11.3《动能和势能》热点题型专练 ---2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-01-17
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 动能和势能 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 25.00 MB |
| 发布时间 | 2026-01-17 |
| 更新时间 | 2026-01-17 |
| 作者 | majiaweizi100 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56001682.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年新人教版八年级下册课时11.3《动能和势能》热点题型专练
一、单选题
1.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
2.2024年10月10日,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将卫星互联网高轨卫星03星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。如图关于卫星发射,下列说法不正确的是( )
A.火箭加速升空时卫星的动能增大
B.火箭上升时卫星的重力势能增大
C.燃料在燃烧过程中,质量减少,热值不变
D.火箭加速升空时动能转化为火箭的重力势能
3.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
4.如图是某大桥上的交通标志牌。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
5.如图所示是小益练习排球的一个场景,不考虑空气的阻力,排球离开手在空中飞行的过程中,下列说法正确的是( )
A.排球受到重力和推力的作用 B.排球的运动状态改变了
C.排球到达最高点时,所有的力都消失,排球将静止 D.排球在最高点时,动能为零
6.如图是2025年深圳北站春节期间的无人机表演活动,“飞龙”逐渐幻化成“灵蛇”。某架无人机加速升空的过程中,它的( )
A.动能保持不变 B.重力势能增大 C.机械能不变 D.动能转化为重力势能
7.我国某科技企业发布了一款运载无人机,适用于山地、岸基、乡村运输场景及各类应急场景下的物资运输,如图为正在运输货物的运载无人机,下列说法正确的是( )
A.无人机在某一高度悬停时,无人机所受的重力和浮力大小相等B.无人机水平匀速飞行时,货物所受的合力为零
C.无人机上升过程中,货物的重力势能可能减小 D.无人机下降过程中,货物的动能一定增大
8.《哪吒2》影片以震撼的视觉效果和深刻的情感内核著称。如图所示,当太乙真人用拳头击中哪吒头顶时,下列说法正确的是( )
A.拳头对头顶的力大于头顶对拳头的力
B.拳头对头顶的力与地面对哪吒的支持力是一对平衡力
C.从拳头刚接触哪吒头到静止的过程,拳头的动能减小
D.头顶对拳头的力是由于拳头的形变产生的
9.用甲、乙、丙三个木块将相同弹簧压缩到图示位置后由静止释放,木块沿光滑水平轨道滑行,可冲到光滑斜面上。不计空气阻力,若三个木块能到达斜面的最大高度分别是、(未画出)、,且,弹簧的压缩量分别为、、,且,乙、丙的质量,以下判断正确的是( )
A.乙、丙能到达斜面的最大高度 B.甲离开弹簧时的动能比丙大
C.乙、丙离开弹簧时的速度 D.甲、丙的质量
10.如图所示,在反法西斯战争胜利80周年阅兵仪式上我国空中加油机正在给歼-10战斗机加油。加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,下列说法正确的是( )
A.以加油机为参照物,战斗机是运动的 B.加油机和战斗机的动能都不变
C.加油机和战斗机的重力势能都不变 D.加油机的动能减小,战斗机的重力势能增加
11.如图所示,用甲、乙两台叉车分别搬运质量相同的货物、。货物、在货叉竖直方向上的力、的作用下运动,其动能随时间变化的关系图像如图丙所示,若货物、运动的速度分别为、,则( )
A.若搬运货物竖直运动时,对不做功B.若搬运货物水平运动时,对不做功
C. D.
12.对于车辆超载,下列说法中错误的是( )
A.车辆超载,若受力面积不变,对路面的压强变大,造成路面损坏
B.车辆超载,只要多安装几个轮胎,减小对路面的压强就没有问题
C.车辆超载,惯性变大,遇到突发状况时不容易刹车,易发生车祸
D.车辆超载,若速度相同,车辆动能变大,发生事故时破坏性更大
13.如图是游乐园中正在运行的过山车,下列说法正确的是( )
A.过山车从低处上升的过程中,重力势能增加B.过山车从高处加速滑下是因为受到惯性作用
C.过山车从高处加速滑下的过程中,动能不变D.过山车从低处上升的过程中,处于平衡状态
14.探究重力势能与哪些因素有关时,小明将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放(小球质量,下落高度),都落在同样的水平细沙面上。如图,实验发现A、B、C都使沙面凹陷,其中A使沙面凹陷最深,B最浅,下列说法错误的是( )
A.该实验采用了转换法,用沙面凹陷程度来反映重力势能大小
B.对比A、B两次撞击,可知物体的质量越大,重力势能越大
C.对比B、C两次撞击,可知物体被举得越高,重力势能越大
D.对比A、C两次撞击,无法探究重力势能的影响因素
15.高空抛物属于违法行为,将一枚50g的鸡蛋从不同高度抛下对人体造成的伤害程度如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.鸡蛋在下落时,重力势能减小,动能增大
B.考虑空气阻力,若鸡蛋在下落时所受合力方向向下,大小为0.4N,则鸡蛋所受的空气阻力约为0.1N
C.由图可知,质量相同的鸡蛋,高度越高,重力势能越小
D.鸡蛋从8楼抛下到达地面时,重力做的功约为10J
16.高程指某点沿竖直方向到基面的距离。第7段的高程信息如图所示,则徒步者重力势能最大时,位于( )
A.紫涧园 B.极目阁观景点
C.红花岭观景点 D.梅林水库绿道涂鸦墙
17.如图所示四幅图节选自中国古代科技著作《天工开物》,下列说法正确的是( )
A.“耕”:耕田时,牛对犁的拉力与犁对牛的拉力是一对相互作用力
B.“耔”:培土时,人对手杖的压力与手杖的重力是一对平衡力
C.“碓”:踩碓舂米,碓头的质量比较大是为了使碓头在最高点具有更大的重力势能
D.“踏车”:人踩踏板驱动木链转动,木链转动带动刮板汲水。水舀起时,施力物体是人
18.如图,两个相同的磁铁球1和2,从相同高度同时自由下落,其中球2途经一根竖直放置的铜管,在铜管中受到一个竖直向上的电磁阻力,其大小随速度增大而增大。某时刻两小球的位置如图中虚线所示(不计空气阻力)。则( )
A.此时球1的速度等于球2
B.此时球2的速度可能在减小
C.球2在铜管中速度可能一直增大
D.球1和球2到达水平线MN处的动能相等
19.如图是人形机器人在水平路面训练的场景。有关机器人的说法不正确的是( )
A.加速跑时动能增大 B.匀速跑时水平方向合力为零
C.跑步时速度越大惯性越大 D.加速奔跑的过程中重力不变
20.小松“探究物体动能大小的影响因素”如图所示,下列说法错误的是( )
A.该探究实验用到了控制变量法和转换法
B.小球动能的大小通过木块移动的距离来反映
C.实验时,,目的是使小球在水平面的初始速度相同
D.此实验可以证明小球动能的大小与小球的速度大小有关
21.农民常用一种叫“风车”的农具来精选谷种。如图,在同一风力作用下,谷种和瘪谷都从洞口水平飞出,落地点不同便可自然分开。下列分析正确的是( )
A.谷种在下落过程中,如果所受外力全部消失,将静止在空中
B.谷种的落地点为M,瘪谷的落地点为N
C.瘪谷飞出洞口到落地的过程中重力势能变小
D.在下落过程中瘪谷的运动状态不变
22.如图所示,这是某巡航导弹的飞行路线图。发射升空段:发动机点火,导弹加速冲出大气层升至高空。俯冲加速段:发动机处于关闭状态,导弹向下俯冲,会被加速到极高的速度。巡航阶段:发动机点火,主发动机的推力与阻力平衡,弹翼的升力与重力平衡,可以实现远距离巡航,最后精确打击目标。整个过程中巡航导弹的质量变化忽略不计,下列关于该巡航导弹的说法错误的是( )
A.整个过程中,在F点重力势能最大
B.O点到E点的过程中,机械能增大
C.G点到I点的过程中,机械能不变
D.I点到J点的过程中,动能大小不变
23.物理的学习不仅需要掌握各种物理概念和物理规律,还需要掌握各类科学探究方法。例如“控制变量法”、“等效替代法”、“转换法”、“理想实验法”、“类比法”、“理想模型法”等。下列研究实例中,各种探究方法对应正确的是( )
A.如图甲所示,为了描述光的传播情况,通常用一条带有箭头的直线,即“光线”来表示光的传播径迹和方向——转换法
B.如图乙所示,将玻璃瓶内的空气逐渐抽出时手机铃声逐渐减小,可知真空不能传声——类比法
C.如图丙所示,通过观察木块B被钢球A撞出的距离来判断钢球A动能的大小——替代法
D.如图丁所示,研究影响滑动摩擦力大小的因素实验中,控制接触面相同,改变木块所受压力,测木块受到的滑动摩擦力;控制压力相同,改变接触面粗糙程度,测木块受到的滑动摩擦力——控制变量法
24.图中甲为过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则下列说法不正确的是( )
A.过山车的动能在E点最大
B.B点重力势能大于E点重力势能
C.过山车从B点运动到C点的过程中重力势能减小、动能增大
D.在这个过程中,过山车的机械能是减小的
