初中物理第十一章 功和机械能综合与测试当堂检测题

这是一份初中物理第十一章 功和机械能综合与测试当堂检测题，共28页。

A．动能减小、重力势能减小
B．动能增大、重力势能增大
C．动能增大、重力势能减小
D．动能不变、重力势能不变
2．如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员在下落过程中（ ）

A．重力势能转化为动能，机械能增大
B．重力势能转化为动能，机械能不变
C．动能转化为重力势能，机械能增大
D．动能转化为重力势能，机械能不变
3．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
4．如图所示，用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在这一过程中（ ）

A．物体一定运动了6m
B．重力做的功一定为360J
C．物体一定受到10N的摩擦力
D．物体受到的支持力做了360J的功
5．等高线存在于生活中，比如美丽的梯田，比如弯曲的盘山公路。车子在盘山公路上爬坡时，司机会换低挡。这样做是为了使车辆向上行驶时可以（ ）

A．获得更大的功率来爬坡 B．提高机械效率
C．减小所做的功 D．获得更大的牵引力
6．在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样；一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是（ ）

A．乙球的动能先增大后减小
B．乙球的重力势能先变小后变大
C．甲球所受重力对甲球做功比乙球所受重力对乙球做功快
D．在同一高度处，两小球的速度大小相同
7．如图所示是摄影师用延时摄影技术记录的运动员在冬奥会上运动的轨迹。下列说法中正确的是（ ）

A．运动员从低处运动到高处时，动能不断增加
B．运动员从高处运动到低处时，重力不做功
C．运动员运动到最高点时重力势能最大
D．运动员运动到最高点时受平衡力
8．如图所示，一轻质弹簧的左端固定，右端连接一个小球，小球放在光滑水平面上。O点是弹簧原长时小球的位置，将小球压缩至M点静止释放，小球在MN之间做往复振动。小球由M点运动到N点的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．小球在M点时弹簧的弹性势能最小
B．小球在O点时速度最小
C．从M点到O点，小球的动能逐渐增大
D．从O点到N点，弹簧的弹性势能逐渐减小
9．如图所示，小刚对子弹击穿木板靶心前后，子弹能量变化的问题进行了思考，有以下四点看法，你认为他的看法中，正确的是（ ）

①动能减少，是因为有部分动能转化成内能
②动能减少，是因为有部分动能转化成势能
③动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功
④动能减少，是因为子弹的机械能不变
A．①③ B．②⑧ C．①② D．②④
10．如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A点后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（ ）

A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小
C．被释放瞬间，小球所受重力等于弹簧的弹力
D．从A点向上运动过程中，重力势能转化为动能
11．2020年1月25日到2020年2月2日，从相关方案的设计完成，到正式投入使用，仅用了8天时间就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（ ）

A．机械效率 B．功 C．功率 D．有用功
12．甲、乙两个完全相同的物体在分别在水平拉力F甲和F乙的作用下，在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计较空气阻力，拉力F甲和F乙在相同时间内所做的功分别为W甲和W乙，则下列判断正确的是（ ）
①F甲＞F乙
②F甲＝F乙
③W甲＞W乙
④W甲＜W乙
A．②③ B．①④ C．①③ D．②④
13．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
二．填空题（共7小题）
14．2021年8月6日0时30分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将中星2E卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示为火箭发射时的场景，火箭在点火发射后加速升空阶段卫星的机械能将 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。

15．从某一高度自由下落的弹性小球撞击水平地面后会被弹起，而且弹起的高度会越来越低。如图所示是小球弹起的频闪照片，MN为等高线，则小球在3位置的速度 在5位置的速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

16．我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t，配备发动机的最大功率为420kW，若在水中以最大速度18km/h匀速航行0.5小时，则行驶的路程为 m，此时受到的阻力为 N。

17．在2021年东京奥运会上，我国选手石智勇以364kg的总成绩勇夺男子73kg级举重比赛的金牌。如图所示，当他将杠铃举过头顶，在空中至少静止3秒这段时间内，对杠铃 （填“做功”或“不做功”）。

18．如图所示，小明将一个小球在A点处由静止释放，小球下落速度越来越大，相继经过B、C两点。若hAB＝hBC，则小球所受的重力在AB段做的功 在BC段做的功，在AB段做功的功率 在BC段做功的功率。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

