第十一章 功和机械能 章末测试 A卷+B卷 人教版初中物理八年级下册精品试卷（含解析）

第十一章 功和机械能 章末测试 A卷

一、单选题

1．足球运动员用10N的力踢一个重为5N的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了30m。在球滚动的过程中，运动员对足球做的功为（　　） 

A．300J B．150J C．50J D．0J

【答案】D

【知识点】是否做功的判断

【解析】足球离开脚后，在水平草地上向前滚动的过程中，靠惯性运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，对球不做功，ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。
【分析】做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离，二者缺一不可。

2．疫情防疫期间，某市防控人员使用如图所示的小型电动无人机向管控区投递防疫物资，当无人机携带药品箱沿竖直方向匀速上升时（空气对药品箱的阻力忽略不计），下列说法正确的是（　　） 

A．药品箱的机械能增大

B．无人机对药品箱不做功

C．药品箱的内能增大

D．无人机上的电动机将机械能转化为电能

【答案】A

【知识点】机械能及其转化；是否做功的判断

【解析】A．药品箱的质量一定，速度一定，动能不变；高度增加，重力势能增加；动能和势能统称机械能，所以药品箱的机械能增大，A符合题意；

B．无人机携带药品箱沿竖直方向匀速上升，无人机对药品箱有竖直向上的拉力，并且药品箱在拉力方向上通过了距离，因此无人机对药品箱做了功，B不符合题意；

C．因空气对药品箱的阻力忽略不计，没有对药品箱做功，也没有传递给药品箱热量，所以药品箱的内能不变，C不符合题意；

D．无人机上的电动机将电能转化为机械能，D不符合题意。

故答案为：A。
【分析】物体的质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大；动能和势能的和是机械能。

3．下列四个情境中，属于动能转化为势能的是（　　） 

A．拉弓放箭 B．踩板下滑

C．秋千上摆 D．滚摆下落

【答案】C

【知识点】动能和势能的大小变化

【解析】A．拉弓放箭时，弓的弹性势能转化为箭的动能，A不符合题意；

B．踩板下滑时，质量不变，速度增大，高度减少，动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能，B不符合题意；

C．秋千上摆时，质量不变，速度减小，高度增加，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，C符合题意；

D．滚摆下落，质量不变，速度增大，高度减小，动能增加，重力势能减少，重力势能转化为动能，D不符合题意。

故答案为：C。
【分析】物体在向上运动时，重力势能变大，是动能转化而来的。

4．下列关于功的说法正确的是（　　） 

A．人用力推汽车但未推动，推力对汽车做了功

B．人站在匀速上行的厢式电梯中，电梯对人做了功

C．冰壶在水平冰面上向前滑行时，冰壶的重力对冰壶做了功

D．被抛出的实心球在空中飞行的过程中，人对实心球做了功

【答案】B

【知识点】是否做功的判断

【解析】A．人用力推汽车没推动，有力而无距离，推力没有做功；A不符合题意；

B．人站在匀速上行的厢式电梯中，电梯对人力的方向上竖直向上的，移动的距离在竖直方向上，所以电梯对人做了功，B符合题意；

C．冰壶在水平冰面运动的过程中，所受重力竖直向下，冰壶向下没有移动距离，所以重力对冰壶没有做功，C不符合题意；

D．被抛出去的实心球离开手后继续运动过程中，推力已经消失，是由于惯性而运动，故人的推力没有做功，D不符合题意。

故答案为：B。
【分析】做功的两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离，二者缺一不可。

5．如图所示，摆球从A位置摆动到B位置的过程中，忽略空气阻力，以下说法中正确的是（　　） 

A．从A位置摆动到位置的过程中，摆球的重力对摆球做功，摆球的重力势能转化为动能

B．从A位置摆动到B位置的过程中，摆球的机械能先变大后变小

C．从A位置摆动到位置的过程中，摆球的重力和细绳的拉力均对摆球做功

D．从位置摆动到B位置的过程中，摆球的动能转化为重力势能，机械能变小

【答案】A

【知识点】动能和势能的大小变化；是否做功的判断

【解析】AC．从A位置摆动到 位置的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变小，故摆球的重力势能转化为动能，而在此过程中，细绳的拉力始终与小球的运动方向垂直，故拉力不做功，摆球在重力的方向上通过了一段距离，故摆球的重力对摆球做了功，A符合题意，C不符合题意；