二、填空题
25.同学们以“操场上的物理”为主题开展了科学实践活动。如图-1,湿篮球与地面撞击的力越大,篮球与地面接触后在地面上留下的水印越大,说明力的作用效果与力的 有关;如图-2,将铅球举高掉落进沙坑,铅球的高度越高,下落后陷入沙坑的深度越深,说明质量一定时,高度越高的物体具有的重力势能越 ;如图-3,快速摇动跳绳,地面上的碎纸片会向绳子与地面接触的地方运动,这是因为空气流速越 的地方气压越小。
26.如图所示,快递公司尝试用无人机运送包裹,在带着包裹匀速飞行过程中,包裹的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”),以无人机为参照物,包裹是 的(选填“运动”或“静止”)。
27.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: 。
28.如图所示是我国自行研制的且有国际先进水平的歼20战斗机。设发动机用约1.4×105N的推力使其以2倍声速(设声速为340m/s)匀速飞行,此过程中,发动机的功率是 W,10秒内发动机做的功是 J,当战斗机向下俯冲时,它的重力势能 (选填“增大”或“减小”或“不变”)。
29.(1)下大雪后,有些居民把煤渣撒在结冰的路面上,是因为 。
(2)请你判断下列物体具有哪种形式的能量:①在空中飞行的飞机 ;②拉弯的弓具有 。
(3)在我国的青藏高原,有的哨所在海拔五千多米以上的地方,战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭的原因是 。
30.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 。
31.在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,金属小球落下后原来平整的沙盘经过打击后如图所示。可知A、B、C三个金属小球中 球释放前重力势能最小;若A和B球质量相等,则刚开始落下时 球的高度要低些(选填“A”、“B”或“C”)。
32.我国古代科技著作《天工开物》中记载的“水转翻车”如图所示,它利用水流的力量将低处的水运送至高处。水由于上升,具有的 (选填“动能”或“重力势能”)会增大。
33.如图所示是小华观看射箭比赛时的情景,运动员拉开弓弦使其发生弹性形变,此时弓弦具有弹性势能,若运动员想让弓弦的弹性势能增大,需要增加弓弦的弹性形变,由此可以提出可探究的科学问题是:弓弦的弹性势能大小与其 大小有关。
34.在小区我们常看到图所示的警示标志。图甲为禁止高空抛物标志,图乙为 标志;请从能量的角度来说明设置这些标志的物理意义,图甲:物体的 能与高度有关;图乙:汽车的动能与 有关。
35.如图为某道路交通限速标志牌,限速原因是因为质量一定时, 越大,动能越大;小型车最高行驶速度不得超过100km/h,而大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。说明动能大小还与 有关。
36.抑制扬尘,环卫洒水已形成常态化,如图所示,正在水平路面上匀速前进进行洒水作业的喷洒车,水箱内水的动能 ;车对水平路面的压强 ;汽车牵引力做功的功率 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
37.甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图像分别如图甲、乙所示(空气阻力忽略不计)。由图可知,甲车的动能 (“大于”“小于”“等于”)乙车的动能,经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为 。
38.2025年5月29日,西昌卫星发射中心成功发射长征三号乙运载火箭,如图所示,在火箭加速上升阶段,其搭载的天问二号探测器的动能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
39.如图所示,抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”,可以在用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库,转化成水的 (选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)进行储存。
40.在九三阅兵中,中国空军的运油﹣20空中加油机与两架歼﹣20战斗机组成编队,接受了祖国和人民的检阅。当加油机为歼﹣20战斗机进行空中加油时,若加油机保持原有高度和速度匀速飞行,但其自身总质量因输出燃油而减小。在此过程中,加油机的动能 ,重力势能 (选填“增大”、“减小”或“不变”);当某架歼﹣20以600m/s的速度做匀速直线运动时,发动机的功率为9×104kW,发动机提供的推力为 N。
41.民以食为天。如图所示是正在收粮的收割机和运粮车。收割机工作时,运粮车与收割机同步匀速行驶,运粮车的动能 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
三、实验题
42.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 。
43.如图是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,。
(1)实验中,探究的是 (选“钢球”或“木块”)的动能;
(2)为了研究动能大小与质量的关系,应选择 (选填“甲”“乙”“丙”)两图进行分析,由图可得结论是 ;
(3)某同学用如图所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的钢球从不同高度由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小,这种方法是 (选填“正确的”或“错误的”)。
44.如图所示是某小组“探究影响动能大小的因素”的实验装置图。木块的碰撞面上粘贴海绵片,木块上、下表面粗糙程度不同(上表面更粗糙)。钢球的质量mA=mB<mC,图示高度hA=hC>hB。让钢球从斜面上滑下,撞击水平木板上静止的木块。
(1)木块的碰撞面上粘贴海绵片的作用是可使钢球与木块碰撞后 。
(2)实验中,探究的动能是指_______。
A.钢球即将撞击木块前的动能 B.木块被钢球撞击时的动能
(3)由甲、乙两次实验,得出实验结论: 。
(4)甲、丙两次实验,让不同质量的钢球从同一斜面同一高度由静止开始滚下,目的是 。
(5)某同学在做丙实验时发现小木块被撞后滑出木板,如何改进呢?三位同学对丙实验展开了讨论:
小明建议换用表面粗糙程度相同但长度更长的木板重新做对比实验。
小华建议换用木块上表面作为与木板的接触面重新做对比实验。
小红建议换用质量比前两次较小的钢球重新做对比实验。
上述建议中有 个人的建议是可行的。
(6)甲、乙两次实验中木块克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1 W2。
45.如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成图1所示的甲、乙、丙所示的三次实验,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)小钢球沿斜面滚下的过程中,它的重力势能转化为动能,其动能大小是通过 (选填“小钢球的高度h”或“木块移动的距离s”)大小来反映的;
(2)分析图1比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(3)如图2所示,是高速公路上某处的交通标志牌,这是交通管理部门对不同车型设定的最高 (选填“载重”、“车速”“动能”)。
(4)北京冬奥会滑雪比赛中,运动员从A点静止出发,在空中完成了一次超高难度的1620度旋转,获得本项目的金牌,现将运动轨迹简化如图3所示,若不考虑能量损失,她的运动轨迹最符合实际的是图3中的 (选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
46.某兴趣组在观看交通安全宣传视频时,看到一辆高速行驶的卡车与前方一辆急停的轿车相撞,两车还粘在一起向前运动了一段距离,造成多车追尾事故。一动一静的两车相撞后粘在一起运动的距离长短与哪些因素有关呢?关于这个问题,他提出了以下猜想:
Ⅰ.可能与运动车辆的速度大小有关;
Ⅱ.可能与静止车辆的质量大小有关。
他们利用斜面、足够长的粗糙平面、橡皮泥、小车(代替运动车辆)和砝码若干,按照如图装置进行实验。实验中始终保持乙车起始位置不变,请回答下列问题:
(1)在探究猜想Ⅰ时,可以通过 方式改变甲车到达水平面时的速度;
(2)多次实验后,水平面上留下了多个滑行距离的标记,无法区分哪次实验与哪个标记对应。为了避免这个问题,实验时可以采取的方法是 ;
(3)通过实验发现,静止车辆质量一定时,运动车辆速度越大,两车滑行距离越远。通过实验,发现甲车滑行距离越远,更容易再次和前车相撞。请你针对高速路上的行车安全提一条交通警示语: ;
(4)在探究猜想Ⅱ时,小明保持甲小车撞击时速度不变,逐渐减小平面小车质量来多次实验,此时发现两车一起滑行的距离越来越远。于是他进一步推理得出:当运动车辆速度一定时,若静止车辆质量为0,运动车辆滑行距离将无限远。你认为他的结论正确吗? ,理由是 。
47.如图所示的是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图,小明让同一钢球分别从斜面不同高度处由静止开始滚下,撞击木块。
