10.4 机械能转化及其应用 ---2024—2025学年八年级物理沪科版(2024)

2024—2025学年八年级物理沪科版(2024)10.4 机械能转化及其应用 一、单选题 1．【贵州省遵义市桐梓县2017届中考模拟物理试题】在现代合成作战中，武装直升机被人们称为“超低空的空中杀手”．关于此直升机，下列说法中正确的是（    ） A．飞机在空中悬停时不受重力作用 B．匀速竖直上升时飞机的机械能不变 C．飞行时，飞行员相对于飞机是运动的 D．飞机水平匀速前进时，飞机受到竖直向上的升力没有对飞机做功 2．农业无人机在空中保持在同一高度匀速飞行，当对农田喷洒农药时，该无人机（　　） A．质量不变 B．重力势能减小 C．动能增大 D．机械能不变 3．我国的“天舟一号”飞船完成飞行任务返回地球,飞船受空气阻力减速下降过程中,它的 A．重力势能减少,机械能不变 B．动能减少,机械能增加 C．动能减少,重力势能减少 D．动能增加,重力势能减少 4．图中所示的各过程中，物体的重力势能转化为动能的是（　　） A．苹果加速下落的过程 B．火箭点火后加速上升的过程 C．滚摆上升的过程 D．热气球匀速下落的过程 5．今年春天，港城中学举行了中学生自制水火箭比赛。参赛选手对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（    ） A．水火箭的动能一直增大 B．水火箭受到的重力不变 C．水对水火箭向上的推力是它向上起飞的原因 D．水火箭的机械能一直增大 6．如图所示是每隔0.3s拍摄一次的频闪照片，它记录了极限跳伞运动员从悬崖上跳下到打开降落伞之前的运动过程。若空气阻力忽略不计，对此过程的分析正确的是（　　） A．ab段重力对运动员做的功比cd段大 B．ab段重力对运动员做功的功率比cd段大 C．下落过程中，运动员的重力势能不断增大 D．下落过程中，运动员的重力势能转化为动能 7．2023年12月，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，卫星在大气层外运行，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，重力势能增大，动能减小，机械能守恒 B．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 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．如图为北京冬奥会高速摄影机记录的苏端鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的（　　） ①他从起跳到最高点的过程中，动能减小，重力势能增大 ②他起跳后到达最高点时，机械能最大 ③他从空中下落过程中，重力做功越来越快 ④他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的 A．只有③④ B．只有①② C．只有②④ D．只有①③ 9．如图所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行一段距离后又落地后弹跳的过程，下列说法正确的是（　　） A．在A点的重力势能比D点大 B．B点移动到D点的过程中动能转化为重力势能 C．足球在B点时的动能等于零 D．在运动过程中，足球机械能守恒 10．下列关于机械能的说法正确的是（　　） A．小朋友在滑梯上匀速下滑时，他的重力势能转化为动能 B．加速运动的物体，其重力势能可能不变 C．在空中下落的雨滴，重力势能减小，动能增加，机械能不变 D．受平衡力作用的物体机械能一定不变 11．如图所示为人拉弓射箭的示意图，下列说法正确的是（　　） A．在弹性限度内，弓弦拉得越弯，弓弦的弹性势能越大 B．弓弦张紧时，放在弓弦上的箭具有弹性势能 C．箭离弦的过程中，弓弦的弹性势能转化为弓弦的重力势能 D．箭离弦后下落过程中，箭的动能转化为它的重力势能 12．我国的“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近地点向远地点运动的过程中，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（　　） A．“天问一号”在向远地点运动过程中势能越来越小 B．“天问一号”在向近地点运动过程中动能越来越小 C．“天问一号”在向远地点运动过程中机械能越来越大 D．“天问一号”在向近地点运动过程中速度越来越大 13．如图所示，小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是（　　） A．铁锁在摆动过程中，运动状态保持不变 B．铁锁在摆动过程中，所受重力的方向不断改变 C．铁锁在向前摆动过程中，铁锁的动能先增大后减小 D．铁锁摆回时会打到鼻子，因为铁锁的机械能是守恒的 14．以下是教材中的几幅图，对图中所示的情景，下列说法正确的是 （　　） A．甲图，蹦蹦杆跃到最高点时，动能最大，速度最大 B．乙图，男孩水平用力推车但没推动，是因为他的推力小于车所受的阻力 C．丙图，跳远运动员助跑可以提高成绩，是利用了身体的惯性 D．丁图，踢出去的足球虽然会继续“飞行”，但它总会停下来，说明物体的运动必须有力维持 15．2024年4月3日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号丁”运载火箭，成功将“遥感四十二号01星”发射升空。在火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（    ） A．卫星的动能增大，重力势能不变 B．卫星的动能不变，重力势能增大 C．卫星的机械能不变 D．卫星的机械能增大 二、填空题 16．目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示。空间站在绕地运行过程中机械能保持不变，请你从能量转化的角度分析从远地点到近地点的过程中，其运动速度的变化情况是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 17．撑竿跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越杆下落。运动员撑竿起跳上升到最高点时，重力势能 （填“最大”或“最小”）；从最高点下落过程中 能逐渐增加。 