11.3 动能和势能-2020-2021学年人教版物理八年级下册高频考点必刷题(含答案）
文档属性
| 名称 | 11.3 动能和势能-2020-2021学年人教版物理八年级下册高频考点必刷题(含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-02 22:05:48 | ||
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文档简介
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11.3 动能和势能 高频易错必刷题
一．选择题
1．如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
2．今年的十三届全国人大三次会议表决通过 ( http: / / www.21cnjy.com )了《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体（ ）
A．动能增大 B．动能减小 C．势能增大 D．势能不变
3．2020年6月17日15时1 ( http: / / www.21cnjy.com )9分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
4．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（ ）www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com )
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
5．现代农业利用喷药无人机 ( http: / / www.21cnjy.com )喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。此过程中，喷药无人机的（ ）21·cn·jy·com
( http: / / www.21cnjy.com )
A．升力大于重力
B．空气阻力和重力是一对平衡力
C．动能减小、重力势能减小
D．动能不变、重力势能减小
6．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
7．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。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
8．如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．通过最低点时的动能为零
B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大
D．上升过程中的重力势能减小
9．如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ）
A．只有动能和重力势能
B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能
D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
10．一人造地球卫星沿椭圆轨道运行， ( http: / / www.21cnjy.com )我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
11．“反向蹦极”是一项比蹦 ( http: / / www.21cnjy.com )极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（ ）
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A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
C．人在B点时动能最大
D．弹性绳的弹性势能在B点时最大
12．如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是（ ）21*cnjy*com
A．M到N的过程，势能不变 B．M到N的过程，动能减小
C．N到P的过程，势能增大 D．N到P的过程，动能不变
13．一个小石块从空中的某一高度，由静止开 ( http: / / www.21cnjy.com )始竖直下落，若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图象可能是（ ）【版权所有：21教育】
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
14．如图所示，一弹簧的左端 ( http: / / www.21cnjy.com )固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
B．小球在b点，小球的速度最小
C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
二．填空题
15．第24届冬奥会将于202 ( http: / / www.21cnjy.com )2年在北京﹣张家口举办，高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能 ，重力势能 （均选填“减小”、“增大”或“不变”）。
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16．极限跳伞是一项惊险的体育运动， ( http: / / www.21cnjy.com )如图，跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其重力势能将 （选填“增大”、“减少”或“不变”）．减速下降时，跳伞员及降落伞所受的阻力 （选填“大于”、“等于”、“小于”）他们的重力。若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以 为参照物的，若从跳下到落地用时200s，则其下落的平均速度为 m/s。
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17．在探究“汽车的速度”的实验中 ( http: / / www.21cnjy.com )，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s﹣t图象如图所示。由图可知，甲车的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 。（空气阻力忽略不计）21·世纪*教育网
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18．如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程 ( http: / / www.21cnjy.com )度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ，小球的重力势能 ，小球的机械能 。（选填序号）①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大。
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三．实验探究题
19．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
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（1）本实验是通过 来反映钢球动能大小的。
（2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。
（3）实验中为了探究动能大小与速度 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用解释汽车 （填“超速”或“超载”）带来的危害。
（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由。 。
20．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“ ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放 ( http: / / www.21cnjy.com )在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化 ( http: / / www.21cnjy.com )量的关系，应该选用 （选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变 之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和 两种物理思想方法。
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21．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。
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实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法是 。（写出一种方法即可）
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的。
（3）为验证猜想二，应比较 （填实验序号），得到的结论是：当物体质量相同时， 。
（4）比较③④，得到的结论是 。
（5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势 ( http: / / www.21cnjy.com )能（Ep）的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为 J．（忽略空气阻力，g＝10N/kg）21cnjy.com
11.3 动能和势能 高频易错必刷题
一．选择题
1．如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的（ ）
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A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
解：列车在平直路段上加速行驶的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中，它的质量不变，速度增大，所以动能增大；而列车的质量和高度都没有发生改变，所以它的重力势能不变，故A正确，BCD错误；
故选：A。
2．今年的十三届全国人大三次会议表决通过了 ( http: / / www.21cnjy.com )《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体（ ）
A．动能增大 B．动能减小 C．势能增大 D．势能不变
解：物体在下落过程中质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度逐渐增大，动能增大；故A正确、BCD错误。
故选：A.
