综合解析人教版八年级物理《功和机械能》专题测试试卷（附答案详解）

人教版八年级物理《功和机械能》专题测试考试时间：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，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来,下列说法正确的是（）A．罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中，机械能总量不变B．罐子在水平面上滚动时，动能全部转化为橡皮筋的弹性势能C．罐子滚动过程中第一次速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大D．罐子向前滚出一段距离又滚回，这是由于罐子具有惯性2、如图，两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，则（）A．甲做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较小C．甲做功较多，甲、乙功率相等 D．甲、乙做功相等，乙的功率较大3、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，说法正确的是（）A．皮球落地后第一次达到最高点P时，动能为0B．如图乙所示，能反映皮球在空中的动能E随时间变化t的关系C．若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑D．皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等4、如图所示，光滑的弧形轨道竖直固定于水平面上，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B点后到达最高点C点（不计空气阻力）下列分析中不正确的是（）A．小球在A、B两点具有的动能相同B．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vCC．从B点到C点减小的动能全部转化为小球的重力势能D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能5、如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，从运动员向上跳起到向下落入水中，整个过程中（不计空气阻力）（）A．运动员的动能一直增大，机械能不变B．运动员的动能先减小后增大，机械能不变C．运动员的重力势能一直减小，机械能减小D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大6、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7、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8、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9、如图所示，2021年6月17日搭载聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船加速升空时的情景，下列说法正确的是（）A．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能不变B．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能不变C．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能变大D．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能减小10、频闪照片通常是研究物体运动的重要手段，一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，下面说法正确的是（）A．小球在最高点3时，动能为零B．小球在1位置的重力势能比在2位置的大C．小球在1、2位置的动能相同D．小球在3位置的机械能比在2位置的大第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、如图所示，在粗糙水平面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，弹簧在自然长度时，小球在O点，现通过小球压缩弹簧到A位置，由静止释放小球，小球从A点开始向右运动，最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为______，长度AO______OB（>/=/<）。

2、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。3、聪明的毛驴也懂物理哦，如图所示一头毛驴驮着笨重的货物上台阶时，会沿着S形路线上去，这样做的好处是通过增加做功的_____，从而达到省_____的目的。4、质量为100千克的小车，在水平路面上匀速前进100米，拉力对小车做的功为6.5×103焦，水平拉力为______牛，小车受到的摩擦力为______牛。5、一个质量为45kg的人，在30s内连续向上跳15个台阶，已知每个台阶的高度为0.2m，则此人在这段时间内的功率是______。6、“和谐号”动车组正式在广州与武汉之间运营，“和谐号”动车组在设计上采用了许多新技术，有关武广高铁的相关资料如表：名称武广客运专线别称武广高铁走向武汉﹣广州里程1075千米运行时间2小时30分正线长度989千米线路等级客运专线速度目标值350km/h车体CRH2C，CRH3（和谐号）最大坡度2%根据你的阅读回答下列问题：（1）列车从350km/h降至90km/h的过程中不采用机械刹车，而是采用“再生制动”技术，刹车时，列车由于继续行驶，并带动电机逆转发电，这个过程中列车将_____能转化为_____能。