10.4 机械能转化及其应用 寒假作业 -2024-2025学年沪科版（2024）物理八年级全一册

10.4 机械能转化及其应用 一、单选题 1．2024年4月25日，第九个中国航天日，中国神舟十八号载人飞船搭载长征二号F遥十八运载火箭成功发射。如图所示，在飞船加速飞离地球的发射过程中，下列说法中正确的是（　　） A．飞船的动能增大，重力势能减小 B．飞船的动能减小，重力势能增大 C．飞船的重力势能增大，机械能减小 D．飞船的重力势能增大，机械能增大 2．2024年4月，3名中国航天员乘坐“神舟十八号”进入中国空间站。飞船沿椭圆形轨道绕地球运行，当飞船从近地点向远地点运动时，它的（　　） A．势能增大 B．势能减小 C．速度增大 D．机械能增大 3．2024年10月11日，我国成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。如图所示，是卫星发射升空时情景（　　） A．当卫星发射时，卫星的动能不变，重力势能不变 B．当卫星发射时，卫星的动能不变，重力势能增大 C．当卫星回收着陆时，卫星的动能减小，重力势能不变 D．当卫星回收着陆时，卫星的动能减小，重力势能减小 4．2024年2月27日，“空中飞的”盛世龙完成深圳-珠海首条航线成功飞行。盛世龙无人直升机，最大起飞重量2吨，可载5人，巡航速度可达200公里每小时，最大航程250公里。关于盛世龙，下列说法不正确的是（　　） A．盛世龙垂直匀速下降过程中，其动能、势能和机械能都减少； B．盛世龙可用于飞越琼州海峡； C．如果引进盛世龙来完成雷州到湛江空中客运，旅途时间可缩短到20分钟； D．盛世龙动力系统能为其提供约20000N的升力。 5．将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的某一点。则小球（    ） A．整个运动过程中，机械能是守恒 B．经过的M点就是“①”点 C．经过的M点就是“②”点 D．在N点的机械能为1000J 6．如图所示，小球在一个光滑的轨道上从O点由静止释放，小球始终没有离开轨道，则下列说法中正确的是（　　） A．a点小球的机械能最大 B．b点小球的速度最快 C．c点小球受力平衡 D．d点是小球能够到达的最大高度 二、填空题 7．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代机械或工具；筒车是一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示；其工作原理是将水的 能转化为水的 能。 8．如图所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻力，动能先 后 ；机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 9．高空抛物是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。物体自由下落时所处的高度越高，具有的 能就越大，落地时具有的 能就越大。 10．2024年4月25日，搭载神舟十八号的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。在加速升空的过程中，神舟十八号的动能 ，机械能 。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 11．如图是我国“歼8”飞机正在空中加油，两机保持水平直线飞行，速度为120米/秒，以加油机为参照物，“歼8”飞机是 的（选填“运动”或“静止”），若加油10秒，“歼8”飞机飞行的路程为 米，同时加油机的机械能 （选填“减小”、“不变”或“增大”）。 三、实验题 12．某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：    A．与卡片的质量有关　　B．与橡皮筋的形变量有关　　C．与橡皮筋的条数有关 为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。 (1)小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是 ，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有 能； (2)在探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关时，小明增大卡片上两开口的距离，压平卡片松手，卡片跳起的高度将 （“增加”、“不变”或“减小”）。卡片跳起时将橡皮筋的 能首先转化为卡片的 能，然后转化为卡片的 能。 四、计算题 13．我国航天事业高速发展，目前世界上只有中国的天官空间站在轨正常运行使用。如图，空间站在某一椭圆轨道运行，经过近地点A时距地面高度为L，经过远地点B时距地面高度为L₂。地球可视为质量分布均匀的球体。动能表达式为。若取无限远处为零势能位置，空间站具有的引力势能表达式为 （表达式中“-”号表示该位置的引力势能比零势能小，G 为引力常量，r 表示空间站距地心的距离）。地球半径R、地球质量M、空间站质量m、L1、L₂和引力常量G皆为已知量。（空间站在此椭圆轨道运行时机械能守恒，其机械能为动能与引力势能之和） (1)已知空间站在A点的速度大小为v1， 求空间站在B 点的速度大小v₂； (2)若空间站沿该椭圆轨道运行到距地面高度为L₃的另一点C时，判断从A点运行到C点，引力势能是增加了还是减少了，并计算出增加量或减少量的大小。 五、简答题 14．如图所示，将轻质弹簧左端固定于墙上，右端在O点处时弹簧恰好无形变。现用一木块压缩弹簧至A点（木块与弹簧不相连），松手后观察到木块运动到B点停止。若将木块压缩弹簧至C点后松手，则木块最后停止在B点的左边还是右边？请从能量转化角度说明理由。 15．汽车超载超速给人们的生产生活带来了重大的安全隐患，请你从物理学的角度分析汽车为何不能超载超速 （至少选择两个角度分析）。 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 答案 D A D A B B 1．