B．从A位置摆动到B位置的过程中，由于不计空气阻力，摆球的机械能守恒，保持不变，B不符合题意；

D．从 位置摆动到B位置的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度变小，动能变小，故摆球的动能转化为重力势能，由于不计空气阻力，摆球的机械能守恒，保持不变，D不符合题意。

故答案为：A。
【分析】质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变小，故摆球的重力势能转化为动能；细绳的拉力始终与小球的运动方向垂直，故拉力不做功，摆球在重力的方向上通过了一段距离，故摆球的重力对摆球做了功；由于不计空气阻力，摆球的机械能守恒，保持不变；量不变，高度增大，重力势能增大，速度变小，动能变小，故摆球的动能转化为重力势能。

6．2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭发射取得圆满成功，在神舟十四号加速上升过程中（　　） 

A．动能减小 B．重力势能增大

C．机械能不变 D．机械能减小

【答案】B

【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化

【解析】动能和重力势能统称为机械能。在神州十四号加速上升过程中，质量不变，速度增大，高度增加，所以神州十四号的动能增大，重力势能增大，故机械能增大。B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。
【分析】动能和重力势能统称为机械能；加速上升过程中，质量不变，速度增大，高度增加，动能增大，重力势能增大，故机械能增大。

7．如图甲所示，将一个带孔的金属球和一根弹簧套在铁架台的金属杆上，现将小球提到A点后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） 

A．弹簧的原长为50cm

B．0～t1过程中，小球的动能先增大后减小

C．0～t1过程中，小球的减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能

D．小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能

【答案】D

【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素

【解析】A．由图乙可知当弹力与重力平衡时，弹簧的长度为50cm，由于此时弹簧处于压缩状态，所以弹簧原来的长度应大于50cm，A不符合题意；

B.0～t1过程中，未接触弹簧前，小球在重力的作用下向下做加速运动；接触弹簧后，开始的弹力小于重力，小球继续做加速运动，在t1时刻，小球的重力与弹力大小相等，此时小球的动能最大，故0～t1过程中小球的动能一直增大，B不符合题意；

C．小球在运动的过程中，克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以0～t1过程中，小球的减少的机械能大于弹簧增加的弹性势能，C不符合题意；

D．在t1、t2两个时刻，由于能量的损失，t1时刻的速度最大，所以小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能，D符合题意。

故答案为：D。
【分析】质量一定时，高度减小，重力势能减小；速度变大，动能变大；弹簧的弹性形变程度越大，弹性势能越大。

8．2022年第24届冬季奥林匹克运动会在我国举行，某运动员在高山滑雪项目比赛过程中的运动轨迹如图所示（a→b→c→d→e→f），c点和e点高度相等。下列说法正确的是（　　） 

A．运动员a点和d点机械能相等

B．运动员从b点到d点，动能全部转化为重力势能

C．运动员在d点时的动能为零

D．运动员在c点的动能大于e点的动能

【答案】D

【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较

【解析】A．由于运动员在运动过程中，克服摩擦力做功，使得机械能逐渐减小，所以运动员a点和d点机械能不相等，A不符合题意；

B．运动员从b点到d点，克服摩擦做功，一部分动能转化为内能，动能没有全部转化为重力势能，B不符合题意；

C．运动员在d点时有一定的水平速度，所以动能不为零，C不符合题意；

D．运动员在c点和e点高度相同，重力势能相同，由于要克服摩擦力做功，所以运动员在c点的速度大于e点的速度，故在c点的动能大于e点的动能，D符合题意。

故答案为：D。
【分析】质量一定时，重力势能和高度有关；动能和物体运动速度有关。

9．如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一滑块，O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块将弹簧压缩到A位置后，松手释放滑块，B点是滑块所能滑到的最右端，AO＞OB，滑块从A位置滑到B位置过程中（此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方）： 

①速度最快的位置在AO之间

②小球从A点运动到O的过程中所受弹力方向向右，速度不断增加

③弹簧弹性势能最大的位置在B点

④物体在O点的左侧和右侧运动，弹簧对滑块的弹力方向相反

⑤小球从A点运动到O的过程中弹簧弹性势能全部转化为滑块的动能

以上说法中正确的有（　　）

A．①③ B．①④ C．③④ D．②⑤

【答案】B

【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素

【解析】①②金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力，开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在AO之间，故①正确、②错误；

