資源簡介

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11.3動能和勢能
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．如圖所示，載重卡車、電瓶車與自行車，若三種車輛速度相等，則動能最小的是（　　）
A．載重卡車 B．電瓶車 C．自行車 D．一樣大
2．質量較大的鴿子與質量較小的燕子在空中飛行，如果它們動能相等，那么
A．燕子比鴿子飛得快 B．鴿子比燕子飛得快
C．燕子與鴿子飛得一樣快 D．兩者速度大小無法比較
3．下列說法正確的是（　　）
A．質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大
B．運動速度相同的物體，質量越小，它的動能越大
C．物體的質量越大，位置越低，它具有的重力勢能就越大
D．物體的彈性形變越小，它具有的彈性勢能就越大
4．如圖所示的四種情景中，屬于重力勢能轉化為動能的過程是（ ）
A． 雨滴自由下落
B． 滾擺減速上升
C． 熱氣球勻速下落
D． 火箭點火發射升空
5．一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業，關于該灑水車，下列說法正確的是（　　）
A．動能不變 B．重力勢能不變
C．重力勢能、動能都不變 D．重力勢能、動能都變小
6．如圖所示，一彈簧左端固定，右端連接一個小球，把它們套在粗糙的平桿上，a點是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b點是彈簧原長時小球的位置，c點是小球到達最右端 的位置。則小球由a點運動到c點的過程中，下列說法正確的是（　?。?br/>A．小球在a、c點，彈簧的彈性勢能最大
B．小球從a點到b點的過程，小球的動能越來越小
C．小球從b點到c點的過程，小球的動能越來越小
D．小球在a點，彈簧的彈性勢能最小
7．小明用圖示裝置探究“動能大小與速度的關系”，下列說法正確的是（　?。?br/>A．改變小車質量多次進行實驗
B．實驗中要盡量保持水平面光滑
C．讓同一小車從同一高度由靜止開始下滑
D．用木塊移動的距離來比較小車動能的大小
8．頻閃攝影是研究物體運動的一種常見而有效的方法，頻閃攝影的重要特點在于照相機總是每隔相等的時間就對運動物體拍攝一次，我們能夠從這些不連續的圖像中發現、揭示物體運動的規律。圖是一張網球運動員擊球過程的頻閃攝影照片，根據頻閃攝影的特點，觀察球拍在a、b、c、d的運動情況，比較運動員在擊球過程中，球拍具有最大動能的位置是（ ）
A．a B．b C．c D．d
9．如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結構圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊塊，楔塊與彈簧盒、墊塊間均有摩擦，在車廂相互撞擊時與的力的作用下（　?。?br/>A．彈簧1與彈簧2都被壓縮，彈簧的彈性勢能減小
B．彈簧1被壓縮，彈簧2被拉長，兩彈簧的彈性勢能都增大
C．正常工作過程彈簧的形變屬彈性形變
D．墊塊的動能全部轉化成彈簧的彈性勢能
10．圖是小明同學探究物體動能大小與哪些因素有關的實驗裝置，第一次他將小鋼球從高1.5h處的斜糟上由靜止滾下，運動的小鋼球A碰上木塊B后，將B向右推出一段距離s1后靜止。第二次先把木塊B仍放在第一次撞擊前的位置，然后讓同一小鋼球從高h處由靜止滾下，運動的鋼球A碰上木塊B后，將B向右推出一段距離s2后靜止。根據實驗下列說法正確的是（　　）
A．實驗中小明所探究問題的自變量是小鋼球的質量
B．實驗中小明所探究問題的控制變量是小鋼球的速度
C．根據木塊B被撞擊時鋼球速度的大小判斷鋼球動能的大小
D．若兩次木塊B被推出的距離s1大于s2，說明物體的動能大小與物體的速度大小有關
11．在下列物體中，只具有動能的是（ ）
A．被舉高的木凳 B．被拉長的松緊帶
C．飛行著的炮彈 D．在光滑水平地面上滑行的鋼塊
12．如圖所示，一輕質彈簧一端系在墻上的O點，自由伸長到B點，今將一小物體m連在彈簧上，并把彈簧壓縮到A點，然后釋放，小物體能運動到C點靜止，物體與水平地面間的摩擦力恒定，下列說法中正確的是（　　）
