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- 人教八下物理 11.2 功率 同步练习 试卷 2 次下载
- 人教八下物理 11.4 机械能及其转化 同步练习 试卷 3 次下载
- 人教八下物理 第十一章 功和机械能(单元检测) 试卷 5 次下载
- 人教八下物理 第十一章 机械能的相关实验 试卷 试卷 3 次下载
人教版八年级下册11.3 动能和势能优秀同步训练题
展开人教版八年级物理下册第十一章《功和机械能》学科核心素养课时训练
11.3动能和势能 课时专训
一、单选题
1.下列关于功和能的说法中不正确的是( )
A.物体能够做功,就是说它具有能 B.物体具有能,它一定在做功
C.一定质量的物体速度越大,它的动能越大 D.一定质量的物体位置越高,它的重力势能越大
2.关于能的概念,下列说法中正确的是( )
A.一个物体能够做功,就说这个物体具有能
B.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多
C.一个物体做了功,说明这个物体具有能
D.用线悬挂着的小球,没有做功,所以没有能
3.关于机械能,以下说法正确的是( )
A.质量大的物体,具有的机械能一定大
B.一块石头举得越高,它具有的重力势能越大
C.人在荡秋千时,人具有的动能大小保持不变
D.弹簧具有弹性,所以弹簧一定具有弹性势能
4.如图甲所示,小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的速度和弹簧的压缩量l之间的关系如图乙所示,其中b为曲线的最高点。不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球在压缩弹簧的过程中( )
A.小球的动能不断减小 B.小球的重力势能先减小后增大
C.小球的机械能不断减小 D.因为不计空气阻力所以小球的机械能不变
5.小明在体育课上掷铅球,掷出去的铅球从a处出手后,在空中的运动轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处,不计空气阻力,则铅球( )
A.从a处到b处动能减小,重力势能增大 B.从b处到c处动能增大,机械能增大
C.a处的机械能小于c处的机械能 D.在d、e处机械能相等
6.如图所示,小车从斜面某一高度由静止释放,自由下滑,然后在水平面上运动(忽略空气阻力)下列说法错误的是( )
A.小车从斜面上由静止释放后,小车的动能先变大后变小
B.小车在水平面上运动时,小车对水平面的压力和水平面对小车的支持力是一对平衡力
C.小车从斜面下滑到水平面后还能继续运动,是因为小车具有惯性
D.若水平面光滑且足够长,则小车在水平面上运动时的机械能将保持不变
7.2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图,不计空气阻力。则足球( )
A.在A点的机械能大于B点的机械能 B.在B点的机械能大于C点的机械能
C.在A点的机械能等于C点的机械能 D.在B点的重力势能小于D点的重力势能
8.在2021年宝鸡市中考体育考试中,小宇同学进行了实心球测试。关于实心球运动的几个阶段,下列说法正确的是( )
A.小宇捡起实心球,并缓慢举高的过程中,实心球的重力势能增大
B.小宇将实心球用力投出后,实心球在空中运动过程中,实心球的机械能增大
C.小宇将实心球用力投出后,实心球在空中最高点时机械能最大
D.实心球落地后在水平地面上滚动一段距离停止,实心球在地面滚动阶段机械能不变
9.10月16日,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射成功。对载人飞船在加速上升的过程中能量的变化,说法正确的是( )
A.动能增大,势能不变,机械能增大
B.动能增大,势能增大,机械能增大
C.动能增大,势能增大,机械能不变
D.动能减小,势能增大,机械能不变
10.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,则( )
A.t1时刻小球的动能最大
B.t2时刻小球的动能最大
C.t3时刻小球的重力势能最大
D.t2到t3时间内,小球的动能先增加后减小
11.如图所示,图中速度v的方向是小强在体育中考“原地掷实心球”测试中球出手时的飞行方向,从球出手到落地的过程,空气阻力忽略不计,下面关于机械能的一些说法中正确的是( )
A.球出手时动能最大 B.球出手时势能最大
C.球落地时机械能最大 D.球的机械能保持不变
12.如图甲所示,小球从某高度处由静止下落到竖直放置的弹簧上并压缩弹簧.从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系,如图乙所示,其中b为曲线最高点.不计空气阻力,弹簧在整个过程中始终发生弹性形变,则小球
A.受到的弹力始终不变
B.运动过程动能一直增大
C.从a到b过程,重力势能减少,弹簧的弹性势能增大
D.从b到c过程,重力势能转化为弹性势能,小球的机械能不变
13.学生在做模拟“蹦极”的小实验(如图所示).一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在a点,b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,c点是橡皮筋系上小石块自然下垂时下端所在的位置,d点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点.在小石块从a点到c点运动的过程中,以下说法正确的是
A.小石块经过b点时,橡皮筋具有弹性势能 B.小石块动能一直在增加
C.小石块减少的重力势能全部转化为动能 D.小石块到达d点时,动能为零
14.弹簧左端固定在挡板上,小车压紧弹簧,释放后被弹开,最终静止,如图,从小车释放到静止的过程中,下列分析正确的是( )
A.弹簧的弹性势能先增加后减小
B.弹簧的弹性势能先减小后增大
C.小车的动能先增加后减小
D.小车动能一直减小
15.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断不正确的是( )
A.小球的动能先增大后减小
B.弹簧的弹性势能先减小后增大
C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D.任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
16.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是( )
A.从A到O,小球的动能减小,弹簧的弹性势能增大
B.在O位置,弹簧的弹性势能最大
