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人教版八年级下册 第十一章 《功和机械能》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．下列情况中人对物体做功大约是 1J 的是
A．用 1N 竖直向上的力端着盘子水平移动 1m
B．托着两个鸡蛋竖直举高 1m
C．用 20N 的水平推力推着购物车水平移动 0.5m
D．提着 5kg 的大米从一楼上到三楼
【答案】B
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】 A.根据题意可知，用1N竖直向上的力端着盘子水平移动1m，则盘子没有在这个力的方移动距离，所以该力不做功，即做功为0J，故A错误；
B.根据生活经验可知，一斤鸡蛋500g，大约有10个左右，则两个鸡蛋的质量约为100g=0.1kg。托着两个鸡蛋的力F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，那么将两个简单竖直举高1m做的功：W=Fs=1N×1m=1J，故B正确；
C.根据题意可知，用20N的水平推力推着购物车水平移动0.5m，推力做功：W=Fs=20N×0.5m=10J，故C错误；
D.5kg大米的重力为G=mg=5kg×10N/kg=50N，从一楼上到三楼上升高度约为：3m×2=6m，则对对大米做功：W=Gh=mgh=50Ng×6m=300J，故D错误。
故选B。
【分析】根据W=Fs计算人对物体做的功的大小。
2．掷实心球是广州体育中考选考项目之一，如图所示的是某学生投掷实心球的过程，下列选项中该学生对实心球做了功的是（　　）
A．手持实心球静止站立 B．用力挥动实心球过程
C．实心球被掷出后在空中飞行 D．实心球落地后在地面滚动
【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A．手持实心球静止站立时，实心球受到向上的支持力，但实心球没有向上的方向上移动距离，所以学生对实心球没有做功，故A不符合题意；
B．用力挥动实心球的过程中，学生对实心球施加了力，实心球在力的方向上移动了一段距离，满所以学生对实心球做了功，故B符合题意；
C．实心球被掷出后在空中飞行，此时学生的手已经与球分离，不再对球施加力的作用，所以学生对实心球没有做功，故C不符合题意；
D．实心球落地后在地面滚动，学生没有对实心球施加力的作用，所以学生对实心球没有做功，故D不符合题意。
故选B。
【分析】做功必须满足两个必要条件：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上移动了一段距离。
3．如图所示，老师正在给小施讲解垃圾分类的知识，下列各环节中小施对瓶子做功的是（　　）
A．从地上拾起瓶子
B．拿着瓶子在水平方向上匀速运动
C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动
D．瓶子离开手后掉落桶中
【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A．拾起瓶子时，人对瓶子有向上的力，瓶子向上移动了距离，则力对瓶子做了功，故A符合题意；
B．沿水平方向匀速运动时，人对瓶子施加一个向上的力，瓶子在水平方向上移动了距离，移动的距离和受力方向不一致，力对瓶子没有做功，故B不符合题意；
C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动时，有向上的力，瓶子没有移动距离，力对瓶子没有做功，故C不符合题意；
D．瓶子掉落时，瓶子向下移动了距离，但人对瓶子没有力，人对瓶子不做功，故D不符合题意。
故选A。
【分析】力对物体做功的条件是：物体受力，且在力的方向移动距离。
4．下列说法正确的是（　　）
A．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大
B．甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大
C．功率大的机器比功率小的机器做的功多
D．由可知，功率跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大
【答案】B
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】ACD.功率是表示物体做功快慢的物理量，由可知，功率的大小与做功的多少和做功的时间有关，故ACD错误；
B.在相同的时间内，做功越多，功率越大，所以甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大，故B正确。
故选B。
【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量，由可知，功率的大小与做功的多少和做功的时间有关。
5．如图两名运动员，甲比乙高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则
A．甲、乙对杠铃做功相等，乙的功率大
B．乙对杠铃做功较多，功率较小
C．甲对杠铃做功较多，甲、乙功率相等
D．甲对杠铃做功较多，功率较大
【答案】D
【知识点】功率大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】举杠铃时，克服杠铃的重力做功，由于杠铃的质量相等，甲比乙高，根据W=Gh可知，甲做功较多；甲、乙举杠铃所用的时间相等，根据可知，甲的功率较大，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】根据W=Gh分析比较做功多少；根据分析比较功率大小。
6．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】功率大小的比较；功的概念
【解析】【解答】先后用同样的力，将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即W1 =W2 ，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即P1 =P2 ，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】根据W=Fs，判断力做功的多少；根据，判断功率的大小关系。
7．如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是
A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】AB、人从高处下降时，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大，故AB错误；
CD、下降到最低点时，人的速度减小为0，动能最小；高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，弹性势能最大，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】动能的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素：质量、高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。弹性势能的影响因素：弹性形变的程度，形变越大，势能越大。
8．2025年4月13日，人形机器人半程马拉松赛在北京成功举行，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．机器人水平匀速奔跑时，动能变大
B．机器人匀速转弯的过程中，受非平衡力的作用
C．机器人足底气囊体积变大，可以增大对地面的压强
D．机器人和技术团队一起水平匀速奔跑时，以技术团队为参照物，机器人是运动的
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；平衡状态的判断；减小压强的方法及其应用；参照物及其选择
【解析】【解答】 A．当机器人水平匀速奔跑时，他的质量不变，速度也不变，因此动能不变，故A错误；
B．机器人匀速转弯时，虽然速度大小不变，但是其运动方向发生了改变，即运动状态发生改变，所以此时机器人受到的是非平衡力的作用，故B正确；
C．当机器人足底气囊体积变大时，与地面的接触面积增大，可以减小对地面的压强，故C错误；
D．当机器人和技术团队一起水平匀速奔跑时，机器人相对于技术团队的位置没有发生变化，以技术团队为参照物，因此机器人是静止的，故D错误。
故选B。
【分析】 A.动能与物体的质量和速度有关；
B.当物体静止或匀速直线运动时，物体处于平衡状态，受到平衡力的作用；
C.减小压强的方法：减小压力或增大受力面积；
D.如果物体相对于参照物的位置没有发生变化，我们就说物体是静止的；否则，物体是运动的。
9．撑杆跳高是一项技术复杂的田径运动项目，其过程主要包括图示三个阶段。关于撑杆跳高涉及的物理知识，下列说法不正确的是（　　）
A．运动员在起跳前通过助跑获得较大的动能，这个动能转化为撑杆的弹性势能
B．运动员对撑杆施力，使其弯曲，撑杆同时将运动员弹起，说明力的作用是相互的
C．运动员在越过横杆后下落时，减小的动能转化为重力势能
D．撑杆在受到运动员的压力时发生弹性形变，在弹性限度内，形变越大，弹性势能越大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A、助跑阶段运动员速度增大，动能增大；撑杆起跳时，运动员的动能使撑杆发生弹性形变，动能转化为撑杆的弹性势能，故A正确，不符合题意；
B、力的作用是相互的，运动员对撑杆施加力的同时，撑杆也对运动员施加反作用力，将运动员弹起，故B正确，不符合题意；
C、运动员下落时，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此是重力势能转化为动能，故C错误，符合题意；
D、弹性势能与弹性形变程度有关，在弹性限度内，撑杆的形变越大，具有的弹性势能越大，故D正确，不符合题意。
故选：C。
【分析】（1）运动员助跑获得较大动能，撑杆起跳时动能转化为撑杆的弹性势能。
（2）运动员对撑杆施力使杆弯曲，撑杆同时对运动员施力将其弹起，说明力的作用是相互的。
（3）运动员越过横杆下落时，高度降低、速度增大，是重力势能转化为动能，而非动能转化为重力势能。
（4）撑杆发生弹性形变，在弹性限度内，形变越大，弹性势能越大。
10．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，点是运动员由最高点开始自由下落的起始位置，点是蹦床不发生形变时的位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等的位置，点是运动员到达的最低位置。若忽略空气阻力，则（　　）
A．在点时，运动员受力平衡
B．从点到点的过程中，运动员的重力势能一直减小
C．从点到点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小
D．从点到点的过程中，在点处运动员的动能最大
【答案】B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；平衡状态的判断
【解析】【解答】 A． 在 O 点时，运动员仅受重力作用（忽略空气阻力），受力不平衡，处于加速下落状态，故A错误；
B． 重力势能的大小与质量和高度有关。从 A 点到 C 点的过程中，运动员的高度持续降低，因此重力势能一直减小 ，故B正确；
C． 弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，形变越大，弹性势能越大。从 A 点到 C 点，蹦床的形变程度逐渐增大，因此弹性势能一直增大，故C错误；
D．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；运动员的质量不变，运动员的动能大小与速度有关，从O点到B点的过程中，运动员的速度一直在增大；在B点时，运动员受到的重力与弹力相等，合力为零，此时速度达到最大，动能最大；从B点到C点的过程中，弹力大于重力，运动员做减速运动，速度减小，动能减小；到达C点时，速度为零，动能为零，故D错误。
故选：B。
【分析】（1）物体合力为零时才是平衡状态；
（2）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；
（3）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；
（4）蹦床由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。
二、多选题（每题3分，共9分）
11．如图所示，在荡秋千时（不计能量损失），下列说法正确的是
A．经过最低点时，动能最大
B．到达最高点时，机械能最大
C．整个过程动能与重力势能之和不变
D．在向上摆的过程中，重力势能转化为动能
【答案】A,C
【知识点】动能与势能的应用；机械能及其转化
【解析】【解答】 解：A、荡秋千时，当人向最低点下摆时，其质量不变，速度变大，故动能变大，即到达最低点速度最大，动能最大，故A正确；
BC、不计能量损失，人和秋千运动过程中动能和重力势能的总和不变，即机械能是守恒的，故B错误，C正确；
D、在向上摆动过程中，动能减小，重力势能增大，此过程动能转化为重力势能，故D错误。
故选：AC。
【分析】 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；
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；
在一定条件下，动能和势能可以相互转化，不计能量损失，机械能守恒。
12．“低碳出行，骑行天下”。下列有关自行车骑行的说法，正确的是
A．下陡坡时不用蹬速度也会越来越快，是因为重力势能转化为动能
B．上坡时加紧蹬几下，是为了增大自行车的惯性
C．停止蹬自行车，它会慢慢停下来，说明力可以改变物体的运动状态
D．刹车时用力捏车闸，是通过增大压力的方法来增大摩擦的
【答案】A,C,D
【知识点】机械能及其转化；力的作用效果；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、下陡坡时，自行车的高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，所以不用蹬速度也会越来越快，故A正确；
B、惯性的大小只与物体的质量有关，上坡时加紧蹬几下，自行车的质量不变，惯性不变，加紧蹬几下是为了增大自行车的动能，故B错误；
C、停止蹬自行车，它会慢慢停下来，是因为受到摩擦力的作用，摩擦力改变了自行车的运动状态，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D、刹车时用力捏车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法来增大摩擦的，故D正确。
故答案为：ACD。
【分析】动能大小的影响因素是质量和速度，重力势能大小的影响因素是质量和高度，二者可以相互转化；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，其大小只与物体的质量有关；力的作用效果有两个：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态；增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度。
13．用弹簧测力计两次水平控同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是
A．图甲中木块受到的拉力为3.2N
B．木块第一次和第二次速度之比为2：1
C．木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1
D．相同时间内拉力两次对木块做功之比为1：1
【答案】B,C
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；摩擦力的大小；功的计算及应用
【解析】【解答】 解：A、从图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为3.4N，即图甲中木块受到的拉力为3.4N，故A错误；
B、从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，第一次8s运动路程为40m，第二次8s运动路程为20m，由可知时间一定，速度与路程成正比，即v1：v2=s1：s2=40m：20m=2：1，故B正确；
C、两次接触面的粗糙程度相同、压力相同，摩擦力相同，即木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1，故C正确；
D、从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力相同，故拉力也相同，
