11.4 机械能及其转化- 2024-2025学年人教版物理八年级下册

11.4 机械能及其转化 2024-2025学年人教版物理八年级下册 一、单选题 1．我们居住的城市高楼林立，如不小心发生高空坠物事件，可能给人们的生命财产造成损害。日前，某小区的陈先生早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃穿了一个孔，上面还插着一个可乐瓶，肇事的可乐瓶里还有可乐。对此，下列描述正确的是（    ） A．可乐瓶从高空坠落，动能转化为重力势能 B．可乐瓶坠落时机械能变大 C．可乐瓶从高空坠落，重力势能转化为动能 D．可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，具有很大的重力势能 2．两个完全相同的篮球，表面涂黑，从不同的高度自由下落至同一地面，在地面上留下如图所示的黑色圆斑，下列判断正确的是（　　） A．落在甲处的初始重力势能大 B．落在乙处的篮球弹性势能小 C．落在乙处的篮球初始高度大 D．落在甲处的篮球重力做功多 3．小明站在教室里的座位上向教室后地面上的垃圾桶扔纸团，纸团在空中滑过一漂亮的抛物线后落入垃圾桶，经老师教育后，小明认识到错误。不计空气阻力，纸团离手后，在空中飞行到落到垃圾桶的过程中，动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是（　　） A． B． C． D． 4．同学们在体育课进行实心球投掷训练。如图所示，A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹、B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析不正确的是（　　） A．从B→C过程中，实心球重力势能增大 B．实心球到达最高点C时，重力势能最大 C．从C→D过程中，实心球的动能转化为重力势能 D．实心球从B→C→D过程中，机械能守恒 5．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，弹跳杆的结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时，由最低位置上升到最高位置的过程。针对此过程，下列分析正确的是（　　） A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的机械能最小 B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大 C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能 D．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大 二、填空题 6．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号探测器的返回舱携带1731克月球样品在内蒙古四子王旗预定区域着陆。返回舱到达离地面一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下落。在匀速下落过程中，返回舱的动能 ，机械能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 7．重力为0.1牛的木球从高空竖直落下，若阻力f随下落速度的增大而增大，方向始终与运动方向相反，则木球在越来越快的下落过程中所受的合力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。当木球下落的快慢不变时，所受的阻力f 0.1牛（选填“＜”、“>”或“=”），这时动能 ，重力势能 ，机械能 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 8．北京冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛中，我国选手徐梦桃凭借最后一轮的高难度动作一举夺冠。徐梦桃起跳后能继续升高是因为她具有 ，完成动作下落过程中，她的机械能怎样变化？ 。 9．2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图，当飞船返回舱下降到一定高度后打开降落伞，返回舱减速下落。此过程中，返回舱和降落伞受到的阻力与重力 （选填“平衡”或“不平衡”），返回舱的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。为达到更好的缓冲效果，在返回舱距离地面1m时，返回舱上的四台发动机同时 （选填“向上”或“向下”）喷出高温燃气进一步减缓下落速度，从而实现平稳着陆。 10．今年11月江苏严重干旱，一架执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行，并不断向下抛撒“液氮”，在此过程中，飞机的动能逐渐 ，机械能逐渐 ．（增大、不变、减小） 11．