综合解析人教版八年级物理《功和机械能》综合训练试题（含详细解析）

人教版八年级物理《功和机械能》综合训练考试时间：90分钟；命题人：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、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2、在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。关于皮球两次下落形成圆斑的过程，下列说法中正确的是（）A．皮球开始下落时的重力势能相等B．皮球落地时对纸的最大压力都等于皮球的重力C．皮球刚到达纸面时的动能相等D．皮球获得的最大弹性势能不等3、在水平地面上的甲乙两个物体在水平牵引力F甲、F乙作用下都做匀速直线运动，它们运动的路程和所做的功随时间变化的图像分别如图所示，根据图像，可以判断牵引力F甲、F乙以及做功功率P甲、P乙大小关系（）A．P甲＜P乙F甲＜F乙 B．P甲＞P乙F甲＞F乙C．P甲＜P乙F甲＞F乙 D．P甲＞P乙F甲＜F乙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<W2 B．W1>W2 C．P1<P2 D．P1>P25、如图所示，用斜向放置的传送带将货物匀速地自低处运送到高处。在这过程中，货物的重力势能不断增加。这是因为（）A．静摩擦力做功 B．重力做功C．支持力做功 D．动能转化为势能6、10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心发射成功。对载人飞船在加速上升的过程中能量的变化，说法正确的是（）A．动能增大，势能不变，机械能增大B．动能增大，势能增大，机械能增大C．动能增大，势能增大，机械能不变D．动能减小，势能增大，机械能不变7、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8、轻质弹簧的一端固定于竖直墙壁，另一端与一木块连接在一起，木块放在粗糙的水平地面上。在外力作用下，木块将弹簧压缩了一段距离后静止于A点，如图所示。现撤去外力，木块向右运动，当它运动到O点时弹簧恰好恢复原长。在此过程中（）A．木块的速度先增大后减小B．木块的速度一直在增大C．弹簧的弹性势能先减小后增大D．弹簧减小的弹性势能等于木块增加的动能9、根据如图所示的几个情景，下列说法正确的是A．女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功B．吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对货物做了功C．司机未能推动汽车但费了很大的力，司机对汽车做了功D．足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球做了功10、在一条长绳的一端系一个小铁块就做成了一个摆，某同学测出它摆动一个来回所用的时间（周期）是0.9s，下列做法中能使这个摆的周期刚好为1s的是（）A．减小摆绳的长度 B．增加摆绳的长度C．将铁块换小一点 D．将铁块换大一点第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、如图甲所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。右图中，A为外表面，B为内表面，实验时应把___________（选填“A”或“B”面紧贴桌面，卡片跳起来的过程中，橡皮筋的___________能会转化为卡片的___________能，使卡片向上运动。小明还利用相同的橡皮筋做了图乙、丙中的两张卡片，实验时___________（选填“乙”或“丙”图中卡片可以弹跳得更高一些。2、如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越______，这说明橡皮筋的弹性势能与其______有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量大的“子弹”射出的距离较______，原因是质量大的“子弹”射出时______小。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功______，（选填“相同”或“不相同”）。3、墙体的竖直性是房屋质量的重要指标，在建造房屋时，建筑工人常常利用如图所示的铅垂线检测墙体是否竖直，这运用了重力的方向是______，图中所示的墙体向______（左/右）倾斜；如图跳水运动员站到踏板上，踏板发生了______形变，运动员走到踏板前端，踏板弯曲得更大，说明力的作用效果与力的______有关，压弯的跳板将运动员弹起来，说明踏板具有______。4、两台机器的功率之比为3∶2，则在相同时间里，他们所做的功之比为_______；他们做相同的功，所用时间之比为_______。