③O点是弹簧保持原长时滑块的位置，已知

所以弹簧在A点的形变量最大，弹簧对物体弹力最大的位置在A点，故③错误；

④物体在O点的左侧，弹力水平向右，物体在O点的右侧，弹力水平向左，故④正确；

⑤小球从A点运动到O的过程中，由于克服摩擦做功，弹簧弹性势能一部分转化为滑块的动能，一部分转化为内能，故⑤错误。

故答案为：B。
【分析】根据物体受到的力，判断速度的变化，物体的动能和质量、速度有关；弹性势能和弹性形变程度有关。

二、填空题

10．某气象卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它从远地点向近地点运动时，　         　转化为　     　，　     　增大　         　减小。（选填“重力势能”或“动能”）

【答案】重力势能；动能；动能；重力势能

【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素

【解析】 当它从远地点向近地点运动时，距离地面的高度越来越近，速度越来越快，重力势能减小，转化为动能，动能增加。
【分析】物体自由下落时，重力势能转化为动能。

11．质量为1.5t的汽车在水平路面上沿直线匀速行驶5min，行驶了6000m，汽车行驶时所受阻力为车重的0.2倍，则牵引力为　     　N，重力做的功为　     　J，牵引力做的功为　         　J，这段时间内牵引力做功的功率为　     　W。（g＝10N/kg）

【答案】3×103；0；1.8×107；6×104

【知识点】功率计算公式的应用；二力平衡的条件及其应用；是否做功的判断；功的计算及应用

【解析】汽车的重力为

由题意可知，汽车受到的阻力

因为汽车做匀速运动，处于平衡状态，所以，由二力平衡条件可知，汽车的牵引力

因为汽车在重力的方向上没有移动距离，所以重力在水平方向上没有做功，即重力做功为0J。

牵引力做的功为

则这段时间内牵引力做功的功率为
【分析】根据公式G=mg，可求出重力；根据公式f=0.2G，可求出阻力；根据公式W=Fs，可求出牵引力的功；根据公式，可求出功率。

12．如图所示，在水平地面上，小明用10N的水平力推重为50N的木箱匀速向右移动10m。在此过程中，小明对木箱做的功为 　     　J，重力对木箱做的功为　     　J。

【答案】100；0

【知识点】是否做功的判断；功的计算及应用

【解析】小明用10N的水平力推木箱匀速向右移动10m，则小明对木箱做的功W=Fs=10N×10m=100J

重力方向竖直向下，木箱匀速水平向右移动，所以重力没有对木箱做功，即重力对木箱做的功为0。
【分析】根据公式W=Fs，求出功的大小；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通过的距离。

13．用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体，沿同一水平面做直线运动。第一次拉力为10N，物体恰好做匀速直线运动，拉力对物体做了20J的功；第二次拉力增大为20N，拉力对物体做了48J的功。分析两次做功过程，第一次物体受到的摩擦力是　     　N，物体运动了　     　m，第二次物体克服摩擦力做功　     　J。

【答案】10；2；24

【知识点】功的计算及应用

【解析】第一次拉物体时，拉力为10N，这时物体做匀速直线运动时，处于平衡状态，受到的摩擦力、拉力是一对平衡力，大小相等，故

由 得，物体运动的路程

第二次拉物体时，拉力为20N，物体运动的距离

拉同一物体沿同一水平面做直线运动，压力不变、接触面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，故克服摩擦力做的功
【分析】根据二力平衡判断物体受力大小；根据功和力的比值， 计算距离；利用力和距离的乘积，计算做功多少。

三、作图题

14．蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40  米以上（相当于10 层楼）高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，把一端固定的一根长长的橡皮条绑在踝关节处然后两臂伸开， 双腿并拢， 头朝下跳下去。绑在跳跃者踝部的橡皮条很长，足以使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。如图是蹦极的简化示意图，弹性绳一端固定在O点处，另一端系住跳跃者的脚，从O 点自由下落，A点处为弹性绳自由伸长时的位置，B点是跳跃者能运动到的最低点（不计空气阻力）。请在坐标图上画出该跳跃者从 O 点运动到B点过程中合力F的大小随高度h变化的大致图像。

