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功和机械能 章末测试题 2025-2026学年
下学期初中物理人教版（2024）八年级下册
一、单选题
1．如图所示，如图中阴影部分的面积与对应文字所描述的物理量不相符的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，某初三男生在做标准的引体向上动作。已知该生完成一次引体向上平均耗时2s。则他做引体向上的功率约为（　　）
A．1.5W B．150W
C．15W D．500W
3．如图所示，用甲、乙两台叉车分别搬运质量相同的货物、。货物、在货叉竖直方向上的力、的作用下运动，其动能随时间变化的关系图像如图丙所示，若货物、运动的速度分别为、，则（　　）
A．若搬运货物竖直运动时，对不做功
B．若搬运货物水平运动时，对不做功
C．
D．
4．某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后，最终静止下来。下列说法正确的是（　　）
A．滚摆下降时，它的动能先变大后变小
B．滚摆上升时，它的动能全部转化为重力势能
C．滚摆每次到达最低点，其动能都比上一次小
D．滚摆上下往复运动的过程中，它的机械能守恒
5．跳远是一项传统的体育运动项目。某同学参加跳远比赛的几个阶段如图所示，空气阻力不可忽略，则下列关于该同学在上述过程中，其能量变化的说法正确的是（　　）
A．加速助跑到起跳阶段，机械能保持不变
B．经过最高点时重力势能最大，动能为零
C．起跳后到最高点的过程中，重力势能增大，动能减小
D．从最高点下落过程中，动能转化为重力势能
6．如图所示是“研究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。下列说法正确的是（　　）
A．水平面越光滑越好
B．木块被撞的远近反映了钢球动能的大小
C．改变钢球在斜面上滚下时高度，是为了研究物体的动能跟高度的关系
D．用不同质量的小球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制
7．设在平直的公路上以一般速度行驶的自行车所受的阻力约为人和车重的0.02倍，则骑车人的功率最接近于（ ）
A．30瓦 B．100瓦 C．500瓦 D．1000瓦
8．水平面上的物体受到水平拉力F的作用，拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示，当时，将拉力F撤掉，整个过程中物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　）（提示：图像中图像与t轴围成图形的面积代表该时间段内物体运动的路程
A．内物体受到的摩擦力为4N B．内物体受到的摩擦力为6N
C．内物体受到的摩擦力为0N D．内物体克服摩擦力所做的功为4J
9．如图所示，质量为100kg的长方体货箱随履带式电梯的履带一起做匀速直线运动，运动过程中货箱始终与履带保持相对静止，电梯用时10s将货物运输至5m高的平台，履带长20m，g取10N/kg。下列说法正确的是（ ）
A．支持力对货物做的功为5000J
B．摩擦力对货物做的功为0J
C．货物与履带之间的摩擦力为0N
D．货物克服重力做功的功率为500W
10．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧，原长在O点。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是（　　）
A．图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力
B．因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的机械能总量不变
C．图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性作用
D．对比图甲和图乙，说明力可以使物体发生形变
11．物体在水平拉力的作用下，沿粗糙程度相同的水平面做直线运动，其运动图像如图所示。图像中OA段拉力对物体做的功和功率分别为和，AB段拉力对物体做的功和功率分别为和。根据图像分析可知（ ）
A．， B．，
C．， D．，
12．小明周末体验蹦极，从静止开始自由下落至第一次到达最低点的过程如图1，该过程中蹦极绳的弹力与时间关系如图2（空气阻力不计），下列分析正确的是（ ）
A．0~t2 整个过程中，小明的重力势能全部转化成动能
B．0~t1 过程中，小明的机械能不变
C．t1~t2 过程中，小明动能不断减少
D．t2~t3过程中，小明的机械能不变
二、填空题
13．在足球比赛中，如图所示，小星同学一脚将足球踢出，足球离脚后，脚对足球__________。足球在空中下落过程中，重力对足球__________。（均选填“做功”或“不做功”）
14．如图所示的“橡皮筋动力车”，旋转扇叶，将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的__________能转化为扇叶的__________能，扇叶快速转动，小车运动起来。当扇叶停止转动，小车仍能继续向前运动，小车具有__________。
15．甲机器10s内做功6000J，其功率为__________W。乙机器的功率为800W，说明乙机器做功比甲机器__________（选填“多”或“快”）。