5、一铁球竖直向上运动，到最高点后又竖直向下运动，并落回到地面，这过程中先后经过A、B位置，球在这两个位置的动能和重力势能如图所示，则球在A位置的速度______B位置的速度，球在A位置的高度______B位置的高度，球在A位置的机械能______B位置的机械能。（三空均选填“大于”、“等于”或“小于”）6、功率是描述做功______的物理量。小明、小勇和小利三人在进行物理课外活动﹣﹣测量每人上楼的功率。测量前他们通过讨论设计了下面的表格，但这份表格不够完整，还应该补充______和______两列。姓名登楼高度h/m登楼时间t/s小明小勇小利7、某小组同学比较“谁做功快”，进行了登楼比赛，并将数据记录在表中。同学同学的质量（千克）登楼的高度（米）登楼做的功（焦耳）所用的时间（秒）甲50314705乙50314708丙5231528.85丁556323412（1）分析比较甲、乙两位同学第______列的实验数据，可得出初步结论：______。（2）分析比较甲、丙两位同学的实验数据，可得出初步结论：______。（3）若要进一步分析比较乙、丙、丁三位同学做功的快慢，表三最后一列的项目名称应填写：______。为此物理学中引入______概念。8、刘明在0.5min内，用20N的水平推力使重120N的超市购物车在水平路面上前进了15m，在此过程中他做的功是______J，功率是______W，购物车重力做的功是______J。9、如图跳水运动员跳水过程中，被压弯的跳板具有___________，而将运动员弹起一定的高度，此时运动员具有___________，跳入水中而溅起水花。10、两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s﹣t图像如图所示，根据图像，两次物体所受的拉力：F1______F2；0～6s两次拉力对物体所做的功：W1______W2；0～6s两次拉力对物体做功的功率：P1______P2。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、创建文明城市，确保城市卫生清洁！我市管理部门加大了卫生清洁工作的力度，如图所示，这是一辆城市洒水车，其部分参数如下表所示。求：（取）自身质量储水罐最大装载质量车轮与地总接触面积匀速直线行驶时受到的阻力与总重的比值（1）该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力；（2）该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强；（3）该洒水车装满水后以的速度匀速直线行驶牵引力做功的功率。2、已知物体动能的表达式为Ek＝mv2，重力势能表达式为Ep＝mgh，如图所示，小明从高出地面1.4m的位置竖直向上抛出一个小球（小球从抛出点到最高点的过程中，减小的动能转化增加的重力势能），它上升5m后回落，最后到达地面，不计空气阻力；求：（1）小球抛出时的出手速度v0；（2）小球落地时的速度v（结果保留两位小数）。3、在5月14日，我国进行了一场“应急使命”抗震救灾演习，中航工业成都飞行研究所研制的“翼龙”应急救灾型无人机参与演习，成为这次演习中一颗耀眼的明星。经查阅资料获知，“翼龙”无人机机身质量，最大载荷质量，最大飞行高度9000米。当无人机装载的通讯设备，停在水平跑道上时，无人机轮胎与地面接触的总面积为，。（1）求此时无人机对水平跑道的压强；（2）当无人机飞行到最大高度时，求其对通讯设备所做的功。4、平衡车以体积小巧、携带方便等特点，成为短途代步的一种交通工具。某品牌平衡车质量20kg，最大车速5m/s。车轮与地面总接触面积50cm2；质量为50kg的人从家骑行该品牌易步车上班，以最大速度匀速行驶10min到达公司，行驶中受到阻力为车和人总重的0.1倍。（取g=10N/kg）求：（1）该人的家到公司的距离。（2）该人在水平路面上骑平衡车时，车对地面的压强。（3）该人以最大速度匀速行驶时，平衡车的功率是多少？5、一辆质量为5000kg小轿车，以108km/h的速度在一条水平直线的公路上匀速行驶了20min，已知在这段路程中汽车发动机的功率是15kW，求：（1）汽车通过这段路程中，重力做功为多少？（2）汽车发动机在这期间所做的功是多少？（3）汽车受到的牵引力的大小？-参考答案-一、单选题1、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。2、D【解析】【详解】A．重力势能的大小与质量和高度有关；由图可知，黑色圆斑A、B大小不同，表明皮球的形变程度不同，B较大一些，说明B处的皮球的弹性形变程度大，弹性势能大；皮球下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，下落过程中重力势能转化为动能。接触地面时，动能转化为弹性势能，所以在B处时皮球的动能大，则表明B处的皮球的高度高，重力势能大，故A错误；B．由图可知，黑色圆斑B比较大，而力的大小影响力的作用效果，力越大作用效果越明显，形变量越大，皮球在纸的弹力的作用下做减速运动，则弹力大于皮球的重力，压力与弹力是一对相互作用力，压力大小与弹力大小相等，所以压力大于皮球的重力，故B错误；CD．