人教版物理八下第十一章第三、四节《动能+势能+机械能守恒》小节测试

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名称 人教版物理八下第十一章第三、四节《动能+势能+机械能守恒》小节测试
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2022-04-04 16:47:38

文档简介

人教版物理八下第十一章第三、四节《动能+势能+机械能守恒》小节测试
一、单选题
1.(2021九上·崇左期末)如图,在“探究动能的大小与什么因素有关”实验中,下列说法正确的是(  )
A.斜面和水平面必须是光滑的
B.小球静止在斜面上时没有能量
C.木块被撞击后滑行得越远,说明小球的动能越大
D.同一小球从不同高度滑下推动木块滑行的距离不同,说明动能与高度有关
【答案】C
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】A.斜面和水平面必须不是光滑的,根据牛顿第二定律,水平面是光滑的,则小球和木块将永远运动下去,A不符合题意;
B.小球静止在斜面上时具有重力势能,B不符合题意;
C.实验采用转换法,把动能的大小转换为木块滑动距离的大小,木块被撞击后滑行得越远,就说明小球的动能越大,C符合题意;
D.根据控制变量法,同一小球从不同高度滑下,速度不同,推动木块滑行的距离不同,说明动能与物体的速度有关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)小球动能大小通过小球推动木块移动的距离来反映,采用的是转换法。
(2)动能的大小与质量和速度有关;探究动能大小与速度的关系,应控制球的质量相同而速度不同;研究与质量关系时,要保证速度相同,质量不同。
2.(2021九上·潮州期末)位于潮州韩江大桥桥头的腾瑞中心大厦,如图,高度为186米,它是目前粤东第一高楼,是潮州韩东新城新的标志性建筑。周末,小丽想到大厦的楼顶拍摄潮州市区的全景,当她乘坐的电梯匀速上升时,下列描述正确的是(  )
A.动能减小,重力势能减小 B.动能不变,重力势能减小
C.动能不变,重力势能增大 D.动能增大,重力势能不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】小丽乘坐的电梯匀速上升时,速度不变,则动能不变,高度增加,则重力势能增加,机械能为动能与重力势能之和,则机械能增加,ABD不符合题意, C符合题意。
故答案为:C。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
3.(2021九上·海陵期末)如图所示,将一支内部有弹簧的圆珠笔按压在桌面上,松开手会发现圆珠笔向上跳起,圆珠笔从松手上升至最高点过程中,能量转化正确的是(  )
A.动能→重力势能→弹性势能 B.弹性势能→重力势能→动能
C.动能→弹性势能→重力势能 D.弹性势能→动能→重力势能
【答案】D
【知识点】动能与势能的应用
【解析】【解答】将圆珠笔按压在桌面上时,圆珠笔内的弹簧被压缩,具有弹性势能,松开手后,弹簧要恢复原来的形状,弹性势能减小,圆珠笔具有了速度,弹性势能转化为动能,圆珠笔在上升的过程中,速度越来越小,高度越来越高,动能转化为重力势能,所以整个过程的能量转化是弹性势能转化为动能,再转化为重力势能。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
4.(2021九上·雨花台期中)下列情景之中,动能转化为重力势能的是(  )
A. 小朋友滑滑梯 B. 弹弓弹射子弹
C. 火箭加速升空 D. 上升的滚摆
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A.玩滑梯时会加速下滑,动能增加,重力势能转化为动能,A不符合题意;
B.弹弓弹射子弹时,子弹的动能增加,B不符合题意;
C.火箭加速升空,加速动能增加,升空重力势能增加,C不符合题意;
D.上升的滚摆速度会越来越慢,动能会转化为重力势能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
5.(2021九上·揭西月考)某市为了杀灭白蛾调动了直升飞机,在灾区上空喷洒生物农药。飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的(  )
A.动能不变,重力势能不变 B.动能减小,重力势能减小
C.动能减小,重力势能不变 D.动能增大,重力势能减小.
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】影响动能大小的因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大。飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的质量变小,速度不变,所以动能减小;质量减小,高度不变,所以重力势能减小。
故答案为:B。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
6.(2021九上·宝鸡月考)9月17日13点34分,“神舟十二号”载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆,如图所示为返回舱减速下降到地面的过程,下列关于它的机械能变化情况分析正确的是(  )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能减小,机械能减小
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】返回舱减速下降到地面的过程中,质量不变,速度减小,高度减小,所以动能减小,重力势能也减小,因为机械能是动能和重力势能的总和,所以返回舱的机械能也减小。
故答案为:D。
【分析】质量一定时,高度减小,重力势能减小,速度减小,动能减小。
7.(2021九上·福州开学考)如图所示是小明模拟“蹦极”的实验,一根橡皮筋的一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块自由释放后所能达到的最低点,关于小石块从A点到C点运动过程的说法正确的是(  )
A.小石块在 C点时,受到平衡力的作用
B.小石块减少的重力势能全部转化为动能
C.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
D.从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化;弹力;重力及其大小的计算;物体运动状态的变化
【解析】【解答】A.C点是小石块下落的最低点,橡皮筋的伸长量最大,弹力最大,此时小石块受到的弹力大于重力,受到的力不是平衡力,A不符合题意;
B.如果不计阻力,从A点到C点运动过程中小石块的重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能,B不符合题意;
C.小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,没有受到弹力,C不符合题意;
D.小石块到达B点后受到一个向上的弹力,但此时由于弹力小于自身的重力,故小石块仍加速下落,其速度继续增大;当弹力大于小石块的重力时,小石块受到的合力向上,它会减速下落,由此可知,从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体静止或匀速直线运动时,受到平衡力的作用;物体的动能和质量、速度有关、重力势能和物体的质量、高度有关。
8.(2021九上·深圳开学考)在奥运会运动场上有许多地方用到了物理知识,下列分析错误的是(  )
A.跳远运动员助跑是为了利用身体的惯性
B.跳水运动员在跳板起跳后,上升过程中势能不断转化为动能
C.掷出去的铅球总是沿曲线落到地面上,是由于受到重力的作用
D.足球运动员头球攻门,是力使足球的运动状态发生改变
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;力的作用效果;惯性及其现象;力与运动的关系
【解析】【解答】A.跳远运动员助跑是为了增大起跳前的初速度,然后起跳后利用惯性,从而跳的更远,故A正确不合题意;
B.跳水运动员在跳板起跳后,上升过程中,高度增大,则重力势能增大;速度减小,则动能减小,应该是动能不断的转化为重力势能,故B错误符合题意;
C.掷出去的铅球,在水平方向上做匀速直线运动;由于受到重力作用,因此还在竖直方向做自由落体运动,因此运动轨迹为曲线,故C正确不合题意;
D.足球运动员头球攻门,改变了球的运动方向,是力使足球的运动状态发生改变,故D正确不合题意。
故选B。
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)分析势能和动能的大小变化,总是减小的能量转换为增大的能量;
(3)力是改变物体运动状态的原因;
(4)运动状态的改变包括:由静止变为运动,由运动变为静止,运动方向改变和速度大小改变。
9.(2021九上·深圳开学考)物体沿斜面匀速下滑时,它的(  )
A.动能增加,重力势能减小,机械能不变
B.动能不变,重力势能减小, 机械能减小
C.动能不变,重力势能不变,机械能不变
D.动能增加,重力势能减小,机械能减小
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】物体沿斜面匀速下滑时,它的质量不变,速度不变,则动能不变;质量不变而高度减小,则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知,它的机械能减小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能,据此分析判断。
