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11.3动能和势能
同步测试
一．选择题
1．“荡秋千”是一种常见的娱乐活动，关于人荡秋千的过程，下列描述正确的是（　　）
A．低处向高处运动时，重力势能减小
B．高处向低处运动时，动能增大
C．低处向高处运动时，惯性减小
D．高处向低处运动时，重力不做功
2．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，因为高处的物体具有较大的（　　）
A．重力
B．弹性势能
C．重力势能
D．动能
3．关于物体的动能，下列说法中正确的是（　　）
A．质量大的物体动能一定大
B．速度大的物体动能一定大
C．质量相等的物体，举得越高的动能越大
D．质量相等的物体，速度大的动能大
4．如图所示，当摆线自然下垂时，小球在B点。现将小球拉到A点，然后释放。小球将从A摆向B，再由B摆向C。下列判断正确的是（　　）
A．小球在A点时，重力势能和动能都最大
B．小球在B点时，重力势能和动能都最大
C．小球从A到B的过程中，重力势能减小，动能增大
D．小球从B到C的过程中，重力势能减小，动能增大
5．在体育比赛的“鞍马”项目中，运动员上“马”前要踩踏板，如图所示，当脚接触踏板直至弹簧被压缩至最短的过程中，下列有关运动员动能变化情况正确的是（　　）
A．先增大后减小
B．由零不断增大
C．先减小后增大
D．不断减小至零
6．2020年6月17日15时19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（　　）
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
7．某地的等高线如图所示，数值表示海拔。若把同一物体分别放在A、B、C三点，则相对于海平面，物体的重力势能（　　）
A．在A点时最大
B．在B点时最大
C．在C点时最大
D．在A、B、C三点一样大
8．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，下列判断正确的是（　　）
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
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．小球运动到B点时，弹簧的弹性势能最大，小球动能最小
9．如图所示，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离，以此探究物体的动能跟哪些因素有关。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．同一钢球，分别从同一斜面不同高度由静止滚下，到达水平面的速度不同
B．钢球在斜面上向下滚动时，它的重力势能越来越大
C．木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越少
D．假如水平面是光滑、足够长的，该装置仍然可以完成此实验探究
10．如图是过山车向下“俯冲”的情景，对过山车加速下降过程中的机械能，下列分析正确的是（　　）
A．动能增大，重力势能增大
B．动能减小，重力势能增大
C．动能减小，重力势能减小
D．动能增大，重力势能减小
二．填空题
11．被举高的重锤具有　
　能；拉弯的弓具有　
　能。
12．如上图是体育课上篮球落地后弹起过程中我们每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。
由图可知，篮球离开地面上升的过程中，重力势能　
　，动能　
　，篮球动能的变化量　
　（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能的变化量，依据是　
　。
13．2020年5月8日13时49分，我国新一代载人飞船试验船返回舱在预定区域成功着陆，如图所示。返回舱在空中加速下降的过程中，其动能　
　，重力势能　
　（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
14．“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。实验的目的是探究钢球动能的大小与　
　的关系；实验时，是通过观察　
　来判断钢球动能的大小；物理研究方法有许多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验利用了　
　和　
　。
15．某同学在探究动能的大小跟哪些因素有关时，做了以下实验，如图所示。甲、乙、丙三个小球的质量分别为m甲、m乙、m丙，在水平面分别以v甲、v丙、v乙的速度去撞击同一木块，其中m甲＞m乙＝m丙，v甲＝v丙＞v乙撞击后小木块通过的距离分别如图所示，请你根据图像完成以下问题。
①根据图可知，通过观察测量小木块通过的距离判断小球　
　的大小。
②若要研究动能与物体速度的关系，应选择b与　
　进行比较。
③若要研究动能与物体质量的关系，应选择a与　
　进行比较。
三．实验探究题
16．如图是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置。
（1）在探究动能大小与　
　关系时，应始终使用同一个小球；
（2）实验中通过比较　
　来比较小球A到达水平面时动能的大小；
（3）实验表明，质量相同时，小球的速度越大，动能越　
　。
17．如图是晓丽“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验：
（1）由图甲和乙可知，质量相等的物体A和B，从　
　（选填“相同”或“不同”）高度落下，小木桩被打入沙中的深度不同。说明物体的重力势能与物体被举的高度有关。
（2）由图甲和丙可知，质量不同的物体A和C，从同一高度落下，小木桩被打入沙中的深度不同。说明物体的重力势能与物体的　
　有关。
（3）由图中现象　
　（选填“能”或“不能”）比较B、C两个物体的重力势能大小。
18．小伟猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图所示的实验，让小球沿﹣光滑斜面向下运动，与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。
（1）实验中是通过观察　
　来判断小球的动能大小。
（2）图甲是控制两球的　
　相等，探究的是动能与　
　的关系，得出的结论是：　
　。
（3）木块被撞击后，最终会停下来，在此过程中将机械能转化为　
　能。
（4）利用图乙得出的结论可以解释的现象是　
　。（填正确选项前的字母）
A.将弹弓拉得越开，子弹被弹射得越远
B.高速公路上，大卡车所造成的车祸往往很惨烈
参考答案
一．选择题
1．解：
