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11.3动能和势能
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （ ）
A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能
【答案】A
【详解】物体由于运动而具有动能，质量越大，速度越大，动能越大。之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的动能，发生事故时破坏性较大，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验中，钢球把木块撞得越远，所需的动能越大，钢球放在斜面的位置越高，开始撞击木块时的速度就越大。现已做一次撞击实验（如下图），若要探究动能与速度的关系，接下来应进行的多次操作是（ ）
A．不换钢球，只改变高度 B．只改变钢球质量，不改变高度
C．改变钢球质量，同时改变高度 D．钢球质量、高度和木块位置同时改变
【答案】A
【详解】影响动能大小的因素有好多，如果要探究动能大小与物体运动速度的关系，根据控制变量的思想，应该在实验中只改变物体的运动速度进行对比研究。在本实验中，钢球从同一斜面的不同位置自由下滑，到达斜面底端时速度是不同的。故要想研究动能大小与速度的关系，只要改变钢球在斜面下滑时的高度就可以了。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．力和运动、功和能量是物理学的核心概念，它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（ ）
A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功
C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳
【答案】B
【详解】A．物体由于运动而具有的能量叫做动能，因此运动的物体具有动能，故A正确，不符合题意；
B．有力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上通过一定的距离，则力没有对物体做功，故B错误，符合题意；
C．做功是能量转化的重要途径，它不仅反映了力的空间累积效应，也是能量守恒和转化定律的具体体现，通过做功，各种能量形式之间得以相互转化，故C正确，不符合题意；
D．为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．如图所示是一座高山的等高线图，一位登山运动员从A点匀速到达B点时（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，重力势能增大
C．动能增大，重力势能不变
D．动能增大，重力势能增大
【答案】B
【详解】登山运动员从A点匀速到达B点时，质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大。
故选B。
5．避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（ ）
A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D．失控车辆冲入陡坡后动能不变
【答案】C
【详解】A．铺有厚厚的碎石是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A错误；
B．惯性是物体保持运动状态不变的性质，车辆冲入陡坡后由于受到重力、摩擦力、空气阻力的作用而快速停下，故B错误；
C．车辆在陡坡上停下时保持静止，处于平衡状态，受平衡力作用，故C正确；
D．失控车辆冲入陡坡后质量不变，速度减小，则动能减小，故D错误。
故选C。
6．关于势能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧的势能一定比橡皮筋的势能大
B．甲物体比乙物体举得高，甲物体就一定比乙物体势能大
C．钟表上的发条被拧得越紧，势能就越大
D．跳伞运动员匀速下落，势能不变
【答案】C
【详解】A．发生弹性形变的物体，形变量越大，弹性势能越大，弹簧的弹性势能不一定比橡皮筋的弹性势能大，故A错误；
B．重力势能与质量和高度两个因素有关，不能单独从高度上判断重力势能的大小，故B错误；
C．钟表上的发条拧得越紧，形变量越大，弹性势能越大，故C正确；
D．跳伞运动员匀速下落，高度减小，质量不变，势能减小，故D错误。
故选C。
7．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能减小
【答案】C
【详解】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8．如图所示，充满空气的热气球在空中匀速直线上升，在上升过程中（忽略空气对气球的阻力）。下列说法正确的是（ ）
A．热气球的浮力大于热气球及吊篮的重力
B．热气球上升过程中气球下面的吊篮对气球的拉力与吊篮的重力是一对平衡力
C．热气球及吊篮的动能增加
D．吊篮的重力势能在不断增加
【答案】D
【详解】A．图中的热气球匀速直线上升，竖直方向受平衡力作用，浮力等于重力，故A错误；
B．热气球上升过程中气球下面的吊篮对气球的拉力与吊篮的重力没有作用在同一物体上，不是一对平衡力，故B错误；
CD．热气球匀速上升过程中，质量可认为不变，速度不变，高度增大，则动能不变，重力势能增大，故C错误，D正确。
故选D。
9．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（ ）
A．A实心球的重力势能最大 B．D实心球的重力势能最小
C．C实心球的重力势能比D实心球的大 D．B、C两实心球的重力势能相等
【答案】D
【详解】四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（），由可知，A和B的质量相同，C和D的质量相同，但A、B质量大于C、D，物体质量越大，所处高度越高重力势能越大，图中AB的质量相同，A所处高度大于B，所以A的重力势能大于B， BC所处高度相同，但B的质量大于C，所以B的重力势能大于C，CD质量相同，C所处高度大于D，所以C的重力势能大于D。综上所述，A实心球的重力势能最大，D实心球的重力势能最小，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
10．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
【答案】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。
二、填空题
11．如图所示的是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能与其发生 有关；若橡皮筋被拉得同样长，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度 （选填“相同”或“不相同”）。
【答案】 弹性形变的程度 不相同
【详解】[1]弹性势能是发生弹性形变具有的能，橡皮筋拉得越长，弹性形变量越大，同样的“子弹”射得越远，表明对子弹所做功越多，说明橡皮筋的弹性势能与其发生弹性形变的程度有关。
[2]若橡皮筋被拉得同样长，子弹射出时对子弹所做的功相同，即子弹的动能相同，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度不相同。
12．物理学中，如果一个物体 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位与功的单位相同，也是 。
【答案】 能够对其他物体做功 J
【详解】[1][2]物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，单位是焦耳，符号J，做功越多，能量越大。
13．物体由于 而具有的能，叫作动能。
【答案】运动
【详解】根据动能的定义可知，动能是物体由于运动而具有的能量，且动能的大小与物体的质量和运动速度有关。
14．2024年4月25日20时59分，酒泉卫星发射中心，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号运载火箭加速升空直冲云霄，发射取得圆满成功。加速升空过程中神舟十八号载人飞船的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】增大
【详解】动能与质量和速度有关。加速升空过程中神舟十八号载人飞船的质量不变，速度增大，动能增大。
