安徽省无为县红庙初中上学期九年级物理同步练习114认识动能和势能.docx
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安徽省无为县红庙初中上学期九年级物理同步练习114认识动能和势能
安徽省无为县红庙初中2019-2019学年上学期九年级物理
同步练习11.4认识动能和势能
一．选择题（共10小题）
1．如图是宜宾天池公园内的“摩天轮”，一游客坐在“摩天轮”中在竖直平面内做速度大小不变的圆周运动，游客从最低点向最高点运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．游客的动能保持不变B．游客的动能先增大后减小
C．游客的重力势能保持不变D．游客的机械能保持不变
2．用细线将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆。
如图所示，小球从A点摆动到B点的过程中（ ）
A．速度变小，动能变大B．速度变小，动能变小
C．速度变大，重力势能变小D．速度变大，重力势能变大
3．2019年世界杯正在俄罗斯举行，如图所示，是正在加速下降的足球，在此过程中，对其机械能的变化情况，下列分析正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能增大D．动能减小，重力势能减小
4．2019年5月5日，中国国产航母完成首次舰载直升机起降。
直升机减速下降靠近航母甲板的过程中（ ）
A．惯性变大B．动能变小C．重力势能不变D．机械能不变
5．在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．在高速公路长下坡路段的外侧，常设有如图所示的避险车道，供刹车失灵的车辆自救，当失控车辆冲上该车道时，被强制减速停车。
下列说法不正确的是（ ）
A．避险车道相当于一个斜面
B．以相同速度行驶时，大货车比小轿车的动能大
C．下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大
D．大货车冲上避险车道时，动能全部转化为重力势能
7．2019年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的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，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D．卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
8．如图所示，带正电的小球甲固定于水平绝缘支架上，另一带正电的小球乙从甲正上方A点由静止释放（图中虚线表示两球球心的连线）。
已知：
电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大。
若乙运动至B点时，所受重力恰好等于甲对它的排斥力。
不计空气阻力，下列对小球乙下落过程的分析正确的是（ ）
A．到达B点前增加的动能等于减小的重力势能
B．到达B点后它能保持平衡状态
C．从A到B的过程中，它始终受到平衡力作用
D．从A点到B点，重力做的功比排斥力的功多
9．下列各例中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．用电开水器加热水B．衣服在阳光下暴晒升温
C．火箭升空D．双手摩擦生热
10．打篮球是大家喜爱的体育运动。
向空中抛出去的篮球如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．篮球在上升过程中受到平衡力作用
B．篮球落向地面过程中重力势能转化为动能
C．篮球能继续运动，是因为篮球的惯性大于阻力
D．篮球受到重力作用，运动状态不发生改变
二．填空题（共5小题）
11．撑竿跳高是田径运动会中的精彩项目，如图，运动员持竿加速奔跑，借助撑竿提升运动员的高度，弃竿下落，安全着垫。
试分析这一过程中包含的物理知识。
示例：
在运动员提升高度过程中，竿的弹性势能先增加后减少。
（此例不可再用）请考生另列两条：
12．暴雨天，在山体滑坡的地方，极易发生泥石流。
原因之一是，在雨水的作用下，滑坡处的泥石与地面（泥石）之间的 减小了。
泥石流在向下游流动的过程中， （填主要的能量转化）。
与水流相比，由于相同体积泥石流的质量较大，故具有的 能较大，其造成的破坏和损失更大，因此，暴雨天，尤其在山体滑坡的地方，要加强防范泥石流灾害。
13．极限跳伞是一项惊险体育运动。
如图所示，跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能 ，机械能 ，跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以 为参照物。
14．如图是人造卫星轨道示意图，以地球为参照物，卫星是 的。
卫星在大气层外运行，不受空气阻力，从远地点向近地点运动时，它的 能变大，机械能 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
15．由金属杆组成如图所示的导轨，其中水平面上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上的磁场中，与倾斜放置的导轨ABCD平滑且固定连接。
将一金属棒ab从倾斜导轨上一定高度由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦，因为 （从能量转化的角度简述理由），所以ab棒在水平导轨上的运动情况是 （选填“加速”、“减速”或“匀速”）。
三．实验探究题（共1小题）
16．在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，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。
实验次数
钢球质量m/g
钢球下摆高度h/cm
木块滑行距离s/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是 。
