知识点详解人教版八年级物理下册第十一章-功和机械能定向测试试题(含详细解析)

人教版八年级物理下册第十一章-功和机械能定向测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（）
A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功
B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功
C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功
2、下列现象中势能转化为动能的是（）
A．火箭发射升空B．汽车匀速驶上斜坡
C．小球从光滑斜面顶端滚下D．跳伞运动员匀速下落
3、用力沿水平方向拉水平桌面上的木块，拉力大小随时间变化的图像如图甲所示，物块速度随时间变化的图像如图乙所示。

下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（）
A．10~30s内拉力做功为32J
B．50s内拉力做功为80J
C．10~30s内拉力的功率逐渐变大
D．30~40s内拉力的功率逐渐变大
4、完全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s。

如图，力F对A、B两物体做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2。

下列的大小比较正确的是（）
A．W1<W2B．W1>W2C．P1<P2D．P1>P2
5、甲、乙两人爬楼比赛，同时从一楼出发跑上五楼，结果甲先到而获胜，则下列说法正确的是
（）
A．甲做功多，甲的功率大B．乙做功多，乙的功率大
C．若两人的体重相同，则甲做的功多，甲的功率大D．若两人做的功相同，则甲用时少，甲的功率大
6、下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（）
A．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力
B．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力
C．搬石头但没有搬动，手对石头的力
D．使小车向前运动了一段距离的推力
7、下列四个实例中，机械能正在减小的是（）
A．空中加速上升的飞艇B．空中水平匀速飞行的飞机
C．地面上蓄势待发的火箭D．高空中匀速下降的热气球
8、羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的重力势能相等，相比A点，羽毛球在B 点时（）
A．机械能相等，动能较大B．机械能较小，动能较小
C．机械能较小，动能较大D．机械能较大，动能较小
9、如图所示，小明和同学一起荡秋千，下列说法正确的是（）
A．通过最低点时的动能为零B．下降过程中的动能变小
C．到达最高点的重力势能最大D．上升过程中的重力势能减小
10、如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（）
A．在A点时大B．在B点时大
C．在两点时一样大D．条件不足，无法判定
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了______，此时，能量的转化过程是______，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中______（选填“A”或“B”），由此可间接知道：重力势能大小与______有关。

2、重力为100牛的物体在大小为15牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进
2米，拉力做的功为___________焦，功率为___________瓦；重力做功为___________焦。

在前进过程中，物体的机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

3、如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，实际推力为300N，那么物体与斜面之间的摩擦力是 ___________N。

4、某中学男子篮球队队员们顽强拼搏的运动精神，在学习与生活上不断激励着同学们拼搏奋进。

（1）篮球内胆是用弹性较好的橡胶制作的，橡胶属于______（填“金属材料”、“无机非金属材料”、“有机合成材料”）；
（2）篮球队员们经常通过引体向上来锻炼自己的臂力，队员小叶的质量为m，他在引体向上的过程中悬垂时重心离开地面高度为H，过杆后重心离开地面的高度为H′，小叶完成16次标准动作所用时间为t，请问整个过程小叶克服重力做功的功率为______；
（3）小李接过队员的传球、投篮得分的过程中，小李对篮球没有做功的是______；
A．将篮球举起
B．手用力将篮球抛出
C．篮球在空中飞行
D．篮球进入篮筐
（4）从篮球出手到入篮得分的过程中，下列选项中能正确反映篮球动能（E动）与时间（t）的关系的是______。

A． B．
C． D．
5、如图是军军玩弹弓的情景。

经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越______，橡皮筋具有的弹性势能越______，说明橡皮筋的弹性势能与______有关。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、京沪高铁上运行的CRH380B型动车组，它采用4动4拖的编组方式，在平直轨道上匀速行驶时最大运营速度可达360km/h，此时动车组受到的阻力约为9×104N。

通过计算回答：
（1）该动车组以最大运营速度行驶10min所通过的路程是多少？
（2）在上述过程中牵引力做的功是多少？
（3）在上述过程中牵引力做功的功率是多少？
2、高速公路已广泛应用ETC收费系统，这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。