10.(2021八下·长春期末)2022年第24届冬季奥运会将在我国举行,如图是滑雪运动员正在训练时加速下滑的场景,运动员的(  )
A.动能不变 B.动能变大
C.机械能守恒 D.重力势能变大
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】AB.滑雪运动员加速下滑,质量不变,速度增大,则动能增大,A不符合题意,B符合题意;
C.滑雪运动员下滑过程中受到摩擦力作用,由于要克服摩擦力做功,消耗部分机械能,所以运动员的机械能在减小,不守恒,C不符合题意;
D.滑雪运动员下滑过程中质量不变,高度降低,则重力势能减小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大。
11.(2021八下·吉林期末)如图所示,是跑酷爱好者在跳跃、空翻的照片,下列说法正确的是(  )
A.跑酷者空翻时在最高点动能最大
B.跑酷者空翻时在最高点重力势能最大
C.跑酷者向上跃起的过程中,重力势能转化为动能
D.跑酷者向下降落的过程中,动能转化为重力势能
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】AB.跑酷者空翻时在最高点时,质量不变,高度最大,速度最小,所以重力势能最大,动能最小,A 错误,B符合题意;
C.跑醉者向上跃起的过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,动能转化为重力势能,C不符合题意;
D.跑酷者向下降落的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
12.(2021八下·麦积期末)在高速公路长下坡路段的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,可以被强制减速停车。下列说法不正确的是(  )
A.下坡路段刹车失灵的大货车若不采取措施,动能将越来越大
B.避险车道相当于一个斜面
C.大货车冲上避险车道的过程中重力势能越来越大
D.大货车冲上避险车逍时重力势能转化为动能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A.下坡路段,刹车失灵的大货车向下运动的过程中,重力势能转化为动能,动能越来越大,A正确,不符合题意;
B.由图可知,避险车道相当于一个斜面,B正确,不符合题意;
C.大货车冲上避险车道时,动能一部分转化为重力势能,重力势能越来越大,C正确,不符合题意;
D.大货车冲上避险车道时,动能一部分转化为重力势能,由于存在摩擦,克服摩擦做功,还有一部分动能转化为内能,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
13.(2021八下·麦积期末)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,关于机动车的最高行驶速度进行限制,下列说法不正确的是(  )
A.对机动车设定限制速度,是为了限制它的动能
B.小型客车的行驶速度比大型客车行驶速度大,惯性也大,行驶时危险性大
C.对机动车限定最高行驶速度,是因为质量相同时,速度越大动能越大
D.对不同车型限定不一样的最高行驶速度,是因为速度相同时,质量越大,动能越大
【答案】B
【知识点】动能大小的比较;惯性及其现象
【解析】【解答】动能与物体的质量和速度有关,高速行驶的汽车动能越大,出现交通事故造成的损害越大。
A.对机动车设定限制速度,是为了限制它的动能,A正确,不符合题意;
B.惯性只与物体质量有关,质量大的物体惯性大,与物体运动速度无关。小型客车的行驶速度比大型客车行驶速度大,但惯性没有大型客车大,B错误,符合题意;
C.对机动车限定最高行驶速度,是因为质量相同时,速度越大动能越大,C正确,不符合题意;
D.对不同车型限定不一样的最高行驶速度,是因为速度相同时,质量越大,动能越大,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】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。
14.(2021·南京)2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知,足球(  )
A.在B点时受力平衡
B.在A,D两点动能可能相等
C.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不断改变
D.在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化
【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.B点只受重力,不平衡,A不符合题意;
B.运动过程中有空气阻力,所以AD速度可能相同,动能可能相同,B符合题意;
C.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不变,C不符合题意;
D.在运动过程中,机械能不守恒,不可能只存在动能和势能的相互转化,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】小球在下落和反弹的过程中受到阻力,机械能减小;小球在下落过程中位置不断变低,重力势能减小,速度越来越快,动能不断增加。
15.(2021八下·商河期末)2021年4月29日11时,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和”核心舱,在海南文昌航天发射场发射升空。空间站加速升空的过程中(忽略燃料质量变化),它的(  )
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能减小,机械能增大
D.动能增大,重力势能增大,机械能不变
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】空间站加速升空,速度增大,高度变大,质量不变,那么动能和重力势能都增大,机械能也增大,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
16.(2021八下·莱芜期末)火星探测器经过7个月的长途飞行抵达火星附近,之后沿椭圆轨道绕火星运动,实现火星的远、近火点环绕探测,离火星最近的点叫近火点,离火星最远的点叫远火点,探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受空气阻力,只发生动能和势能的相互转化,由近火点向远火点动时,探测器的(  )
A.动能增大,势能减小,机械能增大
B.动能减小,势能增大,机械能减小
C.动能增大,势能减小,机械能不变
D.动能减小,势能增大,机械能不变
【答案】D
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】探测器由近火点向远火点动时,不受空气阻力,探测器的高度增高,重力势能增大,速度减小,动能减小,机械能不变。
故答案为:D。
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
17.(2021八下·肥东期末)有甲、乙两个完全相同的小球.在同一高度以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出,如图所示.若不计空气阻力,下列说法正确的是
A.抛出时刻,甲球比乙球的动能小
B.抛出时刻,甲球比乙球的重力势能小
C.乙球上升过程中,重力势能转化为动能
D.甲球下落过程中,它的机械能保持不变
【答案】D
【知识点】机械能及其转化;机械能守恒条件
【解析】【解答】A.抛出时刻,甲乙两球的速度大小相等,又因为甲乙是两个完全相同的小球,因此甲乙两球的质量相等,所以抛出时刻甲球和乙球的动能相等;A不符合题意;
B.由题意可知,甲乙两球的质量相等,甲乙两个小球在同一高度抛出,所以抛出时刻甲球和乙球的重力势能相等;B不符合题意;
C.乙球上升过程中,速度越来越小,高度越来越高,是动能转化为重力势能;C不符合题意;
D.甲球下落过程中,速度越来越大,高度越来越低,是重力势能转化为动能,由于不计空气阻力,所以甲球下落过程中,它的机械能保持不变;D符合题意.
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
18.(2021·成都)牛顿坐在苹果树下深思,一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程,下列分析正确的是(  )
A.重力势能转化为动能,动能增加
B.动能转化为重力势能,动能减小
C.动能转化为重力势能,重力势能增加
D.无能量的转化,重力势能和动能不变
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】苹果从树上落下过程中,质量不变,速度变大,故动能增加,同时其高度降低,故重力势能减小,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
19.(2021八下·太湖期末)将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是
A.皮球经过同高度的A、B两点时动能相等
B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A、由图知道,每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小,A点的机械能大于B点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,AB两点高度相同则重力势能相同,所以A点的动能大于B点的动能,A不符合题意.
B、从轨迹来看,皮球竖直下落的同时,也沿水平方向运动,所以,皮球第一次反弹后到达最高点P点时,竖直方向速度为零,但是仍然能往右运动,说明皮球还具有水平方向速度,B不符合题意;
C、每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小.C点在D点之前,D点的机械能小于C点的机械能,C符合题意.
D、弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大.M点与N点皮球的动能与重力势能都为零,又因为皮球在M点机械能大于N点机械能,故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能,故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】小球在下落的过程中受到阻力,机械能减小;小球在下落过程中位置不断变低,重力势能减小,速度越来越快,动能不断增加。
20.(2021·烟台)如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是(  )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能变大,重力势能变小,机械能不变
C.动能不变,重力势能交小,机械能变小
D.动能变小,重力势能变小,机械能变小
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,质量不变,速度不变,则动能不变;高度降低,则重力势能变小;机械能等于动能与势能之和,则机械能变小。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
21.(2021·无锡)如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高。关于摆球,下列说法中正确的是(  )
A.从A点到B点的过程中机械能守恒
B.在B点时处于平衡状态
C.在O点时重力势能最大
D.从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.因为A、B两点等高,可知小球在摆动过程中机械能没有损耗,即机械能守恒,A符合题意;
B.小球摆到B点时,受到非平衡力的作用,处于非平衡状态,B不符合题意;
C.在O点时为最低点,高度最低,而质量不变,所以在O点时重力势能最小,C不符合题意;
D.小球从A点到O点的过程中,质量不变,高度减小,速度增大,是将重力势能转化为动能,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
22.(2021·绵阳)撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景,从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中(不考虑空气阻力)(  )
A.竿的弹性势能增大,运动员的机械能减小
B.竿的弹性势能增大,运动员的机械能增大
C.竿的弹性势能减小,运动员的机械能减小
D.竿的弹性势能减小,运动员的机械能增大
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】图示中,不计空气阻力,竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中,竿逐渐恢复原状,则竿的弹性势能减小,减小的弹性势能转化为运动员的机械能,所以运动员的机械能增大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
23.(2021·南县)滑雪是人们喜爱的运动。如图所示,某同学坐在轮胎上从雪道的A点由静止开始滑下,经最低点B滑行到右边坡道的最高点C,轮胎与雪道之间有摩擦力存在。从A到C的过程中(  )
A.重力势能一直减少 B.动能一直减少
C.动能一直增加 D.机械能一直减少
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】ABC.某同学从A到B的过程中,高度变小,质量不变,重力势能变小;速度变大,质量不变,动能变大;从B到C的过程中,高度变大,质量不变,重力势能变大;速度变小,质量不变,动能变小;从A到C的过程中,动能先变大后变小,重力势能先变小后变大,ABC不符合题意;
D.由于轮胎与雪道之间有摩擦力存在,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,机械能会变少,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
24.(2021·郴州)2021年5月29日,我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船,5月30日,天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是(  )
A.天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态
【答案】D
【知识点】机械能及其转化;运动和静止的相对性
【解析】【解答】ABC.机械能是动能和势能之和,天舟二号货运飞船加速上升过程中,重力势能和动能都增大,机械能变大,是将燃料的内能转化为机械能,ABC不符合题意;
D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变,同步运行,处于相对静止状态,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】描述物体的运动状态,需要事先选取参照物,如果物体相对于参照物位置发生了改变,那么物体就是运动的,如果物体相对于参照物位置没有发生改变,那么物体就是静止的。
25.(2021·鄂尔多斯)2021年5月29日晚,由“长征七号”火箭助推发射的“天舟二号”货运飞船顺利升空,进入预定轨道,开始追赶“天和”核心舱。30日凌晨,“天舟二号”与“天和”成功对接。下列说法正确的是(  )
A.“天和”核心舱通过超声波与地面基站传递信息
B.“天舟二号”的太阳能电池将太阳能转化为机械能
C.追赶过程中,以“天舟二号”为参照物,“天和”是运动的
D.“天舟二号”加速升空,动能、重力势能增加,机械能守恒
【答案】C
【知识点】机械能守恒条件;运动和静止的相对性
【解析】【解答】A.超声波不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播,“天和”核心舱通过电磁波与地面基站传递信息,A不符合题意;
B.“天舟二号”的太阳能电池将太阳能转化为电能,B不符合题意;
C.追赶过程中,以“天舟二号”为参照物,“天和”相对于“天舟二号”位置发生改变,“天和”是运动的,C符合题意;
D.“天舟二号”加速升空,速度变大,动能增加,高度变大,重力势能增加,机械能增加,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】描述物体的运动状态,需要事先选取参照物,如果物体相对于参照物位置发生了改变,那么物体就是运动的,如果物体相对于参照物位置没有发生改变,那么物体就是静止的。
26.(2021·泰安)在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是(  )
A.运动员上升到最高点时重力势能为零
B.运动员下降过程中机械能增大
C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能
D.运动员弹离蹦床后,上升的过程中弹性势能转化为动能
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.运动员上升过程高度变大,重力势能增加,在最高点时重力势能最大,A不符合题意;
BC.运动员在空中下落过程中(未接触蹦床前),不计空气阻力,重力势能转化为动能,机械能不变,B不符合题意,C符合题意;
D.运动员离开蹦床后上升过程中,上升的过程中动能转化为重力势能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
27.(2021·泸州)2021年5月15日我国自主研制的天间一号火星探测器成功登陆火星,已知火星表面引力约为地球表面引力的38%,其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。下列关于探测器的描述正确的是(  )
A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器不受火星的引力
C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,动能逐渐增大
D.停在火星表面的探测器受到的引力与它对火星表面的压力是一对平衡力
【答案】A
【知识点】机械能及其转化;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能,即内能,A符合题意;
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器受火星的引力和升力,二力平衡,B不符合题意;
C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,速度减小,动能逐渐减小,C不符合题意;
D.停在火星表面的探测器受到的引力与火星表面对探测器的支持力才是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】能量是守恒的,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式,克服摩擦力,做功机械能转化成内能,能量的转移和转化具有方向性。
28.(2021·安徽)图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中(  )
A.动能减少 B.重力势能不变
C.机械能增大 D.机械能不变
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.小红的质量不变,乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变,A不符合题意;
B.小红的质量不变,她从最低点上升到最高点的过程中高度升高,则重力势能变大,B不符合题意;
CD.机械能等于动能与势能之和,从最低点上升到最高点的过程中,小红的动能不变,重力势能变大,则机械能变大,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
29.(2021八下·新罗期末)疫情期间,某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速下降时,包裹的(  )