19．如图，小涛和大壮参加学校举行的举重比赛，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则 做功较多， 功率较大。

20．小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，松手后又滑行了3m，在此过程中，推力对购物车做功 J，支持力对购物车做功 J。
三．实验探究题（共3小题）
21．小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。

（1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。
①实验探究的是 （填“重物”或“小桌”）的重力势能；
②通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 ，说明它的重力势能越 。
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度；
（2）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来表示要探究的问题，下列实验中也用到这种研究方法的是 （填字母）。
A.测量物体运动的速度
B.探究物质的吸热能力
C.探究串联电路中的电流特点
22．相关资料表明，大部分重大交通事故都是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经过讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象。如图，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下来。完成甲、乙、丙三次实验，其中h1＝h3＞h2，m1＝m2＜m3。
（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制 相同。
（2）实验中超载超速带来的危害程度用 表示。
（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的 进行比较。
（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如表，请根据数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是 。

23．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。
（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，表最后一列的项目名称应填写： 。为此物理学中引入 概念。
四．计算题（共2小题）
24．一人借助绳子用桶从井里取水，已知桶的容积是5L，空桶的质量是1.2kg，忽略绳子的重力。（ρ水＝1.0×103kg/m3、g＝10N/kg）求：
（1）桶装满水后里面水的质量；
（2）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，这过程中绳子的拉力做的功？
25．2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星，实现了我国首次地外行星着陆。已知在火星上，着陆器总重约为4880N，“祝融号”火星车重力约为900N。
（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功多少焦？
（2）着陆后，“祝融号”火星车从着陆器中驶出（如图）。已知火星车共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10﹣3m2，求火星车对火星水平平整表面的压强。

（进阶篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级第11章练习卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共13小题）
1．2021年9月17日，中国“太空三人组”搭乘神舟12号返回地球。在返回舱进入大气层后加速下落的过程中，返回舱的（ ）

A．动能减小、重力势能减小
B．动能增大、重力势能增大
C．动能增大、重力势能减小
D．动能不变、重力势能不变
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：在返回舱加速下降的过程中，返回舱的质量不变，速度变大，故其动能增大，同时其高度减小，故其重力势能减小。
故选：C。
【点评】本题考查了动能、重力势能的大小变化，掌握动能、重力势能大小的影响因素是解题的关键。
2．如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员在下落过程中（ ）

A．重力势能转化为动能，机械能增大
B．重力势能转化为动能，机械能不变
C．动能转化为重力势能，机械能增大
D．动能转化为重力势能，机械能不变
【分析】动能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。
【解答】解：不计空气阻力，运动员的机械能是守恒的；运动员在下落过程中质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能变小，此过程中重力势能转化为动能，故B正确。
故选：B。
【点评】此题考查了动能和势能的转化，要注意不考虑空气阻力机械能守恒。
3．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
【分析】做功包括两个必要的因素，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，二者缺一不可。
【解答】解：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。
【点评】本题考查的是力是否做功，要抓住做功的两个必要条件来做判断，且尤其注意力与距离的对应性。
4．如图所示，用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了60J的功，则在这一过程中（ ）

A．物体一定运动了6m
B．重力做的功一定为360J
C．物体一定受到10N的摩擦力
D．物体受到的支持力做了360J的功
【分析】利用公式W＝Fs可以求出物体移动的距离；根据W＝Gh即可求出重力做功的多少；根据W＝Fs可求支持力做的功；物体的运动的状态不确定，而只有在匀速直线运动时才可以求出摩擦力，所以摩擦力无法确定。
【解答】解：
A、已知物体沿水平方向做直线运动，
由W＝Fs可得，物体移动的距离：s＝＝＝6m，故A正确；
BD、由于物体在重力和支持力的方向上都没有移动的距离，因此重力、支持力做的功为0J，故B、D错误；
C、由于物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故C错误。
故选：A。
【点评】本题考查了学生对功的公式的了解与掌握，注意做功时两个必要因素（力和距离）方向的一致性，易错点。
5．等高线存在于生活中，比如美丽的梯田，比如弯曲的盘山公路。车子在盘山公路上爬坡时，司机会换低挡。这样做是为了使车辆向上行驶时可以（ ）

A．获得更大的功率来爬坡 B．提高机械效率
C．减小所做的功 D．获得更大的牵引力
【分析】（1）利用功率的计算公式进行分析和判断。
（2）利用机械效率的计算公式进行分析和判断。
（3）盘山公路、用木板搭斜坡，都是要使物体向高处运动，所以我们可以从斜面模型上分析。使用斜面可以省力，斜面越平缓，越省力，但同时越费距离。
（4）从P＝Fv进行分析和判断。
【解答】解：
A、从功率的计算公式P＝可知，要想判断功率的大小，应该同时考虑做功的多少和做功的时间，故A错误。
B、从机械效率的公式η＝可知，要想判断机械效率的大小，应该同时考虑有用功和总功，故B错误。
C、从功的原理可知，使用任何机械都不省功，故C错误；
D、车子在盘山公路上爬坡时，司机会换低挡，根据P＝Fv知，在汽车功率一定时，速度减小，增加上坡的牵引力，故D正确。
故选：D。
【点评】生活中应用了很多斜面模型，可以省力，减轻我们将物体提升时所需要的力，但不能省距离。
6．在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样；一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是（ ）

A．乙球的动能先增大后减小
B．乙球的重力势能先变小后变大
C．甲球所受重力对甲球做功比乙球所受重力对乙球做功快
D．在同一高度处，两小球的速度大小相同
【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度；重力势能的影响因素是质量和高度；据此判断动能和重力势能的大小；
（2）功等于力与在力方向上移动的距离的乘积，据此判断其做功的多少；
（3）根据路程和运动时间可判断其速度的大小，进而判断功率大小。
【解答】解：由题意可知，两球的重力相同，最初的高度相同；
AB、下降过程中乙球的高度不断减小，速度越来越快，则乙球的重力势能一直减小，动能一直增大，故AB错误；
C、下降过程中，乙先到达终点，则乙的速度大，两球的重力相同，根据P＝Fv可知，重力对乙球做功的功率比重力对甲球做功的功率大，即重力对甲球做功慢，重力对乙球做功更快，故C错误；
D、在同一高度处，两小球的重力势能相同，由于机械能守恒，小球的动能相同，小球的质量相同，两小球的速度大小相同，故D正确。
故选：D。
【点评】在科技馆中的科技展品为内容，考查了影响动能、重力势能的因素，以及对做功情况、速度情况的比较，有一定综合性，值得我们关注。
7．如图所示是摄影师用延时摄影技术记录的运动员在冬奥会上运动的轨迹。下列说法中正确的是（ ）

A．运动员从低处运动到高处时，动能不断增加
B．运动员从高处运动到低处时，重力不做功
C．运动员运动到最高点时重力势能最大
D．运动员运动到最高点时受平衡力
【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；
（2）做功的条件：有力，且在力的方向上通过距离；
（3）高度越高，质量越大，重力势能越大；
（4）物体受到平衡力时，会保持静止或匀速直线运动状态。
【解答】解：
A、运动员从低处运动到高处时，质量不变，速度变小，动能不断减小，故A错误；
B、运动员从高处运动到低处时，运动员在重力的方向上通过了距离，重力做功，故B错误；
C、运动员运动到最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，故C正确；
D、运动员运动到最高点时，其运动状态时刻发生变化，受到的不是平衡力，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了影响动能和重力势能大小的因素、做功的条件、平衡力的辨别，属于基础题。
8．如图所示，一轻质弹簧的左端固定，右端连接一个小球，小球放在光滑水平面上。O点是弹簧原长时小球的位置，将小球压缩至M点静止释放，小球在MN之间做往复振动。小球由M点运动到N点的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．小球在M点时弹簧的弹性势能最小
B．小球在O点时速度最小
C．从M点到O点，小球的动能逐渐增大
D．从O点到N点，弹簧的弹性势能逐渐减小
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关。
【解答】解：
A、因为在M点时，弹簧的形变程度最大，弹性势能最大，故A错误；
BC、因水平面光滑，则小球不受摩擦力；小球从M到O的过程中，在弹力的作用下做加速运动，故在O点时的速度是最大的，此过程中，动能逐渐变大，故B错误，C正确；
D、O点是弹簧原长时小球的位置，弹性势能为0，小球到达O点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹性势能逐渐变大，故D错误。
故选：C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
9．如图所示，小刚对子弹击穿木板靶心前后，子弹能量变化的问题进行了思考，有以下四点看法，你认为他的看法中，正确的是（ ）

①动能减少，是因为有部分动能转化成内能
②动能减少，是因为有部分动能转化成势能
③动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功
④动能减少，是因为子弹的机械能不变
A．①③ B．②⑧ C．①② D．②④
【分析】子弹击穿木板后，速度减小，动能减小。这个过程是子弹与木板发生了摩擦，子弹克服摩擦做了功，机械能减小，转化为内能。
【解答】解：子弹击穿木板的过程中，子弹与木板存在摩擦，克服摩擦做功会使内能增大，所以是机械能转化成内能，导致动能减少，机械能也是减小了，所以正确的是①③。
故选：A。
【点评】本题考查的是克服摩擦做功内能增加，这个过程中能量的转化情况。做功的过程总是伴随着能量的转化或转移，所以平时可以多对一些常见的做功情况时产生的能量转化情况例子做分析。
10．如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A点后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（ ）

A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小
C．被释放瞬间，小球所受重力等于弹簧的弹力
D．从A点向上运动过程中，重力势能转化为动能
【分析】（1）分析物体受到的力，结合其运动状态，可判断物体是否受平衡力作用。
（2）（4）小球从A点向上运动过程中，分为小球到达O点前和离开O点后两个阶段分析讨论；
（3）根据小球被释放后的运动状态判断重力和弹力的大小关系。
【解答】解：
A、不计空气阻力，小球在最高点时只受重力的作用，所以小球受到的力不是平衡力，故A错误；
B、不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力；开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小；当离开O点后，小球只受重力作用，重力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小；由此可知，整个向上运动的过程中，小球的速度先增大后减小，故B正确；
C、小球被释放后会加速向上运动，则被释放瞬间，小球所受重力小于弹簧的弹力，故C错误；
D、从A点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能和动能，从O点向上运动过程中，小球的质量不变，速度变小，同时高度升高，所以小球的动能减小，重力势能增加，则该过程中是动能转化为重力势能，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查了学生对动能和势能的转化与守恒、平衡状态的判断、力与运动的关系等，综合性较强，有一定难度。
11．2020年1月25日到2020年2月2日，从相关方案的设计完成，到正式投入使用，仅用了8天时间就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（ ）

A．机械效率 B．功 C．功率 D．有用功
【分析】建造一所医院所做的有用功是不变的，为了缩短时间，根据P＝可知，就需要增大挖掘机的功率。
【解答】解：建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P＝可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题主要考查了对功率的理解，属于基础题目，难度不大。
12．甲、乙两个完全相同的物体在分别在水平拉力F甲和F乙的作用下，在同一水平面上做匀速直线运动，且v甲＞v乙，若不计较空气阻力，拉力F甲和F乙在相同时间内所做的功分别为W甲和W乙，则下列判断正确的是（ ）
①F甲＞F乙
②F甲＝F乙
③W甲＞W乙
④W甲＜W乙
A．②③ B．①④ C．①③ D．②④
【分析】（1）影响滑动摩擦力大小的因素是：接触面所受压力、接触面的粗糙程度，通过分析接触面所受压力和接触面粗糙程度的关系得出摩擦力大小的关系；而两物体都做匀速直线运动，都受平衡力的作用；进而确定拉力大小关系；
（2）知道v甲＞v乙，可得在相同的时间内的路程关系，再根据W＝Fs比较做功大小关系。
【解答】解：（1）在水平方向上，每个物体都受拉力F与滑动摩擦力f作用，两个物体都做匀速直线运动，处于平衡状态，所以F甲＝f甲，F乙＝f乙；两个完全相同的物体在同一水平面上运动，两物体对水平地面的压力等于自身的重力；接触面的材料与接触面的粗糙程度相同，所以两物体所受的摩擦力大小相等，即f甲＝f乙，所以F甲＝F乙，故①错误，②正确；
（2）因为v＝，v甲＞v乙，所以在相同的时间内路程关系：s甲＞s乙，F甲＝F乙，又因为W＝Fs，所以W甲＞W乙，故③正确，④错误。
故选：A。
【点评】此题考查功的大小比较，属于常考题目，根据影响摩擦力大小的因素，结合二力平衡条件判断拉力F甲和F乙是难点。
13．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
【分析】比较甲、乙两物体在相同时间内通过的路程，得出两物体的速度大小；比较甲、乙两物体在相同时间内做的功，得出两物体做功功率的大小，然后利用P＝＝＝Fv比较拉力大小。
【解答】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v＝可知，甲物体的速度大于乙物体的速度，即v甲＞v乙，
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P＝可知，甲物体做功的功率小于乙物体做功的功率，即P乙＞P甲，
又因为P＝＝＝Fv，
所以甲物体受到的拉力小于乙物体受到的拉力，即F甲＜F乙。
综上分析可知，选项A正确。
故选：A。
【点评】此题考查速度、功和功率的大小比较，读懂图像，熟练运用相关公式，并利用好控制变量法是解答此题关键。
二．填空题（共7小题）
14．2021年8月6日0时30分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将中星2E卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图所示为火箭发射时的场景，火箭在点火发射后加速升空阶段卫星的机械能将 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能之和。
【解答】解：火箭在点火发射后加速升空阶段时，卫星的质量不变，速度增大，动能增大，高度不断增大，重力势能增大，故它的机械能增大。
故答案为：增大。
【点评】本题考查机械能概念，应明确动能及势能都属于机械能。
15．从某一高度自由下落的弹性小球撞击水平地面后会被弹起，而且弹起的高度会越来越低。如图所示是小球弹起的频闪照片，MN为等高线，则小球在3位置的速度 大于 在5位置的速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举起的高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。
【解答】解：小球在3位置和5位置比较，高度相等、势能相等，在从3位置向5位置跳动过程中，由于摩擦，使得一部分机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以动能减小，故位置5的动能小，即小球在3位置的速度大于在5位置的速度。
故答案为：大于。
【点评】知道动能、重力势能的影响因素，能判断动能、重力势能、机械能的变化。属于基础题目。
16．我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t，配备发动机的最大功率为420kW，若在水中以最大速度18km/h匀速航行0.5小时，则行驶的路程为 9000 m，此时受到的阻力为 8.4×104 N。

