初中物理人教版八年级下册第十一章 功和机械能综合与测试单元测试随堂练习题

人教版初中物理八年级下册第十一章《功和机械能》单元测试卷

考试范围：第十一章；考试时间：75分钟；总分：80分

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）

1. 如图所示，用水平向右的推力，将重为小车从斜面的底端匀速推到顶端，这时推力所做的功是(    )

A.  B.  C.  D.

2. 如图所示为小明同学做挺举连续动作的几个状态图，下列说法不正确的是(    )

A. 小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中对杠铃做了功
B. 小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中对杠铃做了功
C. 小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中对杠铃做了功
D. 小明同学在站立状态过程中对杠铃做了功

3. 如图所示，人沿水平方向推水平地面上的箱子。但没有推动。下列说法正确的是(    )

A. 人对箱子的推力没有做功
B. 箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力
C. 箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是相互作用力
D. 人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力

4. 通过荆州的汉宜铁路上运营的列车是和谐号动车组．和谐号列车采取节车厢编组，在运行过程中的机车牵引功率为，时速为若一列从荆州站驶出的和谐号列车在平直轨道上匀速行驶，则该列火车在这段时间内所做的功、机车受到的阻力分别是(    )

A.      B.     
C.       D.      

5. 下列说法正确的是(    )

A. 功率表示物体做功的快慢，所以做功时间越短功率越大
B. 做功时间越长，做功越多，功率就越大
C. 在相同的时间内做功越多，功率就越大
D. 做功时间越短，做功越少，功率越大

6. 航模小组的某位同学在操场上利用如图所示的电动遥控飞机进行训练，他操作遥控器，使重为的飞机从水平地面由静止开始竖直上升，飞机先后经历加速、匀速、减速三个阶段，然后悬停在距离地面的高度处。飞机竖直上升的总时间为，匀速上升阶段的速度为。假设飞机在空中的受力情况可以简化为仅受重力和竖直向上的升力，则下列说法正确的是 (    )

A. 在离开地面的过程中，飞机对地面的压力先增大后减小
B. 在上升阶段，飞机受到的升力大于重力
C. 在上升阶段，飞机的功率为
D. 在悬停阶段，飞机升力的功率为

7. 图甲单车脚踏可在竖直平面内转动，如图乙脚踏用点表示。当脚踏静止在位置时，握住脚踏使其逆时针匀速转动，当脚踏转动到位置时松手，脚踏转动经过位置慢慢停下。则下列说法正确的是(    )

A. 自行车车座里加海绵，是为了减小车座受到的压力
B. 该脚踏由位置到位置，重力势能减少，机械能不守恒
C. 该脚踏由位置到位置，动能减小，机械能不守恒
D. 在该脚踏由位置到位置这一过程，自行车的重力与地面给车的支持力是一对平衡力

8. 一个篮球竖直向上运动到最高处并下落，这过程中经过、两点，篮球在这两点的动能和重力势能如表所示，则球(    )

A. 在点速度比在点的大 B. 在点处于下降阶段
C. 在点机械能比在点的大 D. 在最高处受力平衡

9. 如图所示，将小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在点时，弹簧处于自然伸长状态。现将小球推至点，松手后小球在间运动。不考虑空气阻力下列说法正确的是(    )

A. 小球在点时，受到弹簧向右的弹力
B. 小球在点时，动能最大
C. 小球在点时，动能最大
D. 小球的机械能越来越小，最终会停下来

10. 如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是 (    )

A. 甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小
B. 乙球上升过程中，重力势能转化为动能
C. 抛出时，甲、乙两球的机械能相等
D. 抛出时，甲球的动能小于乙球的动能
 

11. 球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过、两点球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在点的(    )

A. 速度比在点的大 B. 机械能大于在点的
C. 机械能等于在点的 D. 离地高度比在点的低

12. 如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是(    )
     

A. 运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B. 运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C. 运动员离开跳板上升的过程中，其动能增加
D. 运动员在空中下落过程中没有力对其做功

