初中物理第十一章 功和机械能11.3 动能和势能同步训练题

这是一份初中物理第十一章 功和机械能11.3 动能和势能同步训练题，共27页。
考点一、动能
1.定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。
2.影响动能大小的因素：①物体的质量；②物体运动的速度。物体的质量越大，运动速度越大，物体具有的动能就越大。
考点二、重力势能
1.定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
2.影响重力势能大小的因素：①物体的质量；②物体被举高的高度。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大，单位是焦耳。
考点三、弹性势能
1.定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能，单位是焦耳。
2.影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的幅度。物体的弹性形变幅度越大，弹性势能就越大。
技巧归纳：对动能和势能的理解
1.物体能够对外做功（但不一定做功），表示这个物体具有能量，简称能。
2.动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。
3.质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它
的动能也越大。
4.重力势能和弹性势能统称为势能。
①重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。物体被举得越高，质量越大，具有的重力势能也越大。
②弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
【题型归纳】
题型一：动能及其影响因素
1．（2023春·八年级校联考）有甲、乙两个完全相同的小球，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．刚抛出时刻，甲球的动能大于乙球的动能
B．刚抛出时刻，甲球的动能小于乙球的动能
C．两球在各自刚落地的一瞬间，动能相等
D．两球在各自刚落地的一瞬间，动能不相等
2．（2022春·陕西渭南·八年级统考期末）4月16日，搭载“神舟十三号”载人飞船的返回舱，将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员在 东风着陆场成功着陆。火箭在减速下降过程中，载人飞船的动能（ ）
A．增大B．减小C．不变D．无法判断
3．（2022春·河南商丘·八年级统考期末）疫情期间卫生部门利用洒水车进行路面消杀，当洒水车在水平路面上匀速行驶喷洒药水时它的（ ）
A．动能不变，势能不变B．动能减少，势能增加
C．动能增加，势能减少D．动能减少，势能减少
题型二：重力势能及其影响因素
4．（2023春·八年级校联考课时练习）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
5．（2022春·湖南邵阳·八年级统考期末）在某次空中跳伞训练中，跳伞运动员正在匀速下落过程中，关于它的动能和重力势能的变化，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能增大
B．动能减小，重力势能减小
C．动能不变，重力势能减小
D．动能增大，重力势能增大
6．（2022春·福建厦门·八年级统考期末）关于物体的重力势能，下列说法中正确的是（ ）
A．质量大的物体重力势能一定大
B．速度大的物体重力势能一定大
C．质量相等，速度越大的物体重力势能越大
D．质量相等，举得越高的物体重力势能越大
题型三：弹性势能及其影响因素
7．（2022春·辽宁沈阳·八年级统考期末）如图所示，运动员在进行撑杆跳高。下列有关说法中正确的是（ ）
A．图中撑杆发生了塑性形变
B．在撑杆形变最大的时候，运动员的弹性势能最大
C．撑杆对运动员也施加了力，改变了运动员的运动状态
D．脱离撑杆后，人在上升跃向横杆时，如果所受外力全部消失，人将处于静止状态
8．（2022春·广东广州·八年级统考期末）如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫块，楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，在车厢相互撞击时与的力的作用下（ ）
A．弹簧1与弹簧2都被压缩，弹簧的弹性势能减小
B．弹簧1被压缩，弹簧2被拉长，两弹簧的弹性势能都增大
C．正常工作过程弹簧的形变属弹性形变
D．垫块的动能全部转化成弹簧的弹性势能
9．（2022春·重庆长寿·八年级统考期末）如图所示为拉弓射箭的情景。下列说法正确的是（ ）
A．用力拉弯的弓具有动能
B．射箭时动能转化为弹性势能
C．射出的箭在空中运动时不受任何力的作用
D．射箭时弓的弹性形变越大，具有的弹性势能越大
题型四：动能影响因素的探究实验
10．（2023春·八年级校联考课时练习）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：提出问题：汽车的动能大小跟什么因素有关？猜想假设：
（1）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；
（2）由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。进行实验：他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。