(1)本实验探究的是 (木块/钢球)的动能与 的关系;
(2)实验中是通过观察 来比较动能大小的;
(3)在探究动能的大小与质量的关系时,当换用另一个钢球进行实验时,发现它将木块撞出了木板,要继续完成此实验,下列措施中可行的是: (选填序号)。
①第二次撞击质量更大的木块
②降低第二次钢球的高度
③换比第一次质量更大的钢球
④换比第一次质量更小的钢球
48.如图甲是小朋友在玩跳跳杆,当用力下压后,人随着杆一起向上运动;向下压力越大,人和杆反弹得越高,小明发现跳跳杆是利用弹簧的反弹上升的。他决定“探究弹簧的弹性势能与什么因素有关”,他找来三根完全相同的弹簧,光滑程度相同的长木板(一端都有可固定挡板),三块完全相同的方形木块、刻度尺等,按照图乙所示组装进行实验。
(1)由图乙可知,该实验中是通过 来比较弹簧弹性势能的大小;
(2)通过比较三次实验中、、的大小,可以得出:弹簧弹性相同时,弹簧的弹性势能与 有关。
49.小亮在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时,选用下列实验器材:一块厚泡沫,三个相同的铁钉;三个质量分别为、、的铝块,且。他做了如下实验:首先控制铁钉插入泡沫的深度相同,分别将三个金属块由空中静止释放撞击铁钉,撞击后铁钉进入泡沫的深度如图所示。
(1)比较 两次实验的情况,说明高度相同时,物体的质量越大,重力势能越大;
(2)由于实验室器材数量有限,有一小组同学没有领到质量为的金属块,他们是否可以完成对(1)中结论的探究? (选填“能”或“不能”);若能,请说明操作;若不能,请说明理由: ;
(3)本实验中,的质量比小,但初始高度比高,小亮认为没有做到控制变量,所以无法比较和的重力势能大小,你是否同意? (选填“是”或“否”),请写出你的依据 。
50.“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示:将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至木板上后与木块碰撞(不考虑碰撞过程的能量损失)。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法,得到了图2虚线框内的四个实验场景。
(1)为探究小车动能与质量的关系,应选用场景①和 (选填“②”、“③”或“④”)进行实验,可得到结论: ;选用场景③和④进行实验时,可探究小车动能与 的关系;
(2)在实验①和③中,小车动能越大,发生碰撞时对木块所做的功就越 ;在场景①和场景②中,木块克服摩擦所做的功分别为W1和W2,则W1 W2(大于/等于/小于);
(3)小江同学尝试改用如图3所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”,经过思考设计了以下两个实验方案:
实验方案一:探究动能大小与速度的关系:用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离;
实验方案二:探究动能大小与质量的关系:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离;
关于小江的实验方案,( )(填选项符号)
A.仅实验方案一可行 B.仅实验方案二可行
C.两个实验方案均可行 D.两个实验方案均不可行
51.小明发现,有些实验有相似之处:
(1)如图甲所示,小明在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中。
①让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,可使小车到达水平面时的 相同;
②让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,表面越光滑,小车所受阻力越小,速度减小得越 ,运动的距离越远。进一步推理得出:若运动的小车不受阻力,将做 运动;
③如图乙、丙所示,可探究“物体的动能与哪些因素有关”。实验中将质量不同的钢球,分别从同一斜面的同一高度由静止滚下撞击水平木板上相同位置的木块,则小球到达水平面时的速度 (选填“相同”或“不同”),木块在水平面上滑动时受到的摩擦力为f乙 f丙(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)在“探究影响压力作用效果因素”和“探究影响重力势能大小因素”两个实验中,均可通过如图丁所示器材完成实验,下列说法正确的有( )
A.都选用大小不同的木块,是为了改变相同的物理量
B.都需要观察小桌陷入沙中的深度
C.前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
D.后者实验中小桌不需要倒放
52.小明想要探究物体动能与哪些因素有关,实验过程如下。
(1)实验中,小球动能的大小是通过 来反映的;
(2)图甲、乙两次实验让同一小球从斜面的不同高度静止下落的目的是 ;
(3)图甲和图乙实验中木块克服摩擦力做的功分别是W1、W2,则W1 W2(选填“>”“<”或“=”),克服摩擦力做功的功率 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)小明又设计了如图丁所示的方案:让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块,这样做 (选填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系;
(5)如图戊所示,AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 。
53.为探究“动能大小的影响因素”,科学小组利用斜面、钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。
实验序号
钢球质量m/g
钢球自由滚下高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/m
甲
20
10
4
乙
20
20
16
丙
40
20
32
(1)实验中通过比较 来判断钢球动能的大小。
(2)分析比较乙和丙两组实验,其他条件相同时,物体质量越大,动能越 ;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体动能大小与物体的 有关;
(4)由实验中钢球撞击木块做功,同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景,并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关。进一步探究,获得了表格内的数据,如图所示,分析表格内的数据可知,利用乙、丙两次实验可验证危害程度与 (填“超载”或“超速”)有关;在质量和速度两个因素中,对动能影响较大的因素是
(5)科学小组换用图丁装置进行实验,让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达水平面的速度相同,从而探究动能与质量的关系。某一次实验中,木块被撞后滑出木板,拟重做实验继续研究动能与质量的关系。甲同学建议换用同样材料但较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应采用 同学的建议。
54.同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时,把小桌放在平整的沙面上,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,使桌腿陷入沙子,如图所示为实验过程中的有关情境。
(1)本实验探究的是 (重物/小桌)的重力势能;
(2)实验中通过 来判断物体重力势能的大小,这种研究方法叫 法;
(3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,针对这些现象,下列做法中最不具有操作性的是______;
A.增大重物下落的高度
B.增大前后两次实验重物的质量差
C.测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h(如图丁所示)
D.每次实验前都松动沙子、平整沙面
(4)比较甲、乙两实验,可得结论: ,重力势能越大,若要探究重力势能与质量的关系,应比较 两实验;
(5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”,他的设想 (可行/不可行)。
55.小明同学偶然观察到盛有水的杯子不慎掉落在地面上时,水会从杯子中溅出来。小明同学查阅资料,了解到这是由于水受到了反冲力的作用而向上跳动。爱动脑思考问题的小明想知道水所受反冲力的大小和什么因素有关。
【证据】小明提出了三个猜想:
猜想一:水所受反冲力的大小可能与杯子的材料有关;
猜想二:水所受反冲力的大小可能与杯中水的多少有关;
猜想三:水所受反冲力的大小可能与杯子下落的高度有关。
(1)实验中需要的器材:一次性轻质纸杯、去盖的轻质易拉罐、两个乒乓球、水、量筒和 。
(2)将乒乓球放入杯中,从某一高度自由释放,通过观察乒乓球弹起的 来反映反冲力的大小,这种实验方法称为 。
(3)如图所示,小明分别在纸杯和易拉罐中装入水和乒乓球,让纸杯和易拉罐从高处自由下落掉在地面上,测量乒乓球弹起的高度,记录实验数据如下表所示。
次数
杯子材料
杯子下落的高度/cm
杯中水的体积/mL
乒乓球弹起的高度/cm
1
纸
50
150
15
2
纸
50
100
10
3
铝
40
100
12
4
纸