C.从O到B,小球的动能转化为弹簧的弹性势能
D.在B位置,小球的动能最大
17.如图是运动员拉弓射箭时的场景,下列说法错误的是( )
A.弓被拉得越弯弹性势能越大
B.弓被拉得越弯产生的弹力越大
C.运动员将弓拉弯的过程对弓做功
D.箭被射出后受惯性作用继续向前运动
18.将一轻质弹簧固定在水平桌面上,在上面放置一个小钢球,静止时弹簧长度为L,如图甲所示;再用手向下压到一定程度,如图乙所示;释放后钢球运动到距离水平桌面2L处,如图丙所示。对钢球分析不 正确的是( )
A.甲图中,钢球一定受平衡力作用
B.丙图中,弹簧一定不存在弹性势能
C.从乙图到丙图过程中,弹簧的机械能一定改变
D.钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少
19.下列说法中正确的是( )
A.静止的物体不具有能 B.没有做功的物体不具有能
C.具有能的物体一定在做功 D.能够做功的物体一定具有能
二、填空题
20.如图甲所示,将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球(球上有小孔)套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手,小球的高度随时间变化情况如图乙所示,弹簧原来的长度___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)40cm,在0~t1过程中,小球的动能___________(选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”),此过程中小球动能的变化量___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力势能变化量。
21.如图所示,在粗糙水平面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,弹簧在自然长度时,小球在O点,现通过小球压缩弹簧到A位置,由静止释放小球,小球从A点开始向右运动,最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为______,长度AO______OB(>/=/<)。
22.如图甲所示,在水平面上测量木块滑动摩擦力时,作用在木块上的水平拉力F大小随时间t变化情况的图象如图乙所示,木块运动速度v随时间t变化情况的图象如图丙所示。由以上情况可知,木块在______s时间段内动能减小;木块在第20s时受到的摩擦力为______N。
23.体育课上,小明抛出甲篮球,运动轨迹如图所示;小华在相同高度以相同的速度竖直向上抛出质量相同的乙篮球。不考虑空气阻力,当篮球到达最高点时,甲篮球的重力势能______乙篮球的重力势能;当篮球下落至同一高度时,甲篮球的动能______乙篮球的动能,甲篮球的机械能______ (均选填“大于”“等于”或“小于”)乙篮球的机械能。
24.2020年12月17日,嫦娥五号返回器携带月壤样品返回地球大气层,采用了类似“打水漂”的方式来减速,其运动轨迹简化如图箭头所示。
(1)从A至B过程中,返回器机械能会______(选填“增大”、“保持不变”或“减小”),到达C点时的速度______(选填“大于”、“等于”或“小于”)A点速度;
(2)在C至D过程中,月壤样品的重力势能______(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
25.一铁球竖直向上运动,到最高点后又竖直向下运动,并落回到地面,这过程中先后经过A、B位置,球在这两个位置的动能和重力势能如图所示,则球在A位置的速度______B位置的速度,球在A位置的高度______B位置的高度,球在A位置的机械能______B位置的机械能。(三空均选填“大于”、“等于”或“小于”)
26.如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点下落至B点的过程中,它的________转化为动能;弹性小球从B点上升至C点又开始下落,小球在B点的机械能________(选填“大于”“小于”或“等于”)它在C点的机械能,C点小球的动能________(选填“为零”或“不为零”)。
27.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其______有关;若橡皮筋被拉的长度相同,而用的“子弹”不同,则质量大的“子弹”射出的距离较______,原因是质量大的“子弹”射出时______小。在此过程中,橡皮筋对“子弹”做的功______,(选填“相同”或“不相同”)。
28.如图所示,这是运动员撑竿跳高时的场景。运动员助跑时具有______,在撑竿起跳时弯曲的撑竿具有______,运动员越横杆时,在最高位置速度为0,此时运动员具有______(均选填“动能”、“重力势能”或“弹性势能”)。
29.墙体的竖直性是房屋质量的重要指标,在建造房屋时,建筑工人常常利用如图所示的铅垂线检测墙体是否竖直,这运用了重力的方向是______,图中所示的墙体向______(左/右)倾斜;如图跳水运动员站到踏板上,踏板发生了______形变,运动员走到踏板前端,踏板弯曲得更大,说明力的作用效果与力的______有关,压弯的跳板将运动员弹起来,说明踏板具有______。
30.如图所示,一只小球从A点由静止落向自由伸长的弹簧,B点为弹簧自由伸长位置,直至弹簧被竖直压缩到最低点C处,不考虑空气阻力。从A点到B点过程中小球的重力势能___________;从B点到C点过程中小球的动能___________,弹簧的弹性势能___________,小球的机械能___________。(以上均填能量的变化情况)
三、实验题
31.在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图a、b、c所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
(1)实验研究的是______(选填“小球”或“木块”)的动能,该动能是由______能转化来的;
(2)比较a、b两图,让小球从相同的______滑下,可以保证小球刚滑到斜面底端时,具有相同的______,可以得出结论:在速度相同时,物体的质量越大,其动能______(选填“越大”或“越小”);
(3)在“探究影响动能大小的因素”实验中,用到的主要实验方法是______和转换法。
32.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示∶
(1)该实验中物体的动能是指___________(选填“钢球”或“木块”)的动能。
(2)比较___________两图进行的实验,可以探究小球的动能与速度的关系。