A．物體從A到B動能先增大后減小，從B到C動能一直減小
B．物體從A到B動能越來越小，從B到C動能越來越大
C．物體從A到B動能越來越大，從B到C彈性勢能越來越大
D．物體從A到B彈性勢能越來越大，從B到C彈性勢能越來越小
二、填空題
13．如下圖所示，衛星在近地點 能最大，在遠地點動能最 ，勢能最 ．
14．大卡車和小轎車以相同的速度在平直的路面上行駛時， 具有的動能大，這兩輛汽車都行駛到同一坡頂時大卡車具有的勢能 小轎車具有的勢能。
15．如圖所示，是我國某地的等高線圖，若把同一物體分別放在A點和B點，則物體在 點時重力勢能大。
16．2019年1月3日，我國“嫦娥四號”探測器在月球背面成功著陸，標志著我國探月工程取得了歷史性突破．
（1）“嫦娥四號”到達月球上方后，使用高熱值燃料發動機開始點火工作，該發動機 （填“屬于”或“不屬于”）熱機．“嫦娥四號”減速落月過程中，其動能不斷 （填“增大”或“減小”），“嫦娥四號”相對于其內部的巡視器是 （填“運動”或“靜止”）的．
（2）“嫦娥四號”降落到距月球表面100m時，開始懸停并尋找著陸點．懸停時，“嫦娥四號”發動機的推力為2.5×103N，則“嫦娥四號”的重力為 N．“嫦娥四號”從100m高豎直降落到月球表面所用的時間為80s，該過程中“嫦娥四號”的平均速度為 m/s，重力（忽略其變化）做的功為 J．
三、作圖題
17．如圖所示，天花板上掛一個單擺，放手后擺球沿弧abcd來回擺動，請標出小球勢能最大的位置并涂黑。
四、實驗題
18．如圖所示，是探究“動能的大小與哪些因素有關”的實驗：
（1）用質量不同的A、B兩個小球（mA＞mB）碰撞靜止在同一水平面上的紙盒．實驗中通過采用 的操作方法，使是為了控制兩球到達底端時的速度相同；實驗中通過觀察紙盒被推動的距離的大小，可以比較A、B兩個小球的 的大小．
（2）將（甲）與（乙）兩實驗比較可知，小球動能的大小與小球的 有關．將（甲）與（丙）兩實驗比較可知，小球動能的大小與小球的 有關．
五、計算題
19．為控制疫情，我市市政管理部門配備了如圖所示的消毒車按時對人流密集的主干道路進行消毒。消毒車罐體容積為4500L，空載質量約5000kg，輪胎與地面的總接觸面積是1000cm2，發動機的額定功率約為95kW。（ρ藥水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
(1)消毒車在水平地面上勻速行駛消毒時，具有的動能 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
(2)裝滿藥水時，消毒車對水平地面的壓強是多少？( )
(3)當該車裝滿藥水，在水平公路上以額定功率勻速行駛時，測得速度為10m/s，則發動機在2min內所做的功是多少？受到的阻力是多少？ ( )
六、綜合題
20．物體由于運動而具有的能叫做動能，動能可用EK表示，物體的動能EK與物體的質量m、速度v的關系為EK=1/2mv2；物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能，勢能可用EP表示，物體的重力勢能EP與物體的質量m、高度h的關系為EP=mgh．
如圖所示，一小球從斜面底端以初速度v沿光滑斜面向上運動（忽略外界阻力的影響）．
請利用機械能守恒定律推導：小球能運動到斜面上的最大高度h=
《11.3動能和勢能》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A A A D C D C C D
題號 11 12
答案 D A
1．C
【詳解】若三種車輛速度相等，質量小的，動能小，自行車的質量最小，故自行車的動能最小，故C正確。
故選C。
2．A
【詳解】物體的動能與質量和速度有關，鴿子與燕子動能相等，鴿子的質量較大，燕子的質量較小，所以燕子的速度大，飛得快．
故選A．
3．A
【詳解】A．動能的大小與物體質量和速度有關，質量越大，速度越大，則動能越大。質量相同時，物體的速度越大，動能越大，故A正確；
B．運動速度相同的物體，質量越小，它的動能越小，故B錯誤；
C．重力勢能的大小與物體質量和高度有關，質量越大，被舉得越高，重力勢能越大。物體質量越大，位置越低，它的重力勢能大小無法確定，故C錯誤；
