2024春季人教版物理八年级下册《第11章 功和机械能》单元测试
一 、单选题（本大题共13小题，共39分）
1.（3分）关于热机的效率，下列说法正确的是
A. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C. 热机的效率越高说明做功越快
D. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
2.（3分）将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，下列说法正确的是
A. 皮球落地后又弹起，在此过程中只发生了动能和势能的相互转化
B. 如图乙所示，能反映皮球在空中的动能随时间变化的关系
C. 若将皮球表面涂黑，则会在地面上、两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D. 皮球经过同一高度、两点时，动能相等
3.（3分）兵乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出、、三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是
A. B. C. D.
4.（3分）关于功率，下列认识正确的是
A. 由 ，可知功率越大的机器做的功越多
B. 由 可知汽车发动机功率越大，汽车的速度越大
C. 由 可知单位时间内做功越多则功率越小
D. 由 可知机车要想获得大的牵引力，可以放慢速度
5.（3分）质量为的快递员张明到某小区送质量为的快递取，坐电梯从楼到楼，已知每层楼高米，则在这个过程中张明对快递做的功为
A. B. C. D.
6.（3分）小明将装有个鸡蛋的塑料袋从地面拿到桌面上，该过程中提这袋鸡蛋克服重力做功最接近
A. B. C. D.
7.（3分）下列现象中，属于内能转化为机械能的现象是（ ）
A. 砂轮磨刀时迸出火星 B. 用气筒打气时气筒发热
C. 阳光下冰块熔化 D. 烧水时蒸气把壶盖顶起
8.（3分）下列关于做功的说法中正确的是
A. 物体通过的距离越大，做的功一定越多
B. 作用在物体上的力越大，做的功一定越多
C. 作用在物体上的力越大，物体通过的距离也越大，做的功一定越多
D. 以上说法均不对
9.（3分）在下列四种情境中，人对物体做功的是
A. 用力推汽车，汽车没动 B. 提着水桶在水平路面上匀速前进
C. 举着杠铃原地不动 D. 扛着米袋慢慢爬上楼梯
10.（3分）如图所示，体重不同的甲、乙两小孩沿着两条长度不同的光滑轨道下滑。若不计空气阻力，两人从处自由滑到处，则下列说法正确的是
A. 甲、乙所受的重力做功相等 B. 甲、乙下滑过程中机械能不守恒
C. 甲、乙的重力势能转化为动能 D. 甲、乙到达点时的动能相同
11.（3分）若图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一木块接触不连接，木块在处时弹簧处于原长，水平面光滑。现施加一水平向左恒力压缩弹簧，至点弹力等于时撤去。则下列说法正确的是
A. 点时弹簧的弹性势能最大 B. 木块向左运动过程中一直在做加速运动
C. 木块在整个运动过程中点时动能最大 D. 木块被弹簧反弹至点时动能最大
12.（3分）如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面点自由滚下，分别经过图中，，各位置，关于小球的动能和重力势能描述错误的是
A. 从到动能转化为重力势能 B. 在，处重力势能相等
C. 从到重力势能转化为动能 D. 在处动能最大
13.（3分）如图所示，将铜棒用轻质导线水平悬挂在两磁极之间如图。在闭合开关和断开开关两种情况下，将铜棒分别从右侧同一位置图中虚线位置，由静止释放，铜棒摆动到最低处时动能的变化量分别为和，铜棒摆动到最低处时的机械能为和。若不计空气阻力和悬点接线柱处摩擦力，则
A. ， B. ，
C. ， D. ，
二 、实验题（本大题共3小题，共18分）
14.（6分）小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
实验中通过 ______反映小球动能的大小；
在实验的基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将 ______；
A.沿着斜面匀速直线运动
B.不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C.上升到初始高度后静止
D.能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
小明在中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法 ______；
A.阿基米德原理
B.机械能守恒定律
C.牛顿第一定律
15.（6分）高空抛物，是一种不文明的行为，带来了很大的社会危害，城市高空抛物威胁人们“头顶安全”。根据这一现象，实验探究小组的同学设计实验，探究物体的重力势能与物体所处高度的关系。请你设计一个实验方案探究重力势能与物体所处高度的关系。你选择的实验器材：______；简述实验步骤及所要观察的现象：______；分析现象，得出结论：______。