16．在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱的速度随时间变化的图像如图所示。已知在内木箱受到的推力恒为150N，在内，木箱受到的推力的功率是__________W，内木箱受到的摩擦力是__________N（忽略空气阻力）。
17．下图是中国甲骨文中的“射”字，宛如搭弓射箭。人们拉弓使弓弦发生了__________形变，产生了弹力，放手后弓把箭射出，弓的弹性势能主要转化为箭的__________。
18．如图是某商场的自动扶梯，扶梯的部分几何尺寸如图所示。质量为40kg的小华站在该扶梯上从商场一楼到二楼，已知扶梯以的速度匀速上行，则扶梯对他做的功是__________J，对他做功的功率是__________W。（取）
19．“兄弟齐心，其利断金”，在某次劳动课上，李陆同学用的力水平向左推小车，刘湾同学用的力作用在该小车上，要使两人作用在小车上的力的效果最大，两个力的方向须__________。在两人共同作用下，10s内小车加速前行了5m，则此10s内两人作用在小车上的力做的总功为__________J。
20．如图是用吸管喝饮料的情景，假设吸管竖直，忽略杯中液面的变化，当吸管内液面上升时，饮料的重力势能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）；若饮料的密度为，吸管的横截面积为，则此过程中克服饮料的重力做的功为__________（写出表达式）。
三、实验题
21．跳绳是某市初中毕业生体育测试的项目之一。小东想利用所学的物理知识估测小明跳绳时克服重力做功的平均功率（不计绳重）。
(1)实验步骤
①用________________________测出小明的质量m；
②用刻度尺测出跳起的高度h（脚离地面的高度）；
③用秒表记录跳n次______________________________（填物理量及其对应的字母）。
(2)数据记录
小东设计的记录实验数据的表格如下表所示，请你将表格中横线处的内容补充完整。
小明的质量m/kg _________________ 跳n次所用的时间t/s 跳绳时克服重力做功的平均功率P/W
(3)分析与论证
①跳绳时克服重力做功的平均功率的表达式为P＝____________。
②若小明同学的质量为50kg，跳绳时腾空的平均高度约为5cm，1min跳了180次（g取10N/kg），则小明跳绳一次所做的功为________________J，lmin克服重力做功的平均功率为____________W。
③小明想要提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：_________________。
22．在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图甲所示，让同一个铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一个木块。
(1)该实验的目的是研究___________（选填“铁球”或“木块”）的动能大小与________________的关系。
(2)该实验是通过观察______________________来说明铁球对木块做功的多少，从而得出结论。这种研究方法是____________（选填“等效替代法”或“转换法”）。
(3)水平面太光滑或太粗糙，都不利于实验进行。水平面太光滑，木块被撞击后，滑行的距离______________；水平面太粗糙，木块被撞击后，滑行的距离__________________。（均选填“太长”或“太短”）
(4)课外兴趣小组对这个实验进行了研究和改进，装置器材有：中间有沟槽的木质轨道（如图乙，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接，沟槽较为光滑）、大小合适的铁球一个、轻质弹簧一个、刻度尺一把。利用这套器材进行实验时，可以通过比较________________________，来比较铁球动能的大小。
23．在探究弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
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。
为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同）、小球、木块和长刻度尺，设计了下图所示的实验装置，用来进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出的实验记录如下表：
实验次序 使用的弹簧 被弹簧压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离
1 弹簧A 4 s1
2 弹簧A 7 s2
3 弹簧B 4 s3
4 弹簧B 7 s4
(1)请将探究猜想一的方案补充完整。
a。将弹簧A、小球、木块按上图所示方式安装好。
b。压缩弹簧，使其长度为4cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离。
c。压缩弹簧，使其长度为____________，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离____________。