第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

13. 炎热的夏天，一辆正在洒水的洒水车在水平路面上做匀速直线运动，分钟内通过的路程是米，该洒水车的速度为 ______。洒水车在水平公路上匀速前进洒水作业的过程中，机械能 ______。填变大变小不变
14. 福厦高铁预计明年月建成运营。若高铁列车以的设计时速行驶，需用时 ______；列车减速进站时，动能变 ______。
15. 物体在水平拉力作用下沿水平方向做直线运动，拉力与时间的关系和物体的速度与时间的关系如图所示，由图可知，内拉力对物体做的功为          ，拉力在第末的功率为          。

16. 晓亮同学体重，从地面走上高的四楼教室，用时，他克服重力做的功为______，他爬楼的功率为______。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

17. 按要求作图：
    一个小石块从空中的某一高度，由静止开始竖直下落，若不计空气阻力，请在图中画出石块的机械能随着时间变化的大致图象．

18. 如图所示，小球在点由静止开始释放，向右侧摆动。点是小球摆动的最低点，点是小球摆到右侧最高点处高度低于处，在小球从点摆动到点的过程中，
    作出小球经过点时所受重力示意图；
    请选出小球机械能最大的位置并涂黑。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

19. 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球和的质量大于分别从不同的高度和由静止开始滚下，观察木块被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。

小明通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种研究方法是                              选填“控制变量法”或“转换法”。

实验中，钢球滚到斜面底端后会继续向前运动，是因为钢球具有              木块最终会停下来是因为受到                   的作用若水平面绝对光滑，本实验将              选填“能”或“不能”达到探究目的。

由图甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与               有关。

小丽根据图甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确              选填“正确”或“错误”，理由是：                                                  。

某同学用下图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”。

20. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块、、的质量关系为；三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块、将木桩打入沙中的深度相同。

实验时，木块应在木桩的________填“正上方”或“后上方”释放，将木桩打入沙中。

比较木块和将木桩打入沙中的深度可得：在质量一定时，物体高度________填“越高”或“越低”，重力势能________填“越大”或“越小”。

比较木块和将木桩打入沙中的深度，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是________填“正确”或“错误”的，理由是________。

实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的________来判断重力势能的大小；下列实验与该步骤采用探究方法类似的是________。

A.学习光的三原色时，与颜料三原色做比较

B.研究发声的音叉是否振动时，把音叉放进水里观察到水花四溅

五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）

21. 在某建筑工地上，起重机在内把体积为的花岗岩碑石提升高．已知该花岗岩的密度为，取，通过计算回答：

这块花岗岩碑石的质量是多大？

起重机对碑石所做的功是多少？

起重机对碑石做功的功率是多少？

22. 如图所示是部分中小学投入使用的新型安全校车，这种校车符合校车安全标准。中考期间，某中学的学生乘坐这种新型安全校车以的速度匀速行驶安全到达考点，此过程中校车的输出功率为，求：取
     

在内校车牵引力所做的功

若校车和学生总质量为，车轮与地面的接触总面积为，求校车对水平路面的压强。

23. 一辆汽车发动机的最大输出功率为，在水平公路上匀速行驶时，受到的阻力为求：

汽车的最大速度是多少；

如果汽车以的速度匀速行驶时，受到的阻力为，这时发动机的输出功率多大；

如果汽车的速度是，汽车的最大牵引力是多大．

24. “熊猫空中列车”是我国建造的世界第一列以锂电池动力包为牵引动力的空中悬挂式轨道列车如图所示，它牵引力的功率可达。某次试验过程中，它以最大功率匀速行驶，完成的距离为。求列车在该次试验过程中：
    
    行驶的速度；
    牵引力做的功；
    牵引力的大小？
    

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】
功是指力与力的方向上移动距离的乘积，根据力的方向判断物体在力的方向上移动的距离，根据即可计算水平推力所做的功．
本题考查了功的计算，要注意距离必须是在力的方向上移动的距离，部分同学会误认为斜面的长度就是物体在力的方向上移动的距离，这是本题的易错点．
【解答】
由题可知，推力的方向水平向右，根据图示可知，小车在水平方向移动的距离；
这时推力所做的功：
．
故选B．  

