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第十一章《功和机械能》核心素养单元检测试卷（含答案解析）
一、选择题

1.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是
A.做功多的机器机械效率一定高
B.功率小的机器做功慢
C.机械效率高的机器功率一定大
D.功率大的机器做功时间一定短

2.小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（ ）
A.①中小华对这筐玉米做了功
B.②中小华对这筐玉米做了功
C.③中他们对这筐玉米做了功
D.④中他们对手推车没有做功

3.我们的日常生活中处处都有物理的影子，关于下列情境，说法正确的是（ ）
A.甲图中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中，人对足球做了功
B.乙图中学生背着书包站在水平地面上，人对书包的拉力没有做功
C.丙图中离开手后的冰壶在冰面上向前运动的过程中，冰面对冰壶的支持力做了功
D.丁图中人爬楼梯的过程中，重力对人没有做功

4.如图所示，、、三种情况下，用大小相同的力使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离，对于三种情况下拉力所做的功分析正确的是（ ）
A. B. C. D.

5.如图所示，、、三种情况下，同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离，这一过程中受到大小相同的力，对于力所做的功分析正确的是（ ）
A. B. C. D.

6.如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（ ）
A. B.
C. D.

7.图甲是“探究阻力对物体运动的影响”的实验，图乙“探究动能大小与质量的关系”的实验，下列说法正确的是（ ）
A.甲实验中小车滑行的距离不同，因为小车刚开始下滑时具有的机械能不同
B.乙实验中小球的质量应该不同，小球到达水平面时初始速度也不相同
C.甲实验中小车在玻璃板表面上运动时，克服摩擦力做功最多
D.乙实验中水平面上的两个小木块应完全相同

8.以下物理实验都用到了斜面，则下列说法正确的是（ ）
A.如图甲所示利用斜面测平均速度，实验时斜面坡度越大越好
B.如图乙所示的实验可以直接验证牛顿第一定律
C.如图丙所示的实验可以探究动能的大小与哪些因素有关，物体是研究对象
D.如图丙所示的实验，让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下，是为了探究动能与速度的关系
二、多选题

9.如图所示，小球在一个光滑没有摩擦的轨道上从点由静止释放，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以滚到（ ）
A.最终能滚到点 B.运动过程中机械能不变
C.点速度等于点 D.到过程中重力势能变大

10.一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法，拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程，从运动员离开悬崖时开始，每隔曝光一次，得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片，如图，已知运动员从点到点可视为沿竖直方向运动，通过 、和 的时间间隔均为，空气阻力不能忽略，对于运动员从点到点的下落过程，下列分析中正确的是（ ）
A.运动员下落过程中速度的大小一直在变大
B.运动员所受的重力在段所做的功等于在段所做的功
C.运动员所受的重力在段做功比在段做功慢
D.运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
三、填空题

11.如图所示的单摆，让小球从点静止释放，小球在点和点之间来回摆动的过程中，细线对小球的拉力_________________（选填“做功”或“不做功”）

12.如图甲所示，水平面上的物体在的水平拉力的作用下，向右运动了，则重力对物体所做的功为______________ ；如图乙所示，如果在物体的上面再放一个物体，使、一起在水平拉力作用下向右做加速运动，则物体所受摩擦力的方向为_________________。

13.如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点（不计空气阻力），已知，施加的力分别为，，拉力做的功为、，拉力做功的功率分别为、，则______________，______________，______________（选填“”“”或“<”）

14.一个物体由点自由下落，相继经过、两点，已知。如图所示，物体在段耗时，在段耗时；物体在段重力做功，做功功率；在段重力做功，做功功率。则____________，____________，____________（三空均选填“”、“”或“”）。

15.（1）如图所示，体温计的分度值为____________，示数为____________；
15.
（2）如图所示，在探究“碘的升华”的实验中，不使用酒精灯直接加热，原因是____________（已知酒精灯火焰的温度约为，标准大气压下，碘的熔点为），看到碘锤中有紫色的气体，说明碘发生了________________（填物态变化名称）；
15.
（3）如图所示为“探究影响物体动能大小的因素”的实验装置，该实验探究的是____________（选填“小车”或“木块”）的动能；若实验过程中发现木块被撞后滑出木板，接下来可进行的操作是____________。

16.小安同学正在进行传接排球训练。他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，、、c、为轨迹上的点，其中、两点高度相同。若不计空气阻力，则排球在点的动能________（选填“”“”或“”）在点的动能。
四、实验探究题