A.动能减少,重力势能增加 B.动能不变,重力势能不变
C.动能不变,重力势能减少 D.动能增加,重力势能减少
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】无人机携带包裹匀速下降时,质量、速度不变,动能不变,高度减小,重力势能减少。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
二、实验探究题
30.(2022·葫芦岛模拟)相关资料表明,大部分重大交通事故是汽车超载、超速造成的。物理兴趣小组的同学由此想到运动物体的动能大小与其质量和速度有关,于是决定探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)为了探究动能大小与质量的关系,实验中要控制小球到达水平面起始端的速度相同,则应让小球从斜面   由静止开始滚下;
(2)探究动能大小与速度的关系时,选择甲、乙、丙三次实验中的   进行比较;
(3)实验中,动能的大小是通过   来反映的;
(4)完成上述实验后,兴趣小组的同学想探究阻力对物体运动的影响,实验过程如图:丁、戊、己三次实验中是通过改变接触面   来改变小车所受阻力大小的;实验中发现,接触面越光滑,小车受到的阻力   ,小车的速度减小得越慢;由此推理得出:运动物体如果不受力,将保持   运动状态。
【答案】(1)同一高度
(2)甲、乙
(3)木块被撞击的距离
(4)粗糙程度;越小;匀速直线
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)探究动能大小与质量的关系,保持小球到达水平面的速度相同,让小球从斜面同一高度由静止滚下。
(2)探究动能大小与速度的关系时,小球的质量相同,小球到达水平面的速度不同,选择甲乙两次实验进行比较。
(3)实验中小球能够做功是体现在推动木块运动,推动的距离越远,表示小球能够做的功越多,具有的动能就越大,所以通过观察木块被推动的距离的大小,来判断小球动能的大小。
(4)给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小。
表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动。
【分析】(1)探究动能大小和物体质量的关系时,需要保持速度相同,物体下滑的高度相等;
(2)探究物体的动能和速度的关系,要保持质量相等;
(3)物体的动能通过木块被撞击的距离反应;
(4)当改变接触面的粗糙程度时,摩擦力改变;运动的物体受到的阻力越小,速度减小的越慢;若不受外力作用,物体做匀速直线运动。
31.(2021九上·崇左期末)某实验小组利用“模拟打桩”探究物体重力势能的大小与哪些因素有关,物体质量m1 = m2 < m3,实验时,让物体从木桩正上方某一高度自由下落,将木桩打入沙中,如图。
(1)物体下落过程中,重力势能转化为   能,可以通过   比较重力势能的大小,由图可判断:物体   (选填“m1”“m2”或“m3”)释放前的重力势能最大;
(2)比较图甲和图丙,可探究重力势能与   的关系;
(3)比较图甲和图乙,可初步得到的结论是   ;实验后,同学们联想到高空抛物是一种很不文明的行为,被称为“悬在城市上空的痛”,会带来很大的危害,因为高空的物体具有很大的   能。
【答案】(1)动;木桩下陷的深度;m2
(2)质量
(3)重力势能与物体的高度有关;重力势
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】(1)物体下落过程中,高度降低,速度增大,重力势能转化为动能,实验中采用转换法,可以通过木桩下陷的深度比较重力势能的大小,由图可知图乙木桩下陷的深度最大,说明物体m2释放前的重力势能最大。
(2)根据控制变量法思想,比较下落高度相同的图甲和图丙,可探究重力势能与质量的关系。
(3)根据控制变量法思想,比较质量相同但高度不同的图甲和图乙,可初步得到的结论是重力势能与物体的高度有关;因为高空的物体具有很大的重力势能,所以高空抛物是一种很不文明的行为,会带来很大的危害。
【分析】(1)本题是把物体的重力势能转化成木桩陷进沙坑的深度来比较各物体重力势能的大小的。
(2)重力势能的大小与物体的质量,物体被举起的高度有关,当高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大;当质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大,结合图象进行分析判断。
32.(2021九上·潮州期末)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
  
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断钢球动能的大小,这种研究方法是   (选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑,本实验将   (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与   有关;
(3)小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,他的看法是否正确?   (选填“正确”或“错误” ),理由是:   ;
(4)钢球沿斜面滚下过程中,动能   ;(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(5)另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是   (选填“正确的”或“错误的”)。
【答案】(1)转换法;不能
(2)速度
(3)错误;没有控制两个钢球的速度一定
(4)增大
(5)错误的
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(2)甲、乙两图中小球的质量一定,初始高度不同,到达水平面时的速度不同,对木块做功多少不同,故可以得出结论:物体的动能大小与速度有关。
(3)小明的看法是错误的,因为要探究动能与质量的关系,需要保证小球的速度不变,甲、丙两图中小球下落的高度不同,则到达水平面的速度不同,故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)钢球沿斜面滚下过程中,速度变大,质量不变,动能增大。
(5)图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,应改变小球撞击木块前的速度,控制其它因素相同,而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同,故错误的。
【分析】(1)实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,实验将不能达到探究目的。
(2)动能大小跟质量和速度有关;在探究动能大小跟质量关系时,控制速度大小不变;在探究动能大小跟速度关系时,控制质量不变;影响动能大小的因素有物体的质量与速度,因此,在探究和分析结论时,一定要注意控制变量法的运用,并据此得出结论。
33.(2022九上·惠州期末)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟   有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟   有关;
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越   。此实验过程采用了控制变量法和   法;
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:   ;
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车   (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
【答案】速度;质量;大;转换;质量一定时,物体的速度越大,动能越大;超载
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】“十次车祸九次快”是速度快容易车祸,所以汽车的动能可能跟速度有关。
“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸,所以汽车的动能可能跟质量有关。
根据能量守恒,金属球撞击物块,动能转化为物块与地面摩擦力做功,物块被撞得越远,摩擦力做功越多,金属球到达水平面时的动能就越大。
把不容易测量的动能大小通过撞击物块的远近来判断,这种方法叫做转换法。
由图甲和丙可知,质量一样,球位置越高,到水平面速度越大,物块运动越远,结论是质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
由图甲和乙可知高度一样,到达底端是速度相同,甲球质量大,物块运动远,说明速度一样时,质量越大,物体动能越大,故可以解释汽车超载行驶。
【分析】物体的动能和物体运动的速度有关,和物体的质量有关;小球运动时,推到木块越远,物体的动能越大;探究动能的影响因素时,利用了控制变量法和转换法;当质量一定时,速度越大,动能越大。
1 / 1人教版物理八下第十一章第三、四节《动能+势能+机械能守恒》小节测试
一、单选题
1.(2021九上·崇左期末)如图,在“探究动能的大小与什么因素有关”实验中,下列说法正确的是(  )
A.斜面和水平面必须是光滑的
B.小球静止在斜面上时没有能量
C.木块被撞击后滑行得越远,说明小球的动能越大
D.同一小球从不同高度滑下推动木块滑行的距离不同,说明动能与高度有关
2.(2021九上·潮州期末)位于潮州韩江大桥桥头的腾瑞中心大厦,如图,高度为186米,它是目前粤东第一高楼,是潮州韩东新城新的标志性建筑。周末,小丽想到大厦的楼顶拍摄潮州市区的全景,当她乘坐的电梯匀速上升时,下列描述正确的是(  )
A.动能减小,重力势能减小 B.动能不变,重力势能减小
C.动能不变,重力势能增大 D.动能增大,重力势能不变
3.(2021九上·海陵期末)如图所示,将一支内部有弹簧的圆珠笔按压在桌面上,松开手会发现圆珠笔向上跳起,圆珠笔从松手上升至最高点过程中,能量转化正确的是(  )
A.动能→重力势能→弹性势能 B.弹性势能→重力势能→动能
C.动能→弹性势能→重力势能 D.弹性势能→动能→重力势能
4.(2021九上·雨花台期中)下列情景之中,动能转化为重力势能的是(  )
A. 小朋友滑滑梯 B. 弹弓弹射子弹
C. 火箭加速升空 D. 上升的滚摆
5.(2021九上·揭西月考)某市为了杀灭白蛾调动了直升飞机,在灾区上空喷洒生物农药。飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的(  )
A.动能不变,重力势能不变 B.动能减小,重力势能减小
C.动能减小,重力势能不变 D.动能增大,重力势能减小.
