辽宁省铁岭市2025-2026学年八年级物理下学期第十一章《功和机械能》单元练习题

**基本信息** 本单元卷聚焦八年级《功和机械能》，以原创题、科技前沿（如AGV机器人、“鲲龙”飞机）及文化素材（苏轼诗词）为情境，覆盖动能、势能、功率等核心知识，适配单元复习，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|9题18分|动能势能转化、功率概念|第1题抽水蓄能电站（原创）考查能量转化| |填空题|12空12分|机械能变化、功的计算|第11题火车站进站设计（节能角度）联系实际| |作图题|2题4分|动能变化图像|第17题U形赛道动能曲线（新题型）考查科学推理| |实验探究题|4题24分|动能影响因素、重力势能|第18题汽车动能实验（转换法）培养探究能力| |综合应用题|3题22分|功与功率计算|第22题“蛟龙”号拉力功计算（科技情境）提升综合应用|

命题双向细目表 辽宁省铁岭市2025-2026学年八年级下学期第十一章《功和机械能》单元考试题 命题双向细目表 一级考点 二级细分知识点 题型 题号 分值 预估难度系数 难易标签 考查目标 课标要求 分值合计 一、功（16分） 做功两个必要因素、判断力是否做功 单选+多选 3、9B 4 0.82 易 理解应用 理解做功条件，辨析不做功三种情况 16 一、功（16分） 功的计算公式W=Fs简单计算 选择+填空+计算 3、13、22、23、24 10 0.7 中 公式应用 会用功公式进行简单计算 16 一、功（16分） 频闪图像比较做功大小 多选 8B 2 0.65 中 综合分析 结合频闪图像比较做功大小 16 二、功率（12分） 功率物理意义、概念辨析 单选 5 2 0.85 易 概念理解 理解功率表示做功快慢，区分功与功率 12 二、功率（12分） 功率公式P=W/t、P=Fv计算 单选+填空+计算 6、13、22、23、24 8 0.62 中 计算应用 利用功率公式结合运动学数据计算 12 二、功率（12分） s-t图像、频闪比较功率 多选 8CD 2 0.55 中 图像分析 结合频闪、s-t图像比较功率 12 三、动能、重力势能、弹性势能（34分） 动能变化判断、影响因素 选择+填空+实验 2D、7D、10、14、18、20、21 14 0.73 易/中 理解+探究 通过实验探究动能影响因素，判断动能变化 34 三、动能、重力势能、弹性势能（34分） 重力势能变化、影响因素 选择+填空+实验 1AB、7A、10、14、15、19、21 12 0.71 易/中 理解+探究 探究重力势能影响因素，判断势能增减 34 三、动能、重力势能、弹性势能（34分） 弹性势能形变与转化 选择+作图 9AD、17 4 0.7 中 理解 弓箭、弹簧模型辨析弹性势能转化 34 三、动能、重力势能、弹性势能（34分） 动能、重力势能、弹性势能相互转化 单选+填空+作图 1D、2BC、4C、11、15、16、17 4 0.52 中 综合应用 抽水蓄能、弹跳、过山车、飞机升空能量转化分析 34 四、机械能守恒与机械能变化（8分） 有阻力→机械能减小；无阻力→机械能守恒 单选+填空+实验 2B、9C、10、20(3) 6 0.45 难 综合辨析 结合弹跳、抛体、光滑轨道辨析机械能变化 8 四、机械能守恒与机械能变化（8分） 生活应用：车站上坡进站节能原理 填空 11 2 0.8 易 应用 利用机械能转化解释实际工程设计 8 五、探究实验（10分） 探究动能大小影响因素（转换法、控制变量） 实验探究 18 8 0.58 中 科学探究 控制变量设计实验、数据分析、超载超速危害对比 10 五、探究实验（10分） 探究重力势能、高空抛物打击力 实验探究 19、21 2 0.42 难 科学探究 印迹/陷入深度转换法，控制质量、高度设计实验 10 试卷总分合计 80 单题难度系数明细 《功和机械能》单元考试单题难度系数明细 题型 题号 分值 预估难度系数 难易标签 考查核心知识点 单选 1 2 0.80 易 重力势能与动能的转化、机械能变化判断 单选 2 2 0.68 中 动能、重力势能、机械能的变化判断 单选 3 2 0.78 易 重力计算、做功的两个必要因素、功的计算 单选 4 2 0.70 中 动能、重力势能、机械能的变化判断 单选 5 2 0.88 易 功率的物理意义、概念辨析 单选 6 2 0.65 中 功率的计算、功率之比 多选 7 2 0.82 易 动能、重力势能、弹性势能的变化判断 多选 8 2 0.50 难 摩擦力大小比较、功和功率的计算与比较 多选 9 2 0.62 中 弹性势能、重力做功、机械能守恒、能量转化 填空 10 2 0.85 易 动能变化、机械能大小比较 填空 11 2 0.78 易 机械能转化的生活应用、车站进站节能设计 填空 12 2 0.63 中 s-t图像、拉力大小比较、功的大小比较 填空 13 2 0.82 易 做功的判断、功率的计算 填空 14 2 0.80 易 速度变化判断、重力势能大小比较 填空 15 2 0.75 易 动能与重力势能的转化 作图 16 2 0.40 难 动能变化的图像绘制、机械能守恒 作图 17 2 0.55 中 动能变化的图像绘制、能量转化 实验探究 18 8 0.70 中 探究动能大小的影响因素、转换法、控制变量法 实验探究 19 6 0.52 中 探究高空抛物打击力的影响因素、转换法、控制变量法 实验探究 20 5 0.60 中 动能与重力势能的转化、机械能守恒、实验分析 实验探究 21 5 0.43 难 探究重力势能大小的影响因素、控制变量法 综合计算 22 7 0.68 中 重力计算、功的计算、功率的计算 综合计算 23 9 0.72 中 速度计算、牵引力计算、功的计算 综合计算 24 6 0.65 中 流体力学、功的计算、功率的计算、机械能变化 试卷总分合计 80 0.68 整卷平均难度 $ 辽宁省铁岭市2025-2026学年八年级下学期第十一章《功和机械能》单元考试题 考试时间：80分钟 分数：80 一、选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。