D．物體的彈性形變越小，它具有的彈性勢能就越小，故D錯誤。
故選A。
4．A
【詳解】雨滴自由下落，質量不變，高度減小，重力勢能減??；速度增大，動能增大，重力勢能轉化為動能，故A符合題意為答案．
滾擺減速上升，質量不變，速度減小，動能減?。叨壬仙?，重力勢能增加，動能轉化為重力勢能，故B不符合題意．
熱氣球勻速下落，質量不變，速度不變，動能大小不變．高度減小，重力勢能減小，不是重力勢能轉化為動能，故C不符合題意．
火箭點火發射升空，高度增加，重力勢能變大．速度越來越快，動能變大，因此不屬于重力勢能轉化為動能的過程，故D不符合題意．
5．D
【詳解】灑水車在不斷的灑水過程中，質量減小，因勻速行駛，所以速度不變，則動能減小，又在水平街道上，高度不變，重力勢能減小，所以灑水車的機械能減小，故ABC錯誤，D正確。
故選D。
6．C
【詳解】AD．由題知，a點是壓縮彈簧后形變程度最大處，彈性勢能也最大，故AD錯誤；
BC．水平桿是粗糙的，小球由a釋放到達b點的過程中，彈簧的彈性勢能一部分轉化為小球的動能，所以小球的動能越來越大，一部分克服與桿的摩擦消耗了，所以小球到b點動能最大，此時小球的動能小于a點時彈簧的彈性勢能；從b點到c點，是受到摩擦力的作用，速度減小，動能減小，c點時彈簧的彈性勢能小于b點小球的動能，所以小球在a點時彈簧的彈性勢能最大，故B錯誤，C正確。
故選C。
7．D
【詳解】A．在探究“動能大小與速度的關系”實驗中，根據控制變量法可知，應保持小車的質量一定，故A錯誤；
B．實驗主要是通過觀察木塊被小車推動的距離的大小，來反映小車動能的大小，所以沒有必要盡量保持水平面光滑，故B錯誤；
C．讓同一小車從相同高度由靜止開始下滑，到達斜面底部時會具有相同的速度，則無法探究動能大小與速度的關系，故C錯誤；
D．在該實驗中我們用到了轉換法，即將小車動能的大小轉化為小車對木塊做功的多少來比較，若小車推動木塊移動的距離越遠，則小車對木塊所做的功就越多，即小車具有的動能就越大，反之就越小，故D正確。
故選D。
8．C
【詳解】頻閃攝影是研究物體運動的方法，能夠記錄物體運動的軌跡和速度的變化，照片上兩個小點之間的間隙越大，說明速度越快，由圖得，c點平均速度最大，動能最大，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
9．C
【詳解】AB．在車廂相互撞擊時F 與F 力的作用下，兩彈簧均被壓縮，兩彈簧的形變程度增大，彈性勢能增大，故AB錯誤；
C．正常工作過程彈簧受力發生形變，當力消失后會恢復原來的形狀，發生的是彈性形變，故C正確；
D．已知楔塊與彈簧盒、墊塊間均有摩擦，因此墊塊會克服摩擦做功，有部分機械能轉化為內能，故D錯誤。
故選C。
10．D
【詳解】AB．由題意可得，實驗中采用的是同一個鋼球，鋼球的質量是不變的，而從靜止下落的高度不同，到達水平面的速度也不同，故小鋼球的質量不變，速度改變，研究動能與速度的關系，實驗中小明所探究問題的自變量是小鋼球的速度，控制變量是小鋼球的質量。故AB錯誤；
C．實驗是根據木塊B被撞擊移動的距離大小判斷鋼球動能的大小，撞擊后移動的距離越大，說明動能越大，故C錯誤；
D．若兩次木塊B被推出的距離s1大于s2，由上述分析可得，小球速度越大，撞擊后移動的距離越大，動能越大，說明物體的動能大小與物體的速度大小有關，故D正確。
故選D。
11．D
【分析】動能、重力勢能、彈性勢能的概念和區別
【詳解】A．被舉高的木凳具有重力勢能，故A選項錯誤；
B．被拉長的松緊帶具有彈性勢能，故B選項錯誤；
C．飛行的炮彈具有動能和重力勢能，故C選項錯誤；
D．在光滑的水平地面?；械匿摽熘痪哂袆幽?，故D選項正確。
故選D。
12．A
【詳解】ABC．物體在豎直方向受到重力與地面的支持力平衡，水平方向受到彈簧的彈力和滑動摩擦力；從A到B過程中，彈簧的彈力水平向右，摩擦力水平向左，彈簧的彈力先大于摩擦力，后小于摩擦力，所以物體先加速后減速，從B到C過程，物體由于慣性繼續向前運動，摩擦力方向向左，物體做減速運動；當質量一定時，速度越大，動能越大，速度越小，動能越小，所以，物體從A到B過程中，動能先增大后減小，從B到C過程中，動能一直減小，故A正確，BC錯誤；