（2）从上表数据可以看出，实验中控制了 相同，从而探究动能与 的关系。
（3）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做 J的功；第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，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，你认为应当采用 同学的建议。
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：
。
四．计算题（共1小题）
17．在一次物理拓展课上，老师用如图所示的装置为大家讲解了重力势能和动能的计算公式。
已知重力势能的表达式Ep=mgh，动能的表达式为EK=
mv2，如图所示，高为0.45m的光滑轨道AB与均匀粗糙平面BC相连，将质量为m=2kg的小物块由静止开始从A点滑下，经过B点进入水平面，最后静止在C点不计空气阻力，物块在AB轨道上滑落时机械能守恒求（g取10N/kg）：
（1）小物块在A点的重力势能；
（2）小物块经过B点时的速度大小；
五．解答题（共1小题）
18．请你阅读下面的短文，回答问题：
中国梦，我的梦！
中国进入通信新时！
2019年8月16日1时40分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子亏”发射升空，如图甲所示，为了保护发射塔，在塔下有个充满水的水池，火箭发射时可以看见冒出大量的“白烟”。
“墨子号”卫星是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
量子科学实验卫星作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术，量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。
“墨子号”卫星与地球同步卫星运行轨迹相似（如图乙所示），但比一般卫星运行的轨道较低，且绕地球运转快于地球自转。
“墨子号”名字的来历：
墨子最早提出光线沿直线传播，设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。
以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星，将提升我们的文化自信。
（1）“墨子号”卫星在轨道上运行过程中，以地球为参照物，“墨子号”是 （选填“运动”或“静止”）的。
墨子设计的小孔成像实验中所成的像是 （选填“正立的实像”“正立的虚像”“倒立的实像”或“倒立的虚像”）。
（2）如图乙所示，“墨子号”卫星从近地点向远地点运行过程中，能量的转化情况是 ，整个运行过程中机械能的总量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）请解释塔下充满水的水池是如何保护发射塔的。
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．
【分析】动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，机械能等于动能与势能的总和。
结合其运动状态可做出判断。
【解答】解：
AB、游客随“摩天轮”做匀速圆周运动，游客的质量不变、速度不变，所以游客的动能不变，故A正确、B错误；
C、游客随“摩天轮”做匀速圆周运动，其高度在不断变化，因此游客的重力势能是变化的，故C错误；
D、机械能等于动能与势能的总和，游客的动能不变，但重力势能变化，所以其机械能是变化的，故D错误。
故选：
A。
【点评】本题主要考查了对动能、重力势能影响因素的分析，以及对机械能变化的判断，属基础知识的应用。
2．
【分析】
（1）动能大小跟质量、速度有关。
质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能大跟质量、高度有关。
质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能的和。
【解答】解：
小球从A点摆动到B点的过程中，质量不变、高度减小，重力势能减小；质量不变、速度变大，动能变大；重力势能转化为动能。
故选：
C。
【点评】本题考查对动能、重力势能影响因素的认识和理解，属于一道基础题。
3．
【分析】
（1）动能大小的影响因素：
质量、速度。
质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：
质量、被举得高度。
质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：
正在加速下降的足球，质量不变，速度变大，动能增大，同时高度下降，重力势能减小。
故选：
A。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。
4．
【分析】
（1）惯性大小只与质量有关，
（2）动能大小的影响因素：
质量、速度。
质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：
质量、被举得高度。
质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和势能统称为机械能。
【解答】解：
A、惯性大小只与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故A错误；
BCD、直升机减速下降过程中，高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小；机械能为动能和势能的和，故机械能减小；故B正确，CD错误。
故选：
B。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，根据影响因素能判断动能、重力势能和弹性势能的大小变化。
5．
【分析】
（1）动能大小的影响因素：
质量、速度。
质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：