现有一辆总质量为1800kg的汽车以某一速度驶入ETC通道，汽车在如图所示位置开始减速行驶，经t=5s 后运动至ETC收费岛（图中阴影区域）左侧边界，然后以4m/s的速度匀速通过ETC收费岛，其中减速过程中汽车行驶的路程为s1=40m，匀速行驶过程中的路程为s2=30m。

不计车长，匀速行驶时所受的阻力为车重的0.2倍。

求：
（1）汽车减速行驶过程中的平均速度；
（2）汽车匀速行驶过程中牵引力的大小；
（3）汽车匀速通过收费岛的过程中牵引力做功的功率。

3、服务机器人的开发利用极大地方便了人们的生活。

如图所示为某酒店的机器人，它能完成送餐传菜、配送物品、回收餐具等一系列工作。

某次送餐时，机器人和餐食的总质量为10kg，它的“脚”与地面总接触面积是40cm2，从餐厅以2.88km/h的速度匀速运动1min达到客房，受到的摩擦力是重力的0.1倍，g取10N/kg，求这次送餐：
（1）机器人对水平地面的压强。

（2）餐厅与客房的距离。

（3）牵引力所做的功。

4、一列质量为1×103t的火车，以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶，整列火车受到的阻力是
8×103N。

求：
（1）火车的牵引力；
（2）火车行驶1min时间内，机车牵引力所做的功；
（3）牵引力的功率。

5、水陆两栖飞机先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。

飞机蓄满水后总质量53.5t。

在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。

在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106 W。

求：
（1）飞机在水平面上沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力；
（2）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；
（3）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。

---------参考答案-----------
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功W Fs
；
A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；
B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；
C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；
D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。

故选A。

2、C
【解析】
【详解】
A．火箭发射升空，质量不变，高度增高，速度变大，火箭的动能增大，重力势能也增大，故A不符合题意；
B．汽车匀速驶上斜坡，其质量不变，速度不变，动能不变，高度增高，重力势能增加，故B不符合题意；
C．小球从光滑斜面顶端滚下，质量不变，速度变大，动能变大，高度降低，重力势能减少，重力势能转化为小球的动能，故C符合题意；
D．跳伞运动员匀速下落，其质量不变，速度不变，动能也不变，高度降低，重力势能减少。

故D不符
合题意。

故选C 。

3、C
【解析】
【详解】
A ．结合图甲、乙两图知，0~10s ，水平拉力由0增大到4N ，木块处于静止状态；10~30s ，水平拉力由4N 增大到12N ，木块做加速运动，不知道木块运动的距离，由W =Fs 可知，无法确定做功的多少，故A 错误；
B ．50s 内，由图甲可知拉力在变化，不知道物体运动的距离，由功的公式W =Fs 可知，无法计算拉力做的功，故B 错误；
C ．10~30s 内，由图甲可知，拉力逐渐增大，木块的速度逐渐增大，根据
W Fs P Fv t t
=== 知，拉力的功率逐渐变大，故C 正确；
D ．30~40s ，水平拉力保持为4N 不变，木块做匀速直线运动，根据
W Fs P Fv t t
=== 知，拉力的功率保持不变，故D 错误；
故选C 。

4、C
【解析】
【详解】
AB ．由题意可知，A 、B 两物体，在相同的力F 作用下，移动了相同的距离s ，即12F F =，12s s =，根据计算公式W Fs =，可知12W W =，故A 、B 错误；
CD ．A 和B 两物体，是完全相同的，沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离，粗糙地面会有摩擦力，光滑冰面没有摩擦力，力F 是相同的，物体A 在粗糙地面上移动的速度是较小的，则物体A 在粗糙地面上移动的时间是较大的，即12t t >，根据W P
t =可知，12P P <，故C 正确，D 错误。

故选C 。

5、D
【解析】
【详解】
AB ．甲和乙爬楼，均克服自身重力做功，由于甲乙自身的重力未知，则无法比较甲和乙做功的大小和做功的快慢，故AB 错误；
CD ．若两人的体重相同，爬楼的高度相同，由公式W=Gh 可知，甲乙两人做功相同，甲先到说明做相同的功所用的时间短，由功率公式W P
t = 可得，甲的功率比乙大，故C 错误；D 正确。

