10.4 机械能转化及其应用 2024—2025学年沪科版(2024)八年级全一册物理

2024—2025学年八年级物理沪科版(2024)10.4 机械能转化及其应用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，一个小球从光滑曲面的顶端自由滑下，滑到曲面上的A点时，具有的重力势能为55J，则小球滑到底端时的动能是（忽略空气阻力）（ ） A．等于55J B．小于55J C．大于55J D．无法确定 2．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 3．行驶在高速公路上的小汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下．下列说法正确的是（　　） A．上坡过程中，小汽车的机械能保持不变 B．小汽车停下后，不再具有惯性 C．上坡过程中，小汽车处于平衡状态 D．上坡过程中，小汽车动能减小，重力势能增加 4．如图是飞行器绕地球运行的轨道示意图，若飞行器沿椭圆轨道运行的过程中机械能保持不变，则它从远地点向近地点运行的过程中 A．重力势能增加、动能减小 B．重力势能减小、动能增加 C．重力势能减少、动能不变 D．重力势能不变、动能不变 5．2024年10月11 日，我国在东风着陆场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。卫星在减速下落的过程中，下列关于卫星的说法正确的是（  ） A．动能不变，重力势能不变 B．动能变大，重力势能变小 C．机械能不变 D．动能变小，重力势能变小 6．如图所示的“奋斗者”号在完成了岩石状物体样本的抓取和其他工作后，遥控抛下压载铁后安全上浮，在“奋斗者号”上浮过程中，下列说法正确的是（    ） A．以样本为参照物，“奋斗者号”是运动的 B．以抛下的压载铁为参照物，“奋斗者号”是运动的 C．“奋斗者号”前面的摄像头是利用幻灯机原理制成的 D．“奋斗者号”完成工作匀速上浮，动能转化为重力势能 7．我国自主研制的智能乒乓球机器人，能通过图像传感装置综合分析运动员的各项技术，并针对性地变换发球、回球等操作，以提高运动员的技术水平。下列说法正确的是（   ） A．乒乓球被击出后，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因 B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力 C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中动能不变，重力势能增大 D．乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它一定保持静止状态 8．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 9．2024年5月29日，世联赛中国澳门站中国女排3∶1战胜对手，取得开门红，如图是比赛现场画面。在比赛中蕴含的物理知识，下列说法正确的是（　　） A．排球在空中上升是因为受到惯性作用 B．排球上升到最高点时不受力的作用 C．排球在空中下降时动能向重力势能转化 D．排球在地面上滚动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的运动状态 10．小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，如图。下列关于她的机械能说法正确的是（　　） A．动能增大，机械能增大 B．重力势能增大，机械能增大 C．动能减小，机械能不变 D．重力势能减小，机械能增大 11．如图，小明在做模拟“蹦极”的实验时，将橡皮筋一端系上小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点下落所能到达的最低点，在小球下落过程中不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．小球到达B点时受力平衡，其动能达到最大 B．从A点到C点小球的机械能守恒 C．小球在C点时受力平衡，速度为零 D．从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量 12．如图所示，海天同学将小球由a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高。下列说法正确的是（    ） A．从a到c的过程中，小球重力势能不变 B．小球在c、d两点的动能可能相等 C．从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大 D．从a到d的过程中，小球机械能守恒 二、填空题 13．如图，是中国女子网球单打运动员郑钦文的击球画面，球拍的网面在恢复原状的过程中将 能转化为球的 能。 14．如图所示的是我国古代的一种攻击武器——床弩。被拉弯的弩弦具有 能，射出的箭斜向上运动时动能转化为 能。 15．古代科技据史料记载，筒车（如下图所示）发明于隋而盛于唐，距今已有一千多年的历史。水流冲击筒车下部时，推动筒车转动，筒车获得一定的 ；一部分水进入筒内，随着筒车转动被提升并注入引水槽，此过程中筒内的水的机械能 。 16．核心素养·物理观念将皮球从离地某一高度O处水平抛出，皮球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示。皮球经过同一高度的A、B两处时，速度大小关系为vA （选填“>”“<”或“=”） vB。 三、实验题 17．小明在家和妈妈一起做饭，一个饮料瓶不小心落到了面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。 