第十二章 机械能（举一反三单元测试）物理教科版八年级下册

第十二章《机械能》单元自测（原卷版） 注意事项： 1．测试范围：教科版2024： 八年级下册第十二章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．观察如图所示的两幅漫画，该现象主要说明高处的物体具有较大的（　　） A．惯性 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 2．汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速挡。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换用低速挡是为了减速。那么，在爬坡时，减少汽车的速度是为了（　　） A．增大动能 B．获取更大的动力 C．省距离 D．增大惯性 3．2025年3月26日，我国新型战斗机连续进行了第四次和第五次试飞，成功完成了空中放油测试，若在空中放油测试的过程中，飞机在空中保持水平匀速飞行，则飞机的（　　） A．惯性不变 B．重力势能不变 C．动能变小 D．机械能不变 4．国产大型客机C919质量较大，五代战机歼-20质量较小，如果它们同时在空中飞行，且动能相等，那么（    ） A．战机比客机飞得快 B．客机比战机飞得快 C．战机与客机飞得一样快 D．两者速度大小无法比较 5．关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 6．歼-35在福建舰上加速升空时（忽略燃油质量变化），它的（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能增大，势能减小 C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能增大 7．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列说法正确的是（　　） A．人造卫星在运行过程中具有的能量是动能 B．由于人造地球卫星受力不平衡，因此机械能不守恒 C．卫星从远地点向近地点运行的过程中在做减速运动 D．卫星从近地点向远地点运行的过程中，减少的动能全部转化为重力势能 8．质量相同的甲、乙两个小球，从静止开始自由下落，经过如图所示的位置时机械能相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．两球在落地瞬间的速度 B．此时甲、乙两球的重力势能相等 C．此时甲、乙两球的速度 D．两球下落前的初始位置的高度 9．运动员站在地面用力竖直下抛乒乓球，球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置。乒乓球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是（　　） A． B． C． D．无法确定 11．这个夏天，“赣超”火爆江西。如图甲所示是某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（　　） A．图甲中足球从P点运动到Q点的过程中，球员对足球做了功 B．图甲中足球从P点运动至Q点的过程中，足球的重力势能转化为动能 C．图乙中A、C两点为同一高度，足球在A点的动能大于C点的动能 D．图乙中足球运动到B点时动能为零 12．如图所示用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）          A．在A位置小球不受力 B．在B位置小球处于平衡状态 C．从B到C位置过程中小球重力做功越来越快 D．从D到A位置过程中小球的动能先减小再增大后不变 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共7小题，每空2分，共28分） 13．如图所示，小亮在玩蹦蹦杆，杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的重力势能 ，弹簧的弹性势能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 14．农用无人机正在“北斗”系统的导航下精准作业，水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，动能 ，机械能 。 15．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有— 。从物理的角度来讲，因为风和水都能够 或者被举高，所以风能和水能都属于机械能。 16．如图所示的是足球从点自由下落到地面后，反弹到最高点点的示意图。则足球在点的机械能 （选填“大于”“小于”或“等于”）其在点的机械能。足球从地面弹起到点的过程中，动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 17．某科技小组制作的水火箭在某次飞行时其运动轨迹如图所示，水火箭到点后不再喷水，点为最高点，则在点时水火箭的动能 （填“为零”或“不为零”），水火箭起飞的原理是： 。 18．东风-61是我国的陆基洲际导弹，在2025年9月3日纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上首次亮相。如图所示，导弹从点加速上升到点的过程中，导弹弹头的重力势能 ；导弹在点关闭发动机自由上升的过程中，导弹弹头的动能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 19．AI机器人逐渐改变了我们的生活，如图所示为我国自主研发的某款人形机器人，身高1.65m，质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高0.9m。此过程中机器人对箱子所做的功为 J，箱子的重力势能 。 三、实验题（本题共3小题，每空2分，共36分） 20．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，让重物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）本实验被研究的物体是 （选填“重物”或“木桩”）； （2）选择a和c两图实验进行分析，可以探究物体重力势能大小与 的关系； （3）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。