人教版八年级下11.3动能和势能 同步练习（含解析）

人教版八年级下 11.3 动能和势能 同步练习
一、单选题
1．图是我国自主研制的大型灭火/水上救。水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，在湖面上匀速滑行并从湖中汲水的过程中，飞机的动能（　　）
A．不变 B．减小
C．增大 D．先减小后不变
2．下列物体具有动能的是（　　）
A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头
C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓
3．抛出的飞碟沿如图所示的轨迹运动，下列选项中能正确表示飞碟的动能随时间变化的（纵坐标表示动能，横坐标表示时间）是（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，在动能大小与质量的关系的实验中，下列分析正确的是（　　）
A．实验中不需要控制钢球在同一高度由静止滚下
B．当木块最终静止时，木块的惯性也会随之消失
C．如果木块滑行时所受的外力全部消失，木块将做匀速直线运动
D．木块滑行一段距离后停止运动，说明物体的运动需要力来维持
5．如图所示，表示甲、乙两辆相同小车的s-t图像，关于这两辆小车的动能，以下判断中正确的是（　　）
A．甲、乙两车的动能相等 B．甲车的动能大
C．乙车的动能大 D．缺乏条件，无法判断
6．如图所示，自动扶梯在越来越多的场所得到普及，陈萍在超市乘自动扶梯，她观察到许多物理现象，其中分析正确的是（　　）
A．她相对扶梯上其他乘客是运动的
B．在匀速上升过程中，陈萍的动能在不断增加
C．她对扶梯的压力和扶梯对他的支持力是一对平衡力
D．扶梯到楼上地面时，如果不及时离开扶梯，人会向前倾，是由于惯性
7．甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（　　）
A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲、乙两车的重力势能相等
C．经过8秒，甲、乙两车相距10米 D．运动10米，甲车比乙车少用4秒
8．下列说法中正确的是（　　）
A．将铁块放入水中，铁块会沉到水底，铁块在水中不受浮力作用
B．茶壶中茶水静止时，壶身中的液面高于壶嘴中的液面
C．拉弹簧可使弹簧伸长，说明力可以改变物体形状
D．同一小球从不同高度落下，从较高处落下时砸在沙子上坑更深，说明动能与高度有关
9．静止在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，如图（甲）所示。在水平路面上直线运动时记录的v—t图如图（乙）所示，则（　　）
A．物体在0~t1时间内做匀速直线运动
B．物体在t1~t2时间内动能不断变大
C．物体在t3~t4时间内拉力小于摩擦力
D．物体在t3~t4时间内的摩擦力小于t1~t2时间内的摩擦力
10．2013年某天，一颗数十吨的陨石落向地球，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦而燃烧，犹如一颗火球扑向地面．陨石下落过程中，其能量的变化情况是(　　)
A．动能增加、内能增加 B．动能增加、内能减小
C．动能减小、内能增加 D．动能减小、内能减小
11．神舟十三号航天员乘组于2021年11月7日晚进行首次出舱活动。下列说法正确的是（　　）
A．翟志刚、王亚平相继出舱时都具有动能
B．宇航员所戴的透明面罩可以防止红外线对眼睛的灼伤
C．我们能从转播中看到宇航员，说明他们所穿的宇航服是光源
D．我们能听到王亚平说“感觉良好”，说明声音可以在真空中传播
12．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中，探究的动能是指（ ）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击时的动能
二、填空题
13．火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来说，动能______，重力势能______，卫星从近地点向远地点运动时动能会______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
14．司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的________（选填“质量”、“惯性”或“动能”）；上坡过程中，汽车的重力势能_________。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿水平街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将__________（后两空选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。
15．如图跳水运动员跳水过程中，被压弯的跳板具有___________，而将运动员弹起一定的高度，此时运动员具有___________，跳入水中而溅起水花。
16．2020年6月23日9时43分，我国用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第55颗导航卫星，提前半年完成全球组网部署。火箭加速升空时，火箭推力______重力；卫星脱离火箭时，由于具有______，能保持原有运动状态。卫星在同步绕地运行过程中,其动能______ （选填“变大、变小或不变”）。
三、综合题
17．小星一家到某主题公园游玩，他和家人乘坐了过山车，当过山车经过弯道内侧最高位置时，他明显感觉到自己仍然在挤压座椅，如图甲所示。小星问爸爸：我经过弯道内侧最高位置时，由于要受到竖直向下的重力，按说不应该对倒置的座椅产生压力呀，但我明显感觉到自己仍然在挤压座椅，根据力的作用是相互的，同时座椅对我会有一个反向的作用力，那么这时在竖直方向，我受到两个力的作用，这两个力有什么作用呢？爸爸向他解释道：刚才我们在弯道上的运动是圆周运动，而做圆周运动的物体，需要有指向圆心的力来改变物体的运动状态使物体做这种运动，这种力叫向心力，刚才过山车经过弯道内侧最高位置时所需的向心力就是由重力和座椅对人的反向作用力共同提供的。
小星进一步查阅资料得知：如图乙所示，若一个质量为m的物体，沿半径为r的圆弧做圆周运动，其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长)，那么物体所需向心力的大小为F向＝mv2/r。
如图丙所示，是小星模拟过山车的运动情景。光滑水平轨道左端固定一轻质弹簧，右端与半径为r的半圆轨道BCD相切，半圆轨道接触面粗糙程度均匀，半圆的直径BD是竖立的，轻质弹簧无形变时右端位于O点，小球(与弹簧右端只接触，并不相连接)在外力作用下压缩弹簧至A位置时释放，小球被弹出，在O点离开弹簧，小球此时速度大小为7m/s。小球能够沿着轨道运动并到达半圆轨道的最高位置 D点，小球此时速度大小为3m/s。其中，小球的质量为0.2kg，光滑水平轨道OB段的长度为2.1m，半圆轨道的半径为r＝0.6m，常数g取10N/kg。若不计空气阻力，小球可看成一个点。请回答下列问题：
(1)小球受到的重力是多少？
(2)小球在光滑水平轨道OB段运动的时间是多少秒？
(3)请解释小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小的原因；
(4)当小球到达半圆轨道的最高位置D点时，小球对轨道的压力是多少？
18．探究物体受力运动
一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动，从静止开始做匀加速直线运动的物体，经过一段时间t后，速度增大到v，在其他条件一定时，速度v与时间t的关系图象如下图，在时间t为10s时，探究速度v与拉力F、质量m、时间t的关系，得到表格中的数据，请回答问题：
拉力F/N 0. 2 0. 2 0. 6
质量m/kg 1 2 3
速度v/m·s-1 2 1 2
（1）速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为：v=_____k，其中k=______。
（2）运动的物体具有动能，动能用字母表示，动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式表示，一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功。
请推导：一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，从静止开始运动，当通过的路程为s时，所用的时间_____。
19．阅读短文
小明想研究物体从高空抛下落地速度，则查阅资料：动能的大小和速度与质量有关，翻阅资料后得到动能大小与速度质量公式为，重力势能大小与质量与高度有关，重力势能与质量高度的公式为，机械能是动能与势能之和，在机械能守恒时，弹性势能不变的情况下，动能和重力势能的总和不变.例如一个质量为m小球在h的高度落下，落到地面上（忽略空气阻力），它的重力势能全部转化为动能，所以落地时就有，得落地时速度为：，所以高度越高落地时候的速度就越大.
（1）小球的质量为2kg，速度为2m/s，求小车的动能____________.
（2）小球落地时候的速度与质量有没有关系：_______________（选填“有”/“没有”）
（3） 如图一个质量为m的小球在轨道上运动，从如图所示位置释放，此时距离地面高度为h,圆形轨道半径为r，若物体从释放可以运动到圆形轨道的最高点A点时，此过由于摩擦机械能损耗为W，请用以上条件来表示小球到达圆形轨道最高点A点的速度_________________.
（4）高空抛物是城市上空的痛，请为杜绝高空抛物写一句标语：___________.
