第12章 机械能（单元自测）物理新教材教科版八年级下册

第十二章 机械能单元检测卷 考试范围 ：第十二章（教科版2024） 分值：100分 时间：60分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1．2025年4月30日“神州19”号载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降。在减速下降过程中，返回舱的（　　） A．动能减小，重力势能减小，机械能不变 B．动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．动能减小，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 2．如图所示情景节选自我国古代科技著作《天工开物》，下列说法正确的是（　　） A．图甲，利用稻谷受到惯性作用分离不饱满的稻谷 B．图乙，水面下的采珠人下潜得越深，受到水的压力越小 C．图丙，牛拉“犁谵”匀速转动的过程中，牛的运动状态不变 D．图丁，水被匀速提升至高处，水的动能不变，重力势能增大 3．如图所示的是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号，2024年11月17日在广州正式入列，排水量为42600吨，吃水深度约为9m，配备的动力系统功率最高可达（取10N/kg，）。下列说法正确的是（　　） A．“梦想”号静止在海面上受到的浮力约为 B．“梦想”号静止在海面上时船底受到海水的压强约为 C．“梦想”号从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域时，所受浮力不变 D．“梦想”号以最大功率行驶1h，输出的机械能为 4．课间活动中，小明正在踢毽子，如图所示，毽子上升的过程中（空气阻力忽略不计），毽子的（    ） A．速度变大 B．动能逐渐增大 C．重力势能逐渐减小 D．机械能保持不变 5．暑假期间，小王乘坐飞机从长沙去外省旅游，下列说法正确的是（　　） A．飞机离地前速度越来越快，所受地面摩擦力变小 B．飞机加速起飞的过程中，机械能守恒 C．飞机减速下降的过程中，其重力势能增加 D．飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小 6．立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法正确的是（　　） A．蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力 B．小强在最高点受力平衡 C．小强能在空中继续运动是受到惯性的作用 D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能 7．如图所示在水平台面上，一弹簧左端固定，右端连接一金属球，O点是弹簧保持原长时金属球的位置。开始时用力推金属球压缩弹簧到A位置，释放金属球，B是金属球能到达的最右端，AO>OB，金属球从A位置滑到B位置的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的个数是（　　） ①弹簧对金属球弹力最大的位置在A点 ②金属球速度最快的位置一定在AO之间 ③金属球在从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 8．了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义．下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（　　） A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能 C．风能、水能 D．柴薪、天然气 9．《秧BOT》是2025年春晚中最出圈的节目之一。16台搭载先进AI算法的人形机器人H1，整齐地变换舞步，与舞蹈演员一起扭腰、踢腿、转手绢、抛手绢等，引发国内外观众热议。如图是节目中的一个场景，下列说法正确的是（　　） A．机器人抛出的手绢在空中“飞舞”时机械能不变 B．抛出的手绢在空中旋转时，运动状态保持不变 C．舞蹈演员在机器人间穿插跳舞时，她们相对于机器人是静止的 D．手绢最终落到地面静止，此时手绢的重力与地面对手绢的支持力是一对平衡力 10．如图，弹簧没有形变时下端在a处，将重物挂在弹簧上，用手将物体拉到b处后松手，不计空气阻力，在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中，下列判断正确的是（   ） A．弹簧的弹性势能逐渐减小 B．弹簧的弹性势能逐渐增大 C．重物的机械能先变大后变小 D．重物的机械能先变小后变大 1. 多选题（本大题共2小题，每小题4分，共8分） 11．《天工开物》中记载了在井上汲水的桔槔（如图甲），它的前端系一个木桶，木桶装满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可以使装有水的木桶匀速上升；图乙是小明用滑轮匀速提水的示意图。假设在上升过程中，水没有洒落，下列说法正确的是（　　） A．在匀速上升过程中木桶和水的动能不变、机械能增大 B．为了减小人向上提水时所需的拉力，图甲中应将配重远离支点 C．为了减小小明向上提水时所需的拉力，应选用较重的滑轮 D．利用图乙滑轮提水，既能省力又能省功 12．在不计空气阻力的情况下，两个体积相同的甲、乙小球同时从A处由静止自由下落，到达地面前两球速度相等，两球的动能如图所示，由此可以判断（   ） A．两球的质量相等 B．甲球的密度比乙球小 C．到达地面前，两球的机械能相等 D．在A处时甲球比乙球的重力势能小 第Ⅱ卷（非选择题） 三、填空题（共9小题，每空2分，共36分） 13．如图所示的大型运输机“运-20”能翱翔蓝天，利用了流体压强与 有关的物理知识，它加速升空的过程中机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 14．小语骑自行车从学校门口的小坡开始下坡，在不蹬踏板的情况下速度越来越快，此过程中 能逐渐转化为动能；到达坡底后，自行车仍继续滑行，是因为人和车具有 。 15．现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的动能 （选填“减小”、“增大”或“不变”）。若喷药无人机停止喷药，飞行中牵引力F与速度倒数的关系如图所示，由图可得出此过程中发动机的功率为 W。 16．如图所示，不计空气阻力，同一小球从A点由静止释放，分别沿光滑轨道运动到同一水平面上的B和C点，你认为到达B点和C点速度关系为vB vC（选填>、=或<），在此过程中小球的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 17．下图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时“子弹”的速度也不同。