3．2020年6月17日15时19分，我国在 ( http: / / www.21cnjy.com )酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
解：火箭加速升空过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大。
故选：C。
4．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（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
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
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
故选：B。
5．现代农业利用喷药无人 ( http: / / www.21cnjy.com )机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。此过程中，喷药无人机的（ ）
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A．升力大于重力
B．空气阻力和重力是一对平衡力
C．动能减小、重力势能减小
D．动能不变、重力势能减小
解：
A、喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，受力平衡，竖直方向上无人机受到的重力和升力是一对平衡力，其大小相等，故A错误；
B、喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速 ( http: / / www.21cnjy.com )飞行，空气阻力沿水平方向，重力的方向是竖直向下，二力没有作用在同一直线上，所以这两个力不是平衡力，故B错误；
CD、水平匀速飞行时喷洒农药，无人机的速度不变，高度不变，但质量减小，所以无人机的动能和重力势能都减小，故C正确，D错误；
故选：C。
6．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
解：如图，铅球在整个 ( http: / / www.21cnjy.com )飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大，故排除BD，处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0，故排除C。
故选：A。
7．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。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
解：A、向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B、由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误；
C、笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故C正确；
D、笔向上弹起的过程中，弹簧形变程度变小，所以其弹性势能变小，故D错误；
故选：C。
8．如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（ ）
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A．通过最低点时的动能为零
B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大
D．上升过程中的重力势能减小
解：
A、人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B、下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
C、到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D、上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。
故选：C。
9．如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ）www-2-1-cnjy-com
A．只有动能和重力势能
B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能
D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
解：玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。
弹簧在运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大；弹簧高度降低，重力势能变小；同时弹簧要恢复原来的形状，形变变小，故弹性势能变小。21*cnjy*com
综上分析可知，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
10．一人造地球卫星沿椭 ( http: / / www.21cnjy.com )圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）21教育名师原创作品
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A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
解：
A、卫星质量一定，在远地点时相对地球距离最大，势能最大，卫星仍在运动，故动能不为零；故A错误；
B、卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定距离，势能不为零；故B错误；
CD、卫星在运行过程中机 ( http: / / www.21cnjy.com )械能保持不变，从近地点向远地点运动过程中，速度变小，动能变小；高度变大，势能变大，动能转化为势能；故C正确，D错误。2-1-c-n-j-y
故选：C。
11．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（ ）
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A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
C．人在B点时动能最大
D．弹性绳的弹性势能在B点时最大
解：A、人从A到C的过程中，质 ( http: / / www.21cnjy.com )量不变，高度增大，重力势能增加；AB段速度逐渐变大，动能逐渐变大；BC段速度逐渐变小，动能逐渐变小；故A错误；
B、从A到B的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大；故B错误；
C、人的质量一定，在B点时速度最大，动能最大；故C正确；
D、弹性绳在A点时弹性形变最大，弹性势能最大；故D错误。
故选：C。
12．如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是（ ）【出处：21教育名师】
A．M到N的过程，势能不变 B．M到N的过程，动能减小
C．N到P的过程，势能增大 D．N到P的过程，动能不变
解：小球在整个运动过程中，质量不变，从M到N时，高度减小，速度增大，因此势能减小，动能增大。
当从N到P时，根据牛顿第一定律，小球在水平面上做匀速直线运动，因此动能不变，势能不变。
故选：D。
13．一个小石块从空中的某一高度，由静止开始 ( http: / / www.21cnjy.com )竖直下落，若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图象可能是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
解：若不计空气阻力 ( http: / / www.21cnjy.com )，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的高度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能Ep减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢，故D错误。
故选：C。
14．如图所示，一弹簧的左 ( http: / / www.21cnjy.com )端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
B．小球在b点，小球的速度最小
C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
解：
A、a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，故A错误；
B、因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会加速运动，故B错误；
C、小球质量一定，从a点到b点时速度越来越快，所以动能逐渐增大，故C正确；
D、b点是弹簧原长时小球的位置，弹性势能为0，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹性势能逐渐变大，故D错误。
故选：C。
二．填空题
15．第24届冬奥会将于2022年在北京﹣张 ( http: / / www.21cnjy.com )家口举办，高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能 增大 ，重力势能 减小 （均选填“减小”、“增大”或“不变”）。
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解：滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，速度变大，故动能增大，同时高度变小，故重力势能减小。
故答案为：增大；减小。
16．极限跳伞是一项惊险的体育运动，如图， ( http: / / www.21cnjy.com )跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其重力势能将 减小 （选填“增大”、“减少”或“不变”）．减速下降时，跳伞员及降落伞所受的阻力 大于 （选填“大于”、“等于”、“小于”）他们的重力。若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以 自身 为参照物的，若从跳下到落地用时200s，则其下落的平均速度为 18 m/s。
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解：跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其质量不变，高度减小，故重力势能将减小；
减速下降时，即说明向上的力大于向下的力，故跳伞员及降落伞所受的阻力大于自身的重力；
若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以自己为参照物的；
此时运动时间是200s，故速度是：v＝＝＝18m/s；
故答案为：减少；大于；自身；18。
17．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙 ( http: / / www.21cnjy.com )两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s﹣t图象如图所示。由图可知，甲车的动能 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 1：4 。（空气阻力忽略不计）
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解：
（1）由图象知，甲的速度为v甲＝＝＝m/s，乙的速度为v乙＝＝＝；
已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度较小，所以甲的动能较小；
（2）在匀速直线行驶过程中，F甲＝F乙＝f，
因为W＝Fs，v＝，
所以，相同时间牵引力做的功之比为＝＝＝ ( http: / / www.21cnjy.com )＝。
故答案为：小于；1：4。
18．如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程 ( http: / / www.21cnjy.com )度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ③ ，小球的重力势能 ⑤ ，小球的机械能 ② 。（选填序号）①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大。
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解：
小球从A运动到B的过程中，质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大；
小球从B运动到C的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增大；质量不变、速度减小，动能减小；
所以从A点到达C点的过程中，小球的动能先增大后减小，小球的重力势能先减小后增大；
因为轨道是粗糙的，整个过程中要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球的机械能一直在减小。
故答案为：③；⑤；②。
三．实验探究题
19．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）本实验是通过 木块移动距离 来反映钢球动能大小的。
（2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 乙丙 两图进行实验分析。
（3）实验中为了探究动能大小与速度的 ( http: / / www.21cnjy.com )关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 不同高度 （填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 大 。这个结论可用解释汽车 超速 （填“超速”或“超载”）带来的危害。
（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由。 不能，木块将做匀速直线运动，无法停下来 。
解：（1）该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近体现的，木块被撞得越远，说明钢球的动能越大，这里采用了转换法的思想；
（2）为了探究物体动能大小与质量的关 ( http: / / www.21cnjy.com )系，实验中采用的是控制变量法，需要控制速度相同，质量不同，即使质量不同的钢球从相同斜面的相同高度由静止自由滚下；故选用乙丙进行对比；
（3）实验中为了探究动能大 ( http: / / www.21cnjy.com )小与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下；实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大；这个结论可用解释汽车超速带来的危害；
（4）水平面是光滑的，则木块在水平方向 ( http: / / www.21cnjy.com )上受力为0，竖直方向上受到平衡力作用，根据牛顿第一定律，运动的物体在没有受到力的作用时，将一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小。
故答案为：（1）木块移动距离；（2）乙丙；（3）不同高度；大；超速；（4）不能，木块将做匀速直线运动，无法停下来。
20．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧 ( http: / / www.21cnjy.com )弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上 ( http: / / www.21cnjy.com )，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过 物体M被弹出的距离 来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系，应该选用 相同 （选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变 AP 之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和 控制变量法 两种物理思想方法。
( http: / / www.21cnjy.com )
解：
（1）实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接的反映，这用到了转换法；
