第11章：功和机械能 期末试题选编（含解析）2021-2022湖北省人教版物理八年级下册

第11章：功和机械能
一、单选题
1．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（　　）
A．使小车向前运动了一段距离的推力
B．搬石头但没有搬动，手对石头的力
C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力
D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力
2．（2022春·湖北襄阳·八年级统考期末）一名同学从地上捡起物理书并把它缓缓举过头顶，此过程中他对书做的功约为（　　）
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
3．（2022春·湖北襄阳·八年级统考期末）用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则
A．W1=W2 B．W1= W2 C．W1= 2W2 D．W1=4 W2
4．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）一物体在同一水平木板上做直线运动，当物体运动的路程一时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1，当物体运动的速度一时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2，2s内两次推力做功分别为W1、W2。则下列关系正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
5．（2022春·湖北十堰·八年级统考期末）如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2， 拉力做功的功率分别为P1、P2， 则下列判断中正确的是
A．F1＜F2， W1=W2，P1＞P2 B．F1＞F2， W1＞W2， P1＞P2 C．F1＜F2， W1＜W2， P1＜P2 D．F1＜F2， W1=W2， P1＜P2
6．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）如图所示，一位老人和一位小孩攀爬同一楼梯，从一楼上到三楼。若要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩克服重力做功的平均功率大小，下列测量组合中可行的是（　　）
①各自的质量
②一楼到三楼的竖直高度
③一楼到三楼的楼梯长度
④各自爬楼梯所需的时间
A．①② B．①④ C．②④ D．①③
7．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）四位同学甲、乙、丙、丁在相同时间分别对物体做功，将他们对物体施加的力F和物体在力的方向上移动的距离s的数据在坐标系中描点，如图所示。根据图中信息判断，下列说法正确的是（　　）
A．做功相差最小的两位同学是甲和丙 B．做功相差最大的两位同学是甲和丁
C．功率相差最小的两位同学是乙和丁 D．功率相差最大的两位同学是甲和丙
8．（2022春·湖北鄂州·八年级统考期末）如图所示，是山西省男子篮球队在某场比赛中的精彩画面。篮球比赛中有关物理现象解释正确的是（　　）
A．篮球在击地传球过程中运动状态不变
B．篮球随手上升时双手对篮球不做功
C．篮球离手后上升过程中动能保持不变
D．篮球被投出后由于具有惯性继续运动
9．（2022春·湖北黄石·八年级统考期末）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能逐渐增大 B．小球的机械能逐渐减小
C．小球的重力在 ab 段做功比在cd 段多 D．小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段慢
10．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）蹦床是一项深受喜爱的休闲活动，当运动员从高处由静止下落（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（　　）
A．运动员到达最低点时的速度最大
B．蹦床过程中，运动员只有动能和势能相互转化，因此他的机械能守恒
C．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，蹦床的弹性势能一直变大
D．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，运动员重力做功的功率保持不变
11．（2022春·湖北宜昌·八年级统考期末）如图，将一个钢球从光滑的斜面最高点由静止释放，斜面的高度为6m，斜面的长度为10m，钢球到达水平面后滑行了12m才停下来。已知钢球在斜面最高点时具有重力势能100J，不计空气阻力影响，则钢球在水平面上克服摩擦力做功为（　　）
A．0J B．60J C．100J D．120J
二、多选题
12．（2022春·湖北十堰·八年级统考期末）某段道路的标志牌显示：小型客车最高行驶速度不得超过100km/h；大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h，关于对机动车的最高行驶速度进行限制，下列说法正确的是（　　）
A．对机动车设定限制速度，是为了限制它的动能
B．大型客车的质量比小型客车大，惯性也大，行驶时危险性大
C．限定机动车最高行驶速度，是因为质量相同时，速度越大，动能越大
D．限定机动车最高行驶速度，是因为速度相同时，质量越大，动能越大
13．（2022春·湖北十堰·八年级统考期末）小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（　　）
A．通过最低点时的动能最大
B．下降过程中的动能变小
C．到达最高点的重力势能为零
D．上升过程中的重力势能增大
三、填空题
14．（2022春·湖北宜昌·八年级统考期末）小丽用了20s的时间由一楼登上三楼教室，如果每层楼高3m，克服自身重力做了2400J的功，则她的体重是___________N，登楼的功率是___________W。
