11.3
动能和势能
基础练习
有答案
有解析
(选择、填空)
一、单选题
1.排球运动员训练时,把排球竖直向上垫起,在排球上升到最高点时
A.排球的动能为零,排球的重力势能最大
B.排球的动能为零,排球的重力势能最小
C.排球的动能最大,排球的重力势能最大
D.排球的动能最大,排球的重力势能最小
2.我国的航空母舰“辽宁号”,已经下水服役。下列说法错误的是:
A.在军事演习时,舰艇之间要留有足够的距离,防止两艘舰艇之间流体流速过大压强过小而导致撞船事件
B.它和普通游轮行驶时相比,动能一定大
C.甲板上的飞机起飞前相对于航母本身是静止的
D.航母匀速行驶时,甲板上竖直向上跳起的人落回原处
3.小明用图所示装置“探究动能大小与速度的关系”,下列说法正确的是(
)
A.实验研究对象是木块
B.水平表面必须光滑
C.让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放
D.用木块移动距离表示小车动能大小
4.磁悬浮列车沿水平轨道在进站过程中,减小的物理量是
A.势能
B.动能
C.惯性
D.质量
5.山体滑坡危害很大,是因为山坡上的石头具有较大的
A.速度
B.动能
C.重力势能
D.弹性势能
6.风车利用叶片转动的动能转化为电能来发电,风车工作特点如下:
·风速达到v1时,叶片开始转动
·风速达到v2时,叶片转动的速度最大
·风速超过v2时,(基于安全理由,受控的)叶片转动的速度不再增加
·风速达到v3时,叶片停止转动
以下表示“叶片动能与风速关系”的图像中,最有可能的是(
)
A.
B.
C.
D.
7.在探究动能大小与哪些因素有关的活动中,让小车沿斜面从不同高度滑下去撞击木块,这是为了探究动能与哪个因素的关系(
)
A.高度
B.路程
C.质量
D.速度
8.下列说法中,错误的是
A.物体的质量很大,势能不一定很大
B.物体的质量很小,动能可能很大
C.物体可既有动能,又有势能
D.物体发生形变,就一定具有弹性势能
9.如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两个点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是( )
A.物块在a点动能大
B.物块在b点动能大
C.物块在b点重力势能大
D.物块在a、b两点的重力势能一样大
10.西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭,于2019年4月20日将第四十四颗北斗导航卫星成功送上太空。北斗导航卫星加速升空过程中( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能增大,重力势能增大
C.动能减小,重力势能减小
D.动能减小,重力势能增大
11.小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”,下列说法正确的是
A.实验研究对象是三脚小桌
B.让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
C.让同一木块从三个不同的高度由静止下落
D.用三脚小桌下陷的深度表示木块重力势能的大小
12.如图是一个运动员跳水的示意图,运动员经过①、②、③三个位置时,其重力势能( )
A.在①最大
B.在②最大
C.在③最大
D.一样大
13.如图所示,小物块A和弹簧放在光滑的水平面上,弹簧左端固定于竖直墙面.向左移动物块A并压缩弹簧至B处,静止释放物块A,此后物块的动能
A.一直不变
B.一直变大
C.先变大后不变
D.先变大后变小
14.2019年春晚创意表演《青春跃起来》把更多青春、时尚的流行文化融入舞台,展现了无奋斗、不青春的精神。下面说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.运动员被蹦床弹起后在空中向上运动,受弹力和重力的作用
B.运动员抱着篮球在空中运动,以人为参照物,球是静止的
C.运动员灌篮后,球向下加速运动,主要是因为球具有惯性
D.篮球刚接触地面时,速度最大,动能最大
15.我国研制成功的超音速反舰导弹,因为速度极快,故很难拦截.导弹发射后.若敌舰侥幸将其拦截击中,但导弹的残骸仍能以极高的速度横扫敌舰,给其重创.高速飞行导弹残骸能有这么大的威力是因为它们具有(
)
A.较大的动能
B.较大的势能
C.较大的质量
D.较大的密度
16.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面,一小球由A点以一定的速度υ沿轨道滚下,经另一侧与A等高点B后到达最高点C。下列分析正确是
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A点的惯性比在C点的惯性大
C.小球在A点的动能比在B点的动能大
D.小球在A具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
二、填空题
17.如图所示,让小车分别从斜面的不同高度由静止滑下,撞击水平面上的木块,该实验是探究______(选填“小车”、“木块”)的动能与______的关系,通过比较______来比较动能大小.
18.小明在参观科技馆时,发现一个有趣的器材,当把锥体放在斜面底部时,发现锥体自动往上“爬”,该装置可简化成下图,图中圆心为锥体的重心。锥体“爬坡”过程中,重力势能______________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
19.在一个纸筒(或是质量较小的瓶子)中,把橡皮筋和配重螺母如图所示装配好.让纸筒在水平地板上向前滚动,我们会发现纸筒自己还会滚动回来,甚至可以来回滚动几次.在它向回滚动的后半段路程中,橡皮筋的弹性势能_________.(选填:“增加”、“减少”或“不变”).