d。比较分析实验数据__________________，得出结论。
(2)为了探究猜想二，可选用实验次序为2和____________的数据进行比较分析。若____________，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
(3)有同学利用该装置来探究物体动能大小与哪些因素有关，设计了以下两个实验方案：
方案一：用同一个小球将同一个弹簧压缩至不同程度，由静止释放，撞击相同位置的同一个木块，比较木块被撞击后移动的距离。
方案二：用质量不同的小球将同一个弹簧压缩相同程度，由静止释放，撞击相同位置的同一个木块，比较木块被撞击后移动的距离。
该同学的两个方案中，能完成动能影响因素探究的是方案______________（选填“一”或“二”）。另一个方案无法完成的原因是：________________________________________。
24．建造房屋、桥梁时，总要在水泥中不同部位掺入适量钢筋。为探究水泥中钢筋掺入位置与掺入钢筋的直径是否会影响其牢固程度，兴趣小组制作了厚度、面积均相同的样品，用下图所示实验装置进行探究，探究时通过控制器让重锤从高处下落，对样品进行多次撞击直至样品下表面出现断裂，数据记录如下表。
实验次序 样品的厚度/cm 掺入钢筋的直径/mm 掺入位置 撞击次数
1 50 无钢筋 无 18
2 50 2.2 只掺入上部 21
3 50 2.2 只掺入中部 61
4 50 2.2 只掺入底部 117
5 50 1.6 只掺入底部 90
6 50 0,9 只掺入底部 60
(1)重锤撞击水泥样品时的动能是由____________能转化来的，样品的牢固程度可以通过比较样品断裂时所承受的________________________进行判断。
(2)通过比较___________三次实验数据，可以得出结论：将钢筋掺入水泥的___________部，样品最牢固。
(3)通过比较___________三次实验数据，可以得到样品的牢固程度和所掺入钢筋的直径有关。在其他情况相同时，掺入钢筋的直径越____________，样品越牢固。
(4)为了减少样品断裂前被撞击的次数，可采用的方法是_______________________________（合理即可）。
四、计算题
25．自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的水平路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为。小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时车受到的阻力为总重力的0.03。求：
(1)骑行时车对水平地面的压强。
(2)骑行过程中车动力做的功。
(3)骑行过程中车动力做功的功率。
26．“绿色出行，低碳生活。”新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。下图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，此过程中汽车牵引力做的功为。求满载时：（取）
(1)汽车的总重力。
(2)汽车匀速行驶时的速度。
(3)汽车匀速行驶时所受的牵引力。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B B C C B B D D D
题号 11 12
答案 D B
1．C
【详解】A．由图像可知，阴影部分的面积为密度与体积V的乘积，由可知，物体的质量，故A不符合题意；
B．由图像可知，阴影部分的面积为速度v与时间t的乘积，由可知，物体通过的路程，故B不符合题意；
C．由图像可知，横坐标表示时间t，纵坐标表示功W，横、纵坐标之积是功与时间之积，而功率是功与时间之比，故C符合题意；
D．由图像可知，阴影部分的面积为力F与路程s的乘积，由可知，该阴影部分面积表示物体做功的多少，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】由题意可知，中学生平均质量为50kg，由
每做一次标准的引体向上，其重心上升高度约为h=0.5m。则每次引体向上克服重力所做的功
则他做引体向上的功率约为，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．B
【详解】A．做功的两个必要因素是：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离；若搬运货物N竖直运动，力FN的方向竖直向上，则货物N在竖直方向上移动了距离，因此力FN对货物N做了功，故A不符合题意；
B．若搬运货物M水平运动，力FM的方向是竖直向上的，而货物M的运动方向是水平的，力的方向与运动方向垂直，根据做功的定义，力FM对货物M不做功，故B符合题意；
C．由图丙可知，货物M和N的动能均不随时间变化，说明它们都做匀速直线运动；从图中可以看出，货物N的动能大于货物M的动能，而动能与物体的质量和速度有关，在质量相同时，速度越大，则动能越大，所以可得 vN > vM，故C不符合题意；
D．两货物都做匀速直线运动，处于平衡状态；在竖直方向上，货物受到的支持力与自身的重力是一对平衡力，大小相等，因为两货物的质量相同，根据可得，它们的重力也相同，所以有FM=FN，故D不符合题意。
故选B。
4．C
【详解】A．滚摆下降时，其质量不变，但高度降低，因此重力势能减小。同时，由于滚摆开始运动，其速度逐渐增加，所以动能逐渐增大。故A错误；
