10.3 动能和势能 -----2024-2025学年初中物理沪科版（2024）八年级全一册

2024—2025学年八年级物理沪科版(2024)10.3 动能和势能 一、单选题 1．图甲是“探究阻力对物体运动的影响”的实验，图乙是“探究物体的动能与质量关系”的实验，下列说法中（　　） ①甲实验可以直接得出牛顿第一定律 ②乙实验运用到了控制变量法和转换法 ③两个实验中都要控制小车到达水平面的速度相同 ④两个实验中小车到达水平面能继续向前运动的原因都是受到了惯性的作用 A．只有①②正确 B．只有②③正确 C．只有①④正确 D．只有③④正确 2．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的（    ） A．动能增大，势能不变 B．动能不变，势能减小 C．动能、势能都不变 D．动能减小，势能增大 3．2024年5月29日14时12分，我国太原卫星发射中心在日照附近海域成功发射谷神星一号海射型遥二运载火箭，搭载发射的天启星座25星~28星顺利进入预定轨道，飞行试验任务获得圆满成功。如图所示，下列说法正确的是（　　） A．火箭加速升空过程中机械能保持不变 B．火箭在升空过程中动能不变 C．火箭在升空过程中受到平衡力作用 D．火箭升空过程中重力势能增加 4．德州市某中学兴趣小组用无人机进行操作技巧比赛。下列说法正确的是（　　） A．无人机匀速上升时，其机械能保持不变 B．无人机起飞前停在地面，它所受的重力与它对地面的压力是一对平衡力 C．无人机的下降速度越快，它的重力的功率越大 D．无人机上升时，重力不做功 5．一辆洒水车在乎直街道上边洒水边匀速前进，则洒水车 ( ) A．重力势能不变，动能不变 B．重力势能不变，动能减小 C．重力势能减小，动能不变 D．重力势能减小，动能减小 6．下列关于力的说法中正确的是（　　） A．“磨刀不误砍柴工”说明磨刀可以减小压强 B．“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力 C．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”箭被射出去是因为箭发生形变 D．“卵与石斗，糜碎无凝”是因为鸡蛋受到的力大于石头受到的力 7．如图所示为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点自由释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中B、C的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。则A点高度为（　　） A．H+h B．2H﹣h C．2h+H D．3h﹣H 8．长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大贡献。2024年1月17日，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船（    ） A．动能增大 B．质量变大 C．运动状态改变 D．受平衡力的作用 9．若地球上的物体所受的重力突然消失：①可以正常跑步；②摩擦力将不存在；③浸在液体内部的物体不受浮力；④被举高的物体不具有重力势能。其中正确的是（    ） A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 10．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．在b处小球受到弹力大小大于它所受重力 B．在c处小球受到弹力大小等于它所受重力 C．在b处弹簧的弹力最大 D．在c处弹簧的弹性势能最大 11．如图是短道速滑女子3000米接力赛中的场景。在完成接力的过程中，后方运动员乙用力向前推前方运动员甲，甲在冰面上加速滑行。下列说法正确的是（　　） A．乙用力向前推甲，甲在冰面上加速滑行，说明运动需要力来维持 B．甲在冰面上加速滑行的过程中，所受的合力为零 C．甲在冰面上加速滑行的过程中，动能变大 D．乙用力向前推甲时，乙对甲的力和甲对乙的力是一对平衡力 12．如图所示，用弹簧测力计拉着木块，沿水平方向匀速运动．两次拉动同一木块得到距离随时间变化的图线A、B．下列说法正确的是（   ） A．拉力对木块两次做功相同 B．图线A的拉力较大 C．两次对木块拉力、摩擦力均相等 D．木块两次获得的动能相同 13．神舟十八号是中国载人航天工程第十八艘载人飞船，于2024年4月25日，在酒泉卫星发射中心发射成功。中国国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站，由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示。在飞船加速上升的过程中，若不考虑其质量的变化，下列分析正确的是（    ） A．重力势能增加，动能不变 B．重力势能减少，动能增加 C．重力势能增加，动能增加 D．重力势能不变，动能不变 14．