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第十一章功和机械能过关练习-2023-2024学年物理八年级下册人教版
一、单选题
1．下列自然灾害造成的破坏中，主要不是由机械能造成的是（　　）
A．沙尘暴吹向北京 B．洪水冲垮了桥梁 C．台风吹倒了树木 D．干旱使庄稼枯死
2．对功的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．作用在物体上的力越大，力做的功越多
B．物体通过的路程越长，作用力做功越多
C．有力作用在物体上并且物体移动了一段距离
D．物体在力的作用下，并沿力的方向移动了距离，则力对物体做了功
3．下列情景中，重力对小球没做功的是（　　）
A．小球由高处落下 B．小球在斜面上滚下
C．小球沿曲线滚下 D．小球在水平地面上滚动
4．关于功率，下列说法正确的是（　　）
A．功率越大，做功一定越多
B．做功的时间短，功率一定大
C．单位时间内完成的功越多，做功一定越多
D．做功越快，功率也就越大
5．李先生乘电梯上楼过程中，李先生上升的高度h随时间t变化的图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．在段，李先生的重力势能转化为动能
B．在段，李先生的重力势能转化为动能
C．在段，李先生的动能不变，重力势能增大
D．整个过程中，李先生的动能转化为重力势能
6．如图所示，某人用大小相同的力作用在同样的弹簧上，观察比较图a、图b可知，此时弹簧a、b的弹性势能是哪个大？（　　）
A．a大 B．b大 C．一样大 D．无法确定
7．如图所示，分别沿光滑的斜面AB和AC将相同的重物搬到车厢上，如果沿斜面的拉力分别为和，所做的功分别为和，则（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示是一种叫做蹦极的游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是他所到达的最低点的位置。对于他离开跳台至最低点的过程，下面说法不正确的是（　　）
A．他的重力势能一直在减小
B．绳的弹性势能一直在减小
C．他的动能在前一段时间增加，后一段时间减小
D．在最低点，重力势能减到最小，动能为零，绳的弹性势能最大
9．用一水平推力使重为800N的小车在水平道路上前进了10m，当撤去推力后，小车又前进了2m停下来，若推力对小车做的功为400J，则推力大小是（　　）
A．400N B．200N
C．40N D．33.3N
10．小明与妈妈进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，妈妈的体重是小明的1.5倍，妈妈所用的时间是小明的2倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1∶W2=l∶1 B．W1∶W2=2∶3
C．P1∶P2=3∶4 D．P1∶P2=1∶2
二、填空题
11．水之所以具有能量，是因为它从高处往低处流动时，具有 能和 能。为了让水具有更多的动能来推动水轮机来发电，我们一般采用筑坝来提高水位，增加水的 能，以便转化为更多的 能。
12．风能的利用，在古代主要是利用风来驱动帆船和风车的。现代还利用风力来 ，如风力发电机。
13．某机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率为 W。
14．如图所示，杂技演员进行蹦床表演，演员从高处下落时， 能转化为 能；撞击蹦床时， 能转化为 能；蹦床恢复原状时， 能转化为 能；演员上升时， 能转化为 能。
15．趣味运动会中，小敏与小丽分别把图甲中三个质量均为1kg、棱长为30cm的匀质正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来。小敏和小丽叠起这堆正方体泡沫塑料块，每人至少要做功 J。比赛中小敏快于小丽完成堆叠，则堆叠过程中，小敏做功的功率 （填“大于”“等于”或“小于”）小丽、（）
16．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的重力势能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 ，运动员的动能 。（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）
17．如图所示，重为500N的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的重力约为全身的40%，她在1min内做了40个仰卧起坐，每次上半身仰卧起坐重心上升的高度均为0.3m，则她在1min内克服重力做的功为 J，功率为 W。
18．如图所示，A物重100N，在力F的作用下，以5cm/s的速度在水平面上匀速向右运动，此时弹簧测力计的示数为10N，则A物体受到的摩擦力是 N；拉力F为 N；拉力在10s内所做的功为 J。
三、实验题
