11.3 动能和势能 同步练--2025-2026学年人教版物理八年级下学期

**基本信息** 练习以“好题冲关”为主题，通过选择、实验、综合三层递进设计，覆盖动能、势能、惯性等核心知识点，梯度从基础概念辨析到综合应用，适配新授课知识巩固与科学探究能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|动能、势能、惯性等单一概念辨析|结合亚冬会冰壶、智能机器狗等真实情境，考查速度与动能关系、惯性影响因素等基础考点| |探究能力|动能影响因素实验设计与数据分析|通过控制变量法探究动能与质量/速度关系，培养科学推理与实验论证能力，如利用斜面小球撞击木块实验| |综合应用|机械能转化、实际问题计算与论述|融入无人机喷洒农药、过山车运行等生活场景，结合压强、功和功率计算，提升物理观念与综合应用能力|

动能和势能 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．如图所示，2025年哈尔滨第九届亚洲冬季运动会上，冰壶选手董子齐在比赛中掷壶，当她松手后冰壶速度逐渐减小。不考虑冰壶质量和冰面变化，下列说法正确的是（　　） A．冰壶滑行时速度变小，所受摩擦力变大 B．冰壶脱手后，冰壶的动能大小会逐渐增大 C．冰壶的惯性会随着冰壶速度的减小而减小 D．冰壶最终停下说明力能改变物体的运动状态 【答案】D 【详解】A．滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面粗糙程度有关。本题中冰壶质量不变，对冰面的压力等于重力，大小不变，且冰面粗糙程度不变，因此冰壶受到的摩擦力不变，与速度无关，故A错误； B．动能大小与物体质量、运动速度有关，冰壶脱手后速度逐渐减小、质量不变，因此动能逐渐减小，故B错误； C．惯性大小只和物体质量有关，冰壶质量不变，因此惯性大小不变，与速度无关，故C错误； D．冰壶受摩擦力作用，最终从运动变为静止，说明力能改变物体的运动状态，故D正确。 故选D。 2．关于惯性，以下说法正确的是（   ） A．高速公路严禁超速，是因为速度越大，惯性越大 B．拍打衣服会使上面的灰尘掉落，这是利用了衣服的惯性 C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，是由于受到惯性的作用 D．百米赛跑，运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性 【答案】D 【详解】A．惯性大小只和质量有关，和速度无关。高速公路严禁超速是因为速度越大动能越大，刹车难度更大，不是惯性变大，故A错误； B．拍打衣服掉灰尘，是灰尘原来保持静止，衣服受力运动后，灰尘由于惯性保持静止，从而和衣服分离，这是利用了灰尘的惯性，故B错误； C．惯性是物体的固有性质，不是力，不能说“受到惯性的作用”，故C错误； D．百米赛跑运动员到达终点后，由于运动员具有惯性，会保持原来的运动状态继续向前运动，所以不能马上停下来，故D正确。 故选D。 3．古诗“马作的卢飞快，弓如霹雳弦惊”描绘了激烈的战斗场景。下列相关物理分析正确的是（　　） A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能 B．制造弓臂的材料需要具备良好的弹性 C．箭在空中飞行时所受重力的方向时刻变化 D．箭在空中飞行的时候，箭的机械能守恒 【答案】B 【详解】A．弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误； B．弓拉得越弯，发生弹性形变越大，箭被射出得越远，所以射箭运动中的弓，要具有良好的弹性，故B正确； C．重力的方向是竖直向下的，箭在空中飞行时所受重力的方向不变，故C错误； D．箭在空中飞行的时候，需要克服空气阻力做功，机械能不守恒，故D错误。 故选B。 4．如图是我国宇树科技自主研发的智能机器狗，正驮着货物匀速上山，下列说法正确的是（　　） A．以机器狗所驮货物为参照物，路边的树是静止的 B．机器狗的动能和重力势能均增大 C．机器狗脚底凹凸不平的花纹是为了增大摩擦 D．机器狗对地面的压力和它受到的重力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．以货物为参照物，路边的树相对于货物的位置发生变化，因此路边的树是运动的，故A错误； B．机器狗匀速上山，质量不变，速度不变，高度变大，故动能不变，重力势能增大，故B错误； C．机器狗脚底凹凸不平的花纹增大了接触面粗糙程度，目的是增大摩擦，故C正确； D．机器狗对地面的压力作用在地面上，机器狗的重力作用在机器狗上，两个力没有作用在同一物体上，且两个力方向不相反，大小不相等，故二力不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 5．4月15日，我国自主研发的HH-200航空商用无人运输系统在陕西蒲城顺利完成首次飞行试验，如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．为了减小质量，飞机机翼应采用密度较小的材料制造 B．飞机在向上飞行的过程中，受到的大气压强逐渐增大 C．飞机在空中水平加速飞行时，其重力势能增大 D．