（2）当列车时速降至90km/h时，实施机械刹车，利用刹车片与车轴之间产生的_____使列车减速，此时列车将机械能转化为_____能。（3）列车高速行驶时，列车周围空气流速增大，使列车周围的压强_____（填“减小”、“增大”或“不变”），所以在轻轨铁路两边3m以内建有隔离墙，避免当有列车经过时，人和物体被压入轨道而发生危险。7、如图甲所示。放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和图丙所示。由图像可知，当t＝1s时，物体处于______（填“加速”、“匀速”或“减速”）状态；在物体做匀速直线运动的阶段，推力F做的功为______J，推力的功率为______W。8、神舟十二号返回地球一个月后，神舟十三号向着中国人自己的太空家园再出发。10月16日3名中国航天员翟志刚、王亚平和叶光富乘坐神舟十三号载人飞船冲向宇宙。搭载神舟十三的火箭在加速上升过程中，机械能______（填“增大”、“减小”或“不变”），这个能量是由________能转化而来的。神舟十三与天宫空间站对接后他们将开启为期半年之久的太空驻留，空间站沿椭圆轨道绕地球运动从远地点到近地点过程中重力势能变___________。9、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______。10、如图所示，这是运动员撑竿跳高时的场景。运动员助跑时具有______，在撑竿起跳时弯曲的撑竿具有______，运动员越横杆时，在最高位置速度为0，此时运动员具有______（均选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面行驶，它的发动机输出3000N的牵引力，汽车在5min内行驶了9000m。求这段时间内：（1）汽车牵引力所做的功。（2）汽车牵引力做功的功率。2、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。3、某国家级森林公园，为了方便游客，景区配备了电动观光车，空车质量为1200kg，满载人员总质量为600kg，满载时轮胎与地总接触面积为1000cm2，最大车速36km/h。（g取10N/kg）（1）求满载时车对水平路面的压强。（2）若观光车在水平路面上以最大车速匀速行驶，受到的阻力为2×103N，求观光车匀速行驶10min，牵引力所做的功和牵引力做功的功率分别为多大？4、在创建文明城市中，使用如图所示的新型清扫车对道路进行清洁工作。若该车质量为，在某平直道路上匀速行驶100s，通过的路程为200m，清扫车在匀速工作过程中，受到的阻力是车重力的0.2倍，取。求：（1）匀速行驶100s时牵引力做的功；（2）匀速行驶时的功率。5、如图所示，小刚骑着新型电动平衡车，在平直公路上匀速行驶2.52km用时6分钟，若小刚的质量为60kg，电动平衡车的质量是25kg，行驶时受到阻力为150N，行驶时每个轮胎着地面积是25cm2，小刚在骑行电动平衡车过程中，求：（1）骑行时的速度是多少？（2）平衡车对地面的压强是多少？（3）所做的功及功率各是多少？-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】AB．铁罐在不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，铁罐先由慢到快，这一段滚动主要是重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；在水平面上铁罐做减速运动时，即由快到慢，这一段滚动主要是铁罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加，即将动能转化为弹性势能；同时在水平面上反向滚动时，其弹性势能转化为动能，故水平面上滚动时，主要是动能和弹性势能的转化，由于罐子要克服摩擦做功而使机械能转化为内能，所以罐子的机械能总量减小，故AB错误；CD．若斜面和水平面是光滑的，铁罐滚到水平面上后继续向前运动，动能会转化为弹性势能，其动能减小、速度减小；当速度减小为0时，橡皮筋的弹性势能最大，此时铁罐会在水平面上反向滚动，并滚回到斜面上，故C正确，D错误。故选C。2、A【解析】【详解】两人举起杠铃质量相同，即杠铃重相同，由于甲比乙高，即举起的高度h甲>h乙举起杠铃做功W=Gh举起杠铃做的功W甲>W乙根据P=，举起杠铃用的时间相同，做功功率为P甲>P乙由此分别可知：故A正确，符合题意，BCD错误，不符合题意。故选A。3、B【解析】【详解】A．皮球落地后第一次达到最高点P时，小球达到最高点，此时小球在水平方向上速度不为0，所以在P时动能不为0，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E随时间t变化的关系，故B正确；C．每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小，所以看到黑色墨迹逐渐变小，即B点比A点留下的黑色圆斑小，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C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在CD两点高度相同则重力势能相同，所以在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。故选B。4、B【解析】【详解】AB．光滑的弧形轨道上不受摩擦力，不计空气阻力，故在A、B、C三点的机械能相同，A、B两点高度相同，重力势能相同，则动能相同，vA＝vB，在C点速度为0，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＝vB＞vC，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；C．