15．（2022春·湖北鄂州·八年级统考期末）用弹簧测力计水平拉着同一木块以不同速度在水平面上做匀速直线运动，木块运动的s-t图像如图所示。弹簧测力计示数分别为F1、F2，拉力的功率分别为P1、P2，则F1______F2，P1______P2（均选填“ >”“ =”或“ <”）。
16．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）如图所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”，直径达49.9米，有28个座舱，游客可以通过它看到东湖的别样之美。若小明随座舱在竖直平面内匀速转动，从最高点转动到最低点的过程中，小明的动能______，重力势能______；从最低点转动到最高点的过程中，小明的机械能______（三空均填“增大”“减小”或“不变”）。
17．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射北斗系统第五十五颗全球组网导航卫星。
（1）火箭加速上升过程中，装载在火箭上的卫星机械能___________（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）北斗系统是由GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星三种轨道卫星组成，其中GEO卫星为地球静止轨道卫星，相对于地球静止，则轨道上的GEO卫星的重力势能___________（填“变化”或“不变”）；
（3）如图，卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，从近地点经远地点再回到近地点的过程中，卫星的动能___________（填“减小”“增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
四、实验题
18．（2022春·湖北黄冈·八年级统考期末）如图所示，在探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中：
（1）将钢球A分别从斜面不同高度处由静止释放，撞击水平面上的木块B。这是为了探究物体的动能大小与_________（选填“速度”或“质量”）的关系；
（2）实验中通过比较_________来比较钢球动能大小；
（3）将钢球A和一个乒乓球（质量小于钢球）分别从斜面同一高度处由静止释放，撞击水平面上的木块B。实验发现：钢球撞击木块时，木块移动了一段距离；乒乓球撞击木块时，木块仍保持静止。该实验_________（选填“能”或“不能”）初步说明物体的动能跟物体的质量有关；
（4）下表是几组实验数据，分析数据初步得到：在质量和速度两种因素中，_________对动能影响更大。
实验次数 钢球质量/g 钢球释放高度/cm 钢球撞击木块时的速度/m·s-1 木块移动的距离/cm
1 100 10 1.32 15.2
2 100 20 1.85 30.1
3 200 10 1.31 30.0
19．（2022春·湖北黄石·八年级统考期末）如图甲、乙、丙三组实验：
（1）①甲图中的斜面上如果也铺上与平面上相同的材料，会导致 ___________不相同；
②甲图中要求小车从斜面的同一高度静止滑下，结果小车在不同水平表面上运动的距离却不相同。根据这一实验现象得出的结论是：平面越光滑，小车运动的距离就越远。这进一步说明：运动的小车受到的阻力越 ___________，速度减小的也越 ___________；
（2）①乙图是根据 ___________原理测量滑动摩擦力的；
②由E、F两图可得出结论是 ___________；
③___________（选填“能”或“不能”）通过D、E两步得出滑动摩擦力的大小与压力的大小有关系；
（3）①丙图实验中通过A、B、C三个滚下的小铁球推动小木块距离的远近，来反映小铁球具有的 ___________大小；
②G、H两组实验中均要求小球从斜面的同一高度释放，这样做的目的是使它们刚运动到水平面上时具有 ___________；
③本实验装置的水平面如果绝对光滑，不能得出结论，原因是 ___________。
20．（2022春·湖北十堰·八年级统考期末）某实验小组在用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素”，已知物体质量的关系为m1=m2＜m3，使用的器材有沙子、木桩等。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示。
（1）本实验是通过_________来反映物体重力势能大小的。
（2）为了探究物体重力势能大小与质量的关系，应选择_________两图实验进行分析。
（3）对比a、b、c三次实验，具有的重力势能最大的是图_______（选填“a”、“b”或“c”）中的物体。
21．（2022春·湖北荆州·八年级统考期末）小雅同学猜想动能的大小可能与物体的质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。
A．让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从高2 h处开始静止向下滚动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
B．让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从高h处和2 h处开始静止向下滚动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。
上述甲、乙两组实验中：
（1）甲图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的___________；
（2）选用图甲探究的是动能与物体___________的关系，选用图乙探究的是动能与物体___________的关系；
（3）物理研究的方法有许多，如等效替代法、类比法、模型法、控制变量法等，本实验中运用了两种研究方法，一是控制变量法；二是___________法；
（4）你认为图甲、图乙___________（选填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与哪些因素有关。