由B可知相同时间内的路程之比为s1：s2=2：1，根据W=Fs可得W1：W2=2：1，故D错误。
故选：BC。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数；
(2)根据图象分析得出速度之比；
(3)影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度；
(4)根据W=Fs进行分析。
三、填空题（每空2分，共20分）
14．图甲是运动员在2022 年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图乙所示。运动员在空中　 　(选填“能”或“不能”)达到与A点高度相同的C点，这是因为　 　。
【答案】不能；运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小
【知识点】动能和势能的概念；动能与势能的应用
【解析】【解答】解：滑雪跳台训练中，因为存在阻力，运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小，所以不能达到和A点等高的C处。
故答案为：不能；运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小。
【分析】 考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。
15．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在　 　点最大，B点重力势能的大小　 　E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是　 　（选填“变化”或“不变”）的。
【答案】C；等于；变化
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】图乙中，过山车在B点高度最高，重力势能最大，重力势能转化为动能，在C点动能最大。
图乙中，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上，大小相等。
运动中需要克服摩擦及空气阻力，一部分机械能转化为内能，则过山车的机械能是变化的。
【分析】运动的物体质量一定，速度越大，动能越大，高度越高，重力势能越大；物体运动时，克服阻力，机械能减小。
16．如图所示，用手旋转“橡皮筋动力车”的扇叶，将橡皮筋拧紧，使橡皮筋具有了　 　（选填“动”“重力势”或“弹性势”）能；松手后，橡皮筋将获得的能量转化为扇叶的　 　（选填“动”“重力势”或“弹性势”）能，扇叶快速转动，小车沿水平地面运动起来，小车的重力势能　 　（选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】弹性势；动；不变
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】 将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的弹性势能转化为扇叶的动能，扇叶快速转动，小车运动起来。
小车沿水平地面运动起来，小车的质量和高度不变，重力势能与质量和高度有关，小车的重力势能不变。
故答案为：弹性势；动；不变。【分析】（1）物体由于发生弹性形变所具有的能量叫弹性势能；物体由于运动所具有的能量叫动能。
（2）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。
四、实验探究题（每空2分，共12分）
17．小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验与探究：让系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。已知该轻质橡皮筋每受到0.2N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别为：ha=0.4m、hb=0.6m、hc=0.9m。（不计空气阻力）
（1）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为　 　（选填“va”、“vb”或“0”），此时，小球处于　 　状态（选填“平衡”或“非平衡）；
（2）从A点运动到B点过程中小球的动能　 　，小球的机械能　 　（选填“变大”、“变小”或者“不变”）。
【答案】（1）0；非平衡
（2）变大；变小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】（1）图丙中，当橡皮筋的伸长量最大时，小球下落高度为，其速度为0。
图乙中，小球下落中，开始橡皮筋没有伸长，在A处的拉力为0，橡皮筋长度是原长，小球只受到竖直向下的重力作用，继续加速向下运动，橡皮筋伸长，竖直向上的弹力变大，当橡皮筋的弹力增大到等于重力时，速度达到最大值，即到达B点；小球继续向下运动，重力小于弹力，合力的方向竖直向上，小球做减速运动，到达C点时，速度为0，弹力最大，小球处于非平衡状态。
（2）从A点运动到B点时，小球的质量不变，速度变大，则动能变大；从A点运动到B点，橡皮筋逐渐伸长，弹性势能增大，则小球的机械能转化为橡皮筋的弹性势能，小球的机械能变小。
【分析】（1）结合图像，当物体的距离不变，是静止的；弹簧的形变长度越大， 弹性势能越大；
（2）运动的物体克服摩擦力，消耗机械能，机械能减小。
（1）[1]由图丙知，当橡皮筋的伸长量最大时，即小球下落高度为时，其速度为0。
[2]小球下落中，开始橡皮筋没有伸长，由图乙知，在A处受到的拉力为0，说明此时橡皮筋长度等于原长，此时，小球只受到竖直向下的重力作用，继续加速向下运动，橡皮筋逐渐伸长，竖直向上的弹力逐渐变大，当橡皮筋的弹力增大到等于重力时，速度达到最大值，即到达B点；之后小球继续向下运动，但重力小于弹力，合力的方向竖直向上，小球做减速运动，到达C点时，速度为0，此时弹力最大，故小球处于非平衡状态。
（2）[1][2]由（1）中分析可知，从A点运动到B点过程中小球的质量不变，速度变大，则动能变大；从A点运动到B点过程中橡皮筋逐渐伸长，弹性势能增大，则小球的机械能转化为橡皮筋的弹性势能，所以小球的机械能变小。
18．如图所示是探究影响重力势能大小因素的实验。实验器材有：体积较大的透明容器，两块实心铁块A、B（mA（1）实验中根据　 　来判断铁块重力势能的大小；
（2）从高楼上向下抛丢垃圾，物体越高，破坏性越大，这是一种不文明行为。图中可以解释这一现象的是　 　（选填“甲”或“乙”）实验。
【答案】（1）小方桌腿陷入沙子的深度
（2）甲
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】探究重力势能大小的影响因素时，
（1）实验中，重力势能不同，小方桌陷入深度不同，根据小方桌腿陷入沙子的深度来判断铁块重力势能的大小。
（2）物体的重力势能与质量、高度有关，高空抛物危害大，是物体高度越高，重力势能越大，图甲中铁块释放的高度不同，探究物体的重力势能与高度的关系，可解释高楼上向下抛物体，破坏性越大的现象。
【分析】（1）提供物体下陷的深度，反应重力势能的大小；
（2）质量一定时，物体下落的高度越大，重力势能越大，破坏性越大。
（1）根据转换法，实验中根据小方桌腿陷入沙子的深度来判断铁块重力势能的大小。
（2）物体的重力势能与质量、高度有关，高空抛物导致的危害大，主要原因是物体质量一定时，所在高度越高，重力势能越大，物体下落时重力势能转化成的动能越大，破坏性越大。图甲中只有铁块释放的高度不同，探究的是物体的重力势能与高度的关系，所以可以解释“从高楼上向下抛丢垃圾，物体越高，破坏性越大” 这一现象的是甲实验。
五、计算题（共7分）
19．如图所示，某款机器人重800N，在某次测试中，该机器人先用100N的力在2s内将箱子匀速抬高1m，随后托着箱子在水平地面上以恒定速度运动20s，前进30m，已知该机器人受到的阻力为其对地面压力的0.05倍，求：
（1）机器人对箱子做的功；
（2）机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率。
【答案】（1）解：机器人对箱子做的功为；
（2）解：用100牛的力将箱子匀速向上抬高，此时箱子箱子受到的重力和向上的提力是一对平衡力吗，即二者大小相等，
则箱子所受的重力为；
机器人在水平地面上运动时对地面的压力为；
机器人在水平地面上匀速运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，