皮球从不同的高度落下时，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能；皮球接触纸面时发生了弹性形变，此过程是动能转化为弹性势能；弹性势能越大，皮球的形变程度越大，圆斑就越大，所以B处的弹性势能大，动能大，下落时的重力势能大，故C错误；D正确。故选D。3、A【解析】【详解】由s﹣t图像可知，在相同时间内，甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程，根据可知，甲物体的速度大于乙物体的速度，即由W﹣t图像可知，在相同时间内，甲物体做的功小于乙物体做的功，根据可知，甲物体做功的功率小于乙物体做功的功率，即又因为所以甲物体受到的拉力小于乙物体受到的拉力，即综上分析可知，选项A符合题意，BCD不符合题意。故选A。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，，根据计算公式，可知，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，根据可知，，故C正确，D错误。故选C。5、A【解析】【详解】货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上。货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力。该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反，即沿传送带斜向上。因为物体向右上方匀速运动，所以重力做负功，支持力不做功。物体运动方向与摩擦力方向一致，所以摩擦力对物体做功，物体的重力势能不断增加。因为物体匀速运动所以物体的动能不变，并非动能转化为物体的重力势能，因此货物的重力势能不断增加，是因为静摩擦力做功，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。6、B【解析】【详解】载人飞船在加速升空的过程中,质量不变，速度增大、高度增大，故其动能和重力势能均增大；物体的机械能等于物体的势能与物体的动能之和，所以飞船的机械能增大，故B正确。故选B。7、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，由功率公式可得，甲的功率比乙大，故C错误；D正确。故选D。8、A【解析】【分析】由题意可知，木块在A点时弹簧的形变量最大，则木块受到的弹力最大；木块运动到O点时弹簧恰好恢复原长，即此时形变量为0，弹力为零，水平地面是粗糙的，则木块向右运动时受到向左的摩擦力。【详解】AB．撤去外力木块向右运动过程中，开始阶段，木块所受弹簧的弹力大于滑动摩擦力，合力的方向向右，与运动方向相同，则木块做加速运动，其速度增大；木块向右运动时弹簧的形变量减小，弹力减小，当弹簧的弹力小于滑动摩擦力时，合力的方向向左，与运动方向相反，则木块做减速运动，其速度减小；由此可知，从A点到O点的过程中木块的速度先增大后减小，故A符合题意，B不符合题意；C．木块向右运动的过程中，弹簧的形变量（压缩量）逐渐减小，其弹性势能一直减小，故C不符合题意；D．因木块向右运动时受到摩擦力的作用，则弹簧减小的弹性势能转化为木块的动能和内能，根据能量守恒定律可知，弹簧减小的弹性势能大于木块增加的动能，故D不符合题意。故选A。9、A【解析】【分析】【详解】A．女孩搬起一个箱子，女孩对箱子有力，且沿力的方向运动了一段距离，所以女孩对箱子做了功，故A正确；B．吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对物体施加的一个力，但没有在力的方向上移动距离，吊车没有对货物做功，故B错误；C．司机费了很大的力也未能推动汽车，虽然有力但没有距离，所以司机对汽车没有做功，故C错误；D．足球被踢出后在草地上能继续滚动是由于惯性，此过程中运动员对足球不再做功，故D错误。故选A。10、B【解析】【详解】单摆的周期与摆长有关，与铁块大小无关，摆长越长，周期越大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。二、填空题1、B弹性势动乙【详解】[1][2][3]由图知道，要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能跳起来。[4]实验时把B面紧贴桌面，乙图和丙图相比，乙中卡口之间的间隔大，卡片压平后橡皮筋发生弹性形变的程度就大，则橡皮筋具有的弹性势能就大，当然最终转化成卡片的能量就大，卡片会跳得高一些。2、远橡皮筋伸长的长度近速度相同【详解】[1][2]橡皮筋弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来反映的。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关。[3][4]当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，转化成子弹的动能也相同。影响动能的因素是质量和速度，在动能相同时，“子弹”的质量越大，其运动的速度就越小，射出的距离较小。