22．（2022春·湖北襄阳·八年级统考期末）小华同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m
1 a 0.50 20.00 10.10
2 b 0.50 30.00 8.20
3 c 1.00 20.00 14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较_______来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的_______有关。
（3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是_______。
A．窄而长的　　B．宽而长的　　C．窄而短的　　D．宽而短的
23．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中、h2＞h1（不考虑空气阻力）。
（1）实验中是通过观察_______来判断钢球的动能大小；
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择_______两图所示实验来进行比较；
（3）在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度 ，若，则表明物体的动能与质量的关系是：_______；
（4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能_______木块克服摩擦力所做的功（选填：“＞”“＜”或“＝”）；
（5）小敏利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是：_______（选填“t1”或“t2”）。
五、计算题
24．（2022春·湖北十堰·八年级统考期末）如图所示，为积极践行“碳达峰”和“碳中和”理念，合肥市公交集团又增加了一批新能源纯电动公交车投入运营，该公交车既节约能源又减少碳排放。已知一辆新能源纯电动公交车与乘客的总质量为5×103kg，该公交车在平直的公路上匀速行驶时所受阻力是车总重的0.2倍。求：
（1）该公交车在平直公路上匀速行驶时的牵引力大小；
（2）如果该公交车沿平直路面匀速行驶的速度为54km/h，则在2min内该公交车的牵引力做功多少焦耳？
25．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）如图所示，是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇。某次测试时，它装上货物后的总质量为206t，其底面积为500m2。登陆艇在海上以10m/s的速度匀速航行时受到的阻力为1.1×105N。（海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）登陆艇漂浮在海面上时，排开海水的体积是多少？
（2）在海上匀速航行10min，登陆艇克服阻力做了多少功？
26．（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）如图甲是我国研制的用于修理大型船舰的船坞一“华船一号”，其全长168m，宽48m，高16m，它有一个巨大的“凹”字形船舱，两侧有墙，上面装有吊装牵引装备，前后两端敞开，供待修船舰出入。船坞底部和两侧坞墙内有若干个浮箱，用来灌水和排水，实现船坞的沉与浮。某次作业中，为了抢修一艘总质量为1.2万吨的“MR”号待修船，船坞先自航到指定海域，然后向浮箱内灌水，船坞开始下沉；当船坞下沉到甲板刚好与海面相平时，船坞的吃水深度为4m、排水量为4万吨（如图乙所示）。继续向浮箱内灌水，当船坞下沉到坞内水足够深时，船坞上的卷扬机将“MR”号船水平牵引漂浮进船坞，此时船坞的吃水深度为14m、排水量为6.3万吨（如图丙所示）。接着抽出浮箱内的水，船坞上浮直至甲板刚好与海面相平，托起“MR”号开始修理工作，（如图丁）。
（1）当甲板刚好与海面相平时，船坞底部受到海水的压强为多少？
（2）“MR”号待修船在卷扬机水平拉力下以0.5m/s的速度匀速进入船坞，卷扬机的功率恒定为200kW，“MR”号进船坞时受到水的阻力为多少？
（3）“MR”号船进船坞后，船坞浮箱内至少要向外排水多少立方米才可以开始修理工作？
参考答案：
1．A
【详解】A．推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；
B．搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；
C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；
D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】物理书的质量约为
m=200g=0.2kg
其重力为
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
从地上捡起物理书，并把它缓缓举过头顶，通过的距离约为1.5m，所以，他对物理书做的功约为
W=Gh=2N×1.5m=3J
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W=Fs可以得到两个力做功相等，即W1=W2．
4．D
【详解】由图像甲可知，物体做匀速直线运动，根据二力平衡的条件可知，推力等于摩擦力，由图像乙可知，物体做匀加速直线运动，根据力与运动的关系可知，推力大于摩擦力，同一物体在同一水平木板上运动，两次对地压力不变，接触面粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力。由图像甲可知，物体2s内通过的路程为4m，由图像乙可知，物体做匀加速直线运动，其初速度2m/s，则2s内通过的路程一定大于4m，故根据可知，两次推力做功。
故选D。
5．D
【详解】将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB、AC以相同的速度，匀速拉到顶点A，拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W1=W2；又因，W相同，AB＞AC，所以F1＜F2，再由知，速度相同，F1＜F2，则P1＜P2.
