×105Pa；（2）2100J；（3）105W 【解析】 【详解】解：（1）小明的重力为 G小明=mg=55kg×10N/kg=550N 小明和自行车对地面的压力为 F=G小明+G自行车=550N+150N=700N 自行车前后轮与地面的总接触面积为 S=20cm2=2×10-3m2 骑行时自行车对地面的压强为 （2）骑行时自行车受到的阻力为 f=0.03(G小明+G自行车)=0.03×700N=21N 由于自行车在做匀速直线运动，所以自行车受到的牵引力与阻力为一对平衡力，即 F=f=21N 骑行过程中动力做的功为 W=Fs=21N×100m=2100J （3）骑行过程中动力做的功的功率为 答：（1）骑行时车对水平地面的压强为3.5×105Pa； （2）骑行过程中动力做的功为2100J； （3）骑行过程中动力功率为105W。 【23题答案】 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）汽车的总重力 （2）汽车匀速行驶时的速度 （3）汽车匀速行驶时所受的牵引力 答：（1）汽车的总重力是； （2）汽车匀速行驶时的速度是； （3）汽车匀速行驶时所受的牵引力是。 【24题答案】 【答案】（1） ①. 增大 ②. 增大 （2） （3）1.2m/s （4） 【解析】 【小问1详解】 [1] 0~15s内，速度变大，质量不变，故重物的动能增大。 [2] 0~15s内重物上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大。 【小问2详解】 t=30s时，重物匀速上升过程中，重物处于平衡态，拉力等于重力，故重物所受的拉 【小问3详解】 整个过程中重物的最大速度 【小问4详解】 塔吊全程对重物所做的功 前45s拉力所做的功 最后12s拉力所做的功为 最后12s拉力的平均功率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $