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专题 12 功和机械能（测试）（原卷版）
（满分100分，时间90分钟）
一、选择题（13小题，每小题3分，共39分）
1.下列关于功的说法正确的是（ ）。
A. 小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功；
B. 吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功；
C. 足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功；
D. 举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功
2．如图所示，斜面长5m，高1m，工人用沿斜面方向400N的力把重1600N的集装箱匀速推到车上，推
力对集装箱做的功是（ ）。
A．1000J B．2000J C．1600J D．8000J
3．初三体能测试中，某同学1min内绳跳120次，每次跳离地面的高度约为 5cm，则他跳绳时的功率
最接近（ ）。
A．5W B．50W C．500W D．5000W
4.下面关于功和功率的说法中正确的是（ ）。
A. 做功越多，功率越大；
B. 做功的时间越短，功率就越大；
C. 在相同的时间内，做功越多，功率越大；
D. 做相同的功，用的时间越长，功率就越大
5．如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高
度，则下列说法中错误的是（ ）。
A. 小球在b和d时重力势能和动能都相等；
B. 小球从a到d的过程中部分机械能转化为其他形式的能；
C. 小球从a到c，重力势能转化为动能；
D. 小球从c到d，动能转化为重力势能
6.如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法正
确的是（ ）。
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A. 动能逐渐增大，机械能增大；
B. 势能逐渐减小，机械能减小；
C. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变；
D. 动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
7.蹦床运动逐渐进入了大众生活。下列有关对蹦床者的分析，正确的是（ ）。
A. 下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大；
B. 被蹦床弹起的过程中，弹性势能转化为重力势能；
C. 从接触蹦床到下落至最低处的过程中，弹性势能转化为动能；
D. 在空中上升过程中，动能转化为重力势能
8.如图为小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是（ ）。
A. 小孩在A点具有的动能最大；
B. 小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能；
C. 小孩从C荡到B的过程中，动能转化为势能；
D. 小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能
9.如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底
端匀速缓慢拉到顶端，下列关于做功的判断正确的是（ ）。
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A. 木箱受到的重力做功的大小为800N；
B. 拉力F对木箱做功的大小为300J；
C. 木箱受到的合力做功的大小为125J；
D. 木箱受到斜面的支持力做功的大小为200J
10．2021年新冠疫情期间，我国多地交警用无人机“喊话”，提醒行人戴口罩，如图所示。下列说法
正确的是（ ）。
A．无人机在空中悬停时，所受合力为零；
B．无人机向上加速飞行时受到平衡力的作用；
C．以向上飞行的无人机为参照物，地面是静止的；
D．水平匀速飞行的无人机受到的重力对它做了功
11．物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中AB=CD=10m。已
知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和
2N，则以下判断正确的是（ ）。
A．该物块在CD段的惯性比AB段大；
B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5；
C．拉力F在AB段所做的功为20J；
D．拉力F在CD段做功的功率为10W
12．图甲所示，超超在平地上用水平向右的力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度
随时间变化的图像如图丙所示，以下说法正确的是（ ）。
A．0~3s内推力小于摩擦力；
B．3s~6s内木箱处于平衡状态；
C．6s~9s内木箱所受摩擦力大小为3N；
D．9s~12s内推力做功的功率大小为6W
13．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的 图像如图所示，下列判断正
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确的是（ ）。
A．物体在10s时的速度大于4s时的速度；
B．0～6s物体所受的拉力大于6～12s物体所受的拉力；
C．0～6s拉力对物体做功的功率小于6～12s拉力对物体做功的功率；
D．0～6s拉力对物体所做的功大于6～12s拉力对物体所做的功
二、填空题（7小题，每空2分，共36分）
14.利用如图所示的斜面，小李用300N的力沿斜面向上把重为500N的货物沿斜面由底部匀速推到顶
端，耗时20s，在这过程中克服货物重力做的功是______J；推力做的功是______J；推力做功的功率为
______W。
15.如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球
静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，
在______（选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的
______，小球从a运动到b的过程机械能总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
16.运动员从起点下滑，过程中先后经过M、S两点，她在这两点的动能和重力势能如图所示，则运动
员：
（1）在M点的动能为______J；
（2）在M、S两点相比，速度______，重力势能______，机械能______（均选填“M点大”、“S点
大”或“一样大”）。
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17．将一物块静置于斜面上A点，此时物块的机械能为12J。放手后，物块沿斜面滑下，并在水平面