(3)图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,目的是控制___________相同,探究钢球的动能大小与___________的关系。
(4)选择甲、乙两次实验进行比较,可以研究___________(选填“超载”或“超速”)带来的危害。
33.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M>m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这种研究方法是 _____。若水平面绝对光滑,本实验将 _____(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙两图可得出实验结论:物体的动能大小与 _____有关。实验中,发现木块有时会从水平木板右侧滑出,而影响了实验,则可以通过 _____(选填“增大”或“减小”)木块的质量来加以改进。
(3)小明根据乙、丙两图 _____(选填“能”或“不能”)来探究重力势能大小与质量的关系。
(4)小王同学则用如图丁所示的方法来探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小,这种方法是 _____(选填“正确”或“错误”)的,理由是 _____。
34.小明看到运动员拉弓射箭时,弓拉得越弯,箭射得越远。小明猜想:弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
(1)为验证其猜想是否正确,他设计了如图所示的实验(弹簧被压缩后未超过其弹性限度),将同一个弹簧压缩______(填“相同”或“不同”)的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分析比较木块______,从而比较弹性势能的大小,这种比较弹性势能的物理方法称为______。
(2)若水平面绝对光滑,本实验将______(填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)小明根据实验现象认为:小球推动木块移动一段距离后都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是______(填“正确”或“不正确”)的,理由是______。
35.小明想探究弹性势能的大小与哪些因素有关.她选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同)、光滑轨道、物块A等器材进行实验.如图所示,用物块将弹簧压缩到一定程度后释放,物块沿轨道向左滑行,最高可冲到光滑斜面虚框处(三次实验中弹性形变的大小,物块冲上斜面的最大高度 ).
(1)实验中通过观察同一滑块 _____ ,来判断弹性势能的大小.
(2)比较图中的(a)和(b)两个实验可以初步得出:同一弹簧 _____ ,弹性势能越大.
(3)通过比较图中的 _____ 两个实验可知,弹簧的弹性势能与弹簧的材料 _____ (选填“有关”或“无关”).
36.某实验小组用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示,物体的质量,实验时,让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落,将木桩打入沙中,三次实验木桩进入沙中的深度如图所示,试完成下列问题:
(1)实验时,木桩___________则说明物体开始具有的重力势能越大;
(2)要想通过比较a、b两次实验,分析物体重力势能的大小是否与物体被举的高度有关,和的大小应___________(填“相等”或“不相等”);
(3)比较a、c两次实验可知:当___________时,物体的质量越大,物体重力势能就越大。
37.如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块在木板上向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中,。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的重力势能转化为动能,其动能大小是通过 _______大小来反映的;
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,________越大,动能越大;分析比较 ______两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(3)某学习小组同学做丙实验时:小木块被撞后滑出木板,A同学建议换用表面相同但长度较长的木板,B同学建议换质量较大的木块,C同学建议换用质量比前两次实验更小的钢球,你认为不恰当的是 _______同学的建议;
(4)有同学将实验装置改装成图丁所示,用同一铁球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放,撞击同一木块,比木块在木板(足够长)上滑行距离,能否研究铁球的动能大小与速度的关系?________(选填“能”或“不能”);
(5)得出正确的实验结论后,有同学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,如图戊所示,观察到木块被撞击后移动的情况是 ___________(铁球滚动时所受摩擦力忽略不计)。
A.质量大的铁球将木块推动的距离较远
B.质量小的铁球将木块推动的距离较远
C.质量不同的铁球将木块推动的距离相同
38.小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图甲。
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动,然后与放在水平面上的纸盒相碰,纸盒在水平面上移动一段距离后静止,如图乙。
上述甲、乙两组实验中:
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时,具有相同的______。
②选用图甲探究的是动能与______的关系,理由是:两球______相等;得出的结论是:______。
③选用图乙探究的是动能与______的关系,得出的结论是:______。
④物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法、转换法等;本实验中运用了两种研究方法,一是______法;二是______法,就是用______来表示小球动能的大小。
