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11.3动能和势能
一、单选题
1．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．两次运动中物体受力都不平衡
B．第1次木块受到的拉力大于第二次
C．两次运动中木块具有的动能一样多
D．第1次运动中拉力的功率一定大于第二次
2．投掷出去的铅球的运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列判断分析中正确的是（ ）
A．铅球在空中运动时，仅受到重力和推力作用
B．铅球在空中运动时，其运动状态一直在不断改变
C．在最高点b时，铅球的重力势能最大，动能为零
D．掷出去的铅球，在空中能继续运动，是由于受到惯性的作用
3．在空中匀速水平飞行的飞机，在投放救灾物资的过程中（ ）
A．飞机的重力势能不变，动能不变
B．飞机的重力势能减小，动能不变
C．飞机的重力势能减小，动能减小
D．飞机的重力势能增加，动能减小
4．小田开着小货车运送货物，货车在平直公路上做匀速直线运动（不考虑空气对车的影响），下列说法正确的是（ ）
A．小货车所受的重力与路面对小货车的支持力是一对平衡力
B．小货车行驶过程中以路边的树木为参照物，车是静止的
C．小货车刹车后还要滑行一段距离，是因为受到惯性力的作用
D．小货车匀速直线运动时小货车的动能不变
5．如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球接触弹簧开始直至将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间关系如图乙所示，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。则下列说法正确的是（ ）
A．小球在b点时重力大于弹力
B．小球接触弹簧后动能就开始减小
C．在运动过程中小球的重力势能一直在减小
D．小球在最低点时，速度为零，处于平衡状态
6．2019年10月11日，甘肃省青少年校园足球联赛初中组总决赛在甘肃警察职业学院开幕。关于足球比赛中涉及的物理知识，下列分析错误的是（ ）
A．地面上的足球越滚越慢，说明物体的运切需要力来维持
B．用头顶足球，头感到痛，说明物体间力的作用是相互的
C．足球鞋底凹凸不平，是为了增大与地面间的摩擦力
D．足球在上升的过程中，重力势能变大
7．滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，在以上三个位置中下列说法正确的是（ ）
A．滚摆动能最大的是1位置 B．滚摆动能最大的是2位置
C．滚摆动能为零的是3位置 D．滚摆机械能最大的是3位置
8．在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中，均可通过图示器材完成实验，以下关于两个实验的判断中错误的是（ ）
A．前者实验不需要将木块从小桌的正上方一定高度自由释放
B．都需要观察小桌陷入沙中的深度
C．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量
D．后者实验中小桌不需要倒放
9．一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．重力势能、动能都不变 D．重力势能、动能都变小
10．为了研究动能的大小与哪些因素有关，课本中设计了如图所示的实验，让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离，关于该实验的说法中，错误的是（ ）
A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
D．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素
二、填空题
11．系统的稳定平衡状态往往是势能最低的状态。将一个密度恰好是水的一半的实心立方体投入湖水中。对于如图所示的三种状态，哪一种状态下整个系统的重力势能最低？请选出最合适的答案： （选填”a”或“b”或“c”）。如果仅考虑水的重力势能，哪个图中水的重力势能最高 （远填“a”或“b”或“c”）。
12．如图所示，将摆球从A点静止释放，摆球从A点向O点摆动的过程中，动能逐渐 ，重力势能逐渐 ，摆球运动到另一侧的最高点B点时，动能为 。
13．圆珠笔握笔的位置有许多横条纹，这是为了 摩擦。把一支内有弹簧的圆珠笔笔尖朝上向下按压，放手后圆珠笔会跳起来，弹簧由于被压缩而具有 势能。
14．小明站在匀速上升的观光电梯里，以电梯为参照物，小明是 的；上升过程中小明的动能 ，机械能 （后两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）
15．如图是小丽玩蹦床的情景，在小丽与蹦床接触的瞬间，蹦床受到力的作用而弯曲，说明力可以使物体 ，此时蹦床具有 能，小丽弹起一定的高度，此时她具有 能。
16．如图所示是加油机在空中为所击机补加燃料时的情景。加油机在某一水平高度匀速飞行，为保证安全，歼击机相对于加油机应处于 （选填“运动”或“静止”）状态，加油过程中，加油机的重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）
17．如图所示，小球A静止在木块上，将钢球B从高为h的位置由静止释放，与木块发生碰撞，木块向右运动，小球A落到正下方。钢球B下落过程中动能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）；木块被撞出后，小球A由于具有 没有随木块一起运动。
18．如图所示，一个粗细均匀、内部横截面积均为S的U形管内，装有密度为ρ、总长度为4h的液体，开始时左右两端液面的高度差为h，现打开阀门C，待液体运动到左右液面高度相等时，液体重力势能改变量为 （重力加速度为g）
19．人们常常利用物体具有各种形式的能来完成某项工作.如机械手表里拧紧的发条具有 能，就可以带动小齿轮和指针转动;风具有 能，可以推动帆船航行;打桩机举高的锤具有 能，可以完成打桩工作.