【答案】解：如图所示：

【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；弹力

【解析】由题意可知，跳跃者从O 点自由下落，A点处为弹性绳自由伸长时的位置，所以跳跃者从O点至A点的过程中，在不计空气阻力的情况下，跳跃者仅受到重力，所以此时跳跃者受到的合力为跳跃者本身的重力；过A点后，弹性绳发生弹性形变，存在弹力，且弹力随着弹性形变的变大而变大，而且弹力方向向上，重力方向向下，根据力的合成可得，跳跃者受到的合外力逐渐减小，合外力的方向向下，直到A、B两点间的某一点时，弹力等于重力，此时合外力为0，跳跃者的速度最大，过了该点之后，弹力继续变大，大于重力，根据力的合成可得，跳跃者受到的合外力逐渐变大，合外力的方向向上，直到B点，跳跃者运动到最低点，所以跳跃者从 O 点运动到B点过程中合力F的大小随高度h变化的大致图像为

【分析】质量一定时，自由下落的物体只受重力；当物体受到重力和向上的拉力时，随着形变程度变大，拉力变大，物体受到的合力减小。

四、实验探究题

15．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在木板上向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中hA=hC>hB，mA=mB<mC。

（1）实验中用木块被撞击后移动的距离来反映钢球的　     　大小。（选填“质量”、“速度”或“动能”）由于受到摩擦力，木块最终会停下来，在克服摩擦力做功的过程中把机械能转化为　     　能；

（2）分析比较甲和乙两组实验可初步得到动能与　     　关系，根据实验现象能得到的初步结论是　                               　，分析比较甲和丙两组实验可初步得出物体的动能与　     　的关系；

（3）某学习小组同学做丙实验时，小木块被撞后滑出了木板，仅借助现有器材，尝试改进的方法是　                                   　；

（4）有同学将实验装置改装成如图丁所示。利用同一铁球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放，撞击同一位置的同一木块，比较木块在木板（足够长）上滑行距离，能否研究铁球的动能大小与速度的关系？　     　（选填“能”或“不能”）。

【答案】（1）动能；内

（2）速度；质量一定时，速度越大，动能越大；质量

（3）将甲、丙图中小球的下滑高度适当降低

（4）能

【知识点】探究影响物体动能大小的因素

【解析】（1）根据转换法，该实验中比较木块移动的距离是为了比较钢球具有动能的大小。

由于受到摩擦力，木块最终会停下来，克服摩擦做功，将机械能转化为内能。

（2）甲、乙两图中，让相同质量的小球从不同的高度静止滚下，到达平面时的速度不同，速度大的钢球把木块推的更远，说明钢球对木块做的功最多，钢球具有的动能大；可以得出动能与速度的关系，结论是质量一定时，速度越大，动能越大。

甲、丙两图中，小球的质量不同，开始在斜面上的高度相同，研究的是动能与质量的关系。

（3）某学习小组同学做丙实验时，小木块被撞后滑出了木板，说明小木块具有的动能过大，到达水平面时的速度过大，仅借助现有器材，尝试改进的方法可以是将甲、丙图中小球的下滑高度适当降低。

（4）根据控制变量法，质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，能研究铁球的动能大小与速度的关系。

【分析】（1）根据转换法，该实验中比较木块移动的距离是为了比较钢球具有动能的大小；克服摩擦做功，将机械能转化为内能；

（2）质量一定时，速度越大，动能越大；小球的质量不同，开始在斜面上的高度相同，研究的是动能与质量的关系；
（3）小木块被撞后滑出了木板，说明小木块具有的动能过大，可以将小球的下滑高度适当降低；
（4）质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，能研究铁球的动能大小与速度的关系。

五、计算题

16．如图甲所示，吊机将重为6000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处，最后竖直向下放到楼项D处。货物从C到D用时50s，路程随时间变化图象如图乙所示，不计空气阻力。