19．小华是一位爱动脑，勤动手的好学生。为了探究水的势能与动能的转化规律。他在课余时间用易拉罐上的金属皮自制了一个水轮机，在饮料瓶的底部钻孔再装满水，让水流冲击水轮机转动，如图所示。
（1）在水冲击水轮机转动的过程中，能量的转化情况是水的重力势能转化为水轮机的 能。
（2）小华发现：将饮料瓶的高度增加，小水轮便转得快一些，这说明小水轮的转速与水的 有关。
（3）小华换用一个钻有更大的孔的饮料瓶装水，当水流冲击水轮时，发现小水轮的转速也增大了，这说明小水轮的转速与水的 有关。
20．小明利用如图所示的装置粗略测量小马达的功率。
（1）观察实验装置知，他是通过测量细线对 做功的功率间接测量马达功率的；
（2）实验时，逐渐往挂在细线下的小桶里倒入沙子，直到小桶恰好匀速上升。实验需要测量的物理量有： 、 。小桶和沙子的总质量m、小马达做功的功率P= （用所测量的物理量表示）；
（3）实验测出的小马达功率要比实际的功率小，理由是 。
21．同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图甲所示）。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文提出如下猜想。
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；
猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
（1）为验证猜想一，他设计了如图乙、丙所示实验，实验时将同一弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 ，从而比较弹性势能的大小；
（2）为验证猜想二，需选用 的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
（3）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
22．如图所示是“探究影响重力势能大小因素”的实验，装置：由沙子，铁块，铁钉组成（mA＝mC＜mB，hA＝hB＜hC），下面是猜想：
猜想一：重力势能大小与物体质量有关
猜想二：重力势能大小与物体所处高度有关
猜想三：重力势能大小与物体密度有关
（1）物体重力势能大小通过 反映；
（2）验证猜想二可选择 两幅图，得出的结论是 ；
（3）实验室还提供了与A，C质量相同的铜块和铝块：通过实验得出的结论是 。
四、计算题
23．在中国昆明世博园内，经园林专家的精心装点，到处都成了如花似锦的亮丽风景。这是世博园中的古老水车和高压喷水组成的一处气势宏伟、独具特色的景观。如若高压喷水的落差为20米，每分钟有120吨水落下且水的能量有20%用来带动老水车抽水，老水车的功率是多少瓦特？（g取）
24．健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼；如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉，锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作；
（1）小嘉用平均大小为500N的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动0.06m完成一个握力动作，则小嘉完成一个握力动作做多少功？
（2）小嘉饮用一罐净含量为330mL的可乐后，获得的能量为5.4×105J，若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个握力动作？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】A．沙尘有一定的质量和速度，具有动能，动能属于机械能，故A不符合题意；
B．洪水有一定的质量，有一定的速度，具有动能，动能属于机械能，故B不符合题意；
C．台风有一定的质量和速度，具有动能，动能属于机械能，故C不符合题意；
D．干旱使庄稼枯死，不是因为质量、速度、被举得高度、弹性形变造成的危害，故D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】A．作用在物体上力越大，但是不知道物体在力的作用下通过的距离，不能确定力做功多少，故A错误；
B．只知道物体在力的作用下移动的距离，但不知道力的大小也不能确定做功多少，故B错误；
C．若力的方向跟物体移动距离的方向垂直，物体通过的距离不是在力的作用下进行的，力对物体没有做功，故C错误；
D．物体在力的作用下，并沿力的方向移动了距离，则力做了功，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】做功的两个必要因素：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离。
ABC．重力的方向是竖直向下的，ABC中小球都受到重力的作用，且都在向下的方向上移动了距离，所以重力对小球做了功，故ABC不符合题意；
