12.1 动能与势能 巩固练习-2025-2026学年教科版物理八年级下册

12.1动能与势能 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.2024年10月30日,神舟十九号航天员乘组与神舟十八号航天员乘组“太空会师”,入驻中国空间站,中国空间站载着六位宇航员在轨道上绕着地球运动。下列说法正确的是( ) A.空间站受到地球的吸引力,地球不受中国空间站的吸引力 B.空间站在轨道上受到平衡力的作用 C.空间站在太空中没有惯性 D.空间站在轨稳定运行的过程中,动能和势能在相互转化 2.如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。关于这两个实验的说法中错误的是( ) A.两个实验都控制物体从同一高度自由滑下,是为了保证物体到水平面时的速度相同 B.乙图实验得出的结论是:物体的高度一定时,质量越大,动能越大 C.甲图实验中,虽然小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但小车克服阻力所做的功是相同的 D.两个实验都用到了控制变量法 3.下列物体具有动能的是( ) A.停在草坪上的球 B.挂在墙上的画 C.飞翔的小鸟 D.拉长的橡皮筋 4.如图所示为运动员在撑杆跳高的场景,下列说法正确的是( ) A.杆被压得越弯,产生的弹力越小 B.杆被压得越弯,杆弹性势能越大 C.杆的弹性势能跟被压弯程度无关 D.杆被压得越弯,运动员的弹性势能越大 5.下图是一座高山的等高线图。小明从A处到达B处,下列分析错误的是( ) A.小明在A处的重力势能比B处大 B.A处的大气压比B处小 C.水在A处的沸点比B处低 D.小明的质量为60kg,其重力所做的功为 6.由于作战需要,战斗机在战斗过程中可能会把副油箱扔掉,驾驶员这样做通常是考虑到下列哪种情景的需要( ) A.战斗机急需加速 B.战斗机要降低飞行高度 C.战斗机要保持匀速飞行 D.战斗机要增大重力势能 7.滑雪运动员从最高处加速下滑到最低处的过程中,下列说法正确的是( ) A.动能减小,重力势能增大 B.动能减小,重力势能减小 C.动能增大,重力势能增大 D.动能增大,重力势能减小 8.飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中,对比哪两次实验能说明其道理( ) A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 9.如图所示,在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中(m1=m2<m3),下列说法错误的是( ) A.实验中木桩下陷的深度越深,则物体的重力势能越大 B.本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法 C.选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系 D.比较a、b两图可知:质量一定时,物体被举的越高,重力势能越大 10.我国成功举办了2025年哈尔滨亚冬会,有关亚冬会体育比赛项目,下列说法正确的是( ) A.跳台滑雪运动员从台端飞出后达最高点A时受到平衡力的作用 B.冰壶比赛中离开手后的冰壶做减速运动,惯性消失了 C.冰球运动员在用球杆击打冰球时,球杆对冰球的力大于冰球对球杆的力 D.速度滑冰运动员在加速滑行的过程中,动能增大 二、填空题 11.一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑,物体在下滑的过程中,动能 ,重力势能 ,机械能 。(选填“增大”或“减小”或“不变”) 12.如图所示是名为“跳楼机”的大型游乐设施,“跳楼机”的外型主干为一个高大的柱体,柱体周围附有轨道,座舱通过轨道升降。若忽略空气阻力,小明坐在座舱中匀速升高时,他的动能 ,重力势能 。(均选填“变大”“不变”或“变小”) 13.2022年2月12日,冬奥会比赛中,我省运动员高亭宇在500米速度滑冰比赛中,以34.32s的优异成绩刷新该项目奥运会记录,他全程的平均速度约为 m/s(保留整数位);在冲刺阶段,他全力向后蹬冰使自己向前加速滑行,该过程中他的动能会变 。 14.三根完全相同的地桩,原来露出地面的高度相同,分别经重锤A、B、C从某高度自由下落对它们进行一次打击后所处的位置如图所示,则打桩过程中,三个重锤中 锤的做功本领最大;如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时, 锤的高度要高一些;如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则 锤的质量要小一些。 15.2022北京冬奥会开幕式完美再现了“黄河之水天上来”的意境,如图所示,代表着黄河之水的奥运五环在匀速上升的过程中,奥运五环的动能 (增大/减小/不变,下同),重力势能 。 三、实验题 16.在生活中有很多事件都与能量息息相关,兴趣小组的同学挑选了生活中两个跟能量有关的事件进行了分析研究。 (1)同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究: 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关? 【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关。 【进行实验】他们做了如图甲乙丙所示的三次实验:用小球模拟汽车,让小球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。通过观察 (选填“小球”或“物块”)移动的距离来比较动能的大小。 【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:当 相同时,速度越大,动能越大。 【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。 (2)兴趣小组的同学还认为高空抛物的危险程度与物体的重力势能大小有关,于是他们利用装有细沙的盒子、小桌、砝码等器材,探究“重力势能的大小与哪些因素有关”,其过程如图丁戊己所示。 ①兴趣小组通过观察 来判断重力势能的大小。 ②图丁和图己是探究 与重力势能大小的关系。 四、综合题 17.2024年5月3日17时27分,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射,准确进入地月转移轨道,在月球背面采集月壤更是困难。2020年12月嫦娥五号已经把1731克的月壤带回了地球!在遥远的38万千米之外采集月壤,难度之大可想而知!如图甲所示最左端白色装置就是机械臂,在某采集过程中,机械臂抓住采集到质量为m的月壤,铲中月壤的重心B距月球表面高度为2m(机械臂质量忽略不计)。 (1)“嫦娥五号”在绕月飞行过程中,从近月点向远月点运行时减小的动能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)增加的重力势能;如图甲所示“嫦娥五号”探测器的四只脚做成圆盘状的目的是 ; (2)月球对它表面附近的物体也有引力,这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的,在采集1731g月壤全过程中,机械臂对月壤至少做了多少功 ? (3)图乙为某次采集月壤时该机械臂的简化示意图,A到B的水平距离为2m,OA=20cm,O点到AC的距离为16cm。液压杆为机械臂提供的动力为7.8375N(动力沿液压杆CA伸缩的方向),则此时所采集月壤的质量m为多少 ? 18.一个物体在一个恒定的拉力F的作用下会做匀加速直线运动,从静止开始做匀加速直线运动的物体,经过一段时间t后,在其他条件一定时,速度v与时间t的关系图象如下图,探究速度v与拉力F、时间m的关系,得到表格中的数据 拉力F/N 0.2 0.2 0.6 质量m/kg 1 2 3 速度v/m/s 2 1 2 (1)速度v与拉力F、质量m、时间t之间的关系的表达式为:v=k ,其中k= 。 (2)运动的物体具有动能,动能用字母Ek表示,动能大小与物体的质量和物体的速度的关系可以用公式Ek=mv2表示,一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,在一定时间内增大的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功。 请推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,从静止开始运动,当通过的路程为s时,所用的时间 。 19.【发现问题】 (1)在居民小区我们常看到如图所示的标志,其含义是 。 (2)据此猜想:物体的重力势能可能与 有关。 【实验设计】 (3)小明设计了实验,利用如图所示的钢珠、平整的橡皮泥等物品对此猜想进行定性探究: ①实验中比较 来反映重力势能的大小。 ②写出实验方案: 。 【实验交流】 (4)若要探究重力势能大小与另一个因素的关系,同学们交流了实验方案。器材有如图所示的体积不同的实心铝球a、b,体积相同的实心铜球c和铝球d,应该选用的是 (填字母序号);实验开始时应该注意使 。 学科网(北京)股份有限公司 《12.1动能与势能》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C B D A D A C D 1.D 【详解】A.物体间力的作用是相互的,空间站受到地球的吸引力,同时地球也会受到空间站的吸引力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,分别作用在空间站和地球上,故A错误; B.空间站在轨道上绕地球做曲线运动,其运动方向不断改变,即运动状态在不断改变。