（1）求BC段吊机对货物的拉力做的功。

（2）求CD段货物所受重力做功的功率。

（3）求A到B的过程中吊机对货物做功的功率，并在图丙中作出该功随时间变化的图像且在纵坐标上标出数值。

【答案】（1）解：BC段吊机对货物的拉力竖直向上，货物没有在拉力的方向上移动距离，所以拉力没有对货物做功，BC段吊机对货物的拉力做的功是零。

答：BC段吊机对货物的拉力做的功是零。

（2）解：由图乙可知，货物在CD段运动的距离是5m，CD段货物所受重力做功为

CD段货物所受重力做功的功率为

答：CD段货物所受重力做功的功率是600W。

（3）解：由图可知，AB段的距离

将重为6000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处，AB段的速度

A到B的过程中吊机对货物做功的功率

第20s吊机对货物做的功为

第40s吊机对货物做的功为

如下图所示

【知识点】功率的计算；功率计算公式的应用；功的计算及应用

【解析】【分析】（1）物体受力但没有移动距离，力对物体不做功；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，功和时间的比值， 计算功率；
（3）根据路程和时间的比值， 计算速度；根据力和速度的乘积计算功率的大小；功率和时间的乘积计算做功多少。

六、科普阅读题

17．阅读短文，回答问题。

嫦娥奔月

我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功，约5天后进入如图所示的环月轨道。它的质量为2.3t，与“嫦娥一号”相同；它环月的平均高度为100km，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，更宜于对月球的精细测绘。

据悉，2013年年底，“嫦娥三号”卫星将携带“中华牌”月球车登月探测。已经探明，月球上无水，无大气。物体在月球上的重力只有地球表面重力的1/6。月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。也就是说，登上月球的月球车，最多可以连续工作14天，进入月夜以后，它由于无法通过光能发电，进入休眠状态。14天后，又能自动醒来。月球表面白昼时温度高达150℃，黑夜时低至-180℃。“嫦娥三号”在登录月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机反推，以减缓降落速度。在大约距离月球15公里时，反推发动机就要点火工作，到离月球100米时，卫星将暂时处于悬停状态，此时它已不受地球上工程人员的控制，它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功。

（1）当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时，它的动能将　     　（变大/变小/不变）；

（2）对于“嫦娥”卫星登月的情景，下列说法正确的是(　　)； 

A．反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中，利用的是卫星具有惯性

B．“嫦娥三号”高速降落时将由于摩擦而导致表面温度急剧升高

C．“嫦娥三号”登月时打开降落伞可以辅助减速

D．相对月球，“嫦娥二号”比“嫦娥一号”的势能更小

（3）月球车的质量为120kg，它在月球表面上方竖直下落4m时，重力对它做的功为　     　J；（g取10N/kg）

（4）月球车在-180℃环境下　     　内能（有/没有）；

（5）月球车在软着陆时如有轻微反弹，则它从月表竖直反弹到再落回月表过程中动能随时间变化的关系是(　　) 

A． B．

C． D．

【答案】（1）变小

（2）D

（3）800

（4）有

（5）D

【知识点】动能和势能的大小变化；功的计算及应用

【解析】（1）“嫦娥二号”距月球距离越远，月球重力势能越大，月球重力势能最大处为远月点。当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时，月球重力势能变大，动能转化为重力势能，它的动能将变小。

（2）A．反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中，利用的是力的作用是相互的，A不符合题意；

B．月球表面没有空气，“嫦娥三号”高速降落时没有摩擦，B不符合题意；

C．月球表面没有空气，“嫦娥三号”登月时打开降落伞不能辅助减速，C不符合题意；

D．相对月球，“嫦娥二号”环月的平均高度为100km，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，“嫦娥一号”比“嫦娥二号”的势能更大，D符合题意。

故答案为：D。

（3）月球车在月球重力为

月球重力对它做的功为

（4）任何物体在任何情况下都具有内能，因此月球车在-180℃环境下有内能。

（5）月球车在软着陆时如有轻微反弹，在竖直反弹过程中，质量不变，高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能，动能减小；达到最高点时，速度为0，动能减小到0。在再落回月表过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能增大，因在碰撞过程中会有一定的能量损失，故最终的动能大小不会大于反弹时的动能大小，则它从月表竖直反弹到再落回月表过程中动能随时间变化的是先减小到0后增加。ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】（1）动能转化为重力势能，动能将变小；

（2）质量一定，位置越高，重力势能越大；
（3）根据公式W=mgh，可求出重力做的功；
（4）任何物体在任何情况下都具有内能；
（5）从月表竖直反弹到再落回月表过程中动能随时间变化的是先减小到0后增加。