高中试卷答案网第11章：功和机械能 练习题
一、单选题
1．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）一位同学用20s从一楼走到三楼，他上楼时克服自重所做的功可能是（ ）
A．150J B．300J C．1500J D．3000J
2．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）如图所示，中国选手苏翊鸣在第二十四届北京冬季奥林匹克运动会单板滑雪跳台项目发挥出色，成为中国最年轻的冬奥冠军。图乙中虚线所示是某次比赛过程中他的运动轨迹，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．他到达点时动能为零
B．从点到 点的过程中，他的动能在增加
C．从 点到落地点的过程中，他的机械能变小
D．在、、、四个点中，点处的他机械能最大
3．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）如图所示，光滑的半圆形轨道固定在水平桌面上，轨道上的A点、C点在同一高度，B点为最低点，小球从A点由静止自由释放，不计空气阻力，则小球（ ）
A．不能到达C点
B．到达C点时速度为0，惯性也为0
C．运动到B点时受到的支持力和重力不是一对平衡力
D．从A点运动到B点的过程中动能转化为重力势能，机械能守恒
4．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）同学们正在进行排球训练，排球离开手后先向上运动，达到最高点后落下，下列说法正确的是（ ）
A．排球离开手上升过程中一直受到托力的作用
B．排球下落过程中重力势能减小，动能增大
C．排球运动到最高点时受平衡力的作用
D．排球运动过程中与空气摩擦产生热量，机械能不变
二、多选题
5．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）下列有关力做功的说法中正确的是（ ）
A．篮球由高处下落重力没有做功
B．把水桶从地面上提起来，提水桶的力做了功
C．小车在水平路面前进，牵引力克服摩擦对小车做了功
D．汽车静止在水平路面上，汽车受到的支持力做了功
6．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）甲、乙两台机器，甲的功率比乙的大，这说明（ ）
A．甲做的功比乙做的功多 B．甲做功比乙做功快
C．甲机器做功时间不一定短 D．乙做功的时间一定多
三、填空题
7．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）做功包含两个必要因素：一个是作用在物体上的__________；另一个是物体在力的方向上移动的__________。
8．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。
9．（2022春·江西萍乡·八年级统考期末）用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上做匀速运动，两次速度比较，其对应的弹簧测力计示数分别为、，相同时间内所做的功分别为、，则它们的关系正确的是___________，___________（都选填“＞”、“＜”或“＝”）。
10．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）物理学中常用“比值”来定义物理量。例如用物体所做的功与其时间的比值，定义“单位时间”内做的功，这个比值叫做______。这种方法，实质上是用______（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较物体做功快慢的。
11．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的o点，在水平恒力F作用下开始向右加速运动，依次经过a、b、c三个点，且a、b之间和b、c之间的距离相等，F在ab段做功W1，做功功率P1；在bc段做功W2，做功功率P2，则有W1________W2，P1________P2（选填“＞”或“＝”或“＜”）
12．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）2022北京冬奥会开幕式完美再现了“黄河之水天上来”的意境，如图所示，代表着黄河之水的奥运五环在匀速上升的过程中，奥运五环的动能 ___________（增大/减小/不变，下同），重力势能 ___________。
13．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）2021年11月3日，“歼8之父”顾诵芬因开创了我国自主研究歼击机的先河而获得国家最高科学技术奖。如图所示，它具有卓越的机动性能，当它在空中加速向上运动时，动能_______，重力势能_________。（填“增大”或“减小”或“不变”）
14．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的动能________，重力势能________，（选填“增大”“不变”“减小”）机械能________。（选填“守恒”“不守恒”）