飞机在跑道上加速滑行时，速度越快，惯性越大 【答案】A 【详解】A．为了减小质量，根据可知，当体积相同时，飞机机翼应采用密度较小的材料制造，故A正确； B．大气压强随高度增加而减小，飞机在向上飞行的过程中，受到的大气压强逐渐减小，故B错误； C．飞机在空中水平加速飞行时，其高度不变，质量不变，重力势能不变，故C错误； D．飞机在跑道上加速滑行时，质量不变，惯性不变，故D错误。 故选A。 6．某同学将实心球抛出，其运动轨迹如图所示，则实心球（     ） A．受到惯性的作用 B．速度大小保持不变 C．始终受平衡力作用 D．重力势能先变大后变小 【答案】D 【详解】A．惯性是物体固有的属性，物理学中只能表述为具有惯性，不能表述为受到惯性的作用，故A不符合题意； B．实心球在空中做曲线运动，其上升阶段速度减小，下降阶段速度增大，故B不符合题意； C．实心球的运动方向和速度大小持续改变，意味着其运动状态不断变化，因此必然受到非平衡力的作用，故C不符合题意； D．实心球的运动轨迹显示其所处高度先上升后下降，在质量不变的前提下，其重力势能先变大后变小，故D符合题意。 故选D。 7．如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　） A．该实验探究物体动能大小与质量的关系 B．该实验探究物体动能大小与高度的关系 C．如果水平面光滑，本实验能达到探究目的 D．该实验结论可以解释为什么对机动车限速 【答案】D 【详解】A．探究动能与质量的关系需要改变物体质量，本实验小球质量不变，故A错误； B．改变斜面高度是为了改变小球到达水平面的速度，实验探究的是动能和速度的关系，不是动能和高度的关系，故B错误； C．如果水平面光滑，木块被撞击后会一直做匀速直线运动，无法通过木块移动距离比较动能大小，不能达到实验目的，故C错误； D．实验结论为：质量相同时，物体速度越大，动能越大。机动车质量不变，限速就是因为速度越大动能越大，刹车后越难停下，更容易引发事故，该结论可以解释这个现象，故D正确。 故选 D。 8．用如图所示的装置探究影响动能大小的因素。让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，下列说法中错误的是（　　） A．按照甲图和丙图进行实验，可探究动能大小与高度的关系 B．按照甲图和乙图进行实验，可探究动能大小与质量的关系 C．甲图和乙图的实验中，小车运动到水平面上时的速度大小相等 D．实验时用木块被撞击后移动的距离来反映小车动能大小 【答案】A 【详解】根据机械能守恒定律，实验中小车在斜面的高度相同，则小车到达水平面的速度就相同。 A．在甲图和丙图中，小车的质量相同，但小车的高度不同，丙图小车的高度为2h，甲图为h，所以小车到达水平面时的速度不同，实验探究的是动能大小与速度的关系，而不是高度的关系，故A错误，符合题意； B．在甲图和乙图中，小车的高度相同，小车到达水平面时的速度相同，但小车的质量不同，乙图小车上有砝码，实验探究的是动能大小与质量的关系，故B正确，不符合题意； C．在甲图和乙图中，小车从同一高度由静止滑下，小车到达水平面时的速度大小相等，故C正确，不符合题意； D．实验应用了转换法，小车的动能大小无法直接测量，通过小车对木块做功，观察木块被撞击后移动的距离来反映小车动能的大小，故D正确，不符合题意。 故选A。 9．秦岭隧道采用竖井和风机来实现通风。车辆在隧道内行驶需要开启近光灯，下列说法正确的是（　　） A．风机产生的气流在隧道顶部高速流动，形成高压区，将废气排出隧道 B．车辆突然减速时惯性不变 C．车辆匀速直线行驶中驾驶员的动能增大 D．汽车近光灯的反光装置是凹面镜，对光线有发散的作用 【答案】B 【详解】A．根据流体压强与流速的关系，流速越大的地方压强越小。风机产生的气流在隧道顶部高速流动，那么此处应形成低压区，在压强差的作用下将废气排出隧道，而不是高压区，故A错误‌； B．惯性是物体保持原有运动状态的性质，其大小只与物体的质量有关。当车辆突然减速时，车辆本身的质量并没有改变，所以其惯性不变，故B正确‌； C．动能大小与物体的质量和速度有关。车辆匀速直线行驶时，驾驶员的质量不变，速度不变，动能不变，故C错误‌； D．凹面镜对光线有会聚作用，汽车近光灯的反光装置是凹面镜，利用凹面镜对光线的会聚作用，可将会聚光线照亮前方道路，而不是对光线有发散作用，故D错误。 故选B。 10．一凡同学用如图所示装置探究“物体动能大小跟哪些因素有关”，她经过思考设计了以下两个实验方案。方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。关于他的实验方案（　　） A．两个方案均可行 B．两个方案均不可行 C．只有方案一可行 D．只有方案二可行 【答案】C 【详解】方案一：若用质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，钢球的速度不同，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究钢球的动能大小与速度的关系；方案二：若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，不能说明动能的大小与质量的关系，所以不能完成实验，故C正确，ABD错误。 故选C。 二、实验与探究题 11．