则牵引力为；
已知机器人在水平地面上以恒定速度运动20s，前进30m，
则水平方向的速度为；
机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率为。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据W=Fs得到机器人对箱子做的功；
（2）根据机器人受到的阻力始终为其重力的0.05倍求出机器人受到的阻力，根据二力平衡条件求出机器人的牵引力，根据得到机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率。
（1）机器人对箱子施加的力是竖直向上的，将箱子匀速抬高1m，因此在竖直方向上对箱子做功，则机器人对箱子做的功为
（2）用100牛的力将箱子匀速向上抬高，此时箱子处于平衡状态，箱子受到的重力和向上的提力是一对平衡力、大小相等，则箱子所受的重力为
机器人在水平地面上运动时对地面的压力为
机器人在水平地面上匀速运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，则牵引力为
已知机器人在水平地面上以恒定速度运动20s，前进30m，则水平方向的速度为
机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率为
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
20．阅读以下材料，回答相应问题：
研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。现有一小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如1图所示，小球从A点静止释放，在从A到C的运动过程中，动能大小的变化情况是　 　 ，若小球到达C点时所受外力突然消失，小球将　 　（选填“静止”或“做匀速直线运动”）；如考虑轨道摩擦力，小球　 　到达C点（选填“能”或“不能”）；
（2）若将BC段改为水平光滑轨道，如2图所示，小球仍从A点静止释放，则小球在B点的速度　 　M点速度，小球经过M点时的机械能　 　A点的机械能（两空均选填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，不计空气阻力，则小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是（　　）（选填字母序号）。
A． B．
C． D．
【答案】（1）先变大后变小；静止；不能
（2）等于；等于
（3）B
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】（1）从A运动到装置底部的过程中，重力势能转化为动能，从装置底部运动到C的过程中，动能转化为重力势能，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零，外力突然消失，由牛顿第一定律可知，小球将保持静止状态。考虑轨道摩擦力，运动过程中机械能一部分转化为内能，将减小，不能到达与A等高的C点。
（2）将轨道BC段改为水平，在没有空气阻力的情况下，运动过程中只有小球重力势能与动能之间的转化，机械能守恒，B点小球速度等于M点速度，M点时的机械能等于A点的机械能。
（3）重力势能的计算公式为Ep＝mgh，一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，高度增大，质量不变，重力势能与高度成正比，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
（1）[1][2]从A运动到装置底部的过程中，小球的重力势能转化为动能，动能变大，从装置底部运动到C的过程中，小球的动能转化为重力势能，动能变小，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零，此时若所受外力突然消失，由牛顿第一定律可知，小球将静止。
[3]如考虑轨道摩擦力，运动过程中机械能将减小，小球不能到达与A等高的C点。
（2）[1][2]若将轨道BC段改为水平，小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动，运动过程中只有小球重力势能与动能之间的转化，所以机械能守恒，故B点小球速度等于M点速度，小球经过M点时的机械能等于A点的机械能。
（3）重力势能的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为Ep＝mgh，一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动过程中，高度增大，质量不变，重力势能与高度成正比，小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是过坐标原点的一条直线，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
七、综合题（每空2分，共14分）
21．如图摆线的长L 相同，小球A、B的质量 悬线与竖直方向的夹角
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的　 　无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块 C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较　 　反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫　 　；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与　 　有关；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它的运动状态是　 　；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能　 　(选填“相等”或“不相等”)，该方案　 　(选填“正确”或“错误”)，理由是　 　。
【答案】（1）质量
（2）木块C在水平面上滑行的距离；转换法
（3）速度
（4）保持匀速直线运动状态
（5）相等；错误；探究动能与质量的关系时，需要控制小球的速度相同、改变质量。而弹簧压缩相同程度弹出不同质量的小球时，小球的速度并不相同（质量大的速度小，质量小的速度大），没有控制变量。
【知识点】动能和势能的概念；探究影响物体动能大小的因素；机械能及其转化；阻力对物体运动影响的探究实验；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)小球A、B质量不同（mA(2)通过比较木块C在水平面上滑行的距离来反映小球动能大小。滑行越远，动能越大。
这种方法叫转换法（将不易直接测量的动能转换为容易测量的滑行距离）。
(3)乙、丙两图中小球质量相同，但释放高度不同（ ），导致到达最低点的速度不同。
丙图中木块滑行更远，说明动能更大。结论：小球的动能大小与速度有关（质量相同时，速度越大，动能越大）。
(4)若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后水平方向不受摩擦力。
根据牛顿第一定律，它将保持匀速直线运动状态。结论：木块C的运动状态是保持匀速直线运动状态（或“以恒定速度一直运动下去”）。
(5)将同一弹簧压缩相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化为小球的动能也相同。因此，撞击木块时小球的动能相等。该方案是错误的。
理由是：探究动能与质量的关系时，需要控制小球的速度相同、改变质量。而弹簧压缩相同程度弹出不同质量的小球时，小球的速度并不相同（质量大的速度小，质量小的速度大），没有控制变量。
故答案为：（1）质量；（2）木块C在水平面上滑行的距离；转换法；（3）速度；（4）保持匀速直线运动状态；（5）相等；错误；探究动能与质量的关系时，需要控制小球的速度相同、改变质量。而弹簧压缩相同程度弹出不同质量的小球时，小球的速度并不相同（质量大的速度小，质量小的速度大），没有控制变量。
【分析】1、单摆运动规律：摆长相同、释放角度相同时，小球摆动到最低点的速度与质量无关。
2、动能的影响因素：动能大小与物体的质量和速度有关。
3、转换法与控制变量法：转换法：通过木块滑行距离反映动能大小。