2.【答案】 

【解析】解：
A、小明同学从准备状态发力到上拉状态过程中，小明对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以小明对杠铃做了功，故A正确。
B、小明同学从上拉状态发力到上挺状态过程中，小明对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以小明对杠铃做了功，故B正确。
C、小明同学从上挺状态发力到站立状态过程中，小明对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以小明对杠铃做了功，故C正确。
D、小明同学在站立状态过程中，小明施加了力，但杠铃没移动距离，所以小明对杠铃不做功，故D错误。
故选：。
做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
掌握做功的两个必要因素，有力有距离不一定做功，力对物体做功，一定是在该力的方向上移动了距离。
 

3.【答案】 

【解析】解：、人沿水平方向推水平地面上的箱子，但没有推动，有力作用在箱子上，在力的方向上没有移动距离，推力对箱子没有做功，故A正确；
B、箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在两个物体上，故是一对相互作用力，故B错误；
C、箱子受到的重力和地面对箱子的支持力，二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C错误；
D、箱子处于静止状态，水平方向上的推力和摩擦力是一对平衡力，则箱子所受的推力等于它所受到的摩擦力，故D错误。
故选：。
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离；
平衡力的条件大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在同一直线上；
相互作用力的条件：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上；
处于静止状态受平衡力的作用。
平衡力和相互作用力容易混淆，注意区分：相同点：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点：平衡力是一个受力物体，发生在两个物体之间；相互作用力是两个受力物体，发生在两个物体之间。
 

4.【答案】 

【解析】

【分析】

已知火车的速度与路程，由速度公式的变形公式可以求出火车的运行时间；已知火车功率与运动时间，由可以求出火车所做的功； 
已知火车所做的功与火车的路程，由功的变形公式可以求出火车的牵引力；然后对火车进行受力分析，由平衡条件求出火车所受的阻力。
本题考查了求火车所做的功与火车受到的阻力，熟练掌握速度公式的变形公式、掌握功的公式以及变形公式的应用、物体的平衡条件是正确解题的关键。

【解答】

火车行驶的时间：， 
火车所做的功：； 
火车的牵引力：， 
由于火车做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的力是平衡力； 
火车受到的阻力：。
故选B。

5.【答案】 

【解析】

【分析】

物体在单位时间所做的功叫功率，是描述物体做功快慢的物理量，物体做功的多少与功率大小和做功时间都有关系。

本题主要考查对功率、功的概念的理解，以及功和功率、做功时间三者之间的关系，属基本概念的考查。

【解答】

A.功率表示物体做功的快慢，所以做功时间越短，但不知道做功的多少，没法比较功率大小，A错误；

B.做功时间越长，做功不一定越多，功与时间比值不一定越大，因此功率不一定大，B错误；

C.在相同的时间内做功越多，功率就越大，C正确；

D.做功时间越短，做功越少，无法判断功率大小，D错误；

故选C。

6.【答案】 

【解析】略
 

7.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查减小压强的方法、动能势能大小的比较、平衡力的判断。
压力一定，通过增大受力面积可以减小压强；
影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能；在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析；
二力平衡的条件：两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用在同一物体上。
【解答】
A.自行车车座里加海绵，是通过增大受力面积减小压强，故A错误；
B.当脚踏转动到位置时松手，脚踏转动经过位置后慢慢停下，在此过程中速度变小，故动能减小，同时高度降低，重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减小，故B正确；
C.当脚踏静止在位置时，握住脚踏使其逆时针加速转动，当脚踏转动到位置时松手，在此过程中速度变大，故动能增大，重力势能增大，机械能等于动能和重力势能之和，机械能不守恒，故C错误；
D.在该脚踏由位置到位置这一过程，除了支持力，脚踏板受到一个向上的外力，自行车的重力与地面给车的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故D错误。  

8.【答案】 

【解析】解：
A、同一篮球的质量不变；由表中数据可知，篮球在点的动能较小，所以在点的速度较小，故A错误；
B、篮球在上升过程中，速度减慢，动能减小；篮球在下降过程中，速度增大，动能增大；由表中数据可知，点的动能为，到点时动能大于点的动能，且小球先后经过、两点，说明在点处于下降阶段，故B正确；
C、由表中数据可得，在点的机械能等于，在点的机械能等于，所以在点的机械能比点的小，故C错误；
D、在最高处时篮球的速度为零，此时仅受竖直向下的重力作用，所以受力不平衡，故D错误。
故选：。
动能大小与物体的质量和速度有关，重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关；
篮球在上升过程中，动能转化为重力势能，速度减慢；在下降过程中，重力势能转化为动能，速度增大；据此结合动能的大小关系可判断篮球是处于上升过程还是下降过程；
机械能等于动能与势能的总和，根据表中数据可比较机械能的大小关系。
本题主要考查了动能和重力势能大小的影响因素、机械能的概念，分析表格数据是解题的关键。
 

9.【答案】 

【解析】解：
A、由图知，当小球在点时，弹簧处于自然伸长的状态，没有发生弹性形变，弹簧没有弹力，故A错误；
、若将小球推至点，弹簧被压缩，发生弹性形变，产生弹力推力，小球在推力作用下加速运动，当小球到点时，弹簧处于自然伸长的状态，弹簧的推力为零，小球的速度达到最大，动能最大，过点后弹簧被拉伸，对小球产生拉力，小球在拉力的作用下减速运动，到速度为零，动能最小，故B正确，C错误；
D、由于不考虑空气阻力且小球在光滑的水平面上滑动，只有弹力做功，所以机械能守恒，不会停下来，故D错误。
故选：。
物体由于发生弹性形变而产生的力叫弹力，弹力的方向与形变方向相反；
若将小球推至点，弹簧被压缩，发生弹性形变，产生弹力推力，小球在推力作用下加速运动；
当小球到点时，弹簧处于自然伸长的状态，弹簧的推力为零，小球的速度达到最大，过点后弹簧被拉伸，对小球产生拉力，小球在拉力的作用下减速运动，到速度为零；
在质量一定时速度越大动能越大；
机械能守恒定律内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
此题考查了弹力的方向和作用、影响动能的因素以及机械能守恒等知识，是一道有难度的题目。
 

10.【答案】 

【解析】略
 

11.【答案】 

【解析】

【分析】
从图象上判断动能和重力势能的大小，利用控制变量法，判断物体的速度和高度。
动能大小跟物体的质量和速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动能越大。
重力势能跟物体的质量和高度有关，在质量一定时，高度越大，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。
机械能等于动能和势能之和，物体不发生弹性形变时，机械能等于动能和重力势能之和。
【解答】
A.球的质量不变，球在点的动能小于点动能，所以球在点的速度小于点速度，故A错误。
球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在点动能和点重力势能相等，点的重力势能大于点的动能，所以点的机械能大于点的机械能，故B正确，C错误。
D.点的重力势能大于点的重力势能，球的质量不变，所以球在点的高度大于点的高度，故D错误。
故选B。  

12.【答案】 

【解析】解：
A、运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在不同物体上，因此二力是一对相互作用力，故A正确；
B、运动员被跳板弹起的过程中，弯曲跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，故B错误；
C、运动员离开跳板上升的过程中，速度减小，高度增大，所以其动能减小，势能增加，故C错误；
D、运动员在空中下落过程中受到重力作用，并且在重力的方向上移动距离，重力做了功，故D错误；
故选：。
相互力的条件：大小相等、方向相反、作用在不同的物体上，作用在同一条直线上。
影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。弹性形变程度越大，弹性势能就越大。
影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；
做功的两个必要条件，即：作用在物体上的力，二是物体在这个方向上通过的距离；
本题考查了动能、重力势能和弹性势能的概念及影响其大小的因素，属于基本内容。在判断动能、重力势能、弹性势能的大小时，要注意看影响它们大小的因素怎么变化。
 

13.【答案】  变小 

【解析】解：洒水车的速度为：速度的公式是

；
洒水车在水平公路上匀速前进洒水作业的过程中，速度不变，质量减小，动能减小。高度不变，质量减小，重力势能减小，故它的机械能变小。
故答案为：；变小。
速度的公式：通常用字母表示速度，用字母表示路程，用字母表示时间，则速度的公式是

；
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能等于动能和势能之和。
本题考查机械能概念，应明确动能及势能都属于机械能，同时也考查了速度的公式的应用。
 