30
150
9
【解释】
(1)对比 两次实验可以得到的结论是:杯子材料和下落高度一定时,水量越多,水所受的反冲力越大。
(2)结合表格所给数据,再对比2和3两次实验 (选填“能”或“不能”)验证猜想一,并说出你判断的依据 。
【交流】杯子下落的高度越高,乒乓球弹起的高度就越高,从能量转化的角度来看,原因可能是:杯子下落的高度越大时,杯中水的 越大,转化为水的动能越大,使得乒乓球的重力势能越大。
56.实验小组的同学用如图甲所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”,将钢球从不同的高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离,下表是实验小组实验时记录的部分实验数据。
实验次数
钢球质量m/g
钢球的下摆h/cm
木块滑行的距离s/cm
1
20
10
10
2
20
20
18
3
20
30
27
(1)实验时钢球静止释放的位置越高,摆到竖直位置时的速度就越 。其动能的大小是通过 来反映的;
(2)由上述实验数据和现象可得出结论:当物体的质量一定时,物体的 越大,物体的动能就越大。
(3)假若水平木板绝对光滑且足够长,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(4)木块最终会停下来,在此过程中木块的动能转化为 。
(5)如图乙是单摆实验,A点的高度大于B点的高度,使小球从A点由静止开始释放,当小球荡到B点位置时绳子突然断裂(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 (填“a”“b”“c”“d”)。
57.(1)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离。如图所示。请回答问题:
①铁球从同一高度由静止释放的目的是 ,该实验是为了研究铁球的动能大小与 的关系。该实验铁球的速度是指铁球从斜面由静止滚下到水平面与木块碰撞 (选填“前”、“后”或“前、后均可”)的速度,它是通过 (高度或质量)来改变的。该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出 (“铁球”或“木块”)具有的动能的大小。
②图乙是高速公路的限速牌,但是不同车型的车限速却不一样,限制车速实际上是限制车的 。
③斜面在生活生产中常见,在物理实验中也常有,以下物理实验都用到了斜面。
A如图甲所示利用斜面测平均速度,为了提高实验测量的准确度,可以 (填“增大”或“减小”)斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
B如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止,此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3,它们的关系是 。
C如图丙所示利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,该实验水平面不能光滑的原因是 。
(2)探究物体的重力势能,(木桩起始位置高度相同)
①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是: ;
②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同, (选填“能”、“不能”)说明乙、丙的重力势能相同,你的理由是 。
四、综合题
58.“同济飞鱼”是我国同济大学自主制造的一款水空跨域巡航器原型机,它在空中可以像无人机一样飞行,入水后可以像潜水艇一样运行(如图甲所示)。
在某次执行任务时,“同济飞鱼”下面用绳(绳重力不计)悬挂着一个实心正方体物块A从水面以下上升,直至将物块A被提升到距水面一定的高度,如图乙所示。此过程中,物块A上、下表面的压强随时间变化的图像分别为图丙中的段和段,图像中段,物块受到的拉力为2.25N。(不计水的阻力,忽略水面位置的变化)(取)求:
(1)分析图像可知:在物块A下表面离开水面之前,物块A的动能 ;(选填字母“A:变大”“B:不变”或“C:变小”)。在“同济飞鱼”全部浸没在水面以下运动的过程中,它受到的浮力将 ;(选填字母“A:变大”“B:不变”或“C:变小”)
(2)在点对应的时刻,物块A的上下表面的压强差为多少?物块A的体积是多少?(请写出计算过程);
(3)实心物块A的密度是多少?(请写出计算过程)
2025-2026学年新人教版八年级下册课时11.3《动能和势能》热点题型专练
参考答案
1.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。
2.D
【详解】A.物体的动能与质量、速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。火箭加速升空时,速度增大,质量不变,动能增大,故A正确,不符合题意;
B.物体的重力势能与质量、高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大。火箭上升时卫星的质量不变,高度增加,重力势能增大,故B正确,不符合题意;
C.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,所以燃料在燃烧过程中,质量减少,但热值不变,故C正确,不符合题意;
D.火箭加速升空时,燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能,不是火箭的动能转化为重力势能,因为火箭的动能、重力势能都增大。故D错误,符合题意。
故选D。
3.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。
4.A
【详解】物体由于运动而具有的能叫动能,动能大小与物体的质量和速度有关。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,所以对通过大桥的车辆限速与限重。
故选A。
5.B
【详解】A.排球在空气中运动时,与手脱离,手对排球没有推力作用,不考虑空气的阻力,排球只受重力,故A错误;
B.排球在空中先上升后下落,运动方向不断发生变化。在上升过程中,运动速度变小,在下落过程中,运动速度变大,所以排球的运动状态改变了,故B正确;
CD.排球到达最高点时,在水平方向仍有速度,因此速度不为0,所以动能不为零,此时如果所有的力都消失,根据牛顿第一定律可知,排球将做匀速直线运动,故CD错误。
故选B。
6.B
【详解】无人机在加速升空的过程中,质量不变,速度变大,动能增大;高度变大,重力势能增大;机械能包括动能和势能,即机械能增大。在无人机加速升空过程中,动能和势能均增大,故动能没有转化为重力势能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.B
【详解】A.无人机悬停时,主要是依靠四个旋翼旋转产生的升力与重力平衡,而不是浮力,一般情况下,空气浮力相对较小,在分析无人机悬停受力时通常忽略不计,故A错误;
B.无人机水平匀速飞行时,货物随无人机水平匀速飞行,处于平衡状态,货物所受的合力为零,故B正确;
C.无人机上升过程中,货物随无人机上升,质量不变,高度增加,货物的重力势能增加,故C错误;
D.无人机下降过程中,货物随无人机下降,质量不变,如果速度减小,则货物的动能减小,故D错误。
故选B。
8.C
【详解】A.拳头对头顶的力和头顶对拳头的力是一对作用力与反作用力,满足“大小相等、方向相反”的特点,故A错误;
B.一对平衡力需满足“等大、反向、共线、同物”的特点,拳头对头施加竖直向下的力F时,地面对哪吒的支持力F支=G+ F,F和F支大小不相等,故不是一对平衡力,故B错误;
C.拳头刚接触哪吒头时具有一定的速度,此时拳头具有一定的动能:最终静止时拳头的速度为零,动能变为零,故此过程中拳头的动能变小,故C正确;
D.头顶对拳头的力是由于头顶发生弹性形变而产生的,故D错误。
故选C。
9.D
【详解】木块沿光滑水平轨道滑行时,机械能守恒,弹簧弹性势能转化为木块的动能,木块的动能又转化为木块的重力势能。
A.因为l2=l3,则乙、丙的弹簧弹性势能相同,因此乙、丙离开弹簧时的动能相等,到达斜面的最大高度时的重力势能也相等。根据重力势能与质量和高度的关系,由于m乙<m丙,则乙、丙能到达斜面的最大高度h乙>h丙,故A错误;
C.因为l2=l3,则乙、丙的弹簧弹性势能相同,因此乙、丙离开弹簧时的动能相等,到达斜面的最大高度时的重力势能也相等。根据动能与质量和速度的关系,由于m乙<m丙,则乙、丙离开弹簧时的速度v乙>v丙,故C错误;
BD.因为l1<l2=l3,则乙、丙的弹簧弹性势能相同,甲离开弹簧时的动能最小,即甲离开弹簧时的动能比丙小,甲到达斜面的最大高度时的重力势能比丙小;根据重力势能与质量和高度的关系,由于h甲>h丙,则甲、丙的质量m甲<m丙,故B错误,D正确。
故选D。
10.D
【详解】A.加油过程中,战斗机的高度和速度不变,加油机和战斗机没有发生位置的改变,以加油机为参照物,战斗机是静止的,故A错误;
B.加油过程中,加油机和战斗机的质量不断变化,速度不变,所以动能改变,故B错误;
C.加油过程中,加油机和战斗机的质量不断变化,高度不变,所以重力势能改变,故C错误;
D.加油过程中,速度和高度不变,加油机的质量减小,战斗机的质量增加,所以加油机的动能减小,战斗机的重力势能增加,故D正确。
故选 D。
11.B
【详解】A.做功的两个必要因素是:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离;若搬运货物N竖直运动,力FN的方向竖直向上,则货物N在竖直方向上移动了距离,因此力FN对货物N做了功,故A不符合题意;
B.若搬运货物M水平运动,力FM的方向是竖直向上的,而货物M的运动方向是水平的,力的方向与运动方向垂直,根据做功的定义,力FM对货物M不做功,故B符合题意;
C.由图丙可知,货物M和N的动能均不随时间变化,说明它们都做匀速直线运动;从图中可以看出,货物N的动能大于货物M的动能,而动能与物体的质量和速度有关,在质量相同时,速度越大,则动能越大,所以可得 vN > vM,故C不符合题意;
D.两货物都做匀速直线运动,处于平衡状态;在竖直方向上,货物受到的支持力与自身的重力是一对平衡力,大小相等,因为两货物的质量相同,根据可得,它们的重力也相同,所以有FM=FN,故D不符合题意。
故选B。
12.B
【详解】A.车辆超载,对地面的压力变大,若受力面积相同,根据可知对路面的压强变大,会损坏路面,故A正确,不符合题意;
B.当车辆超载时,载重车的质量变大,重力变大,对地面的压力变大,摩擦力增大,容易使轮胎磨损,故B错误,符合题意;
C.物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,超载后车的质量变大,惯性增大,遇到紧急情况时很难刹车,易发生车祸,故C正确,不符合题意;
D.车辆超载,质量变大,若速度相同,根据影响动能大小的因素,车辆动能变大,发生事故时对外做的功更多,造成的破坏更严重,故D正确,不符合题意。
故选B。
13.A
【详解】A.过山车从低处上升的过程中,质量不变,高度增加,因此重力势能增加,故A正确;
B.惯性不是力,不能说受到惯性作用,过山车从高处加速滑下是由于受到重力的作用,故B错误;
C.过山车从高处加速滑下的过程中,过山车的质量不变,速度变大,因此动能变大,故C错误;
D.过山车从低处上升的过程中,速度的大小和方向都在变,即过山车的运动状态一直在变,因此过山车处于非平衡状态,故D错误。
故选 A。
14.C
【详解】A.实验中通过沙面的凹陷程度来反映重力势能的大小,沙面的凹陷程度越大,说明重力势能越大,用到转换法,故A正确,不符合题意;
B.在探究重力势能大小与质量的关系时,应控制小球的高度相同,即可以让不同质量的小球从同一高度下落,对比A、B两次撞击,可知物体的质量越大,重力势能越大,故B正确,不符合题意;
C.对比B、C可知,小球的质量和下落的高度都不同,无法探究重力势能的大小,故C错误,符合题意;
D.对比A、C可知,小球的质量和下落的高度都不同,不符合控制变量的科学方法,故D正确,不符合题意。
故选C。
15.C
【详解】A.鸡蛋在下落时,质量不变,高度降低,速度增大,重力势能减小,动能增大,故A正确,不符合题意;
B.考虑空气阻力,若鸡蛋在下落时所受合力方向向下,大小为0.4N,则鸡蛋所受的空气阻力约为
故B正确,不符合题意;
C.由图可知,质量相同的鸡蛋,高度越高,对人体产生的伤害越大,即对人做的功越多,说明质量相同的鸡蛋,高度越高,重力势能越大,故C错误,符合题意;
D.鸡蛋从8楼抛下到达地面时,重力做的功约为
接近10J,故D正确,不符合题意。
故选C。
16.B
【详解】由图可知,极目阁观景点的高度最大,徒步者的质量不变,所以徒步者在极目阁观景点时,重力势能最大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
17.AC
【详解】A.相互作用力的特点是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,且作用在两个相互作用的物体上。耕田时,牛对犁施加拉力,同时犁对牛也有一个反方向的拉力,这两个力符合相互作用力的条件,所以牛对犁的拉力与犁对牛的拉力是一对相互作用力,故A正确;
B.平衡力的条件是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,且作用在同一物体上。人对手杖的压力方向是竖直向下,手杖的重力方向也是竖直向下,这两个力方向相同,不符合平衡力的条件,所以人对手杖的压力与手杖的重力不是一对平衡力,故B错误;
C.重力势能的大小与物体的质量和高度有关,在高度一定的情况下,物体的质量越大,重力势能越大。因为踩碓舂米时,碓头在最高点,高度一定,碓头质量比较大,具有更大的重力势能,故C正确;
D.水舀起时,对水施加力的是刮板,所以施力物体是刮板,而不是人,故D错误。
故选AC。
18.C
【详解】A.根据题意可知,球2经过铜管时,铜管切割磁感线,铜管中产生感应电流,磁铁球2对铜管产生作用力,因为力的作用是相互的,铜管也对磁铁球2产生作用力,从而使球2受到电磁阻力;当两球到达如图位置时,球1的重力势能转化为动能,球2的重力势能转化为动能和电能,球1的高度较小,重力势能减小得较多,球2的重力势能减小得较少,且有部分重力势能转化为电能,所以,球1的动能大于球2的动能,则此时球1的速度大于球2,故A不符合题意;
B.球2在铜管中受到重力和电磁阻力,重力竖直向下,电磁阻力竖直向上,且阻力随速度增大而增大。开始时,重力大于电磁阻力,球2所受合外力向下,速度会增大;随着速度增大,电磁阻力增大,但合力仍然向下,速度依然在增大,当电磁阻力等于重力时,球2做匀速运动,所以球2的速度不可能减小,故B不符合题意;
C.由选项B的分析可知,在电磁阻力增大到与重力相等之前,球2所受合外力向下,速度一直增大,当电磁阻力等于重力时,球2做匀速运动,所以球2在铜管中速度可能一直增大,直到达到匀速,故C符合题意;
D.球1和球2到达水平线MN处时,重力势能的减小量相同,球1的重力势能转化为动能,球2的重力势能转化为动能和电能,所以,球1的动能大于球2的动能,故D不符合题意。
故选C。
19.C
【详解】A.动能的大小与质量和速度有关,质量越大、速度越大,动能越大。机器人加速跑时,质量不变,速度变大,故动能增大,故A正确;
B.当物体处于静止或匀速直线运动状态时,受力平衡,合力为零。机器人做匀速直线运动时,受力平衡,平衡力的合力为0,水平方向合力为零,故B正确;
C.惯性是物体保持原有运动状态不变的性质,惯性大小只与质量有关,与速度等其他因素无关。跑步时速度无论大小,惯性不变,故C错误;
D.重力的大小只与物体的质量有关,质量不变,重力不变。加速奔跑的过程中,机器人的质量不变,则重力不变,故D正确。
故选C。
20.C
【详解】A.探究物体动能大小的影响因素时,需要控制质量或速度其中一个变量,研究另一个变量对动能的影响,用到了控制变量法;通过木块移动的距离来反映小球动能的大小,用到了转换法,故A正确,不符合题意。
B.小球动能越大,对木块做的功越多,木块移动的距离越远,所以小球动能的大小通过木块移动的距离来反映,故B正确,不符合题意。
C.实验时,h2>h1,小球从更高的位置滚下,到达水平面时的初始速度更大,目的是使小球在水平面的初始速度不同,从而探究动能与速度的关系,故C错误,符合题意。
D.此实验中,小球质量相同,从不同高度滚下,到达水平面的速度不同,木块移动的距离不同,说明小球动能的大小与小球的速度大小有关,故D正确,不符合题意。
故选C。
21.C
【详解】A.谷种在下落过程中具有一定的速度,如果所受外力全部消失,根据牛顿第一定律,它将保持原来的运动状态,即做匀速直线运动,而不是静止在空中,故A错误;
B.在同一风力作用下,谷种和瘪谷从洞口水平飞出。由于谷种质量较大、惯性较大,其水平初速度较小;瘪谷质量较小、惯性较小,其水平初速度较大。在相同下落时间内,瘪谷的水平移动距离更大,因此瘪谷的落地点应比谷种更远,即瘪谷落地点为M,谷种落地点为N,故B错误;
C.瘪谷飞出洞口到落地的过程中质量不变,高度减小,重力势能变小,故C正确;
D.从图中看出,谷种飞出洞口下落做曲线运动,运动状态不断改变,故D错误。
故选C 。
22.C
【详解】A.重力势能与质量和高度有关,F点为运动的最高点,故重力势能最大,故A不符合题意;
B.O点到E点的过程中,发动机点火加速升空,速度变大,动能变大,高度增大,重力势能增大,机械能包括动能和势能,机械能增大,故B不符合题意;
C.由题知,G点到I点的过程中,发动机处于关闭状态,进入大气层后,导弹会受到空气阻力,克服摩擦做功,所以巡航导弹的机械能变小,故C符合题意;
D.巡航阶段,主发动机的推力与阻力平衡,弹翼的升力与重力平衡,巡航导弹受平衡力的作用而做匀速直线运动,导弹的质量不变,所以其动能不变,故D不符合题意;
故选C。
23.D
【详解】A.图甲中用一条带箭头的直线来表示光的传播路径和方向,建立一个模型,描述光的传播路径,运用的是模型法,故A错误;
B.图乙中逐渐抽出瓶内空气,空气这种介质慢慢变少,声音慢慢变小,得出声音的传播需要介质,但是在实验室中无法抽成真空状态,故是推测出真空不能传声,运用了推理法,故B错误;
C.图丙中无法直接测量钢球A的动能,转而通过测量被撞木块B被推出的距离s来间接表征A的动能大小,这是运用了转换法,故C错误;
D.图丁中研究滑动摩擦力时,探究摩擦力与压力的关系,需要先保持接触面相同、只改变木块所受压力,测木块受到的滑动摩擦力;探究摩擦力与接触面的粗糙程度关系,保持压力相同,只改变接触面的粗糙程度,每次都只改变一个因素、控制其他量不变,属于典型的“控制变量法”,故D正确。
故选D。
24.A
【详解】A.由图乙可知,过山车在E点的动能条形图比在C点的动能条形图短,所以过山车的动能在E点不是最大的,故A错误,符合题意;
B.从图乙能够看出,过山车在B点的重力势能条形图比在E点的重力势能条形图长,所以B点重力势能大于E点重力势能,故B正确,不符合题意;
C.过山车从B点运动到C点的过程中,高度减小,质量不变,所以重力势能减小;速度增大,质量不变,所以动能增大,故C正确,不符合题意;