1-6题为单选题；7-9题为多选题，漏选得1分，错选得0分） 1.(原创)如图所示，这是西北地区首个抽水蓄能电站——镇安抽水蓄能电站。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。用电高峰时，水沿自流排水洞自动向下流动的过程中（    ） A．水的动能不变 B．水的重力势能增大 C．水的机械能增大 D．水的重力势能主要转化为动能 2.如图，光滑桌面上的弹性小球由A点被水平向右弹出后，落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，C、F点等高。下列有关小球的运动描述不正确的是（　　） A．小球在C点的速度小于小球在F点的速度 B．从A点运动到F点的过程中，机械能减小 C．小球在E点的机械能小于在D点的机械能 D．从B点运动到C点，重力势能减小，动能增大 3. (科技前沿)在某快递智能物流中心，AGV机器人（自动导引运输车）水平行驶抵达分拣区，随即机械臂将1.5吨货物匀速提升1m（示意图如下）。下列说法正确的是（　　） A．地球对货物的吸引力是1.5×105N B．机器人水平移动时，支持力对机器人做功1500J C．提升货物时，机械臂对货物做功1.5×104J D．轮胎表面刻有花纹是为了减小摩擦 4.如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（　　） A．飞机在水面高速滑行时，动能增大，重力势能增大 B．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 C．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 D．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能增大 5. (原创)加强对物理概念的理解对于学好物理学很重要。下列对功率的理解正确的是（　　） A．物体的功率越大，做的功就越多 B．物体做功的时间越短，则功率越大 C．在相同的时间内做的功越多，功率越小 D．物体做功越快，功率越大 6. (原创)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． 7.下图所示的是生活和生产中的场景，对其中能量变化的描述正确的是（　　） A B C D A．货物升高，重力势能增加 B．飞机升空，重力势能不变 C．握力计发生形变，弹性势能减小 D．列车减速进站，动能减小 8.如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，但各自的粗糙程度均匀，物体一直受到水平向右的恒力F。物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，其中，且物体在MO段做匀速直线运动。则下列说法正确的是（　　） A．在MN、OP段物体受到的摩擦力大小： B．在MN、OP段力F对物体做的功： C．在MN、OP段力F做功的功率： D．在MN、NO段力F做功的功率： 9. (原创)苏轼在《江城子•密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象，下列分析正确的是（　　） A．射箭时弓的形变越大，箭的弹性势能就越大 B．离弦的箭在空中水平飞行的过程中，重力不做功 C．斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，其机械能不变 D．箭在离弦之前被水平射出的过程中，是弹性势能转化为动能 二、填空题（每空1分，共12分） 10.如图所示是足球从A点自由下落到地面后，反弹到最高点B点的示意图。足球从A点下落到地面过程中，动能________（选填“减小”、“增大”或“不变”）。足球在A点的机械能________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其在B点的机械能。 11.兴趣小组研讨火车站进站段铁路工程的设计。小明提交了图（a）所示的设计方案示意图，小兰提交了图（b）所示的设计方案示意图。从节能角度考虑，应选择设计方案_______（选填“（a）”或“（b）”），理由是：_______。 12.如图甲所示，物体M在拉力、的作用下以不同的速度被匀速拉动。它两次运动的路程-时间图像如图乙所示。请分析：______，在前4s拉力、做的功______（两空均选填“>”、“<”、“=”或“无法比较大小”）。 13.物理学习小组在室外测试某型号无人机负重飞行能力，如图所示，将重50 N的物体固定在无人机上，当无人机在空中悬停的过程中，无人机对物体______（选填“做功”或“不做功”）；当无人机在10 s内上升20 m，无人机对物体做功的功率为______W。 14.如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐________，篮球在C点的重力势能________（填“大于”“等于”或“小于”）在B点的重力势能。 【答案】 减小 小于 15.跳水运动是我国在国际比赛中的优势项目。如图所示，运动员离开踏板后上升的过程_____能转化为______能。 三、作图题（每题2分，共4分） 16.如图甲所示，一轻质弹簧左端固定在竖直墙面，右端与粗糙水平面上的木块相连。现将木块从弹簧原长位置O点拉至A点后松手，木块由静止开始向左运动，将弹簧压缩至B点后返回，木块从A点运动到B点的过程中，其动能E随位置变化关系如图乙所示。现将水平面换成光滑的接触面，同样将木块拉至A点由静止释放，请你在同一坐标中画出木块从A点运动到B点的过程中，其动能E随位置变化关系的大致图像。（不计空气阻力） 17. (新题型)图甲为邓雅文参加2024年巴黎奥运会自由式小轮车决赛夺冠的情景，图乙为她即将经过U形赛道的示意图。若邓雅文在经过U形赛道时不刹车也不蹬车，请在图丙中画出她从U形赛道一边的最高点A 到另一边的最高点 B 的过程中，动能随时间变化关系的大致图像。 