11.4 机械能及其转化 2024-2025学年物理人教版八年级下册

人教版八年级物理下册11.4 机械能及其转化同步练习题 一、单选题 1．正在进行空中加油的加油机在水平方向匀速直线飞行的过程中，下列有关描述正确的是（　　） A．加油机在竖直方向上受平衡力，运动状态保持不变 B．加油机受到的升力大小始终保持不变 C．加油机的重力势能始终保持不变 D．加油机的动能始终保持不变 2．如图所示，国产C919大飞机从浦东机场起飞，经过3个多小时的飞行后安全降落.下列说法正确的是（　　） A．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 D．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 3．如图是某运动员在一次撑竿跳高过程中的多个状态，若不计空气的阻力，以下分析正确的是（　　） A．运动员助跑的目的是增大惯性 B．运动员撑竿上升的过程中，竿的弹性势能全部转化为运动员的动能 C．运动员到最高点时所受合力为零 D．运动员从最高点下落的过程中，机械能保持不变 4．如图所示是神舟十八号载人飞船与长征二号F遥十八运载火箭组合体于2024年4月25日20时58分57秒在酒泉发射中心点火发射，飞船在加速升空过程中，下列说法正确的是（　　） A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，动能减小 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 5．下列说法正确的是（　　） A．物体做匀速直线运动，其机械能保持不变 B．斜抛出去的铅球运动到最高点时动能为零 C．物体动能不变，该物体的速度也一定不变 D．处于平衡状态的物体，动能一定保持不变 6．过山车从A点开始运动，先后经过、、、，下列关于能量和能量转化分析正确的是（　　） A．从到是动能转化为重力势能 B．点机械能和点机械能是相同的 C．点的动能一定为零 D．在整个过程中机械能是不断减小的 7．图甲中过山车从A点出发，自由滑行先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则下列说法正确的是（　　） A．过山车的机械能在B点最大 B．在D点时一切外力消失，过山车将保持静止状态 C．从B点到D点的过程中，过山车的机械能是守恒的 D．从D点到E点的过程中，过山车的重力势能全部转化为动能 8．如图所示，塔式起重机常用于房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送。起重机将质量为200kg的物料在20s内匀速竖直提升20m后，再在10s内使物料沿水平方向移动了5m。下列说法正确的是（g＝10N/kg）（　　） A．起重机提升物料过程中，物料的动能转化为物料的重力势能 B．起重机提升物料过程中，克服物料重力做功为4×103J C．起重机提升物料过程中，克服物料重力做功的功率为2×103W D．物料水平移动过程中，克服物料重力做功的功率为1×103W 二、多选题 9．如图所示为运动员垫排球时的情境，下列说法中正确的是（　　） A．垫球时排球对手臂的作用力和手臂对排球的作用力是一对平衡力 B．排球脱离手臂后能继续上升，是由于排球受到向上的力 C．排球脱离手臂后继续上升的过程，排球的动能减小 D．排球在下落过程中，重力对排球做了功 10．小华练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，BCD段是羽毛球的下落过程。空气阻力不能忽略，下列有关说法错误的是（　　） A．击球时，羽毛球由静止变运动，是由于力可以改变物体的运动状态 B．羽毛球离拍后可以继续上升，是由于受到惯性的作用 C．羽毛球经过最高点B处时受平衡力 D．下落过程中，羽毛球的重力势能全部转化为动能 三、填空题 11．如图，2023年10月神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆。若返回舱打开降落伞后，在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，此过程中返回舱所受力的合力为　 　N，返回舱的动能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 12．2024年3月20日，搭载探月工程四期鹊桥二号中继星的长征八号遥三运载火箭，在文昌航天发射场点火升空，如图所示。在加速升空的过程中，中继星的机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 13．如图所示，两个完全相同的小木块A和B分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑（B下滑斜面较缓），不计空气阻力，当两木块滑到斜面底端时的速度大小　 　（选填“＞”“＝”或“＜”）；实验中发现A木块先落地，则两物体重力做功功率　 　（选填“＞”“＝”或“＜”）。 