参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由功和能的定义可知,物体能够做功,就是说它具有能量,简称能。故A正确,不符合题意;
B.物体具有能,它不一定在做功,如具有重力势能的物体不一定正在做功。故B错误,符合题意;
C.动能的影响因素是质量和速度,一定质量的物体速度越大,它的动能越大。故C正确,不符合题意;
D.重力势能的影响因素是质量和高度,一定质量的物体位置越高,它的重力势能越大。故D正确,不符合题意。
故选B。
2.A
【解析】
【详解】
A.由能量的概念可知,一个物体能够做功,就说明这个物体具有能量,简称能,故A正确;
B. 物体能量我可以做更多的功,但一个物体已做的功越多,不能说明这个物体具有的能越多,故B错误;
C.一个物体做了功,说明原来具有能量,但做功后不一定还具有能,故C错误;
D.一用线悬挂着的小球,没有做功,但它有一定的高度,所以具有重力势能,故D错误。
故选A。
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.机械能分为势能和动能,而重力势能与质量和高度有关,弹性势能与形变程度有关,而动能与速度有关,仅仅只提到质量,而不知道高度的大小及速度的大小和形变的程度,无法判断机械能的大小,故A错误;
B.一块石头举得越高,高度越大,它具有的重力势能越大,故B正确;
C.人在荡秋千时,速度一直在变化,故人具有的动能在 一直变化,故C错误;
D.弹簧具有弹性,发生弹性形变的弹簧具有弹性势能,故D错误。
故选B。
4.C
【解析】
【详解】
A.根据图像可知,小球的速度先变大后变小,由于小球的质量不变,所以动能先变大后变小,故A错误;
B.小球在压缩弹簧的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,故B错误;
CD.小球接触弹簧后,小球的一部分机械能转化为弹簧的弹性势能,所以小球的机械能不断减少,故C正确,D错误。
故选C。
5.A
【解析】
【详解】
A.铅球从a处到b处,质量不变,速度变小,则动能减小,同时高度变大,重力势能增大,故A符合题意;
B.铅球从b处到c处,质量不变,速度变大,则动能增大,因不计空气阻力,所以球在空中运动时的机械能守恒(即机械能不变),故B不符合题意;
C.不计空气阻力,说明球在空中的机械能是守恒的,所以在a、c两处的机械能相等,故C不符合题意;
D.从d处到e处,铅球需要克服摩擦阻力做功,一部分机械能转化为内能,所以在d处机械能大于e处,故D不符合题意。
故选A。
6.B
【解析】
【详解】
A.小车从斜面上下滑的过程中,速度越来越大,动能变大,当小车下滑到水平面上时,由于受到摩擦力的作用,小车的速度越来越小,动能将变小,所以小车的动能先变大后变小,故A正确,A不符合题意;
B.小车运动到水平面上时,小车对水平面的压力和水平面对小车的支持力作用在两个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,是一对相互作用力,故B错误,B符合题意;
C.当小车下滑到水平面上时,由于小车具有惯性,将会继续运动一段距离,故C正确,C不符合题意;
D.若水平面的表面光滑且足够长,木块在水平方向上不受摩擦力,会做匀速直线运动,其动能不变,高度不变,则重力势能不变,因此小车的机械能将保持不变,故D正确,D不符合题意。
故选B。
7.A
【解析】
【详解】
AC.由图可知,足球落地后又弹起,越弹越低,但不计空气阻力,故可知,在足球落地与地面接触碰撞时,有部分能量损失掉,转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点,因此A点的机械能大于B、C点的机械能,故A正确,C错误;
B.由B点到C点的过程中,没有与地面碰撞即没有能量损失,因此在B点的机械能等于C点的机械能,故B错误;
D.重力势能与物体的质量和高度有关,同一个足球质量相同,B点的高度大于D点,因此在B点的重力势能大于D点的重力势能,故D错误。
故选A。
8.A
【解析】
【详解】
A.重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大,因此小宇缓慢举起实心球的过程中质量不变但高度越来越高,所以重力势能增大,故A正确;
BC.小宇将实心球用力投出后,实心球在空中运动过程中,若考虑空气阻力,因有一部分机械能转化为内能,机械能会减小;若不考虑空气阻力,机械能在空中任意位置都将保持不变,故BC错误;
D.实心球落地后在水平地面上滚动的过程中,由于克服与地面的摩擦而做功,有一部分机械能转化为内能,因此机械能将越来越小,直到减小为零,停止运动,故D错误。
故选A。
【点睛】
9.B
【解析】
【详解】
载人飞船在加速升空的过程中,质量不变,速度增大、高度增大,故其动能和重力势能均增大;物体的机械能等于物体的势能与物体的动能之和,所以飞船的机械能增大,故B正确。
故选B。
10.D
【解析】
【详解】
A.由图象可知,t1时刻弹力为0,此时小球刚接触弹簧,在重力作用下小球继续做加速运动,动能继续变大,故A错误;
B. t2时刻小球速度为0,此时动能最小,故B错误;
C.t3时刻,此时小球离开弹簧且只受到重力作用,继续向上做减速运动,还未达到最高点,重力势能还会继续增大, 故C错误;
D. t2到t3时间内,小球在弹力的作用下先加速上升,动能变大;当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;继续上升时重力大于弹力,小球做减速运动,动能变小;综上所述t2到t3时间内,小球的动能先变大后减小,故D正确。
故选D。
11.D
【解析】
【详解】
ACD.由于空气阻力忽略不计,那么整个运动过程球的机械能保持不变,C 错误,D正确;球出手时动能不是最大的,因为它还会落地,重力势能会转化为动能,球落地的瞬间动能才是最大的,A错误;
B.球出手时势能不是最大,因为它还会上升,上升到最高点时,它的重力势能才是最大的,B错误;
12.C
【解析】
【详解】
A. 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧.从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中,弹簧形变程度逐渐变大,所以小球受到弹力也逐渐变大,故A错误;B. 由图象可知,小球速度先变大,后变小.小球质量不变,所以小球动能先变大,后变小,故B错误;C. 小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧.此过程中小球高度越来越低所以小球的重力势能减少,弹簧形变程度逐渐变大所以弹性势能增大,故C正确;D. 从b到c过程中弹簧的弹性形变变大,小球位置变低,速度变小,机械能减小。小球的机械能转化为弹簧的弹性势能,故D错误.