14.【答案】  小 

【解析】解：列车行驶需要的时间：；
列车减速进站时，质量不变，速度变小，动能变小。
故答案为：；小。
根据求出列车行驶需要的时间；
物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大。
本题考查了速度公式的应用和机械能的变化分析，属于常见题型。
 

15.【答案】

【解析】略
 

16.【答案】   

【解析】解：
人的质量为，重力为：；
上楼克服自身重力做功为：；
人爬楼的功率：。
故答案为：；。
已知质量，根据计算人的重力；又知高度，根据公式计算克服自身重力所做的功；已知时间，，用公式求平均功率。
本题考查了功和功率的计算，正确理解相关的概念和公式是解题的关键。
 

17.【答案】解：不计空气阻力，石块从静止下落的过程中将重力势能转化为了动能，但机械能守恒，即机械能始终保持不变，如下图所示：
 

【解析】不计空气阻力，石块从静止下落的过程中机械能守恒，据此作出机械能与时间的关系。
本题考查机械能守恒的条件，属于基础题。
 

18.【答案】解：重力的方向是竖直向下的，过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用表示；
由图可知，小球在点时小球位置最高，势能最大，小球在点由静止开始释放，向右侧摆动到点的过程中，速度增大，高度降低，重力势能转化为动能，但在此过程中需要克服空气阻力做功，机械能减小，在从点摆动到点的过程中，也要克服空气阻力做功，机械能还会减小。所以机械能最大的位置是在点，如图所示：
 

【解析】根据重力的方向是竖直向下的，过重心做竖直向下的力即可；
机械能为动能和重力势能之和，根据动能和势能的影响因素，分析何时小球具有的机械能最大，然后将小球涂黑即可。
此题考查重力示意图的画法和机械能大小大小的变化，在分析能量变化时，一定要注意空气阻力对能量的影响。
 

19.【答案】转换法  惯性  摩擦力  不能  速度 错误  没有控制速度一定  错误的 

【解析】略
 

20.【答案】正上方

越高  越大

错误  、两木块释放的高度不同

深度 

【解析】木块释放后会在重力的作用下沿竖直方向运动，为了使木块能撞击木桩，木块应在木桩的正上方释放。

由图可知：、的质量是相同的，木块的高度高于的高度，撞击木桩的深度大于撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能就越大。

由图可知：、下落的高度不同，质量也不同，打击的木桩的深度相同；而探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制物体下落的高度相同，故结论是错误的。

木块的重力势能转化为木桩的动能，木块的重力势能越大，则木桩获得的能量就越多，木桩陷入沙中越深，所以我们可以通过木桩陷入沙中的深度来判断重力势能的大小，这用到了转换法；学习光的三原色时，与颜料三原色做比较，用到了类比法，故A不符合题意；研究发声的音叉是否振动时，把音叉放进水里观察到水花四溅，将音叉的振动转换为水花四溅，用到了转换法，故B符合题意。

21.【答案】因为，所以花岗岩碑石的质量：    

起重机对碑石所做的功：  

起重机对碑石做功的功率：

【解析】略
 

22.【答案】解：由可得，内校车牵引力所做的功：
物体对水平面的压力大小等于物体重力，即，校车对水平路面的压强：。 

【解析】略
 

23.【答案】解：当汽车的牵引力等于阻力，汽车匀速行驶时，汽车的速度达到最大．

根据功率公式，解得汽车最大速度

．

当汽车速度时，根据，汽车的输出功率

当汽车速度，汽车输出功率最大时，
根据可知，汽车的最大牵引力．

【解析】汽车在行驶过程中，发动机的功率不能超过发动机的最大输出功率又叫额定功率在输出功率一定的条件下，汽车的牵引力与行驶速度成反比．
 

24.【答案】解：路程，
行驶的速度为：
；
由可得，牵引力做的功为：
；
由可得，牵引力的大小为：
。
答：行驶的速度为；
牵引力做的功为；
牵引力的大小为。 

【解析】知道列车行驶的路程和时间，根据求出行驶的速度；
已知牵引力的功率为，利用的变形公式可求得牵引力做的功；
利用变形公式可求得牵引力的大小。
本题考查了速度公式和功率公式、功的计算公式的应用，难度不大，认真审题即可作答。