（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变 ( http: / / www.21cnjy.com )化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；
（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹 ( http: / / www.21cnjy.com )簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
故答案为：（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。
21．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。21教育网
( http: / / www.21cnjy.com )
实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法是 控制变量法 。（写出一种方法即可）
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 铅球陷入沙中的深度 来反映的。
（3）为验证猜想二，应比较 ①③ （填实验序号），得到的结论是：当物体质量相同时， 物体所处的高度越高，重力势能越大 。21世纪教育网版权所有
（4）比较③④，得到的结论是 物体的重力势能与物体运动的路径无关 。
（5）经进一步实验和分析，小夏 ( http: / / www.21cnjy.com )大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为 2 J．（忽略空气阻力，g＝10N/kg）2·1·c·n·j·y
解：（1）物理学 ( http: / / www.21cnjy.com )中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法；
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；
（3）比较A、C两球，两球质量相等、运动路径 ( http: / / www.21cnjy.com )相同，下落高度不同，C球下落的高度高，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大；【来源：21·世纪·教育·网】
（4）比较③④两球，两球的质量相 ( http: / / www.21cnjy.com )同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。【来源：21cnj*y.co*m】
（5）根据Ep＝mgh可得，B球的动能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。
故答案为：（1）控制变量法；（2）铅球 ( http: / / www.21cnjy.com )陷入沙中的深度；（3）①③；物体所处的高度越高，重力势能越大；（4）物体的重力势能与物体运动的路径无关；（5）2。
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11.3 动能和势能 高频易错必刷题
一．选择题
1．如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
2．今年的十三届全国人大三次会议表决通过 ( http: / / www.21cnjy.com )了《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体（ ）
A．动能增大 B．动能减小 C．势能增大 D．势能不变
3．2020年6月17日15时1 ( http: / / www.21cnjy.com )9分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
4．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（ ）www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com )
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
5．现代农业利用喷药无人机 ( http: / / www.21cnjy.com )喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。此过程中，喷药无人机的（ ）21·cn·jy·com
( http: / / www.21cnjy.com )
A．升力大于重力
B．空气阻力和重力是一对平衡力
C．动能减小、重力势能减小
D．动能不变、重力势能减小
6．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
7．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。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
8．如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．通过最低点时的动能为零
B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大
D．上升过程中的重力势能减小
9．如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ）
A．只有动能和重力势能
B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能
D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
10．一人造地球卫星沿椭圆轨道运行， ( http: / / www.21cnjy.com )我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
11．“反向蹦极”是一项比蹦 ( http: / / www.21cnjy.com )极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
C．人在B点时动能最大
D．弹性绳的弹性势能在B点时最大
12．如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是（ ）21*cnjy*com
A．M到N的过程，势能不变 B．M到N的过程，动能减小
C．N到P的过程，势能增大 D．N到P的过程，动能不变
13．一个小石块从空中的某一高度，由静止开 ( http: / / www.21cnjy.com )始竖直下落，若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图象可能是（ ）【版权所有：21教育】
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
14．如图所示，一弹簧的左端 ( http: / / www.21cnjy.com )固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
B．小球在b点，小球的速度最小
C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
二．填空题
15．第24届冬奥会将于202 ( http: / / www.21cnjy.com )2年在北京﹣张家口举办，高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能 ，重力势能 （均选填“减小”、“增大”或“不变”）。
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16．极限跳伞是一项惊险的体育运动， ( http: / / www.21cnjy.com )如图，跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其重力势能将 （选填“增大”、“减少”或“不变”）．减速下降时，跳伞员及降落伞所受的阻力 （选填“大于”、“等于”、“小于”）他们的重力。若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以 为参照物的，若从跳下到落地用时200s，则其下落的平均速度为 m/s。