6.(2021九上·宝鸡月考)9月17日13点34分,“神舟十二号”载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆,如图所示为返回舱减速下降到地面的过程,下列关于它的机械能变化情况分析正确的是(  )
A.动能增大,重力势能减小,机械能不变
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.动能减小,重力势能减小,机械能减小
7.(2021九上·福州开学考)如图所示是小明模拟“蹦极”的实验,一根橡皮筋的一端系一个小石块,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,C点是小石块自由释放后所能达到的最低点,关于小石块从A点到C点运动过程的说法正确的是(  )
A.小石块在 C点时,受到平衡力的作用
B.小石块减少的重力势能全部转化为动能
C.从A点下落到B点的过程中,小石块受到重力和弹力的作用
D.从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小
8.(2021九上·深圳开学考)在奥运会运动场上有许多地方用到了物理知识,下列分析错误的是(  )
A.跳远运动员助跑是为了利用身体的惯性
B.跳水运动员在跳板起跳后,上升过程中势能不断转化为动能
C.掷出去的铅球总是沿曲线落到地面上,是由于受到重力的作用
D.足球运动员头球攻门,是力使足球的运动状态发生改变
9.(2021九上·深圳开学考)物体沿斜面匀速下滑时,它的(  )
A.动能增加,重力势能减小,机械能不变
B.动能不变,重力势能减小, 机械能减小
C.动能不变,重力势能不变,机械能不变
D.动能增加,重力势能减小,机械能减小
10.(2021八下·长春期末)2022年第24届冬季奥运会将在我国举行,如图是滑雪运动员正在训练时加速下滑的场景,运动员的(  )
A.动能不变 B.动能变大
C.机械能守恒 D.重力势能变大
11.(2021八下·吉林期末)如图所示,是跑酷爱好者在跳跃、空翻的照片,下列说法正确的是(  )
A.跑酷者空翻时在最高点动能最大
B.跑酷者空翻时在最高点重力势能最大
C.跑酷者向上跃起的过程中,重力势能转化为动能
D.跑酷者向下降落的过程中,动能转化为重力势能
12.(2021八下·麦积期末)在高速公路长下坡路段的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,可以被强制减速停车。下列说法不正确的是(  )
A.下坡路段刹车失灵的大货车若不采取措施,动能将越来越大
B.避险车道相当于一个斜面
C.大货车冲上避险车道的过程中重力势能越来越大
D.大货车冲上避险车逍时重力势能转化为动能
13.(2021八下·麦积期末)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,关于机动车的最高行驶速度进行限制,下列说法不正确的是(  )
A.对机动车设定限制速度,是为了限制它的动能
B.小型客车的行驶速度比大型客车行驶速度大,惯性也大,行驶时危险性大
C.对机动车限定最高行驶速度,是因为质量相同时,速度越大动能越大
D.对不同车型限定不一样的最高行驶速度,是因为速度相同时,质量越大,动能越大
14.(2021·南京)2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知,足球(  )
A.在B点时受力平衡
B.在A,D两点动能可能相等
C.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不断改变
D.在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化
15.(2021八下·商河期末)2021年4月29日11时,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站“天和”核心舱,在海南文昌航天发射场发射升空。空间站加速升空的过程中(忽略燃料质量变化),它的(  )
A.动能增大,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能减小,机械能增大
D.动能增大,重力势能增大,机械能不变
16.(2021八下·莱芜期末)火星探测器经过7个月的长途飞行抵达火星附近,之后沿椭圆轨道绕火星运动,实现火星的远、近火点环绕探测,离火星最近的点叫近火点,离火星最远的点叫远火点,探测器沿椭圆轨道绕火星运动时,不受空气阻力,只发生动能和势能的相互转化,由近火点向远火点动时,探测器的(  )
A.动能增大,势能减小,机械能增大
B.动能减小,势能增大,机械能减小
C.动能增大,势能减小,机械能不变
D.动能减小,势能增大,机械能不变
17.(2021八下·肥东期末)有甲、乙两个完全相同的小球.在同一高度以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出,如图所示.若不计空气阻力,下列说法正确的是
A.抛出时刻,甲球比乙球的动能小
B.抛出时刻,甲球比乙球的重力势能小
C.乙球上升过程中,重力势能转化为动能
D.甲球下落过程中,它的机械能保持不变
18.(2021·成都)牛顿坐在苹果树下深思,一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程,下列分析正确的是(  )
A.重力势能转化为动能,动能增加
B.动能转化为重力势能,动能减小
C.动能转化为重力势能,重力势能增加
D.无能量的转化,重力势能和动能不变
19.(2021八下·太湖期末)将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是
A.皮球经过同高度的A、B两点时动能相等
B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
20.(2021·烟台)如图所示,跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是(  )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能变大,重力势能变小,机械能不变
C.动能不变,重力势能交小,机械能变小
D.动能变小,重力势能变小,机械能变小
21.(2021·无锡)如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高。关于摆球,下列说法中正确的是(  )
A.从A点到B点的过程中机械能守恒
B.在B点时处于平衡状态
C.在O点时重力势能最大
D.从A点到O点动能转化为重力势能
22.(2021·绵阳)撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景,从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中(不考虑空气阻力)(  )
A.竿的弹性势能增大,运动员的机械能减小
B.竿的弹性势能增大,运动员的机械能增大
C.竿的弹性势能减小,运动员的机械能减小
D.竿的弹性势能减小,运动员的机械能增大
23.(2021·南县)滑雪是人们喜爱的运动。如图所示,某同学坐在轮胎上从雪道的A点由静止开始滑下,经最低点B滑行到右边坡道的最高点C,轮胎与雪道之间有摩擦力存在。从A到C的过程中(  )
A.重力势能一直减少 B.动能一直减少
C.动能一直增加 D.机械能一直减少
24.(2021·郴州)2021年5月29日,我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船,5月30日,天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是(  )
A.天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态
25.(2021·鄂尔多斯)2021年5月29日晚,由“长征七号”火箭助推发射的“天舟二号”货运飞船顺利升空,进入预定轨道,开始追赶“天和”核心舱。30日凌晨,“天舟二号”与“天和”成功对接。下列说法正确的是(  )
A.“天和”核心舱通过超声波与地面基站传递信息
B.“天舟二号”的太阳能电池将太阳能转化为机械能
C.追赶过程中,以“天舟二号”为参照物,“天和”是运动的
D.“天舟二号”加速升空,动能、重力势能增加,机械能守恒
26.(2021·泰安)在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是(  )
A.运动员上升到最高点时重力势能为零
B.运动员下降过程中机械能增大
C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能