14．撑杆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：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落，到达最高点的过程中是动能和　 　（动/重力势/弹性势，下同）能转化为　 　能，下落过程中　 　能逐渐增加。下落过程中，运动员以自己为参照物，发现地面是　 　（静止/运动）的。 15．2023年5月20日，“深海勇士号”载人潜水器深入南海西北陆坡一号沉船处开展考古调查。载人潜水器某阶段匀速下潜过程中动能　 　，机械能　 　。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 16．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，不计空气阻力。 （1）在整个运动过程中，小球的机械能　 　（选填“守恒”或“不守恒”）。 （2）小球动能最小的时刻是　 　（选填“t1” “t2” 或“t3”）。 （3）在t2~t3这段时间内，小球的动能　 　（选填“先增大后减小”“先减小后增大”“一直增大”或“一直减小”）。 17．嫦娥五号的返回舱返回地球时的情形如图所示。其返回过程采用“打水漂”的方式，先从A点高速进入大气层然后反弹从B点跃出大气层实现减速，然后再次从C点进入大气层实现着陆，完美避开被“燃烧”的风险（注：高速运行的返回舱与大气层摩擦会产生大量的热）。从位置A到位置C的过程返回舱质量不变，虚线下方为大气层，上方为真空，虚线与地面之间的高度相同。 （1）返回舱在B点的重力势能　 　C点的重力势能（选填“>”“<”或“=”）； （2）返回舱在A点的机械能　 　B点的机械能（选填“>”“<”或“=”）。 四、科普阅读题 18．阅读短文，回答问题。 嫦娥六号 2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射（如图所示）。5月8日，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥六号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。 近月制动是嫦娥六号探测器在飞行过程中的一次关键轨道控制。嫦娥六号探测器飞临月球附近时，实施“刹车”制动，使其相对速度低于月球逃逸速度，从而被月球引力捕获，实现绕月飞行。后续，在鹊桥二号中继星的支持下，嫦娥六号探测器将调整环月轨道高度和倾角，择机实施轨道器返回器组合体与着陆器上升器组合体分离。之后，着陆器上升器组合体实施月球背面南极—艾特肯盆地软着陆，按计划开展月球背面采样返回任务。 （1）运载火箭加速升空过程中，嫦娥六号探测器的机械能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。探测器绕月飞行过程中一次关键轨道控制是　 　； （2）嫦娥六号探测器绕月飞行时　 　（选填“受平衡力”“受非平衡力”或“不受力”），在飞临月球附近时要被月球引力捕获需要满足的速度条件是　 　； （3）此次嫦娥六号探测器首次实施月球背面采土，在着陆月球表面时，探测器要向月球表面喷火以取得制动效果，其利用到的物理原理是　 　。 五、作图题 19．如图（a）为某同学正在投实心球过程，请在图丙（b）中画出实心球离开手后在空中运行直到落地过程其机械能随时间变化的关系图像。（设实心球刚离开手时动能为E0，不计空气阻力） 六、综合题 20．如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为500kg，机器人保持72km/h的速度匀速直线运动了10min，行驶时所受阻力为自重的0.02倍（g取10N/kg），请回答下列问题： （1）该消防机器人在水平地面匀速直线行驶的过程中始终在持续洒水，它具有的机械能将　 　，动能将　 　（选填“变小”、“变大”或“不变”）； （2）求机器人前进过程中的牵引力； （3）在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做了多少功和功率（此问忽略质量的变化）。 七、实验探究题 21．传统的足球由32块皮块缝制而成，随着制造足球技术的变革，慢慢发展到由14块、8块和6块皮块组成。热爱足球运动的小明为了比较不同足球的反弹性能，选择了尺寸、质量及皮块材质都相同的甲、乙、丙三个足球，在室内水泥地面的同一位置进行了实验，得到如下表所示的实验数据。请你根据所提供的数据信息回答下列问题： 　 甲 乙 丙 足球的皮块数量／块 32 14 6 足球内部的压强／Pa 足球由静止释放的高度／m 1.8 1.8 1.8 足球落地反弹的最大高度／m 1.18 1.22 1.25 （1）小明所探究问题的自变量是　 　。