B．滚摆向上运动的过程中，质量不变，速度减小，高度增大，则重力势能增加，动能减小，是动能转化为重力势能，由于需要克服空气阻力做功，存在能量损失，因此不可能将它的动能全部转化为重力势能，故B错误；
CD．滚摆上下往复运动的过程中，由于空气阻力的存在，存在能量损失，它的机械能不守恒，在逐渐减小，因此滚摆每次到达最低点，其动能都比上一次小，故C正确，D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．加速助跑至起跳过程中，速度越来越快，质量、高度不变，机械能会增大，故A错误；
B．运动员在最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，竖直速度为零，但水平方向仍有速度，因此动能不为零，故B错误；
C．起跳后到达到最高点的过程中，运动员高度上升，重力势能增大；同时速度减小，动能减小，故C正确；
D．从最高点下落时，重力势能转化为动能，不是动能转化为重力势能，故D错误。
故选 C。
6．B
【详解】AB．本实验的研究对象是钢球，实验研究的是钢球的动能大小；根据转换法，通过比较物块在同一水平面上被撞击的距离来比较钢球到达水平面时动能的大小，若水平面越光滑，物块的距离越长，不易操作，故A错误，B正确；
C．改变钢球在斜面上滚下时高度，钢球到达斜面底端的速度不同，钢球的质量不变，是为了探究动能与速度的关系，故C错误；
D．用不同质量的钢球进行实验得到的结论可以解释为什么要对机动车的最高质量进行限制，而不是速度进行限制，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】人的体重约为500N，自行车的重力约为100N，即人和车总重力约为600N，阻力约为人和车重的0.02倍，即阻力为
则自行车受到的牵引力为
自行车的速度一般约为8m/s，故由可得，骑车人的功率约为
所以最接近于100W，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
8．D
【详解】A．由图乙可知，内物体静止，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图甲可知内拉力为2N，则摩擦力为2N，故A错误；
BC．由图乙可知，内物体做加速运动，内物体做减速运动，受力不平衡，内物体做匀速直线运动，受力平衡，由图甲可知内拉力为4N，根据二力平衡，滑动摩擦力为4N。运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变，所以内和内物体受到的滑动摩擦力也为4N，故BC错误；
D．内物体做减速运动，图像中图像与t轴围成图形的面积代表该时间段内物体运动的路程，内物体运动的路程为
则内物体克服摩擦力所做的功为，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】A．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的距离。货物沿斜面方向运动，而支持力的方向与斜面垂直，货物在支持力的方向上没有移动距离，支持力对货物不做功，故A错误；
B．货物是在履带的带动下沿斜面匀速上升，货物与履带间存在沿斜面向上的摩擦力，且货物也在沿斜面向上运动，故摩擦力做功不为0，故B错误；
C．货箱随履带式电梯一起做匀速直线运动，且始终与履带保持相对静止，货箱在重力的作用下有向下运动的趋势，货箱与履带之间的摩擦力不为0N，故C错误；
D．货物克服重力所做的功W＝mgh＝100kg×10N/kg×5m＝5000J
则功率
故D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．图乙和丙中，圆筒对桌面的压力等于容器、弹簧和小球的总重力，所以两图中，圆筒对桌面的压力相等，故A错误；
B．因为筒壁光滑，小球从B点向上运动的过程中，小球的重力与弹簧的弹力对小球做功，小球的机械能变大，故B错误；
C．图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为小球具有惯性，保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误；
D．对比图甲和图乙可知，弹簧在小球的压力的作用下缩短，说明力可以使物体发生形变，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】由图像可知，物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面的压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，拉力相同，根据W=Fs可知，运动的距离越远，所做的功越大，由图可知，sOA>sAB，则WOA>WAB；由图像可知，OA段运动的时间tOA=6s，AB段运动的时间tAB=12s-6s=6s
则OA段和AB段运动的时间相同，都是6s，根据可知，相同时间，做的功越多，功率就越大，则POA>PAB；综上，WOA>WAB，POA>PAB，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
12．B