17.如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
（1）若让同一钢球分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下的目的：让钢球到达水平面时具有不同的____________；
（2）若让同一钢球分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下，高度越高，钢球运动到水平面时速度越____________，木块被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的____________（选填“质量”或“速度”）有关；
（3）若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，速度相同时，质量越____________的钢球将木块撞得越远。这反映出物体的动能与物体的____________（选填“质量”或“速度”）有关：
（4）若斜槽光滑，小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中，其机械能____________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

18.如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中 ， < 。
（1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的重力势能转化为动能，其动能大小是通过 ____________大小来反映的；
（2）分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，____________越大，动能越大；
（3）利用乙丙两幅图的实验____________（选填“能”或“不能”） 探究出动能和质量的关系；
（4）得出正确的实验结论后，有同学用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，如图丁所示，观察到木块被撞击后移动的情况是 ____________（铁球滚动时所受摩擦力忽略不计）。
．质量大的铁球将木块推动的距离较远
．质量小的铁球将木块推动的距离较远
．质量不同的铁球将木块推动的距离相同

19.如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为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后停下，完成甲、乙丙所示的三次实验，其中，
表面 毛巾 棉布 木板
摩擦力 最大 较大 最小
小车运动距离 最近 较远 最远
（1）实验中，探究的动能是指___________（填序号）；
．小球在斜面上的动能 ．小球撞击木块时的动能
．小球撞击木块后的动能 ．木块被小球撞击的动能
（2）实验中，小钢球的动能大小是通过_________________（选填“高度”或“距离”）来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将_________________（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（3）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_________________的关系；
（4）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球、同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若球相对于球_________________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等；
（5）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_________________（选填“相等”或“不相等）。
五、解答题

20.一辆汽车以 的速度在平直的公路上匀速行驶了，受到的阻力为，燃烧了汽油。（汽油的热值 ）求：
（1）牵引力做了多少功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机的效率。

21.一般小汽车每消耗汽油就会排放的二氧化碳气体，为了实现节能减排，各种新能源汽车相继出现，如图所示为某太阳能汽车，能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶，真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为，某天接收到的太阳能为，可供汽车匀速行驶路程。求：
（1）该太阳能汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功；
（2）该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率；
（3）相比较效率为的汽油车，牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放 （汽油热值为）
参考答案与试题解析
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
功率的概念
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．机械效率是有用功在总功中所占的比例，与做功的多少无关，故错；
．功率反映做功的快慢程度，所以功率越小，做功越慢，故正确；
．机械效率与功率是两个完全不同的概念，它们之间没有必然的联系，故错；
．功率大的机器如果做的功非常多，做功时间也不一定短，故错．
2.
【答案】
C
【考点】
力做功的必要因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
做功的两个必要因素：有力且物体在这个力的方向上移动了一段距离。
．①中她用力搬一筐玉米，未能搬起，有力但是物体没有移动距离，未做功，故不符合题意；
．②中她又用力推筐，仍未推动，有力但是物体没有移动距离，未做功，故不符合题意；
．③中在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上，有力，且这筐玉米在托举力的方向上移动了距离，他们对这筐玉米做了功，故符合题意；
．④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，手推车在推力的作用下移动了距离，他们对手推车做了功，故不符合题意。
故选。
3.
【答案】
B
【考点】
力做功的必要因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．甲图中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中，此时人对足球没有作用力，人对足球不做功，故错误；
．乙图中学生背着书包站在水平地面上，人对书包有向上的作用力，但是书包没有在力的方向上移动一段距离，人对书包的作用力没有做功，故正确；
．丙图中离开手后的冰壶在冰面上向前运动的过程中，冰面对冰壶的支持力在竖直方向上，冰壶在水平方向上运动，运动方向和支持力方向垂直，冰面对冰壶的支持力没有做功，故错误；
．丁图中人爬楼梯的过程中，重力在竖直方向上，人在竖直方向上移动了一段距离，重力对人做了功，故错误。
故选。
4.
【答案】
D
【考点】
功的大小比较
【解析】
此题暂无解析
【解答】
情况下，物体移动的距离与力的方向垂直，物体没有在力的方向上移动，力没有做功；情况下，物体在力的作用下沿力的方向移动了距离； 情况下，力的大小与情况相同，距离的方向不沿着力的方向，物体在力的方向上移动的距离小于距离，所以拉力所做的功小于情况，故正确，错误。
故选。
5.
【答案】
C
【考点】
功的大小比较
【解析】
此题暂无解析
【解答】
根据题意可知，、、三种情况下拉力的大小相同。图中力与物体运动方向垂直，即物体在力的方向上通过的距离为，故力对物体没有做功，即；图中物体斜向上运动，则物体在力的方向上通过的距离要小于；图中物体在力的方向上通过的距离为；由 可得，故