[5]在此过程中，橡皮筋被拉的长度相同，弹力相同，所以橡皮筋对“子弹”做的功相同。3、竖直向下左弹性作用点弹性势能【详解】[1]建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直，这是利用了重力的方向始终是竖直向下的原理。[2]由图可知重垂线上端与墙紧靠，下端重锤的位置在墙的左侧，故墙向左倾斜。[3][4][5]图中的跳板被跳水运动员压弯，跳板发生了弹性形变，运动员走到踏板前端，踏板弯曲得更大，说明力的作用效果与力的作用点有关，压弯的跳板将运动员弹起来，说明踏板具有弹性势能。4、3∶22∶3【详解】[1]在相同时间里，他们所做的功之比为W1∶W2=P1t∶P2t=P1∶P2=3∶2[2]他们做相同的功，所用时间之比为5、小于大于大于【详解】（1）[1]由图像知，小球在A点的动能小于小球在B点的动能，在质量一定时，速度越大，动能越大，所以小球在A点的速度小于小球在B点的速度。（2）[2]由图像知，小球在A点的重力势能大于小球在B点的重力势能，在质量一定时，高度越大，重力势能越大，所以小球在A点的高度大于小球在B点的高度。（3）[3]机械能等于动能和势能之和，小球在整个过程中没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能等于动能和重力势能之和。A位置的机械能等于A位置动能与A位置重力势能之和；B位置的机械能等于B位置动能与B位置重力势能之和。如图可知，A位置动能等于B位置重力势能，A位置重力势能大于B位置动能，所以A位置的机械能大于B位置的机械能。6、快慢体重G/N功率P/W【详解】[1]功率是描述做功快慢的物理量。[2][3]小明、小勇和小利三人在进行物理课外活动﹣﹣测量每人上楼的功率。要测量每人上楼的功率，可据进行实验。而据W=Gh知，需知道每人的重力才能求出上楼所做的功，所以整个探究中需要测量每人的体重、登楼的高度及登楼所用的时间，那么实验表格除了要记录登楼高度及时间外，还要补充体重G/N和功率P/W两列。7、4、5做功相同，所用时间越少，做功越快分析比较第4、5列的数据及相关条件，可得出初步结论：做功所用时间相同，做功越多，做功越快单位时间所做的功（或做功与所用时间的比值）（焦/秒）功率【详解】（1）[1][2]分析比较甲、乙两位同学第4、5列的实验数据可知，甲乙登楼做的功相同，所用时间不同，若要比较甲乙两为同学做功的快慢，就要计算做的功与所用时间的比值，比值大的做功快，由表可知，甲所用时间比乙少，乙做功快，所以得出初步结论是做功相同，所用时间越少，做功越快；（2）[3]分析比较甲、丙第4、5列的数据及相关条件，可得出初步结论两位同学的实验数据可得，甲丙所用时间相同，甲比丙做功少，所以丙做功快，因此得出的结论是：做功所用时间相同，做功越多，做功越快；（3）[4][5]若要比较乙、丙、丁两位同学做功的快慢，则可以比较单位时间内所做的功（或功与时间的比值）来确定哪位同学做功快，因此为了比较做功快慢，还应在表格中添加栏目是单位时间所做的功（或做功与所用时间的比值）（焦/秒）；为了比较不同物体做功的快慢，引入功率概念。8、300100【详解】[1]拉力做的功为W=Fs=20N×15m=300J[2]时间为t=0.5min=30s功率为[3]购物车受重力，在水平面上匀速前进，在重力的方向上没有移动距离，所以重力没做功，做功为0。9、弹性势能重力势能【详解】[1]压弯的跳板发生了弹性形变，且它能把运动员弹起，则说明被压弯的跳板具有弹性势能。[2]重力势能的大小与质量和高度有关，当运动员弹起一定的高度时，运动员具有重力势能。10、＝＞＞【详解】[1]由图像可知，两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，受到的滑动摩擦力不变，因此时物体受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，所以两次物体所受的拉力F1＝F2。[2][3]由图像可知，0～6s内物体第①次通过的路程大于第②次通过的路程，而拉力F1＝F2，由W=Fs可知，W1＞W2。0～6s内两次拉力对物体做功的时间相同，而W1＞W2，由可知，两次拉力做功的功率大小关系为P1＞P2。三、计算题1、（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）洒水车装满水时的总重力G=(m+m2)g=(4×103kg+6×103kg)×10N/kg=1×105N因为洒水车匀速直线行驶时受到的阻力与总重的比值为110，所以洒水车受到的阻力f=G=×1×105N=1×104N因为洒水车做匀速直线运动，所以牵引力F=f=1×104N（2）洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力F压=G=1×105N洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强p===2.5×105Pa（3）洒水车装满水时行驶的速度v=72km/h=20m/s所以牵