质量、被举得高度。
质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：
小明把排球竖直向上抛出，排球向上运动，高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，动能减小，到达最高时速度为0，动能为0，排球在重力的作用向下运动，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能，动能变大，故动能先变小至0，然后再变大，故A符合题意。
故选：
A。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
6．
【分析】
（1）根据图象分析车道的作用；
（2）动能的大小与速度和质量有关；
（3）（4）重力势能和动能可以相互。
【解答】解：
A、由图可知，避险车道相当于一个斜面，故A正确；
B、以相同速度行驶时，大货车的质量大，故大货车比小轿车的动能大，故B正确；
C、下坡路段，刹车失灵的大货车向下运动的过程中，重力势能转化为动能，动能越来越大，故C正确；
D、大货车冲上避险车道时，动能一部分转化为重力势能，由于存在摩擦，克服摩擦做功，还有一部分动能转化为内能，故D错误。
故选：
D。
【点评】知道动能和势能大小的影响因素，并能结合其能量的转化解释实际问题是解决该题的关键。
7．
【分析】影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度；影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。
根据动能、重力势能影响因素的情况得出动能和重力势能的大小情况。
再根据能量变化的规律：
减小的能量转化为增大的能量得出答案。
【解答】解：
AB、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，故A正确、B错误；
CD、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。
故选：
A。
【点评】掌握动能、势能大小的影响因素，掌握动能、势能的大小变化情况。
同时知道卫星在绕地球运动时，没有任何物质和卫星摩擦，机械能没有消耗，机械能是守恒的。
8．
【分析】
（1）根据机械能是否守恒分析；
（2）根据甲的受力情况分析；
（3）根据甲的运动状态分析；
（4）根据重力和斥力的大小分析做功的多少。
【解答】解：
A、到达B点前，甲的重力势能减小，动能变大，由于在下落过程中受到重力和斥力的共同作用，故机械能不守恒，增加的动能不等于减小的重力势能，故A错误；
B、到达B点后，重力恰好等于甲对它的排斥力，由于具有惯性，甲仍然会向下运动，此时重力小于斥力，将做变速运动，故B错误；
C、甲在下落的过程中受到重力和斥力的共同作用，由于斥力会发生变化，故受力不平衡，故C错误；
D、从A点到B点，重力不变，斥力变大，在B点时斥力等于中，故从A点到B点，重力做的功比排斥力的功多一些，故D正确。
故选：
D。
【点评】本题考查了能的转化、做功的比较、平衡状态的分析等知识，有一定的难度。
9．
【分析】对下面四个选项的能量转化情况逐个分析判断即可解决。
【解答】解：
A、开水加热器是要消耗电能的，加热水转化为水的内能，是电能转化为内能，故A不符合题意；
B、衣服在阳光下曝晒升温是将光能转化为内能，故B不符合题意；
C、火箭升空是要消耗燃料的，将燃料的化学能转化为内能，再转化为火箭的机械能，故C不符合题意；
D、双手摩擦发热是克服双手间的摩擦做功，将机械能转化为内能，故D符合题意。
故选：
D。
【点评】本题考查了能量的转化过程，我们要能够分析生活中的能量转化现象。
10．
【分析】物体静止或匀速直线运动是运动状态不变，受的是平衡力，物体的速度大小或运动方向的变化都是运动状态变化，一定受到不平衡力，受到单独一个力也是不平衡力，物体能够保持原来的运动状态的性质叫惯性。
依据这样的理解判断此题。
【解答】解：
A、篮球上升时，不受抛力，也不受阻力，只受到竖直向下的重力，所以不是平衡力，故A错误；
B、篮球落向地面过程中，高度减小、速度变大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能，故B正确；
C、篮球离手后继续运动是因为篮球有惯性，惯性不是力，不能与阻力比较大小，故C错误；
D、篮球由于受重力作用，速度大小、运动方向都发生改变，即运动状态发生改变，所以重力使篮球的运动状态发生了改变，故D错误。
故选：
B。
【点评】掌握好这些知识点：
惯性是物体保持原来运动状态不变的性质；力是改变物体运动状态的原因；物体受平衡力的结果是静止或匀速直线运动。
二．填空题（共5小题）
11．
【分析】力可以改变物体的运动状态；动力臂小于阻力臂为费力杠杆；物体间力的作用是相互的。
【解答】解：
①运动员在跃起的过程中，受到撑杆的弹力的作用，弹力改变了运动员的运动状态；
②运动员在奔跑的过程中，一手为支点，另一手施加动力，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；
③运动员在加速的过程中，向后蹬地，由于物体间力的作用是相同的，地会给运动员一个向前的力。
故答案为：
①运动员在跃起的过程中，受到撑杆弹力的作用，弹力改变了运动员的运动状态；②运动员在奔跑的过程中，一手为支点，另一手施加动力，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
【点评】本题为开放题，明确整个过程中包含的物理知识是解题的关键。
12．
【分析】影响摩擦力大小的因素有压力大小和接触面的粗糙程度；
动能：
物体由于运动而具有的能，与物体的质量和速度有关；
重力势能：
物体由于被举高而具有的能，与物体的质量和被举高的高度有关。
【解答】解：
在雨水的作用下，滑坡处的泥石与地面（泥石）之间的接触面变得光滑了，故摩擦力减小了；
泥石流在向下游流动的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；
动能的大小与质量和速度有关，速度相同时，质量越大，具有的动能越大。