上滑行至B点停下，如图所示，整个过程中有______力和______力对物块做功。若将物块沿原路刚好推回
A点，则要对它做______J的功。
18．爷爷和小丽进行爬楼比赛。他们都从1楼到6楼。爷爷的体重是小丽的2倍。爷爷所用的时间是
小丽所用时间的 2 倍。若爷爷做功为 W ，功率为 P ，小丽做功为 W ，功率为 P ，则 W:W=______；
1 1 2 2 1 2
P:P=_______。小丽和爷爷一起乘电梯下楼时，他们的重力________（填“做功”或“不做功”）。
1 2
19.2021年9月17日，我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，图乙是其阶
段Ⅲ飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）图乙中t~t 时段，返回舱在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重
1 2
力G的大小关系是 ______（不计大气阻力）
（2）飞船返回舱的质量约为300kg，其重力在t~t 时段做功 ______J。
2 4
三、实验题（2小题，共12分）
20.（6分）“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害，汽车“多拉快跑”更是追尾事故中的罪
魁祸首，超速与超载严重危害了道路交通安全。
小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块
（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图甲所示的A处自由释放，小车在水平面
上运动一段距离s后停止，s可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符
0 0
合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。
请回答下列问题：
（1）探究货车超速的危害：如图乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块
共同运动一段距离s，这表明货车超速___________（选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验
1
可用木块运动的___________反映追尾的危害程度；
（2）探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，仍从A处释放小车，
观察小车的运动情况。逐次增加砝码个数重复实验，发现小车在水平面上运动的距离几乎都为s，均未与
0
木块撞击。小明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随___________的逐次增大而增大，但仍未追
尾，原因可能是小车此时___________还不够大；
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（3）由（2）问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车超载引起的追尾事故却频频
发生。请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作（木块仍置于B处），证明货车追尾前车会因超载带
来危害；
①操作：___________；
②请你对可能产生的现象进行合理预设，并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结果中是如何体
现的？___________。
21.（5分）小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高
度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动
的能量损失不计）。实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
(1)本实验中，采用的研究问题的方法是_____。（写出一种方法即可）
(2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过_____来反映的。
(3)为验证猜想二，应比较_____（填实验序号），得到的结论是：当物体质量相同时，物体所处的高
度越高，重力势能越大。
(4)比较③④，得到的结论是：物体的重力势能与物体运动的路径_____（选填“有关”或“无关”）。
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(5)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老
师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中 B
球的动能为_____J。（忽略空气阻力，g＝10N/kg）
四、综合题（2小题，共13分）
22．（7分）现用水平力F沿水平面推动长方体木块，推力F与木块的速度v随时间t变化的图象分别
如图甲、乙所示。已知长方体木块高 ，木块的密度是 ，求：
(1)当木块在水平地面上静止时，请在上图中画出其在竖直方向上的受力情况及对地面的压强；
(2)在3~5s内，推力F对木块所做的功及功率；
(3)请在图丙中，画出0~6s内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线。
23.（6分）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越
大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动
轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，
射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小E= mv2，重力势能大小E=mgh不计空气阻力，
K p
g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则
足球在最高点时具有的动能是______；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角 之间满足公式 ，当足球以20m/s的速度
且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度v和竖直速度v，三者可构成如图所示的矩形。足球在
x y
空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方
向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。（小
数点后保留2位数字）
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