20．如图所示，杂技表演者向上跃起，其质量 ，重力势能 ，当她在空中达到最高点时速度为零，则其惯性 .（均选填“变大”、“不变”或“变小”）
三、综合题
21．城市高空坠物事件时有发生，越来越引起人们的关注，小梦学习小组的同学想探究“高空坠物的破坏力可能与哪些因素有关”。
猜想1：高空坠物的破坏力可能与物体的质量有关；
猜想2：高空坠物的破坏力可能与物体的 有关；
猜想3：高空坠物的破坏力可能与物体下落的高度有关。
他们利用细沙、直径不同的小球、刻度尺进行模拟实验。实验数据记录如表：
实验序号 质量m/g 体积V/cm3 下落高度h/cm 坑的深度d/cm
1 20 7.5 50 2.6
2 20 7.5 60 3.5
3 20 7.5 70 5.0
4 20 2.5 70 11.3
5 20 1.8 70 12.4
6 60 7.5 70 14.6
7 85 7.5 70 15.9
（1）实验中，通过 就可以反映高空坠物的破坏力的大小。
（2）由实验3、6、7三组数据可知高空坠物的破坏力与 有关。
22．汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲．
安全带结构一般由软带、等部分组成．汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛．当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全．
(1)汽车安全带是为了防止人由于 带来伤害．
(2)下列说法正确的是
A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩
B．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动
C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些
D．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用
(3)将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将 （变大/变小/不变）
(4)发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图像是
23．物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动．
（1）为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，物理学习研究小组（一）提出了如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体的质量有关；
猜想三：物体下落的时间与物体下落的高度有关．
为验证猜想的正确性，小组同学用6个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：
实验序号 材 料 质量（g） 下落高度(m) 下落时间(s)
1 铁 球 50 10 1.43
2 铝 球 50 10 1.43
3 铜 球 50 10 1.43
4 铝 球 50 15 1.75
5 铜 球 80 20 2.02
6 铁 球 80 10 1.43
①为了验证猜想一，应比较实验序号为 、 和 的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体的材料 （选填“有关”或“无关”）．
②为了验证猜想二，应比较实验序号为 和 的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体的质量 （选填“有关”或“无关”）．
③为了验证猜想三，应比较实验序号为 和 的实验数据；分析可知，物体下落的时间与物体下落的高度（选填“有关”或“无关”）．
（2）物理学习研究小组（二）也对这个问题进行了研究，他们让质量相等的铁球和纸团同时从同一高度由静止开始下落，他们发现两者下落时间不相等，原因是： ．
（3）下图甲是某实验小组绘制的金属球由静止自由下落的高度h与时间t关系图象；则，图乙中描述重力对该球做功W与时间t关系的四种图象中，正确的图象是 ．
参考答案：
1．D
2．B
3．C
4．D
5．C
6．A
7．B
8．C
9．D
10．D
11． c c
12． 增大 减小 0
13． 增大 弹性
14． 静止 不变 增大
15． 发生形变 弹性势能 重力势能
16． 静止 变小
17． 增大 惯性
18．
19． 弹性势 动 重力势
20． 不变 变大 不变
21． 体积 沙坑的深度 物体的质量
22． 惯性 B 变大 B
23． 11 2 3 无关 21 6 无关 32 4
无关 纸团受到阻力较大 C
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