D.运动员弹离蹦床后,上升的过程中弹性势能转化为动能
27.(2021·泸州)2021年5月15日我国自主研制的天间一号火星探测器成功登陆火星,已知火星表面引力约为地球表面引力的38%,其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。下列关于探测器的描述正确的是(  )
A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器不受火星的引力
C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,动能逐渐增大
D.停在火星表面的探测器受到的引力与它对火星表面的压力是一对平衡力
28.(2021·安徽)图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中(  )
A.动能减少 B.重力势能不变
C.机械能增大 D.机械能不变
29.(2021八下·新罗期末)疫情期间,某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速下降时,包裹的(  )
A.动能减少,重力势能增加 B.动能不变,重力势能不变
C.动能不变,重力势能减少 D.动能增加,重力势能减少
二、实验探究题
30.(2022·葫芦岛模拟)相关资料表明,大部分重大交通事故是汽车超载、超速造成的。物理兴趣小组的同学由此想到运动物体的动能大小与其质量和速度有关,于是决定探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)为了探究动能大小与质量的关系,实验中要控制小球到达水平面起始端的速度相同,则应让小球从斜面   由静止开始滚下;
(2)探究动能大小与速度的关系时,选择甲、乙、丙三次实验中的   进行比较;
(3)实验中,动能的大小是通过   来反映的;
(4)完成上述实验后,兴趣小组的同学想探究阻力对物体运动的影响,实验过程如图:丁、戊、己三次实验中是通过改变接触面   来改变小车所受阻力大小的;实验中发现,接触面越光滑,小车受到的阻力   ,小车的速度减小得越慢;由此推理得出:运动物体如果不受力,将保持   运动状态。
31.(2021九上·崇左期末)某实验小组利用“模拟打桩”探究物体重力势能的大小与哪些因素有关,物体质量m1 = m2 < m3,实验时,让物体从木桩正上方某一高度自由下落,将木桩打入沙中,如图。
(1)物体下落过程中,重力势能转化为   能,可以通过   比较重力势能的大小,由图可判断:物体   (选填“m1”“m2”或“m3”)释放前的重力势能最大;
(2)比较图甲和图丙,可探究重力势能与   的关系;
(3)比较图甲和图乙,可初步得到的结论是   ;实验后,同学们联想到高空抛物是一种很不文明的行为,被称为“悬在城市上空的痛”,会带来很大的危害,因为高空的物体具有很大的   能。
32.(2021九上·潮州期末)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
  
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断钢球动能的大小,这种研究方法是   (选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑,本实验将   (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(2)由甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与   有关;
(3)小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,他的看法是否正确?   (选填“正确”或“错误” ),理由是:   ;
(4)钢球沿斜面滚下过程中,动能   ;(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(5)另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是   (选填“正确的”或“错误的”)。
33.(2022九上·惠州期末)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟   有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟   有关;
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越   。此实验过程采用了控制变量法和   法;
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:   ;
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车   (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】A.斜面和水平面必须不是光滑的,根据牛顿第二定律,水平面是光滑的,则小球和木块将永远运动下去,A不符合题意;
B.小球静止在斜面上时具有重力势能,B不符合题意;
C.实验采用转换法,把动能的大小转换为木块滑动距离的大小,木块被撞击后滑行得越远,就说明小球的动能越大,C符合题意;
D.根据控制变量法,同一小球从不同高度滑下,速度不同,推动木块滑行的距离不同,说明动能与物体的速度有关,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)小球动能大小通过小球推动木块移动的距离来反映,采用的是转换法。
(2)动能的大小与质量和速度有关;探究动能大小与速度的关系,应控制球的质量相同而速度不同;研究与质量关系时,要保证速度相同,质量不同。
2.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】小丽乘坐的电梯匀速上升时,速度不变,则动能不变,高度增加,则重力势能增加,机械能为动能与重力势能之和,则机械能增加,ABD不符合题意, C符合题意。
故答案为:C。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
3.【答案】D
【知识点】动能与势能的应用
【解析】【解答】将圆珠笔按压在桌面上时,圆珠笔内的弹簧被压缩,具有弹性势能,松开手后,弹簧要恢复原来的形状,弹性势能减小,圆珠笔具有了速度,弹性势能转化为动能,圆珠笔在上升的过程中,速度越来越小,高度越来越高,动能转化为重力势能,所以整个过程的能量转化是弹性势能转化为动能,再转化为重力势能。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
4.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A.玩滑梯时会加速下滑,动能增加,重力势能转化为动能,A不符合题意;
B.弹弓弹射子弹时,子弹的动能增加,B不符合题意;
C.火箭加速升空,加速动能增加,升空重力势能增加,C不符合题意;
D.上升的滚摆速度会越来越慢,动能会转化为重力势能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
5.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】影响动能大小的因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越大,重力势能就越大。飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中,飞机的质量变小,速度不变,所以动能减小;质量减小,高度不变,所以重力势能减小。
故答案为:B。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
6.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】返回舱减速下降到地面的过程中,质量不变,速度减小,高度减小,所以动能减小,重力势能也减小,因为机械能是动能和重力势能的总和,所以返回舱的机械能也减小。
故答案为:D。
【分析】质量一定时,高度减小,重力势能减小,速度减小,动能减小。
7.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化;弹力;重力及其大小的计算;物体运动状态的变化
【解析】【解答】A.C点是小石块下落的最低点,橡皮筋的伸长量最大,弹力最大,此时小石块受到的弹力大于重力,受到的力不是平衡力,A不符合题意;