控制变量法：探究动能与质量的关系时，需控制速度相同；探究动能与速度的关系时，需控制质量相同。
4、牛顿第一定律（惯性定律）：物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。
5、弹性势能与动能的转化：同一弹簧压缩程度相同时，弹性势能相同，转化的动能也相同。
1 / 1人教版八年级下册 第十一章 《功和机械能》单元测试 提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．下列情况中人对物体做功大约是 1J 的是
A．用 1N 竖直向上的力端着盘子水平移动 1m
B．托着两个鸡蛋竖直举高 1m
C．用 20N 的水平推力推着购物车水平移动 0.5m
D．提着 5kg 的大米从一楼上到三楼
2．掷实心球是广州体育中考选考项目之一，如图所示的是某学生投掷实心球的过程，下列选项中该学生对实心球做了功的是（　　）
A．手持实心球静止站立 B．用力挥动实心球过程
C．实心球被掷出后在空中飞行 D．实心球落地后在地面滚动
3．如图所示，老师正在给小施讲解垃圾分类的知识，下列各环节中小施对瓶子做功的是（　　）
A．从地上拾起瓶子
B．拿着瓶子在水平方向上匀速运动
C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动
D．瓶子离开手后掉落桶中
4．下列说法正确的是（　　）
A．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大
B．甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大
C．功率大的机器比功率小的机器做的功多
D．由可知，功率跟功成正比，所以只要做的功多，功率就大
5．如图两名运动员，甲比乙高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则
A．甲、乙对杠铃做功相等，乙的功率大
B．乙对杠铃做功较多，功率较小
C．甲对杠铃做功较多，甲、乙功率相等
D．甲对杠铃做功较多，功率较大
6．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是
A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大
8．2025年4月13日，人形机器人半程马拉松赛在北京成功举行，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．机器人水平匀速奔跑时，动能变大
B．机器人匀速转弯的过程中，受非平衡力的作用
C．机器人足底气囊体积变大，可以增大对地面的压强
D．机器人和技术团队一起水平匀速奔跑时，以技术团队为参照物，机器人是运动的
9．撑杆跳高是一项技术复杂的田径运动项目，其过程主要包括图示三个阶段。关于撑杆跳高涉及的物理知识，下列说法不正确的是（　　）
A．运动员在起跳前通过助跑获得较大的动能，这个动能转化为撑杆的弹性势能
B．运动员对撑杆施力，使其弯曲，撑杆同时将运动员弹起，说明力的作用是相互的
C．运动员在越过横杆后下落时，减小的动能转化为重力势能
D．撑杆在受到运动员的压力时发生弹性形变，在弹性限度内，形变越大，弹性势能越大
10．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，点是运动员由最高点开始自由下落的起始位置，点是蹦床不发生形变时的位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等的位置，点是运动员到达的最低位置。若忽略空气阻力，则（　　）
A．在点时，运动员受力平衡
B．从点到点的过程中，运动员的重力势能一直减小
C．从点到点的过程中，蹦床的弹性势能一直减小
D．从点到点的过程中，在点处运动员的动能最大
二、多选题（每题3分，共9分）
11．如图所示，在荡秋千时（不计能量损失），下列说法正确的是
A．经过最低点时，动能最大
B．到达最高点时，机械能最大
C．整个过程动能与重力势能之和不变
D．在向上摆的过程中，重力势能转化为动能
12．“低碳出行，骑行天下”。下列有关自行车骑行的说法，正确的是
A．下陡坡时不用蹬速度也会越来越快，是因为重力势能转化为动能
B．上坡时加紧蹬几下，是为了增大自行车的惯性
C．停止蹬自行车，它会慢慢停下来，说明力可以改变物体的运动状态
D．刹车时用力捏车闸，是通过增大压力的方法来增大摩擦的
13．用弹簧测力计两次水平控同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是它运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是
A．图甲中木块受到的拉力为3.2N
B．木块第一次和第二次速度之比为2：1
C．木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1
D．相同时间内拉力两次对木块做功之比为1：1
三、填空题（每空2分，共20分）
14．图甲是运动员在2022 年北京冬奥会自由式滑雪大跳台训练的情景。运动员从60m高的跳台上的A点自由滑下，从B点冲出，如图乙所示。运动员在空中　 　(选填“能”或“不能”)达到与A点高度相同的C点，这是因为　 　。
15．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在　 　点最大，B点重力势能的大小　 　E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是　 　（选填“变化”或“不变”）的。
16．如图所示，用手旋转“橡皮筋动力车”的扇叶，将橡皮筋拧紧，使橡皮筋具有了　 　（选填“动”“重力势”或“弹性势”）能；松手后，橡皮筋将获得的能量转化为扇叶的　 　（选填“动”“重力势”或“弹性势”）能，扇叶快速转动，小车沿水平地面运动起来，小车的重力势能　 　（选填“增大”“不变”或“减小”）。
四、实验探究题（每空2分，共12分）
17．小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验与探究：让系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。已知该轻质橡皮筋每受到0.2N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别为：ha=0.4m、hb=0.6m、hc=0.9m。（不计空气阻力）
（1）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为　 　（选填“va”、“vb”或“0”），此时，小球处于　 　状态（选填“平衡”或“非平衡）；
（2）从A点运动到B点过程中小球的动能　 　，小球的机械能　 　（选填“变大”、“变小”或者“不变”）。
18．如图所示是探究影响重力势能大小因素的实验。实验器材有：体积较大的透明容器，两块实心铁块A、B（mA（1）实验中根据　 　来判断铁块重力势能的大小；
（2）从高楼上向下抛丢垃圾，物体越高，破坏性越大，这是一种不文明行为。图中可以解释这一现象的是　 　（选填“甲”或“乙”）实验。
五、计算题（共7分）
19．如图所示，某款机器人重800N，在某次测试中，该机器人先用100N的力在2s内将箱子匀速抬高1m，随后托着箱子在水平地面上以恒定速度运动20s，前进30m，已知该机器人受到的阻力为其对地面压力的0.05倍，求：
（1）机器人对箱子做的功；
（2）机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率。
六、科普阅读题（每空2分，共12分）
20．阅读以下材料，回答相应问题：
研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。现有一小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如1图所示，小球从A点静止释放，在从A到C的运动过程中，动能大小的变化情况是　 　 ，若小球到达C点时所受外力突然消失，小球将　 　（选填“静止”或“做匀速直线运动”）；如考虑轨道摩擦力，小球　 　到达C点（选填“能”或“不能”）；
（2）若将BC段改为水平光滑轨道，如2图所示，小球仍从A点静止释放，则小球在B点的速度　 　M点速度，小球经过M点时的机械能　 　A点的机械能（两空均选填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，不计空气阻力，则小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是（　　）（选填字母序号）。