综上所述，力在这三种情况下做功的关系为
<<
故错误，正确。
故选。
6.
【答案】
A
【考点】
动能的影响因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．如图，铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大；处于最高点时竖直方向速度为，但水平方向仍然有速度，因此动能不为，故不符合题意，符合题意；
．铅球在整个飞行过程中，整个过程动能先减小再增大，故不符合题意。
故选。
7.
【答案】
D
【考点】
阻力对物体运动影响的探究实验
探究动能的影响因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．甲实验中小车从同一斜面的相同高度由静止滑下，小车质量不变，开始下滑时的速度为，动能为零，高度相同，重力势能相同，所以机械能相同，故错误；
．乙实验中探究的是小球的动能大小与质量的关系，实验中需要控制小球的质量不同，小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，故错误；
．甲实验中小车到达水平面的初速度相同，具有的动能相同，运动过程中克服摩擦力做功，最终小车都停下来，动能为零，减少的动能相同，则克服摩擦力做功相同，故错误；
．乙实验中探究的是小球的动能大小与质量的关系，实验中只改变小球的质量，其它条件均相同，所以水平面上的两个小木块应完全相同，故正确。
故选。
8.
【答案】
D
【考点】
阻力对物体运动影响的探究实验
探究动能的影响因素
平均速度的测量
【解析】
此题暂无解析
【解答】
．如图甲所示利用斜面测平均速度，实验时斜面坡度应该尽量小一些，有利于减小时间测量的误差，故错误；
．如图乙所示的实验不能直接验证牛顿第一定律，可以在实验的基础上进行推理，得出牛顿第一定律，故错误；
．如图丙所示的实验可以探究动能的大小与哪些因素有关，小车是研究对象，研究的是小车进入水平面时动能的大小与哪些因素有关，用木块移动的距离来反映小车的动能，故错误；
．如图丙所示的实验，小车从斜面由静止滑下时的高度越高，进入水平面时的速度越大，让小车从斜面的不同高度由静止开始滑下，是为了探究动能与速度的关系，故正确。
故选。
二、多选题
9.
【答案】
B,C
【考点】
动能和势能的转化与守恒
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒，运动过程中机械能不变，故小球从点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与点等高的点，此时两点的速度相同，小球从到的过程中质量不变，高度减小，重力势能减小．
故选．
10.
【答案】
A,C
【考点】
速度公式及其应用
功的大小比较
动能和势能的转化与守恒
【解析】
根据相同时间内通过的距离可判断其速度是否变化；
（2）利用比较做功大小；
（3）利用比较功率大小；
（4）在有空气阻力的情况下，克服空气阻力会消耗一部分机械能．
【解答】
解：．由图知，运动员下落过程中在相同时间内通过的距离越来越大，所以运动员下落过程中速度的大小一直在变大，故正确；
．由图知，运动员在段通过的距离小于在段通过的距离，且运动员的重力不变，由公式可知，其所受的重力在段所做的功小于在段所做的功，故错误；
．重力在段所做的功小于在段所做的功，在段和段所用时间相同，根据可知，即重力在段做功比在段做功慢，故正确；
．由于空气阻力不能忽略，所以运动员下落过程中克服空气阻力会消耗一部分机械能（会转化为内能），所以减少的重力势能并没有全部转化为动能，故错误．
故选．
三、填空题
11.
【答案】
不做功
【考点】
力做功的必要因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
小球在点和点之间来回摆动的过程中，细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直，小球没有在拉力的方向上移动距离，故细线对小球的拉力不做功。
12.
【答案】
,水平向右
【考点】
滑动摩擦力的方向
力做功的必要因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
由题意可得，物体在重力作用方向上没有移动一段距离，根据做功条件，重力对物体没有做功，即所做功为。
、一起在水平拉力作用下向右做加速运动，由于惯性，物体有一个向左的运动趋势，物体受到物体给它的一个水平向右的摩擦力。
13.
【答案】
,,
【考点】
功的大小比较
功率大小的比较
【解析】
此题暂无解析
【解答】
当斜面高度相同时，斜面越平缓越省力，由于，所以沿运动时拉力较小，即。
将同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点，上升高度相同，根据可知，所做的有用功相等，斜面光滑，说明摩擦力为，使用光滑的斜面没有做额外功，则拉力做的功等于克服物体重力做的功，所以两次拉力做的功相同，即。
同一物体分别沿光滑的斜面、以相同的速度从底部匀速拉到顶点，由于斜面的长度大于斜面的长度，由可知，物体在斜面上运动的时间大于物体在斜面上运动的时间，即﹥，由可知，拉力做功的功率。
14.
【答案】
,,
【考点】
功率大小的比较
功的大小比较
【解析】
此题暂无解析
【解答】
由题知
由于物体在自由下落时做加速运动，由可知物体在段运动的时间短，即
同一物体的重力不变，且
根据可知，物体在段和段重力做的功相等，即
因为
则根据公式可知，物体在段重力做功的功率小于段重力做功的功率，即
<
15.
【答案】
,
,使用酒精灯可能会使碘熔化
升华
,小车
【考点】
探究动能的影响因素
升华与凝华的概念和现象
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：如图所示，体温计的每一大格又分为小格，分度值为，示数为。