D.在这个过程中,由于存在摩擦等阻力,过山车的机械能会不断克服阻力做功,从而导致机械能减小,故D正确,不符合题意。
故选A。
25. 大小 大 大
【详解】[1]湿篮球与地面撞击的力越大,篮球与地面接触后在地面上留下的水印越大。力的大小不同,产生的作用效果,即水印大小不同,说明力的作用效果与力的大小有关。
[2]将铅球举高掉落进沙坑,铅球质量一定时,高度越高,下落时对沙坑做功越多,即陷入沙坑深度越深。重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量一定时,高度越高,物体具有的重力势能越大。
[3]快速摇动跳绳,绳子与地面接触的地方空气流速快,根据流体压强与流速的关系,空气流速越大的地方气压越小,所以地面上的碎纸片会向绳子与地面接触的地方运动。
26. 不变 静止
【详解】[1]动能的大小与质量和速度有关,包裹随无人机匀速飞行时,质量和速度均不变,因此包裹的动能不变。
[2]以无人机为参照物,包裹与无人机的相对位置没有发生变化,因此包裹是静止的。
27. 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。
28. 减小
【详解】[1]2倍声速,即v=2×340m/s=680m/s。功率的计算公式为
[2]10秒内发动机做的功
[3]重力势能与物体的质量、高度有关。战斗机向下俯冲时,质量不变,高度减小,因此重力势能减小。
29.(1)将煤渣撒在结冰的路面上,增大了接触面的粗糙程度,增大了摩擦力
(2) 动能和重力势能 弹性势能
(3)高原地区气压低,水的沸点低,食物不易煮熟;压力锅能增大锅内气压,提高水的沸点
【详解】(1)结冰后,路面很滑。把煤渣撒在结冰的路面上,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
(2)[1]飞机在空中飞行时,由于飞机在运动所以具有动能;又由于飞机相对地面被举高,所以飞机具有重力势能。
[2]拉弯的弓发生了弹性形变,所以拉弯的弓具有弹性势能。
(3)因为气压与海拔高度有关,海拔越高,气压越低。水的沸点和大气压有关,大气压越低,沸点越低。在海拔五千多米的某边防哨所,大气压强比较低,水的沸点低于标准大气压下的沸点,食物难以煮熟,所以战士们在日常生活中必须使用压力锅做饭,增大锅内的气压,从而提高水的沸点,使食物容易煮熟。
30. 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。
31. B B
【详解】[1]小球释放前的重力势能越大,小球的能量就越多,做功本领越强,则小球陷入沙盘中越深,反之小球陷入沙盘中越浅。图中金属小球B陷入沙盘中的深度最小,说明金属小球B的重力势能最小。
[2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关,质量越大,高度越小,重力势能越大。若A和B球质量相等,陷入沙盘中越浅,说明小球下落的高度越低,图中金属小球B陷入沙盘中的深度最小,所以金属小球B球的高度要低些。
32.重力势能
【详解】重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,重力势能越大。水位升高,水的高度增加,故具有的重力势能会增大。
33.弹性形变程度
【详解】弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。运动员拉开弓弦时,拉开的幅度越大,弓弦的弹性形变程度就越大。 所以这里可提出的科学问题是:弓弦的弹性势能大小与其弹性形变程度大小有关。
34. 限速 重力势 速度
【详解】[1]图乙为限速标志,表示限速。
[2]图甲为禁止高空抛物标志,位于高处的物体,因为由较大的重力势能,落下时会有较大的危害。图甲中,物体的质量一定,重力势能与高度有关。
[3]物体的动能与物体质量和运动速度有关,图乙中,汽车质量一定时,汽车的动能与速度有关。
35. 速度 质量
【详解】[1]影响动能大小的因素是质量和速度;限速的原因是质量一定时,速度越大,动能越大,行车危险性越大。
[2]不同的车型,质量不同,限速不同的原因是动能大小与物体的质量有关。如果车的行驶速 度相同,质量大的车,动能大,行驶时危险性就大。
36. 变小 变小 变小
【详解】[1]喷洒车的速度不变,但是水箱内水的质量减小,所以水箱内水的动能变小。
[2]水箱内水的重力减小,则车和水的总重力减小,所以喷洒车对路面的压力变小,受力面积不变,由车对水平路面的压强变小。
[3]喷洒车对路面的压力变小,摩擦力变小,匀速行驶时,牵引力等于摩擦力,牵引力变小,汽车牵引力做功的功率可知,汽车牵引力做功的功率变小。
37. 大于 5︰3
【详解】[1]由图像知,乙车的速度为,甲车的速度为
已知两车完全相同,所以质量相同,因为甲的速度大于乙的速度,所以甲车的动能大于乙车的动能。
[2]在匀速直线行驶过程中,受到的力是平衡力,平衡力大小相等,即牵引力等于摩擦力。又因为甲乙两辆车相同即压力相同,相同的接触面,粗糙程度相同,所以摩擦力相同,即
因为,根据功率公式可知,甲、乙两车牵引力做功的功率之比为
根据可知,经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为
38.变大
【详解】在火箭加速上升阶段,其搭载的天问二号探测器的质量不变,速度变大,动能变大。
39.重力势能
【详解】蓄能时,利用电网多余电能抽水至上水库,使水的高度增大,重力势能增大,是将电能转化为水的重力势能进行储存。
40. 减小 减小 1.5×105
【详解】[1][2]加油机的质量减小,速度不变,所以动能减小;高度不变,但质量减小所以重力势能也减小。
[3]由可得,发动机提供的推力。
41.变大
【详解】动能大小跟物体的质量和速度有关,速度不变时,质量越大,动能越大。运粮车在收割过程中,速度不变,质量不断增大,所以动能不断变大。
42.(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。
43.(1)钢球
(2) 甲、丙 速度相同时,物体的质量越大,动能越大
(3)错误的
【详解】(1)实验中,是钢球从斜面上滚下,推动木块运动,所以探究的是钢球的动能。
(2)[1]研究动能大小与质量的关系时,要控制速度相同,即让钢球从同一高度滚下,改变质量。甲图中钢球A,丙图中钢球C,,则两球到达水平面时速度相同,,质量不同,所以应选择甲、丙两图进行分析。
[2]由图可知,丙图中钢球质量大,推动木块运动的距离远,说明动能大。可得结论:速度相同时,物体的质量越大,动能越大。
(3)探究动能的大小与速度的关系时,应控制接触面的粗糙程度相同,即让木块在相同的表面上滑行,而该同学让木块在铁板和毛巾上滑行,接触面粗糙程度不同,无法准确判断是速度还是接触面粗糙程度对木块滑行距离的影响,所以这种方法是错误的。
44.(1)一起运动
(2)A
(3)当物体质量一定时,速度越大,物体动能越大
(4)控制钢球到达水平面的速度相同
(5)2
(6)>
【详解】(1)实验中在木块的碰撞面上粘贴海绵片,可使钢球与木块在碰撞后一起运动。因为海绵片有一定的缓冲、粘连作用,能让钢球和木块碰撞后结合在一起,减小能量的损失。
(2)实验中探究的是钢球即将撞击木块前的动能,通过木块移动的距离反映钢球的动能大小,故选 A。
(3)甲、乙中钢球质量相同(mA=mB),甲的高度更高(hA>hB),钢球到达水平面的速度更大,木块移动距离更远(),因此结论:当物体质量一定时,速度越大,物体动能越大。
(4)甲、丙中钢球从同一斜面同一高度滑下,目的是使钢球到达水平面时的速度相同,控制速度变量,探究动能与质量的关系。
(5)小明:换更长的木板,可避免木块滑出,可行;
小华:实验中,要使钢球推动相同的木块,比较木块移动的距离,才能比较出钢球动能的大小,这是控制变量的要求,故不可行;
小红:换质量更小的钢球,动能减小,木块移动距离减小,可避免滑出,可行。 因此2 个人的建议可行。
(6)甲中钢球动能更大,木块移动距离更远(),且接触面粗糙程度相同,摩擦力f相同;由可知,。
45.(1)木块移动的距离s
(2)甲、丙
(3)车速
(4)c
【详解】(1)小钢球从斜面滚下过程中,其动能大小是通过木块移动的距离s的大小来反映,木块被撞击移动的距离越远,说明小钢球对木块做的功越多,小钢球的动能越大。
(2)研究动能与质量的关系,应控制物体的质量相同、速度不同。图1甲、丙两组实验中,小钢球的质量不同,在斜面上下滑时的高度相同,到达水平面时速度相同,图1丙中,小钢球的质量大,木块移动的距离远,说明图1丙中小钢球的动能大,由图1甲、丙实验可得出物体的动能与质量的关系。
(3)图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速,由于动能的大小与物体的质量和速度有关,对质量不同的车型设定不同的速度,有利于交通安全。
(4)不考虑能量损失,该运动员在运动过程中机械能是守恒的,由于到达最高点时,运动员水平方向有速度,即具有动能,运动员的重力势能比A点的小,则运动员到达最高点时的高度低于下滑的最高点A点;d轨迹起始速度接近水平,不符合实际;她的运动轨迹最符合实际的是图3中的c。
46.(1)改变甲车下落的高度
(2)用不同颜色的笔将轨迹进行标记
(3)保持车距,安全行驶
(4) 不正确 见解析
【详解】(1)小车在斜面上的高度越高,小车到达水平面时的速度越大。在探究猜想I时,小明可以通过改变甲车下落的高度方式改变甲车到达水平面时的速度。
(2)如果实验时使用相同的标记,则多次实验后,水平面上留下了多个滑行距离的标记,无法区分哪次实验与哪个标记对应,因此为了避免这个问题,实验时可以采取的方法是每次实验结束后用不同颜色的笔将轨迹进行标记或者使用不同的符号对每次实验进行标记。
(3)通过实验发现,静止车辆质量一定时,运动车速度越大,两车滑行距离越远。通过实验,小明想到两车滑行距离越远,更容易再次和前车相撞,说明前后车的车距对于行车安全非常重要,因此针对高速路上的行车安全交通警示语:保持车距,安全行驶。
(4)[1][2]结论不正确,理由是道路不是光滑的,运动车会受到摩擦阻力的作用而减速最终停下来。
47.(1) 钢球 速度
(2)撞击木块移动的距离
(3)④
【详解】(1)在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中,“物体动能”指的是钢球滚到水平面时的动能;因为是同一钢球(质量一定),从不同高度滚下(速度不同),甲图中钢球的高度更高,到达水平面时的速度更大,木块被推的更远,所以可得结论:在“质量”一定时,物体的动能与“速度”有关,速度越大,动能越大;根据控制变量法知,本实验探究的是钢球的动能与速度的关系。
(2)根据转换法,实验中通过观察滚下的钢球撞击木块移动的距离,来比较小球动能的大小。
(3)在探究动能的大小与质量关系时,需要控制速度大小不变,改变质量,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,这说明该球的质量太大了;
①换质量更大的木块,改变了摩擦力的大小,故①不符合题意;
②实验中需要控制速度相同,不能降低第二次钢球的高度,故②不符合题意;
③换质量更大的钢球,则更容易使木块滑出木板,故③不符合题意;
④换质量更小的钢球,能减小木块移动的距离,故④符合题意;
故选④。
48.(1)木块移动的距离
(2)弹簧形变量
【详解】(1)弹性势能的大小无法直接测量,实验中采用 “转换法”,通过观察弹簧将木块弹开的距离远近来间接反映弹簧弹性势能的大小,木块被弹开得越远,说明弹簧的弹性势能越大。
(2)三次实验使用的是完全相同的弹簧,弹性相同,但弹簧被压缩的程度不同,形变量不同,通过比较木块被弹开的距离s1、s2、s3可得出:弹簧弹性相同时,形变量越大,弹性势能越大,即弹性势能与弹簧的形变量有关。
49.(1)甲、丙
(2) 不能 不能控制高度相同时,质量不同
(3) 否 见解析
【详解】(1)由题可知,甲、丙中铝块的质量不同,高度相同,铁钉进入泡沫深度不同,因此比较甲、丙两次实验的情况,说明铝块高度相同时,质量越大,铝块的重力势能越大。
(2)[1][2]由于甲、乙中金属块的质量相同,高度不同,铁钉进入泡沫深度不同,故能得到的结论:在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大。由于实验室器材数量有限,有一小组同学没有领到质量为的金属块,可知领到的金属块的质量相同,由于不能控制高度相同时,质量不同,所以不能完成(1)中结论的探究。
(3)[1][2]由图可知,甲、乙中金属块的质量相同,高度不同,铁钉进入泡沫的深度不同,故可探究重力势能的大小与高度的关系,得到的结论为:在质量相同时,物体被举得越高,重力势能越大;所以,我们是通过观察比较铁钉进入泡沫的深度来间接比较金属块重力势能的大小,比较乙、丙实验,的质量比小,初始高度比高,对应的铁钉进入泡沫的深度较大,则的重力势能较大,可比较和的重力势能大小。
50.(1) ③ 速度一定时,质量越大,动能越大 速度
(2) 多 等于
(3)A
【详解】(1)[1]实验中为探究动能大小与质量的关系,应控制小车到达水平面的速度相同,让质量不同的小车,从斜面上同一高度由静止释放,应选场景①和③。
[2]实验中看到,质量不同的小车从相同高度滑下,质量大的小车使木块移动的距离更远,可得出结论:速度一定时,质量越大,动能越大。
[3] 选用场景③和④进行实验时,使质量相同的小车从不同的高度滑下,小车到达斜面底端时速度不同,推动木块移动的距离不同,可探究小车动能与速度的关系。
(2)[1]在实验①和③中,小车动能越大,发生碰撞时对木块所做的功就越多,推动木块移动的距离越远。
[2]在场景①和场景②中,质量相同的小车从相同高度滑下,到达斜面底端时动能相同。与木块撞击,使木块移动,使木块获得的动能相同,木块最终停止,动能变为0,木块克服摩擦做功消耗的机械能相同,木块克服摩擦所做的功分别为W1和W2,则W1等于W2。
(3)实验方案一用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放,弹性势能转化为钢球的动能,弹簧形变程度不同,小球的速度不同,控制了质量相同,通过观察木块移动的距离来判断动能的大小,故是可行的;而实验方案二用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,相同的弹性势能转化为动能,故动能的大小相同,质量不同,钢球的速度不同,而本实验中,需要改变质量,控制速度相同,故方案二不可行,综上所述,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
51.(1) 速度 慢 匀速直线 相同 等于
(2)BCD
【详解】(1)[1]让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,目的是使小车到达水平面时的速度相同。
[2][3]由图甲可知,小车所受阻力越小,小车滑行的越远,速度减小的越慢,若运动的小车不受阻力,小车的速度将不再减小,将做匀速直线运动。
[4]由图乙、丙可知,钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下时,到达斜面底端速度相同。
[5]接触面的粗糙程度相同,压力大小相同,故木块在水平面上滑动时受到的摩擦力相同,即f乙等于f丙。
(2)A.“探究影响压力作用效果因素”时,选用大小不同的木块,是为了改变压力的大小;“探究影响重力势能大小因素”时,选用大小不同的木块,是为了改变质量的大小,改变的物理量不相同,故A错误;
B.根据转换法可知,这两个实验中都是根据小桌陷入沙中的深度来反映压力的作用效果或者重力势能的大小,故B正确;
C.静止在水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,所以“探究影响压力作用效果因素”时,不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放,故C正确;
D.“探究影响重力势能大小因素”时,不需要改变受力面积的大小,所以小桌不需要倒放,故D正确。
故选BCD。
52.(1)木块被撞击移动距离
(2)控制小球到达水平面的速度不同
(3) < 变小
(4)不能
(5)c
【详解】(1)实验中,小球的动能不能直接得到,通过小球撞击木块后,木块移动的距离来判断小球动能的大小,木块移动的距离越远,小球的动能越大,使用了转换法。
(2)图甲、乙两次实验让同一小球从斜面的不同高度静止下落,小球的质量相同,下滑高度不同,则小球达到水平面时的速度不同,因此目的是为了控制小球到达水平面的速度不同。
(3)[1][2]木块克服摩擦力做功,甲、乙实验中接触面粗糙程度相同,木块对水平面的压力相同,则木块受到摩擦力的大小相同,乙中木块被推动的距离更远,因此;木块滑行过程中,受到摩擦力的大小不变,速度越来越小,根据可知,克服摩擦力做功的功率变小。
(4)让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度,弹性势能相同,相同的弹性势能转化为动能,由于质量不同,故小球的速度不同,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块,这样做无法控制小球的速度相同,故不能验证动能与质量的关系。
(5)根据题意,小球从A点由静止滑下,所以小球的机械能等于A点时的重力势能,整个过程中,轨道光滑,不计空气阻力,机械能守恒。a的最高点超过了A点的高度,这是不可能的;b点的最高点与A点的高度相同,而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b图线的机械能大于A点的机械能,这是不可能的;c图线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等;小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度。综上可知,小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是c。
53.(1)木块移动的距离
(2)大
(3)速度
(4) 超载 速度
(5)甲
【详解】(1)物体动能大小不能直接观察,实验中通过观察木块被推动距离的大小来反映小球对木块做功的多少,块移动的距离越远,表示小球对木块做的功越多,即小球的动能越大,此方法间接判断小球动能的大小运用了转换法。
(2)比较乙和丙两组实验,钢球下落的高度相同,即到达水平面的速度相同,而钢球的质量不同,且钢球的质量越大,木块被撞后移动的距离越远,即钢球的动能越大,因此可知其他条件相同时,物体质量越大,动能越大。
(3)比较甲和乙两组实验,钢球的质量相同,下落的高度不同,即达到水平面的速度不同,钢球下落的高度越大,木块被撞后移动的距离越远,即钢球的动能越大,故可知物体动能大小与物体的速度有关。
(4)[1]由乙、丙实验可知,钢球速度相同时,质量越大,动能越大,能够做的功越多,破坏力更大,即动能与质量成正比,可验证交通事故的危害程度与超载有关。
[2]由甲、乙实验,质量相同,乙速度是甲的2倍,乙推动木块的距离是甲的4倍,即动能与速度的平方成正比;由乙、丙实验,速度相同,丙质量是乙的2倍,丙推动木块距离是乙的2倍,即动能与质量成正比,所以对动能影响较大的因素是速度。