四、实验与探究题（本题共4小题，共24分） 18.《中华人民共和国道路交通安全法》中规定“机动车上道路行驶，不得超过限速标志标明的最高时速；机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载”。由此，同学们联想到：交通事故中更多是由机动车动能过大造成的。于是进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】根据《中华人民共和国道路交通安全法》的规定猜想： 汽车的动能可能跟速度有关； 汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】他们做了图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。 (1)实验中小钢球的动能的大小是通过___________来判断的，这种方法叫做___________（选填“转换”或“类比”）法； (2)甲组实验中，小球从高处向下滚落，小球的___________能转化为小球的动能； (3)分析乙、丙两组实验，可以得到的结论是：_______________________________； 【拓展探究】实验后，同学们想进一步知道，在影响汽车动能大小的因素中，“超载”和“超速”哪个对动能影响更大，于是进行了实验测定，得到的数据如下表。 序号 小球的质量m/g 小球到底端时速度 木块运动的距离s/m 1 30 2 0.4 2 30 4 1.6 3 60 2 0.8 (4)为了探究“超载”隐患时，应选择___________（填写两个序号）两组实验进行比较； (5)分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，由___________（选填“超载”或“超速”）造成的危害更严重。 19.高空抛物被称之为“悬在城市上空的痛”，其强大的打击力对人们的生命安全构成了严重威胁。为了探究“高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关”。小华提出了下列猜想： 猜想一：打击力的大小与物体的高度有关； 猜想二：打击力的大小与物体的质量有关。 为了验证猜想，准备的器材有：一个足球和一个篮球（如图甲所示）、三张面积足够大的白纸和印纸（注：印纸受到力的挤压后会在下方的白纸上留下印迹）。 (1)高空抛物时，重物在下落过程中重力对其做功，重物的___________能转化为___________能。 (2)实验中用足球或篮球模拟高空抛下的物体，通过观察物体落在白纸上形成印迹的___________来反映其对地面打击力的大小。 (3)为了验证猜想一，小华设计了如下实验步骤： a.将印纸叠放在白纸上并平放于水平地面，再将足球从印纸正上方的高度处由静止释放，足球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹1”，如图乙所示； b.换用新的白纸和印纸，将足球从印纸正上方的（）高度处由静止释放，足球在白纸上留下“印迹2”，如图乙所示；对比“印迹1”和“印迹2”可以得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面打击力 越___________。 (4)为了验证猜想二，小华换用新的白纸和印纸，将篮球（）从印纸正上方的高度处由静止释放，篮球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹3”，如图乙所示。他通过比较“印迹1”和“印迹3”得出结论：同一高度由静止释放的物体，质量越大，对地面打击力越大。你认为小华通过上述实验过程得出的结论___________（选填“可信”或“不可信”），理由是：___________。 20.小月在游乐场看见如图甲所示的“过山车保龄球”的游戏，游戏规则是在光滑轨道上的A点水平推出小球，只要小球最终停在D处的凹陷里即为获胜，但是她发现成功的可能性很小，于是自己动手做了如图乙所示的相似模型，通过物理知识分析其原因（AB为水平轨道，C为上凸弯道的最高点，D为下凹弯道最低点）。 (1)小球从B点到C点运动的过程中发生的能量转化主要为___________能转化为___________能。 (2)小月利用频闪相机拍下小球从A运动到C的过程中，如图丙所示，在AB轨道上小球的动能___________（选填“变大”“变小”或“几乎不变”），由此可以判断，小月所选用轨道的材料比较___________（选填“光滑”或“粗糙”）。 (3)若轨道整体完全光滑，当小球通过C点后，它返程中___________（选填“能”或“不能”）通过C点。 (4)通过实验与分析过程若想更容易获胜，可以将轨道___________（选填“AB”“BC”或“CD”）段变粗糙一些。 21.小明同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个，将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示；请你完成下列内容。 （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 ______来反映的； （2）分析 A、B、C球的实验现象，可验证猜想______是正确的； （3）为了验证猜想二，他应分析 ______（填写字母）三球的实验现象； （4）为了验证猜想三，沈仔细同学正确操作，G球和H球的质量应分别为 ______、______；实验后发现小球陷入花泥的深度相同，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积 ______（选填“有关”或“无关”）。 五、综合应用题 (本题共3小题，22题7分，23题9分，24题6分，共22分) 22.