人教版八年级下 11.3 动能和势能 同步练习
一、单选题
1.新冠病毒疫情防控期间,许多城市的环卫喷雾洒水车变身成消毒杀菌车,对道路喷洒消毒药水。在此过程中,消毒杀菌车在水平地面上匀速运动,则消毒杀菌车整体的( )
A.动能不变,重力势能变小 B.动能变小,重力势能变小
C.动能不变,重力势能不变 D.动能变小,重力势能不变
2.2014年8月南京成功举办了“青奥会”,如图四项运动包含了一些物理知识,下列描述错误的是( )
A.跳水运动员在空中下落的过程中,既有动能也有重力势能
B.足球运动员脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力
C.举重运动员将杠铃举在空中静止时,他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡
D.篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中,发生了弹性形变,具有弹性势能
3.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
4.竖直向上扔出的乒乓球,在上升到最高点的过程中,以下说法中正确的是( )
A.动能增大,重力势能增大
B.动能减小,重力势能减小
C.动能减小,重力势能增大
D.动能增大,重力势能减小
5.如图所示,“和谐号”高铁满载旅客从十堰东站缓缓驶出前往武汉,下列说法正确的是( )
A.列车由静止变为运动,列车的惯性增大了
B.列车加速前进时,列车的动能一直增加
C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力
D.“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了增大对地面压力提高行驶稳定性
6.滑草是一项时尚的运动,以下说法正确的是( )
A.人行走时比脚站在草地上时,对草地压强更小
B.由于受到惯性的作用,滑行速度越来越大
C.越向下滑,重力势能越大
D.人受到滑动摩擦力的方向与运动方向相反
7.滑雪运动员从最高处加速下滑到最低处的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能减小,重力势能增大 B.动能减小,重力势能减小
C.动能增大,重力势能增大 D.动能增大,重力势能减小
8.图甲是北京冬奥会会徽,它以汉字“冬”为灵感来源,运用中国书法的艺术形态,展现出滑冰、滑雪运动员的英姿。图乙是我国运动员苏翊鸣参赛的情景,他在空中下落过程中( )
A.动能增加 B.重力势能增加 C.惯性变大 D.运动状态保持不变
9.跳水运动是奥运会的正式比赛项目,我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。比赛中,跳水运动员腾空跳起向上运动到最高点后再向下落入水中,若不计空气阻力,在整个空中运动过程中,运动员的( )
A.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
B.动能先增大后减小,重力势能先增大后减小
C.动能先减小后增大,重力势能先减小后增大
D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
10.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
11.一位跳伞运动员在空中匀速下降的过程中,关于他的动能和重力势能,下列说法正确的是( )
A.动能变大,重力势能变小 B.动能变小,重力势能变大
C.动能不变,重力势能变小 D.动能变小,重力势能不变
12.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
二、填空题
13.如图所示,甲、乙两球在光滑水平面上以相同的速度向左运动,已知m甲>m乙,则______球的动能大,______球的惯性小。(均选填“甲”或“乙”)
14.次仁同学参加足球比赛时,所穿鞋子的底部凹凸不平是为了______(选填“增大”或“减小”)摩擦;射箭时,弓能把箭射出去,是因为拉开的弓具有_______能。
15.如图是国产歼--15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景,飞机起飞升空时,机翼上方空气的流速比机翼下方的大,则机翼上方的空气对机翼的压强______机翼下方的空气对机翼的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”);当飞机飞离航母后,匀速行驶的航母具有的动能将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
16.某场台球比赛如图所示,球杆打击停在桌面上的白色母球A,对它做功使其获得______能,由于______它便向前运动过去;当母球A与彩球B发生碰撞,使彩球B掉入中袋,同时母球A又向另一彩球C慢慢滚去,这一现象说明力可以______。
三、综合题
17.运动员从高空竖直向下跳伞,只考虑人(包括装备)受到的重力和空气阻力,下落时的速度、时间图线如图所示,第20到第30s间重力做功的功率为5.4×104W。
(1)求人在第20到第30s这段时间下落的距离______;
(2)求第20s到第30s人(包括装备)所受的重力做的功______;
(3)求人(包括装备)的质量______;
(4)从第30s到第50这个过程中,人的动能是如何变化的______?
(5)人在第10s时所受的空气阻力______第30s时所受的空气阻力。(选填“大于”、“等于”、“小于”)
18.随着电动自行车的大量普及,涉及电动自行车的交通事故也逐年上升,为此国家制定了《电动自行车安全技术规范》,从2019年5月1日起实施凡违反《规范》规定的车辆不允许生产和销售。《规范》对电动自行车的最大质量最高速度、电池电压及电机功率作出了限制。小明家新购的符合新国标的电动自行车的质量为50kg。
(1)《规范》中对整车质量及最高车速作出限制是因为这两个因素直接影响电动自行车的_____能。
(2)小明父亲质量为70kg,当他骑着家里的电动自行车在水平路面上行驶时,轮胎接地总面积为50cm2,则车轮对地面的压强是多大?(g=10N/kg)( )
(3)当小明父亲在水平路面上骑着车,以18km/h的速度匀速行驶时,所受阻力为总重的0.05倍,他骑行20min,电动自行车克服阻力做了多少功?( )
19.宁夏中考体育项目之一是跳绳,图中是同学们在体育课上练习跳绳的场景。张亮的体重为50kg,跳绳时,每次跳起的高度约5cm。(g取)那么
(1)说出他从地面起跳至最高位置的过程中,动能、势能的变化情况。
(2)张亮1分钟跳绳180个,请计算一分钟内他克服重力所做的功是多少?功率多大?