B.如果不计阻力,从A点到C点运动过程中小石块的重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能,B不符合题意;
C.小石块在下落过程中,在AB段,小石块只受到重力作用,没有受到弹力,C不符合题意;
D.小石块到达B点后受到一个向上的弹力,但此时由于弹力小于自身的重力,故小石块仍加速下落,其速度继续增大;当弹力大于小石块的重力时,小石块受到的合力向上,它会减速下落,由此可知,从B点下落到C点的过程中,小石块的速度先增大后减小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体静止或匀速直线运动时,受到平衡力的作用;物体的动能和质量、速度有关、重力势能和物体的质量、高度有关。
8.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化;力的作用效果;惯性及其现象;力与运动的关系
【解析】【解答】A.跳远运动员助跑是为了增大起跳前的初速度,然后起跳后利用惯性,从而跳的更远,故A正确不合题意;
B.跳水运动员在跳板起跳后,上升过程中,高度增大,则重力势能增大;速度减小,则动能减小,应该是动能不断的转化为重力势能,故B错误符合题意;
C.掷出去的铅球,在水平方向上做匀速直线运动;由于受到重力作用,因此还在竖直方向做自由落体运动,因此运动轨迹为曲线,故C正确不合题意;
D.足球运动员头球攻门,改变了球的运动方向,是力使足球的运动状态发生改变,故D正确不合题意。
故选B。
【分析】(1)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(2)分析势能和动能的大小变化,总是减小的能量转换为增大的能量;
(3)力是改变物体运动状态的原因;
(4)运动状态的改变包括:由静止变为运动,由运动变为静止,运动方向改变和速度大小改变。
9.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】物体沿斜面匀速下滑时,它的质量不变,速度不变,则动能不变;质量不变而高度减小,则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知,它的机械能减小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
【分析】动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能,据此分析判断。
10.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】AB.滑雪运动员加速下滑,质量不变,速度增大,则动能增大,A不符合题意,B符合题意;
C.滑雪运动员下滑过程中受到摩擦力作用,由于要克服摩擦力做功,消耗部分机械能,所以运动员的机械能在减小,不守恒,C不符合题意;
D.滑雪运动员下滑过程中质量不变,高度降低,则重力势能减小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大。
11.【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】AB.跑酷者空翻时在最高点时,质量不变,高度最大,速度最小,所以重力势能最大,动能最小,A 错误,B符合题意;
C.跑醉者向上跃起的过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,动能转化为重力势能,C不符合题意;
D.跑酷者向下降落的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
12.【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A.下坡路段,刹车失灵的大货车向下运动的过程中,重力势能转化为动能,动能越来越大,A正确,不符合题意;
B.由图可知,避险车道相当于一个斜面,B正确,不符合题意;
C.大货车冲上避险车道时,动能一部分转化为重力势能,重力势能越来越大,C正确,不符合题意;
D.大货车冲上避险车道时,动能一部分转化为重力势能,由于存在摩擦,克服摩擦做功,还有一部分动能转化为内能,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
13.【答案】B
【知识点】动能大小的比较;惯性及其现象
【解析】【解答】动能与物体的质量和速度有关,高速行驶的汽车动能越大,出现交通事故造成的损害越大。
A.对机动车设定限制速度,是为了限制它的动能,A正确,不符合题意;
B.惯性只与物体质量有关,质量大的物体惯性大,与物体运动速度无关。小型客车的行驶速度比大型客车行驶速度大,但惯性没有大型客车大,B错误,符合题意;
C.对机动车限定最高行驶速度,是因为质量相同时,速度越大动能越大,C正确,不符合题意;
D.对不同车型限定不一样的最高行驶速度,是因为速度相同时,质量越大,动能越大,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】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。
14.【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.B点只受重力,不平衡,A不符合题意;
B.运动过程中有空气阻力,所以AD速度可能相同,动能可能相同,B符合题意;
C.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不变,C不符合题意;
D.在运动过程中,机械能不守恒,不可能只存在动能和势能的相互转化,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】小球在下落和反弹的过程中受到阻力,机械能减小;小球在下落过程中位置不断变低,重力势能减小,速度越来越快,动能不断增加。
15.【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】空间站加速升空,速度增大,高度变大,质量不变,那么动能和重力势能都增大,机械能也增大,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
16.【答案】D
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】探测器由近火点向远火点动时,不受空气阻力,探测器的高度增高,重力势能增大,速度减小,动能减小,机械能不变。
故答案为:D。
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
17.【答案】D
【知识点】机械能及其转化;机械能守恒条件
【解析】【解答】A.抛出时刻,甲乙两球的速度大小相等,又因为甲乙是两个完全相同的小球,因此甲乙两球的质量相等,所以抛出时刻甲球和乙球的动能相等;A不符合题意;
B.由题意可知,甲乙两球的质量相等,甲乙两个小球在同一高度抛出,所以抛出时刻甲球和乙球的重力势能相等;B不符合题意;
C.乙球上升过程中,速度越来越小,高度越来越高,是动能转化为重力势能;C不符合题意;
D.甲球下落过程中,速度越来越大,高度越来越低,是重力势能转化为动能,由于不计空气阻力,所以甲球下落过程中,它的机械能保持不变;D符合题意.
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
18.【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】苹果从树上落下过程中,质量不变,速度变大,故动能增加,同时其高度降低,故重力势能减小,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
19.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A、由图知道,每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小,A点的机械能大于B点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,AB两点高度相同则重力势能相同,所以A点的动能大于B点的动能,A不符合题意.
B、从轨迹来看,皮球竖直下落的同时,也沿水平方向运动,所以,皮球第一次反弹后到达最高点P点时,竖直方向速度为零,但是仍然能往右运动,说明皮球还具有水平方向速度,B不符合题意;
C、每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小.C点在D点之前,D点的机械能小于C点的机械能,C符合题意.