故选D 。

6、D
【解析】
【详解】
A ．提着滑板在水平路上前行，人给滑板一个向上的力，滑板向上没有移动距离，人对滑板没有做功，故A 不符合题意；
B ．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力的作用，但没有在力的方向上通过距离，所以不做功，故B 不符合题意；
C ．用力搬石头，但未搬动，有力作用在物体上，但没有移动距离，所以不做功，故C 不符合题意；
D ．小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在小车上，小车在该力的方向上通过了距离，所以做了功，故D 符合题意。

故选D 。

7、D
【解析】
【详解】
A．空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故A不符合题意；
B．空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故B不符合题意；
C．地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故C 不符合题意；
D．高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故D符合题意。

故选D。

8、B
【解析】
【详解】
羽毛球在经过A点到达B点时，由于克服空气阻力做功，消耗了部分机械能，所以羽毛球的机械能变小，在B点的机械能小于在A点的机械能。

机械能是动能和势能的总和，由于羽毛球在A与B点的重力势能相等，所以B点的动能小于A点的动能，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

9、C
【解析】
【详解】
A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B．下降过程中，质量不变，速度增大，动能增大，故B错误；
C．到达最高点时，质量不变，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D ．上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，故D 错误。

故选C 。

10、B
【解析】
【详解】
由题图可看出，A 点所在的海拔为995m ，B 点所在的海拔为1040m ，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故物体在B 点时重力势能大。

故ACD 不符合题意，B 符合题意。

故选B 。

二、填空题
1、弹性形变 动能转化为弹性势能 B 高度
【详解】
[1][2]使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A 、B ，留下圆斑，说明皮球下落到纸面上时形状发生了变化，即发生弹性形变；此过程中，皮球的动能转化为弹性势能。

[3][4]分析图中两个圆斑大小可看出，圆环大的球形变程度较大，所具有的弹性势能大，落地时的动能较大，初始状态重力势能大，即其所处的高度大，故选填B ；由此可间接知道：重力势能大小与高度有关。

2、30 3 0 不变
【详解】
[1]拉力做的功为
15N 2m 30J W Fs ==⨯=
[2]功率为
30J 3W 10s
W P t === [3]物体沿水平方向运动，重力方向没有距离，因此重力做功为0。

[4]物体匀速前进，速度不变，故动能不变，高度也不变，故重力势能也不变，因此机械能不变。

3、120
【详解】
[1]由题知，斜面长
s =3m
斜面高
h =0.9m
物体重
G =600N
推力
F =300N
有用功
W 有用=Gh =600N ×0.9m=540J
推力做的总功
Fs =300N ×3m=900J
额外功
W 额外=W 总﹣W 有用=900J ﹣540J=360J
由W 额外=fs 可得摩擦力
360J =120N 3m
W f s ==额
4、有机合成材料 16()mg H H t
'- CD D 【详解】
（1）[1]橡胶的主要成分是有机物，故属于有机合成材料。

（2）[2]由题意可知，完成一个引体向上，小叶克服重力做的功为
()W Gh mg H H '==-
故完成16次标准动作所做的功为
()1616W W mg H H ''==-
所用时间为t ，故整个过程小叶克服重力做功的功率为
()16mg H H W P t t
''-== （3）[3]A ．将篮球举起，有力且在力的方向上移动距离，对篮球做了功，故A 不符合题意；
B ．用力将篮球抛出，有力，且篮球在力的方向上通过了距离，对篮球做了功，故B 不符合题意； CD ．篮球在空中飞行、篮球进入篮筐是篮球具有惯性，人与篮球间没有力的作用，对篮球不做功，故CD 符合题意。

故选CD 。

（4）[4]篮球离开手后先向上做减速运动，到达最高点时动能最小，然后篮球向下做加速运动，故在其质量不变的情况下，其动能先变小，后变大；由于篮球在最高点时，具有向前的速度，速度不为0，故最小动能不为0，故可知ABC 不符合题意，D 符合题意。

故选D 。

5、多 大 弹性形变的程度
【详解】
[1][2][3] 在一定范围内，橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性形变量越大，具有的弹性势能越大，将同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多。