20．阅读下面材料，并回答材料下面的问题；会飞的汽车，也许有人在堵车时会幻想自己的汽车能突然“飞离地面”，跃过无数停滞不前的汽车。现在，这个梦想已经实现了，来自美国的Terrafugia Transition推出了一款会飞的汽车。这款车的车身和一般汽车相似，但是车门的部分多了两个可折叠的翅膀（如图甲）。在陆地行驶的时候，翅膀折叠，如果想飞行的时候，翅膀就会张开（如图乙）。汽车如同变形金刚一样，在很短的时间内变成一架小型飞机。
飞行汽车的秘密藏在它的顶部和尾端。顶部可折叠的叶轮，可调整转速以控制飞行高度；尾部的推进器，负责提供前行动力；尾部装配的获专利的自动平衡装置，可保证飞行汽车转弯时自动倾斜。这样一套简单的飞行装备，可保证飞行汽车在5秒内从静止状态加速到时速90公里。它起飞滑行需要50米，着陆滑行只需不到5米，最高能飞到1200米高空。该车配备的卫星定位系统（GPS）和雷达系统，能最大限度保证其在空中的安全性。飞行汽车采用环保节油的陆空两用引擎，这种引擎使用普通车用无铅汽油，一般的路边加油站就有出售。不仅如此，该车的内部操控系统同样也是陆空两用。这款可以瞬间起飞离地的飞车可以在汽车和飞机两种模式下切换，双座设计，能在机场起飞和降落，并且可以在“任何道路”上行驶。
（1）当飞行汽车起飞时，相对于地面是________的（选填“运动”或“静止”）；
（2）飞行汽车起飞时，飞行汽车的重力势能变________（选填“大”或“小”）；
（3）飞行汽车着陆后要滑行5米才能停下来，是因为其具有________；
（4）时速90公里相当于________m/s。
21．在生活、生产中我们常遇到下面事例：打夯时夯锤被高高抛起又下落，砸在工作面上；打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落，打在桩面上……
（1）请你再举一个类似事例：___________________________．
（2）这些事例涉及到的共同物理知识是：__________________________．
（3）小军看到打桩机，思考“重锤对地面打击力的大小与什么因素有关”的问题，并提出猜想一：打击力的大小与重锤的质量有关．
请你另提出一个猜想二：打击力的大小与__________有关．
（4）小军找来排球和足球模拟“打桩”来验证猜想一．设计实验方案如下：
a．用台秤分别称出排球和足球质量m1、m2．
b．在光滑平整的地板上放一张白纸，在白纸上叠放一张复写纸．将排球从纸的正上方一 定高度静止下落，排球打在复写纸上，在白纸上留下打击的复写印迹．记为“印迹1”
c．换用足球从另一高度落下，重作上面的实验．得到足球打击的“印迹2”
d .如何利用台称较准确地测出排球和足球的打击力F1、F2的大小？小军有点为难，请你完成测出F1、F2的方案：___________________________．
（5）请对小军的实验方案作出评估：________________________
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，在湖面上匀速滑行并从湖中汲水的过程中，速度不变，质量增加，因此动能增大。故ABD错误；C正确。
故选C。
2．C
【解析】
【详解】
A．悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；
B．静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；
C．飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故C符合题意；
D．拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
飞碟抛出后，质量不变，上升过程中速度减小，所以动能减小，下降过程中速度增大，所以动能增大；在最高点，飞碟动能最小，此时它仍具有向前的速度，仍具有动能，所以动能不为零，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A．根据控制变量法的思想，探究动能大小与质量的关系实验中，通过改变小球的质量，控制钢球在同一高度由静止滚下来研究，故A错误；
B．惯性是物体的固有属性，当木块最终静止时，木块仍具有惯性，故B错误；
C．根据牛顿第一定律，如果木块滑行时所受的外力全部消失，木块将做匀速直线运动，故C正确；
D．木块滑行一段距离后停止运动，说明物体运动状态的改变需要力来维持，而物体运动不需要力来维持，故D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
由图象可知，当时间相同时，甲车运动的路程大于乙车运动的路程，所以甲车的速度大于乙车的速度，两车相同即质量相同，所以甲车的动能大于乙车的动能，故ACD错误，B正确。
故选B。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．陈萍相对于扶梯上其他乘客位置没有发生改变，所以是静止的，故A错误；
B．在匀速上升过程中，陈萍的质量和速度均不变，所以动能不变，故B错误；
C．对陈萍进行受力分析，陈萍在竖直方向上受到重力和支持力，因为做匀速直线运动，所以重力和扶梯对他的支持力是一对平衡力，压力和支持力是一对相互作用力，故C错误；