（3）实验中超载、超速带来的危害程度是通过__________来表现的，使用的物理方法是：________（选填“控制变量法”或“转换法”）；
分析论证：（4）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：_________；
实践应用：（5）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因；
（6）若本实验中水平面绝对光滑，则______（选填“能”或“不能”）得出正确结论。
11．（2022春·北京·八年级校考期末）如图所示，小明用a、b两球探究“物体动能大小与哪些因素有关”。小球质量m>m，让小球从同一斜面由静止释放，撞击水平面上的木块。
（1）该实验中物体的动能指 ___________（选填“小球”或“木块”）的动能，通过观察 ___________判断小球的动能大小，此处用到的物理学方法是 ___________；
（2）对比甲图和丙图是为了探究动能大小与 ___________的关系；
（3）对比甲图和乙图，将质量不同的小球从相同斜面的同一高度由静止释放的目的是 ___________，该实验可得到的结论是 ___________；
（4）在甲、乙两次实验中木块移动时受到的摩擦力第一次为f1，第二次为f2，则f1___________f2（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（5）若水平面绝对光滑，本实验将 ___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。
12．（2022春·山东青岛·八年级统考期末）探究“物体动能跟哪些因素有关”实验中，让质量不同的小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块。
（1）实验中所探究物体的动能是指___________（选填“小球A”或“木块B”）的动能；
（2）由图中的___________两次实验，可以看出高度h越高，小球运动到水平面时速度越大，木块被撞得越远，这反映出物体的动能与物体的___________有关；
（3）由甲、丙两次实验可知，物体质量越大，动能越___________，若水平面绝对光滑，本实验___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（4）在上述甲、乙实验中，木块被撞击后最终在木板表面静止，木块两次克服摩擦力做功分别为和，则两者的大小关系___________。
题型五：重力势能影响因素的探究实验
13．（2021春·八年级校联考单元测试）某实验小组在用“模拟打桩”来“探究影响重力势能大小的因素”，已知物体质量的关系为 m1＝m2＜m3，使用的器材有沙子、木桩等。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：
(1)本实验是通过______来反映物体重力势能大小的；
(2)为了探究物体重力势能大小与质量的关系，应选择______两图实验进行分析；
(3)实验中为了探究重力势能大小与高度的关系，应让质量相同的物体，从______（选填 “相同高度”或“不同高度”）由静止自由放下。实验现象表明：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越______；
(4)对比 a、b、c 三次实验，具有的重力势能最大的是图______（选填“a”或“b”或“c”）中的物体。
14．（2023春·八年级校联考课时练习）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1hB，所以vA> vB。
（2）[3]图中，小球的动能大小通过它对木盒做功的多少来反映，而做功的多少可由木盒被推开距离的远近来确定，(a )图的木盒被推动的距离较大，因此说明A球的动能最大。
（3）[4]分析比较a、b两图可知，两球的质量相同，高度不同，高度越高，到达水平面时速度越大，撞击木盒运动的距离越远，动能越大，故结论为：质量一定时，速度越大，动能越大。
27． 重物 多 大 相同 甲、乙 乙、丙 见解析
【详解】（1）①[1]实验中，重物从高处落下撞击小桌，通过小桌下陷的深度判定重物重力势能的大小，探究的是重物的重力势能。
②[2][3]同一个重物的质量不变，从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，小桌下陷的深度越大，说明它的重力势能越大。
③[4]若要探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，控制相同的高度，所以让它们从相同高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。
（2）①[5]在分析压力作用效果与压力大小的关系时，应控制受力面积大小相同，改变压力的大小，故应选择甲、乙两次实验进行比较。
②[6]在分析压力作用效果与受力面积大小的关系时，应控制压力大小相同，改变受力面积大小，故应选择乙、丙两次实验进行比较。
（3）[7]在探究动能的大小与哪些因素有关时，让木球从一定高度滚下推动木块向前移动，通过观察木块被推动的距离的远近判断动能的大小，应用的方法是转换法。
28． B 速度 没有控制速度相同 不能 在相同的表面上滑行的距离才能反映动能的大小
【详解】（1）[1]根据题意可知，实验中探究小球动能，而小球下落到水平面时因为具有动能才能撞击木块，因此实验探究的动能是小球撞击木块时的动能的大小；故B符合题意，AC不符合题意。
故选B。
（2）[2]实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系。