结论：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越 ； （4）你认为本实验中影响实验结果的因素主要有 。（写出一项即可） 21．我校航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛，发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与橡皮筋的伸长量有关； 猜想2：与橡皮筋的粗细有关； 猜想3：与橡皮筋的长度有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是正确的，依据是 越大， 也越大。 (2)为了验证其它猜想，小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上，在弹性限度内，橡皮筋的伸长量相同，将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离如表： 序号 橡皮筋的直径/cm 橡皮筋的长度/cm 弹射的水平距离/m 1 0.20 20.00 10.20 2 0.20 30.00 8.40 3 0.40 20.00 14.00 比较序号为1、3的两组数据，可得出的结论是： 。 (3)在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择 （选填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”）的橡皮筋来制作弹射器。 (4)细心的同学发现家里的橡皮筋有的弹性大，有的弹性小，查阅资料得知，有的是用天然橡胶制作而成，有的是用合成橡胶制作而成，对此，请你提出一个可探究的物理问题： 。 22．如图摆线的长L相同，小球A、B的质量，悬线与竖直方向的夹角。 (1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关； (2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ； (3)根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关； (4)若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它的运动状态是 ； (5)在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 四、计算题（本题共2小题，第一小题6分，第二小题6分，共12分） 23．物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动，有一物体离地面的高度为 h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能计算公式为Ek=mv2。 （1）请你分析说明物体自由下落的速度与自身的质量大小无关； （2）如图，一小球从离地面高度h=20m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 24．某山区有一个小型水电站，每分钟有的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差为50m。（g取） (1)水从高处落下时，重力每分钟做了多少功？ (2)若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？ (3)水从高处下落时，机械能是怎样转化的？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十二章《机械能》单元自测（解析版） 注意事项： 1．测试范围：教科版2024： 八年级下册第十二章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．观察如图所示的两幅漫画，该现象主要说明高处的物体具有较大的（　　） A．惯性 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 【答案】C 【详解】物体能够对外做功，说明物体有能量，图中重物能把钉子砸入地面以下，则重物有能量，物体由于受到重力且处于一定的高度，所具有的能量叫重力势能，由以上可知，高处的物体具有的能量是重力势能，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．汽车爬坡时，驾驶员的操作是：加大油门，同时将变速器换成低速挡。加大油门是使发动机发挥最大的功率，换用低速挡是为了减速。那么，在爬坡时，减少汽车的速度是为了（　　） A．增大动能 B．获取更大的动力 C．省距离 D．增大惯性 【答案】B 【详解】根据功率可知，在输出功率一定的情况下，减小汽车的速度可以增加汽车的牵引力（即获得更大的动力）；汽车爬坡速度减小，质量不变，动能应减小；质量不变，汽车的惯性不变；且爬坡将变速器换成低速挡不是为了省距离。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．2025年3月26日，我国新型战斗机连续进行了第四次和第五次试飞，成功完成了空中放油测试，若在空中放油测试的过程中，飞机在空中保持水平匀速飞行，则飞机的（　　） A．惯性不变 B．重力势能不变 C．动能变小 D．机械能不变 【答案】C 【详解】A．惯性是物体的固有属性，与质量有关。空中放油时飞机质量减小，因此惯性变小，故A不符合题意； B．重力势能与质量和高度有关，飞机水平匀速飞行（高度不变），但放油时质量减小，因此重力势能变小，故B不符合题意； C．动能与质量和速度有关，飞机匀速飞行（速度不变），但放油时质量减小，因此动能变小，故C符合题意； D．机械能是动能与势能的总和，飞机动能和重力势能均因质量减小而变小，因此机械能变小，故D不符合题意。 故选C。 4．国产大型客机C919质量较大，五代战机歼-20质量较小，如果它们同时在空中飞行，且动能相等，那么（    ） A．战机比客机飞得快 B．客机比战机飞得快 C．战机与客机飞得一样快 D．两者速度大小无法比较 【答案】A 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关，由题意可知，客机C919和战机歼-20的动能相等，由于战机歼-20的质量小于客机C919，则战机歼-20的速度大于客机C919。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5．关于力和运动、功和能量之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．