A． B．
C． D．
七、综合题（每空2分，共14分）
21．如图摆线的长L 相同，小球A、B的质量 悬线与竖直方向的夹角
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的　 　无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块 C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较　 　反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫　 　；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与　 　有关；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它的运动状态是　 　；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能　 　(选填“相等”或“不相等”)，该方案　 　(选填“正确”或“错误”)，理由是　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】 A.根据题意可知，用1N竖直向上的力端着盘子水平移动1m，则盘子没有在这个力的方移动距离，所以该力不做功，即做功为0J，故A错误；
B.根据生活经验可知，一斤鸡蛋500g，大约有10个左右，则两个鸡蛋的质量约为100g=0.1kg。托着两个鸡蛋的力F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N，那么将两个简单竖直举高1m做的功：W=Fs=1N×1m=1J，故B正确；
C.根据题意可知，用20N的水平推力推着购物车水平移动0.5m，推力做功：W=Fs=20N×0.5m=10J，故C错误；
D.5kg大米的重力为G=mg=5kg×10N/kg=50N，从一楼上到三楼上升高度约为：3m×2=6m，则对对大米做功：W=Gh=mgh=50Ng×6m=300J，故D错误。
故选B。
【分析】根据W=Fs计算人对物体做的功的大小。
2．【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A．手持实心球静止站立时，实心球受到向上的支持力，但实心球没有向上的方向上移动距离，所以学生对实心球没有做功，故A不符合题意；
B．用力挥动实心球的过程中，学生对实心球施加了力，实心球在力的方向上移动了一段距离，满所以学生对实心球做了功，故B符合题意；
C．实心球被掷出后在空中飞行，此时学生的手已经与球分离，不再对球施加力的作用，所以学生对实心球没有做功，故C不符合题意；
D．实心球落地后在地面滚动，学生没有对实心球施加力的作用，所以学生对实心球没有做功，故D不符合题意。
故选B。
【分析】做功必须满足两个必要条件：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上移动了一段距离。
3．【答案】A
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A．拾起瓶子时，人对瓶子有向上的力，瓶子向上移动了距离，则力对瓶子做了功，故A符合题意；
B．沿水平方向匀速运动时，人对瓶子施加一个向上的力，瓶子在水平方向上移动了距离，移动的距离和受力方向不一致，力对瓶子没有做功，故B不符合题意；
C．拿着瓶子站在垃圾桶旁不动时，有向上的力，瓶子没有移动距离，力对瓶子没有做功，故C不符合题意；
D．瓶子掉落时，瓶子向下移动了距离，但人对瓶子没有力，人对瓶子不做功，故D不符合题意。
故选A。
【分析】力对物体做功的条件是：物体受力，且在力的方向移动距离。
4．【答案】B
【知识点】功率的概念
【解析】【解答】ACD.功率是表示物体做功快慢的物理量，由可知，功率的大小与做功的多少和做功的时间有关，故ACD错误；
B.在相同的时间内，做功越多，功率越大，所以甲每小时做的功比乙多，甲的功率就比乙大，故B正确。
故选B。
【分析】功率是表示物体做功快慢的物理量，由可知，功率的大小与做功的多少和做功的时间有关。
5．【答案】D
【知识点】功率大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】举杠铃时，克服杠铃的重力做功，由于杠铃的质量相等，甲比乙高，根据W=Gh可知，甲做功较多；甲、乙举杠铃所用的时间相等，根据可知，甲的功率较大，故ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】根据W=Gh分析比较做功多少；根据分析比较功率大小。
6．【答案】C
【知识点】功率大小的比较；功的概念
【解析】【解答】先后用同样的力，将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即W1 =W2 ，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即P1 =P2 ，故ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】根据W=Fs，判断力做功的多少；根据，判断功率的大小关系。
7．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素
【解析】【解答】AB、人从高处下降时，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大，故AB错误；
CD、下降到最低点时，人的速度减小为0，动能最小；高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，弹性势能最大，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】动能的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素：质量、高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。弹性势能的影响因素：弹性形变的程度，形变越大，势能越大。
8．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；平衡状态的判断；减小压强的方法及其应用；参照物及其选择
【解析】【解答】 A．当机器人水平匀速奔跑时，他的质量不变，速度也不变，因此动能不变，故A错误；
B．机器人匀速转弯时，虽然速度大小不变，但是其运动方向发生了改变，即运动状态发生改变，所以此时机器人受到的是非平衡力的作用，故B正确；
C．当机器人足底气囊体积变大时，与地面的接触面积增大，可以减小对地面的压强，故C错误；
D．当机器人和技术团队一起水平匀速奔跑时，机器人相对于技术团队的位置没有发生变化，以技术团队为参照物，因此机器人是静止的，故D错误。
故选B。
【分析】 A.动能与物体的质量和速度有关；
B.当物体静止或匀速直线运动时，物体处于平衡状态，受到平衡力的作用；
C.减小压强的方法：减小压力或增大受力面积；
D.如果物体相对于参照物的位置没有发生变化，我们就说物体是静止的；否则，物体是运动的。
9．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A、助跑阶段运动员速度增大，动能增大；撑杆起跳时，运动员的动能使撑杆发生弹性形变，动能转化为撑杆的弹性势能，故A正确，不符合题意；
B、力的作用是相互的，运动员对撑杆施加力的同时，撑杆也对运动员施加反作用力，将运动员弹起，故B正确，不符合题意；
C、运动员下落时，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此是重力势能转化为动能，故C错误，符合题意；
D、弹性势能与弹性形变程度有关，在弹性限度内，撑杆的形变越大，具有的弹性势能越大，故D正确，不符合题意。
故选：C。
【分析】（1）运动员助跑获得较大动能，撑杆起跳时动能转化为撑杆的弹性势能。
（2）运动员对撑杆施力使杆弯曲，撑杆同时对运动员施力将其弹起，说明力的作用是相互的。
（3）运动员越过横杆下落时，高度降低、速度增大，是重力势能转化为动能，而非动能转化为重力势能。
（4）撑杆发生弹性形变，在弹性限度内，形变越大，弹性势能越大。
10．【答案】B