（选填选项前的字母） A.足球的皮块数量 B.足球内部的压强 C.足球由静止释放的高度 D.足球落地反弹的最大高度 （2）请你根据实验数据表格提出一个可探究的科学问题：　 　。 22．水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示，小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想。 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关。 猜想2：与小球的质量有关。 猜想3：与小球离地面的高度有关。 （1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的　 　能转化为小球的　 　能． （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是　 　（填“正确”或“错误”）的． （3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系，你认为小明的方案存在的问题是　 　，请你为小明设计一个正确的方案：　 　． （4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为　 　cm时，小球水平飞行的距离s为30cm． 序号 质量m/g 速度 离地高度H/cm 水平飞行距离s/cm 1 10 5 5 5 2 10 5 20 10 3 10 5 45 15 4 10 5 80 20 答案解析部分 1．【答案】A 【解析】【解答】A．速度不变，运动方向不变，运动状态不变，故A正确； B．加油机处于平衡状态，受到的重力和升力是一对平衡力，故B错误； C．加油机高度不变，质量减小，重力势能变小，故C错误； D．加油机速度不变，质量减小，动能变小，故D错误。 故选A。 【分析】（1）物体运动状态的改变包括运动方向和速度大小的改变； （2）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上； （3）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 2．【答案】D 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】D 6．【答案】D 7．【答案】A 8．【答案】C 9．【答案】C,D 10．【答案】B,C,D 【解析】【解答】A．击球时，羽毛球原本处于静止状态，受到力后，羽毛球变为运动，说明力可以改变物体的运动状态，故A正确，不符合题意； B．羽毛球具有惯性，所以离拍后可以继续上升，故B错误，符合题意； C．羽毛球经过最高点B处只受到重力的作用，故C错误，符合题意； D．下落过程中，羽毛球一部分重力势能转化为内能，一部分转化为动能，故D错误，符合题意。 故选BCD。 【分析】1、力的作用效果：力会使物体的运动状态和物体形状发生改变； 2、惯性是物体的基本属性，只有物体重力有关，当物体速度发生变化时，由于惯性物体保持原来运动状态的属性，利用惯性的实例：运动员助跑起跳，乘车系安全带可以降低司机惯性带来的伤害，惯性不是力，不能用受到惯性、惯性力的作用进行表述； 3、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 11．【答案】0；不变 12．【答案】增大 13．【答案】＝；＞ 14．【答案】弹性势；重力势；动；运动 15．【答案】不变；减小 【解析】【解答】（1）动能与质量和速度有关，质量不变，速度不变，动能就不变。 （2）载人潜水器匀速下潜过程中，重力势能减小，动能不变，而机械能等于重力势能加动能，所以机械能减小。 【分析】（1）匀速下潜速度不变，动能就不变。 （2）机械能等于重力势能和动能的总和。 16．【答案】（1）不守恒 （2）t2 （3）一直增大 17．【答案】=；> 18．【答案】变大；近月制动；受非平衡力；相对速度低于月球逃逸速度；力的作用是相互的 19．【答案】 【解析】【解答】根据题意可知，铅球离手后，速度不断减小；铅球在下降过程中，速度不断变大，则铅球的动能先变小后变大。 铅球在最高点时，水平方向仍有一定的速度，故其动能不为零，如下图所示： 【分析】分析实心球在空中运动时的速度变化，进而确定动能的大小变化即可。 20．【答案】（1）变小；变小 （2） （3）2000W 21．【答案】A；足球落地反弹的最大高度与足球的皮块数量的关系 22．【答案】（1）弹性势；动 （2）正确 （3）没有控制小球的速度相同；让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离 （4）180 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$