D．小球在水平地面上滚动，受到重力的方向是竖直向下的，而小球运动方向是水平的，在竖直方向上没有移动距离，重力对小球没做功，故D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】物体单位时间内做的功叫功率，它是反映做功快慢的物理量。物体做功的多少与功率大小和做功时间都有关系。
A．做功的多少与功率大小和做功时间都有关系，功率越大，物体做功不一定越多，故A错误；
B．功率的大小与做的功和做功时间有关，做功的时间短，功率不一定大，功的大小未知，故B错误；
C．物体单位时间内所做的功叫功率，所以单位时间内完成的功越多，则功率越大，故C错误；
D．功率反映做功快慢的物理量，做功越快，功率也就越大，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．在OA段，李先生匀速上楼，质量不变，速度不变，动能不变，故A错误；
B．在AB段，李先生水平移动，质量不变，高度不变，重力势能不变，故B错误；
C．在OA段，李先生匀速上楼，质量不变，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增大，故C正确；
D．整个过程中，李先生上楼时，动能没有增大，重力势能不会转化为动能，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】如图所示，某人用大小相同的力作用在弹簧上，观察比较图a、b，可知人手作用在弹簧上，可以使弹簧发生弹性形变；同时由于两个力的大小相同，虽然方向不同，但它们形变的程度是相同的，所以所具有的弹性势能相同。
故选C。
7．C
【详解】AB．因为斜面是光滑的（无摩擦），所以没有额外功，此时有用功等于总功，即
则
故AB不符合题意；
CD．又，故，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】A．他离开跳台至最低点的过程，质量不变，高度减小，重力势能减小，故A正确，不符合题意；
B．他离开跳台至a点过程中，绳没有发生形变，没有弹性势能；从a点至c点过程中，绳的弹性形变越来越大，弹性势能越来越大，故B错误，符合题意；
C．他在下落时，重力势能转化为动能，动能先增加；当他受到的弹力大于重力后，速度减小，动能减小，故C正确，不符合题意；
D．在最低点时，高度最低，重力势能最小；同时速度为零，动能为零；绳的形变程度最大，弹性势能最大，故D正确，不符合题意。
故选B。
9．C
【详解】根据做功的两个必要因素可知，小车在力的方向上通过的距离为10m，不是12m，则推力的大小
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10．C
【详解】AB．由题意可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的1.5倍，妈妈所用的时间是小明的2倍，由W=Pt可得，妈妈和小明克服重力做的功之比为
故AB错误；
CD．由可得，妈妈和小明克服重力做的功的功率之比为
故C正确，D错误。
故选C。
11． 重力势 动 重力势 动
【详解】[1][2]根据动能和势能的定义可知，水从高处往低处流动时，具有重力势能和动能。
[3][4]筑坝来提高水位，可知水的高度增加，会增加水的重力势能，根据能量守恒可知，更多的重力势能转化为更多的动能。
12．发电
【详解】风能是地球表面大量空气流动所产生的动能；在古代主要是利用风来驱动帆船和风车，现代用风对风力发电机做功而使发电机转动，来发电。
13．87.5
【详解】由图像可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0.2m/s时，f= 70N；当机器人运动速度为0.5m/s时，f= 175N 。又因为机器入匀速前进时， 机器人水平推进力为
F=f= 175N
则机器人水平推进力的功率为
14． 重力势 动 动 弹性势 弹性势 动 动 重力势
【详解】[1][2]杂技演员进行蹦床表演，演员从高处下落时，质量不变，高度越来越低，重力势能越来越小，速度越来越大，动能越来越大，因此重力势能转化为动能。
[3][4]撞击蹦床时，速度越来越小，动能越来越小，蹦床的弹性形变程度越来越大，弹性势能越来越大，因此动能转化为弹性势能。
[5][6]蹦床恢复原状时，蹦床的弹性形变程度越来越小，弹性势能越来越小，速度越来越大，动能越来越大，因此弹性势能转化为动能。
[7][8]演员上升时，速度越来越小，动能越来越小，高度越来越高，重力势能越来越大，因此动能转化为重力势能。
15． 9 大于
【详解】[1][2]如图，将2放到1上
h2=30cm=0.3m
将3放到2上
分别做功
小敏和小王叠起这堆正方体泡沫塑料块，每人至少要做功
W=W2+W3=3J+6J=9J
比赛中做功相同，小敏的做功时间短，小敏的功率比小王的功率大。
16． 减小 增大 先增大后减小
【详解】（1）[1]由图可知，从O点到A点的过程中，运动员只受重力作用，自由加速下落，速度变大，动能增大，高度减小，重力势能减小，则该过程重力势能转化为动能，所以运动员的重力势能减小。