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17．在探究“汽车的速度”的实验中 ( http: / / www.21cnjy.com )，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s﹣t图象如图所示。由图可知，甲车的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 。（空气阻力忽略不计）21·世纪*教育网
( http: / / www.21cnjy.com )
18．如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程 ( http: / / www.21cnjy.com )度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ，小球的重力势能 ，小球的机械能 。（选填序号）①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大。
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三．实验探究题
19．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）本实验是通过 来反映钢球动能大小的。
（2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析。
（3）实验中为了探究动能大小与速度 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 。这个结论可用解释汽车 （填“超速”或“超载”）带来的危害。
（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由。 。
20．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“ ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放 ( http: / / www.21cnjy.com )在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化 ( http: / / www.21cnjy.com )量的关系，应该选用 （选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变 之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和 两种物理思想方法。
( http: / / www.21cnjy.com )
21．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。
( http: / / www.21cnjy.com )
实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法是 。（写出一种方法即可）
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的。
（3）为验证猜想二，应比较 （填实验序号），得到的结论是：当物体质量相同时， 。
（4）比较③④，得到的结论是 。
（5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势 ( http: / / www.21cnjy.com )能（Ep）的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为 J．（忽略空气阻力，g＝10N/kg）21cnjy.com
11.3 动能和势能 高频易错必刷题
一．选择题
1．如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
解：列车在平直路段上加速行驶的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中，它的质量不变，速度增大，所以动能增大；而列车的质量和高度都没有发生改变，所以它的重力势能不变，故A正确，BCD错误；
故选：A。
2．今年的十三届全国人大三次会议表决通过了 ( http: / / www.21cnjy.com )《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体（ ）
A．动能增大 B．动能减小 C．势能增大 D．势能不变
解：物体在下落过程中质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度逐渐增大，动能增大；故A正确、BCD错误。
故选：A.
3．2020年6月17日15时19分，我国在 ( http: / / www.21cnjy.com )酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
解：火箭加速升空过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大。
故选：C。
4．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（ ）
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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
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
故选：B。
5．现代农业利用喷药无人 ( http: / / www.21cnjy.com )机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。此过程中，喷药无人机的（ ）
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A．升力大于重力
B．空气阻力和重力是一对平衡力
C．动能减小、重力势能减小
D．动能不变、重力势能减小
解：
A、喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，受力平衡，竖直方向上无人机受到的重力和升力是一对平衡力，其大小相等，故A错误；
B、喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速 ( http: / / www.21cnjy.com )飞行，空气阻力沿水平方向，重力的方向是竖直向下，二力没有作用在同一直线上，所以这两个力不是平衡力，故B错误；
CD、水平匀速飞行时喷洒农药，无人机的速度不变，高度不变，但质量减小，所以无人机的动能和重力势能都减小，故C正确，D错误；
故选：C。
6．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
解：如图，铅球在整个 ( http: / / www.21cnjy.com )飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大，故排除BD，处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0，故排除C。
故选：A。
7．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。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（ ）
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A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D．笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
解：A、向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B、由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误；
C、笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故C正确；
D、笔向上弹起的过程中，弹簧形变程度变小，所以其弹性势能变小，故D错误；
故选：C。
8．如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（ ）
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A．通过最低点时的动能为零
B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大
D．上升过程中的重力势能减小
解：