根据牛顿第一定律,物体受到平衡力作用时,将保持静止状态或匀速直线运动状态,所以空间站在轨道上受到的不是平衡力,故B错误; C.惯性是物体的固有属性,一切物体在任何情况下都有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。空间站在太空中有质量,所以它具有惯性,故C错误; D.空间站在轨稳定运行时,其高度和速度会发生变化。当空间站从远地点向近地点运动时,高度降低,速度增大,重力势能转化为动能;当从近地点向远地点运动时,高度升高,速度减小,动能转化为重力势能,所以动能和势能在相互转化,故D正确。 故选D。 2.B 【详解】A.两个实验都控制物体从同一高度自由滑下,是为了保证物体到水平面时的速度相同,是正确的,故A不符合题意; B.乙图实验得出的结论应该是速度相同时,质量越大,动能越大,故B错误,B符合题意; C.甲图实验中,虽然小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但是都是克服摩擦力做功,都是小车的动能转化而来的,小车的初始动能相同,故克服摩擦力做功的大小相同,故C正确,C不符合题意; D.两个实验都控制了初速度相同,保证了单一变量,故应用的是控制变量法,故D正确,D不符合题意。 故选B。 3.C 【详解】A.停在草坪上的球处于静止状态,不具有动能,故A不符合题意; B.挂在墙上的画处于静止状态,不具有动能,故B不符合题意; C.飞翔的小鸟由于运动具有动能,故C符合题意; D.拉长的橡皮筋处于静止状态,不具有动能,故D不符合题意。 故选C。 4.B 【详解】运动员在撑杆跳高时,杆被压的越弯,证明形变量越大,故此时杆的弹性势能越大,转化为运动员的动能越大。杆被压得越弯,产生的弹力越大,故ACD错误,B正确。 故选B。 5.D 【详解】A.由图可知,A处海拔约2000m,B处海拔约1000m,因为A处高度较大,小明在A处的重力势能较大,故A正确,不符合题意; B.大气压随高度的增加而减小,A处比B处海拔更高,因此A处的大气压比B处小,故B正确,不符合题意; C.海拔越高,大气压越低,水的沸点随大气压降低而降低,A处海拔更高,故A处的沸点比B处低,故C正确,不符合题意; D.小明从A处到B处,下降的高度 h=2000m-1000m=1000m 重力所做的功W=G h=mg h=60kg 10N/kg 1000m=6 105J 故D错误,符合题意。 故选D。 6.A 【详解】A.战斗机扔掉副油箱,质量减小,惯性减小。根据力可以改变物体的运动状态,在发动机推力不变时,质量小的物体更容易被加速。所以扔掉副油箱后,战斗机惯性变小,更易改变运动状态实现急需加速,故A符合题意; B.战斗机降低飞行高度,主要靠调整机翼升力、改变发动机推力方向等实现,和扔掉副油箱(减小质量 )无直接关联,不是为了降低高度而扔油箱,故B不符合题意; C.匀速飞行时,战斗机受平衡力(推力与阻力、重力与升力平衡 )。扔掉副油箱后质量变小,空气阻力等也会变化,若要保持匀速,需额外调整推力,不是为保持匀速扔油箱,故C不符合题意; D.重力势能与质量和高度有关(物体质量越大、所处高度越高,重力势能越大 )。扔掉副油箱质量减小,若高度不变,重力势能会减小,不是增大,故D不符合题意。 故选A。 7.D 【详解】滑雪运动员从最高处加速下滑到最低处的过程中,运动员的质量不变、高度减小,重力势能减小;质量不变、速度增大,动能增大。 故选D。 8.A 【详解】四次实验中,均通过观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具有动能的大小。要说明同一物体速度越大,具有的动能越大的道理,应控制其他条件相同,只改变小车的速度进行比较。 A.实验①和②中,因同一小车从斜面上由静止下落的高度不同,到达水平面的速度不同,即质量不变,速度改变,因此可以说明动能与速度的关系,故A符合题意; B.实验②和③中,改变小车的质量,下落的高度不变即到达水平面的速度相同,能说明动能与质量的关系,但不能说明动能与速度的关系,故B不符合题意; CD.实验②和④、③和④中,小车的质量和到达水平面的速度均不同,没有控制变量,无法得出结论,故CD不符合题意。 故选A。 9.C 【详解】A.木桩下陷的深度可以视作物体重力势能对木桩所做功的直接反映。在同一次释放中,若下陷越深,说明重力势能越大,故A正确,不符合题意; B.本实验先“只改变质量、控制高度不变”或“只改变高度、控制质量不变”来比较木桩下陷的深度,这体现了控制变量法;再利用“重力势能转化为对木桩做功的效果”来间接测量重力势能大小,这属于转换法,故B正确,不符合题意; C.由图可知,b、c两图中物体的高度并不相同,无法仅比较“质量不同”对重力势能的影响;若要比较质量对重力势能的影响,应保证高度相同,故C错误,符合题意; D.比较a、b两图时,质量相同,高度不同,高度越高,木桩下陷的越深,说明:在质量一定时,物体被举得越高,重力势能越大,故D正确,不符合题意。 故选C。 10.D 【详解】A.滑雪运动员从台端飞出后达最高点时,只受到重力的作用,受力不平衡,故A错误; B.