16.（6分）小明家住在五楼，有一次小明和他爸爸同时上楼回家，小明很快就跑到了五楼，他爸爸慢慢地走到五楼．现在我们试讨论小明和他爸爸谁上楼的功率大．为了通过测量弄清楚此问题：
（1）需要的器材： ；
（2）需要测的物理量： ；
（3）两个人功率的表达式： ．
三 、计算题（本大题共4小题，共22分）
17.（12分）重10牛的木块，在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平方向匀速前进2米，在此过程中木块所受的摩擦力为 牛；重力对木块做功为 焦；拉力的功率为 瓦．
18.（10分）如图所示为洋湖湿地公园的“河道保洁船”清理水面垃圾时的情景，保洁船的质量为2.5t，收集宽度为3.4m。它某次工作时以1m/s的速度做匀速直线运动，其牵引力为N，保洁船工作50s，求这段时间内：
18-1.保洁船行驶的路程；
18-2.牵引力做的功；
18-3.牵引力的功率。
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】
此题是一道与热机有关的综合题，考查了热机的构造、效率及能量损失的途径。难度不大，熟悉基础知识即可正确解答。
柴油机的压缩冲程的压缩程度更大，热量燃烧更充分，效率比汽油机高；
在热机中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率；
功率是描述热机做功快慢的物理量；
热机的工作过程中，燃料燃烧放出的能量，废气的温度很高，带走的热量最多。
A.柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。故A正确；
B.热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多。故B错误；
C.热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两者没有必然联系。故C错误；
D.在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。故D错误。
故选A。
2.【答案】B;
【解析】解：
A、由图可知，皮球在弹起的过程中，高度越来越小，机械能越来越小，这说明皮球在运动的过程中，皮球克服摩擦做功，机械能转化为内能，皮球落地后又弹起，在此过程中只发生动能和势能、内能的相互转化，故A错误；
B、皮球向下运动的过程中，速度变大，动能越大，弹起的过程中，速度先变大后变小，动能先变大后变小，由于皮球在运动的过程中的机械能变小，则皮球在最低点时的动能会变小，所以该图能反映皮球动能随时间变化的关系，故B正确；
C、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应皮球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在点与在点皮球的动能与重力势能都为零，又因为皮球在点机械能大于点机械能，故皮球在点的弹性势能大于在点的弹性势能，故在点的圆斑要大于在点的圆斑，故C错误；
D、每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在点的机械能大于在点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在两点高度相同则重力势能相同，所以在点的动能大于在点的动能，故D错误。
故选：。
根据频闪照片分析机械能的变化；
根据皮球速度的大小判定动能的大小变化；
在皮球撞击地面时，皮球的动能转化为弹性势能，根据动能的大小判定圆斑的大小；
动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关；根据机械能的变化判定动能的大小。
本题综合考查了重力势能的影响因素、动能与势能的转化、弹性势能的影响因素等多个知识点，难度不大，要掌握。
3.【答案】D;
【解析】解：兵乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出、、三个球，由于高度和速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球到达桌面时的机械能相同，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同。
故选：。
首先判定开始时三球机械能的大小；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，据此判定速度的大小。
此题主要考查了动能、重力势能的影响因素和机械能的守恒，难度不大，要熟记。
4.【答案】D;
【解析】解：、由，可知在时间不确定的情况下，机器做的功越多功率也不一定大，故错误；
、由 可知：在汽车发动机功率越大时，因为不确定，所以也无法确定，故错误；
、由可知单位时间内做功越多则功率越大，故错误；
、机车输出功率为定值时，由 可知机车要想获得大的牵引力，可以放慢速度，故正确。