A、人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B、下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
C、到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D、上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。
故选：C。
9．如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（ ）www-2-1-cnjy-com
A．只有动能和重力势能
B．只有动能和弹性势能
C．只有重力势能和弹性势能
D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
解：玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。
弹簧在运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大；弹簧高度降低，重力势能变小；同时弹簧要恢复原来的形状，形变变小，故弹性势能变小。21*cnjy*com
综上分析可知，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
10．一人造地球卫星沿椭 ( http: / / www.21cnjy.com )圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）21教育名师原创作品
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A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
解：
A、卫星质量一定，在远地点时相对地球距离最大，势能最大，卫星仍在运动，故动能不为零；故A错误；
B、卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定距离，势能不为零；故B错误；
CD、卫星在运行过程中机 ( http: / / www.21cnjy.com )械能保持不变，从近地点向远地点运动过程中，速度变小，动能变小；高度变大，势能变大，动能转化为势能；故C正确，D错误。2-1-c-n-j-y
故选：C。
11．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。 ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
C．人在B点时动能最大
D．弹性绳的弹性势能在B点时最大
解：A、人从A到C的过程中，质 ( http: / / www.21cnjy.com )量不变，高度增大，重力势能增加；AB段速度逐渐变大，动能逐渐变大；BC段速度逐渐变小，动能逐渐变小；故A错误；
B、从A到B的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大；故B错误；
C、人的质量一定，在B点时速度最大，动能最大；故C正确；
D、弹性绳在A点时弹性形变最大，弹性势能最大；故D错误。
故选：C。
12．如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是（ ）【出处：21教育名师】
A．M到N的过程，势能不变 B．M到N的过程，动能减小
C．N到P的过程，势能增大 D．N到P的过程，动能不变
解：小球在整个运动过程中，质量不变，从M到N时，高度减小，速度增大，因此势能减小，动能增大。
当从N到P时，根据牛顿第一定律，小球在水平面上做匀速直线运动，因此动能不变，势能不变。
故选：D。
13．一个小石块从空中的某一高度，由静止开始 ( http: / / www.21cnjy.com )竖直下落，若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图象可能是（ ）
A． ( http: / / www.21cnjy.com ) B． ( http: / / www.21cnjy.com )
C． ( http: / / www.21cnjy.com ) D． ( http: / / www.21cnjy.com )
解：若不计空气阻力 ( http: / / www.21cnjy.com )，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的高度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能Ep减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢，故D错误。
故选：C。
14．如图所示，一弹簧的左 ( http: / / www.21cnjy.com )端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
B．小球在b点，小球的速度最小
C．从a点到b点，小球的动能逐渐增大
D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小
解：
A、a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，故A错误；
B、因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会加速运动，故B错误；
C、小球质量一定，从a点到b点时速度越来越快，所以动能逐渐增大，故C正确；
D、b点是弹簧原长时小球的位置，弹性势能为0，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹性势能逐渐变大，故D错误。
故选：C。
二．填空题
15．第24届冬奥会将于2022年在北京﹣张 ( http: / / www.21cnjy.com )家口举办，高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能 增大 ，重力势能 减小 （均选填“减小”、“增大”或“不变”）。
( http: / / www.21cnjy.com )
解：滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，速度变大，故动能增大，同时高度变小，故重力势能减小。
故答案为：增大；减小。
16．极限跳伞是一项惊险的体育运动，如图， ( http: / / www.21cnjy.com )跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其重力势能将 减小 （选填“增大”、“减少”或“不变”）．减速下降时，跳伞员及降落伞所受的阻力 大于 （选填“大于”、“等于”、“小于”）他们的重力。若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以 自身 为参照物的，若从跳下到落地用时200s，则其下落的平均速度为 18 m/s。
( http: / / www.21cnjy.com )
解：跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其质量不变，高度减小，故重力势能将减小；
减速下降时，即说明向上的力大于向下的力，故跳伞员及降落伞所受的阻力大于自身的重力；
若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以自己为参照物的；
此时运动时间是200s，故速度是：v＝＝＝18m/s；
故答案为：减少；大于；自身；18。
17．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙 ( http: / / www.21cnjy.com )两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s﹣t图象如图所示。由图可知，甲车的动能 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 1：4 。（空气阻力忽略不计）
( http: / / www.21cnjy.com )
解：
（1）由图象知，甲的速度为v甲＝＝＝m/s，乙的速度为v乙＝＝＝；
已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度较小，所以甲的动能较小；
（2）在匀速直线行驶过程中，F甲＝F乙＝f，
因为W＝Fs，v＝，
所以，相同时间牵引力做的功之比为＝＝＝ ( http: / / www.21cnjy.com )＝。
故答案为：小于；1：4。