如图，我国自行研制成功的“蛟龙”号深海载人潜水器，满载时，总质量约22吨，体积约为20m3，当它完成下潜任务返回母船时，需要“向阳红09”上的电动机带动吊索将它缓慢匀速拉起（不计水对它的阻力），此过程历时4个小时，若以某次下潜深度7200米到“蛟龙”号刚露出水面为止（“蛟龙”号高度忽略不计，海水密度约1.0×103kg/m3，g取10N/kg），求： (1)潜水器受到的重力； (2)吊索将潜水器从7200m深度拉至刚露出水面，拉力所做的功； (3)吊索拉力对潜水器做功的功率。 23.无人驾驶汽车也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图为一款无人驾驶汽车，车重为，在某次测试中，该车从A地匀速行驶0.5h到达B地，两地相距36km。这个过程中汽车牵引力的功率为40kW。求（g取10N/kg）： （1）该车的行驶速度大小？ （2）该车匀速行驶时的牵引力大小？ （3）测试过程中，无人驾驶汽车牵引力做功多少？ 24. (中考新题型)阅读下面短文回答问题 自制滑翔机 滑翔机是一类无自带动力装置的固定翼航空器，依靠空气流经机翼产生的升力实现升空飞行，是初中物理流体力学、功和能等核心知识的典型应用实例。某初中物理兴趣小组，按照鲁科版五四制教材“制作简易滑翔机”实践课要求，完成了滑翔机的制作与系统试飞探究： 制作环节：小组选用厚度3mm和2mm的轻质木板制作机身、机翼、尾翼等部件，各部件尺寸严格参照教材图纸（单位：mm），经切割、打磨、粘连组装完成整机，整机总质量为40g，外形符合空气动力学设计。 试飞环节：小组同学在水平操场上开展规范试飞，将滑翔机举至离地1.5m的高度，以2m/s的水平初速度水平抛出，滑翔机沿曲线平稳滑翔，最终落地，单次滑翔的水平最大距离为12m，滞空总时间为3s；试飞中发现滑翔机存在飞行姿态不稳、滞空时间偏短等问题，小组针对问题开展了多轮调试与改进。 (1)滑翔机飞行时，机翼上表面的空气流速________（选填“大于”“小于”或“等于”）下表面的空气流速，从而产生向上的升力，该现象遵循的核心物理规律是________。 (2)本次试飞中，滑翔机从1.5m高度下落至地面的过程中，重力对滑翔机做的功为________J（g取10N/kg）；该过程中，重力做功的平均功率为________W。 (3)滑翔机在空中滑翔的过程中，其机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)为延长滑翔机的滞空时间、提升飞行稳定性，小组同学计划优化设计。请你结合所学物理知识，从功和能、流体力学两个角度，各写出一条可行的改进措施（不需要说明对应的物理原理）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省铁岭市2025-2026学年八年级下学期第十一章《功和机械能》单元考试题 考试时间：80分钟 分数：80 一、选择题（本题共9小题，每小题2分，共18分。1-6题为单选题；7-9题为多选题，漏选得1分，错选得0分） 1.(原创)如图所示，这是西北地区首个抽水蓄能电站——镇安抽水蓄能电站。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。用电高峰时，水沿自流排水洞自动向下流动的过程中（    ） A．水的动能不变 B．水的重力势能增大 C．水的机械能增大 D．水的重力势能主要转化为动能 【答案】D 【详解】用电高峰时，水沿自流排水洞自动向下流动的过程中，是从高处的上水库流向低处的下水库。 A．水从高处流向低处，速度变大，质量不变，所以水的动能增大，故A错误。 B．水的质量不变，高度降低，所以水的重力势能减小，故B错误。 C．由于水流动过程中存在摩擦，一部分机械能会转化为内能，所以水的机械能会减小，故C错误。 D．水从高处流下，高度降低、速度增大，重力势能主要转化为动能，推动发电机发电，故D正确。 故选D。 2.如图，光滑桌面上的弹性小球由A点被水平向右弹出后，落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，C、F点等高。下列有关小球的运动描述不正确的是（　　） A．小球在C点的速度小于小球在F点的速度 B．从A点运动到F点的过程中，机械能减小 C．小球在E点的机械能小于在D点的机械能 D．从B点运动到C点，重力势能减小，动能增大 【答案】A 【详解】ABC．图中小球多次弹起的最大高度越来越小，则小球在整个运动过程中的机械能逐渐减小。、高度相等，重力势能相等，因而点的动能大于点动能。小球的质量不变，则小球在点的速度大于小球在点的速度，故A错误，BC正确； D．从点运动到点，小球的质量不变，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D正确。 故选A。 3. (科技前沿)在某快递智能物流中心，AGV机器人（自动导引运输车）水平行驶抵达分拣区，随即机械臂将1.5吨货物匀速提升1m（示意图如下）。下列说法正确的是（　　） A．地球对货物的吸引力是1.5×105N B．机器人水平移动时，支持力对机器人做功1500J C．提升货物时，机械臂对货物做功1.5×104J D．轮胎表面刻有花纹是为了减小摩擦 【答案】C 【详解】A．地球对货物的吸引力为，故A错误； B．机器人水平移动时，支持力是竖直向上的，而移动方向是水平的，力和距离方向垂直，因此支持力不做功，故B错误； C．提升货物时，机械臂对货物做的功等于克服物体重力做的功，故C正确； D．轮胎表面刻有花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D错误。 故选C。 4.如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（　　） A．飞机在水面高速滑行时，动能增大，重力势能增大 B．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 C．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 D．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能增大 【答案】C 【详解】A．