如图所示是“探究物体的动能与质量的关系”的实验装置示意图，让小球从斜面上高度为h的点滚下，撞击在水平面上的木块，木块移动一段距离s。 (1)该实验中小球的动能大小是通过____来反映。 (2)实验时需要保证小球撞击木块前的____不变，具体操作方法是____ (3)分析下表实验数据，发现____由此推理可得实验结论是____ 小球的质量m/g 28.2 43.2 55.0 木块的运动距离s/cm 8.6 16.4 23.5 【答案】(1)木块移动距离的远近 (2) 速度 每次实验让小球从斜面的同一高度由静止滑下 (3) 小球的质量越大，木块的运动距离越远 速度一定，物体的质量越大，物体的动能越大 【详解】（1）根据转换法，将不易观察的动能大小，转换成容易观察的木块移动距离，物体的动能越大，木块的移动距离越远。 （2）[1]根据控制变量法，物体的速度大小和物体的质量都会影响物体的动能，为了探究物体动能和物体质量的关系，应该控制小球在撞击前的速度大小相同。 [2]为了保证小球在撞击木块前的速度相同，让小球每次都从斜面的同一高度由静止释放，这样就可以保证小球在释放前具有相同的重力势能，当小球运动到平面上时，具备相同的速度。 （3）[1]分析表格数据可知，小球的质量越大，木块的移动距离越远。 [2]本实验用木块的移动距离反映小球的动能大小，木块的移动距离越远，说明小球的动能越大，由此可以推断，速度一定，小球的质量越大，小球的动能越大。 12．《中华人民共和国道路交通安全法》中规定“机动车上道路行驶，不得超过限速标志标明的最高时速；机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载”。由此，同学们联想到：交通事故中更多是由机动车动能过大造成的。于是进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】根据《中华人民共和国道路交通安全法》的规定猜想： 汽车的动能可能跟速度有关； 汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】他们做了图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。 (1)实验中小钢球的动能的大小是通过___________来判断的，这种方法叫做___________（选填“转换”或“类比”）法； (2)甲组实验中，小球从高处向下滚落，小球的___________能转化为小球的动能； (3)分析乙、丙两组实验，可以得到的结论是：_______________________________； 【拓展探究】实验后，同学们想进一步知道，在影响汽车动能大小的因素中，“超载”和“超速”哪个对动能影响更大，于是进行了实验测定，得到的数据如下表。 序号 小球的质量m/g 小球到底端时速度 木块运动的距离s/m 1 30 2 0.4 2 30 4 1.6 3 60 2 0.8 (4)为了探究“超载”隐患时，应选择___________（填写两个序号）两组实验进行比较； (5)分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，由___________（选填“超载”或“超速”）造成的危害更严重。 【答案】(1) 木块被撞击后移动的距离 转换 (2)重力势 (3)速度一定时，物体的质量越大，动能越大 (4)1、3 (5)超速 【详解】（1）动能无法直接观察，实验中通过木块被推动移动的距离反映小球动能的大小，这种将不易观测的物理量转换为易观测物理量的方法叫做转换法。 （2）小球从高处滚落时，高度降低、重力势能减小，速度增大、动能增大，是重力势能转化为动能。 （3）乙、丙实验中，小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，小球质量不同；质量越大的小球，木块被推得越远，说明动能越大，因此结论：速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （4）探究“超载”即质量对动能的影响时，需要控制速度相同，改变质量，表格中1、3组速度相同、质量不同，因此选择1、3两组实验比较。 （5）分析数据：质量不变时，速度变为原来的2倍，动能即木块移动距离变为原来的4倍；速度不变时，质量变为原来的2倍，动能仅变为原来的2倍，说明速度对动能影响更大，因此超速造成的危害更严重。 13．在体育活动中，同学们发现：乒乓球从水平桌面向前滚动后落地，落地点到桌子边缘的水平距离并不相同。大家猜想该水平距离可能与小球刚离开桌面时的滚动速度、小球的质量和桌面的高度有关。小雨和小组同学想探究小球的落地点到桌子边缘水平距离与小球速度的关系，他们找来质量不同的铁质小球若干、斜面、刻度尺、不同高度的水平桌面进行实验，他们将斜面固定在水平桌面上，接下来的操作是：___________。通过实验数据分析可得结论，如果___________，则说明小球落地点与桌面边缘的水平距离与小球刚离开桌面时的滚动速度有关。 【答案】 将相同质量的铁质小球从同一斜面的不同高度由静止自由释放，分别用刻度尺量取小球的落地点到桌子边缘的水平距离 小球的落地点到桌子边缘水平距离不同 【详解】要探究小球的落地点到桌子边缘水平距离与小球刚离开桌面时的滚动速度的关系，需要控制小球的质量、桌面的高度不变，改变小球刚离开桌面时的滚动速度，用刻度尺量取每次小球的落地点到桌子边缘的水平距离。