11.4 认识动能和势能 巩固练习
一、单选题
1.如图所示,在一个罐子的底和盖各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚下,会看到它又从斜面底部滚向斜面顶部。下列解释正确的是( )
A.罐子滚到斜面的底端时,罐子重力势能最小,动能最大
B.如果不用手拦住罐子,它可以一直来回滚动
C.罐子向上滚动的过程中,弹性势能转化为动能和重力势能
D.罐子向下滚动时,其速度一直在增大
2.2022年冬,新冠疫情肆虐古陈仓虢镇城,往日充满生机的小城按下了暂停键,消杀车辆在美丽平直的虢镇大道上边匀速行驶边喷洒消毒液,此过程中,车辆的( )
A.动能不变,势能不变 B.动能变小,势能不变
C.动能变小,势能变小 D.动能变小,机械能不变
3.下列有关机械能的说法中正确的是( )
A.只要有力对物体做功了,物体的机械能就改变
B.在平衡力作用下,运动木块的机械能保持不变
C.推出的铅球在下落过程中,增加的动能是由重力势能转化来的,机械能总量会减少
D.如果物体通过的路程与所用时间的比值不变,则物体的机械能不变
4.小明分别购买了两只不同品牌的乒乓球,为了比较两只乒乓球的弹性大小,它们设计了几种方案,你认为能够解决这个问题的最佳方案是( )
A.把两球分别向墙掷去,比较它们反弹后离墙的距离
B.让两球从乒乓球桌面上方的同一高度自由落下,比较它们反弹的高度
C.用乒乓球拍分别击打两球,比较两球飞出去的距离
D.用手捏乒乓球,比较它们硬度
5.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过另一侧高点B后到达最高点C。下列分析不正确的是( )
A.小球在最低点时,受到平衡力作用
B.小球在A、B两点具有的重力势能相同
C.小球在AB两点的动能之差等于它从A点到B点克服摩擦力做的功
D.小球在A、B、C三点的速度大小关系是vC<vB<vA
6.如图所示,光滑桌面上一小球被弹出后,经过A点水平运动到 B点,然后落到地面弹起,图中虚线为小球的运动轨迹,其中 D、E 是同一高度的两点。则小球 ( )
A.从A点到B点的过程中速度增大
B.在D点速度大于在E点速度
C.从C点到D点重力势能转化为动能
D.在D点的机械能等于E点的机械能
7.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”,这是一种不文明的行为,会带来很大的社会危害,这是因为处在高处的物体具有较大的( )
A.动能 B.重力势能 C.弹性势能 D.以上都不是
8.一滑雪运动员沿斜坡滑下,速度越来越大,在这一过程中,该运动员的( )
A.动能减少,势能增加
B.动能增加,势能减少
C.动能增加,势能增加
D.动能减少,势能减少
9.如图甲所示的水龙头,人徒手很难拧开水龙头,用水时需用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水,如图丙所示。下列有关这把钥匙的分析中正确的是( )
A.在使用过程中是一个费力杠杆
B.在使用过程中可以省功
C.在使用过程中可以节省能量
D.在使用过程中动力臂大于阻力臂
10.如图为麻省理工大学教授课堂演示情景,教授将一个摆球从下巴处放手,看摆球摆回时能否砸到他的下巴。下列说法正确的是( )
A.摆球从下巴向远处运动过程中,动能转化为重力势能
B.摆球运动到最高点时,速度为,重力消失
C.摆球摆动过程中与空气摩擦使部分机械能转化为内能,导致摆球不会砸到教授的下巴
D.这一过程没有遵循能量的转化和守恒定律
二、填空题
11.如图所示,小球从斜面上由静止滚下,最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中 能转化为动能。从A点到B点的运动过程中,小球的速度 (变大/变小/不变),原因是小球受到 力的作用。
12.将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压(如图),放手后笔会向上弹起一定高度。向下按笔的过程中,笔的重力势能 ,笔向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能 。(选填“增大”或“减小”或“不变”)
13.如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,当其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为20J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为2J。则木块左端最终静止的位置一定不可能位于 (选填B、C、D)点,整个过程中木块克服阻力做的功是 J,整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 (选填B、C、D)点。
14.跳伞运动员,从飞机上跳下,当伞匀速下落时,动能 (选填“变大”、“不变”或“变小”),如图把一乒乓球压入盛水的烧杯底部,松手后,乒乓球,升至水面后漂浮在水面上。乒乓球在上升过程中,它的机械能不断增加,则乒乓球机机械能是由水的 转化来的。
15.电动独轮车是一种依靠电力驱动及自我平衡能力控制的代步工具.现有一款电动独轮车,它的质量为12kg,电动机的额定功率为400W.若一位质量为60kg的成年人站在该独轮车上以15km/h的速度行驶时,电动机以额定功率工作,则地面受到的压力为 N,该成年人行驶20min后,电动机所做的功为 J;在电动独轮车行驶的过程中,电能主要转化为 .(g取10N/kg)
16.如图所示是运动员在比赛过程中的图片,在下落过程中运动员的动能 。(选填“减小”、“增大”或“不变”)
17.2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥运载火箭,在酒泉卫星发射中心精准点火发射,顺利将翟志刚,王亚平、叶光富3名航天员送入太空。火箭加速升空过程中动能 (选填“增大”“减小”或“不变”),以地面为参照物,宇航员是 的(选填“静止”或“运动”)。
18.一根细长绳的下端系一金属小球,上端固定,制成一个摆,如图所示,把小球拉到 A 点松手,可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小,最终停下来;小球从 A 点开 始向 B 点摆动过程中, 能转化为 -能;从 A 点摆到 C 点的过程中,机械能 (填:增大、不变或减小);小球第二次经过 B 点时的速度 第一次经过B 点时的速(选填:大于、等于或小于).