15．（2022春·江西萍乡·八年级统考期末）2022年5月10日，搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭发射成功，飞船与火箭分离后仍能向前运动是因为它具有___________，火箭点火后，加速向上运动，在这个过程中，飞船的机械能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
16．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）2021年10月16日“神舟十三号”载人飞船发射取得圆满成功。火箭加速升空时机械能______（选填“增大”、“减少”或“不变”），在升空过程中，火箭受______的作用（选填“平衡力”或“非平衡力”）
17．（2022春·江西宜春·八年级统考期末）你一定剪过指甲吧！为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来，而是“飞”出去？原来，指甲受到指甲钳的挤压，改变了______，当指甲被指甲钳剪断后，指甲的______转化为指甲的动能，让指甲“飞”出去。
18．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）在跳板跳水比赛中，运动员起跳前总是尽可能将板压弯，目的是让板具有更大的________能，以便起跳后有更大的腾空高度；若两名运动员起跳离板时的动能相同，与体重较重的运动员相比，体重较轻的运动员能达到的最大腾空高度________（选填“更高”、“更低”或“一样”）。
19．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）如图所示，一根不可伸缩的细线上端固定，下端系一个小球，小球从A点摆动到B点的过程中，细线对小球的拉力______（选填“做功”或“不做功”），从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦，机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
四、实验题
20．（2022春·江西上饶·八年级校考期末）如图所示，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）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 ______无关；
（2）小强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”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 ______反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ______（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，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”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 ______直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 ______（选填“相等”或“不相等”），该方案 ______（选填“正确”或“错误”）。
五、计算题
21．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）如图甲所示，重400N的小车受到60N的水平推力，在水平地面上做直线运动，其距离随时间变化的图像如图乙所示。求：
（1）5s内重力对小车做的功；
（2）10s内人对小车做功的功率。
22．（2022春·江西赣州·八年级统考期末）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45kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍；（ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）求骑行时车对水平地面的压强；
（2）求骑行过程中动力做的功及功率。
23．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）在水平地面上，用50N的水平拉力拉着重为200N的木箱，在10s内匀速直线前进15m，求：
（1）这段路程中拉力对木箱做的功；重力做的功；
（2）拉力对木箱做功的功率；
（3）如果以3m/s的速度水平匀速拉动木箱，拉力大小应该为多大？请说明理由。
24．（2022春·江西吉安·八年级统考期末）2022年2月2日，北京冬奥会冰壶混双循环赛在北京国家游泳中心“冰立方”开赛，中国队以7比6战胜瑞士队取得开门红。如图为中国队选手在比赛中的场景，凌智正在用水平推力F向右推冰壶，凌智在3s内将冰壶推行3m后松手，冰壶在12s内继续向前滑行了15m，凌智推冰壶的平均推力F的大小为30N，冰壶的质量为20kg，冰壶与水平冰面的接触面积为0.02m2（g取10N/kg）。
（1）冰壶推出后，要在冰壶前行的方向用刷子快速刷冰，其目的是什么？
（2）求冰壶受到的重力；
（3）求冰壶对水平冰面的压强；
（4）求推力F做功的功率。