18．如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程 ( http: / / www.21cnjy.com )度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ③ ，小球的重力势能 ⑤ ，小球的机械能 ② 。（选填序号）①保持不变；②一直减小；③先增大后减小；④一直增大；⑤先减小后增大。
( http: / / www.21cnjy.com )
解：
小球从A运动到B的过程中，质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度增大，动能增大；
小球从B运动到C的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增大；质量不变、速度减小，动能减小；
所以从A点到达C点的过程中，小球的动能先增大后减小，小球的重力势能先减小后增大；
因为轨道是粗糙的，整个过程中要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球的机械能一直在减小。
故答案为：③；⑤；②。
三．实验探究题
19．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图：
( http: / / www.21cnjy.com )
（1）本实验是通过 木块移动距离 来反映钢球动能大小的。
（2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 乙丙 两图进行实验分析。
（3）实验中为了探究动能大小与速度的 ( http: / / www.21cnjy.com )关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 不同高度 （填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 大 。这个结论可用解释汽车 超速 （填“超速”或“超载”）带来的危害。
（4）实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？并说明理由。 不能，木块将做匀速直线运动，无法停下来 。
解：（1）该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近体现的，木块被撞得越远，说明钢球的动能越大，这里采用了转换法的思想；
（2）为了探究物体动能大小与质量的关 ( http: / / www.21cnjy.com )系，实验中采用的是控制变量法，需要控制速度相同，质量不同，即使质量不同的钢球从相同斜面的相同高度由静止自由滚下；故选用乙丙进行对比；
（3）实验中为了探究动能大 ( http: / / www.21cnjy.com )小与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下；实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大；这个结论可用解释汽车超速带来的危害；
（4）水平面是光滑的，则木块在水平方向 ( http: / / www.21cnjy.com )上受力为0，竖直方向上受到平衡力作用，根据牛顿第一定律，运动的物体在没有受到力的作用时，将一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判定动能的大小。
故答案为：（1）木块移动距离；（2）乙丙；（3）不同高度；大；超速；（4）不能，木块将做匀速直线运动，无法停下来。
20．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧 ( http: / / www.21cnjy.com )弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上 ( http: / / www.21cnjy.com )，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过 物体M被弹出的距离 来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系，应该选用 相同 （选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变 AP 之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和 控制变量法 两种物理思想方法。
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解：
（1）实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接的反映，这用到了转换法；
（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变 ( http: / / www.21cnjy.com )化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；
（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹 ( http: / / www.21cnjy.com )簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
故答案为：（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。
21．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关
猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关
为此小夏设计了如图所示的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。21教育网
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实验数据如下表：
实验序号 铅球代号 铅球质量/g 下落高度/m 陷入沙中的深度/m
① A 200 0.5 0.1
② B 400 0.5 0.25
③ C 200 1 0.2
④ D 200 1 0.2
（1）本实验中，采用的研究问题的方法是 控制变量法 。（写出一种方法即可）
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 铅球陷入沙中的深度 来反映的。
（3）为验证猜想二，应比较 ①③ （填实验序号），得到的结论是：当物体质量相同时， 物体所处的高度越高，重力势能越大 。21世纪教育网版权所有
（4）比较③④，得到的结论是 物体的重力势能与物体运动的路径无关 。
（5）经进一步实验和分析，小夏 ( http: / / www.21cnjy.com )大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep＝mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为 2 J．（忽略空气阻力，g＝10N/kg）2·1·c·n·j·y
解：（1）物理学 ( http: / / www.21cnjy.com )中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法；
（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；
（3）比较A、C两球，两球质量相等、运动路径 ( http: / / www.21cnjy.com )相同，下落高度不同，C球下落的高度高，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大；【来源：21·世纪·教育·网】
（4）比较③④两球，两球的质量相 ( http: / / www.21cnjy.com )同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。【来源：21cnj*y.co*m】
（5）根据Ep＝mgh可得，B球的动能Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×0.5m＝2J。
故答案为：（1）控制变量法；（2）铅球 ( http: / / www.21cnjy.com )陷入沙中的深度；（3）①③；物体所处的高度越高，重力势能越大；（4）物体的重力势能与物体运动的路径无关；（5）2。
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