飞机在水面高速滑行时，质量不变，速度增大，动能增大；但高度不变，重力势能不变，故A不符合题意； B．飞机腾空而起时，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大，是燃料的内能转化为机械能，故B不符合题意； C．飞机减速下降时，质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，动能与重力势能之和（机械能）一定减小，故C符合题意； D．飞机水平匀速飞行时，质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，因此机械能不变，故D不符合题意。 故选 C。 5. (原创)加强对物理概念的理解对于学好物理学很重要。下列对功率的理解正确的是（　　） A．物体的功率越大，做的功就越多 B．物体做功的时间越短，则功率越大 C．在相同的时间内做的功越多，功率越小 D．物体做功越快，功率越大 【答案】D 【详解】A．根据，做功多少由功率和时间共同决定，仅功率大，若时间很短，做的功不一定多，故A错误； B．根据，功率大小由做功多少和时间共同决定，仅时间短，若做功很少，功率不一定大，故B错误； C．根据，当时间相同时，做的功越多，功率越大，故C错误； D．功率是表示物体做功快慢的物理量，物体做功越快，功率越大，故D正确。 故选D。 6. (原创)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。 7.下图所示的是生活和生产中的场景，对其中能量变化的描述正确的是（　　） A B C D A．货物升高，重力势能增加 B．飞机升空，重力势能不变 C．握力计发生形变，弹性势能减小 D．列车减速进站，动能减小 【答案】AD 【详解】A．货物被举高后，质量不变，高度增加，则重力势能增加了，故A正确； B．飞机升空后，质量不变，高度增大，所以其重力势能增加，故B错误； C．握力计被握扁后发生形变，弹性形变程度变大，则弹性势能增加，故C错误； D．列车减速进站，质量不变，速度减小，所以列车的动能减小，故D正确。 故选AD。 8.如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，但各自的粗糙程度均匀，物体一直受到水平向右的恒力F。物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，其中，且物体在MO段做匀速直线运动。则下列说法正确的是（　　） A．在MN、OP段物体受到的摩擦力大小： B．在MN、OP段力F对物体做的功： C．在MN、OP段力F做功的功率： D．在MN、NO段力F做功的功率： 【答案】BD 【详解】A．因为O点两侧粗糙程度不同，在压力相同（物体重力不变，对地面压力不变）的情况下，粗糙程度不同，滑动摩擦力大小不同，故A错误； B．根据功的计算公式，已知，力F为恒力且大小不变，所以在 MN、OP 段力F对物体做的功相等，故B正确； C．如图，在MN段物体运动的时间为2t，在OP段运动的时间为t，在 MN、OP 段力F对物体做的 功相等，根据得在MN、OP段力F做功的功率，故C错误； D．物体在MO段做匀速直线运动，且力F相同，根据，可得，故D正确。 故选BD。 9. (原创)苏轼在《江城子•密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象，下列分析正确的是（　　） A．射箭时弓的形变越大，箭的弹性势能就越大 B．离弦的箭在空中水平飞行的过程中，重力不做功 C．斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，其机械能不变 D．箭在离弦之前被水平射出的过程中，是弹性势能转化为动能 【答案】BD 【详解】A．弹性势能是发生弹性形变的物体自身具有的能，射箭时，弓的形变越大，弓的弹性势能就越大，而不是箭的弹性势能，故A错误； B．离弦的箭在空中水平飞行的过程中，在重力方向上没有通过距离，所以重力不做功，故B正确； C．斜向上射出的箭在空中飞行的过程中，克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能减小，故C错误； D．箭在离弦之前被水平射出的过程中，弓的弹性势能减小，箭的动能增大，是弹性势能转化为动能，故D正确。 故选BD。 二、填空题（每空1分，共12分） 10.如图所示是足球从A点自由下落到地面后，反弹到最高点B点的示意图。足球从A点下落到地面过程中，动能________（选填“减小”、“增大”或“不变”）。足球在A点的机械能________（选填“大于”、“小于”或“等于”）其在B点的机械能。 【答案】 增大 大于 【详解】如图所示是足球从A点自由下落到地面后，反弹到最高点B点，足球从A点自由下落过程中，质量不变，速度增大，动能增大。 机械能是动能与重力势能之和，因为足球在A点的高度比B点高且它们都静止，A点的重力势能大于B点的重力势能，动能都为0，所以足球在A点的机械能大于其在B点的机械能。 11.兴趣小组研讨火车站进站段铁路工程的设计。小明提交了图（a）所示的设计方案示意图，小兰提交了图（b）所示的设计方案示意图。从节能角度考虑，应选择设计方案_______（选填“（a）”或“（b）”），理由是：_______。 【答案】 火车进站时上坡，可将动能转化为重力势能储存起来，减少刹车过程损耗的能量；出站时下坡，储存的重力势能又转化为动能，减少启动过程消耗的能量，因此更节能。 【详解】火车进站时上坡，可将动能转化为重力势能储存起来，减少刹车过程损耗的能量；出站时下坡，储存的重力势能又转化为动能，减少启动过程消耗的能量，因此（b）更节能。 12.如图甲所示，物体M在拉力、的作用下以不同的速度被匀速拉动。它两次运动的路程-时间图像如图乙所示。请分析：______，在前4s拉力、做的功______（两空均选填“>”、“<”、“=”或“无法比较大小”）。 