13.D
【解析】
【分析】
影响动能的因素有:质量和速度,小石块的质量在下落过程中不会改变,因此只需考虑速度的变化情况,这就要从小石块的受力分析入手解答.
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关,物体弹性形变的程度越大,弹性势能越大.
当小石块越过b点后,绳子伸长,产生的弹力由小到大,从而直接影响到运动状态和速度的大小变化.
【详解】
A、小石块经过b点时,橡皮筋自然下垂,不发生弹性形变,不具有弹性势能,故A错误;
B、小石块从a到b的过程中,重力势能转化为动能,动能一直在增加,但从b到c的过程中,小石块受到向上的弹力,随着形变的增大,弹力增大,在弹力小于重力这段时间内,合力向下,小石块做加速运动,其动能逐渐增大;当弹力等于重力时,速度最大.所以小石块的动能先增加、后减小,故B错误;
C、小石块的重力势能在c时,全部转化为绳子的弹性势能,故C错误;
D、当小石块经过b点后,小石块受到向上的弹力,随着形变的增大,弹力增大,在弹力小于重力这段时间内,合力向下,小石块做加速运动,其动能逐渐增大;当弹力大于重力后,合力向上,小石块做减速运动,直到下落到最低点d点时,速度为零,其动能为零,故D正确.
故选D.
【点睛】
此题难度较大,关键是对小石块的受力分析,同时要结合力的合成以及力与运动的关系等知识,还要明白在蹦极的过程中,是重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化.
14.C
【解析】
【详解】
AB.小车压紧弹簧时,弹簧的弹性势能最大,释放后被弹开,弹性势能转化为小车的动能,小车的动能增加,弹簧的弹性势能减小,当弹簧恢复到原长后,继续伸长的过程中,弹性势能又增加,所以弹簧的弹性势能是由大变小,由小变大反复的过程,故AB错误;
CD.小车压紧弹簧时,弹簧的弹性势能最大,释放后被弹开,弹簧向右的弹力大于小车所受的阻力,小车向右做加速运动,弹簧的弹性势能转化为小车的动能,小车的动能增加,当弹簧恢复到原长并继续伸长的过程中,弹力逐渐变小并方向变为向左,小车开始做减速运动,动能变小,最终停下来时速度为0,动能为0。故C正确,D错误。
15.C
【解析】
【详解】
由题知,O点是弹簧保持原长时小球的位置,则小球位于A点时弹簧处于压缩状态,位于B点时弹簧处于拉伸状态;①小球从A运动到O的过程中,弹簧逐渐恢复原状,弹性形变程度变小,弹性势能变小,水平台面光滑,则小球不受摩擦力;该过程中小球所受弹力方向向右,其速度不断增大,动能变大,所以此过程中弹性势能转化为动能;②到达O点时,弹簧恢复原长,弹性势能为零,小球所受弹力为零,此时小球的速度最大,动能最大;③小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉长,弹性形变程度变大,弹性势能变大,该过程中小球所受弹力方向向左,其速度不断减小,动能变小,所以此过程中动能转化为弹性势能;则小球从A位置运动到B位置的过程中:
A.小球的动能先增加后减少,在B点时小球的动能最小,弹簧的弹性势能最大,故A正确,不符合题意;
B.弹簧的弹性势能先减少后增大,故B正确,不符合题意;
C.小球运动到O点时的动能(最大)与此时弹簧的弹性势能(为零)不相等,故C错误,符合题意;
D.由于整体的机械能守恒,所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由受力分析可知,从A到O,小球在弹簧弹力的作用下向右做加速运动,弹簧的形变量逐渐减小,故小球的速度增大,动能增大,弹簧的弹性势能减小,故A错误;
B.由题意可知,在O位置,弹簧保持原长,形变量为零,故此时弹簧的弹性势能最小,故B错误;
C.从O到B,弹簧的形变量逐渐增大,弹性势能增大,小球在弹簧的弹力作用下做减速运动,速度减小,动能减小,故小球的动能转化为弹簧的弹性势能,故C正确;
D.由C中分析可知,从O到B,小球做减速运动,在B位置,小球的速度最小,故动能最小,故D错误。
故选C。
17.D
【解析】
【分析】
【详解】
物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能,弹性形变越大,弹性势能越大;物体的弹性形变越大,产生的弹力越大;
A.弓被拉得越弯,形变越大,弹性势能越大,故A正确,不符合题意;
B.弓被拉得越弯,形变越大,产生的弹力越大,故B正确,不符合题意;
C.运动员将弓拉弯的过程,拉力和移动的方向一致,运动员对弓做功,故C正确,不符合题意;
D.箭被射出后,由于惯性,箭继续向前运动,惯性不是力,不能说箭受到惯性作用,故D错误,符合题意。
故选D。
18.B
【解析】
【详解】
A.甲图中,钢球静止时,处于平衡状态,所以一定受到平衡力的作用。故A 正确,不符合题意;
B.丙图中,弹簧发生了弹性形变,所以弹簧一定存在弹性势能。故B错误,符合题意;
C.从乙图到丙图过程中,弹簧的弹性形变变小,弹性势能转化为钢球的机械能,所以机械能一定改变。故C正确,不符合题意;
D.用手将重物向下压缩到一定程度后,突然将手撤去,开始阶段,弹簧的弹力大于重物的重力,其合力方向竖直向上,重物向上做加速运动;当弹簧的弹力小于重物的重力时,合力竖直向下,而速度竖直向上,重物做减速运动。所以钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少。故D正确,不符合题意。
19.D
【解析】
【详解】
物体具有能量说明物体具有做功的本领,不一定正在做功,与物体运动与否无关,故A、B、C说法都不正确;
根据能量守恒的规律,能够做功的物体是一定具有能的,说法正确.