15．如图甲所示，一根轻质弹簧（质量不计）固定在水平桌面上，此时弹簧 （选填“有”或“没有”）弹性势能。图乙中弹簧的弹性势能 （选填“大于”或“小于”）图丙中弹簧的弹性势能。
【答案】 没有 小于
【详解】[1]由图可知，甲图中弹簧没有发生形变，故此时弹簧没有弹性势能。
[2]由图可知，丙图中弹簧的弹性形变比乙图中大，故图乙中弹簧的弹性势能小于图丙中弹簧的弹性势能。
三、实验题
16．在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
试验次数 钢球的质量/g 钢球下摆的高度h/cm 木块滑行的距离/cm
1 20 20 25
2 40 20 45
3 60 20 62
（1）从表数据可以看出，实验中控制了钢球的 相同，从而探究动能与 的关系；
（2）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做 J的功；第3次实验时，木块被撞后在木板滑行无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，若要将第三次实验数据与前两次比较，你认为应当采用 同学的建议。由上述实验数据和现象可得出结论：在速度一定时，物体的质量越大，动能越 ；
（3）小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小 的关系；
（4）小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是 （选填“正确”或“错误”）的。
【答案】 速度 质量 0.04 甲 大 与速度 错误
【详解】（1）[1][2]由表格中数据得，钢球下摆的高度相同，质量不同。故实验中改变了钢球的质量，控制钢球下摆的高度，即控制钢球的速度不变，探究动能与质量的关系。
（2）[3]第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做的功为
[4]若要将第三次实验数据与前两次比较，应该控制钢球下摆的高度相同，撞击的木块、木板的摩擦力相同，因此应该采取甲同学的建议。
[5]由表格中数据得，钢球下摆的高度相同时，质量越大，木块被撞击的距离越远，钢球对木块做的功越多，说明速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（3）[6]小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，弹簧将弹性势能转化为铁球的动能，弹簧的弹性势能越大，铁球的动能越大，铁球的速度越大。铁球撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，木块被撞出的距离越远，说明铁球的动能越大，本实验是用来研究铁球动能大小与速度的关系。
（4）[7]小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，实验中，弹簧的弹性势能相同，铁球的动能相同，但铁球的质量不同，因此铁球的速度也不同，没有控制变量，因此这个设计方案是错误的。
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11.3动能和势能
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （ ）
A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能
2．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验中，钢球把木块撞得越远，所需的动能越大，钢球放在斜面的位置越高，开始撞击木块时的速度就越大。现已做一次撞击实验（如下图），若要探究动能与速度的关系，接下来应进行的多次操作是（ ）
A．不换钢球，只改变高度 B．只改变钢球质量，不改变高度
C．改变钢球质量，同时改变高度 D．钢球质量、高度和木块位置同时改变
3．力和运动、功和能量是物理学的核心概念，它们之间存在着密切的联系。关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（ ）
A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功
C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳
4．如图所示是一座高山的等高线图，一位登山运动员从A点匀速到达B点时（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，重力势能增大
C．动能增大，重力势能不变
D．动能增大，重力势能增大
5．避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（ ）
A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D．失控车辆冲入陡坡后动能不变
6．关于势能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧的势能一定比橡皮筋的势能大
B．甲物体比乙物体举得高，甲物体就一定比乙物体势能大
C．钟表上的发条被拧得越紧，势能就越大
D．跳伞运动员匀速下落，势能不变
7．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能减小
8．如图所示，充满空气的热气球在空中匀速直线上升，在上升过程中（忽略空气对气球的阻力）。下列说法正确的是（ ）
A．热气球的浮力大于热气球及吊篮的重力
B．热气球上升过程中气球下面的吊篮对气球的拉力与吊篮的重力是一对平衡力
C．热气球及吊篮的动能增加
D．吊篮的重力势能在不断增加
9．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（ ）
A．A实心球的重力势能最大 B．D实心球的重力势能最小
C．C实心球的重力势能比D实心球的大 D．B、C两实心球的重力势能相等
10．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
二、填空题
11．如图所示的是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，说明橡皮筋的弹性势能与其发生 有关；若橡皮筋被拉得同样长，所用“子弹”的质量不同，则“子弹”射出时的速度 （选填“相同”或“不相同”）。
12．物理学中，如果一个物体 ，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位与功的单位相同，也是 。
13．物体由于 而具有的能，叫作动能。
14．2024年4月25日20时59分，酒泉卫星发射中心，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号运载火箭加速升空直冲云霄，发射取得圆满成功。加速升空过程中神舟十八号载人飞船的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
15．如图甲所示，一根轻质弹簧（质量不计）固定在水平桌面上，此时弹簧 （选填“有”或“没有”）弹性势能。图乙中弹簧的弹性势能 （选填“大于”或“小于”）图丙中弹簧的弹性势能。
三、实验题
16．在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
试验次数 钢球的质量/g 钢球下摆的高度h/cm 木块滑行的距离/cm
1 20 20 25
2 40 20 45
3 60 20 62
（1）从表数据可以看出，实验中控制了钢球的 相同，从而探究动能与 的关系；
（2）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做 J的功；第3次实验时，木块被撞后在木板滑行无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，若要将第三次实验数据与前两次比较，你认为应当采用 同学的建议。由上述实验数据和现象可得出结论：在速度一定时，物体的质量越大，动能越 ；
（3）小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小 的关系；
（4）小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是 （选填“正确”或“错误”）的。
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