运动的物体一定具有能量 B．物体受到力的作用，力一定对物体做功 C．做功的本质是能量的转化 D．功和能量的单位都是焦耳 【答案】B 【详解】A．物体由于运动而具有的能量叫做动能，因此运动的物体具有能量，故A正确，不符合题意； B．有力作用在物体上，如果物体没有在力的方向上通过一定的距离，则力没有对物体做功，故B错误，符合题意； C．能量的转化需要通过做功来实现，所以做功的本质是能量的转化，故C正确，不符合题意； D．为纪念焦耳在热学和能量研究领域取得的卓越成就，物理量以其名字命名功和各种能量的基本单位，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．歼-35在福建舰上加速升空时（忽略燃油质量变化），它的（　　） A．动能增大，势能增大 B．动能增大，势能减小 C．动能减小，势能减小 D．动能减小，势能增大 【答案】A 【详解】歼-35在福建舰上加速升空时，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列说法正确的是（　　） A．人造卫星在运行过程中具有的能量是动能 B．由于人造地球卫星受力不平衡，因此机械能不守恒 C．卫星从远地点向近地点运行的过程中在做减速运动 D．卫星从近地点向远地点运行的过程中，减少的动能全部转化为重力势能 【答案】D 【详解】A．人造卫星在运行过程中，具有运动速度，还具有高度，所以具有动能和重力势能，故A错误； B．人造地球卫星在运行过程中，机械能没有损失，所以机械能守恒，故B错误； C．卫星从远地点向近地点运行的过程中，质量不变，高度降低，将重力势能转化为动能，则速度增大，故做加速运动，故C错误； D．卫星从近地点向远地点运行的过程中，机械能没有损失，则机械能守恒，所以减少的动能全部转化为重力势能，故D正确。 故选D。 8．质量相同的甲、乙两个小球，从静止开始自由下落，经过如图所示的位置时机械能相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．两球在落地瞬间的速度 B．此时甲、乙两球的重力势能相等 C．此时甲、乙两球的速度 D．两球下落前的初始位置的高度 【答案】D 【详解】A．不计空气阻力，机械能守恒，最终重力势能全部转化为动能，甲乙机械能相等，故落地瞬间动能相等，即甲乙落地瞬间速度相等，故A错误； BC．甲乙质量相等，图中位置乙高度大于甲，所以乙重力势能大于甲。此时甲乙机械能相等，说明甲的动能大于乙，所以甲的速度大于乙，故BC错误； D．不计空气阻力，机械能守恒，两球质量相等，机械能相等，又都是从静止释放，说明下落前动能均为零，所以两球下落前重力势能相等，即初始位置高度相同，故D正确。 故选D。 9．运动员站在地面用力竖直下抛乒乓球，球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置。乒乓球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】运动员用力竖直向下抛乒乓球，整个过程中乒乓球的质量始终不变。用力竖直向下抛，乒乓球具有一定的速度，最初的动能不为零，在向下运动的过程中，乒乓球的速度变大，动能变大；刚接触地面时，乒乓球的速度最大，动能最大，乒乓球离开地面上升过程中，速度减小，动能减小，到最高点时，速度为零，动能为零。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是（　　） A． B． C． D．无法确定 【答案】C 【详解】由题知，两球的质量相同，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球达到正下方K点时，甲球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，这样，在最低点时，甲球的动能大，其速度较大，即v甲＞v乙，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 11．这个夏天，“赣超”火爆江西。如图甲所示是某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（　　） A．图甲中足球从P点运动到Q点的过程中，球员对足球做了功 B．图甲中足球从P点运动至Q点的过程中，足球的重力势能转化为动能 C．图乙中A、C两点为同一高度，足球在A点的动能大于C点的动能 D．图乙中足球运动到B点时动能为零 【答案】C 【详解】A．图甲中足球从P点移动至Q点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故A错误； B．图甲中足球从P点运动至Q点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B错误； C．由图可知，足球跳起的高度逐渐变小，这说明足球的机械能是逐渐变小的，该足球在A点的机械能大于C点的机械能，A、C两点为同一高度，足球的重力势能相等，所以足球在A点的动能大于在C点的动能，故C正确； D．图乙中足球在从B点向后的过程中继续水平方向运动，说明B水平方向的速度不为0，故最高点B点的动能不为零，故D错误。 故选C。 12．如图所示用力F将小球压至D点弹簧始终处于弹性限度内，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，到达C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点，整个过程不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）          A．在A位置小球不受力 B．在B位置小球处于平衡状态 C．从B到C位置过程中小球重力做功越来越快 D．从D到A位置过程中小球的动能先减小再增大后不变 【答案】C 【详解】A．在A位置时，小球只受到重力作用，故A错误； B．B位置是弹簧自身长度的位置，此时弹簧弹力为0，但小球由于惯性会继续向上运动，小球只受重力，不是平衡状态，故B错误； C．从B到C位置过程中，小球速度越来越大，重力G不变，速度v增大，所以重力做功越来越快，故C正确； D．从D到C过程中，开始时弹簧弹力大于重力，小球所受合力向上，小球速度增大，动能增大；当弹簧弹力等于重力时，速度达到最大，动能最大；从C到A过程中，小球所受合力向下，速度减小，动能减小，所以从D到A位置过程中小球的动能先增大再减小，故D错误。 故选C。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共7小题，每空2分，共28分） 13．