所以选择D.
6．B
【详解】根据公式可知，要测老人和小孩克服重力做功的平均功率，需要测出老人和小孩的重力、上升的高度、上楼所用时间，由于都是从一楼爬到三楼，所以高度相同，可以不用测量，重力的测量可以通过测质量，根据公式G=mg计算出重力，因此可行的组合是①④，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．A
【详解】假设距离每格为s0，拉力每格为F0，甲、乙、丙、丁的所做的功为
AC．根据上述计算，甲丙两同学做功相同，所以做功相差最小的两位同学是甲和丙，由于时间相同，功率相差最小的两位同学也是甲和丙，故A正确，C错误；
BD．根据上述计算，做功相差最大的两位同学是乙和丁，由于时间相同，功率相差最大的两位同学也是乙和丁，故BD错误；
故选A。
8．D
【详解】A．篮球在击地传球过程中速度方向发生改变，故其运动状态在发生改变，故A错误；
B．篮球随手上升时双手对篮球有力的作用，且篮球在力的方向上产生了距离，故篮球随手上升时双手对篮球做功，故B错误；
C．篮球离手后上升过程中，速度越来越小，且质量不变，故其动能减小，故C错误；
D．篮球被投出后由于具有惯性，会保持原来的运动状态，故会继续运动，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】A．小球下落过程中，高度减小，重力势能减小，故A错误；
B．不计空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故B错误；
C．ab段长度小于cd 段，重力相同，做功大小与下落距离成正比，ab 段做功小于cd 段，故C错误；
D．ab段做功小于cd 段做功，而所用时间相等，所以ab段功率小于cd 段做功，故D 正确。
故选D。
10．C
【详解】A．运动员到达最低点时，空气阻力忽略不计，运动员的机械能能全部转化为蹦床的弹性势能，运动员的速度为零，速度最小，故A错误；
B．空气阻力忽略不计，蹦床过程中，在没有接触蹦床前，运动员有动能和势能相互转化，机械能守恒，接触蹦床后运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能转化为内能，因此他的机械能不再守恒，故B错误；
C．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，蹦床的弹性形变一直变大，蹦床的弹性势能一直变大，故C正确；
D．与蹦床面接触后，继续向下的运动过程中，运动员的速度先变大后变小，速度为零时开始向上运动，根据 可知，运动员重力做功的功率是变化，故 D错误。
故选C。
11．C
【详解】由题意可知，钢球在斜面最高点时具有重力势能100J，动能为0；钢球从斜面最高点滑动到斜面底部时，因为斜面光滑，重力势能转化成动能，此时动能为100J。小球从斜面底部滚动至静止时，小球克服摩擦力做功，动能全部转化成内能，所以钢球在水平面上克服摩擦力做功为100J，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12．ABC
【详解】ABC.物体的动能与物体的质量和速度有关，同一辆汽车质量不变，速度越大，动能越大，所以限制速度也就是限制了它的动能，故AC正确，D错误；
B.大型客车的质量比小型客车大，则大型客车的惯性也大，行驶时危险性大，故B正确。
故选ABC。
13．AD
【详解】A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A正确；
B．下降过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
CD．上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大；到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C错误，D正确；
故选AD。
14． 400 120
【详解】[1] 小丽从一楼到三楼上升的高度
由可知，她的体重
[2]登楼的功率
15． = >
【详解】[1]同一木块两次在同一水平面上运动，压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变。由于图像是过原点的直线，所以木块两次都做匀速直线运动，拉力大小等于滑动摩擦力大小，滑动摩擦力大小相等，故拉力大小相等，即F1=F2。
[2]从图像可知，当时间相等时，第①次通过的路程大，根据得，第以判断出第①次运动速度较大，根据功率公式P=Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1>P2。
16． 不变 减小 增大
【详解】[1][2]小明从最高点转动到最低点的过程中，由题意可知是匀速转动，速度不变，高度降低，因此动能不变，重力势能减小。
[3]从最低点转动到最高点的过程中，仍然是匀速转动，故速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能增大，因此动能和重力势能之和增大，即机械能增大。
17． 增大 不变 先减小后增大
【详解】（1）[1]火箭加速上升过程中，装载在火箭上的卫星质量不变，速度增大，故其动能增大；同时质量不变，高度增大，其重力势能增大，机械能包括动能和势能，所以其机械能增大。