故选D.
点睛:重点是理解能和做功的关系,做功是能转化的过程,但具有能不一定做功,如高处的物体具有重力势能,但没有从高处落下时,是不做功的.
20. 大于 增大 小于
【解析】
【详解】
[1]由图乙可知,小球最终会静止在弹簧上,此时弹簧受到了小球向下的压力的作用,且此时小球的高度为40cm,故弹簧的原长要大于40cm。
[2]在质量不变时,速度越大,物体的动能越大。由图像可知,小球最终会静止在40cm高的弹簧上,小球在这一位置受平衡力,即小球的重力和弹簧对小球的弹力相等,说明小球在0~t1过程中,受力不平衡,合力方向向下,向下做加速运动,小球质量不变,小球的动能增大。
[3]由图像可知,小球每次弹起的最大高度减小,说明小球运动时受到阻力的作用,在0~t1过程中小球重力势能转化为弹簧的弹性势能、小球的动能和内能,故在0~t1过程中小球动能的变化量小于重力势能变化量。
21. 先变大后变小 >
【解析】
【详解】
[1]小球从A运动到O的过程中,受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力;开始一段时间内,弹力大于摩擦力,小球做加速运动,其速度不断增大,动能增大;当小球受到的弹力等于摩擦力时,小球的速度最大,动能最大;继续向右运动,弹簧的形变量减小,弹力减小,弹力小于摩擦力,小球做减速运动,动能变小,所以,小球从A点到O点的过程中动能先变大后变小。
[2]把弹簧和小球看做一个整体,小球在A点时速度为0、高度为0,则小球的动能、重力势能和机械能均为0,此时弹簧由于被压缩而具有较大弹性势能;小球在整个运动过程中,需要克服摩擦做功,所以整体的机械能会转化为内能;小球最远运动到B点,此时小球的速度为0、高度为0,则小球的动能、重力势能和机械能均为0,但弹簧被拉长而具有一定的弹性势能;根据能量守恒定律可知,在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能,所以在A点时弹簧的形变量较大,故可知AO大于OB。
22. 4
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据丙图像可知,木块在s内的速度是减小的,质量不变,动能减小。
[2]由F-t图像可知,30~40s内的拉力F=4N,由v-t图像可知,此时木块做匀速直线运动,处于平衡状态,则此时木块受到的摩擦力为4N;由v-t图像可知,20s时木块做变速直线运动,因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与运动的速度无关,所以,木块受到的滑动摩擦力不变,则第20s时受到的摩擦力为4N。
23. 小于 等于 等于
【解析】
【详解】
[1]不计空气阻力,甲、乙两个篮球从抛出到最高点的能量转化都是动能转化为重力势能,而两篮球的初始速度和初始高度相同,则两篮球在初始位置动能和重力势能相同,乙篮球到最高点时速度为零,则动能为零,动能全部转化为重力势能,而甲篮球在最高点时竖直方向速度为零,水平方向速度不为零,故甲篮球在最高点时动能不为零,甲篮球从抛出到最高点部分动能转化为重力势能,所以最高点时甲篮球重力势能小于乙篮球重力势能。
[2]下落至同一高度时,两篮球的重力势能相同,不计空气阻力,运动过程中机械能守恒,所以两篮球的动能相同。
[3]不计空气阻力,甲篮球和乙篮球从抛出到落地机械能守恒,所以下落至同一高度时,甲篮球的机械能等于乙篮球的机械能。
24. 减小 小于 减小
【解析】
【详解】
(1)[1]A至B过程中,返回器与空气摩擦,会将机械能转化为内能,因此返回器机械能会减小。
[2]C点时和A点时返回器的高度相同,重力势能相同,而机械能减小,根据机械能=重力势能+动能,可知,C点时的动能小于A点时的动能,所以到达C点时的速度小于A点速度。
(2)[3]在C至D过程中,月壤样品的质量不变,高度减小,所以重力势能减小。
25. 小于 大于 大于
【解析】
【详解】
(1)[1]由图像知,小球在A点的动能小于小球在B点的动能,在质量一定时,速度越大,动能越大,所以小球在A点的速度小于小球在B点的速度。
(2)[2]由图像知,小球在A点的重力势能大于小球在B点的重力势能,在质量一定时,高度越大,重力势能越大,所以小球在A点的高度大于小球在B点的高度。
(3)[3]机械能等于动能和势能之和,小球在整个过程中没有发生弹性形变,不具有弹性势能,所以机械能等于动能和重力势能之和。A位置的机械能等于A位置动能与A位置重力势能之和;B位置的机械能等于B位置动能与B位置重力势能之和。如图可知,A位置动能等于B位置重力势能,A位置重力势能大于B位置动能,所以A位置的机械能大于B位置的机械能。
26. 重力势能 大于 不为零
【解析】
【详解】
[1]弹性小球从A点运动到B点的过程中,质量不变,高度变小,其重力势能变小,同时速度变大,则动能变大,所以该过程中重力势能转化为动能。
[2]由图知,小球弹跳的高度越来越低,说明小球撞击地面时小球的机械能转化为地面和小球的内能,则小球机械能逐渐减小,且B点在C点之前,所以弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。
[3]小球在C点,没有竖直方向的速度,但有水平方向的速度,因此在C点动能不为零。
27. 远 橡皮筋伸长的长度 近 速度 相同
【解析】
