第十一章 功和机械能单元检测试卷（人教版）
一、选择题（每小题3分，共45分）
1.如图所示，用1ON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．物体一定受到10N的摩擦力；B．重力做的功一定为360J；
C．物体一定运动了1m； D．物体一定运动了6m
【答案】D。
【解析】由于物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故A错误。
由于物体在重力方向上没有移动的距离，因此重力做的功为零，故B错误。
由W=FS可得物体移动的距离：
，故C错误，D正确。故选D。
2.下列几种现象中，没有对物体做功的是（ ）。
|
|
|
|
|
|
A |
B |
C |
D |
A．物体在绳子拉力作用下升高； B．静止的小车在拉力作用下运动起来；
C．汽车在刹车阻力的作用下速度降低；D．人用力搬石头，石头不动
【答案】D。
【解析】力对物体做功必须是在力的方向上移动一段距离。
A、物体受拉力作用，并且在拉力作用下向上移动了距离，拉力对物体做功，不符合题意。
B、静止的小车受拉力作用，并且在拉力作用下向上移动了距离，拉力对小车做功，不符合题意。
C、汽车在刹车阻力的作用下最终停止，汽车速度降低，克服阻力做了功，不符合题意。
D、人用力搬石头，石头不动，没有移动距离，不做功，符合题意。故选D。
3.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S（如图所示），该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）。
A．W1＜W2＜W3 B．W1＜W2=W3 C．W1=W2=W3 D．W1=W2＜W3
【答案】D。
【解析】已知在光滑的水平面、粗糙的水平面、斜面上的拉力和在拉力方向上移动距离都相等，根据功的公式W=Fs分析判断，所以力F做的功W1=W2=W3=FS。故选D。
4.功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2：1，下列说法中错误的是（ ）。
A．两车所做的功之比为2：1 B．两车所做的功之比为1：1
C．两车所受牵引力之比为1：2 D．两车的速度之比为2：1
【答案】A。
【解析】因两车功率和运动时间均相同，由W=pt得：做功之比为1：1；故A错、B正确。
两车在相等的时间内匀速通过路程之比2：1，则由v=
得：
=
；故D正确。
由P=FV得：
=
=
，故C正确。
错误的是A，故选A。
5.在粗糙水平面上有一个重为50N的物体，用10N的水平推力使其在10s内匀速前进了20m，则在此过程中（ ）。
A．推力做了1000J的功；B．推力的功率为20W；
C．重力做了100J的功； D．物体受到的摩擦力为150N
【答案】B。
【解析】推力做的功为W＝Fs＝10N×20m＝200J，故A选项错误。
推力的功率为P＝W／t＝200J／10s＝20W，故B选项正确。
重力沿竖直方向，与运动方向垂直，所以重力不做功，故C选项错误。
因为物体做匀速直线运动，受力平衡，即F摩＝F＝10N，故D选项错误。
6.神舟6号载人飞船顺利升上太空并返回地面，全球华人为之振奋、自豪。当巨型降落伞吊着神舟6号返回舱安全进入大气层并匀速下落时，返回舱的（ ）。
A．动能增大，势能减小；B．动能和势能都减小；
C．动能不变，势能减小；D．动能和势能都不变
【答案】C。
【解析】（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：神舟6号返回舱安全进入大气层并匀速下落时，返回舱的质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度减小，重力势能减小。故选C。
7.下列过程中，属于动能转化为重力势能的是（ ）。
A．小球在水平桌面上向前滚动；B．蓝球从篮筐中下落；
C．秋千从低处荡到高处； D．小孩从滑梯上匀速滑下
【答案】C。
【解析】A、小球在桌面上滚动时，高度不变，故没有势能的变化，A错。
B、篮球下落时高度下降，则重力势能减小，不符合题意，B错。
C、秋千在最低点时有速度，则向高处运动，动能减小，高度升高，势能变大；故为动能转化为势能，C对。
D、小孩下滑，高度降低，势能减小，而是匀速滑下，则动能不变，故重力势能变成了内能，D错。故选C。
8.在5.12四川汶川地震救灾中，人民子弟兵从直升飞机上抛下救灾物资，救灾物资在加速下落时（ ）。
A、动能和重力势能都增加； B、动能和重力势能都减小；
C、动能增加，重力势能减小；D、动能减小，重力势能不变
【答案】C。
【解析】救灾物资在加速下落过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小。故选C。
9.某跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的动能与重力势能变化的情况是（ ）。
A.动能一直减小，重力势能一直增大；
B.动能一直增大，重力势能一直减小；
C.动能先增大后减小，重力势能先减小后增大；
D.动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
【答案】D。
【解析】跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的质量不变，高度先增大后减小，重力势能先增大后减小．运动员的速度先减小到零，后逐渐增大，所以动能先减小到零，后增大。故选D。
10.一位司机驾驶大货车在某路段由于超速行驶被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km／h，超速了。”这司机不满地说：“为什么小车的限速为80km／h，而大车的限速却为60km／h，不合理!从以上对话可知，这司机显然没有理解动能跟下列哪组物理量有关（ ）。
A．跟速度和时间有关；B．跟速度和路程有关；