瓶子放在面团上瓶子从高处落入面团中 问题一：压力作用效果跟哪些因素有关 问题二：重力势能大小跟哪些因素有关 (1)做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”），实验中是利用 反映压力的作用效果； (2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关； (3)要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应对比实验 （填实验序号）； (4)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因是 。 四、计算题 18．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？ 五、综合题 19．学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。 (1)小明在操场上投实心球．图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是______； A．最高点时球的速度为0 B．球在a点速度大于b点速度 C．球落地时的机械能最大 (2)小明、小聪在跑道上进行跑步训练．他们在相距为L的A、B两点间同时相向匀速跑动，如图乙所示．相遇后小明立即转身以同样大小的速度折返跑回A，随后小聪也跑到A．如果小聪所用时间是小明的1.2倍，两人相遇时的位置距A为 。 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 《2025年3月11日初中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D B D B A D D B 题号 11 12 答案 D B 1．C 【详解】当滑到A点时具有的重力势能是55J，由于此时小球运动，所以在A点也具有动能，故此时小球的机械能大于55J；在下滑过程中，曲面是光滑的，若不计空气阻力，没有机械能损失，故机械能守恒，所以原来小球在曲面顶端静止，只具有重力势能，且重力势能大于55J；当小球在曲面底端时，只具有动能；所以滑到底端时，所有的重力势能都转化成了动能，故此时动能大于55J。 故选C。 2．B 【详解】A. 篮球在上升过程中只受到一个力的作用----重力，不存在平衡力，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． 【点睛】物体的速度大小或运动方向的变化都是运动状态变化，一定受到非平衡力，单独受到一个力也是非平衡力；物体能够保持原来的运动状态的性质叫惯性．据此判断． 3．D 【分析】（1）上坡过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能；（2）一切物体在任何时候都惯性；（3）平衡状态是指静止或匀速直线运动状态；（4）动能的大小和物体的质量以及速度有关，重力势能的大小和物体的质量以及高度有关． 【详解】A. 为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，上坡过程中，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；B. 物体在任何时候都有惯性，故B错误；C. 上坡过程中，小汽车速度逐渐减小，运动状态发生变化，小汽车处于非平衡状态，故C错误；D. 上坡过程中，质量不变、速度减小，所以动能减小；高度增加，所以重力势能增大，故D正确．故选D. 4．B 【详解】根据题意知道，飞行器从远地点向近地点运行的过程中，高度减小，故重力势能减小，又因为飞行器的机械能保持不变（即机械能守恒），所以动能增加，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．D 【详解】当卫星在减速下落的过程中，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，则机械能变小，故ABC错误，D正确。 故选D。 6．B 【详解】A．以样本为为参照物，样本与奋斗者号之间没有位置变化，所以奋斗者号是静止的，故A错误； B．以抛下的压载铁为参照物，抛下的压载铁与奋斗者号之间有位置变化，所以奋斗者号是运动的，故B正确； C．“奋斗者号”前面的摄像头是凸透镜，成倒立缩小的实像，利用照相机原理制成的，故C错误； D．“奋斗者号”完成工作做匀速上浮，质量不变，速度不变，则动能不变；高度变大，重力势能变大，动能没有转化为重力势能，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】A．乒乓球被击出后，在重力作用下，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因，故A正确； B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故B错误； C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中质量不变，速度增大，高度降低，所以动能变大，重力势能减小，故C错误； D．根据牛顿第一定律，乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它将做匀速直线运动，故D错误。 故选A。 8．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。 9．D 【详解】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，它不是一种力，所以我们不能说物体“受到惯性作用”或“受到惯性力”。