“神舟”十七号载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天梦”。在飞船返航的过程中，有一段时间作匀速降落，在这段时间内，航天员的（    ） A．动能不变，重力势能减少 B．动能增加，重力势能减少 C．动能减少，重力势能不变 D．重力势能减少，机械能不变 15．弹弓比赛时，弹弓大师指哪打哪，据说平时用弹弓打苍蝇一打一个准，下面关于打弹弓过程的分析不正确的是 A．被弹弓弹出的飞弹，受到弹力和重力的作用 B．橡皮筋拉的越长弹丸飞的越远，说明弹性势能的大小与弹性形变大小有关 C．弹弓对准不同的方向能击中不同的目标，说明力的作用效果与力的方向有关 D．橡皮筋拉的越长需要的力越大，说明橡皮筋产生弹力的大小与弹性形变大小有关 二、填空题 16．小明和小亮去深圳七娘山徒步，如图为该山的等高线地形图，数值表示海拔（单位：m）。 （1）小明爬山经过A、B、C三处，其重力势能在 处最大； （2）小明和小亮的重力分别为500N和600N，登山线路分别是ABCT和ADET，若他们登山用时相同，小明和小亮克服重力做功的功率分别为、，则 （选填“＞”“＜”或“＝”）； （3）下山时，小明从海拔为870m的山顶T到达海拔为200m的A处的过程，小明的重力所做的功为 J。 17．人们常常利用物体具有各种形式的机械能来做功，如：风具有 能，可以推动帆船航行；机械手表里拧紧的发条具有 能，可以带动小齿轮和指针转动；打桩机举高的重锤具有 能，可以完成打桩工作。 18．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中。让同一小车从斜面的不同高度由静止释放，撞击斜面底端的木块，比较木块移动的距离，这是为了探究 对动能的影响；实验中若木块质量较大，可能会导致 ，为了解决此问题，从实验操作方面提出一种改进的方法 。如图是某同学实验时的情景，请指出他操作中的错误是 。 19．如图所示是喷雾降尘车在马路上工作的情景，正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶时，它的动能 ，它对地面的压强 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 三、计算题 20．“运动赣鄱活力江西”2024年4月14号暨鄱阳县第四届山地自行车越野圆满成功，下面是骑行者们的英姿。骑行是一种健康的运动旅行方式，能充分享受旅行过程之美。质量为50kg的小红骑行所用的自行车如图所示，其相关数据如下表所示。（g取10N/kg） （1）若小红5min内在某水平路段匀速直线骑行3km，在该路段自行车所受的阻力为总重的0.02倍，求小红通过此路段过程动力所做的功； （2）求小红在该路段的骑行功率； （3）途经东湖大道一段长上坡路段时，小红用力踩自行车，使自行车匀速上坡，此过程中，自行车的机械能如何变化？请说明理由。 车架材料 碳纤维 车架材料体积/cm3 2500 车架质量/kg 4.5 整车质量/kg 10 单轮接触面积/cm2 4 21．电动自行车是我们海口市最大的交通群体。如图所示，现有一辆电动自行车的技术参数如表中所示。求:（取10N/kg） （1）两个车轮与地面的总接触面积为0.02m²，车胎能承受的最大压强为 2×10⁵Pa，则该电动自行车的最大载重量是多少N? （2）在额定功率下，电动车匀速行驶的速度是多少? （3）在额定功率下，电动车匀速行驶30min，电动车牵引力做了多少功? （4）目前，为了减少交通事故的发生，海口市对电动自行车的最高时速进行了限制。请你从“能量”角度，用相关知识解释：为什么要对电动自行车的最高行驶速度进行限制? 型号: taidi1607 整车质量: 60kg 额定电压: 48V 充电时间: 额定功率: 480W 匀速行驶受到的平均阻力: 60N 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D C D B B AC C D 题号 11 12 13 14 15 答案 C C C A A 1．B 【详解】①牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的，不是通过实验直接得出的，故①不符合题意； ②探究物体的动能与质量关系，要使小车到达水平面的速度相同，这是控制变量法，根据木块被撞击的距离来判断物体的动能大小，属于转换法，故②符合题意； ③两实验中，都控制小车从同一高度自由下滑，是为了保证小车到水平面时的初速度相同，这样才符合控制变量法的研究要求，故③符合题意； ④两个实验中小车到达水平面能继续向前运动的原因是因为小车具有惯性，不能说受到惯性的作用，故④不符合题意。 故选B。 2．B 【详解】运动物体在匀速下落的过程中，质量、速度均未发生变化，因此，他的动能不变，而运动员在逐渐下降，高度降低，所以他的重力势能逐渐变小。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．D 【详解】A．火箭在加速升空的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度增加，重力势能增大，机械能增大。故A错误； B．动能与物体的质量和速度有关；火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，则动能增加。故B错误； C．平衡力是指作用在同一物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力；在火箭加速升空的过程中，由于速度在增大，所以火箭受到的力不是平衡力。故C错误； D．重力势能与物体的质量和高度有关，在火箭升空过程中，高度不断增加，所以重力势能是增大的。故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A．无人机运送快递匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大，所以其机械能增大，故A错误； B．无人机起飞前停在地面，无人机受到的重力与无人机对地面的压力，没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故B错误； C．由 可知，无人机的重力一定，下降速度越快，它的重力的功率越大，故C正确； D．无人机上升时，重力的方向和无人机运动的方向相反，克服重力做功，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】动能大小跟质量和速度有关；重力势能大小跟质量和被举得高度有关；洒水车在平直街道上边洒水边匀速前进，则洒水车的速度不变，质量减小，重心的高度减小，故动能和重力势能都减小，故选D． 6．B 【详解】A．磨刀可以减小受力面积，从而增大压强，所以说“磨刀不误砍柴工”，故A错误； B．力是物体与物体的相互作用，成语“孤掌难鸣”说明一个物体不会产生力，故B正确； C．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”箭被射出去是因为拉开的弓，发生了弹性形变，具有弹性势能，将箭射出，故C错误； D．鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力是一对相互作用力，二者大小相等，所以鸡蛋受到的力等于石头受到的力，但是因为鸡蛋比石头脆，所以“卵与石斗，糜碎无疑”，故D错误。 故选B。 7．B 【详解】物体在B处具有的重力势能为 EpB＝mgH 物体在C处具有的重力势能为 EpC＝mgh 则物体在水平面上消耗的机械能为 ΔE＝EpB-EpC＝mgH-mgh 当物体从A处到达B处时，物体具有的重力势能为 EpA＝EpB+ΔE＝mgH+（mgH-mgh）＝2mgH-mgh 则A点距离水平面的高度为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 8．AC 【详解】AB．火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的位置发生了变化，但其所含物质的多少没有变化，所以质量不变；同时其速度增大，动能增大，故A正确，B错误； CD．火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的速度大小改变，运动状态改变，因而受力不平衡，故C正确，D错误。 故选 AC。 9．C 【详解】①若地球上的物体所受的重力突然消失，人站在地面上，人对地面的压力也就消失了，人与地面之间就没有摩擦力，而人跑步时要利用鞋底与地面间的摩擦力，因此不可以正常跑步，所以①错误；②当物体间有压力、接触面粗糙且发生了相对滑动，物体间就存在滑动摩擦力，因此没有重力，摩擦力可能存在，所以②错误；③浸在液体内部的物体受到的浮力是源于物体上、下表面受到液体对它的压力不同，当重力消失，液体对物体的压力也消失，此时物体就不受浮力，所以③正确；④正常情况下被举高的物体放手后因为受到重力的作用会自由下落，物体能够对外做功，因此物体具有重力势能，而重力消失后，被举高的物体不具有重力势能，所以④正确，故ABD错误，C正确。 故选C。 10．D 【详解】在小球的运动过程中，一开始小球的重力大于弹力，小球加速运动；到达b处小球受到的重力和弹簧的弹力大小相等，此时的弹簧形变程度不是最大，弹力不是最大；在c处时，小球的速度为0，弹簧的形变程度最大，小球受到弹力大小大于它所受重力，弹性势能最大。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 11．C 【详解】A．乙用力向前推甲，甲在冰面上加速滑行，甲在力的作用下，速度变快，说明力可以改变物体的运动状态，故A错误； B．甲在冰面上加速滑行的过程中，运动状态改变，处于非平衡状态，所受的合力不等于0，故B错误； C．甲在冰面上加速滑行的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故C正确； D．乙用力向前推甲时，乙对甲的力和甲对乙的力作用在相互的物体上，是一对相互作用力，故D错误。 故选C。 12．C 【详解】BC．木块两次运动时压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变；因木块两次都进行匀速直线运动，所以拉力等于滑动摩擦力，即两者的拉力和滑动摩擦力相等，故B错误，C正确； A．从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，速度不同，根据W=Fs可知，两次对木块所做的功不同，故A错误； D．根据动能的大小与物体的质量和速度有关可知，木块两次获得的动能不同，故D错误。 故选C。 13．C 【详解】飞船加速上升的过程中，质量不变，高度升高，速度增大，故重力势能和动能均增加，所以ABD错误，C正确。 故选C。 14．A 【详解】飞船匀速降落，质量不变，速度不变，动能不变；高度降低，重力势能减少。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 15．A 【详解】A、飞弹被弹出后，由于惯性继续向前运动，不再受弹力作用，但受重力作用，故A错误，符合题意； B、橡皮筋拉的越长弹丸飞的越远，说明弹性势能的大小与弹性形变大小有关，故B正确，不符合题意； C、弹弓对准不同的方向能击中不同的目标，即力的作用效果与力的方向有关，故C正确，不符合题意； D、橡皮筋拉的越长需要的力越大，故产生弹力的大小与弹性形变大小有关，故D正确，不符合题意． 16． C ＜ 【详解】（1）[1]小明爬山经过A、B、C三处，C处高度最高，则其重力势能越大。 （2）[2]小明和小亮登山用时相同，上升的高度相同，但小明的重力小于小亮，则小明克服重力做功也小于小亮，根据，小明和小亮克服重力做功的功率大小关系为 （3）[3]小明从海拔为870m的山顶T到达海拔为200m的A处的过程，高度下降了 则小明的重力所做的功为 17． 动 弹性势 重力势 【详解】[1]风是流动的空气，由于空气的运动，所以风具有动能。 [2]拧紧的发条发生了弹性形变，所以发条具有弹性势能。 [3]举高的重锤由于相对于地面位置被举高，所以重锤具有重力势能。 18． 速度 见解析 增大小车下滑的高度 没有控制木块的位置相同 【详解】[1]让同一小车从斜面的不同高度由静止释放，小车到达水平面时的初速度不同，所以探究的是速度对动能的影响。 [2]若木块的质量较大，对水平面的压力较大，滑动摩擦力较大，木块在水平面上移动的距离较小，实验现象不明显。 [3]为了解决此问题，可以让小车从更高的位置滑下或者增大小车的质量，使小车具有更大的动能，增大小车对木块做的功，使木块获得更大的机械能，延长在水平面上移动的距离；也可以通过减小水平面的粗糙程度，减小木块与水平面间的摩擦力，从而延长在木块水平面上移动的距离。 [4]由图可知，两图中木块的位置不同，没有控制变量，所以操作错误之处是：没有控制木块的位置相同。 19． 减小 减小 【解析】【小题1】[1]喷雾车水平匀速行驶过程中向大街上喷洒水，速度不变，质量减小，则喷雾车的动能减小。 [2]由于喷雾车在工作的过程中，质量不断减小，可知喷雾车的总重力不断减小；又因为车在水平面上时，车对水平面的压力等于重力，可知车对水平面的压力减小，在受力面积不变时，由可知，车对地面的压强减小。 20．（1）3.6×104 J；（2）120W；（3）机械能变大，理由见解析 【详解】解：（1）人和车的总重力为 G总=m总g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N 因为在水平地面，所以对地面的压力为 F=G总=600N 因为做匀速直线运动，所以运动员对车的动力为 F动=f=0.02G总=0.02×600N=12N 小红通过此路段过程动力所做的功为 W= F动s=12N×3000m=3.6×104J （2）时间是5min=300s，小红在该路段的骑行功率为 （3）途经东湖大道一段长上坡路段时，小红用力踩自行车，使自行车匀速上坡，此过程中，自行车的质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能一直在变大，故机械能变大。 答：（1）小红通过此路段过程动力所做的功为3.6×104J； （2）小红在该路段的骑行功率为120W； （3）途经东湖大道一段长上坡路段时，小红用力踩自行车，使自行车匀速上坡，此过程中，自行车的机械能变大。 21．（1）；（2）；（3）；（4）速度越大，动能越大 【详解】解：（1）则该电动自行车的最大载重量是 （2）在额定功率下，电动车匀速行驶，则牵引力大小等于匀速行驶受到的平均阻力，电动车匀速行驶的速度是 （3）在额定功率下，电动车匀速行驶30min，电动车牵引力做了 （4）物体动能的大小跟速度和质量有关，对电动自行车的最高时速进行限制，有助于控制动能的大小，能够减少交通事故的发生。 答：（1）电动自行车的最大载重量是； （2）在额定功率下，电动车匀速行驶的速度是； （3）电动车牵引力做的功为； （4）物体动能的大小跟速度和质量有关，对电动自行车的最高时速进行限制，有助于控制动能的大小，能够减少交通事故的发生。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$