惯性是物体固有属性,与运动状态无关,冰壶离开手后仍有惯性,故B错误; C.冰球运动员用球杆击打冰球时,球杆对冰球的力与冰球对球杆的力是相互作用力,它们的大小相等,故C错误; D.滑冰运动员在加速滑行的过程中,质量不变,速度变大,动能增大,故D正确。 故选D。 11. 不变 减小 减小 【详解】[1][2][3]一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑,物体在下滑的过程中,质量不变,速度不变,动能不变;高度下降,重力势能减小;机械能为动能与势能的总和,则机械能减小。 12. 不变 变大 【详解】[1]动能的影响因素是物体的质量和速度,小明坐在座舱中匀速升高时,他的质量不变,速度不变,所以动能不变。 [2]重力势能的影响因素是物体的质量和高度,小明坐在座舱中匀速升高时,他的质量不变,高度变大,重力势能变大。 13. 15 大 【详解】[1] 全程的平均速度 [2]物体的动能与物体的质量和速度有关,运动员加速滑行时,运动员的质量不变,运动速度变大,可得运动员的动能变大。 14. B B C 【详解】[1]木柱下陷的深度越深,表明重锤做功的本领越大,B下陷的最深,所以B锤的做功本领最大。 [2] A、B相比,B下陷的较深,表明B锤的重力势能较大,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,B锤的高度要高一些。 [3]B、C相比,C下落的更浅,表明C锤的重力势能更小,如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则C的质量小一些,B的质量要大一些。 15. 不变 增大 【详解】[1]物体质量不变的情况下,动能的大小由速度决定,因为五环在匀速上升,故速度不变,因此动能大小不变。 [2]物体质量不变的情况下,重力势能由其高度决定,因为五环的高度在增大,故其重力势能在增大。 16. 速度 质量 物块 质量 超载 小桌桌腿进入细沙的深度 质量 【详解】(1)[1]“十次车祸九次快”,快指速度,猜想汽车的动能与速度有关。 [2]“安全驾驶莫超载”,超载指质量大,猜想汽车的动能与质量有关。 [3]金属球的动能大小不易观察,实验时可通过比较物块被撞击后移动的距离来反映金属球的动能大小,采用了转换法。 [4]甲、丙两图,小球质量相同(同一小球 ),丙中起始高度低,实际是甲中速度大(高度大 ),物块移动远,得结论:当质量相同时,速度越大,动能越大。 [5]甲、乙两图,小球起始高度相同(速度相同 ),甲中小球质量大,物块移动远,说明速度相同时,质量越大动能越大,可解释汽车超载危险大的原因。 (2)[6]根据转换法,可以通过观察小桌桌腿进入细沙的深度判断重力势能大小。 [7]图丁和图己,砝码质量不同,起始高度相同,根据控制变量法,可以探究质量与重力势能大小的关系。 17.(1) 等于 减小压强 (2)5.77J (3)342g 【详解】(1)[1]“嫦娥五号”在绕月飞行过程中,从近月点向远月点运行时,质量不变,速度减小,高度升高,机械能总量不变,所以减小的动能等于增加的重力势能。 [2]“嫦娥五号”探测器的四只脚做成圆盘状,增大了受力面积,所以目的是减小压强。 (2)采集1731g月壤全过程中,铲中月壤的重心B距月球表面高度为2m,机械臂对月壤做功 (3)液压杆为机械臂提供的动力沿液压杆CA伸缩的方向,则支点到力的作用线的距离为动力臂,则动力臂长 月壤对机械臂的力的方向竖直向下,则阻力臂的长度 由杠杆平衡条件可得 则采集月壤的重力 则采集月壤的质量 18.(1) t (2)见解析 【详解】(1)[1][2]匀加速运动中,由图象可知,速度跟时间成正比,可以得到,分析表格数据可知,速度跟拉力和质量的比值成正比,可以得到 (2)推导:一个质量为m的物体,在一个恒定的拉力F的作用下,从静止开始运动,当通过的路程为s时,拉力做的功为① 由可得,从静止开始运动,动能的增加量为② 由题意可知,在一定时间内增加的动能等于拉力在这段时间内对物体做的功,由①②得,解得 19.(1)禁止高空抛物 (2)高度 (3) 橡皮泥的凹陷程度 见详解 (4) cd 小球c和d从同一高度由静止自由落下 【详解】(1)标志是禁止高空抛物标志,禁止小区内的住户高空抛物,是因为物体的重力势能与高度有关,质量一定的情况下,高度越大,重力势能越大。 (2)禁止高空抛物标志,据此猜想:物体的重力势能可能与高度有关。 (3)[1]实验中比较橡皮泥的凹陷程度来反映重力势能的大小。 [2]实验步骤: 1.让钢珠从较高的位置由静止自由下落,砸在橡皮泥上,观察橡皮泥的凹陷程度。 2.降低钢珠下落的高度,重复上述实验步骤。 3.比较每次实验中橡皮泥的凹陷程度,得出结论。 (4)若要探究重力势能大小与另一个因素的关系,即探究重力势能与质量的关系,器材有如图所示的体积不同的实心铝球a、b,体积相同的实心铜球c和铝球d,应该选用的是cd;根据控制变量法保持小球高度一定,实验开始时应该注意使小球c和d从同一高度由静止自由落下。 学科网(北京)股份有限公司 $