【详解】
[1][2]橡皮筋弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来反映的。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关。
[3][4]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。影响动能的因素是质量和速度,在动能相同时,“子弹”的质量越大,其运动的速度就越小,射出的距离较小。
[5]在此过程中,橡皮筋被拉的长度相同,弹力相同,所以橡皮筋对“子弹”做的功相同。
28. 动能 弹性势能 重力势能
【解析】
【详解】
[1]运动员助跑时有一定的速度,具有动能。
[2]在撑竿起跳时弯曲的撑竿发生弹性形变,具有弹性势能。
[3]在最高位置速度为0,此时运动员没有动能,只具有重力势能。
29. 竖直向下 左 弹性 作用点 弹性势能
【解析】
【详解】
[1]建筑工人常用重垂线检查墙壁是否竖直,这是利用了重力的方向始终是竖直向下的原理。
[2]由图可知重垂线上端与墙紧靠,下端重锤的位置在墙的左侧,故墙向左倾斜。
[3][4][5]图中的跳板被跳水运动员压弯,跳板发生了弹性形变,运动员走到踏板前端,踏板弯曲得更大,说明力的作用效果与力的作用点有关,压弯的跳板将运动员弹起来,说明踏板具有弹性势能。
30. 减小 先增大后减小 增大 减小
【解析】
【分析】
【详解】
[1]从A点到B点过程中,小球的高度减小,质量不变,小球的重力势能减小。
[2][3][4]从B点到C点过程中, 弹簧的弹力先小于重力,后大于重力,小球先加速后减速,则小球的动能先增大后减小;弹簧的弹性形变不断增大,弹性势能增大;小球的机械能转化为弹簧的弹性势能,小球的机械能减小。
31. 小球 重力势 高度 速度 越大 控制变量法
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]该实验的研究对象是小球,小球的动能大小不同,推动木块做功使木块移动的距离就不同,通过木块移动的距离来反映小球的动能大小。
[2]小球静止在斜面上时具有重力势能,当小球由静止滚下时,所处的高度减小、速度增大,则小球的重力势能在减小,动能在增大,即重力势能转化为动能。
(2)[3][4][5]比较a、b两图可知,小球所处的高度相同,让小球从相同的高度滑下,可以保证小球刚滑到斜面底端时,具有相同的速度;比较小球推动木块移动的距离可知,质量为2m的小球推动木块做功更多,说明速度相同时,物体的质量越大,其动能越大。
(3)[6]影响动能大小的因素有质量和速度两个因素,因此在该探究实验中用到的实验方法主要是控制变量法。
32. 钢球 甲、乙 速度 质量 超速
【解析】
【详解】
(1)[1]该实验中所探究物体的动能是指钢球的动能,该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近来反映的,木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越多,钢球的动能就越大,这里采用了转换法。
(2)[2]探究小球的动能与速度的关系时,需要控制小球的质量相同,速度不同,即让质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滑下,钢球到达斜面底端时速度不同,故需要对比甲、乙两次实验。
(3)[3][4]换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下,由于高度相同,则到达水平面的速度是相同的,所以目的是控制速度相同,由于质量是不同的,所以探究钢球的动能大小与钢球质量的关系。
(4)[5]选择甲、乙两次实验进行比较,质量相同的钢球到达水平面时的速度不同,可以研究超速带来的危害,一旦发生事故,速度越大,危害越大。
33. 转换法 不能 速度 增大 可以 错误 没有控制水平面的粗糙程度相同
【解析】
【详解】
(1)[1]研究的物理量不易直接测量时,都需要想办法把它们的大小间接表示出来,这种方法叫转换法。实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,即研究问题的方法是转换法。
[2]若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(2)[3]物体的动能大小与物体的质量和速度有关,研究动能与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。甲、乙两图中小球的质量一定,初始高度不同,到达水平面时的速度不同,所以探究的是物体的动能大小与速度的关系。
[4]当小球撞击木块后,木块获得一定的动能,木块要克服摩擦阻力做一定大小的功,因W=fs,为改进实验,即减小木块在木板上滑行的距离s,故可通过增大滑动摩擦力的方法来减小滑行的距离s,根据在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大,故可通过增大木块的质量,从而增大木块对木板的压力的方法达到目的。
(3)[5]重力势能大小与物体的质量和物体的高度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。乙、丙两图中物体的质量不同,滚下的高度相同,可以用来探究重力势能大小与质量的关系。