(3)张亮起跳前站立在操场上,请你估算他对地面的压强是多大?
20.2015年6月6日,在湖北武汉矩形的亚洲田径锦标赛中,中国选手李玲在女子撑杆跳决赛中以4.66m的成绩打破亚洲记录.请结合撑杆跳的过程示意图(如图),回答下列问题.
(1)在助跑阶段,李玲受到地面对她的静摩擦力而前进,这个力的方向与她前进的方向_______(选填“相同”或“相反”);助跑的目的是为了在起跳前获得较大的_______.
(2)撑杆起跳时,由于_______,李玲继续前冲,从开始起跳到碳纤维轻质撑杆(不考虑其质量)达到最大弹性形变的过程中,发生了怎样的能量转化?_______.
21.我省目前正在大力开发的风力发电是一种将风的动能转化为电能的环保发电方式。风力发电机的外观如图所示,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。
(1)风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度小,硬度_______(选填“大”或“小”)的复合材料制成;
(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积(S)可视为风力发电机可接收风能的面积.已知空气动能与空气质量成正比,1kg空气在不同的速度(v)时的动能(E)如下表所示。
空气动能E(J) 2 8 18 32 50
空气流速v(m/s) 2 4 6 8 10
若风力发电机将可接收的风能转化为电能的效率η=20%,当地的空气密度ρ=1.3 kg/m3,风速v=10m/s,要设计一台功率P=20kW的风力发电机,内轮机的叶片旋转所扫过的面积应为多少?( )(保留整数)
(3)在风速和叶片确定的情况下,要提高风轮机单位时间接收的风能,可采取哪些措施?请提出一条建议( )
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
消毒杀菌车对主次干道喷酒消毒药水,车的质量减小,速度不变,动能减小;高度不变,质量变小,重力势能变小。
故选B。
2.C
【详解】
A.跳水运动员在空中下落的过程中,由于运动具有动能,由于在空中而具有重力势能,故A正确,不符合题意;
B.足球运动员对球的作用力和球对运动员的力是一对相互作用力,故B正确,不符合题意;
C.举重运动员将杠铃举在空中静止时,他受到的重力和地面对他的支持力不相互平衡,因为他受到的重力加上杠铃重力在大小上才等于地面对他的支持力,故C错误,符合题意;
D.篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中,发生了弹性形变,具有弹性势能,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.B
【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。
4.C
【详解】
竖直向上扔出的乒乓球,在上升到最高点的过程中,乒乓球的质量不变,但速度变小,其动能减小;同时高度变大,则重力势能增大。
故选C。
5.B
【详解】
A.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,惯性的大小只取决于物体的质量,质量越大,惯性越大,故A错误;
B.列车加速前进,列车的质量不变,速度变大,动能变大,故B正确;
C.牵引力沿水平方向,铁轨对它的支持力沿竖直方向,这两个力不在同一条直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D.“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了减小运行时空气对它的阻力以提高车速,故D错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.人行走时比脚站在草地上时,压力不变,受力面积减小,对草地压强更大,故A错误;
B.惯性是物体的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟速度大小无关,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.越向下滑,质量不变,高度减小,重力势能越小,故C错误;
D.滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动方向相反,人受到滑动摩擦力的方向与运动方向相反,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】
滑雪运动员从最高处加速下滑到最低处的过程中,运动员的质量不变、高度减小,重力势能减小;质量不变、速度增大,动能增大。
故选D。
8.A
【详解】
苏翊鸣在空中下落过程中,重力势能转化为动能,所以重力势能减小,动能增加,惯性只与质量有关,质量不变,故惯性也不变,运动状态发生改变,故A符合题意,BCD不符合题意。
9.A
【详解】
跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中,整个过程质量不变,高度先增大后减小,重力势能先增大后减小,速度先减小后增大,动能先减小后增大。
故选A。
10.C
【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。
11.C
【详解】