故答案为：
摩擦力；重力势能转化为动能；动。
【点评】本题考查了影响摩擦力大小的因素、影响动能大小的因素、能量的转化，属于基础知识。
13．
【分析】
（1）重力势能大小的影响因素：
质量、高度；机械能等于动能与势能的总和。
（2）判断物体是运动还是静止，即看该物体相对于参照物的位置是否发生变化即可。
【解答】解：
跳伞员在匀速下落过程中，其质量不变，高度减小，所以其重力势能减小；速度不变，动能不变；机械能等于动能与势能的总和，故机械能减小；
若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以自己为参照物的；
故答案为：
减小；减小；自己。
【点评】该题考查了重力势能大小的影响因素、参照物的判断和，是一道综合题。
14．
【分析】
（1）动能大小的影响因素：
质量、速度。
质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：
质量、被举得高度。
质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：
从远地点向近地点运动时，质量不变，速度增大，动能增大，同时距离变近，重力势能减小；卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能守恒，保持不变。
故答案为：
动；不变。
【点评】此题考查动能和势能的大小变化，卫星因其在大气层外运行，没有了空气的阻力，故其机械能在相互转化的过程中可以保持守恒。
15．
【分析】金属棒在下滑过程中，重力势能转化为动能；滑到水平导轨上后，金属棒ab切割磁感线产生感应电流，即机械能转化为电能，由于导轨和金属棒有一定电阻，电流流过导轨和金属棒会产生热量，所以电能又转化为内能，金属棒的动能越来越小，最后为0。
【解答】解：
金属棒滑到水平导轨上后，金属棒做切割磁感线运动，产生感应电流，即动能转化为电能；由于导轨和金属棒有一定电阻，电流流过导轨和金属棒会产生热量，所以电能又转化为内能，导致金属棒的动能越来越小，最后动能为0，金属棒静止，所以金属棒做的是减速运动。
故答案为：
金属棒的动能不断转化为电能再转化为内能；减速。
【点评】此题主要考查的是电磁感应和能量转化知识的理解和掌握，有一定难度。
三．实验探究题（共1小题）
16．
【分析】
（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；一个物体能够做功就说这个物体具有能量，若物体做的功越多就说明物体具有的能量越大。
（2）影响动能大小的因素是质量和速度，在研究时要采用控制变量法，速度相同是研究动能与质量的关系；
（3）根据W=mgh可求；由图知是控制速度相同时，研究动能与质量的关系，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的；
（4）运用控制变量法，通过数据得出结论。
【解答】解：
（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大；
（2）让小球从斜面的同一高度处释放，使小球到达最底端的速度相同，从而探究动能与质量的关系；
（3）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做的功：
W=mgh=0.02kg×10N/kg×0.3m=0.06J；
上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，因此改变木板的长度，应采用甲的建议；
（4）有表中的数据知：
速度一定时，质量越大动能越大。
故答案为：
（1）将钢球从某一高度由静止释放；
（2）速度；质量；（3）0.06；甲；（4）速度一定时，质量越大，动能越大。
【点评】用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小；采用控制变量法研究实验时，一定注意相同因素和不同因素。
四．计算题（共1小题）
17．
【分析】
（1）根据Ep=mgh算出小物块在A点的重力势能；
（2）根据能量守恒，根据EK=
mv2算出小物块经过B点时的速度大小。
【解答】解：
（1）小物块在A点的重力势能：
Ep=mgh=2kg×10N/kg×0.45m=9J；
（2）因为轨道AB光滑，即物体下滑时不受摩擦力，
所以物块下滑时机械能守恒，重力势能全部转化为动能，即Ep=EK=
mv2，
则小物块经过B点时的速度大小：
v=
=
=3m/s。
答：
（1）小物块在A点的重力势能为9J；
（2）小物块经过B点时的速度大小为3m/s。
【点评】本题考查了动能和重力势能的计算以及动势能的转化，看懂题意即可正确解答。
五．解答题（共1小题）
18．
【分析】
（1）判断物体是运动的还是静止的，要看它和参照物之间的位置关系，如果位置变化了，说明该物体是运动的，否则是静止的；小孔成像属于光的直线传播，成的是倒立的实像；
（2）根据影响动能和重力势能的因素分析两者的变化，根据机械能等于动能和势能之和分析机械能的变化；
（3）汽化要吸热。
【解答】解：
（1）“墨子号”卫星在轨道上运行过程中，以地球为参照物，与地球之间有位置的变化，故是运动的；
墨子设计的小孔成像属于光的直线传播，成的是倒立的实像；
（2）“墨子号”卫星从近地点向远地点运行过程中，高度变大，重力势能变大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能；在运动过程中，机械能是守恒的，保持不变；
（3）火箭发射时，高温高压的燃气喷在水池的水中，水汽化为水蒸气时会吸收热量；水的比热容比较大，升高相同温度时会吸收大量的热，从而保护发射塔。
故答案为：
（1）运动；倒立的实像；
（2）动能转化为重力势能；不变；（3）火箭发射时，高温高压的燃气喷在水池的水中，水汽化为水蒸气时会吸收热量；水的比热容比较大，升高相同温度时会吸收大量的热，从而保护发射塔。
【点评】本题考查了影响动能和势能因素的应用以及运动与静止的相对性、光直线传播的应用、物态变化的应用等，是一道较为简单的应用题。
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