D 【详解】神舟十八号载人飞船加速上升的过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度增大，重力势能变大，机械能为动能和势能的和，所以机械能增大，故ABC错误，D正确。 故选D。 2．A 【详解】飞船在大气层以外，运动过程中不需要克服阻力做功，因此机械能是守恒的，当飞船从近地点向远地点运动时，飞船的高度增加，则重力势能增加，而动能变小，即速度变小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．D 【详解】AB．当卫星发射时，卫星的质量不变，高度越来越高，重力势能越来越大，速度越来越大，动能越来越大，故AB不符合题意； CD．当卫星回收着陆时，卫星的质量不变，高度越来越低，重力势能越来越小，速度越来越小，动能越来越小，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．A 【详解】A．盛世龙垂直匀速下降过程中，速度不变，动能不变，但由于高度降低，其重力势能会减少；机械能是动能和势能的总和，由于势能减少而动能不变，所以机械能总体上是减少的。故A错误，符合题意； B．琼州海峡是中国的一个海峡，连接海南岛与广东省的雷州半岛，根据题目中给出的盛世龙的最大航程为250公里，而琼州海峡的宽度远小于这个距离，所以盛世龙完全有能力飞越琼州海峡。故B正确，不符合题意； C．如果引进盛世龙来完成雷州到湛江空中客运，湛江主城区到雷城镇的距离大致在70km左右，巡航速度（250公里每小时）来估算，旅途时间约为 故C正确，不符合题意； D．盛世龙的最大起飞重量为2吨，即2000kg，在起飞时，盛世龙需要克服自身的重力才能升空，根据得，盛世龙动力系统提供的升力必须大于或等于其重力，即 F≥G=mg=2000kg×10N/kg=20000N 因此，盛世龙动力系统确实能为其提供约20000N的升力。故D正确，不符合题意。 故选A。 5．B 【详解】A．根据小球水平抛出其部分运动轨迹可知，小球反弹起的最大高度越来越小，一部分机械能转化为内能，说明机械能越来越小，整个运动过程中，机械能是不守恒的，故A错误； BC．在M点时，由图知道，重力势能占机械能的比为动能的3倍，因重力势能为240J，由此可得动能为80J，在M点时机械能 在N点时，动能为200J，则重力势能为 故在M点的重力势能240J小于在N点的重力势能300J，M点的高度小于N点，则经过的N点就是“②”点，故B正确，C错误； D．在N点时的机械能为 故D错误。 故选B。 6．B 【详解】A．小球在一个光滑的轨道上从O点由静止释放，不受摩擦力的作用，只受重力的作用，则小球机械能守恒，故A错误； B．b点高度最低，重力势能最小，则动能最大，速度最快，故B正确； C．整个过程中，小球只受重力作用，受力不平衡，故C错误； D．小球从O点由静止释放，且机械能守恒，则小球能够到达的最大高度和O点一样高，而d点的高度比O点高，故D错误。 故选B。 7． 动 重力势 【详解】[1][2]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流对筒车做功，使水筒内水的高度增大，所以是将水的动能转化为水的重力势能。 8． 增大 减小 不变 【详解】[1][2]从A点摆到C点的过程中，高度先减小后增大，重力势能与高度有关，因此重力势能先减小后增大；速度先增大后减小，动能与速度有关，因此动能先增大后减小。 [3]不计空气阻力，只有动能与重力势能间相互转化，机械能守恒，机械能总和保持不变。 9． 重力势 动 【详解】[1]物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大，高空抛物由于高度大，具有的重力势能就比较大。 [2]下落时，重力势能转化为动能，所以落地时具有的动能就越大。 10． 增大 增大 【详解】[1][2]在加速升空的过程中，神舟十八号的质量不变，速度增大，高度变高，所以动能变大，重力势能变大，机械能是动能和势能之和，机械能变大。 11． 静止 1200 减小 【详解】[1]以加油机为参照物，受油机和加油机之间的相对位置没有发生改变，飞机相对于加油机是静止的。 [2]歼8飞机飞行的路程为 s=vt=120m/s×10s=1200m [3]在加油时，加油机的质量减小，其飞行速度和高度不变，所以动能、重力势能减小，所以机械能减小。 12．(1) 小卡片跳离桌面 做功 弹性势 (2) 增加 弹性势 动 重力势 【详解】（1）[1]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施力，使它弹起。 [2][3]橡皮筋对卡片施加力，卡片弹起即在力的方向上运动了，所以橡皮筋对卡片做功；做功会引起能量的转化，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，因此橡皮筋具有弹性势能。 （2）[1][2][3][4]小明增大卡片上两开口的距离，橡皮筋形变量变大，弹性势能增大，所以压平卡片松手，卡片跳起的高度将增加；卡片跳起时，橡皮筋逐渐恢复原状，将橡皮筋的弹性势能首先转化为卡片的动能，然后转化为卡片的重力势能，使得卡片跳起。 13．(1) (2) 【详解】（1）空间站从A点到B点时机械能守恒，则有 空间站在B 点的速度大小 （2）空间站从A点运动到C点时，距地心的距离越来越大，引力势能增加了，其增加量为 因为，所以有 即 14．见解析 【详解】B点的右边。理由：第一次将木块压缩至A点松手后，弹性势能克服摩擦做功最后停在B点。第二次将木块压缩至C点松手后，弹簧被压缩的程度更大，弹性势能也更大，能克服摩擦力做的功更多，而木块所受滑动摩擦力的大小不变，据可知，木块被推行的距离会更远，所以最后停在B点的右边。 15．见解析 【详解】动能的大小跟质量和速度有关，速度越大，质量越大，物体的动能越大，破坏力越大，所以汽车不能超载超速；惯性的大小跟质量有关，汽车超载时，质量大，惯性大，运动状态难以改变，容易发生交通事故，所以汽车不能超载超速。 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 $$