(5)图丁装置虽与原实验结构不同,但核心研究方法仍为转换法:钢球撞击木块后,木块会在水平面上运动,木块运动的距离越远,说明钢球撞击木块时的动能越大。因此,通过“木块被碰撞后移动的距离”反映钢球动能的大小。让质量不同的钢球从相同高度摆下,由于摆长相同、初始高度相同,钢球下摆过程中重力势能转化为动能的总量相同,到达水平面时的速度大小相同。因此,此操作的目的是使钢球到达水平面的“速度”相同。实验中控制了钢球的速度相同,改变了钢球的质量(质量不同),结合控制变量法,此实验是为了探究动能与“质量”的关系。木块被撞后滑出木板,说明钢球的动能较大,导致木块获得的动能足够大,超过了木板的长度。需在不改变实验探究目的,即探究动能与质量的关系,需保持速度相同、质量不同的前提下,让木块能停在木板上。分析三位同学的建议:甲同学:换用同样材料但较长的木板,木板材料相同则木块受到的摩擦力不变,较长的木板能为木块提供更长的运动空间,可避免木块滑出,且不改变钢球的动能和木块的受力情况,符合实验要求。乙同学:换一个较大的木块,较大的木块质量更大,根据惯性和摩擦力知识,木块质量增大时,受到的摩擦力会增大,但同时木块的惯性也会增大,无法保证木块运动距离的变化能准确反映钢球动能的大小,可能干扰实验结果,不符合要求。丙同学:降低钢球下摆的高度,会导致钢球到达水平面时的速度减小,改变了实验中需控制的“速度”变量,实验条件被破坏,无法得出正确结论,不符合要求。因此,应采用甲同学的建议。
54.(1)重物
(2) 桌脚陷入沙子中的深度 转换
(3)C
(4) 质量相等,物体的高度越高 乙、丙
(5)可行
【详解】(1)实验中,让重物从高处落下,撞击桌面的中心部位,桌腿陷入沙子,在探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中,所以探究的是重物的重力势能。
(2)[1][2]实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的,桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多,它原来具有的重力势能越大,运用了转换法。
(3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象,增大重物下落的高度,可以改变脚陷入沙子中的深度;增大前后两次实验重物的质量差,可以改变脚陷入沙子中的深度;每次实验前都松动沙子、平整沙面,能保证实验初始条件一致,且桌脚更易下陷,让下陷现象更易观察。而测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h,不可以改变脚陷入沙子中的深度,所以最不具有操作性的是C。
故选C。
(4)[1]比较甲、乙两图,物体的质量相同,乙图中物体的高度较大,桌腿进入沙子较深,说明它的重力势能较大,可以得到物体的质量相同时,所在高度越高,重力势能越大。
[2]要想探究重力势能与质量的关系,保持物体的高度相同,改变物体的质量,所以应比较乙、丙两实验。
(5)动能的大小与质量和速度有关,该实验装置中,可让不同质量的重物从同一高度落下,保证撞击速度相同,或同一重物从不同高度落下,改变撞击速度,通过小桌下陷深度反映重物撞击小桌时动能大小,因此设想可行。
55. 刻度尺 高度 转换法 1和2 不能 因为没有控制单一变量 重力势能
【详解】[1]实验中需要测量杯子下落的高度、乒乓球弹起的高度,因此需要刻度尺。
[2][3]反冲力的大小无法直接测量,通过观察乒乓球弹起的高度来间接反映反冲力的大小,这种将不易测量的物理量转换为易测量的物理量的方法称为转换法。
[4]实验1和2中,杯子材料(纸)、下落高度(50cm)相同,仅杯中水的体积不同,且水的体积越大,乒乓球弹起高度越高,符合“杯子材料和下落高度一定时,水量越多,反冲力越大”的结论。
[5][6]实验2和3中,杯子材料、下落高度两个变量同时改变,没有控制单一变量,验证猜想需要控制变量(如验证猜想一需控制下落高度、水量相同,改变杯子材料),但实验2和3中杯子材料、下落高度均不同,无法确定反冲力变化的原因,因此不能验证猜想。
[7]杯子下落高度越高,杯中水的质量不变、高度越大,重力势能越大;下落过程中重力势能转化为水的动能,动能越大,对乒乓球的反冲力越大,乒乓球获得的重力势能也越大,弹起高度越高。
56.(1) 大 木块被撞击后移动的距离
(2)速度
(3)不能
(4)内能
(5)c
【详解】(1)[1]钢球从某一高度静止释放时,向下摆动过程中,重力势能随高度降低而减小,动能随速度增大增大,因此钢球在最低位置的动能是由初始位置的重力势能转化而来的;钢球释放的位置越高,初始重力势能越大,转化得到的动能就越大,所以摆到竖直位置时的速度也就越大。
[2]钢球动能的大小无法直接测量,实验中通过“木块被撞击后移动的距离”来间接反映,木块移动越远,说明钢球动能越大,这种将不易直接测量的物理量,用易测量的物理量间接表示的方法,叫做转换法。
(2)根据表中的数据知:在钢球的质量相同时,钢球的速度越大,木块滑行距离越远,动能越大,由此可得出结论:在钢球的质量相同时,钢球的速度越大,动能越大。
(3)若水平木板光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块会做匀速直线运动,将永远运动下去,木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定,所以钢球动能的大小就无法比较。
(4)木块最终会停下来,在此过程中木块通过做功方式把动能转化为内能。
(5)小球从A点由静止释放,不计空气阻力,小球的机械能守恒,所以小球运动过程中的机械能都等于A点时的重力势能,图中a曲线的最高点超过了A点的高度,这是不可能的。b曲线的最高点与A点的高度相同,而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b曲线中小球的机械能大于A点的机械能,故b不可能。c曲线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,故c可能。小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,小球不可能沿d曲线运动。综上分析,小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是c。
57.(1) 控制小球到达水平面时的速度相同 质量 前 高度 铁球 动能 减小 见解析
(2) 当质量相同时,高度越高,重力势能越大 能 见解析
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法,将铁球从同一高度由静止释放其目的是为了控制小球到达水平面时的速度相同,该实验控制小球速度相同,质量不同,故目的是探究铁球动能大小与质量的关系。
[3][4][5]铁球的速度是指铁球与木块碰撞前的速度,因为探究的是碰撞前铁球动能大小关系,是通过改变铁球的不同高度来改变的,铁球具有的动能越大,木块被撞击后移动的距离越大,故该实验是通过观察木块被撞后移动的距离,来判断出铁球具有的动能大小。
[6]动能的大小与物体的质量和速度有关。由于不同车辆质量不同,为避免行驶过程中动能过大,则有不同的限速,故限制车速实际上是限制动能大小。
[7]在测平均速度的实验中,为了准确的测量运动的时间,应让斜面的坡度小一些,使小车运动的时间长一些。
[8]利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,到达水平面时的速度相同,则小车到达水平面时的动能相同,小车克服阻力做功,最终静止,动能为零,因此在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动时克服阻力做功的大小相同,即
[9]探究动能的大小与哪些因素有关时,通过比较木块被撞击后移动的距离来判断铁球的动能大小,如果水平面是光滑的,木块将不受阻力,会一直运动下去,则无法通过木块被撞击后移动的距离比较动能的大小。
(2)[1]由图可知,甲、乙物体质量相等,从不同高度落下打在木桩上,乙物体下落的高度较大,木桩扎入沙坑的深度更深,故可以得出的结论为:当质量相同时,高度越高,重力势能越大。
[2][3]若B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,则说明乙、丙对木桩做功相等,做功过程就是能量的转换过程,故能说明乙、丙的重力势能相同。
58.(1) B B
(2)500Pa,1.25×10-4m3
(3)2.8×103kg/m3
【详解】(1)[1]分析图像可知:物块A下表面离开水面前,物块A下表面压强的减小速度不变,说明物块A的速度不变,物块A的质量不变,则物块A的动能不变,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
[2]在“同济飞鱼”全部浸没在水面以下运动的过程中,它排开水的体积不变,由得,其受到的浮力将不变,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[1]在点对应的时刻,物块A的上表面刚好到达水面,物块A的上下表面的压强差为
[2]由得,物块A的高度为
物块A为正方体,其体积是
(3)图像中段,物块A受到的拉力为2.25N,此时物块A在竖直向下的重力、竖直向上的浮力与拉力的作用下处于平衡状态,由平衡力得
根据浮力产生的原因,则物块A受到的浮力
则物块A受到的重力
由与得,实心物块A的密度是
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