(4)[6][7]图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系,由控制变量法,应改变小球撞击木块前的速度,控制其它因素相同,而实验中铁板和毛巾粗糙程度不同,故这种方法是错误的,原因是没有控制水平面的粗糙程度相同。
34. 不同 被推动的距离 转换法 不能 不正确 见解析
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]要改变弹簧的弹性形变大小,因此要将同一个弹簧压缩不同的长度。
[2][3]实验过程中,小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,比较木块被小球推动的距离,木块被推动的距离越远,说明弹簧的弹性势能越大,应用转换法。
(2)[4]若水平面绝对光滑,木块就会做匀速直线运动,无法比较木块移动距离的远近,达不到探究目的。
(3)[5][6]小球推动木块移动一段距离后都要停下来,是因为水平面有摩擦力,小球、木块克服摩擦做功,机械能转化为内能,而不是机械能消失了。故小明的观点是错误的。
35. 冲上斜面的最大高度 弹性形变程度越大 (b)和(c) 有关
【解析】
【详解】
(1)[1]同一滑块冲上斜面的高度越大,说明弹簧的弹性势能越大,所以通过观察同一滑块冲上斜面的高度来判断弹性势能的大小;
(2)[2]比较(a)与(b)两个实验可知,弹簧的形变量la<lb,物块冲上斜面的高度ha<hb,同一滑块冲上斜面的高度越大,弹簧的弹性势能越大,由此可见:弹簧的弹性形变越大,具有的弹性势能就越大;
(3)[3][4]由图(b)与(c)可知,弹簧的材料不同,弹簧的形变量lb=lc,物块冲上斜面的高度hc<hb,说明弹簧的弹性势能与弹簧的材料有关.
36. 进入沙中的深度越深 相等 高度相同
【解析】
【分析】
(1)实验中通过木桩进入沙中的深度来表示重力势能的大小;
(2)(3)重力势能的大小与物体的质量和高度有关,实验中采用控制变量法,据此分析。
【详解】
(1)[1]实验中通过木桩进入沙中的深度来表示重力势能的大小,进入沙中的深度越深,则说明物体开始具有的重力势能越大。
(2)[2]要想通过比较a、b两次实验,分析物体重力势能的大小是否与物体被举的高度有关,需要可知物体的质量相同,即
(3)[3]比较a、c两次实验可知:a、c的高度相同,质量不同,物体的质量越大,物体重力势能就越大。
37. 小木块移动的距离 速度 甲、丙 B 能 C
【解析】
【详解】
(1)[1]小钢球在滚下斜面的过程中,质量不变,高度减小,其重力势能转化为动能,动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的。
(2)[2][3]分析比较甲和乙两组实验可得,物体的质量相同,而下滑的高度不同,甲图中下滑的高度大,运动到水平位置时速度大,推动木块滑行的距离大,故物体质量相同时,速度越大,动能越大;研究物体的动能与质量的关系要控制速度大小相同,故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。
(3)[4]探究动能与质量的关系,应控制速度相同,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,故实验中使用的木块大小不能改变,丙实验中,钢球的动能较大,因此可以改变木板的长度和金属球的质量,故AC符合题意,B不符合题意。
(4)[5]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。能研究铁球的动能大小与速度的关系。
(5)[6]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,由于弹簧的压缩程度相同,则具有的弹性势能相同,转换成的动能相同,所以推动木块移动的距离也相同,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
38. 速度 速度 质量 当质量一定时,速度越大动能越大 质量 当速度一定时,质量越大动能越大 控制变量 转换 纸盒移动的距离长短
【解析】
【详解】
(2)①[1]为了探究物体的动能与质量的关系,应该让不同质量的钢球沿斜面同一高度静止滚下撞击水平板上的木块,这样它们到达斜面底端的速度相等。
②[2][3][4]让同一钢球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的木块,这是控制了质量相同,目的是探究物体的动能与速度的关系,能得出的结论是:当质量一定时,速度越大动能越大。
③[5][6]图乙中控制了高度相同,改变了钢球的质量,是探究动能与质量的关系,得出的结论是:当速度一定时,质量越大动能越大。
④[7][8][9]因物体的动能与质量和速度有关,所以当研究与其中一个因素关系时,应采取控制变量法;实验中通过观察纸盒被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小,这种研究问题的方法是转换法。
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