【分析】根据速度公式v＝的变形公式算出行驶的路程；
知道坦克在水中航行时的最大速度和发动机功率，利用P＝＝＝Fv求出牵引力，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，据此求出受到的阻力。
【解答】解：（1）根据速度公式v＝知行驶的路程为：
s＝vt＝18km/h×0.5h＝9km＝9000m；
（2）坦克在水中航行时，最大速度v＝18km/h＝5m/s，
发动机的最大功率P＝420kW＝420000W，
由P＝＝＝Fv得坦克的牵引力：
F＝＝8.4×104N，
因为坦克是匀速航行，坦克受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
所以，坦克受到的阻力：f＝F＝8.4×104N．
故答案为：9000；8.4×104。
【点评】本题考查了速度公式、功率计算公式的应用、二力平衡条件的应用，难度不大，要掌握。
17．在2021年东京奥运会上，我国选手石智勇以364kg的总成绩勇夺男子73kg级举重比赛的金牌。如图所示，当他将杠铃举过头顶，在空中至少静止3秒这段时间内，对杠铃 不做功 （填“做功”或“不做功”）。

【分析】物理学中的做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可。
【解答】解：当他将杠铃举过头顶，在空中至少静止3秒这段时间内，运动员给杠铃一个向上的力，杠铃在这个力的方向上没有通过距离，所以运动员对杠铃没有做功。
故答案为：不做功。
【点评】此题考查力是否做功的判断，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。
18．如图所示，小明将一个小球在A点处由静止释放，小球下落速度越来越大，相继经过B、C两点。若hAB＝hBC，则小球所受的重力在AB段做的功 等于 在BC段做的功，在AB段做功的功率 小于 在BC段做功的功率。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

【分析】根据W＝Gh判断出做功的多少；根据P＝判断出功率的大小。
【解答】解：小球的重力一定，hAB＝hBC，根据W＝Gh可知，小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功；
由题意知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，hAB＝hBC，所以在AB段所用的时间大于在BC段所用时间，且小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功，根据P＝可知，小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率。
故答案为：等于；小于。
【点评】此题考查功和功率的大小比较，属于基础题目，难度不大。
19．如图，小涛和大壮参加学校举行的举重比赛，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则 小涛 做功较多， 小涛 功率较大。