滑雪运动员自高处自由下滑，运动员的速度越来越快，则运动员的动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）、机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 12．将一小球水平抛出,如图是小球弹跳的频闪照片,小球在A、B位置的高度一样．在第一次下落过程中,小球的 能减小．根据小球的运动情况,可知落地弹起后小球从A到B的过程中机械能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)． 13．2023年5月30日，神舟十六号飞船飞往中国空间站。6月2日神舟十五号、神舟十六号航天员乘组完成在轨交接。6月3日21点29分神舟十五号飞船与空间站组合体分离，返回舱落向地面的过程中重力势能变 。 14．2021年4月29日，我国利用长征5号运载火箭成功发射天宫空间站核心舱“天和”。在火箭加速升空阶段，其搭载的“天和”核心舱机械能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。据悉2022年天宫空间站建成后总质量将近100t，与现有近400t的国际空间站都在匀速绕地球运动，两空间站的运动状态都是 （选填“变化”或“不变”）的；若两者运行的轨道高度和速度相同，则机械能较小的是 t空间站。 15．如图所示，AB为光滑圆弧轨道，BC为光滑水平桌面。小华让一只小球从A点沿轨道AB自由滑下，经桌面BC飞出，落在D点。（不计空气阻力）小球在A点时具有 能。小球从A运动到B的过程中，机械能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）；小球在BC段运动的过程中，重力对小球 （选填“做功”或“不做功”）；若小球飞出桌面C点时，所受的力全部消失，小球将做 运动。 16．图是一种流行的指尖陀螺玩具，这种玩具中间为一轴承，两侧各有一飞叶，拨动飞叶后可以在手指上转动，时长可达46分钟。这种陀螺的寿命是由轴承中滚珠决定一般采用陶瓷滚珠，这是利用该材料的 选填（“耐磨性强”、“密度大”或“导热性好”），同时飞叶一般采用密度大的金属制作，目的是为了通过增大质量来增大飞叶的 ，从而在停止拨动陀螺后，陀螺依然能够转动很长时间才停止，其机械能转化为 能。 17．2021年6月17日9时22分，我国神舟十二号载人飞船在长征2F运载火箭的托举下在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示，火箭在加速上升的过程中它的动能 ，重力势能 ，机械能 （三空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。    18．如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的 让自己上升的更高．不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中， 时填“离开跳板”、“最高点”或“入水”时动能最大． 19．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们放在光滑的水平面上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在 （填“a”“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的 。 三、实验题 20．小明在“探究影响动能大小的因素”实验中，用质量为m、2m的钢球从同一斜面上由静止滚下撞击同一水平木板上的木块。 (1)实验中通过观察 来判断 （选填“木块”或“钢球”）的动能大小。若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)由甲、乙两次实验可初步得出结论：物体动能大小与 有关。 (3)分析 两次实验可得：物体动能大小与质量有关，质量越大，动能越大。 (4)若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板需要重做，在不更换器材的前提下，小明可以： 。 (5)另一小组设计了如图丁的装置。用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（铁球与地面的摩擦忽略不计），撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案 （选填“可行”或“不可行”），若按此方案操作，会看到木块移动的距离 （选填“相同”或“不相同”）。 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 《11.4 机械能及其转化 2024-2025学年人教版物理八年级下册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 答案 C C B C A 1．C 【详解】A．可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能，而不是动能会转化为重力势能，故A错误； B．