如图所示，小亮在玩蹦蹦杆，杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的重力势能 ，弹簧的弹性势能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】 增大 减小 【详解】[1]小亮将蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的质量不变，高度变大，因此重力势能增大。 [2]弹簧的弹性形变程度减小，因此弹性势能减小。 14．农用无人机正在“北斗”系统的导航下精准作业，水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，动能 ，机械能 。 【答案】 减小 减小 【详解】[1]动能的大小与质量和速度有关，无人机水平匀速飞行（速度不变），但喷洒农药时质量减小，因此动能减小。 [2]机械能包括动能和重力势能，无人机高度不变（重力势能与质量、高度有关，质量减小，重力势能减小），且动能已减小，因此机械能减小。 15．新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有— 。从物理的角度来讲，因为风和水都能够 或者被举高，所以风能和水能都属于机械能。 【答案】 动能 运动 【详解】[1][2]风是流动的空气，空气具有质量和速度，则风具有动能；风和水都能够运动或者被举高，所以风能和水能具有动能和重力势能，风能和水能都属于机械能。 16．如图所示的是足球从点自由下落到地面后，反弹到最高点点的示意图。则足球在点的机械能 （选填“大于”“小于”或“等于”）其在点的机械能。足球从地面弹起到点的过程中，动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 大于 减小 【详解】[1][2]因为点比点高且足球在、两点都静止，点比点重力势能大，所以足球在点的机械能大于其在点的机械能；足球从地面弹起到点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小。 17．某科技小组制作的水火箭在某次飞行时其运动轨迹如图所示，水火箭到点后不再喷水，点为最高点，则在点时水火箭的动能 （填“为零”或“不为零”），水火箭起飞的原理是： 。 【答案】 不为零 力的作用是相互的 【详解】[1]火箭在最高的B点时，在水平方向上有一定的速度，具有动能，即动能不为零。 [2]当水火箭内部的水被高速向后喷出时，由于力的作用是相互的，水对水火箭产生一个向前的反作用力，推动火箭向前飞行。 18．东风-61是我国的陆基洲际导弹，在2025年9月3日纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵式上首次亮相。如图所示，导弹从点加速上升到点的过程中，导弹弹头的重力势能 ；导弹在点关闭发动机自由上升的过程中，导弹弹头的动能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 增大 减小 【解析】【小题1】[1]导弹从点加速上升到点的过程中，质量不变，高度增加，重力势能增大。 [2]如图，B点在大气层外，空气阻力忽略不计，机械能守恒，导弹在点关闭发动机自由上升的过程中，导弹弹头的动能转化为导弹弹头的重力势能，重力势能增大，动能减小。 19．AI机器人逐渐改变了我们的生活，如图所示为我国自主研发的某款人形机器人，身高1.65m，质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高0.9m。此过程中机器人对箱子所做的功为 J，箱子的重力势能 。 【答案】 90 增大 【详解】[1]已知机器人对箱子的力，箱子被抬高的距离，机器人对箱子所做的功为 [2]重力势能的大小与物体的质量、高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 箱子被匀速抬高过程中，质量不变，高度增加，因此其重力势能增大。 三、实验题（本题共3小题，每空2分，共36分） 20．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，让重物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）本实验被研究的物体是 （选填“重物”或“木桩”）； （2）选择a和c两图实验进行分析，可以探究物体重力势能大小与 的关系； （3）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。结论：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越 ； （4）你认为本实验中影响实验结果的因素主要有 。（写出一项即可） 【答案】 重物 质量 不同高度 大 沙子是否均匀等 【详解】（1）[1]在探究“影响重力势能大小的因素”的实验中，比较的是重物在不同因素下的重力势能的大小，所以探究对象是重物。 （2）[2]分析a和c两图实验可知，重物的高度相同，质量不同，所以可以探究物体重力势能大小与质量的关系。 （3）[3][4]探究重力势能与高度的关系，必须保证物体的质量相等，从不同高度由静止自由放下，图a和图b物体的质量相同，图b物体的位置较高，木桩陷入沙中的深度较深，重力势能较大，可以得到当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越大。 （4）[5]通过实验已知物体的重力势能与物体的质量和高度有关，但是在实验过程中若操作不当可能会影响实验结果。因为需要通过木桩陷入沙中的深度来判断重物重力势能的大小，若沙子铺垫不均匀，可能会导致实验结果有问题。 21．我校航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛，发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与橡皮筋的伸长量有关； 猜想2：与橡皮筋的粗细有关； 猜想3：与橡皮筋的长度有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是正确的，依据是 越大， 也越大。 (2)为了验证其它猜想，小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上，在弹性限度内，橡皮筋的伸长量相同，将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离如表： 序号 橡皮筋的直径/cm 橡皮筋的长度/cm 弹射的水平距离/m 1 0.20 20.00 10.20 2 0.20 30.00 8.40 3 0.40 20.00 14.00 比较序号为1、3的两组数据，可得出的结论是： 。 (3)在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择 （选填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”）的橡皮筋来制作弹射器。 (4)细心的同学发现家里的橡皮筋有的弹性大，有的弹性小，查阅资料得知，有的是用天然橡胶制作而成，有的是用合成橡胶制作而成，对此，请你提出一个可探究的物理问题： 。 【答案】(1) 弹性形变程度 弹性势能 (2)橡皮筋的长度和伸长量一定时，橡皮筋越粗，弹射的水平距离越远 (3)短而粗 (4)橡皮筋弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 【解析】【小题1】[1][2]根据所学的弹性势能的知识，橡皮筋的伸长量越大，弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大，在弹射飞机时转化为飞机的动能也就越大，飞机就可能飞得更远。所以判断猜想1是正确的依据是：橡皮筋伸长量越大，弹性势能越大。 【小题2】分析1、3两组数据，橡皮筋的长度都是，伸长量相同，橡皮筋的直径不同，1中直径为，3中直径为，且3中弹射的水平距离大于1中弹射的水平距离。所以可得出的结论是：在橡皮筋的长度和伸长量相同时，橡皮筋越粗，飞机飞行的距离越远。 【小题3】由第（2）问的结论可知，在橡皮筋伸长量相同时，越粗飞行距离越远；再结合 1、2 两组数据，橡皮筋粗细相同，伸长量相同，长度为时（1组）飞行距离大于长度为时（2组）的飞行距离，即越短飞行距离越远。所以在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择短而粗的橡皮筋来制作弹射器。 【小题4】已知橡皮筋有的用天然橡胶制作，有的用合成橡胶制作，且弹性不同。可以提出的可探究的物理问题是：橡皮筋的弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 22．如图摆线的长L相同，小球A、B的质量，悬线与竖直方向的夹角。 (1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关； (2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ； (3)根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关； (4)若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它的运动状态是 ； (5)在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”），理由是 。 【答案】(1)质量 (2) 木块滑行的距离 转换法 (3)速度 (4)匀速直线运动 (5) 相等 错误 见详解 【详解】（1）比较甲、乙两图，小球A、B的质量不同，悬线与竖直方向的夹角相同，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。 （2）[1]分析实验现象，可根据小木块被撞后滑行的距离比较出小球撞击木块C前的动能大小。 [2]在保证效果相同的情况下，将不可见、不易测量的物理量或现象，转换为可见、易测量的物理量或现象进行研究，这种研究方法叫转换法。 （3）根据乙、丙知，小球的质量相同，悬线与竖直方向的夹角，图丙中小球到达竖直位置的速度更大，观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与速度有关。 （4）由牛顿第一定律知，一切物体在没有受到力的作用时，总是保持静止状态或匀速直线运动状态，若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它的运动状态是匀速直线运动。 （5）[1][2][3]在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转化成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的，小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。 四、计算题（本题共2小题，第一小题6分，第二小题6分，共12分） 23．物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动，有一物体离地面的高度为 h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能计算公式为Ek=mv2。 （1）请你分析说明物体自由下落的速度与自身的质量大小无关； （2）如图，一小球从离地面高度h=20m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 【答案】（1）见解析；（2） 【详解】解：（1）如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，重力做的功为 重力做的功全部转化为动能，故可以列等式 经整理可知 所以物体自由下落的速度与自身的质量大小无关。 （2）一小球从离地面高度h=20m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是 答：（1）见解析； （2）小球落地时速度是。 24．某山区有一个小型水电站，每分钟有的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差为50m。（g取） (1)水从高处落下时，重力每分钟做了多少功？ (2)若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？ (3)水从高处下落时，机械能是怎样转化的？ 【答案】(1) (2) (3)重力势能转化为动能 【详解】（1）水从高处落下时，每分钟下落的水的质量为 每分钟下落的水的重力为 重力每分钟做的功为 （2）每分钟转化成的电能为 水电站的发电功率是 （3）水从高处下落时，质量一定，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $