11.3动能和势能 同步习题 2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册

11.3动能和势能 同步习题 2024-2025学年人教版（2024）物理八年级下册 一、单选题 1．疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，关于包裹的能量变化情况，下列说法正确的是（　　） A．动能减少，重力势能增加 B．动能不变，机械能增加 C．动能不变，重力势能减少 D．动能增加，机械能减少 2．2014年8月南京成功举办了“青奥会”，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述错误的是（　　） A．跳水运动员在空中下落的过程中，既有动能也有重力势能 B．足球运动员脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力 C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡 D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能 3．如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 4．如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（    ） A．火箭受到推力的施力物体是空气 B．AB段的推力小于BC段的推力 C．AB段重力做功的功率大于BC段 D．AB段火箭的重力势能转化为动能 5．如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（）。则关于四个实心球的重力势能，下列说法不正确的是（　　） A．A实心球的重力势能最大 B．D实心球的重力势能最小 C．C实心球的重力势能比D实心球的大 D．B、C两实心球的重力势能相等 6．下列物体中不具有弹性势能的是（　　） A．形变的蹦床 B．拉开的弓 C．压弯的撑杆 D．自然长度的弹簧 7．如图所示是某座大桥上的交通标志牌，之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的 （   ） A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能 8．如图所示，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，下落起点到地面之间距离用虚线划分，相邻虚线间距相等，甲球下落过程中经过M、N两点，乙球经过P、Q两点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．甲球在M点的动能比它在N点的动能大 B．乙球到Q点减少的重力势能比它增加的动能大 C．甲球在N点时与乙球在P点时的机械能相等 D．甲球在N点时的速度比乙球在Q点的速度小 二、填空题 9．寿县城墙，在古代的重要作用之一是防御外敌攻击，城墙上的礌石，具有较大的 能，从上面落下时，会对敌人造成极大威胁。 10．中国的高铁已成为亮丽的“中国名片”。我们听见列车鸣笛声是通过 传播的；列车减速进站时动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 11．如图所示，小明设计了“探究物体的动能跟速度有关”的实验，将同一木块放在弹簧原长处，用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手，发现两球离开弹簧时的动能 （选填“相同”或“不同”），木块被推开的距离 （选填“相同”或“不同”），该方案 （选填“能”或“不能”）得出动能跟质量的关系。 12．用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m3<m2。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。木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越 。比较A、B可知：物体重力势能的大小与物体的 有关；比较 可知：物体重力势能的大小与物体被举的高度有关。 13．一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。在此过程中，飞机的动能 ，重力势能 ，飞机的机械能 。（填“变大”、“变小”或“不变”） 14．某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为 N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能 （选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。 三、实验题 15．小明同学在做“探究物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验，用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆，将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方，小明进行了以下三步实验操作： 步骤一：将铁球挪到a点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s1； 步骤二：把滑块摆放到原处，将小球挪到b点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s2； 步骤三：换一等体积的实心铝球，将铝球挪到b点位置静止释放，打到摆放在原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离s3。 （1）小明同学进行“步骤一”和“步骤二”的实验，是想探究动能大小与 的关系； （2）该实验中物体的动能是指 （选填序号）； A．小球在撞击滑块前的平均动能B．小球撞击滑块时的动能 C．小球撞击滑块后的动能D．滑块的动能 （3）请你根据已学的知识判断，s2和s3的大小关系是：s2 s3（选填“大于”“小于”或“等于”），由此可得出结论： 。 16．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处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，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h1＜h2＜h3 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的，这里用到的实验方法是 （选填“转换法”或“控制变量法”）； （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论： ； （3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论： ； （4）比较C、D两球，发现两球运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （选填：“有关”或“无关”）； （5）不计空气阻力，小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为 能。小球这种能的增加量 小球重力势能的减小量。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 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 1．B 【详解】AC．无人机携带包裹匀速上升时，质量不变，速度不变，高度变大，所以动能不变，重力势能增加，故AC错误； BD．机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增大，故B正确，D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．跳水运动员在空中下落的过程中，由于运动具有动能，由于在空中而具有重力势能，故A正确，不符合题意； B．足球运动员对球的作用力和球对运动员的力是一对相互作用力，故B正确，不符合题意； C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力不相互平衡，因为他受到的重力加上杠铃重力在大小上才等于地面对他的支持力，故C错误，符合题意； D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．C 【详解】舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．火箭的运动方向是向下，火箭受到竖直向下的重力，推力的方向是向上，火箭受到推力的施力物体是火箭发动机向下喷出的气体，故A不符合题意； B．火箭的运动方向是向下，忽略火箭质量的变化，则火箭的重力不变，AB段做减速运动，推力大于重力；BC段匀速运动，推力等于重力，所以AB段的推力大于BC段的推力，故B不符合题意； C．AB段，火箭的质量不变，重力不变，高度变低且，重力做功相同，但AB段所用的时间小于BC段，根据可知，AB段重力做功的功率大于BC段，故C符合题意； D．AB段，火箭的质量不变，高度变低，速度变低，重力势能变小、动能也变小，因此重力势能没有转化为动能。故D不符合题意。 故选C。 5．D 【详解】四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球（），由可知，A和B的质量相同，C和D的质量相同，但A、B质量大于C、D，物体质量越大，所处高度越高重力势能越大，图中AB的质量相同，A所处高度大于B，所以A的重力势能大于B， BC所处高度相同，但B的质量大于C，所以B的重力势能大于C，CD质量相同，C所处高度大于D，所以C的重力势能大于D。综上所述，A实心球的重力势能最大，D实心球的重力势能最小，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。 故选D。 6．D 【详解】A．形变的蹦床发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A不符合题意； B．拉开的弓发生弹性形变，具有弹性势能，故B不符合题意； C．被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故C不符合题意； D．被压紧或拉伸的弹簧发生了弹性形变，才具有弹性势能；自然长度的弹簧没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故D符合题意。 故选 D。 7．A 【详解】物体由于运动而具有动能，质量越大，速度越大，动能越大。之所以要对通过大桥的车辆限速与限重，是因为当车辆质量过大、速度过快时，车辆会有较大的动能，发生事故时破坏性较大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．C 【详解】A．甲球静止释放，下落的过程中速度越来越快，所以甲球在M点的速度大于甲球在N点的速度，动能由质量和速度决定，甲球质量不变，所以，甲球在M点的动能比它在N点的动能大，故A错误； B．忽略空气阻力，小球的机械能守恒，两球下落的过程中，重力势能转化为动能，两球增加的动能都等于各自减小的重力势能，故B错误； C．由于忽略空气阻力，故两小球的机械能都守恒，又因为甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，所以，两小球的机械能相等，故甲球在N点时与乙球在P点时的机械能相等，故C正确； D．由图知道，Q点的高度等于N点的高度，甲和乙的机械能相等，重力势能相等，所以动能相等，甲和乙质量相等，所以甲球在Q点的速度等于乙球在 N 点的速度，故D错误。 故选C。 9．重力势 【详解】城墙上的礌石，具有较高的高度，因此具有较大的重力势能。 10． 空气 减小 【详解】[1]声音的传播需要介质，我们听见列车鸣笛声是通过空气传播的。 [2]列车减速进站时速度减小，质量不变，则动能减小。 11． 相同 相同 不能 【详解】[1][2][3]用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，由于动能相同，对木块做的功应相同，对木块做得功是克服水平面给木块的摩擦力做的功，因木块受到的摩擦力是相同的，根据W=Fs可知，木块被推开的距离也应该是相同的；由于木块被推开的距离相同，该方案不能得出动能跟质量的关系。 12． 多 质量 A、C 【详解】[1]物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深。 [2]比较A、B可知，两个物体所处的高度相同，由题中条件可知，m1<m2，两物体的质量不同，再观察A、B可知，木桩进入沙中的深度不同，物体对木桩做的功不同，即物体的重力势能不同，说明了物体重力势能的大小与物体的质量有关。 [3]要知道物体重力势能的大小与物体被举的高度有关，需要物体被举的高度不同，木桩进入沙中的深度不同，其他相同，观察A、B、C可知，A、C和B、C，物体被举的高度不同，但是B、C木桩进入沙中的深度相同，B、C不符合，而A、C木桩进入沙中的深度不同，A、C中物体重力势能大小不同，A、C中物体的质量m1=m3，质量相同，可以知道物体重力势能的大小与物体被举的高度有关。 13． 变小 变小 变小 【详解】[1][2][3]飞机在喷洒农药的过程中，在空中某一高度匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，动能变小；高度不变，飞机的重力势能变小；飞机在喷洒农药时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能＝动能+重力势能，机械能变小。 14． 10 增大 【详解】[1]原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为 11cm-10cm=1cm 因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为 11.5cm-10cm=1.5cm 那么弹簧的弹力大小为 FB=1.5×20N=30N 在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为 F合=FB-G=30N-20N=10N [2]由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。 15． 速度 B 大于 速度相同时，质量越大，动能越大 【详解】（1）[1]小明同学进行“步骤一”，将铁球挪到a点位置静止释放，和“步骤二”的实验，其步骤为将小球挪到b点位置静止释放，高度不同，重力势能转为为动能不同，故撞击时的速度不同，动能的大小不同，故探究的是动能的大小与速度的大小关系。 （2）[2]实验中动能指的是小球撞击滑块时的动能，因为动能是运动时产生的能量，而能量是对外做功的本领，而只有撞击时，小球对滑块做功，故B符合题意。 故选B。 （3）[3][4]等体积的实心铁球和铝球相比，铁的密度大于铝，故铁的质量大于铝球的质量，质量越大，速度相同时，铁球的动能大于铝球的动能，动能大的对滑动做功也越多，故s2大于s3；从同一位置释放，撞击前的速度相同，铁球的质量大，动能大，故得出的结论是速度相同时，质量越大，动能越大。 16． 铅球下陷的深度 转换法 当物体的高度一定时，质量越大，重力势能越大 当物体的质量一定时，高度越大，重力势能越大 无关 动 等于 【详解】（1）[1][2]本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的，采用了转换法。 （2）[3]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙中的深度更大，说明最初B球的重力势能更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）[4]比较A、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入沙中的深度更大，说明最初C球的重力势能更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）[5]比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入沙中的深度相同，说明最初C、D两球的重力势能相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （5）[6][7]铅球在下落过程陷入沙面之前，其高度减小，速度增加，将重力势能转化为动能；不计空气阻力，则铅球的机械能是守恒的，动能的增加量等于重力势能的减小量。 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 $$