D．物體從A到B彈簧的形變不斷變小，彈性勢能越來越小，從B到C彈簧的形變不斷變大，彈性勢能越來越大，故D錯誤。
故選A。
13． 動 小 大
【詳解】衛星在遠地點向近地點運動時，質量不變，速度增大，相對距離減小，動能增大，勢能減小．在近地點時，速度最大，相對距離最小，此時動能最大，勢能最?。碓谶h地點時，動能最小，勢能最大．
14． 大卡車 大于
【詳解】[1]動能大小與物體的質量和速度有關，大卡車和小轎車以相同的速度在平直的路面上行駛時，因大卡車質量較大，所以大卡車的動能較大。
[2]重力勢能的大小與物體質量和有關，這兩輛汽車都行駛到同一坡頂時，大卡車因為質量較大，具有的勢能大于小轎車。
15．B
【詳解】從等高線圖標出的海拔高度可知，A點的海拔為995m，B點的海拔為1040m，同一物體質量一定，位置越高重力勢能越大。所以把同一物體放在B點時的重力勢能大。
16． 屬于 減小 靜止 2.5×103 1.25 2.5×105
【詳解】（1）“嫦娥四號”到達月球上方后，使用高熱值燃料發動機開始點火工作，該發動機將燃料燃燒產生的內能轉化為發動機的機械能，是熱機；“嫦娥四號”減速落月過程中，速度減小，其動能減??；“嫦娥四號”相對于其內部的巡視器沒有位置的變化，是靜止的；
（2）懸停時，“嫦娥四號”處于平衡狀態，受到重力和發動機的推力一對平衡力的作用，大小相等，即G=F=2.5×103N；從100m高豎直降落到月球表面的平均速度為：v==1.25m/s；重力做的功為：W=Gh=2.5×103N×100m=2.5×105J．
17．
【詳解】小球高度越高，重力勢能越大，故ad的勢能最大。
18． 轉換 動能 速度 質量
【分析】①在該題中小球的高度在這個題中代表了速度的大??；②解答此題要知道動能的決定因素有兩個：質量和速度，對于這類多因素問題應結合控制變量法進行分析；③分別控制小球的質量和所處高度不變，這是利用控制變量法研究問題；④球把紙盒推出的距離長，說明球的動能大，這是一種轉換的方法．
【詳解】(1)在此實驗中，小球的高度在這個題中代表了其速度的大小，讓小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時能夠具有相同的速度；本題采用了轉換法，通過比較撞擊紙盒距離的長短來判斷小球的動能大?。?br/>(2)甲與乙兩實驗中兩球的質量相同，高度不同，所以到達底端的速度不同，所以可以探究動能與速度大小的關系：質量相同時，速度越大，動能越大；將(甲)與(丙)兩實驗比較可知，小球動能的大小與小球的質量的關系，速度相同時，質量越大，動能越大．
故答案為(1)轉換；動能；(2)速度；質量．
19． 變小 1.14×107J，
【詳解】解：(1)消毒車在水平地面上勻速行駛消毒時，質量減小，速度不變，故其動能變小。
(2)空車受到的重力為
G1=m空g=5000kg×10N/kg=50000N
裝滿藥水時，藥水受到的重力為
G藥水=m藥水g=ρ藥水Vg=1.0×103kg/m3×4500×10-3m3×10N/kg=45000N
消毒車總重為
G=G1+G藥水=50000N+45000N=95000N
消毒車對水平地面的壓強為
(3)發動機的額定功率約為95kW，則發動機在2min內共做功
W=Pt=95000W×2×60s=1.14×107J
該車勻速行駛時所受阻力等于牽引力，即
答：(1)消毒車在水平地面上勻速行駛消毒時，具有的動能變??；
(2)裝滿藥水時，消毒車對水平地面的壓強是9.5×105Pa；
(3)發動機在2min內所做的功是1.14×107J ，受到的阻力是9500N。
20．見解析所示
【詳解】分析：在忽略外界阻力影響的情況下，機械能是守恒的，在最高點是機械能全部轉化為重力勢能，而在最低點時，機械能全部轉化為動能．
解答：根據題意：小球從斜面底端沿光滑斜面向上運動的過程中機械能守恒；∴小球到達斜面最高點時動能全部轉化為重力勢能；，即：，∴小球能運動到斜面上的最大高度．
【點睛】知道機械能守恒的條件以及正確的應用是解答本題的關鍵；讀懂題意，明確動能與重力做功的關系．
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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