三、计算题
1、（1）60000m ；（2）5.4×109J ；（3）9×106
W
【详解】
解：（1）该动车组以最大运营速度行驶的时间及速度分别为
t =10min=600s ，v =360km/h=100m/s
通过的路程
s =vt =100m/s×600s=60000m
（2）因为动车组做匀速直线运动，所受的牵引力与阻力是平衡力，所以
F 牵=F 阻=9×104N
在上述过程中牵引力做的功
W =F 牵s =9×l04N×60000m=5.4×109J
（3）在上述过程中牵引力做功的功率
9610J 5.49600s
10W W P t ===⨯⨯ 答：（1）该动车组以最大运营速度行驶10min 所通过的路程是60000m ；
（2）在上述过程中牵引力做的功是5.4×109
J ；
（3）在上述过程中牵引力做功的功率是9×106W 。

2、（1）8m/s ；（2）3600N ；（3）14400W
【详解】
解：（1）汽车减速行驶过程中的平均速度
140m 8m/s 5s s v t === （2）汽车受到的重力
1800kg 10N/kg 18000N G mg ==⨯=
汽车匀速行驶时受到的牵引力
0.20.218000N=3600N F f G ===⨯
（3）牵引力做功的功率
3600N 4m/s=14400W W Fs P Fv t t
====⨯ 答：（1）汽车减速行驶过程中的平均速度是8m/s ；
（2）汽车匀速行驶过程中牵引力的大小是3600N ；
（3）汽车匀速通过收费岛的过程中牵引力做功的功率是14400W 。

3、（1）2.5×104
Pa ；（2）48m ；（3）4800J
【详解】
解：（1）该机器人对地面的压力为
10kg 10N /kg 100N F G mg ===⨯= 它对地面的压强为
442100N 2.510Pa 4010m
F p S -===⨯⨯ （2）该机器人正常运行的速度为
2.88km /h 0.8m /s v ==
送餐时间为
1min 60s t == 根据速度公式s v t
=知餐厅与客房的距离为
0.8m /s 60s 48m s vt ==⨯= （3）机器人匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力为
0.10.1100N 10N F f G ===⨯=牵
牵引力所做的功为
100N 48m 4800J W Fs ==⨯=
答：（1）机器人对水平地面的压为2.5×104
Pa ；
（2）餐厅与客房的距离为48m ；
（3）牵引力所做的功4800J 。

4、（1）8×103N ；（2）2.4×107J ；（3）4×105W
【详解】
（1）由于火车在平直轨道上匀速行驶，所以，水平方向的阻力和牵引力是一对平衡力，即 F 牵=f =8×103N
（2）根据题意知道，火车速度
v =180km/h=50m/s
火车在水平方向移动的距离
s=vt =50m/s ×60s=3×103m
机车牵引力做的功为
W 牵=F 牵s =8×103N ×3×103m=2.4×107J
（3）牵引力的功率为
752.410J W 60s
410W P t ⨯⨯=== 答：（1）火车的牵引力为8×103
N ；
（2）火车行驶1min 时间内，机车牵引力所做的功为2.4×107J ；
（3）牵引力的功率为4×105W 。

5、（1）2.5×105 N ；（2）53.5m 3；（3）1.5×104 W
【详解】
解：（1）飞机发动机牵引力的总功率始终为
P 总=2.5×106 W
因为
W Fs P Fv t t
=== 所以，飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力
652.510W 2.510N 10m/s
P F v ⨯===⨯总 （2）因为水陆两栖飞机蓄满水后静止在水面上，所以飞机受到的浮力等于重力
553.51000kg 10N/kg 5.3510N F G mg ===⨯⨯=⨯浮
根据阿基米德原理，飞机排开水的体积
53335.3510N =53.5m 1.010kg /m 10N /kg
F V g ρ⨯==⨯⨯浮排水 （3）每次投下的水在下落过程中重力做功
5200kg 10N/kg 150m 310J W G h m gh ===⨯⨯=⨯水水
重力做功的平均功率
54310J 1.510W 20s
W P t ⨯===⨯ 答：（1）飞机在水面面上沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力为52.510N ⨯；
（2）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积是353.5m ；
（3）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率是41.510W ⨯。