跳伞运动员在空中匀速下降的过程中,质量不变,速度不变,故动能不变;由于高度下降,所以重力势能变小,故ABD错误,C正确。
故选C。
12.D
【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。
13. 甲 乙
【详解】
[1]动能与物体运动的速度和物体的质量有关,甲、乙两球在光滑水平面上以相同的速度向左运动,速度相同,由于m甲>m乙,则甲球的动能大。
[2]惯性的大小与物体的质量有关,甲球的质量大,乙球的质量小,则乙球的惯性小。
14. 增大 弹性势
【详解】
[1]次仁同学参加足球比赛时,所穿鞋子的底部凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,从而增大了鞋与地面的摩擦。
[2]射箭时,拉开的弓发生了弹性形变,具有弹性势能,松手时,将弹性势能转化为箭的动能,所以把箭射出去。
15. 小于 减小
【详解】
[1]舰载机起飞时,舰载机上方空气的流速大于下方空气流速,根据流体流速越大处压强越小可知,机翼上方的空气对机翼的压强小于机翼下方的空气对机翼的压强,飞机受到的升力大于自身重力。
[2]当飞机飞离航母后,匀速行驶的航母质量减小,速度不变,所以具有的动能将减小。
16. 动 惯性 改变物体运动状态
【详解】
[1]运动的物体具有的能量叫做动能。球杆打击停在桌面上的白色母球A,对它做功使球运动,获得动能。
[2]物体都有保持原来运动状态的性质,这种性质叫做惯性。由于惯性,球被撞击后便向前运动过去。
[3]力可以改变物体的形状和运动状态。当母球A与彩球B发生碰撞,使彩球B掉入中袋,彩球B由静止变为运动;同时母球A又向另一彩球C慢慢滚去,母球A的运动方向发生改变,这一现象说明力可以改变物体的运动状态。
17. 600m 5.4×105J 90kg 先不变后变小再不变 小于
【详解】
(1)[1]由图可知,人在第20到第30s这段时间做匀速直线运动,速度为60m/s,这段时间下落的距离
s=vt=60m/s×10s=600m
[2]人在第20到第30s这段时间下落的距离为600m。
(2)[2]第20到第30s间重力做功的功率为5.4×104W,由P=得这段时间重力做的功
W=Pt=5.4×104W×10s=5.4×105J
20s到第30s人(包括装备)所受的重力做的功为5.4×105J。
(3)[3]人和装备的总重力
G== ==900N
人和装备的总质量
m===90kg
人(包括装备)的质量为90kg。
(4)[4]由图知30到50s人的速度先不变后减小再不变,动能也是先不变后变小再不变。
(5)[5]由图知,人在第10s时人做加速运动,阻力小于重力,人在第30s时,人做匀速运动,阻力等于重力,因此人在第10s时所受的空气阻力小于 第30s时所受的空气阻力。
答:(1)人在第20到第30s这段时间下落的距离为600m;
(2)第20s到第30s人(包括装备)所受的重力做的功为5.4×105J;
(3)人(包括装备)的质量为90kg;
(4)从第30s到第50这个过程中,人的动能先不变后变小再不变;
(5)人在第10s时所受的空气阻力小于第30s时所受的空气阻力。
18. 动 2.4×105Pa 3.6×105J
【详解】
(1)[1]因为影响动能的因素是质量和速度,所以要想限制电动自行车的动能,需要对电动自行车的质量及最高车速作出限制。
(2)[2]在水平面上压力等于重力即
F=G=mg=(70kg+50kg)×10N/kg=1200N
车轮对地面的压强
p==2.4×105Pa
(3)[3]小明父亲骑行时,牵引力
F=f=0.05G=0.05×1200N=60N
他骑行20min的路程为
s=vt=18km/h×h=6km=6000m
骑行20min克服阻力做功为
W=Fs=60N×6000m=3.6×105J
19.(1)见解析;(2) 4500J;75W;(3) 12500Pa
【详解】
(1)他从地面起跳至最高位置的过程中,其质量不变,速度减小,所以动能减小,同时高度增加,所以重力势能变大。
(2)每次跳绳做功
W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m=25J
180次跳绳做功
W′=W×180=25J×180=4500J
跳绳时的功率
P==75W
(3)张亮站立时对地面的压力约为
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N
一个脚的接触面积是
S=200cm2
左右,故两个脚的接触面是400cm2;故其对地面的压强是
p==12500Pa
20. 相同 动能(或速度) 惯性 人的动能转化为人的重力势能及撑杆的弹性势能
【详解】
(1)人走路与跑动时,鞋底与地面接触,静摩擦力方向与人行进的方向相同;助跑的目的是起跳前增大自己的动能(2)起跳时,由于具有惯性,所以小玲身体继续向前运动,动能有一部分转化为重力势能及撑杆的弹性势能.
21. 大 154m2 可增加风轮叶片长度、安装调向装置,以保证风轮机与风速垂直等
【详解】
试题分析:
(1)由于风叶片要求强度高,耐磨损,所以要硬度大的材料;
(2)由表格得风轮机可接收的风能为
且
∴每秒接收的风能为
发电机功率为:
则: ;
(3)可增加风轮叶片长度、安装调向装置,以保证风轮机与风速垂直等(其他答案合理也给分)
考点:功和能
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页