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；平衡状态的判断
【解析】【解答】 A． 在 O 点时，运动员仅受重力作用（忽略空气阻力），受力不平衡，处于加速下落状态，故A错误；
B． 重力势能的大小与质量和高度有关。从 A 点到 C 点的过程中，运动员的高度持续降低，因此重力势能一直减小 ，故B正确；
C． 弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，形变越大，弹性势能越大。从 A 点到 C 点，蹦床的形变程度逐渐增大，因此弹性势能一直增大，故C错误；
D．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；运动员的质量不变，运动员的动能大小与速度有关，从O点到B点的过程中，运动员的速度一直在增大；在B点时，运动员受到的重力与弹力相等，合力为零，此时速度达到最大，动能最大；从B点到C点的过程中，弹力大于重力，运动员做减速运动，速度减小，动能减小；到达C点时，速度为零，动能为零，故D错误。
故选：B。
【分析】（1）物体合力为零时才是平衡状态；
（2）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；
（3）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；
（4）蹦床由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。
11．【答案】A,C
【知识点】动能与势能的应用；机械能及其转化
【解析】【解答】 解：A、荡秋千时，当人向最低点下摆时，其质量不变，速度变大，故动能变大，即到达最低点速度最大，动能最大，故A正确；
BC、不计能量损失，人和秋千运动过程中动能和重力势能的总和不变，即机械能是守恒的，故B错误，C正确；
D、在向上摆动过程中，动能减小，重力势能增大，此过程动能转化为重力势能，故D错误。
故选：AC。
【分析】 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；
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；
在一定条件下，动能和势能可以相互转化，不计能量损失，机械能守恒。
12．【答案】A,C,D
【知识点】机械能及其转化；力的作用效果；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、下陡坡时，自行车的高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，所以不用蹬速度也会越来越快，故A正确；
B、惯性的大小只与物体的质量有关，上坡时加紧蹬几下，自行车的质量不变，惯性不变，加紧蹬几下是为了增大自行车的动能，故B错误；
C、停止蹬自行车，它会慢慢停下来，是因为受到摩擦力的作用，摩擦力改变了自行车的运动状态，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D、刹车时用力捏车闸，是在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力的方法来增大摩擦的，故D正确。
故答案为：ACD。
【分析】动能大小的影响因素是质量和速度，重力势能大小的影响因素是质量和高度，二者可以相互转化；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，其大小只与物体的质量有关；力的作用效果有两个：一是改变物体的形状，二是改变物体的运动状态；增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度。
13．【答案】B,C
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；摩擦力的大小；功的计算及应用
【解析】【解答】 解：A、从图甲知，弹簧测力计的分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为3.4N，即图甲中木块受到的拉力为3.4N，故A错误；
B、从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，第一次8s运动路程为40m，第二次8s运动路程为20m，由可知时间一定，速度与路程成正比，即v1：v2=s1：s2=40m：20m=2：1，故B正确；
C、两次接触面的粗糙程度相同、压力相同，摩擦力相同，即木块两次受到滑动摩擦力之比为1：1，故C正确；
D、从图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力相同，故拉力也相同，
由B可知相同时间内的路程之比为s1：s2=2：1，根据W=Fs可得W1：W2=2：1，故D错误。
故选：BC。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值读出弹簧测力计的示数；
(2)根据图象分析得出速度之比；
(3)影响摩擦力的因素：压力和接触面的粗糙程度；
(4)根据W=Fs进行分析。
14．【答案】不能；运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小
【知识点】动能和势能的概念；动能与势能的应用
【解析】【解答】解：滑雪跳台训练中，因为存在阻力，运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小，所以不能达到和A点等高的C处。
故答案为：不能；运动员在空中运动的过程中，需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能变小。
【分析】 考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。
15．【答案】C；等于；变化
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】图乙中，过山车在B点高度最高，重力势能最大，重力势能转化为动能，在C点动能最大。
图乙中，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上，大小相等。
运动中需要克服摩擦及空气阻力，一部分机械能转化为内能，则过山车的机械能是变化的。
【分析】运动的物体质量一定，速度越大，动能越大，高度越高，重力势能越大；物体运动时，克服阻力，机械能减小。
16．【答案】弹性势；动；不变
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】 将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的弹性势能转化为扇叶的动能，扇叶快速转动，小车运动起来。
小车沿水平地面运动起来，小车的质量和高度不变，重力势能与质量和高度有关，小车的重力势能不变。
故答案为：弹性势；动；不变。【分析】（1）物体由于发生弹性形变所具有的能量叫弹性势能；物体由于运动所具有的能量叫动能。
（2）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。
17．【答案】（1）0；非平衡
（2）变大；变小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】（1）图丙中，当橡皮筋的伸长量最大时，小球下落高度为，其速度为0。
图乙中，小球下落中，开始橡皮筋没有伸长，在A处的拉力为0，橡皮筋长度是原长，小球只受到竖直向下的重力作用，继续加速向下运动，橡皮筋伸长，竖直向上的弹力变大，当橡皮筋的弹力增大到等于重力时，速度达到最大值，即到达B点；小球继续向下运动，重力小于弹力，合力的方向竖直向上，小球做减速运动，到达C点时，速度为0，弹力最大，小球处于非平衡状态。
（2）从A点运动到B点时，小球的质量不变，速度变大，则动能变大；从A点运动到B点，橡皮筋逐渐伸长，弹性势能增大，则小球的机械能转化为橡皮筋的弹性势能，小球的机械能变小。
【分析】（1）结合图像，当物体的距离不变，是静止的；弹簧的形变长度越大， 弹性势能越大；
（2）运动的物体克服摩擦力，消耗机械能，机械能减小。
（1）[1]由图丙知，当橡皮筋的伸长量最大时，即小球下落高度为时，其速度为0。