故选：。
物体在单位时间内所做的功叫功率。物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。
理解功率的概念是解答该题的关键。
5.【答案】C;
【解析】解：快递的重力：
；
坐电梯从楼到楼，上升的高度：
，
在这个过程中张明对快递做的功：
。
故选：。
已知快递的质量，可利用公式计算重力，已知快递员张明坐电梯从楼到楼的高度，再利用公式计算功。
此题主要考查了利用重力的公式、功的公式进行分析和计算，已知量都知道，直接代入数值即可。
6.【答案】B;
【解析】解：两只鸡蛋的重力大约为，个鸡蛋的重力大约为，地面到桌面的高度约为，
该过程中提这袋鸡蛋克服重力做功。
故选：。
提鸡蛋的力所做的功就是克服重力所做的功，首先估算出个鸡蛋的重力和地面到桌面的高度，然后根据可算出做功的多少。
此题主要考查功的计算，关键是估计出鸡蛋的重力和地面到桌面的高度。
7.【答案】D;
【解析】解：A、砂轮磨刀时迸出火星，是摩擦生热，是机械能转化为内能．不符合题意．
B、用气筒打气时气筒发热，一是压缩气体做功，机械能转化为内能，二是克服摩擦做功，机械能转化为内能．不符合题意．
C、阳光下冰块熔化是内能的转移．不符合题意．
D、烧水时蒸气把壶盖顶起，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能．符合题意．
故选D
8.【答案】D;
【解析】
这道题主要考查了功的大小与力和距离的关系，根据功的公式，影响功的大小的因素是力的大小和距离的大小，在判断功的大小时要兼顾到这两个方面。
根据功的公式可知，功的多少与作用在物体上的力的大小和在力方向上通过的距离有关。据此可对题中选项作出判断。
A.因为功的大小与力和距离有关，物体通过的距离大，但力不一定大，所以做的功不一定多，所以A错误；
B.因为功的大小与力和距离有关，作用在物体上的力越大，但通过的距离不一定大，所以做的功不一定多，故B错误；
C.力越大，物体通过的距离也越大，如果力的方向与通过的距离垂直，则该力不做功做功为，故C错误；
D.都不对，故D正确。
故选D。
9.【答案】D;
【解析】
明确三种情况不做功：一是有力无距离例如：推而未动，二是有距离无力靠惯性运动，三是力的方向与运动方向垂直。
做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
A.用力推汽车，汽车没动，有力但没有距离，所以不做功，故不合题意；
B.提着水桶在水平路面上匀速前进，力与距离的方向垂直，所以不做功，故不合题意；
C.举着杠铃原地不动，有力但没有距离，所以不做功，故不合题意；
D.扛着米袋慢慢爬上楼梯，有力作用在物体上，并且物体在力的方向上通过了距离，所以做了功，故符合题意。
故选。
10.【答案】C;
【解析】解：
、甲、乙从处自由滑向处，下降的高度是相同的，但两小孩的重力不同，根据可知，重力做功不相等，故错误；
、由于轨道是光滑的，不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故错误；
、甲、乙下滑的过程中，甲乙的重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故正确；
、由图可知，甲、乙在点时，高度相同，由于重力不同，则二人的重力势能不同，根据机械能守恒可知，他们到达点时的动能也是不同的，故错误。
故选：。
由于轨道是光滑的，不计空气阻力，所以机械能是守恒的；根据比较重力做功的大小；根据影响动能和势能大小的因素比较动能、势能的大小。
此题主要考查了影响动能、势能大小的因素、机械能守恒，明确轨道光滑时机械能守恒是解答该题的关键。
11.【答案】D;
【解析】解：、施加一水平向左恒力压缩弹簧，至点弹力等于时撤去，木块由于惯性仍然会向左运动，弹簧的形变程度会变大，弹性势能变大，所以点时弹簧的弹性势能不是最大，故错误；
、木块向左运动过程中，水平面光滑，不存在摩擦力，弹簧的形变程度变大，弹力变大，不变，则木块在水平方向上受到的合力逐渐变小，到点时，所以一直在做加速运动；经过点后撤去推力，此时木块受到向右的弹力的作用，木块做减速运动，故错误；
、在整个过程中，对整个装置做功，所做的功用来转化为弹簧的弹性势能和木块的动能；当木块被弹簧反弹至点时，弹簧的弹性势能全部转化为木块的动能，此时木块的动能是最大的，要大于点时的动能，故错误，正确。
故选：。
动能的大小与速度、质量有关，弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；水平面光滑，则木块向右移动的过程中，整个装置的机械能是守恒的。
此题主要考查了动能、弹性势能的转化，明确木块的运动状态是解答该题的关键。
12.【答案】C;
【解析】
此题主要考查动能和势能的转化，明确影响动能和重力势能的因素，并对小球的降低和升高状态做出判断是解答该题的关键。
A.小球从到过程中，质量不变，速度变小，动能变小，同时高度增加，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能的过程，故正确；
B.在，处小球的质量相同，高度相同，所以重力势能相同，故正确；