（2）酒精灯火焰的温度约为，标准大气压下，碘的熔点为，所以在探究“碘的升华”的实验中，不使用酒精灯直接加热，原因是使用酒精灯可能会使碘熔化；看到碘锤中有紫色的气体，说明碘发生了升华，变成了碘蒸气。
（3）“探究影响物体动能大小的因素”的实验中，研究的是小车的动能，通过木块被撞击后移动的距离来显示小车动能的大小，若实验过程中发现木块被撞后滑出木板，接下来可进行的操作是换一块更长的木板。
16.
【答案】
【考点】
动能和势能的转化与守恒
【解析】
此题暂无解析
【解答】
四、实验探究题
17.
【答案】
速度
大,速度
大,质量
不变
【考点】
探究动能的影响因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：若让同一钢球分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下的目的：让钢球到达水平面时具有不同的速度，释放的高度越高，到达水平面时速度越大。
（2）让同一钢球分别从斜槽不同高度由静止开始滚下，此过程中，钢球的质量不变，而高度越高，钢球运动到水平面时的速度就越大，木块被撞移动的距离就越远，是因为钢球的能量就越大，这就能反映出物体的动能与物体速度有关。
（3）让质量不同的钢球从斜槽同一高度由静止滚下，则钢球滚到水平面时的速度相同，但钢球的质量不同，而且质量越大，将木块撞得越远，即速度相同时，钢球的质量越大，具有的能量越大，所以这能反映出物体的动能与物体的质量有关。
（4）若斜槽光滑，小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中，动能增大，重力势能减小，只有动能与重力势能的转化，所以机械能守恒，即机械能不变。
18.
【答案】
小木块在木板上移动的距离
速度
不能
【考点】
探究动能的影响因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：小钢球在滚下斜面的过程中，它的重力势能转化为动能，然后撞击水平面上的木块，木块移动，其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，用到了转换法。
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平面时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）乙丙中下滑的高度不同，则运动到水平面时速度不同，没有控制速度相同，所以不能探究出动能和质量的关系。
（4）如图丁，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，由于弹簧的压缩程度相同，则具有的弹性势能相同，转换成的动能相同，所以木块每次移动的距离相同，就不能用来探究小球的动能大小与质量的关系，故不符合题意，符合题意。
故选。
19.
【答案】
距离,不能
速度
静止
相等
【考点】
探究动能的影响因素
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：据题意可知，实验中探究小球进入水平面时的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故不符合题意，符合题意。
故选。
（2）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小球从斜面滑下，到达水平面撞击小木块，通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大。
如果水平面光滑，小球和木块将做匀速直线运动，不能判断小球所具有动能大小了。
（3）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系。
（4）让质量不同的小球、同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若球相对于球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终都停下来，克服摩擦力做功使其动能最终变为零，动能全部转为内能，所以在三个表面克服摩擦力做功相等。
五、解答题
20.
【答案】
【考点】
功的计算和估算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：汽车在平直公路上匀速行驶，则水平方向上所受牵引力和摩擦力是一对平衡力，所以牵引力
牵引力所做的功
（2）汽油完全燃烧放出的热量
（3）发动机的效率
答：牵引力做了的功；
这些汽油完全燃烧放出的热量为；
（3）发动机的效率为。
21.
【答案】
【考点】
功的计算和估算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
（1）解：该太阳能汽车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，即
匀速行驶过程中牵引力所做的功为
（2）某天接收到的太阳能为
该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为
（3）如果是效率为的汽油车，牵引力做相同的功消耗的汽油质量为，由于
所以
因为每消耗汽油就会排放的二氧化碳气体，消耗的汽油可以排放的二氧化碳气体，太阳能汽车是零排放的，即可以减少的二氧化碳气体排放。
答：该太阳能汽车匀速行驶过程中牵引力所做的功为；
该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为；
（3）相比较效率为的汽油车，牵引力做相同的功可以减少二氧化碳气体的排放。
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