因此接下来的操作是：将相同质量的铁质小球从同一斜面的不同高度由静止自由释放，分别用刻度尺量取小球的落地点到桌子边缘的水平距离； 如果不同速度下，小球的落地点到桌子边缘水平距离不同，就说明小球落地点与桌面边缘的水平距离与小球刚离开桌面时的滚动速度有关。 14．小明在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，小球下滑后撞击斜面底端的木块，请回答下列问题： (1)该实验所探究的物体的动能是指______（选填“木块”或“小球”）的动能； (2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应进行的操作是______； (3)如图甲、乙所示，同一小球从斜面不同高度由静止释放，是探究动能大小与______的关系，得出的结论是：______； (4)在进行丙实验时木块被撞出了木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰撞后木块能始终在木板上滑行？方法是______； (5)实验后小明又设计了如图丁所示的实验方案探究动能的大小与物体质量的关系：利用不同质量的小球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，该方案是否可行？______；若按此方案操作，他会看到的现象是______。 (6)同学小红也进行相同的实验，过程中小红发现实验现象不明显，木块被撞击后移动的距离差异较小，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是：______。 (7)实验结束后，同桌小金在探究动能大小与速度的关系时，拿走了木块，在水平木板上铺上毛巾，通过比较小球在毛巾面上运动的距离，也得出了正确的结论，你认为他的方案是否合理：______，理由是______。 (8)（真实情况下的伽利略实验）小明利用小球和平板组装了图戊所示装置进行了A、B、C三次实验，重现伽利略斜面实验．不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际的现象是______。 A． B．C． 【答案】(1)小球 (2)将木块放回斜面底端的初始位置 (3) 速度 质量相同时，物体速度越大，动能越大 (4)降低小球下滑高度 (5) 不可行 木块被推动的距离几乎相同 (6)增大小球释放的高度差，或换用质量差异更大的小球 (7) 合理 同一小球在同一毛巾表面受到的摩擦力相同，动能越大，克服摩擦力做功越多，运动距离越远 (8)B 【详解】（1）本实验通过木块被推动的距离，间接反映小球的动能大小，探究对象是小球的动能。 （2）每次实验需要保证木块从同一初始位置开始被撞击，因此第一次实验后，需要将木块移回斜面底端的初始位置，再进行第二次实验。 （3）[1]同一小球质量相同，从斜面不同高度滑下，到达水平面的速度不同，因此控制了质量相同，探究动能大小与速度的关系。 [2]图甲中高度更高，小球达到斜面底端的初速度更大，木块被推动的距离更远，可得出结论：质量相同时，物体速度越大，动能越大。 （4）木块滑出木板说明小球动能过大，不改变原有器材时，降低小球下滑高度，可以减小小球到达水平面的速度，从而减小小球动能，缩短木块移动距离，保证木块不滑出木板。 （5）[1][2]该方案不可行：弹簧压缩相同程度时，弹性势能相同，转化为小球的动能也相同，最终木块被推动的距离几乎相同，无法探究动能与质量的关系。 （6）木块移动距离差异小，说明小球的动能差异不明显，增大动能差异即可让实验现象更明显，因此可以增大小球释放的高度差，或换用质量差异更大的小球。 （7）[1][2]该方案合理：探究动能与速度关系时，控制了小球质量相同，同一小球在同一毛巾表面受到的摩擦力相同，动能越大，克服摩擦力做功越多，运动距离越远，可以通过运动距离反映动能大小。 （8）真实情况下存在摩擦和空气阻力，小球运动过程中会损失机械能，因此上升的最大高度一定低于初始释放高度，只有B选项符合规律。 三、综合与应用题 15．现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。以无人机为参照物，地面是__________（选填“运动”或“静止”）的；喷洒农药过程中，喷药无人机的动能__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 运动 变小 【详解】喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行时，以无人机为参照物，地面相对于无人机的位置不断变化，所以地面是运动的。 喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，飞机的速度不变，但质量变小，所以无人机的动能变小。 16．如图所示为游乐场过山车运行时的场景，当过山车从低处向高处匀速爬升时，其动能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】不变 【详解】动能的大小由物体的质量和运动速度共同决定，质量越大、速度越大，动能越大。