（3）[3]要探究小球动能与质量的关系，根据控制变量法可知，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度滚下，而乙丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小华的这一比较过程存在错误。
（4）[4]本实验是通过观察木块被撞击后移动的距离来判断动能大小，在相同的表面上滑行的距离才能反映动能的大小。因此本实验中的水平面图（甲、乙、丙）不能分别为三个不同的表面。
29． 运动 增大 发生
【详解】[1]火箭在上升过程中，以地面为参照物，卫星与地面之间发生了位置的变化，卫星是运动的。
[2]当卫星加速升空的过程中，质量不变，速度增加，所以动能增大。
[3]卫星的运动速度大小发生了变化，所以运动状态发生变化。
30． 先减小后增大 A点
【详解】[1]从B到弹簧自然长度A时，是弹簧恢复原状的过程，弹簧的弹性势能减小；从A到C的过程，小车由于惯性继续运动，弹簧发生弹性形变，弹簧的弹性势能增大；所以弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大。
[2]小车在光滑的木板上运动的速度最大时，就是弹簧的弹性势能全部转化成动能时，当弹簧恢复原长时，弹性势能为0，弹性势能全部转化为木块的动能，所以木块的动能达到最大值的位置在A点。
31． ② 相同
【详解】[1]由图2可知，小球的动能先变小后变大，而同一小球的质量不变，说明小球的速度先变小后变大；当小球在上升时，由于受到竖直向下的重力，所以小球会做减速运动；当小球在下降时，小球在竖直向下的重力作用下会做加速运动；由此可知，小球是先上升后下降；若小球竖直向上运动，则小球到达最高点时速度为0，动能为0，由图2可知，小球的动能不为0，所以小球不可能是竖直向上运动，则小球是斜向上运动的，小球到达最高点时在水平方向上有一定的速度，其动能不为0，故②正确。
[2]小球依次向四个方向以相同的速度飞出，即小球飞出时的机械能相同，小球在空中飞行到落地的过程中，不计空气阻力，机械能不变，落地时的重力势能为0，因此动能也相同，即速度会相同。
32． 弹性 滚动摩擦小于滑动摩擦
【详解】[1]被压弯的塑料把手，发生了弹性形变，具有弹性热能。
[2]矿泉水以A方式放置时，与接触面间的是滑动摩擦，以B方式放置时，是滚动摩擦，用相同的力吹矿泉水，B方式放置时，更容易被吹动，这说明在相同条件下，滚动摩擦小于滑动摩擦。
33． 弹性势 增大
【详解】[1]在撑杆起跳时，杆被压弯发生了弹性形变，具有了弹性势能。
[2]运动员跃过最高点后开始加速下落，下落过程中，运动员的质量不变，速度增大，动能增大。
34． 增大 大于
【详解】[1]由图像可知，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，且此时小球的高度为40cm，故弹簧的原长要大于40cm；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。
[2]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过程中小球重力势能变化量大于动能的变化量。
35． 硬度 变小 一只鞋底由橡胶制成 用冰壶刷擦冰
【详解】（1）[1]根据题干信息“冰壶对于材料有特殊的要求，首先是要坚硬，其次是在低温条件下不能被撞裂了，也就是抗冲击强度大”可知冰壶对于材料有特殊要求，主要依据其材料的硬度和抗冲击强度。
（2）[2]当冰壶离开手后在冰面上滑行，两名队友在冰壶前用冰壶刷擦冰面的过程中，冰壶的质量不变，因受到摩擦力而速度变小，故动能变小。
（3）[3][4]蹬起蹬器的那只脚的鞋底由橡胶制成，这是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，而滑行的那只脚的鞋底由塑料制成，这是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦；用冰壶刷擦冰时可以使冰层表面熔化，从而使冰变成薄薄的一层水，这是通过使接触面彼此分离来减小摩擦。
36． 火星大气 B C A
【详解】（1）[1]着陆器伸出“小翅膀”后，给火星大气一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则火星大气给小翅膀一个向上的推力，所以受到向上推力的施力物体是火星大气。
（2）[2]在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，其速度先增大后减小，火星车的质量不变，则动能先增大后减小，最后保持不变，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
（3）[3]悬停时，火星车和着陆器平台处于平衡状态，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的大小相同，方向相反，重力作用在质心上，升力作用在压心上，故力的示意图为：
（4）[4]根据题意可知，着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，但与轴线不重合，故ABD错误，故C正确。
故选C。
（5）[5]已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2，则
f=kv
降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等，即f=G；则
G=kv
同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2∶5；则
故BCD错误，故A正确。
故选A。