【答案】 = > 【详解】据乙图可知，物体M在拉力、的作用下均做匀速直线运动，受到的拉力与其摩擦力是一对平衡力，大小相等，由于物体M两次运动过程中对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，因此两次拉力大小相等，即 据乙图可知，物块在拉力的作用下运动的速度 前4s物块在拉力的作用下运动的距离 物块在拉力的作用下运动的距离是4m，两次拉力大小相等，由可知， 13.物理学习小组在室外测试某型号无人机负重飞行能力，如图所示，将重50 N的物体固定在无人机上，当无人机在空中悬停的过程中，无人机对物体______（选填“做功”或“不做功”）；当无人机在10 s内上升20 m，无人机对物体做功的功率为______W。 【答案】 不做功 100 【详解】无人机悬停过程中，无人机对物体虽然有力的作用，但是物体没有在力的方向上通过的距离，故无人机对物体不做功。 无人机匀速上升的过程中，根据二力平衡条件可得无人机对物体的力等于物体的重力，即F=G=50N，无人机对物体做功的功率 14.如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐________，篮球在C点的重力势能________（填“大于”“等于”或“小于”）在B点的重力势能。 【答案】 减小 小于 【详解】已知相邻照片的拍摄时间间隔相等，从图中可看出相等时间内篮球通过的路程逐渐变小，根据可得，篮球从A点到B点的速度在逐渐减小。 重力势能的大小与质量和高度有关，篮球质量不变，C点高度低于B点高度，因此篮球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。 15.跳水运动是我国在国际比赛中的优势项目。如图所示，运动员离开踏板后上升的过程_____能转化为______能。 【答案】 动 重力势 【详解】[1][2]运动员离开踏板后上升的过程中，质量不变，高度变高、重力势能变大，速度变小、动能减少，所以是将动能转化为重力势能。 三、作图题（每题2分，共4分） 16.如图甲所示，一轻质弹簧左端固定在竖直墙面，右端与粗糙水平面上的木块相连。现将木块从弹簧原长位置O点拉至A点后松手，木块由静止开始向左运动，将弹簧压缩至B点后返回，木块从A点运动到B点的过程中，其动能E随位置变化关系如图乙所示。现将水平面换成光滑的接触面，同样将木块拉至A点由静止释放，请你在同一坐标中画出木块从A点运动到B点的过程中，其动能E随位置变化关系的大致图像。（不计空气阻力） 【答案】 【详解】现将水平面换成光滑的接触面，木块在水平面运动过程中不受摩擦力的作用，只有弹簧的弹力做功，机械能守恒。 同样将木块拉至A点由静止释放，木块在AO段，受到的弹力方向与运动方向相同，木块速度逐渐增大；木块在OB段，受到的弹力方向与运动方向相反，木块速度逐渐减小，由于不存在摩擦，机械能守恒，木块达到B点时动能不为0，木块在O点速度最大。 木块运动过程中，质量不变，AO段，速度逐渐变大，动能变大；O点速度最大，动能最大；OB段，速度逐渐变小，动能变小，B点动能不为0。 则木块从A点运动到B点的过程中，其动能E随位置变化关系的大致图像为：在图乙的基础上，曲线的上升阶段更陡，到达O点时的动能峰值更高，然后下降阶段也更陡，到达B点时动能大于0。如图所示： 17. (新题型)图甲为邓雅文参加2024年巴黎奥运会自由式小轮车决赛夺冠的情景，图乙为她即将经过U形赛道的示意图。若邓雅文在经过U形赛道时不刹车也不蹬车，请在图丙中画出她从U形赛道一边的最高点A 到另一边的最高点 B 的过程中，动能随时间变化关系的大致图像。 【答案】 【详解】邓雅文从U形赛道一边的最高点A到最低点的过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大；从最低点到另一边的最高点B的过程中，质量不变，速度不断变小，动能不断变小； 从U形赛道一边的最高点A到另一边的最高点B的过程中，由于存在摩擦，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，而A、B两点高度相等，重力势能相等，所以B点的动能小于A点的动能，故作图如下： 四、实验与探究题（本题共4小题，共24分） 18.《中华人民共和国道路交通安全法》中规定“机动车上道路行驶，不得超过限速标志标明的最高时速；机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载”。由此，同学们联想到：交通事故中更多是由机动车动能过大造成的。于是进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】根据《中华人民共和国道路交通安全法》的规定猜想： 汽车的动能可能跟速度有关； 汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】他们做了图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。 (1)实验中小钢球的动能的大小是通过___________来判断的，这种方法叫做___________（选填“转换”或“类比”）法； (2)甲组实验中，小球从高处向下滚落，小球的___________能转化为小球的动能； (3)分析乙、丙两组实验，可以得到的结论是：_______________________________； 【拓展探究】实验后，同学们想进一步知道，在影响汽车动能大小的因素中，“超载”和“超速”哪个对动能影响更大，于是进行了实验测定，得到的数据如下表。 序号 小球的质量m/g 小球到底端时速度 木块运动的距离s/m 1 30 2 0.4 2 30 4 1.6 3 60 2 0.8 (4)为了探究“超载”隐患时，应选择___________（填写两个序号）两组实验进行比较； (5)分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，由___________（选填“超载”或“超速”）造成的危害更严重。 