19.北京时间12月17日1时59分,“嫦娥五号”返回器携带月壤样品,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆,探月工程“嫦娥五号”任务取得圆满成功。返回器在减速下落的过程中,动能 ,机械能 。(两空均选填“增大”“不变”或“减小”)
20.2022北京冬奥会开幕式完美再现了“黄河之水天上来”的意境。如图所示,代表着黄河之水的奥运五环在匀速上升的过程中,奥运五环的动能 (增大/减小/不变,下同),重力势能 ,机械能 。
三、综合题
21.2017年5月5日,凝聚着国人梦想的国产大飞机C919首飞成功。
(1)C919试飞时,返回首飞现场时,现场见证者心情越发激动,随着声音的 (填“响度”或“频率”)越来越大,飞机开始着陆,最终首飞取得圆满成功。十年心血,终于破茧成蝶,现场C919研发专家们流下了激动和幸福的泪水,对于他们来说,C919发动机的轰鸣声属于 (填“乐音”或“噪音”);
(2)若不计飞机质量的变化,当C919在水平跑道上加速滑行时,动能 ,(填“变大”、“变小”或“不变”);当C919腾空加速上升时,重力势能 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)大飞机的机翼的横截面设计成如图乙所示的形状,是利用了在气体中流速 的地方压强越小的原理,为飞机提供升力。为了获得更大的升力,飞机起飞时应让飞机 (选填“逆风”或“顺风”)起飞。
22.李华驾驶一辆轿车从水平地面上沿斜坡BC行驶至高处,汽车总重为2.5×104N,如图甲所示。在整个行驶过程中,汽车以恒定速度10m/s运动,从汽车经过A点开始计时,在t1=5s时经过B点,在t2=15s时经过C点,在此过程中汽车牵引力功率P随时间变化的图像如图乙所示。求:
(1)汽车在AB段行驶时受到的牵引力;
(2)已知物体重力势能的表达式为:E=mgh,若整个过程中汽车所受摩擦力不变,通过计算证明:该汽车在BC段克服重力所做的功与重力势能的增加量相等。
23.四川境内地层深处有食盐水.为了把地下食盐水取出来,古人发明了竹筒井.竹筒井被誉为中国古代第五大发明,如图甲所示.竹筒井的钻探原理是通过如图乙所示的装置,使钻头一起一落上下运动,连续不断,即可将井中岩石击碎,然后再用专用工具将井中泥沙、碎石取出,直至打到食盐水层.竹筒井一般深约100m,井口直径10~12cm,为了防止井壁坍塌,古人用一种粗如碗口大小的竹子,将竹节淘空,筒筒相连,插入井中,起到了固定井壁的作用.取食盐水时,将钻头换成取水桶,放入井底,将食盐水装满,再扳起花车,食盐水便取出来.请回答下列问题:
(1)打井时,为了增强击碎岩石的效果,钻头的质量取大一些还是小一些好?
答:
理由:
(2)若工人把总质量为10kg盛满食盐水的桶从100m深的井底匀速提升到地面,所用时间为200s,在此提升过程中的效率为50%,求该工人做功的功率 .(g取10N/kg)(写出计算过程)
参考答案:
1.C
2.C
3.C
4.B
5.A
6.B
7.B
8.B
9.D
10.C
11. 重力势 变小 摩擦
12. 减小 减小
13. C 18 B
14. 不变 重力势能
15. 720 480000 动能(机械能)
16.增大
17. 增大 运动
18. 重力势 动 减小 小于
19. 减小 减小
20. 不变 增大 增大
21. 响度 乐音 变大 变大 越大 逆风
22.(1)750N;(2)略
23. 钻头的质量取大一些好 因为质量越大,下落同一高度时获得的动能越大,击石效果越好 100W