[2]小球下落中，开始橡皮筋没有伸长，由图乙知，在A处受到的拉力为0，说明此时橡皮筋长度等于原长，此时，小球只受到竖直向下的重力作用，继续加速向下运动，橡皮筋逐渐伸长，竖直向上的弹力逐渐变大，当橡皮筋的弹力增大到等于重力时，速度达到最大值，即到达B点；之后小球继续向下运动，但重力小于弹力，合力的方向竖直向上，小球做减速运动，到达C点时，速度为0，此时弹力最大，故小球处于非平衡状态。
（2）[1][2]由（1）中分析可知，从A点运动到B点过程中小球的质量不变，速度变大，则动能变大；从A点运动到B点过程中橡皮筋逐渐伸长，弹性势能增大，则小球的机械能转化为橡皮筋的弹性势能，所以小球的机械能变小。
18．【答案】（1）小方桌腿陷入沙子的深度
（2）甲
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】探究重力势能大小的影响因素时，
（1）实验中，重力势能不同，小方桌陷入深度不同，根据小方桌腿陷入沙子的深度来判断铁块重力势能的大小。
（2）物体的重力势能与质量、高度有关，高空抛物危害大，是物体高度越高，重力势能越大，图甲中铁块释放的高度不同，探究物体的重力势能与高度的关系，可解释高楼上向下抛物体，破坏性越大的现象。
【分析】（1）提供物体下陷的深度，反应重力势能的大小；
（2）质量一定时，物体下落的高度越大，重力势能越大，破坏性越大。
（1）根据转换法，实验中根据小方桌腿陷入沙子的深度来判断铁块重力势能的大小。
（2）物体的重力势能与质量、高度有关，高空抛物导致的危害大，主要原因是物体质量一定时，所在高度越高，重力势能越大，物体下落时重力势能转化成的动能越大，破坏性越大。图甲中只有铁块释放的高度不同，探究的是物体的重力势能与高度的关系，所以可以解释“从高楼上向下抛丢垃圾，物体越高，破坏性越大” 这一现象的是甲实验。
19．【答案】（1）解：机器人对箱子做的功为；
（2）解：用100牛的力将箱子匀速向上抬高，此时箱子箱子受到的重力和向上的提力是一对平衡力吗，即二者大小相等，
则箱子所受的重力为；
机器人在水平地面上运动时对地面的压力为；
机器人在水平地面上匀速运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，
则牵引力为；
已知机器人在水平地面上以恒定速度运动20s，前进30m，
则水平方向的速度为；
机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率为。
【知识点】功率计算公式的应用；速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）根据W=Fs得到机器人对箱子做的功；
（2）根据机器人受到的阻力始终为其重力的0.05倍求出机器人受到的阻力，根据二力平衡条件求出机器人的牵引力，根据得到机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率。
（1）机器人对箱子施加的力是竖直向上的，将箱子匀速抬高1m，因此在竖直方向上对箱子做功，则机器人对箱子做的功为
（2）用100牛的力将箱子匀速向上抬高，此时箱子处于平衡状态，箱子受到的重力和向上的提力是一对平衡力、大小相等，则箱子所受的重力为
机器人在水平地面上运动时对地面的压力为
机器人在水平地面上匀速运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，则牵引力为
已知机器人在水平地面上以恒定速度运动20s，前进30m，则水平方向的速度为
机器人在水平地面上运动时牵引力做功的功率为
20．【答案】（1）先变大后变小；静止；不能
（2）等于；等于
（3）B
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】（1）从A运动到装置底部的过程中，重力势能转化为动能，从装置底部运动到C的过程中，动能转化为重力势能，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零，外力突然消失，由牛顿第一定律可知，小球将保持静止状态。考虑轨道摩擦力，运动过程中机械能一部分转化为内能，将减小，不能到达与A等高的C点。
（2）将轨道BC段改为水平，在没有空气阻力的情况下，运动过程中只有小球重力势能与动能之间的转化，机械能守恒，B点小球速度等于M点速度，M点时的机械能等于A点的机械能。
（3）重力势能的计算公式为Ep＝mgh，一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，高度增大，质量不变，重力势能与高度成正比，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
（1）[1][2]从A运动到装置底部的过程中，小球的重力势能转化为动能，动能变大，从装置底部运动到C的过程中，小球的动能转化为重力势能，动能变小，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零，此时若所受外力突然消失，由牛顿第一定律可知，小球将静止。
[3]如考虑轨道摩擦力，运动过程中机械能将减小，小球不能到达与A等高的C点。
（2）[1][2]若将轨道BC段改为水平，小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动，运动过程中只有小球重力势能与动能之间的转化，所以机械能守恒，故B点小球速度等于M点速度，小球经过M点时的机械能等于A点的机械能。
（3）重力势能的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为Ep＝mgh，一小球以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，向上运动过程中，高度增大，质量不变，重力势能与高度成正比，小球在向上运动的过程中小球的重力势能Ep与高度h图像应是过坐标原点的一条直线，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
21．【答案】（1）质量
（2）木块C在水平面上滑行的距离；转换法
（3）速度
（4）保持匀速直线运动状态
（5）相等；错误；探究动能与质量的关系时，需要控制小球的速度相同、改变质量。而弹簧压缩相同程度弹出不同质量的小球时，小球的速度并不相同（质量大的速度小，质量小的速度大），没有控制变量。
【知识点】动能和势能的概念；探究影响物体动能大小的因素；机械能及其转化；阻力对物体运动影响的探究实验；控制变量法与探究性实验方案
【解析】【解答】(1)小球A、B质量不同（mA(2)通过比较木块C在水平面上滑行的距离来反映小球动能大小。滑行越远，动能越大。
这种方法叫转换法（将不易直接测量的动能转换为容易测量的滑行距离）。
(3)乙、丙两图中小球质量相同，但释放高度不同（ ），导致到达最低点的速度不同。
丙图中木块滑行更远，说明动能更大。结论：小球的动能大小与速度有关（质量相同时，速度越大，动能越大）。
(4)若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后水平方向不受摩擦力。
根据牛顿第一定律，它将保持匀速直线运动状态。结论：木块C的运动状态是保持匀速直线运动状态（或“以恒定速度一直运动下去”）。
(5)将同一弹簧压缩相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化为小球的动能也相同。因此，撞击木块时小球的动能相等。该方案是错误的。
理由是：探究动能与质量的关系时，需要控制小球的速度相同、改变质量。而弹簧压缩相同程度弹出不同质量的小球时，小球的速度并不相同（质量大的速度小，质量小的速度大），没有控制变量。
故答案为：（1）质量；（2）木块C在水平面上滑行的距离；转换法；（3）速度；（4）保持匀速直线运动状态；（5）相等；错误；探究动能与质量的关系时，需要控制小球的速度相同、改变质量。而弹簧压缩相同程度弹出不同质量的小球时，小球的速度并不相同（质量大的速度小，质量小的速度大），没有控制变量。
【分析】1、单摆运动规律：摆长相同、释放角度相同时，小球摆动到最低点的速度与质量无关。
2、动能的影响因素：动能大小与物体的质量和速度有关。
3、转换法与控制变量法：转换法：通过木块滑行距离反映动能大小。
控制变量法：探究动能与质量的关系时，需控制速度相同；探究动能与速度的关系时，需控制质量相同。
4、牛顿第一定律（惯性定律）：物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。
5、弹性势能与动能的转化：同一弹簧压缩程度相同时，弹性势能相同，转化的动能也相同。
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