（2）[2][3]从A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，速度越来越大，动能越来越大，B到C时弹性绳对运动员拉力大于重力时，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零，动能变为0，弹性势能增大到最大值。综上可知，从A点到C点的过程中，弹性绳的伸长量越来越大，弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。
17． 2400 40
【详解】[1][2]该同学上半身的重力为
做一次仰卧起坐克服重力做的功为
做了40个仰卧起坐克服重力做的功为
由知，功率为
18． 10 20 5
【详解】[1] [2]由题意可知，物体匀速运动，受平衡力，拉力F为物体A所受摩擦力与弹簧测力计示数之和，A受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数，则A受到的摩擦力为
拉力F为
[3]拉力F的移动速度为A移动速度的一半，则拉力F的移动速度为
拉力在10s内移动的距离为
拉力在10s内所做的功为
19． 动 高度 质量
【详解】（1）[1]水下落过程中，重力势能转化为动能，重力势能越大，转化为的动能越多，在水冲击水轮机转动的过程中，能量的转化情况是水的重力势能转化为水轮机的动能。
（2）[2]将饮料瓶的高度增加，小水轮便转得快一些。这说明小水轮的转速与水的高度有关。比如：修筑拦河坝是为了提高水位，提高高度，质量不变，重力势能增大。
（3）[3]当高度不变时，钻有更大的孔则相同时间内流出水的质量增大，水的质量越大，产生的重力势能就越大，转化的动能就越多，所以当水的流量也就是质量增加时，水轮机的转速增加。这说明小水轮的转速与水的质量有关。
20． 小桶 小桶匀速上升的高度h 上升的时间t 要克服摩擦力做功
【详解】（1）[1]根据转化法的思想，在本实验中，小明是通过测量细线对小桶做功的功率来测定小马达做功功率的。
（2）[2][3][4]细线对小桶做的功W=Gh，代入功率公式得
所以需要测量的物理量有：小桶和沙子的总质量m、小桶匀速上升的高度h、上升的时间t；因此小马达做功的功率
（3）[5]在实验中，由于摩擦力的存在，会有一部分能量的损失，因此测量的功率要小于小马达的实际功率。
21． 不同 木块移动距离的大小 长度和粗细相同，材料不同 相同 木块移动的距离不相等 不能
【详解】
（1）[1][2]根据控制变量法的思想，为了探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关，应该在保证其他条件相同的前提下，使弹簧的压缩程度不同，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，通过观察木块被推开的距离大小来判断弹簧的弹性势能是否相同。若木块被推开的距离大，说明弹性势能大。
（2）[3][4][5]根据控制变量法的思想，为了探究弹性势能的大小与弹簧的材料的关系，应该在保证其他条件相同的前提下，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，将两根弹簧压缩相同的长度，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，通过观察木块被推开的距离大小来判断弹簧的弹性势能是否相同。若木块被推开的距离不同，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
（3）[6]由题意知，假如水平面绝对光滑，木块，在水平方向受到的阻力为0，其会在水平面上做匀速直线运动，因而无法比较木块移动距离的远近，不能比较弹性势能的大小，不能达到探究目的。
22． 铁钉陷入沙子深度 ①③ 见解析 见解析
【详解】（1）[1]根据转换法，通过铁钉陷入沙面的深度来反映重力势能的大小。
（2）[2][3]研究物体的重力势能大小与物体所处的高度有关，要控制物体质量相同，而高度不同，可选择①③两幅图，因hA＜hC，且C铁钉陷入沙面的深度更大，故得出的结论是：当物体质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。
（3）[4]实验室还提供了与A，C质量相同的铜块和铝块，从相同高度静止释放，观察到铁钉陷入沙子深度相同，通过实验得出的结论是：当物体所处高度和质量相同时，重力势能与物体密度无关。
23．
【详解】解：每分钟下落水的重力：
每分钟重力做的功
每分钟老水车得到的能量
老水车功率
答：老水车的功率是。
24．（1）30J；（2）1800
【详解】解：（1）完成一个握力动作做的功
（2）能量为5.4×105J，若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成的握力动作为
即需要完成1800个握力动作。
答：（1）小嘉完成一个握力动作做功30J；
（2）消耗这些能量的10%需要完成1800个握力动作。
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