（2）[2]GEO卫星为地球静止轨道卫星，相对于地球静止，该卫星和地球之间的距离是不变的，它的质量不变，该卫星的重力势能不变。
（3）[3]卫星从近地点向远地点运行的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，由于太空没有阻力，在运动的过程中机械能不变，因此其动能减小，从远地点到近地点运行的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，由于太空没有阻力，在运动的过程中机械能不变，因此其动能增大，所以从近地点经远地点再回到近地点的过程中，卫星的动能先减小后增大。
18． 速度 木块B移动的距离 能 速度
【详解】（1）[1]将钢球A分别从斜面不同高度处由静止释放，撞击水平面上的木块B。从不同高度释放，物体下滑到水平面时速度大小不同，所以这是为了探究物体的动能大小与速度的关系。
（2）[2]用钢球A撞击水平面上的木块B，观察到的实验结果是木块B移动的距离，所以实验中通过比较木块B移动的距离来比较钢球动能大小。
（3）[3]将钢球A和一个乒乓球（质量小于钢球）分别从斜面同一高度处由静止释放，撞击水平面上的木块B。实验发现：钢球撞击木块时，木块移动了一段距离；乒乓球撞击木块时，木块仍静止。该实验中变量为物体的质量，能初步说明物体的动能跟物体的质量有关。
（4）[4]由实验1、2可知，当物质质量一致，释放高度实验2是实验1的2倍时，速度相差倍，实验2木块移动的距离为30.1cm。由实验1、3可知，当释放高度一致（即速度基本一致），物体质量实验3是实验1的2倍时，实验3木块移动的距离为30.0cm。分析数据初步得到：在质量和速度两种因素中，速度对动能影响更大。
19． 小车到达水平面上的速度 小 慢 二力平衡 在压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 不能 动能 相同的速度 木块被推动后不能停下来，无法比较距离远近
【详解】（1）①[1]甲图中的斜面上如果也铺上与平面上相同的材料，A、B、C所铺材料各不相同，粗糙程度也各不相同，小车下滑的阻力不同，会导致小车到达水平面上的速度不同。
②[2][3]小车到达水平面上的速度相同，平面越光滑，运动距离越远，说明运动小车受到的阻力越小，速度减小的越慢。
（2）①[4]如图乙所示，用弹簧测力计拉着物体匀速直线运动，根据二力平衡，弹簧测力计示数大小等于木块所受滑动摩擦力。
②[5]由E、F两图，木块对平面压力相同，接触面粗糙程度不同，弹簧测力计示数不同，根据控制变量法可知结论为：在压力相同的情况下，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
③[6]由D、E两图可知，木块对平面压力不同，接触面粗糙程度 不同，因此控制变量法，不能得出结论。
（3）①[7]丙图实验中通过A、B、C三个滚下的小铁球推动小木块距离的远近，来反映小铁球具有的动能大小，这是转换法。
②[8]由G、H两组实验中均要求小球从斜面的同一高度释放，小球到达平面时，减小的重力势能相同，转化的动能相同，这样做的目的是使它们刚运动到水平面上时具有相同的速度。
③[9]本实验利用转换法，通过比较推动小木块的远近来比较动能大小，若水平面如果绝对光滑，小木块将做匀速直线运动，不能停下，因此无法比较距离，不能得出结论。
20． 木桩进入沙中的深度 a、c b
【详解】（1）[1]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的。
（2）[2]为了探究物体重力势能大小与质量的关系，要控制物体被举高的高度相同，只改变物体的质量，已知m1＜m3，由上图知，应选择a、c两图实验进行分析。
（3）[3]对比a、b、c三次实验，因b中木桩进入沙中的深度最大，由转换法，具有的重力势能最大的是图b中的物体。
21． 速度 质量 速度 转换 能
【详解】（1）[1] 在此实验中，小球所处的高度在这个实验中代表了其到达平面的速度大小，让小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时能够具有相同的速度。
（2）[2]甲图中两球的高度相同，质量不同，所以到达底端的速度相同，所以可以探究动能与质量大小的关系。
[3]图乙中小球的质量相同，高度越高的小球运动到底端时速度越大，把纸盒撞击的更远，因此说明其动能越大；由此可以得出乙探究的是动能与物体速度的关系。
（3）[4]用撞击纸盒距离的长短反映小球的动能大小，这样研究问题的方法叫转换法。
（4）[5]根据能量转化，物体到达平面的动能是由物体的重力势能转化而来。从图甲可得出：当高度一定时，质量越大的物体具有的重力势能越大，由图乙可知，当质量一定时，高度越大的物体重力势能越大。故可以总结出物体的重力势能的大小与物体的质量和物体的高度有关。
22． 弹珠弹射的水平距离 长（度） D
【详解】（1）[1]具有弹性的物体发生弹性形变时，具有弹性势能，弹性势能的大小跟物体发生弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大。实验中，应用转换法，橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠被弹射的水平距离来间接反映的，弹珠射出的越远，橡皮条的弹性势能越大。
（2）[2]比较第1次和第2次实验知道，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，橡皮条的长度不同，弹珠射出的水平距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。
（3）[3]由表格数据知道，橡皮条弹性势能的大小与橡皮条的宽度、长度都有关；在拉伸相同的伸长量时，橡皮条的宽度越宽，长度越短，其弹性势能越大；所以，弹性势能最大的橡皮条是宽而短的，故D符合题意。
故选D。
23． 木块滑行距离远近 甲乙 运动速度相同的物体，质量越大，动能越大 > t1
【详解】（1）[1]物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法。
（2）[2]超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较。
（3）[3]在图甲、丙中，小球的质量不同，下滑的高度相同，小球下滑到斜面底端时的速度，若 ，这说明丙中小球对木块所做的功多，丙中小球的动能大，故结论为：物体速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）[4]钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球与木块碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块克服摩擦力运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。
（5）[5]在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，最高点的运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，末端的速度等于初速度；整个过程的平均速度小于初速度v；
在凹形滑道运动的物体，在加速运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，最低点的运动速度大干初速度；在减速上升过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再转化为重力势能，末端的速度等于初速度；整个过程的平均速度大于初速度v；
因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过A滑道用的时间t1大于通过B滑道用的时间为 t2。
24．（1）1×10N；（2）1.8×10J
【详解】解：（1）公交车与乘客的总重力
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
公交车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受的牵引力与阻力是一对平衡力，所以
F=f=0.2G=0.2×5×104N=1×104N
（2）2min内，公交车行驶的路程
牵引力所做的功
W=Fs=1×104N×1800m=1.8×107J
答：（1）该公交车在平直公路上匀速行驶时的牵引力为1×104N；
（2）在2min内该公交车的牵引力做功1.8×107J。
25．（1）200m3；（2）6.6×108J
【详解】解：（1）登陆艇的重力为
因为漂浮，浮力大小等于重力，所以排开海水的体积为
（2）在海上匀速航行10min通过的路程为
s=vt=10m/s×10×60s=6000m
所以克服阻力做的功为
W=fs=1.1×105N×6000m=6.6×108J
答：（1）登陆艇漂浮在海面上时，排开海水的体积是200m3；
（2）在海上匀速航行10min，登陆艇克服阻力做了6.6×108J的功。
26．（1）4×104Pa；（2）4×105N；（3）
【详解】解：（1）根据题意知道，当船坞下沉到甲板刚好与海面相平时，船坞的吃水深度为4m，此时坞底部受到海水的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa
（2）待修船受到的水平牵引力为
因为待修船匀速运动，所以待修船进坞时受到的阻力
f=F=4×105N
（3）图乙、丙、丁中船坞都是漂浮的，则
F浮=G
图丙中
F丙浮=G坞+G丙水
图丁中
F丁浮=G坞+G丁水+G船
则
F丙浮-F丁浮=G丙水-G丁水-G船
开始修理工作，MR托起如图丁状态，甲板刚好露出水面，浮箱至少要向外排水
因为图乙、丁甲板刚好露出水面，坞排水量相同，所以
m丁排=m乙排
则
浮箱至少要向外排水的体积
答：（1）当甲板刚好与海面相平时，船坞底部受到海水的压强为4×104Pa；
（2）“MR”号待修船在卷扬机水平拉力下以0.5m/s的速度匀速进入船坞，卷扬机的功率恒定为200kW，“MR”号进船坞时受到水的阻力为4×105N；
（3）“MR”号船进船坞后，船坞浮箱内至少要向外排水才可以开始修理工作。

第11章：功和机械能 期末试题选编（含解析）2021-2022湖北省人教版物理八年级下册