C．跟速度和质量有关；D．跟质量和时间有关
【答案】B。
【解析】物体的动能与物体的质量和速度有关，在速度一定的情况下，物体质量越大动能越大。
要使物体的动能相等，则质量大的物体，速度要小一些。因为大货车的质量大于小车的质量，所以大车的限速应小于小车的限速。故选B。
11.在抗震现场，一块水泥板质量为0．5t，起重机在5s内把它匀速提高2m，此过程中（ ）。
A．起重机对水泥板所做的功为1×103J；B．起重机对水泥板所做的功为1×104J；
C．起重机提升水泥板的功率为2×102W；D．起重机的柴油机做功的功率为2×103W
【答案】B。
【解析】水泥板的质量：m=0.5t=500kg，
水泥板受到的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N，
起重机对水泥板所做的功：W=Gh=5000N×2m=1×104J，故A错、B正确。
起重机对水泥板所做功功率：P=
=
=2×103W，故C错。
柴油机做功的功率为总功功率，其大小大于对水泥板所做功功率（有用功功率）故D错。
故选B。
12.如图所示，小明和小强分别用沿水平方向的力F1、F2推A、B两个木箱，使它们沿着推力的方向移动的距离分别为S1、S2，对它们所做的功分别为W1、W2，且W1＝W2。则下列说法正确的是( ) 。
A．如果F1>F2，则S1>S2；B.如果F1<F2，则S1<S2；
C．如果F1＝F2,则S1>S2；D．如果 F1＝F2，则S1＝S2
【答案】D。
【解析】由题知，W1=W2，即：F1S1=F2S2，
A、如果F1＞F2，则S1＜S2，故A错。
B、如果F1＜F2，则S1＞S2，故B错。
C、D、如果F1=F2，则S1=S2，故C错、D正确。故选D。
13.如图是运载火箭点火起飞的情景。在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是（ ）。
A．动能转化为重力势能 B．重力势能转化为动能
C．机械能的总量不变 D．机械能的总量增加
【答案】D。
【解析】（1）火箭升空时，卫星质量不变，而速度增大，所以动能增大；因为高度增大，所以重力势能增大；因此动能和重力是能都增大；所以A不符合题意，B不符合题意。
（2）因为动能增大，重力势能增大，而机械能=动能 重力势能；所以机械能增大；故C不符合题意，D符合题意，故选D。
14.如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又将沿水平轨道返回，接着滚上斜面。在这整个过程中，机械能转化的情况是（ ）。
A．重力势能→动能→重力势能；
B．动能→弹性势能→动能；
C．动能→势能→动能→势能→动能；
D．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
【答案】D。
【解析】小球从A处由静止滚下，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；撞击弹簧，弹簧发生弹性形变被压缩，具有弹性势能，小球速度减小，动能减小，动能转化为弹性势能；当小球动能减小为零时，在弹簧弹力作用下反方向运动，速度越来越快，动能越来越大，弹簧弹性势能越来越小，弹性势能转化为动能；接着小球滚上斜面，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能。
所以能量的转化情况是：重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。选填D。
15.在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，正向最高点运动。对此过程，下列说法正确的是（ ）。
A．小明的重力势能保持不变； B．小明的动能保持不变；
C．小明的机械能保持不变； D．小明的动能先增大后减少
【答案】B。
【解析】小明乘坐匀速转动的“摩天轮”上升时，小明的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大；小明向上运动时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能=动能 重力势能，所以机械能增大。故选B。
二、填空题（每空2分，共34分）
16.“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”的诗句中拉弯的弓把箭射出去这一过程中能量转化情况是______能转化为______能。
【答案】弹性势，动。
【解析】将弓拉弯时，人对弓做功，弓形状发生改变，产生了弹性势能；松手后，恢复原状态的弓对箭做功，使箭的速度变大，即增加了箭的动能。
故答案为：弹性势，动。
17.木块在大小为2N的水平拉力作用下，1Os内在水平面上沿拉力方向前进1m，拉力做功为_______J，功率为_____W；若木块重5N，在此过程中重力对木块做功为_____J。
【答案】2、0.2、0。
【解析】拉力的功为：W=FS=2N×1m=2J；
拉力的功率：；
物体在水平方向上运动，重力方向上没有发生距离，故重力对木块的功为0。
18.上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面受到2400N的水平牵引力，5min内匀速直线行驶了9000m。则汽车受到水平方向的阻力是______N，汽车牵引力做了______J的功，汽车功率达到______W。
【答案】2400、2.16×107、7.2×104。
【解析】由题意知：汽车牵引力F=2400N，运动时间t=5min=300s，汽车的路程s=9000m。
（1）汽车在水平方向受：水平向前的牵引力F，水平向后的阻力F阻，在这两个力作用下，汽车匀速运动，由平衡条件，得：F阻=F=2400N。
（2）汽车牵引力做的功W=Fs=2400N×9000m=2.16×107J；
功率
。