【详解】A．空气阻力不计，0~t1 过程中，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力为零，弹性势能为零，小明的重力势能全部转化为动能；t1~t2时间段内，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力变大，弹性势能增大；所以0~t1 过程中，小明的重力势能全部转化成动能；t1~t2时间段内，小明的重力势能全部转化成动能和弹性势能，故A错误；
B．空气阻力不计，0~t1 过程中，小明的速度一直在增大、动能增大，高度一直在减小、重力势能减小，绳子拉力为零，弹性势能为零，小明的重力势能全部转化为小明的动能，小明的机械能不变，故B正确；
C．t1~t2 过程中，小明速度一直增大，动能不断增大，故C错误；
D．t2~t3过程中，蹦极绳的弹力逐渐增大、弹性势能增大，该过程中小明的机械能转化为蹦极绳的弹性势能，因此小明的机械能减小，故D错误。
故选B。
13． 不做功 做功
【解析】略
14． 弹性势 动 惯性
【解析】略
15． 600 快
【解析】略
16． 150 150
【解析】略
17． 弹性 动能
【解析】略
18． 1200 120
【解析】略
19． 相同 1500
【详解】作用在同一直线上方向相同的两个力的合力，大小等于两力之和，此时两人作用在小车上的力的效果最大；两人的合力大小为，两人作用在小车上的力做的总功为。
20． 增大
【解析】略
21．(1) 电子秤（或体重计，合理即可） 所用的时间t
(2)跳起的高度h/m
(3) 25 75 降低跳起的高度（或减轻体重）
【解析】略
22．(1) 铁球 速度
(2) 木块移动的距离 转换法
(3) 太长 太短
(4)弹簧被压缩的程度
【详解】（1）[1][2]如图甲所示，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块时的速度不同，研究对象是铁球，所以该实验的目的是探究铁球的动能大小与速度的关系。
（2）[1][2]根据转换法，该实验是通过观察木块移动的距离来说明铁球对木块做功的多少，从而得出结论的，木块移动的距离越大，铁球的动能越大。
（3）[1][2]水平面太光滑或太粗糙，都不利于实验进行。太光滑，木块被撞击后，滑行的距离太长，太粗糙，木块被撞击后，滑行的距离太短，都不好进行比较。
（4）根据转换法，利用图乙中器材进行实验时，可以通过比较弹簧被压缩的程度的大小，来比较铁球动能的大小。
23．(1) 7cm 和
(2) 4
(3) 一 弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，木块最终移动的距离相同，无法比较动能大小
【详解】（1）[1][2][3]探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度是否有关时，应选择相同的弹簧，改变压缩的程度，比较小球被弹出后推动木块移动的距离，根据实验数据和得出结论。
（2）[1][2]为了探究猜想二，必须控制压缩程度相同，改变材料，可选用实验次序为2和4的实验数据。若，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
（3）[1][2]方案一可以研究小球的动能大小与速度的关系。方案二中，动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，将同一弹簧压缩相同程度，则弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，因此木块最终移动的距离相同，则方案二是不能完成实验探究的。
24．(1) 重力势 撞击次数
(2) 2、3、4 底
(3) 4、5、6 大
(4)增加重锤下落时的高度（或增加重锤质量）
【解析】【小题1】[1][2]将重锤通过控制器从某一高度处由静止释放，对水泥样品进行连续撞击，直至水泥样品断裂，故重锤撞击水泥样品时的动能是由重力势能转化来的；实验时通过水泥样品断裂时所承受的撞击次数来比较水泥样品的牢固程度。
【小题2】[1][2]由表中2、3、4三次实验数据可知，将钢筋掺入水泥的底部，样品最牢固。
【小题3】[1][2]分析比较4、5、6三次实验数据可知，样品的厚度、样品面积、水泥中钢筋掺入位置均相同时，掺入钢筋的直径不同，样品的牢固程度不同，且掺入钢筋的直径越大，水泥样品越牢固。
【小题4】为减少撞击次数，应增大重锤的重力势能，可增大重锤下落时的高度，或增加重锤质量。
25．(1)
(2)2100J
(3)105W
【详解】（1）小明的重力：
，
车对水平地面的压力：
，
骑行时车对水平地面的压强：
；
（2）骑行时自行车受到的阻力：
，
由于自行车在水平路面上做匀速直线运动，所以自行车受到的牵引力与阻力为一对平衡力，，所以骑行过程中动力做的功：；
（3）骑行过程中动力做功的功率：
。
答：（1）骑行时车对水平地面的压强为；（2）骑行过程中车动力做的功为2100J；（3）骑行过程中车动力做功的功率为105W。
26．(1)
(2)
(3)1500N
【详解】（1）汽车的总重力：
；
（2）汽车匀速行驶时的速度：；
（3）根据可知，汽车匀速行驶时所受的牵引力：
。
答：（1）汽车的总重力为；（2）汽车匀速行驶时的速度为；（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力为1500N。
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