Тест по физике 10 класс: кинетическая и потенциальная энергия

Что нужно знать

Механическая энергия характеризует способность тела совершать работу и включает кинетическую и потенциальную энергию. Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает движущееся тело; она зависит от массы тела и скорости его движения. Формула кинетической энергии: Eк = mv² / 2, где m — масса тела (кг), v — скорость (м/с), Eк — энергия (Дж). Потенциальная энергия — это энергия, обусловленная взаимным расположением взаимодействующих тел или частей одного тела. Потенциальная энергия тела, поднятого над поверхностью Земли, определяется формулой Eп = mgh, где m — масса тела (кг), g — ускорение свободного падения (примерно 10 м/с²), h — высота над выбранным нулевым уровнем (м), Eп — энергия (Дж). Единицей измерения кинетической и потенциальной энергии в СИ является джоуль (Дж). При отсутствии сопротивления воздуха и трения полная механическая энергия сохраняется: кинетическая энергия может превращаться в потенциальную и наоборот. Например, при падении мяча его потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая увеличивается. Типичная ошибка учеников — считать, что кинетическая энергия прямо пропорциональна скорости, хотя она пропорциональна квадрату скорости.

Тест: 12 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что называют кинетической энергией тела?

    • Энергию, которой обладает тело вследствие своего движения
    • Энергию, возникающую исключительно при деформации тела
    • Энергию, связанную только с температурой тела
    • Энергию, которой обладает тело вследствие своего положения относительно Земли
    Кинетическая энергия определяется движением тела и зависит от его массы и скорости.

  2. 2. В каких единицах измеряется механическая энергия в Международной системе единиц (СИ)?

    • В ваттах (Вт)
    • В джоулях (Дж)
    • В ньютонах (Н)
    • В паскалях (Па)
    Единицей измерения энергии в СИ является джоуль. Один джоуль равен работе силы в один ньютон на пути один метр.

  3. 3. От каких величин зависит кинетическая энергия тела?

    • От массы тела и высоты над поверхностью Земли
    • Только от скорости тела
    • От массы тела и квадрата его скорости
    • Только от массы тела
    Кинетическая энергия определяется формулой Eк = mv² / 2, поэтому зависит от массы и квадрата скорости.

  4. 4. Как изменится кинетическая энергия тела, если его скорость увеличится в 2 раза, а масса останется прежней?

    • Увеличится в 2 раза
    • Уменьшится в 2 раза
    • Не изменится
    • Увеличится в 4 раза
    По формуле Eк = mv² / 2 кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости. При увеличении скорости в 2 раза энергия возрастает в 2² = 4 раза.

  5. 5. Какой вид механической энергии преобладает у неподвижного камня, лежащего на вершине высокого холма относительно его подножия?

    • Потенциальная энергия
    • Кинетическая и потенциальная энергии равны нулю
    • Энергия движения
    • Кинетическая энергия
    Камень неподвижен, поэтому его кинетическая энергия равна нулю. Относительно подножия холма он обладает потенциальной энергией благодаря высоте.

  6. 6. Мяч падает с некоторой высоты. Сопротивлением воздуха можно пренебречь. Как изменяются его кинетическая и потенциальная энергии во время падения?

    • Обе энергии увеличиваются
    • Кинетическая энергия увеличивается, потенциальная уменьшается
    • Обе энергии уменьшаются
    • Кинетическая энергия уменьшается, потенциальная увеличивается
    Во время падения скорость мяча возрастает, поэтому увеличивается его кинетическая энергия. Высота уменьшается, следовательно, уменьшается потенциальная энергия.

  7. 7. Какой пример наиболее точно иллюстрирует превращение потенциальной энергии в кинетическую?

    • Книга неподвижно лежит на столе
    • Пружина неподвижно лежит на полу
    • Камень падает с высоты на землю
    • Автомобиль движется по горизонтальной дороге с постоянной скоростью
    При падении высота камня уменьшается, а скорость увеличивается. Его потенциальная энергия превращается в кинетическую.

  8. 8. Тело массой 2 кг движется со скоростью 3 м/с. Чему равна его кинетическая энергия?

    • 3 Дж
    • 6 Дж
    • 18 Дж
    • 9 Дж
    Используем формулу Eк = mv² / 2. Eк = 2 · 3² / 2 = 9 Дж.

  9. 9. Груз массой 5 кг находится на высоте 4 м над землёй. Примите g = 10 м/с². Чему равна его потенциальная энергия относительно поверхности Земли?

    • 200 Дж
    • 100 Дж
    • 50 Дж
    • 20 Дж
    Используем формулу Eп = mgh. Eп = 5 · 10 · 4 = 200 Дж.

  10. 10. Автомобиль массой 1000 кг движется со скоростью 10 м/с. Чему равна его кинетическая энергия?

    • 5 000 Дж
    • 50 000 Дж
    • 10 000 Дж
    • 100 000 Дж
    По формуле Eк = mv² / 2 получаем: Eк = 1000 · 10² / 2 = 50 000 Дж.

  11. 11. Тело массой 2 кг обладает потенциальной энергией 100 Дж относительно поверхности Земли. Примите g = 10 м/с². На какой высоте находится тело?

    • 20 м
    • 10 м
    • 5 м
    • 2 м
    Из формулы Eп = mgh выразим высоту: h = Eп / (mg). h = 100 / (2 · 10) = 5 м.

  12. 12. Тело движется без сопротивления воздуха и трения. Как изменяется его полная механическая энергия при переходе из одного положения в другое?

    • Постоянно увеличивается
    • Полностью превращается в потенциальную энергию при любом движении
    • Постоянно уменьшается
    • Остаётся неизменной
    При отсутствии сопротивления воздуха и трения выполняется закон сохранения механической энергии: сумма кинетической и потенциальной энергий остаётся постоянной.
Тесты по физике 10 класс