D．扶梯到楼上地面时，如果不及时离开扶梯，由于惯性，人将保持原有的运动状态，所以身体会往前倾，故D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
由图可知，甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度
A．动能与质量和速度有关，甲车的速度大于乙车的速度，由于甲乙两车的质量未知，甲车的动能不一定大于乙车的动能，故A不符合题意；
B．重力势能与质量和高度有关，由于甲乙两车的质量和高度未知，甲、乙两车的重力势能不一定相等，故B不符合题意；
C．甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙两车的运动方向相反，则此时甲车与乙车相距
20m+10m=30m
故C不符合题意；
D．运动10米，甲车的时间是4s，乙车的时间是8s，甲车比乙车少用4s，故D符合题意。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．浸入液体中的物体受到液体向上托的力，叫浮力，铁块扔进水里会沉入水底，铁块在水中受到浮力，故A错误；
B．茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器，当里面的水不流动时，壶嘴的水面和壶身的水面保持相平，故B错误；
C．用力拉弹簧时，弹簧由于受力而形状发生了变化，说明力可以改变物体的形状，故C正确；
D．同一小球从不同高度落下，从较高处落下时砸在沙子上坑更深，说明重力势能与高度有关，故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
A．读图像可知，在0~t1时间内，物体的速度随时间的增长而变大，故A选项错误，不符合题意；
B．读图像可知，物体在t1~t2时间内速度不变，自身的质量也不变，故动能不变。B选项错误，不符合题意；
C．读图像可知，物体在t3~t4时间内速度变小，说明外力改变了它的运动状态，拉力与摩擦力不是平衡的，拉力小于摩擦力；C选项正确，符合题意；
D．同一物体在同一水平面上运动，接触面之间的压力与接触面的粗糙程度都没有发生变化，摩擦力是不变的。D选项错误，不符合题意。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
陨石在下落过程中，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，动能增加；陨石下落过程与大气剧烈摩擦导致温度升高，这是通过克服摩擦做功的方法改变其内能的，机械能转化为内能，内能增加．故选A.
【点睛】
解此题要知道：①重力势能的影响因素：物体的质量、物体的高度有关．质量越大，高度越高，重力势能越大．②改变物体内能的方法有两个：做功和热传递都能改变物体的内能．
11．A
【解析】
【详解】
A．翟志刚、王亚平相继出舱时都具有一定的速度、质量，所以都具有动能，故A正确；
B．宇航员所戴的透明面罩可以防止紫外线对眼睛的灼伤，故B错误；
C．宇航服自身不能发光，不是光源，故C错误；
D．我们能听到王亚平说“感觉良好”，是通过电磁波传播的，声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故D错误。
故选A。
12．B
【解析】
【详解】
据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小，小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过木块被推动移动的距离体现的。
故选B。
13． 增大 增大 减小
【解析】
【分析】
【详解】
[1]火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来说，卫星的质量不变，速度增大，所以动能变大。
[2]卫星的质量不变，高度增大，所以重力势能变大。
[3]在卫星进入预定轨道后，由近地点向远地点运动过程中，动能转化为重力势能，动能减小。
14． 动能 变大 变大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]开车上坡，车的质量不变，如果提高车速，则车的动能会增大。
[2]上坡过程中，车的质量不变，高度增大，汽车的重力势能增大。
[3]因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大。
15． 弹性势能 重力势能
【解析】
【详解】
[1]压弯的跳板发生了弹性形变，且它能把运动员弹起，则说明被压弯的跳板具有弹性势能。
[2]重力势能的大小与质量和高度有关，当运动员弹起一定的高度时，运动员具有重力势能。
16． 大于 惯性 不变
【解析】
【分析】
【详解】
[1]火箭发射加速离开地面时，火箭的运动状态时刻在改变，火箭一定受到非平衡力的作用，受到的推力一定大于火箭的重力。
[2]卫星脱离火箭时，能保持原有运动状态，是因为它具有惯性，能保持原有的运动状态不变。