19.如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的 能转化为箭的 能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的 能增大。
【答案】弹性势、动、重力势。
【解析】放开箭时，弓的弹性形变程度变小，弹性势能变小，箭由静止变为运动，弓的弹性势能转化为箭的动能；箭在空中飞行的过程中，箭的高度增加，重力势能增大。
故答案为：弹性势、动、重力势。
20.在体育考试中小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示，以下均不计空气摩擦，实心球到达最高点时的势能 （大于、等于或小于）落地时的动能了，若实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7m，在投掷到实心球上升到最高点时他对实心球所做的功 （大于、等于或小于）54焦，实心球落地之后又反弹起来，其能量变化为动能转为 再转化成动能。
【答案】小于；等于；重力势能。
【解析】不计空气摩擦，实心球到达最高点时既有势能，也有水平方向的动能，当球落到地面时的瞬间，其势能为零，即此时只具有动能，故此时的势能小于落地时的动能。
若实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7m，在投掷到实心球上升到最高点时他对实心球所做的功W=Gh=2.7m×20N=54J；由于不存在空气的阻力和摩擦，所以可以判断人实际做功就是54J。
实心球落地之后又反弹起来，其能量变化为动能转为重力势能，而后重力势能又转化成了动能。
故答案为：小于；等于；重力势能。
21.如图所示为我市标志性建筑紫峰大厦的外观图，大厦总高度450m。小明乘坐大厦内电梯匀速上升的过程中，以电梯为参照物，小明是 的。匀速上升过程中，他的动能 ，重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】静止；不变；增大。
【解析】（1）被研究的物体是小明，以电梯为参照物，小明和电梯之间没有发生位置的变化，所以小明是静止的。（2）小明乘电梯匀速上升时，小明的质量不变，速度不变，动能不变。
（3）小明上升时，质量不变，高度增大，重力势能增大。
故答案为：静止；不变；增大。
三、计算题（10分）
22.（4分）东风牌汽车在平直的公路上匀速行驶160m，所用时间为10s，若此时卡车所受的牵引力为5000N，则这段时间内牵引力所做的功为？J牵引力的功率是？W。
【解析】牵引力所做的功：W=Fs=5000N×160m=8×105J。
牵引力做功功率：P=
=
=8×104W。
故答案为：8×105，8×104。
23.（6分）小刚沿着斜坡进行晨跑。已知小刚体重为500N，他用50s的时间跑完长为200m、高为10m的斜坡。这过程中，求：
(1)小刚的平均速度为多少?
(2)小刚克服重力做的功为多少?
(3)小刚克服重力做功的功率为多少?
【解析】（1）因为s=200m，t=50s，所以V=
=
=4m/s。
（2）因为G=500N，h=10m，故W=Gh=500N×10m=5×103J。
（3）P=
=100W。
答：（1）小刚的平均速度是4m/s；（2）小刚克服重力做的功是5×103J；（3）小刚克服重力做功的功率是100W。
四、实验探究题（11分）
24.（6分）当要研究的物理量不易直接测量时,都要想办法把它们的大小间接表示出来。如图甲，在"探究摩擦力与什么因素有关"的实验中，让木块在水平面上做_______运动，通过读取弹簧测力计上的示数间接知道摩擦力的大小；图乙表示在"探究动能的大小与什么因素有关"的实验中，小球动能的大小是通过观察比较物块_________反映出来的。
当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法。如乙实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变_________的大小,同时控制小球的_________不变。再如，为探究_________的关系(写出实验名称)，需要控制_________不变。
【答案】匀速直线;在水平面上移动的距离的大小;速度(或小球释放时的高度或的大小);质量;探究电流与电阻的关系;电阻两端的电压(其他符合题意的答案也可)。
【解析】图甲的实验中,只有当木块做匀速直线运动时,拉力与摩擦力才是一对平衡力,这样才能间接测出摩擦力的大小。
图乙的实验中,小球的动能越大,木块被推出的距离越远,因此,是通过观察木块被推出的远近来判断动能大小的。
因为小球的动能大小与速度和质量有关,所以在研究小球的动能与速度关系时,应控制质量不变,多次改变小球的速度(或小球释放时的高度或的大小)。
同样利用控制变量法的实验有,探究电流与电阻的关系,需要控制电阻两端的电压不变;探究重力势能与高度的关系,需要控制物体的质量不变等。
故答案为:匀速直线;在水平面上移动的距离的大小;速度(或小球释放时的高度或的大小);质量;探究电流与电阻的关系;电阻两端的电压(其他符合题意的答案也可)。
25.（5分）为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。
（1）实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小。
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图 和图 进行分析比较。
（3）图2和图3探究的问题是 。
【答案】（1）小方桌被撞击后在沙中下陷深度；（2）1、2；（3）重力势能大小与物体质量的关系。
【解析】重力势能的大小与物体质量和高度有关。
重力势能大小可以通过小方桌被撞击后在沙中下陷的深度来判断，利用了转化法。
在实验中要利用控制变量法，在研究重力势能与高度的关系，要控制质量一定；在研究重力势能与质量的关系，要控制高度一定。
答案：（1）小方桌被撞击后在沙中下陷深度；（2）1、2；（3）重力势能大小与物体质量的关系。
,