D、弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大.M点与N点皮球的动能与重力势能都为零,又因为皮球在M点机械能大于N点机械能,故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能,故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】小球在下落的过程中受到阻力,机械能减小;小球在下落过程中位置不断变低,重力势能减小,速度越来越快,动能不断增加。
20.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中,质量不变,速度不变,则动能不变;高度降低,则重力势能变小;机械能等于动能与势能之和,则机械能变小。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
21.【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.因为A、B两点等高,可知小球在摆动过程中机械能没有损耗,即机械能守恒,A符合题意;
B.小球摆到B点时,受到非平衡力的作用,处于非平衡状态,B不符合题意;
C.在O点时为最低点,高度最低,而质量不变,所以在O点时重力势能最小,C不符合题意;
D.小球从A点到O点的过程中,质量不变,高度减小,速度增大,是将重力势能转化为动能,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当物体不受到摩擦力时,物体的机械能守恒,即动能与重力势能之和是定值,动能减小,重力势能增加,反之,动能增大,重力势能减小。
22.【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】图示中,不计空气阻力,竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中,竿逐渐恢复原状,则竿的弹性势能减小,减小的弹性势能转化为运动员的机械能,所以运动员的机械能增大,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】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;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。注意分析能量转化时,就看什么能量减少了,什么能量增加,总是减少的能量转化为增加的能量。
23.【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】ABC.某同学从A到B的过程中,高度变小,质量不变,重力势能变小;速度变大,质量不变,动能变大;从B到C的过程中,高度变大,质量不变,重力势能变大;速度变小,质量不变,动能变小;从A到C的过程中,动能先变大后变小,重力势能先变小后变大,ABC不符合题意;
D.由于轮胎与雪道之间有摩擦力存在,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,机械能会变少,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
24.【答案】D
【知识点】机械能及其转化;运动和静止的相对性
【解析】【解答】ABC.机械能是动能和势能之和,天舟二号货运飞船加速上升过程中,重力势能和动能都增大,机械能变大,是将燃料的内能转化为机械能,ABC不符合题意;
D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变,同步运行,处于相对静止状态,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】描述物体的运动状态,需要事先选取参照物,如果物体相对于参照物位置发生了改变,那么物体就是运动的,如果物体相对于参照物位置没有发生改变,那么物体就是静止的。
25.【答案】C
【知识点】机械能守恒条件;运动和静止的相对性
【解析】【解答】A.超声波不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播,“天和”核心舱通过电磁波与地面基站传递信息,A不符合题意;
B.“天舟二号”的太阳能电池将太阳能转化为电能,B不符合题意;
C.追赶过程中,以“天舟二号”为参照物,“天和”相对于“天舟二号”位置发生改变,“天和”是运动的,C符合题意;
D.“天舟二号”加速升空,速度变大,动能增加,高度变大,重力势能增加,机械能增加,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】描述物体的运动状态,需要事先选取参照物,如果物体相对于参照物位置发生了改变,那么物体就是运动的,如果物体相对于参照物位置没有发生改变,那么物体就是静止的。
26.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.运动员上升过程高度变大,重力势能增加,在最高点时重力势能最大,A不符合题意;
BC.运动员在空中下落过程中(未接触蹦床前),不计空气阻力,重力势能转化为动能,机械能不变,B不符合题意,C符合题意;
D.运动员离开蹦床后上升过程中,上升的过程中动能转化为重力势能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
27.【答案】A
【知识点】机械能及其转化;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能,即内能,A符合题意;
B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器受火星的引力和升力,二力平衡,B不符合题意;
C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,速度减小,动能逐渐减小,C不符合题意;
D.停在火星表面的探测器受到的引力与火星表面对探测器的支持力才是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】能量是守恒的,只能从一个物体转移到另一个物体,或从一种形式转化成另一种形式,克服摩擦力,做功机械能转化成内能,能量的转移和转化具有方向性。
28.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.小红的质量不变,乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变,A不符合题意;
B.小红的质量不变,她从最低点上升到最高点的过程中高度升高,则重力势能变大,B不符合题意;
CD.机械能等于动能与势能之和,从最低点上升到最高点的过程中,小红的动能不变,重力势能变大,则机械能变大,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
29.【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】无人机携带包裹匀速下降时,质量、速度不变,动能不变,高度减小,重力势能减少。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大。
30.【答案】(1)同一高度
(2)甲、乙
(3)木块被撞击的距离
(4)粗糙程度;越小;匀速直线
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)探究动能大小与质量的关系,保持小球到达水平面的速度相同,让小球从斜面同一高度由静止滚下。
(2)探究动能大小与速度的关系时,小球的质量相同,小球到达水平面的速度不同,选择甲乙两次实验进行比较。
(3)实验中小球能够做功是体现在推动木块运动,推动的距离越远,表示小球能够做的功越多,具有的动能就越大,所以通过观察木块被推动的距离的大小,来判断小球动能的大小。
(4)给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体,目的是探究阻力对物体运动的影响,由毛巾表面到棉布再到木板,接触面的粗糙程度减小,小车受到的阻力也减小。
表面越光滑,阻力就越小,小车运动的距离就越远,这说明小车受到的阻力越小,速度减小得越慢;假如小车受到的阻力为零,即小车不受力,小车的运动状态将不会改变,做匀速直线运动。
【分析】(1)探究动能大小和物体质量的关系时,需要保持速度相同,物体下滑的高度相等;
(2)探究物体的动能和速度的关系,要保持质量相等;
(3)物体的动能通过木块被撞击的距离反应;
(4)当改变接触面的粗糙程度时,摩擦力改变;运动的物体受到的阻力越小,速度减小的越慢;若不受外力作用,物体做匀速直线运动。
31.【答案】(1)动;木桩下陷的深度;m2
(2)质量
(3)重力势能与物体的高度有关;重力势
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】(1)物体下落过程中,高度降低,速度增大,重力势能转化为动能,实验中采用转换法,可以通过木桩下陷的深度比较重力势能的大小,由图可知图乙木桩下陷的深度最大,说明物体m2释放前的重力势能最大。
(2)根据控制变量法思想,比较下落高度相同的图甲和图丙,可探究重力势能与质量的关系。
(3)根据控制变量法思想,比较质量相同但高度不同的图甲和图乙,可初步得到的结论是重力势能与物体的高度有关;因为高空的物体具有很大的重力势能,所以高空抛物是一种很不文明的行为,会带来很大的危害。
【分析】(1)本题是把物体的重力势能转化成木桩陷进沙坑的深度来比较各物体重力势能的大小的。
(2)重力势能的大小与物体的质量,物体被举起的高度有关,当高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大;当质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大,结合图象进行分析判断。
32.【答案】(1)转换法;不能
(2)速度
(3)错误;没有控制两个钢球的速度一定
(4)增大
(5)错误的
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(2)甲、乙两图中小球的质量一定,初始高度不同,到达水平面时的速度不同,对木块做功多少不同,故可以得出结论:物体的动能大小与速度有关。
(3)小明的看法是错误的,因为要探究动能与质量的关系,需要保证小球的速度不变,甲、丙两图中小球下落的高度不同,则到达水平面的速度不同,故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)钢球沿斜面滚下过程中,速度变大,质量不变,动能增大。
(5)图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系,应改变小球撞击木块前的速度,控制其它因素相同,而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同,故错误的。
【分析】(1)实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小;根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,则木块不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,实验将不能达到探究目的。
(2)动能大小跟质量和速度有关;在探究动能大小跟质量关系时,控制速度大小不变;在探究动能大小跟速度关系时,控制质量不变;影响动能大小的因素有物体的质量与速度,因此,在探究和分析结论时,一定要注意控制变量法的运用,并据此得出结论。
33.【答案】速度;质量;大;转换;质量一定时,物体的速度越大,动能越大;超载
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】“十次车祸九次快”是速度快容易车祸,所以汽车的动能可能跟速度有关。
“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸,所以汽车的动能可能跟质量有关。
根据能量守恒,金属球撞击物块,动能转化为物块与地面摩擦力做功,物块被撞得越远,摩擦力做功越多,金属球到达水平面时的动能就越大。
把不容易测量的动能大小通过撞击物块的远近来判断,这种方法叫做转换法。
由图甲和丙可知,质量一样,球位置越高,到水平面速度越大,物块运动越远,结论是质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
由图甲和乙可知高度一样,到达底端是速度相同,甲球质量大,物块运动远,说明速度一样时,质量越大,物体动能越大,故可以解释汽车超载行驶。
【分析】物体的动能和物体运动的速度有关,和物体的质量有关;小球运动时,推到木块越远,物体的动能越大;探究动能的影响因素时,利用了控制变量法和转换法;当质量一定时,速度越大,动能越大。
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