本题中过山车匀速爬升过程中，质量不变，速度大小也不变，因此动能不变。 17．雪龙二号是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，它能采用不同的破冰方案攻破不同厚度的冰层。 冰层厚度 破冰方案 小于 1.5m 连续破冰：利用船艏特殊的凸起（叫破冰艏柱），它就像一把锋利的“刀刃”，可以增大_________，以4~5km/h 的速度轻易劈开厚度小于1.5m 的冰层。 1.5m~3m 冲撞式破冰：船头水下有一个约20°的锐角，它能帮助船体冲上冰层依靠船体自身的_________将冰层压碎。 >10m的冰脊 艉向破冰：船尾下方的吊舱推进器上有螺旋桨可高速旋转，将海面下的冰脊削碎。高速旋转的螺旋桨具有较大的_________能。 【答案】 压强 重力 动 【详解】[1]利用船艏特殊的凸起（破冰艏柱）像锋利的 “刀刃”，根据压强公式，在压力一定时，减小受力面积可以增大压强，所以这里可以增大压强。 [2]船体冲上冰层依靠船体自身的重力将冰层压碎，船体受重力才能对冰有压力，压力足够大，就会产生足够大的压强，就会把冰层压碎。 [3]物体由于运动而具有的能叫做动能，高速旋转的螺旋桨由于运动而具有动能，质量越大，速度越大，动能越大，螺旋桨高速旋转具有较大的动能。 18．如图甲所示，一轨道由水平段和倾斜段组成，轨道的粗糙程度均匀。一小球从O点以一定的速度向右滚出，经过A点运动至B点时不再上升，小球从O到B的过程中，动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示。若轨道光滑，该小球从O点仍以相同的速度向右滚出，经过A点运动到C点时不再上升（C点未标出）。请你在同一个坐标系中，画出小球从O到C的过程中动能随位置变化的大致图像。（不计空气阻力） 【答案】 【详解】1. 水平段（O→A） 粗糙轨道：小球受摩擦力，动能因克服摩擦做功而均匀减小。 光滑轨道：无摩擦力，动能保持不变。 因此，光滑轨道的动能曲线在水平段是一条水平直线，且始终高于粗糙轨道的曲线。 2. 倾斜段（A→C） 粗糙轨道：小球受摩擦力和重力分力，动能因克服摩擦和重力做功而快速减小，到B点动能为 0。 光滑轨道：只有重力分力做功，动能因克服重力做功而均匀减小，且因无摩擦损耗，动能减小得更慢，能运动到更高的C点（位置比B点更远），到C点动能才为 0。 因此，光滑轨道的动能曲线在倾斜段是一条斜率更小的下降直线，终点C在B点右侧。 如图所示： 19．阅读短文，回答问题。 智能机器人 如图为某款智能机器人，除了常规照相功能外还具有自主测温摄像、移动、避障、5G人机交互等功能，镜头中的菲涅尔透镜（螺纹透镜）可将人体辐射的红外线会聚到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测，当发现超温人员时，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部，机器人把实时拍摄的画面信息通过网络传输到监控中心。 机器人在运动过程中可发射、接收超声波来侦测障碍物信息巧妙避障，当感知到前方有障碍物时，机器人会依靠减速器自动减速，并重新调整行驶路线。 (1)机器人携带的设备能够利用红外线检测体温，是因为不同物体的__________不同，发出的红外线强度不同，从而识别体温。 (2)智能机器人可语音报警说明声音可传递__________。 (3)关于智能机器人，下列说法错误的是__________。 A．机器人发出的超声波人耳是听不见的 B．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜 C．红外线测温仪是通过接收人发出的红外线来测人体体温的 D．监控中心屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成 (4)机器人在拍照过程中远离被拍摄的物体时，物体所成实像的像距将变__________（选填“大”或“小”），所以从相机中看到的像变模糊，为了仍能拍摄出清晰的像，机器人会自动调大镜头焦距，使远距拍摄的物体清晰成像。 (5)当机器人感知到前方有障碍物时，会依靠减速器自动减速，那么在这减速的过程中，机器人的动能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】(1)温度 (2)信息 (3)B (4)小 (5)减小 【详解】（1）不同物体的温度不同，发出的红外线强度不同，因此可以利用红外线检测体温。 （2）智能机器人语音报警，说明声音可以传递信息。 （3）A．超声波频率高于20000Hz，人耳无法听见，故A正确，不符合题意； B．菲涅尔透镜的作用是会聚光线，相当于凸透镜，不是凹透镜，故B错误，符合题意； C．红外线测温仪通过接收人体发出的红外线测量体温，故C正确，不符合题意； D．彩色画面由红、绿、蓝三原色光混合而成，故D正确，不符合题意。 故选B。 （4）根据凸透镜成像规律：当物距增大（机器人远离被拍摄物体）时，像距会变小，像也会变小。 （5）动能的大小与物体的质量和速度有关。机器人减速过程中，质量不变，速度减小，因此动能减小。 20．如图所示是2025年春节联欢晚会上表演节目的机器人。若该机器人总质量约45kg，与地面接触的总面积为0.03m2。求： (1)该机器人对水平地面的压强。 (2)若该机器人外壳全部由碳纤维复合材料制造，质量约为30kg，则制造一个这种机器人的外壳需要多少立方米的碳纤维复合材料。（ρ碳纤维复合材料约为2g/cm3） (3)若该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m，忽略空气阻力，试求出箱子的重力势能将增加多少以及2s内机器人对箱子做功的功率。 【答案】(1)15000Pa (2)0.015m3 (3)100J ，50W 【详解】（1）由重力公式G=mg可得，机器人所受的总重力G=mg=45kg×10N/kg=450N 机器人对水平地面的压力F=G=450N 该机器人对水平地面的压强为 （2）制造一个这种机器人的外壳需要碳纤维复合材料的体积为 （3）由于箱子匀速运动，箱子的重力 箱子增加的重力势能等于克服箱子重力做的功W=G箱h=100N×1m=100J 机器人对箱子做功的功率 21．在一次物理课外拓展课上，物理老师给同学们讲了一个新的知识——动能定理。其内容是合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，表达式为F合s=  mv22 - mv12，其中mv22称为这个物体的末动能，mv12称为这个物体的初动能。如图1所示，一正方体物块在外力F的作用下由静止开始沿平直的轨道运动，已知该物块的质量为2kg，边长为10cm，物块与地面的摩擦力是物块自重的0.1倍，物块的运动速度一时间图像如图2所示。 （1）求2~4s物块前进的距离。 （2）已知物块在0~2s时间段内前进的距离为1m，求物块在0~2s时间段内所受的拉力F是多大。 【答案】（1）2m；（2）3N 【详解】解：（1）由图2~4s物块做匀速直线运动，速度为1m/s，前进的距离 s=vt=1m/s2s=2m （2）物块在0~2s时间段内前进的距离为1m，速度由0增加到1m/s，则有 解得：F合=1N 物块与地面的摩擦力 物块在0~2s时间段内所受的拉力F 答：（1）求2~4s物块前进的距离为2m； （2）物块在0~2s时间段内所受的拉力F是3N。 学科网（北京）股份有限公司 $ 动能和势能 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．如图所示，2025年哈尔滨第九届亚洲冬季运动会上，冰壶选手董子齐在比赛中掷壶，当她松手后冰壶速度逐渐减小。不考虑冰壶质量和冰面变化，下列说法正确的是（　　） A．冰壶滑行时速度变小，所受摩擦力变大 B．冰壶脱手后，冰壶的动能大小会逐渐增大 C．冰壶的惯性会随着冰壶速度的减小而减小 D．冰壶最终停下说明力能改变物体的运动状态 2．关于惯性，以下说法正确的是（   ） A．高速公路严禁超速，是因为速度越大，惯性越大 B．拍打衣服会使上面的灰尘掉落，这是利用了衣服的惯性 C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，是由于受到惯性的作用 D．百米赛跑，运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有惯性 3．古诗“马作的卢飞快，弓如霹雳弦惊”描绘了激烈的战斗场景。下列相关物理分析正确的是（　　） A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能 B．制造弓臂的材料需要具备良好的弹性 C．箭在空中飞行时所受重力的方向时刻变化 D．箭在空中飞行的时候，箭的机械能守恒 4．如图是我国宇树科技自主研发的智能机器狗，正驮着货物匀速上山，下列说法正确的是（　　） A．以机器狗所驮货物为参照物，路边的树是静止的 B．机器狗的动能和重力势能均增大 C．机器狗脚底凹凸不平的花纹是为了增大摩擦 D．机器狗对地面的压力和它受到的重力是一对平衡力 5．4月15日，我国自主研发的HH-200航空商用无人运输系统在陕西蒲城顺利完成首次飞行试验，如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．为了减小质量，飞机机翼应采用密度较小的材料制造 B．飞机在向上飞行的过程中，受到的大气压强逐渐增大 C．飞机在空中水平加速飞行时，其重力势能增大 D．飞机在跑道上加速滑行时，速度越快，惯性越大 6．某同学将实心球抛出，其运动轨迹如图所示，则实心球（     ） A．受到惯性的作用 B．速度大小保持不变 C．始终受平衡力作用 D．重力势能先变大后变小 7．如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　） A．该实验探究物体动能大小与质量的关系 B．该实验探究物体动能大小与高度的关系 C．如果水平面光滑，本实验能达到探究目的 D．该实验结论可以解释为什么对机动车限速 8．用如图所示的装置探究影响动能大小的因素。让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，下列说法中错误的是（　　） A．按照甲图和丙图进行实验，可探究动能大小与高度的关系 B．按照甲图和乙图进行实验，可探究动能大小与质量的关系 C．甲图和乙图的实验中，小车运动到水平面上时的速度大小相等 D．实验时用木块被撞击后移动的距离来反映小车动能大小 9．秦岭隧道采用竖井和风机来实现通风。