C.小球从到过程中，质量不变，速度变小，动能变小，同时高度增加，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能的过程，故错误；
D.小球从最高点释放，滚动到最低点点时的速度最大，即动能最大，故正确。
故选：。
13.【答案】A;
【解析】解：闭合开关时，将铜棒从右侧由静止释放，此时两磁极之间有磁场，铜棒切割磁感线运动，此时电路中会产生感应电流，铜棒的重力势能部分转化为电能，一部分转化为铜棒的动能，此时动能变化量为，机械能为，断开开关时，将铜棒从右侧同一位置由静止释放，铜棒摆动到最低处时，重力势能全部转化为动能，此时动能变化量为，机械能为；
铜棒两次在同一位置，所以两次的重力势能相等，闭合开关重力势能部分转化为铜棒的动能，而断开开关时重力势能全部转化为铜棒的动能，所以，由于机械能等于动能和势能之和，到达最低点，两次铜棒重力势能相等，而动能，所以。
故选：。
闭合开关时，将铜棒从右侧由静止释放，此时两磁极之间有磁场，铜棒切割磁感线运动，此时电路中会产生感应电流，铜棒的重力势能部分转化为电能，一部分转化为铜棒的动能；断开开关时，将铜棒从右侧同一位置由静止释放，铜棒摆动到最低处时，重力势能全部转化为动能，据此分析题目。
此题主要考查了电磁感应现象以及动能和重力势能的转化，题目有新意，是一道好题。
14.【答案】弹簧被压缩的程度 D C;
【解析】解：
小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大。所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少；
接触面越光滑小球被弹回的越高，由此推理，如果接触面光滑到没有摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能保持不变，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动，故正确；
牛顿第一定律：水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢；由此推理，当水平面绝对光滑时，运动的小车受到的阻力为，即小车在水平方向上不受力的作用时，小车将匀速直线运动下去；牛顿第一定律也是在实验和科学推理相结合的基础上得出的。
故答案为：弹簧被压缩的程度；；。
小球动能的多少是通过它对弹簧做功的多少来认识的，对弹簧做功的多少又是通过弹簧被压缩距离来体现的；
物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变，如果有阻力作用，则机械能减小，内能增加；
牛顿第一定律是建立在实验和科学推理相结合的基础上的。
此题主要考查了影响动能大小的因素，考查了控制变量法和转换法的应用，难度不大。
15.【答案】细沙和实心球；将实心球分别举到不同的高度，让其自由落到橡皮泥上，观察橡皮泥下陷的程度；在物体质量一定时，物体被举得越高，物体的重力势能越大;
【解析】解：因为需要反映重力势能的大小装置，根据物体所砸沙坑的深浅来反映重力势能，所以需要的器材：细沙和实心球。
在探究重力势能和下落高度的关系时，根据控制变量法，要控制物体的质量不变，改变物体所处的高度，故将实心球分别举到不同的高度，让其自由落到橡皮泥上，观察橡皮泥下陷的程度；
通过实验知：在物体质量一定时，物体被举得越高，物体的重力势能越大。
故答案为：细沙和实心球；将实心球分别举到不同的高度，让其自由落到橡皮泥上，观察橡皮泥下陷的程度；在物体质量一定时，物体被举得越高，物体的重力势能越大。
用所砸沙坑的深浅反映重力势能的大小。需要反映重力势能的器材和实心球。
在探究重力势能和下落高度的关系时，要改变高度。
影响重力势能大小的因素是质量和被举高度，在探究重力势能和其中一个因素的关系时，要采用控制变量法控制另外一个因素不变。
本题是考查使用控制变量法进行实验的能力，控制变量法是初中物理接触到的最多的探究方法，也是中考的重点。
16.【答案】（1）磅秤、卷尺、秒表；
（2）人的质量m、上楼的高度h、上楼所用时间t；
（3）P=．;
【解析】上楼就是克服自身的重力做功，我们可以用磅秤测出自身的质量，根据G=mg求出重力，用皮尺测出楼高；根据W=Gh求出上楼时所做的功．用秒表测出上楼的时间，根据P=求出上楼的功率．
（1）需要测量的物理量有：人的质量m、上楼的高度h、上楼所用时间t；
（2）质量用磅秤测量，用卷尺测楼高，用秒表测登楼时间；
（3）功率的计算表达式：P===
此题是功率的一个实验测量题．功率是无法直接测量的，我们要知道需要测量的物理量．
17.【答案】50;1;
【解析】解：物体做匀速运动，故物体受力平衡，摩擦力等于拉力，为5N；
因重力与物体的运动方向垂直，故重力做功为零；
拉力做功W=Fs=5N×2m=10J；
拉力的功率P=
W
t
=
10J
10s
=1W；
故答案为：5；0；1
18.【答案】50m;J;W;
【解析】解：(1)根据可得，保洁船行驶的路程：
s＝vt＝1m/s×50s＝50m；
(2)牵引力做的功：
；
(3)牵引力的功率：
。
答：(1)保洁船行驶的路程50m；
(2)牵引力做的功J；
(3)牵引力的功率W。