【答案】(1) 木块被撞击后移动的距离 转换 (2)重力势 (3)速度一定时，物体的质量越大，动能越大 (4)1、3 (5)超速 【详解】（1）动能无法直接观察，实验中通过木块被推动移动的距离反映小球动能的大小，这种将不易观测的物理量转换为易观测物理量的方法叫做转换法。 （2）小球从高处滚落时，高度降低、重力势能减小，速度增大、动能增大，是重力势能转化为动能。 （3）乙、丙实验中，小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，小球质量不同；质量越大的小球，木块被推得越远，说明动能越大，因此结论：速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （4）探究“超载”即质量对动能的影响时，需要控制速度相同，改变质量，表格中1、3组速度相同、质量不同，因此选择1、3两组实验比较。 （5）分析数据：质量不变时，速度变为原来的2倍，动能即木块移动距离变为原来的4倍；速度不变时，质量变为原来的2倍，动能仅变为原来的2倍，说明速度对动能影响更大，因此超速造成的危害更严重。 19.高空抛物被称之为“悬在城市上空的痛”，其强大的打击力对人们的生命安全构成了严重威胁。为了探究“高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关”。小华提出了下列猜想： 猜想一：打击力的大小与物体的高度有关； 猜想二：打击力的大小与物体的质量有关。 为了验证猜想，准备的器材有：一个足球和一个篮球（如图甲所示）、三张面积足够大的白纸和印纸（注：印纸受到力的挤压后会在下方的白纸上留下印迹）。 (1)高空抛物时，重物在下落过程中重力对其做功，重物的___________能转化为___________能。 (2)实验中用足球或篮球模拟高空抛下的物体，通过观察物体落在白纸上形成印迹的___________来反映其对地面打击力的大小。 (3)为了验证猜想一，小华设计了如下实验步骤： a.将印纸叠放在白纸上并平放于水平地面，再将足球从印纸正上方的高度处由静止释放，足球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹1”，如图乙所示； b.换用新的白纸和印纸，将足球从印纸正上方的（）高度处由静止释放，足球在白纸上留下“印迹2”，如图乙所示；对比“印迹1”和“印迹2”可以得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面打击力 越___________。 (4)为了验证猜想二，小华换用新的白纸和印纸，将篮球（）从印纸正上方的高度处由静止释放，篮球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹3”，如图乙所示。他通过比较“印迹1”和“印迹3”得出结论：同一高度由静止释放的物体，质量越大，对地面打击力越大。你认为小华通过上述实验过程得出的结论___________（选填“可信”或“不可信”），理由是：___________。 【答案】(1) 重力势 动 (2)大小 (3)大 (4) 不可信 没有控制球的弹性相同 【详解】（1）[1][2]重物在下落过程中，高度减小，物体的重力势能减小；下落过程中物体的速度增大，物体的动能增大，根据机械能守恒可知在下落过程中物体的重力势能转化为物体的动能。 （2）本实验利用转换法，将物体落在白纸上形成的印迹大小转换为物体对地面打击力的大小，印迹越大，则代表物体对地面的打击力越大。 （3）根据题图可知，高度越高，足球在白纸上形成的印迹越大，说明对地面的打击力越大。故可得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面的打击力越大。 （4）[1][2]篮球和足球不仅质量不同，弹性也不同，落到地面时，力对篮球和足球的作用效果不同，对实验结果会有影响，而且也没有满足控制变量法的要求，故小华通过上述实验过程得出的结论不可信。 20.小月在游乐场看见如图甲所示的“过山车保龄球”的游戏，游戏规则是在光滑轨道上的A点水平推出小球，只要小球最终停在D处的凹陷里即为获胜，但是她发现成功的可能性很小，于是自己动手做了如图乙所示的相似模型，通过物理知识分析其原因（AB为水平轨道，C为上凸弯道的最高点，D为下凹弯道最低点）。 (1)小球从B点到C点运动的过程中发生的能量转化主要为___________能转化为___________能。 (2)小月利用频闪相机拍下小球从A运动到C的过程中，如图丙所示，在AB轨道上小球的动能___________（选填“变大”“变小”或“几乎不变”），由此可以判断，小月所选用轨道的材料比较___________（选填“光滑”或“粗糙”）。 (3)若轨道整体完全光滑，当小球通过C点后，它返程中___________（选填“能”或“不能”）通过C点。 (4)通过实验与分析过程若想更容易获胜，可以将轨道___________（选填“AB”“BC”或“CD”）段变粗糙一些。 【答案】(1) 动 重力势 (2) 几乎不变 光滑 (3)能 (4)CD 【详解】（1）[1][2]小球从B点运动到C点的过程中，高度逐渐增大，小球的重力势能增大，根据能量守恒定律可知，小球的动能转化为小球的重力势能，小球的速度逐渐减小。 （2）[1]根据题图丙可知，AB轨道上，小球在相同的时间间隔内运动的路程不变，故小球的速度不变，则小球的动能几乎不变。 [2]小球的速度几乎不变，说明小球运动过程中所受阻力较小，说明小月所选轨道的材料比较光滑。 （3）若轨道整体完全光滑，当小球能以一定速度通过C点时，根据能量守恒定律可知，在返程到达C点时，小球应具有相同的速度通过C点。 （4）若将AB或BC段变粗糙，则小球有可能无法通过C点，若要让小球能通过C点且停在D点，则应让小球通过C点后消耗部分机械能，故应让轨道CD段变粗糙一些。 21.小明同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个，将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示；请你完成下列内容。 （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 ______来反映的； （2）分析 A、B、C球的实验现象，可验证猜想______是正确的； （3）为了验证猜想二，他应分析 ______（填写字母）三球的实验现象； （4）为了验证猜想三，沈仔细同学正确操作，G球和H球的质量应分别为 ______、______；实验后发现小球陷入花泥的深度相同，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积 ______（选填“有关”或“无关”）。 【答案】 小球陷入花泥的深度 一 A、D、E 2m 2m 无关 【详解】（1）[1]从图中可以看出，小球的重力势能大小是通过小球下落后陷入花泥中的深度来反映的，采用了转换法。 （2）[2]对于A、B、C三球，体积和所处高度相同，质量不相同，根据小球陷入花泥的深度可以看出，当物体所在高度和物体体积相同时，物体质量越大，重力势能越大，可以验证猜想一是正确的。 （3）[3]为了验证猜想二，探究重力势能的大小与物体所在高度的关系时，应控制球的质量和体积相同，故应选择A、D、E三个小球进行实验。 （4）[4][5]探究重力势能的大小与物体的体积的关系时，应控制球的质量和所处高度相同，故G球和H球的质量应与F球的质量相同，均为2m。 [6]从由图中可以看出，三个小球陷入花泥的深度相同，所以物体重力势能的大小与物体的体积无关。 五、综合应用题 (本题共3小题，22题7分，23题9分，24题6分，共22分) 22.如图，我国自行研制成功的“蛟龙”号深海载人潜水器，满载时，总质量约22吨，体积约为20m3，当它完成下潜任务返回母船时，需要“向阳红09”上的电动机带动吊索将它缓慢匀速拉起（不计水对它的阻力），此过程历时4个小时，若以某次下潜深度7200米到“蛟龙”号刚露出水面为止（“蛟龙”号高度忽略不计，海水密度约1.0×103kg/m3，g取10N/kg），求： (1)潜水器受到的重力； (2)吊索将潜水器从7200m深度拉至刚露出水面，拉力所做的功； (3)吊索拉力对潜水器做功的功率。 【答案】(1) (2)1.44×108J (3) 【详解】（1）潜水器受到的重力为-----------1分 （2）潜水器在水下受到的浮力为-----------2分 则吊索的拉力为-----------1分 则拉力所做的功为-----------1分 （3）吊索拉力对潜水器做功的功率为-----------2分 23.无人驾驶汽车也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图为一款无人驾驶汽车，车重为，在某次测试中，该车从A地匀速行驶0.5h到达B地，两地相距36km。这个过程中汽车牵引力的功率为40kW。求（g取10N/kg）： （1）该车的行驶速度大小？ （2）该车匀速行驶时的牵引力大小？ （3）测试过程中，无人驾驶汽车牵引力做功多少？ 【答案】（1）20m/s；（2）；（3） 【详解】解：（1）该车的行驶速度为 -----------3分 （2）根据可知，该车匀速行驶时的牵引力大小为 -----------3分 （3）牵引力所做的功为 -----------3分 答：（1）该车的行驶速度大小为20m/s； （2）该车匀速行驶时的牵引力大小为； （3）测试过程中，无人驾驶汽车牵引力做功为。 24. (中考新题型)阅读下面短文回答问题 自制滑翔机 滑翔机是一类无自带动力装置的固定翼航空器，依靠空气流经机翼产生的升力实现升空飞行，是初中物理流体力学、功和能等核心知识的典型应用实例。某初中物理兴趣小组，按照鲁科版五四制教材“制作简易滑翔机”实践课要求，完成了滑翔机的制作与系统试飞探究： 制作环节：小组选用厚度3mm和2mm的轻质木板制作机身、机翼、尾翼等部件，各部件尺寸严格参照教材图纸（单位：mm），经切割、打磨、粘连组装完成整机，整机总质量为40g，外形符合空气动力学设计。 试飞环节：小组同学在水平操场上开展规范试飞，将滑翔机举至离地1.5m的高度，以2m/s的水平初速度水平抛出，滑翔机沿曲线平稳滑翔，最终落地，单次滑翔的水平最大距离为12m，滞空总时间为3s；试飞中发现滑翔机存在飞行姿态不稳、滞空时间偏短等问题，小组针对问题开展了多轮调试与改进。 (1)滑翔机飞行时，机翼上表面的空气流速________（选填“大于”“小于”或“等于”）下表面的空气流速，从而产生向上的升力，该现象遵循的核心物理规律是________。 (2)本次试飞中，滑翔机从1.5m高度下落至地面的过程中，重力对滑翔机做的功为________J（g取10N/kg）；该过程中，重力做功的平均功率为________W。 (3)滑翔机在空中滑翔的过程中，其机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)为延长滑翔机的滞空时间、提升飞行稳定性，小组同学计划优化设计。请你结合所学物理知识，从功和能、流体力学两个角度，各写出一条可行的改进措施（不需要说明对应的物理原理）。 【答案】(1) 大于 流体中流速越大的位置，压强越小 (2) 0.6 0.2 (3)减小 (4)功和能角度：选用密度更小的轻质材料制作整机；流体力学角度：增大机翼的面积。 【详解】（1）滑翔机机翼造型上凸下平，相同时间内空气流过机翼上表面的路程更长，因此上表面流速大于下表面；根据流体压强规律，流速越大压强越小，机翼上下形成向上的压强差，从而产生升力。 （2）滑翔机质量 重力 重力做功 重力做功的平均功率 （3）滑翔机在空中滑翔时，需克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，因此机械能减小。 （4）从功和能角度，为延长滞空时间，可以减小滑翔机质量，从而减小滑翔机克服同样重力做功所需升力，或在抛出时给予其更大的初速度或在更高的高度抛出，以增大初始机械能，因此可选用密度更小的轻质材料制作整机；从流体力学角度，为提升飞行稳定性、延长滞空时间，可以增大升力或减小阻力，因此可增大机翼面积或改进翼型。 学科网（北京）股份有限公司 $