可乐瓶坠落时是动能和势能的转化，如忽略空气阻力，机械能不变，不会增大，故B错误； C．可乐瓶从高空坠落，重力势能会转化为动能，故C正确； D．可乐瓶砸在挡风玻璃的瞬间，其速度达到最大，具有很大的动能，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】从高处下落的篮球具有重力势能，高度越高，重力势能越大；当篮球与地面接触时，篮球发生弹性形变，具有弹性势能，这样篮球的重力势能转化为篮球的弹性势能；高度越高，篮球落地时的形变量越大，即痕迹面积越大；由图可知，乙图的篮球痕迹较大，乙球落下，重力势能转化为弹性势能大，所以，落在乙处的篮球初始重力势能较大，又因为两个完全相同的篮球，所以质量相同，落在乙处的篮球初始高度大，落在乙处的篮球重力做功多。 故选C。 3．B 【详解】CD．小明站在教室里的座位上向教室后地面上的垃圾桶扔纸团，纸团先向上减速运动，最高点时，由于小球是向前运动，故在水平方向上存在速度，速度不为零，竖直方向上的速度为零后，加速下落，故动能是先减小，后增大，在最高点时，存在速度，故动能不为零，故CD不符合题意； AB．不计空气阻力，机械能守恒，小明向上抛纸团时，动能转化为重力势能，纸团下落时，重力势能转化为动能，机械能的总量守恒，起点处重力势能大于终点处的重力势能，故起点处的动能小于终点处的动能，故A不符合题意；B符合题意。 故选B。 4．C 【详解】A．由图知，实心球从B→C是实心球在上升过程中，因为质量不变，高度升高，重力势能增加，故A正确，不符合题意； B．实心球到达最高点C时，高度最高，所以重力势能最大，故B正确，不符合题意； C．实心球从C→D过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化动能，故C错误，符合题意； D．实心球从B→C→D过程中，空气阻力忽略不计，只有动能和重力势能发生相互转换，所以机械能总和保持不变，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．A 【详解】A．由题图可知，在a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大；小希处于最低位置，高度为最低、速度为零，故小希的重力势能最小，动能为零；由于小希的机械能等于动能加势能，所以小希的机械能为最小，故A正确； B．a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小，到达b图位置时，弹簧恢复到原长，所以此时弹力为零，故B错误； C．b→c的过程中，即离开地面上升的过程，小希的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中动能转化为小希的重力势能，C错误； D．a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小希做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力大小等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小希做减速运动；而b→c的过程中，小希在重力作用下做减速运动；所以a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度并不是最大（此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段），故D错误。 故选A。 6． 不变 减小 【详解】[1][2]返回舱匀速下落，速度不变，质量不变，所以动能大小不变；高度减小，重力势能减小；机械能等于动能和势能的总和，所以机械能减小。 7． 变小 = 不变 变小 变小 【详解】[1]木球在越来越快的下落过程中，阻力f越来越大，其合力F=G-f，因为重力不变，所以合力越来越小。 [2]当木球下落的快慢不变时，二力平衡，故所受的阻力f = 0.1N。 [3][4][5]速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，机械能等于动能与重力势能之和，会变小。 8． 惯性 变小 【详解】[1]徐梦桃起跳时向上运动，由于惯性，继续保持原来的运动状态，故徐梦徐梦桃起跳后能够继续升高。 [2]由于存在空气阻力，运动过程中有一部分机械能转化为内能，故机械能减小。 9． 不平衡 减小 向下 【详解】[1] 返回舱下落的过程中竖直方向受到重力和阻力，这两个力方向相反，作用在同一个物体上，但由于返回舱做减速运动未做匀速运动，所以这两个力不平衡。 [2] 返回舱下落的过程中速度越来越小，动能变小，高度越来越低，重力势能变小，所以机械能越来越小。 [3] 返回舱要进一步减缓下落速度，那么在与运动方向相反的方向应该受到一个较大的力，所以返回舱上的四台发动机应该同时向下喷出高温燃气。 10． 减小 减小 【分析】本题考查影响动能、势能的因素，及机械能的变化问题。 【详解】[1]影响动能的因素是：物体的质量和运动速度的大小。飞机是匀速飞行，那么运动速度保持不变；不断抛撒“液氮”，那么飞机的质量不断减小，所以飞机的动能减小。 [2]影响重力势能的因素是：物体的质量和所处的高度。飞机沿水平方向飞行，那么高度没有变化；但是质量减小，所以飞机的重力势能减小。而动能和势能统称为机械能，故机械能减小。 11． 增大 减小 【详解】[1]动能与质量和速度有关，滑雪运动员自高处自由下滑，运动员的速度越来越快，则运动员的动能增大。 [2]滑雪运动员自高处自由下滑的过程中需要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，故机械能减小。 12． 重力势 减小 【详解】[1]小球首次下落过程中，小球的质量不变，高度降低，则小球的重力势能减小； [2]落地弹起后小球从A到B过程中，需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为小球的内能，故小球的机械能将减小； 13．小 【详解】影响重力势能的因素是质量和高度，返回舱落向地面的过程质量不变，高度减小，则返回舱的重力势能变小。 14． 增大 变化 100 【详解】[1]在火箭加速升空阶段，其搭载的“天和”核心舱质量不变，速度变大，动能变大，同时高度增加，重力势能增大，因机械能等于动能与势能的总和，核心舱的机械能增大。 [2]空间站在匀速绕地球运动，相对地球的速度大小不变，但运动方向一直在变化，所以空间站的运动状态在变化。 [3]在速度和高度相同的情况下，质量越小，动能和重力势能越小，机械能就越小。两者比较100t空间站的质量较小，所以它的机械能较小。 15． 重力势 不变 不做功 水平匀速直线 【详解】[1]重力势能与质量和高度有关，在A点小球有高度且有质量，故小球有重力势能。 [2]AB为光滑圆弧轨道，摩擦力为零，机械能守恒，小球从A运动到B的过程中，机械能不变。 [3]BC段小球在水平方向上运动，在重力的方向上没有移动距离，故BC段重力不做功。 [4]若小球飞出桌面C点时，所受的力全部消失，根据牛顿第一定律可知小球将做水平匀速直线运动。 16． 耐磨性强 惯性 内 【详解】[1]由题意可知，陀螺的寿命是由轴承中滚珠决定，一般采用陶瓷滚珠，这是利用该材料耐磨性强的特点。 [2]因为惯性大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。所以为了提高飞叶工作时的稳定性，通过增大质量来增大飞叶的惯性。 [3]陀螺转动过程中与指尖摩擦产生热，机械能转化为内能。 17． 增大 增大 增大 【详解】[1]火箭在加速上升的过程中，质量不变，速度变大，它的动能变大。 [2]火箭在加速上升的过程中，质量不变，高度升高，重力势能变大。 [3]机械能等于动能加重力势能。火箭在加速上升的过程中，动能变大，重力势能变大，机械能变大。 18． 如弹性势能 入水 【详解】当跳水运动员在跳水前先用力下压跳板时，跳板发生弹性形变，产生弹力，具有弹性势能，所以利用跳板的弹力让自己上升的更高． 不计空气阻力时，机械能是守恒的，运动员从离开跳板到入水的过程中，在最低点时，重力势能最小，动能最大，速度最快，所以运动员在入水时动能最大． 19． b 弹性势能 【详解】[1]由能量守恒定律可知，在小球运动过程中，小球的动能和弹簧的弹性势能总和保持不变，所以当弹簧的弹性势能最小时，小球的动能最大，由图可知，b是弹簧原长时小球的位置，此时弹簧弹性势能最小，所以小球从a运动到c的过程中，在b位置动能最大。 [2]从b到c的过程中，小球的动能减小，弹簧的形变量变大，弹簧的弹性势能变大，所以小球的动能转化为弹簧的弹性势能。 20．(1) 木块移动的距离 钢球 不能 (2)速度大小 (3)甲、丙 (4)减小钢球下落的高度 (5) 不可行 相同 【详解】（1）[1][2]“探究影响动能大小的因素”实验中，研究对象是钢球，钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大，被撞的越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法。 [3]若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，由于无法比较木块移动距离的大小，故本实验将不能达到探究目的。 （2）由甲、乙两次实验可知，钢球的质量相同，钢球高度不同，即速度不同，木块被推动的距离不同，说明物体动能大小与速度有关。 （3）要探究物体动能大小与质量有关，根据控制变量法可知，应控制钢球的速度相同，质量不同，由图可知，甲、丙两次实验满足要求，且钢球的质量越大，推动木块移动的距离越远，说明钢球的动能越大。 （4）若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板，说明钢球的动能较大，为使木块不滑出木板，在不更换器材的前提下，可以减小钢球的速度即减小钢球下落的高度。 （5）[1][2]同一弹簧被压缩相同形变量，则每次实验中，弹簧的弹性势能相同，在不考虑铁球与地面间的摩擦力时，由机械能守恒定律知，小球每次碰撞时的动能相同，则碰撞后，木块移动的距离相同，所以该实验方案不可行。 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 $$