光滑的弧形轨道上不受摩擦力，不需要克服摩擦力做功，因此从B点到C点减小的动能全部铁化为小球的重力势能，故C正确，不符合题意；D．没有克服摩擦力做功，不计空气阻力，机械能守恒，则小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能，故D正确，不符合题意。故选B。5、B【解析】【详解】运动员先向上跳起再落入水中，运动员的质量没有变化，速度先减小后增大，动能先减小后增大；高度先增大后减小，重力势能先增大后减小；如果不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变。故B符合题意。故选B。6、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。7、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。8、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。9、C【解析】【详解】ABCD．物体的动能与物体的运动速度和质量有关：速度越大、质量越大，动能就越大。火箭加速上升时，质量不变，速度变大，所以动能变大；物体的重力势能与物体的高度和质量有关：高度越高、质量越大，重力势能越大。火箭升空，质量不变，高度变大，重力势能变大。物体的机械能等于动能与势能之和，动能和势能都变大，所以机械能变大。故ABD错误，C正确。故选C。10、D【解析】【分析】【详解】A．由图可知，小球在3位置仍处于运动状态，速度不为零，动能不为零，故A错误；B．由图可知，小球在1、2位置的高度相同，质量不变，所以重力势能相同，故B错误；CD．小球在运动过程中高度会越来越低，说明小球在运动过程中受到阻力的作用，一部分机械能转化为内能，其机械能是越来越小的，因此小球在1位置的机械能最大，其次是2位置，3位置的机械能最小；由于1位置的机械能大于2位置的机械能，1位置的重力势能与2位置的重力势能相等，而机械能等于动能和势能之和，所以1位置的动能大于2位置的动能。故C错误；D正确。故选D。二、填空题1、先变大后变小>【详解】[1]小球从A运动到O的过程中，受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力；开始一段时间内，弹力大于摩擦力，小球做加速运动，其速度不断增大，动能增大；当小球受到的弹力等于摩擦力时，小球的速度最大，动能最大；继续向右运动，弹簧的形变量减小，弹力减小，弹力小于摩擦力，小球做减速运动，动能变小，所以，小球从A点到O点的过程中动能先变大后变小。[2]把弹簧和小球看做一个整体，小球在A点时速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，此时弹簧由于被压缩而具有较大弹性势能；小球在整个运动过程中，需要克服摩擦做功，所以整体的机械能会转化为内能；小球最远运动到B点，此时小球的速度为0、高度为0，则小球的动能、重力势能和机械能均为0，但弹簧被拉长而具有一定的弹性势能；根据能量守恒定律可知，在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能，所以在A点时弹簧的形变量较大，故可知AO大于OB。2、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。3、距离力【详解】[1][2]毛驴驮着笨重的货物上台阶时，沿着S形路线上去，由公式W＝Fs可知，在做功相同的情况下，这样做的好处是通过增加做功的距离，从而达到省力的目的。即相当于增长了斜面的长度，由功的原理知，斜面越长越省力。4、6565【详解】[1]由W=Fs得，水平拉力[2]小车在水平路面上匀速前进，则水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，其大小相等，所以摩擦力f=F=65N5、45W【详解】由重力的计算公式可得，人的重力为G=mg=45kg×10N/kg=450N他向上跳15个台阶，根据做功的计算公式可得，克服重力做的功为W=Gh=450N×0.2m×15=1350J由功率的计算公式可得，此人在这段时间内的功率为6、机械电摩擦内减小【详解】（1）[1][2]列车由于继续行驶，并带动电机逆转发电，把列车的机械能转化为电能储存起来。（2）[3][4]列车实施机械刹车，利用刹车片与车轴之间产生的摩擦使列车减速，此时列车将机械能转化为内能。（3）[5]列车高速行驶时，列车周围空气流速增大，使列车周围的压强减小，所以在轻轨铁路两边3m以内建有隔离墙，避免当有列车经过时，人和物体被压入轨道而发生危险。7、加速84【详解】[1]由v﹣t图像可知，在0~2s内，物体的速度随时间均匀增加，即物体做加速运动，因此当t＝1s时，物体处于加速状态。[2]由v﹣t图像可知，在2~4s内，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v＝2m/s；根据v＝可得，在2~4s内物体通过的距离s＝vt＝2m/s×2s＝4m由图乙知，2~4s内物体受到的推力F＝2N，推力F做的功W＝Fs＝2N×4m＝8J[3]推力的功率8、增大内小【详解】[1][2]搭载神舟十三的火箭在加速上升过程中，其质量不变，速度变大，则动能变大；同时高度变大，其重力势能变大，因机械能为动能与势能之和，所以机械能增大；此过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。[3]空间站沿椭圆轨道绕地球运动从远地点到近地点过程中，空间站的质量不变，高度变小，其重力势能变小。9、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。10、动能弹性势能重力势能【详解】[1]运动员助跑时有一定的速度，具有动能。[2]在撑竿起跳时弯曲的撑竿发生弹性形变，具有弹性势能。[3]在最高位