AC、秋千从低处向高处运动时，其质量不变，高度增大，则重力势能增大；惯性大小只与质量有关，秋千的质量不变，其惯性不变，故AC错误；
BD、秋千从高处向低处运动的过程中，速度变大，高度降低，所以其动能增大，重力势能减小；秋千在重力的方向上通过了距离，所以重力对秋千做了功，故B正确，D错误。
故选：B。
2．解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大。
故选：C。
3．解：A、质量大的物体但速度很小，可能动能很小，故A错误；
B、速度大的物体但质量很小，可能动能很小，故B错误；
C、质量相等的物体，举得越高的重力势能越大，故C错误；
D、质量相等的物体，速度大的动能大，故D正确；
故选：D。
4．解：
A、小球在A点时速度为0，则动能为0，此时高度最高，其重力势能最大，故A错误；
B、小球在B点时速度最大，则动能最大，此时高度最低，其重力势能最小，故B错误；
C、小球从A到B的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度变大，动能变大，故C正确；
D、小球从B到C的过程中，质量不变，速度变小，动能变小，同时高度增大，重力势能增大，故D错误。
故选：C。
5．解：、当脚接触踏板直至弹簧被压缩至最短的过程中，运动员的重力势能同时转化为动能和弹簧的弹性势能，当弹簧形变达到一定程度时，运动员的速度开始减小，其动能也开始转化为弹性势能，故整个过程中，运动员的动能是先增大后减小。
故选：A。
6．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。
7．解：由图可知，A、B、C三点中，A点的高度是最高的，质量相同，则物体在A点时的重力势能是最大的。
故选：A。
8．解：
由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态；
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：
AD、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错误，D正确；
B、弹簧的弹性势能先减少后增大，故B错误；
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；
故选：D。
9．解：A、同一钢球，分别从同一斜面不同高度由静止滚下，到达水平面的速度不同，故A正确；
B、钢球在斜面上向下滚动时，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大，故B错误；
C、动能的大小用推动木块的远近来表示。木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球具有的动能越大，故C错误；
D、假如水平面是光滑、足够长的，则木块被撞击后做匀速直线运动，无法探究此实验，故D错误；
故选：A。
10．解：过山车加速下降过程中质量不变，速度变大，动能增大；同时高度下降，重力势能减小；故D正确，ABC错误。
故选：D。
二．填空题
11．解：重锤被举高后，由于受到重力并处在一定高度，所以具有重力势能。
弓被拉弯，发生弹性形变，所以具有弹性势能。故答案为：重力势；弹性势。
12．解：篮球离开地面上升的过程中，质量不变，高度增加、速度减小，因此篮球的重力势能增大，动能减小；
篮球在上升过程中受到空气阻力的作用，要克服空气阻力做功，部分动能会转化为内能，所以篮球动能的减小量大于重力势能的增加量。
故答案为：变大；变小；大于；篮球要克服空气阻力做功，部分动能会转化为内能。
13．解：返回舱在空中加速下降的过程中，返回舱的质量不变，速度增大，动能增大；返回舱的质量不变，高度减小，重力势能减小。
故答案为：增大；减小。
14．解：
同一钢球的质量保持不变，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，到达水平面的速度改变，探究的是钢球动能大小与速度的关系；
实验中通过观察木块被推动的距离来判断钢球动能的大小，木块被推的越远钢球的动能越大；实验中用到控制变量法和转换法。
故答案为：速度；木块被推动的距离；控制变量法；转换法。
15．解：
①根据图可知，通过观察测量小木块通过的距离判断小球动能的大小；
②若要研究动能与物体速度的关系，要控制质量不变，只改变速度大小，因m乙＝m丙，v丙＞v乙，选择b与c进行比较；
③若要研究动能与物体质量的关系，要控制速度不变，只改变质量大小，因v甲＝v丙，m甲＞m丙，应选择a与c进行比较.
故答案为：①动能；②c；③c.
三．实验探究题
16．解：（1）同一个小球的质量保持不变，由控制变量法，在探究动能大小与速度关系时，应始终使用同一个小球；
（2）实验中通过比较物块B在同一水平面上被撞击的距离来比较小球A到达水平面时动能的大小，这种研究物理问题方法称作为转换法；
（3）实验表明，质量相同时，小球的速度越大，动能越大。
故答案为：（1）速度；（2）距离；
转换；（3）大。
17．解：（1）探究物体的重力势能与物体被举的高度是否有关时，采用的是控制变量法，实验需要控制物体的质量相同，下落的高度不同，故应使质量相等的物体A和B，从不同高度落下；
（2）由图甲和丙可知，质量不同的物体A和C，从同一高度落下，小木桩被打入沙中的深度不同，B的质量大，小木桩被打入沙中的深度大，这说明物体的重力势能与物体的质量有关；
（3）由图知，B、C两个物体将木桩扎入沙中深度相同，对木桩做的功相同，说明它们具有的势能相同，故能比较B、C两个物体的重力势能的大小。
故答案为：（1）不同；（2）质量；（3）能。
18．解：（1）实验中通过观察木块被撞击后移动的距离的大小来间接判断小球动能的大小，采用的方法是转换法；
（2）探究动能与速度的关系，应该让质量相同的小球从不同高度滚下，是为了使小球达到斜面底端时具有不同的速度，观察甲图可以发现：小球的速度越大，木块移动的距离越大，因此此实验的结论是：在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；
（3）木块最终会停下来是因为木块受到了摩擦力的作用，在此过程中木块克服摩擦力做功，木块的机械能转化为内能；
（4）根据乙图可知，小球滚下的高度相同，撞击木块时的速度相同，质量不同，质量越大，撞击木块移动的距离越远，这表明小球的动能越大，故结论为：在速度一定时，质量越大，动能越大；
A．将弹弓拉得越开，子弹被弹射得越远，是探究影响弹性势能大小的因素，故A错误；
B．高速路上，大卡车的质量大，在速度一定时，具有的动能大小，所造成的车祸往往很惨烈，故B正确；
故答案为：（1）木块移动的距离；（2）质量；速度；在质量相同时，物体的速度越大，动能越大；（3）内；（4）B。

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