排球在空中上升是有由于排球具有惯性，它会保持原来的运动状态继续向上运动。故A错误； B．排球上升到最高点时受到重力的作用，故B错误； C．排球在空中下降时质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故C错误； D．排球在地面上滚动时受到地面对其的阻力，排球在地面上滚动一段距离后停下来，由运动变为静止，说明力可以改变物体的运动状态，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，质量不变，速度不变，则动能不变；高度升高，则重力势能增大；由于机械能为动能与势能之和，所以机械能增大，故B正确，ACD错误。 故选B。 11．D 【详解】A．由题可知，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，不考虑空气阻力，小球到达B点时只受重力作用，故受力不平衡；小球从A到B的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加，但从B到C的过程中，小球受到向上的弹力，随着形变的增大，弹力增大，在弹力小于重力这段时间内，合力向下，小球做加速运动，其动能逐渐增大；当弹力等于重力时，速度最大，因此在B点时速度不是最大，故动能不是最大，故A错误； B．小球从A点到B点过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度减小，重力势能减小。此过程中重力势能转化为动能。小球从B到C点的过程中，质量不变，速度变小，动能变小；高度减小，重力势能减小；橡皮筋发生形变，具有弹性势能。所以此过程是重力势能首先转化为动能，动能再转化为橡皮筋的弹性势能，所以从A点到C点小球的机械能不守恒，故B错误。 C．小球到达C点时速度为0，此时的弹力大于小球的重力，所以受到的力不是平衡力，故C错误； D．从A点到C点过程中，重力势能减小，弹簧的长度增加，即弹性势能增加，由于在小球下落过程中不考虑空气阻力，因此减小的重力势能最终转化成了皮筋的弹性势能，即从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，故D正确。 故选D。 12．B 【详解】A．a点略高于c点，从a到c的过程中，小球重力势能先变小，后变大，a点的重力势能大于c点的重力势能，故A错误； B． cd段内壁粗糙，小球从c点到d点克服摩擦阻力，小球的机械能减小，小球在c点的机械能大于d点，小球在c点的重力势能大于d点，因此c、d两点的动能可能相等，故B正确； CD．b点与d点等高，b点与d点的重力势能相同，从a到d的过程中，ab段和bc段内壁光滑，ac段机械能守恒，cd段由于小球克服摩擦阻力，小球的机械能减小，机械能不守恒，小球在b点的机械能大于d点，小球运动到b点时，动能最大，故CD错误。 故选B。 13． 弹性势 动 【详解】[1][2]网球在离开网面时，球网的弹性形变程度变小，弹性势能变小，网球的速度变大，质量不变，动能变大，弹性势能转化为网球的动能。 14． 弹性势 重力势 【详解】[1][2]拉弯的弓，发生了弹性形变，从而具有了弹性势能。射出的箭斜向上运动时，箭的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能转化重力势能。 15． 动能 增大 【详解】[1]水流冲击筒车下部时，推动筒车转动，筒车获得一定的动能。 [2]机械能是动能和势能的总和。当水进入筒内并随着筒车的转动被提升时，它的高度在增加，它的重力势能在增加。同时，由于水在筒内随着筒车的转动而运动，它也具有了一定的动能。因此，筒内水的机械能增加。 16．> 【详解】如图所示，小球跳起的高度正逐渐减小，表明小球有部分机械能转化为了其它形式的能，即小球的机械能正在减小，故小球在A点时的机械能大于B点，两点高度相同，重力势能相同，A点的动能大于B点，故皮球经过同一高度的A、B两处时，速度大小关系为vA> vB。 17．(1) 问题一 面团的凹陷程度 (2)物体的质量 (3)⑤⑥ (4)见解析 【详解】（1）[1][2]实验①②③，瓶子始终放在面团上，没有从一定高度释放，所以做实验①②③是为了探究问题一，即探究压力作用效果跟哪些因素有关；根据转换法，实验中是利用面团的凹陷程度反映压力的作用效果。 （2）实验④⑤瓶子下落的高度相同，质量不同，所以利用实验④⑤可探究重力势能大小与物体的质量是否有关。 （3）要研究重力势能的大小是否与物体所处的高度有关，应控制质量相同，下落的高度不同，所以应对比实验⑤⑥。 （4）对比实验⑤⑥中面团的凹陷程度可知，在物体质量一定时，所处的高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功就越多，所以“高空抛物”危害性大。 18．(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 19．(1)B (2) 【详解】（1）A．最高点时球仍具有水平方向的速度，速度不为0，故A错误； BC．因为要克服空气阻力，机械能转化为内能，所以小球的机械能是逐渐减小的，球落地时的机械能最小，所以球在a点的机械能大于b点，两点高度相同，重力势能相同，所以球在a点动能大于b点动能，球在a点速度大于b点速度，故B正确，C错误； 故选B。 （2）假设相遇点为点，则小明跑步的路程为，小聪跑步的路程为，假设小明所用的时间为，则小聪所用的时间为，根据速度公式，则小明跑步的速度为，小聪跑步的速度为，当他们在点相遇时，他们跑步所用时间为，通过的路程为 解得 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 $$