【分析】由题知小涛比大壮高，举起相同的杠铃时，举起的高度大，根据W＝Gh分析做功大小，又知道所用时间相同，再利用P＝比较功率大小。
【解答】解：两人举起杠铃的质量相同，则举起杠铃的重力相同，
小涛比大壮高，故举起的高度：h小涛＞h大壮，
因为举起杠铃做的功W＝Gh，
所以，举起杠铃做的功：W小涛＞W大壮，即小涛做功较多；
又因为P＝，举起杠铃用的时间相同，
所以，做功的功率：P小涛＞P大壮，即小涛的功率较大。
故答案为：小涛；小涛。
【点评】本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用，能分析出高个运动员举起的高度大是本题的突破口。
20．小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，松手后又滑行了3m，在此过程中，推力对购物车做功 200 J，支持力对购物车做功 0 J。
【分析】（1）知道推力和在推力方向上移动的距离，利用W＝Fs求推力做的功；
（2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可。据此分析支持力是否做功，若做功，利用W＝Fs计算。
【解答】解：
（1）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，这段路程推力对购物车做功，松手后又滑行了3m，这段路程不做功；
故整个过程中，推力对购物车做功：
W＝Fs＝20N×10m＝200J；
（2）购物车在水平地面上移动过程中，支持力的方向竖直向上，购物车没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力不做功，即购物车的支持力做功为0J。
故答案为：200；0。
【点评】本题考查了功的计算、做功的两个必要因素，明确力是否做功是关键，易错点！
三．实验探究题（共3小题）
21．小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。

（1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。
①实验探究的是 重物 （填“重物”或“小桌”）的重力势能；
②通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 多 ，说明它的重力势能越 大 。
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度；
（2）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来表示要探究的问题，下列实验中也用到这种研究方法的是 B （填字母）。
A.测量物体运动的速度
B.探究物质的吸热能力
C.探究串联电路中的电流特点
【分析】（1）①重物的重力势能大小通过桌腿陷入沙子的深度体现；②重力势能大小与物体质量和物体所在高度有关；
（2）通过小桌陷入沙子的深度来反映重力势能的大小考查了转换法的应用。
【解答】解：（1）①实验中，重物从高处落下撞击小桌，通过小桌下陷的深度判定重物重力势能的大小；
②同一个重物的质量不变，从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，小桌下陷的深度越大，说明它的重力势能越大；
（2）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来显示要探究的问题，采用的是转换法；
A.测量物体运动的速度时，采用的是公式法，故A错误；
B.探究物质的吸热能力时，根据温度计升高的示数来显示吸热能力的大小，采用的是转换法，故B正确；
C.探究串联电路中的电流特点，采用的是科学探究法，故C错误；
故选B。
故答案为：（1）①重物；②多；大； （2）B。
【点评】影响势能大小的因素有：物体的质量和物体所在的高度，本实验主要用了控制变量法和转换法。
22．相关资料表明，大部分重大交通事故都是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经过讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象。如图，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下来。完成甲、乙、丙三次实验，其中h1＝h3＞h2，m1＝m2＜m3。
（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制 小球到达斜面底端时的速度 相同。
（2）实验中超载超速带来的危害程度用 木块被推动的距离 表示。
（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的 甲和丙 进行比较。
（4）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如表，请根据数据分析，货车超载20%与超速20%两者相比，潜在危害较大的是 超速20% 。