车辆在隧道内行驶需要开启近光灯，下列说法正确的是（　　） A．风机产生的气流在隧道顶部高速流动，形成高压区，将废气排出隧道 B．车辆突然减速时惯性不变 C．车辆匀速直线行驶中驾驶员的动能增大 D．汽车近光灯的反光装置是凹面镜，对光线有发散的作用 10．一凡同学用如图所示装置探究“物体动能大小跟哪些因素有关”，她经过思考设计了以下两个实验方案。方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。关于他的实验方案（　　） A．两个方案均可行 B．两个方案均不可行 C．只有方案一可行 D．只有方案二可行 二、实验与探究题 11．如图所示是“探究物体的动能与质量的关系”的实验装置示意图，让小球从斜面上高度为h的点滚下，撞击在水平面上的木块，木块移动一段距离s。 (1)该实验中小球的动能大小是通过____来反映。 (2)实验时需要保证小球撞击木块前的____不变，具体操作方法是____ (3)分析下表实验数据，发现____由此推理可得实验结论是____ 小球的质量m/g 28.2 43.2 55.0 木块的运动距离s/cm 8.6 16.4 23.5 12．《中华人民共和国道路交通安全法》中规定“机动车上道路行驶，不得超过限速标志标明的最高时速；机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载”。由此，同学们联想到：交通事故中更多是由机动车动能过大造成的。于是进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】根据《中华人民共和国道路交通安全法》的规定猜想： 汽车的动能可能跟速度有关； 汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】他们做了图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。 (1)实验中小钢球的动能的大小是通过___________来判断的，这种方法叫做___________（选填“转换”或“类比”）法； (2)甲组实验中，小球从高处向下滚落，小球的___________能转化为小球的动能； (3)分析乙、丙两组实验，可以得到的结论是：_______________________________； 【拓展探究】实验后，同学们想进一步知道，在影响汽车动能大小的因素中，“超载”和“超速”哪个对动能影响更大，于是进行了实验测定，得到的数据如下表。 序号 小球的质量m/g 小球到底端时速度 木块运动的距离s/m 1 30 2 0.4 2 30 4 1.6 3 60 2 0.8 (4)为了探究“超载”隐患时，应选择___________（填写两个序号）两组实验进行比较； (5)分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，由___________（选填“超载”或“超速”）造成的危害更严重。 13．在体育活动中，同学们发现：乒乓球从水平桌面向前滚动后落地，落地点到桌子边缘的水平距离并不相同。大家猜想该水平距离可能与小球刚离开桌面时的滚动速度、小球的质量和桌面的高度有关。小雨和小组同学想探究小球的落地点到桌子边缘水平距离与小球速度的关系，他们找来质量不同的铁质小球若干、斜面、刻度尺、不同高度的水平桌面进行实验，他们将斜面固定在水平桌面上，接下来的操作是：___________。通过实验数据分析可得结论，如果___________，则说明小球落地点与桌面边缘的水平距离与小球刚离开桌面时的滚动速度有关。 14．小明在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小球从斜面上由静止释放，小球下滑后撞击斜面底端的木块，请回答下列问题： (1)该实验所探究的物体的动能是指______（选填“木块”或“小球”）的动能； (2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应进行的操作是______； (3)如图甲、乙所示，同一小球从斜面不同高度由静止释放，是探究动能大小与______的关系，得出的结论是：______； (4)在进行丙实验时木块被撞出了木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰撞后木块能始终在木板上滑行？方法是______； (5)实验后小明又设计了如图丁所示的实验方案探究动能的大小与物体质量的关系：利用不同质量的小球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块，该方案是否可行？______；若按此方案操作，他会看到的现象是______。 (6)同学小红也进行相同的实验，过程中小红发现实验现象不明显，木块被撞击后移动的距离差异较小，为确保实验有较明显的现象，可行的一种方案是：______。 (7)实验结束后，同桌小金在探究动能大小与速度的关系时，拿走了木块，在水平木板上铺上毛巾，通过比较小球在毛巾面上运动的距离，也得出了正确的结论，你认为他的方案是否合理：______，理由是______。 (8)（真实情况下的伽利略实验）小明利用小球和平板组装了图戊所示装置进行了A、B、C三次实验，重现伽利略斜面实验．