20.如图所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,就做成了一个会“跳”的卡片.将卡片反过来,用手压平在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松开手,会看到卡片__________,这一现象说明:发生弹性形变的橡皮筋具有__________能,对卡片做功.卡片在上升过程中,重力势能将_____________(选填“增大”“减小”或“不变”).
21.体育运动中的射箭,拉弯的弓具有____能,弓对箭的弹力使箭由静止变为运动,这说明力可以_____。
22.如图所示是玩弹弓的情景。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越_________,这说明橡皮筋的弹性势能与物体发生_________大小有关;若橡皮筋被拉的长度相同,所用“子弹”的质量不同,则发现射出时的速度也_________(选填“相同”或“不相同”)。
试卷第1页,总3页
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参考答案
1.A
【解析】
【分析】
动能大小与物体的质量、速度有关;重力势能与物体的质量、高度有关;在排球竖直升的过程中,排球的动能转化为重力势能。
【详解】
排球竖直向上垫起,在竖直上升过程中,排球质量不变,速度越来越慢,动能在逐渐减小,在排球上升到最高点时,此时速度为零,所以动能为零;排球在竖直上升过程中,高度越来越高,说明重力势能逐渐增大,在最高点时,此时重力势能最大,故选A。
2.B
【解析】
【详解】
A、若两舰艇靠得比较近且并排前进,两舰艇之间的水流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两舰艇外侧的压强,便形成向内的压强差,容易发生相撞事故,故A正确,不符合题意;
B、不知道它和普通游轮的质量和速度关系,不能确定它们动能的大小关系,故B错误,符合题意;
C、甲板上的飞机起飞前和航母的位置没有发生改变,飞机相对于航母是静止的,故C正确,不符合题意;
D、航母匀速行驶时,甲板上竖直向上跳起的人由于惯性还要保持原来的运动状态,因此仍将落回原处,故D正确,不符合题意。
3.D
【解析】
【详解】
A.小车才是该实验的研究对象,木块不是,A错误;
BD.判断小车动能的大小,是通过小车对木块做功的大小来判断的,小车推动木块越远,对木块做的功越多,具有的动能越大,所以可用木块移动距离表示小车动能大小;假设水平表面是光滑的,那么木块没有受到摩擦力,会继续运动下去,无法观察木块运动距离的远近,那么也不知道小车动能的大小,所以水平表面不能是光滑的,B错误、D正确;
C.探究动能的大小与速度的关系,必须控制质量相同,而让不同的小车从同一斜面同一高度由静止释放,这样会让质量不同,速度相同,这样不符合实验要求,C错误。
4.B
【解析】
【详解】
A.磁悬浮列车沿水平轨道在进站过程中,其质量不变,高度不变,故势能不变,故A错误;
B.磁悬浮列车沿水平轨道在进站过程中,其质量不变,速度变小,故动能减小,故正B确;
C.磁悬浮列车沿水平轨道在进站过程中,其质量不变,故惯性不变,故C错误;
D.磁悬浮列车沿水平轨道在进站过程中,其质量不变,故D错误。
5.C
【解析】
【详解】
在质量一定时,物体所处的高度越高,具有的重力势能越大。山坡上的石头积蓄了很大的重力势能,能够对物体做功,所以山体滑坡危害很大。故C符合题意,ABD不符合题意。
6.B
【解析】
【详解】
根据风车工作的特点:
①当风速达到v1的时候,叶片开始转动;
②当风速是v2的时候,所产生的电力(W)会达到最大;
③基于安全的理由,当风速大过v2的时候,叶片的转动速度不会增加;
④当风速达到v3的时候,叶片会停止转动;
A、C、D不符合题意,只有B图符合题意。
故选B。
7.D
【解析】
【详解】
让小车沿斜面从不同高度滑下去撞击木块,那么小车到达斜面底端时速度大小不一样,这时观察木块运动距离的远近即可探究动能与速度的关系,故选D。
8.D
【解析】
【详解】
A.物体的质量很大,势能不一定很大,因为不能确定其高度或弹性形变,此说法正确,故A不符合题意;
B.物体的质量很小,但是速度很大时,动能就可能很大,此说法正确,故B不符合题意;
C.在天空中飞行的小鸟,物体既有动能,又有势能,此说法正确,故C不符合题意;
D.只有发生弹性形变的物体才有弹性势能,一块橡皮泥被捏瘪了,也发生了形变,但它不能做功是没有弹性势能的,故D符合题意。
9.B
【解析】
【详解】
物块在光滑斜面上由静止开始下滑(不计空气阻力),在下滑过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能变大;
由于a点的位置要高于b点的位置,所以a处的重力势能大于b处的重力势能;物块在下滑过程中动能变大,所以物块在b点动能大,故B正确,ACD错误。
10.B
【解析】
【详解】
北斗导航卫星在加速升空过程中,卫星的质量不变、速度变大、高度变大,则动能增大、重力势能增大。
故选B。
11.D
【解析】
【详解】
A.实验中让质量不同的木块从相同的高度落下,通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系,所以实验研究对象是木块,故A错误;
BC.探究重力势能大小与质量的关系,要控制木块所处的高度相同,质量不同,即让不同质量的木块从同一高度静止落下,故BC错误;
D.实验运用了转换法,通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的动能大小与质量的关系,故D正确。
12.B
【解析】
【详解】
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能,重力势能大小与物体质量和高度有关,由图中可知,人质量不变,②位置时高度最高,所以重力势能在②位置最大。
故选B。
13.C
【解析】
【详解】
如图所示,当压缩弹簧时,弹簧具有弹性势能,在恢复形变时,弹性势能转化为动能,使物块获得一定的速度,且在物块离开弹簧时,速度达到最大;物块离开弹簧后,因水平面光滑,它在水平方向不受力,故物块将做匀速直线运动。综上所述,静止释放物块A,此后物块的运动是先加速后匀速。所以动能的变化是先增加后不变。故C符合题意;ABD不符合题意。
14.B
【解析】
【详解】
A、运动员被蹦床弹起后在空中向上运动,离开蹦床后,若不计空气阻力,则运动员只受重力作用,而不再受到弹力的作用,故A错误;
B、运动员抱着篮球在空中运动,以人为参照物,由于球与人之间没有位置变化,所以球是静止的,故B正确;
C、运动员灌篮后,球向下加速运动,是因为此时球主要受到重力的作用,故C错误;
D、篮球下落刚接触地面时,还会继续向下加速运动一段距离,动能还会增大;所以篮球下落刚接触地面时,篮球的动能不是最大,故D错误。
15.A
【解析】
【详解】
A.导弹的残骸仍有极高的速度,所以具有较大的动能,故A符合题意;
B.导弹残骸高度没多大的变化,质量变小,所以势能变小,故B不符合题意;
C.导弹的残骸质量变小,故C不符合题意;
D.密度是物质的一种特性,高速飞行的导弹残骸与密度无关,故D不符合题意.
16.C
【解析】
【分析】
(1)做功的条件是:有力,且沿力的方向运动一段距离;
(2)惯性大小只与质量有关;
(3)由于受到的阻力,所以小球下落过程中,有机械能的损失;
(4)根据能量转化分析
【详解】
A.小球受到竖直向下的重力的作用,下落中,移动了距离,小球的重力是做功的,因为是粗糙的弧形轨道,所以受摩擦力,要克服摩擦力做功,故选项A分析错误;
B.惯性大小只与质量有关,小球在运动过程中,质量不变,其惯性不变,故选项B分析错误;
C.小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小;小球质量不变,小球在A、B两点时的高度相同,其重力势能相同,因A点的机械能大于B点的机械能(机械能等于动能与势能的总和),所以可知A点的动能要大于B点的动能,故选项C分析正确;
D.要克服摩擦力做功,机械能减小,故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能,故选项D分析错误。
17.小车
速度
小车推动木块移动的距离
【解析】
【详解】
[1][2]由图可知,小车分别从同一斜面不同高度由静止滑下,小车的质量相同,到达水平面的速度不同,所以可探究动能与速度的关系;
[3]实验中通过小车推动木块移动的距离来反映动能的大小。
18.减小
【解析】
【详解】
据图可知,在锥体开始自己往上“爬”的过程中,质量不变,其重心的位置不断降低,所以高度降低,所以重力势能一直减小。
19.增加
【解析】
【详解】
透明塑料瓶向前滚动时,配重螺母由于惯性不旋转,使得橡皮筋拧紧在一起,具有弹性势能,该过程主要是动能转化为弹性势能;
透明塑料瓶在向后滚动时,前半段路程,橡皮筋展开,越滚越快,橡皮筋的弹性势能减少、动能增大,弹性势能转化为动能;后半段,动能转化为弹性势能.橡皮筋的弹性势能增加.
20.跳起
弹性势
增大
【解析】
【详解】
[1]将图中的卡片反过来,用手把它压平在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松开手,观察到的实验现象是卡片会跳起来;
[2]当压平在桌面上时,橡皮筋伸长,发生弹性形变,具有了弹性势能,在橡皮筋恢复原状的过程中,对卡片做功;
[3]卡片在上升过程中,质量不变,高度不断增加,重力势能不断增大。
21.弹性势
改变物体的运动状态
【解析】
【详解】
[1]拉弯的弓由于发生弹性形变,会具有弹性势能;
[2]力可以使物体的运动状态发生改变,弓对箭的弹力使箭由静止变为运动,这说明力可以改变物体的运动状态。
22.远
形变程度
不相同
【解析】
【详解】
[1][2]橡皮筋弹性势能的大小可以通过子弹射出的距离来表示,橡皮筋拉得越长,弹性势能越大,所以同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与形变程度有关。
[3]当“子弹”射出时,“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的,橡皮筋被拉的长度相同,说明橡皮筋的弹性势能相同,转化成子弹的动能也相同,因为动能的影响因素是质量和速度,所以在动能相同时,所用“子弹”的质量不同,其射出时的速度也会不同。
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