25．（2022春·江西萍乡·八年级统考期末）在信丰道路管网改造工程中，小型挖掘机发挥了重要作用。如图所示是某小型履带式挖掘机，其发动机的额定功率为，质量为，单条履带与地面的接触面积为2m2（g取10N/kg）求：
（1）挖掘机静止时对水平地面的压强；
（2）若挖掘机在平直场地上以额定功率作业，在其以的速度匀速前进20m的过程中，它受到的阻力及克服阻力所做的功。
参考答案：
1．D
【详解】一位同学从一楼走到三楼，在重力的方向上通过了距离，克服重力做功，根据W=Gh，中学生的重力约为500N，每一层楼高约3m，所以
故选D。
2．D
【详解】A．他到达c点时，仍具有向前的速度，所以动能不为零，故A错误；
B．从b点到c 点的过程中，质量不变，速度减小，他的动能在减小，故B错误；
C．从c点到落地点d的过程中，不计空气阻力，他的机械能不变，故C错误；
D．在a、b、c、d四个点中，从a到起跳点，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小；从起跳点到d，不计空气阻力，机械能不变，所以在a点的机械能最大，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】AB．小球滚到轨道右侧最高处时，速度为0，动能为0；由于轨道光滑，没有摩擦，故机械能守恒，所以小球在轨道右侧可以达到的最高点的重力势能与小球在A点的重力势能相等，所以小球可以到达C点；所以小球到达C点时速度为0，因为惯性只与质量有关，与速度无关，所以惯性不为0，故AB不符合题意；
C．小球做圆周运动，在整个运动过程中，速度方向在不断变化，运到到B点时速度也在变化，所以运动到B点时受到的支持力和重力不是一对平衡力，故C符合题意；
D．从A点运动到B点的过程中质量不变，速度增加，高度减小，故动能增加，重力势能减小，即重力势能转化动能，轨道光滑没有摩擦，故机械能守恒，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】A．排球离开手上升过程中不受托力作用，故A错误；
B．排球下落过程中高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B正确；
C．排球运动到最高点时只受重力，不受平衡力，故C错误；
D．排球运动过程中与空气摩擦产生热量，机械能减小，故D错误。
故选B。
5．BC
【详解】A．篮球由高处下落过程中，在重力方向上移动了距离，重力会做功，故A错误；
B．把水桶从地面上提起来，在拉力的方向上有移动距离，则提水桶的力做了功，故B正确；
C．小车在水平路面前进，在牵引力的方向上有移动距离，则克服摩擦对小车做了功，故C正确；
D．汽车静止在水平路面上，在汽车受到的支持力方向上没有通过距离，则支持力不做功，故D错误。
故选BC。
6．BC
【详解】解：A．功率数值上等于功与时间的比值，甲的功率比乙的大，但时间不确定，因此甲做的功不一定比乙多，故A不符合题意；
B．功率是表示物体做功快慢的物理量，由题意：甲的功率比乙的大，则甲做功比乙做功快，故B符合题意；
C．甲的功率比乙的大，做同样多的功，甲所用的时间更少，但做功多少不确定，所以甲机器做功时间不一定短，故C符合题意；
D．甲的功率比乙的大，做同样多的功，乙所用的时间更多，但做功多少不确定，所以乙做功时间不一定多，故D不符合题意。
故选BC。
7． 力 距离
【详解】[1][2]做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动的距离。
8． 200 0
【详解】[1]推力对购物车做功
W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。
9． ＝ ＞
【详解】[1]用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上滑动，压力大小不变，接触面粗糙程度不变，所以物体两次受到的滑动摩擦力大小相等；物体做匀速直线运动，则物体受到的拉力和滑动摩擦力大小相等，所以物体两次受到的拉力相等，因弹簧测力计显示拉力大小，所以两次弹簧测力计示数相等，即。
[2]由题可知，，两次所用时间相等，根据公式可知两次通过的路程，又因为两次拉力大小相等，根据可知，。
10． 功率 时间相同比较功
【详解】[1]物体所做的功与其时间的比值，定义“单位时间”内做的功的多少，表示物体做功的快慢，这个比值叫做功率。
[2]功率是单位时间内物体做功的多少，故功率实质上是：用时间相同比较功的多少，来比较物体做功快慢的。
11． ＝ ＜
【详解】由题知，a、b之间和b、c之间的距离相等，拉力恒定，根据W＝Fs可知，两个过程中拉力做的功相等，即W1＝W2．
物体向右做加速运动，速度在不断增大，运动相等的路程，b、c之间所用的时间减少，根据可知，拉力做功的功率为：P1＜P2．
12． 不变 增大
【详解】[1]物体质量不变的情况下，动能的大小由速度决定，因为五环在匀速上升，故速度不变，因此动能大小不变。
[2]物体质量不变的情况下，重力势能由其高度决定，因为五环的高度在增大，故其重力势能在增大。
13． 增大 增大
【详解】[1]动能的大小跟质量、速度有关，歼击机在空中加速时，速度增大，所以动能增大。
[2]重力势能的大小跟质量、高度有关，歼击机向上运动时，高度增加，重力势能增大。
14． 不变 增大 不守恒
【详解】[1][2]缆车匀速上山，质量不变，速度不变，所以其动能不变；缆车在上山过程中高度不断增加，所以其重力势能增大。
[3]动能不变，重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，所以其机械能也增大，即机械能是不守恒的。
15． 惯性 增大
【详解】[1]飞船与火箭分离后仍能向前飞行是因为它具有惯性，仍要保持原来的运动状态。
[2]飞船在随火箭点火加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度变大，动能变大；同时其质量不变，高度增加，重力势能变大，故机械能增大。
16． 增大 非平衡力
【详解】[1]火箭加速升空时，质量不变，高度升高，重力势能变大，速度变大，动能变大，故机械能变大。
[2]升空过程中，火箭加速运动，处于非平衡状态，因此受非平衡力的作用。
17． 形状 弹性势能
【详解】[1][2]指甲被指甲钳挤压发生了形变，此时的指甲具有弹性势能，当指甲被指甲钳剪短的时候，弹性势能将会释放，转化为指甲的动能，指甲就飞出去了。
18． 弹性势 更高
【详解】[1]运动员起跳前尽可能将板压弯，这样可以使跳板的弹性形变更大，目的是让板具有更大的弹性势能。
[2]若跳离板时的动能相同，则腾空到最高点时具有的重力势能也相同，重力势能的大小与质量和高度有关，因此质量小的运动员腾空高度会更高一些。
19． 不做功 不变
【详解】[1]小球从A点摆动到B点的过程中，细线给小球的拉力方向和小球的运动方向垂直，所以拉力对小球不做功。
[2]从A点摆到C点的过程中若不计空气阻力和摩擦，小球只受重力和拉力，因为拉力不做功，所以只有重力做功，小球的机械能守恒，所以小球的机械能不变。
20． 质量 木块移动的距离 转换法 速度 匀速 相同 错误
【详解】（1）[1]图甲、乙中，小球A、B的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
（2）[2][3]小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
（3）[4]因为θ1＜θ2，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。
（4）[5]若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞击后，它将做匀速直线运动。
（5）[6][7]将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。
21．（1）0；（2）72W
【详解】解：（1）5s内小车在重力的方向上没有移动距离，根据
可知，重力对小车做功为0。
（2）由图像可知，10s内小车通过的路程为12m，则推力对小车做的功为
功率为
答：（1）5s内重力对小车做的功为0。
（2）10s内人对小车做功的功率为72W。
22．（1）3×105Pa；（2）1800J，90W
【详解】解：（1）由题意可知，小明的质量为45kg，则小明的重力为
骑行时车对水平地面的压力为
自行车前后轮与地面的总接触面积为
骑行时车对水平地面的压强为
（2）骑行时自行车受到的阻力为
由于自行车在做匀速直线运动，所以自行车受到的动力与阻力为一对平衡力，即自行车的动力为
所以骑行过程中动力做的功为
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3×105Pa；
（2）骑行过程中动力做的功为1800J；功率为90W。
23．（1）750J，0J；（2）75W；（3），见解析
【详解】解：（1）这段路程中拉力对木箱做的功
木箱在重力方向上没有移动距离，所以重力做功为0。
（2）拉力对木箱做功的功率
（3）由于木箱的速度变为时，木箱仍做匀速直线运动 ，木箱对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，木箱受到的摩擦力的大小不变，拉力大小仍等于摩擦力，即50N。
答：（1）这段路程中拉力对木箱做功750J；重力做的功0J；
（2）拉力对木箱做功的功率为75W；
（3）如果以3m/s的速度水平匀速拉动木箱，拉力大小应该为50N，理由见解析。
24．（1）减小摩擦力；（2）200N；（3）10000Pa；（4）30W
【详解】解：（1）队员用刷子快速刷冰面的过程中，因摩擦生热使得部分冰面熔化产生水，减小了接触面的粗糙程度，从而减小了冰壶与冰面之间的摩擦力；
（2）冰壶受到的重力
（3）冰壶对水平冰面的压力
F=G=200N
冰壶对水平冰面的压强
（4）投掷手在3s内将冰壶推行3m，冰壶运动的速度
根据
可知推力F做功的功率
答：（1）冰壶推出后，要在冰壶前行的方向用刷子快速刷冰，其目的是减小了冰壶与冰面之间的摩擦力；
（2）冰壶受到的重力为200N；
（3）冰壶对水平冰面的压强为10000Pa；
（4）推力F做功的功率为30W。
25．（1）；（2），
【详解】解：（1）挖掘机静止时对水平地面的压力为
挖掘机静止时对水平地面的压强为
（2）因挖掘机做匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，由
可得，挖掘机受到的阻力为
克服阻力做的功为
答：（1）挖掘机静止时对水平地面的压强为；
（2）它受到的阻力为，阻力所做的功为。
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