【分析】（1）实验中通过控制小球滚下的高度来控制小球滚下的速度；
（2）动能的大小通过木块被推动距离来表示；
（3）根据控制变量法来分析超载带来的危害；
（4）分析表中实验数据，然后答题。
【解答】解：（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制小球到达斜面底端时的速度相同；
（2）速度一定时，质量越大动能越大，将木块推动的距离越远；质量一定时，速度越大，将木块推动的距离越远；故实验中超载超速带来的危害程度用木块被推动的距离来表示；
（3）研究超载带来的危害时，要控制速度相同，质量不同，所以选择甲、乙、丙三次实验中的甲和丙进行比较；
（4）小球由斜面滑下的高度越高，到斜面底端时的速度越大，由表格中对应的实验数据可知，速度对物体的动能影响更大，当超速20%发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
故答案为：（1）小球到达斜面底端时的速度；（2）木块被推动的距离；（3）甲和丙；（4）超速20%。
【点评】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键。
23．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。
（1）分析比较甲、乙两位同学第 4、5 列的实验数据，可得出初步结论： 做功相同，所用时间越少，做功越快 。
（2）分析比较甲、丙两位同学的实验数据，可得出初步结论： 做功所用时间相同，做功越多，做功越快 。
（3）若要进一步分析比较乙、丙、丁三位同学做功的快慢，表最后一列的项目名称应填写： 做功与所用时间的比值（焦/秒） 。为此物理学中引入 功率 概念。
【分析】比较做功快慢的方法有：做相同的功，比较做功的时间，时间短的做功快；做功时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快；做功时间和做功的多少都不一样的，就要算出功与时间的比值，比值大的做功快。
【解答】解：（1）分析比较甲、乙两位同学的实验数据可知，甲和乙的质量相同，登楼的高度相同，对比第4和5列的实验数据可知，做的功相同，所用时间不同，用时越短，做功越快，故可得出初步结论：做功相同，所用时间越少，做功越快。
（2）分析比较甲、丙两位同学第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。
（3）若要进一步分析比较乙、丙、丁三位同学做功的快慢，可以通过功与时间的比值来反映，所以表最后一列的项目名称应填写：做功与所用时间的比值；为此物理学中引入功率概念。
故答案为：（1）4、5；做功相同，所用时间越少，做功越快；（2）做功所用时间相同，做功越多，做功越快；（3）做功与所用时间的比值（焦/秒）；功率。
【点评】根据实验现象来分析实验结论是初中学生必备的能力。在没有引入功率的概念前，比较做功快慢时，要注意控制变量法的运用。
四．计算题（共2小题）
24．一人借助绳子用桶从井里取水，已知桶的容积是5L，空桶的质量是1.2kg，忽略绳子的重力。（ρ水＝1.0×103kg/m3、g＝10N/kg）求：
（1）桶装满水后里面水的质量；
（2）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，这过程中绳子的拉力做的功？
【分析】（1）由密度公式变形，m＝ρV可求质量；
（2）绳子的拉力做的功等于提升一桶水和桶做的功，根据W＝G总h可求成功的大小。
【解答】解：（1）由ρ＝可得，装满水后水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3＝5kg；
（2）水桶匀速直线上升时，绳子对桶的拉力与桶和水的总重力平衡，大小相等，绳子的拉力做的功：W＝Fs＝G总h＝（m桶+m）gh＝（1.2kg+5kg）×10N/kg×5m＝310J。
答：（1）装满水后水的质量是5kg；
（2）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，绳子的拉力做的功是310J。
【点评】本题考查了质量和功的计算，利用好密度公式和功的公式是解题的关键。
25．2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星，实现了我国首次地外行星着陆。已知在火星上，着陆器总重约为4880N，“祝融号”火星车重力约为900N。
（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功多少焦？
（2）着陆后，“祝融号”火星车从着陆器中驶出（如图）。已知火星车共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10﹣3m2，求火星车对火星水平平整表面的压强。

【分析】（1）已知着陆器总重，由W＝Gh可求得其重力在该时段做功多少焦；
（2）火星车对火星水平平整表面的压力等于其重力，已知火星车共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10﹣3m2，由p＝可求得火星车对火星水平平整表面的压强。
【解答】解：（1）其重力在该时段做功W＝Gh＝4880N×100m＝4.88×105J；
（2）火星车对火星水平平整表面的压力F＝G火星车＝900N，
受力面积S＝6×4.0×10﹣3m2＝2.4×10﹣2m2，
火星车对火星水平平整表面的压强p＝＝＝3.75×104Pa。
答：（1）重力在该时段做功4.88×105J；
（2）火星车对火星水平平整表面的压强为3.75×104Pa。
【点评】此题考查功的计算和压强的大小及其计算，熟练利用公式、读懂题意是关键。小
球
质量
m/g
高度
h/cm
木块移动
距离s/cm
A
10
5
10
B
20
5
18
C
30
5
29
D
11
10
38
E
10
15
86
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
50
3
1470
5
乙
50
3
1470
8
丙
52
3
1528.8
5
丁
55
6
3234
12
小
球
质量
m/g
高度
h/cm
木块移动
距离s/cm
A
10
5
10
B
20
5
18
C
30
5
29
D
11
10
38
E
10
15
86
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
50
3
1470
5
乙
50
3
1470
8
丙
52
3
1528.8
5
丁
55
6
3234
12