18．2011年11月3日凌晨，我国自主设计的“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功实现安全对接，携手遨游太空．对接后，“神舟八号”相对于“天宫一号”是 的（填“运动”或“静止”）；它们沿椭圆形轨道绕地球运行时，动能较小的点是 ．（填“近地点”或“远地点”） 19．如今，无人机已深入农间地头，助力农业进入智能化时代。一架无人机可搭载农药的质量为40kg，装满农药的无人机总质量为50kg，静止在水平地面上时，其底部支架与地面的总接触面积为，它对地面的压强 Pa，从地面升起到5m高处时，克服农药重力做功为 J，水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，无人机机械能的减少量 （填“大于”“小于”或“等于”）其动能的减少量。（g取10N/kg） 三、计算题 20．小张同学和她的兴趣小组为学校工人师傅设计了如图17所示的滑轮组，帮助工人师傅运送较大质量的物体。现用滑轮组提升重为900N的物体A，已知动滑轮的重力是100N，在滑轮组绳子自由端施加竖直向上的力F，10s内物体A被竖直匀速提升了1m，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg，求： （1）拉力F的功率； （2）滑轮组的机械效率。 21．物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动．有一物体离地面的高度为h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能为。 (1)请你分析说明物体下落的速度与自身的质量大小是否有关； (2)如图，一小球从离地面高度h=45m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C A C D B D A B 题号 11 12 13 14 15 答案 A D C C D 1．D 【详解】解答：A. 飞机在空中飞行，时刻受到重力的作用．此选项错误；B. 飞机竖直向上匀速飞行过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，所以重力势能增加．而机械能包括动能和重力势能，所以机械能增加．此选项错误；C. 飞机飞行过程中，以飞机为参照物，飞行员与飞机的位置没有变化，所以是静止的．此选项错误；D. 飞机沿水平方向飞行，而升力是竖直方向的，所以升力对飞机没有做功．此选项正确． 故选D. 点睛：①地球周围的一切物体都受到重力的作用；②机械能包括动能和势能．动能的影响因素是质量和速度；重力势能的影响因素的质量和高度；③一个物体相对于参照物位置没有变化，此物体是静止的；相对于参照物位置有变化，此物体是运动的；④做功包含两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离． 2．B 【详解】喷洒农药的过程中，无人机的高度不变，速度不变，质量减小，重力势能减小，动能减小，机械能减小，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．C 【分析】“天舟一号”飞船受空气阻力作用时，需要克服空气阻力做功，部分机械能转化为了内能，机械能减小； 在判断动能、势能的大小变化时，可根据它们各自的影响因素来分析： 【详解】“天舟一号”飞船在完成飞行任务返回地球途中，飞船受空气阻力减速下降，要克服空气阻力做功，消耗机械能，所以机械能减少，因为是减速运动，所以速度减小，动能减少，又因为飞船在下降，所以重力势能减少，故A. B. D错误，C正确； 故选C. 【点睛】动能影响因素：质量、速度；质量越大、速度越大，动能越大； 重力势能影响因素：质量、高度；质量越大，被举的越高，重力势能越大． 4．A 【详解】A．苹果加速下落的过程，质量不变，速度变大，所以动能变大，同时高度减小，所以重力势能减小，故是将重力势能转化为动能的过程，故A正确； B．火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，故动能增加，同时高度增加，重力势能增大，故不是重力势能和动能的转化，故B错误； C．滚摆缓慢上升的过程，质量不变，速度变慢，动能变小，同时高度增加，所以重力势能增大，故是将动能转化为重力势能的过程，故C错误； D．热气球匀速下落的过程，质量不变，速度不变，故动能不变，同时高度降低，重力势能减小，故不是重力势能和动能的转化，故D错误。 故选A。 5．C 【详解】A．水火箭在上升过程中质量在减小，速度先增大后减小，动能不是一直增大，故A错误； B．水火箭在上升过程中质量在减小，根据可知，重力在减小，故B错误； C．水火箭上升利用了物体间力的作用是相互的，水火箭向下喷水，水对水火箭产生向上的推力，这个推力是它向上起飞的原因，故C正确； D．水火箭在上升过程中质量在减小，速度先增大后减小，高度一直增加，机械能不是一直增大，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．如图，hcd＞hab，由W＝Gh知，ab段重力对运动员做的功比cd段大小，故A错误； B．因为每隔0.3s拍摄一次的频闪照片，所以ab段的时间等于cd段的时间，由知，ab段重力对运动员做功的功率比cd段小，故B错误； C．下落过程中，运动员的质量不变，高度降低，所以重力势能不断减小，故C错误； D．下落过程中，运动员的速度增大，则动能变大，又因为重力势能减小，所以重力势能转化为动能，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】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，所以重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故A错误，B正确； 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，所以重力势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。 故选B。 8．D 【详解】①他从起跳到最高点的过程中，他的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能逐渐转化成重力势能，故①正确； ②他起跳后到达最高点时，由于存在空气阻力，克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在最高点时的机械能不是最大，故②错误； ③他从空中下落过程中，速度越来越大，重力不变，根据 可知，重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故③正确； ④他从起跳到落地的整个过程中，克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能是不守恒的，故④错误。 故选D。 9．A 【详解】A．A点高度高于D点，质量不变，所以在A点的重力势能比D点大，故A正确； B．B点移动到D点的过程小球质量不变，速度增加，则动能变大，高度降低，则重力势能减小，所以是重力势能转化为动能，故B错误； C．足球在B点时仍具有水平方向的速度，动能不为零，故C错误； D．在运动过程中，要克服阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。 故选A。 10．B 【详解】A．小朋友在滑梯上匀速下滑时，他的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度不变，动能不变，他的重力势能没有转化为动能，故A错误； B．加速运动的物体，它的质量和高度可能不变，所以，其重力势能可能不变，故B正确； C．在空中下落的雨滴，重力势能减小，动能增加，由于受到空气阻力，机械能减小，故C错误； D．受平衡力作用的物体速度不变，它的动能不变，重力势能可能改变，它的机械能可能改变，故D错误。 故选B。 11．A 【详解】A．在弹性限度内，弓弦拉得越弯，弓弦的弹性形变程度越大，弓弦的弹性势能越大，故A正确； B．弓弦张紧时，弓弦具有弹性势能，放在弓弦上的箭没有弹性形变，没有弹性势能，故B错误； C．箭离弦的过程中，弓弦的弹性形变程度减小，弓弦的弹性势能减小，箭的速度变大，箭的动能变大，弓弦的弹性势能转化为箭的动能，故C错误； D．箭离弦后下落过程中，箭的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，箭的重力能转化为它的动能，故D错误。 故选A。 12．D 【详解】A．“天问一号”在向远地点运动过程中高度升高，重力势能变大，故A错误； BD．“天问一号”在向近地点运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B错误，D正确。 C．“天问一号”在向远地点运动过程中没有外力做功，机械能守恒，即机械能不变，故C错误； 故选D。 13．C 【详解】A．铁锁在摆动过程中，运动方向和速度大小都在不断变化，因此运动状态一直在变化，故A错误； B．重力的方向始终竖直向下，因此铁锁在摆动过程中，所受重力的方向不变，故B错误； C．铁锁在向前摆动过程中，铁锁先下降，到达最低点后再上升，下降过程中高度降低速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；上升过程中，高度增大，速度减小，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能，故整个向前摆动过程中，铁锁的动能先增大后减小，故C正确； D．铁锁在摆动过程中会受到空气的阻力，部分机械能被消耗，机械能会减小，故D错误。 故选C。 14．C 【详解】A．速度越大，质量越大，动能就越大；到达最高点时，速度为零，动能为零，故A错误； B．男孩沿水平方向推车，车不动，车在水平方向受到平衡力的作用，即水平推力和摩擦力是一对平衡力，故车受到的水平推力等于车受到的阻力，故B错误； C．跳远运动员助跑是为了在起跳时有一个较大的速度，起跳时，由于惯性，可以跳的更远，故C正确； D．力是改变物体运动状态的原因，牛顿第一定律指出，当物体不受任何外力时，可以做匀速直线运动，因此运动的物体不一定要力来维持，故D错误。 故选C。 15．D 【详解】卫星在加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大，机械能是动能与重力势能之和，所以机械能增大，故ABC错误，D正确。 故选D。 16．变大 【详解】空间站在绕地运行过程中机械能保持不变，空间站在轨道上从远地点到近地点运行的过程中，其质量不变，高度变小，故重力势能变小，因为机械能保持不变，所以重力势能转化为动能，动能增大，其质量不变，所以速度变大。 17． 最大 动 【详解】[1][2]运动员撑竿起跳上升到最高点时，重力不变，高度达到最大，此时重力势能最大；从最高点下落过程中，高度降低，势能转化为动能，动能逐渐增加。 18． 静止 远地点 【详解】试题分析：（1）“天宫一号”和“神舟八号”对接后，“神舟八号”飞船与“天宫一号”一起运动，相对位置没有发生变化，所以神舟八号飞船相对于天宫一号来说是静止的． （2）飞在远地点时，距离地面的高度最大，速度最小，重力势能最大，动能最小；在近地点时，速度最大，高度最小，重力势能最小，动能最大． 19． 大于 【详解】[1]无人机总重力为 静止在水平地面上时，对地面的压强为 [2]无人机从地面升起到5m高处时，克服农药重力做功 [3]水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，机械能减小，由于动能和势能的总和是机械能，所以无人机机械能的变化量是动能和重力势能变化量的总和，则无人机机械能的变化量大于其动能的变化量。 20．（1）100W；（2）90％ 【详解】解：（1）滑轮组 拉力F移动的距离为 不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦 拉力F做的功为 拉力的功率 （2）滑轮组的机械效率 答：（1）拉力F的功率100W； （2）滑轮组的机械效率90％。 21．(1)无关 (2)30m/s 【详解】（1）由题可知，物体所处的高度为h时，重力做功为 在下落过程中重力做功全部转化为动能，即 可得 物体下落的速度为 所以物体下落的速度与自身的质量无关。 （2）根据计算小球落地时速度为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$