不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际的现象是______。 A． B．C． 三、综合与应用题 15．现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药。以无人机为参照物，地面是__________（选填“运动”或“静止”）的；喷洒农药过程中，喷药无人机的动能__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 16．如图所示为游乐场过山车运行时的场景，当过山车从低处向高处匀速爬升时，其动能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 17．雪龙二号是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，它能采用不同的破冰方案攻破不同厚度的冰层。 冰层厚度 破冰方案 小于 1.5m 连续破冰：利用船艏特殊的凸起（叫破冰艏柱），它就像一把锋利的“刀刃”，可以增大_________，以4~5km/h 的速度轻易劈开厚度小于1.5m 的冰层。 1.5m~3m 冲撞式破冰：船头水下有一个约20°的锐角，它能帮助船体冲上冰层依靠船体自身的_________将冰层压碎。 >10m的冰脊 艉向破冰：船尾下方的吊舱推进器上有螺旋桨可高速旋转，将海面下的冰脊削碎。高速旋转的螺旋桨具有较大的_________能。 18．如图甲所示，一轨道由水平段和倾斜段组成，轨道的粗糙程度均匀。一小球从O点以一定的速度向右滚出，经过A点运动至B点时不再上升，小球从O到B的过程中，动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示。若轨道光滑，该小球从O点仍以相同的速度向右滚出，经过A点运动到C点时不再上升（C点未标出）。请你在同一个坐标系中，画出小球从O到C的过程中动能随位置变化的大致图像。（不计空气阻力） 19．阅读短文，回答问题。 智能机器人 如图为某款智能机器人，除了常规照相功能外还具有自主测温摄像、移动、避障、5G人机交互等功能，镜头中的菲涅尔透镜（螺纹透镜）可将人体辐射的红外线会聚到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测，当发现超温人员时，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部，机器人把实时拍摄的画面信息通过网络传输到监控中心。 机器人在运动过程中可发射、接收超声波来侦测障碍物信息巧妙避障，当感知到前方有障碍物时，机器人会依靠减速器自动减速，并重新调整行驶路线。 (1)机器人携带的设备能够利用红外线检测体温，是因为不同物体的__________不同，发出的红外线强度不同，从而识别体温。 (2)智能机器人可语音报警说明声音可传递__________。 (3)关于智能机器人，下列说法错误的是__________。 A．机器人发出的超声波人耳是听不见的 B．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜 C．红外线测温仪是通过接收人发出的红外线来测人体体温的 D．监控中心屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成 (4)机器人在拍照过程中远离被拍摄的物体时，物体所成实像的像距将变__________（选填“大”或“小”），所以从相机中看到的像变模糊，为了仍能拍摄出清晰的像，机器人会自动调大镜头焦距，使远距拍摄的物体清晰成像。 (5)当机器人感知到前方有障碍物时，会依靠减速器自动减速，那么在这减速的过程中，机器人的动能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 20．如图所示是2025年春节联欢晚会上表演节目的机器人。若该机器人总质量约45kg，与地面接触的总面积为0.03m2。求： (1)该机器人对水平地面的压强。 (2)若该机器人外壳全部由碳纤维复合材料制造，质量约为30kg，则制造一个这种机器人的外壳需要多少立方米的碳纤维复合材料。（ρ碳纤维复合材料约为2g/cm3） (3)若该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m，忽略空气阻力，试求出箱子的重力势能将增加多少以及2s内机器人对箱子做功的功率。 21．在一次物理课外拓展课上，物理老师给同学们讲了一个新的知识——动能定理。其内容是合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，表达式为F合s=  mv22 - mv12，其中mv22称为这个物体的末动能，mv12称为这个物体的初动能。如图1所示，一正方体物块在外力F的作用下由静止开始沿平直的轨道运动，已知该物块的质量为2kg，边长为10cm，物块与地面的摩擦力是物块自重的0.1倍，物块的运动速度一时间图像如图2所示。 （1）求2~4s物块前进的距离。 （2）已知物块在0~2s时间段内前进的距离为1m，求物块在0~2s时间段内所受的拉力F是多大。 学科网（北京）股份有限公司 $