[3]卫星在同步绕地运行过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变。
17．(1)2N；(2)0.3s；(3)根据机械能守恒定律，球离开弹簧时的动能等于小球通过位置D点的动能和重力势能之和，所以小球通过位置D点的动能比小球离开弹簧时的动能较小，动能的大小与物体的质量和物体的运动速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大。故小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小；(4)1N
【解析】
【详解】
(1)已知，小球的质量为0.2kg，则小球的重力为
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
(2)小球在外力作用下压缩弹簧至A位置时释放，小球被弹出，在O点离开弹簧，小球此时速度大小为7m/s，光滑水平轨道OB段的长度为2.1m，小球在光滑水平轨道OB段运动的时间是
(3)根据机械能守恒定律，球离开弹簧时的动能等于小球通过位置D点的动能和重力势能之和，所以小球通过位置D点的动能比小球离开弹簧时的动能较小，动能的大小与物体的质量和物体的运动速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大。故小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小。
(4)物体所需向心力的大小为F向＝mv2/r。到达最高点时物体受到竖直向下的向心力，向心力的大小等于物体重力和轨道反向作用力之和，故压力等于向心力和重力之差为
答：(1)小球受到的重力是2N；
(2)小球在光滑水平轨道OB段运动的时间是0.3秒；
(3)小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小的原因是：根据机械能守恒定律，球离开弹簧时的动能等于小球通过位置D点的动能和重力势能之和，所以小球通过位置D点的动能比小球离开弹簧时的动能较小，动能的大小与物体的质量和物体的运动速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大。故小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小；
(4)当小球到达半圆轨道的最高位置D点时，小球对轨道的压力是1N。
18． t； ； 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1][2]匀加速运动中，由图像知速度和时间成正比，可以判断，由表中数据可知，在时间t=10s时，
，
综合图像关系和数据关系
，
；
(2)[3]推导：一个质量为m的物体，在一个恒定的拉力F的作用下，从静止开始运动，当通过的路程为s时，拉力做功：
①
因，从静止开始运动，动能增加量：
②
因为在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功，由①②得，
解得。
19． 4 无关 详见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]由动能大小与速度质量公式，可知
(2)[2]由题中材料可知，速度的大小和质量没有关系，只与g值和高度h有关；
(3)[3]从高度为h的位置下落，然后到达2r的高度，这过程重力势能的减少量为mg（h-2r），由于摩擦机械能损耗为W，到达A点时的动能为，满足关系式
，
变换可得A点的速度为
(4)[4]严禁高空抛物．
20． 运动 大 惯性 25
【解析】
【详解】
（1）[1]飞行汽车起飞时，选地面为参照物，汽车与地面的相对位置，在不停变化，汽车是运动的。
（2）[2]飞行汽车起飞时，高度越来越大，自身的质量不变，所以飞行汽车的重力势能变大。
（3）[3]由于具有惯性，所以飞行汽车着陆后要滑行一段距离才能停下来。
（4）[4]由速度的关系变换可知，时速90公里，即90km/h，相当于25m/s。
21． 铁匠用铁锤打铁；举起石头砸地面；用拦河大坝抬高水位，再让水流下冲击水轮机； 重力做功或重力势能转化为动能 下落高度或物体的速度 把“印迹”放在台秤上，再将排球放在“印迹”上，用力向下压排球，使排球的形变与印迹重合，读出此时台秤的示数，即为打击力F 没有控制两球下落的高度相同或测量F1、F2时不易操作或没有进行多次测量等
【解析】
【详解】
（1）打夯时夯锤以及打桩机打桩时重锤在工作时，都要被举高然后落下，砸在物体上．
（2）打夯时使地面的形状发生变化；打桩机打桩时，将桩打入地面，使地的形状发生变化，都是利用力改变物体的形状．并且两种情况夯锤、打桩重锤都要被举高而具有了能量，所以也用到了重力势能的知识．
（3）由于物体要被举高，所以猜想打击力还与物体举高的高度有关．
（4）要想使两个力的大小相等，则使其作用效果相同就可以．
（5）该同学在c中，换用足球从另一高度落下，重做上面的实验．得到足球打击的“印迹2”；没有控制高度相同，同时他采用的这种测量力的方法不易操作．为了使结果更加准确应进行多次测量．
答案第1页，共2页
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