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 （选填“相同”或“不相同”）。 18．北京冬奥会上，中国运动员谷爱凌获得自由式滑雪双板大跳台冠军，图中显示的是谷爱凌在空中最高处的情形，她从高处下落后 能转化为 能。 19．2025年1月3日全球最快列车“CR450”在京沪线正式下线，最高时速可达450km/h，从北京到上海只需2.5小时。如图所示是“CR450”列车正减速进站的情景，其机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。以运行的“CR450”为参照物，站在站台的列车员是 （选填“运动”或“静止”）的。 20．祝融号火星车发现火星含水矿物，揭示火星“富水”历史。中国天问三号计划2028年发射，将率先实现火星采样返回。如图所示，当探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，若不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化，则当探测器由近火点向远火点运动时，其速度不断减小，这一过程中，探测器的动能 ，机械能 。（均填“增大”“减小”或“不变”） 21．如图，篮球从M点以速度v0竖直下落，经水平地面反弹后最高只能回到与M点等高的N点。设在M点时篮球的机械能为E，动能为Ek，重力势能为Ep。 (1)从水平地面回弹到N点过程中，篮球动能 （选填“减小”“不变”“增大”）。 (2)M到N过程中减少的机械能E减= （选填“E-Ep”“E-Ek”）。 四、实验题（每空1分，共12分） 22．利用如图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。 (1)小车在下滑过程中将 能转化为动能；实验中动能的大小无法测量，我们通过 来判断小车动能的大小； (2)若要探究动能的大小与质量的关系，应当（　　）（填字母） A．让质量相等的小车从不同高度由静止开始滑下 B．让质量不相等的小车从相同高度由静止开始滑下 (3)小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力，其中①和④是一对 。 (4)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）完成该实验。 23．小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为 能，可以通过比较 来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论： ； (3)通过图b中 两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是 。 五、解答题（共2小题，每题7分，共14分） 24．某山区有一个小型水电站，每分钟有的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差为50m。（g取） (1)水从高处落下时，重力每分钟做了多少功？ (2)若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？ (3)水从高处下落时，机械能是怎样转化的？ 25．如图所示，起重机将重力为的货物匀速提升10m，再水平匀速移动5m后静止。 (1)起重机在整个过程中对货物做的功是多少？ (2)若起重机的机械效率为80%，则起重机做的额外功是多少？ (3)起重机吊着货物水平匀速移动5m时，货物的机械能如何变化？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 机械能单元检测卷 考试范围 ：第十二章（教科版2024） 分值：100分 时间：60分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1．2025年4月30日“神州19”号载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降。在减速下降过程中，返回舱的（　　） A．动能减小，重力势能减小，机械能不变 B．动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．动能减小，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变 【答案】C 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关。返回舱质量不变，但因 “减速下降”，速度减小，因此动能减小。 重力势能与物体的质量和高度有关。返回舱质量不变，但高度不断降低，因此重力势能减小。 机械能为动能与势能之和。综合以上分析，返回舱在减速下降过程中动能减小，重力势能减小，机械能减小。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图所示情景节选自我国古代科技著作《天工开物》，下列说法正确的是（　　） A．图甲，利用稻谷受到惯性作用分离不饱满的稻谷 B．图乙，水面下的采珠人下潜得越深，受到水的压力越小 C．图丙，牛拉“犁谵”匀速转动的过程中，牛的运动状态不变 D．图丁，水被匀速提升至高处，水的动能不变，重力势能增大 【答案】D 【详解】A．惯性是物体本身的一种性质，不能说“受到惯性作用”，故A 错误； B．水面下的采珠人下潜得越深，所处的深度越大，由液体压强公式知，水的密度一定时，深度越大，受到水的压强越大；由可知，人体表面积一定，水的压强越大，人受到水的压力越大，故B错误； C．牛拉“犁谵”匀速转动的过程中，牛的运动方向在不断变化，其运动状态在不断变化，故C错误； D．水被匀速提升至高处，质量不变，速度不变，高度增大，水的动能不变，水的重力势能增大，故D正确。 故选D。 3．如图所示的是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号，2024年11月17日在广州正式入列，排水量为42600吨，吃水深度约为9m，配备的动力系统功率最高可达（取10N/kg，）。下列说法正确的是（　　） A．“梦想”号静止在海面上受到的浮力约为 B．“梦想”号静止在海面上时船底受到海水的压强约为 C．“梦想”号从海水密度较大的海域驶入密度较小的海域时，所受浮力不变 D．“梦想”号以最大功率行驶1h，输出的机械能为 【答案】C 【详解】A．“梦想”号漂浮在海面时，只受到重力和浮力两个力的作用，由二力平衡条件知，其受到的浮力F浮=G=mg=42600×103kg×10N/kg=4.26×108N 故A错误； B．船底在9m深处受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×9m=9×104Pa 故B错误； C．“梦想”号由海水密度高的海域驶向海水密度低的海域时，始终处于漂浮状态，根据物体的浮沉条件可知，“梦想”号受到的浮力总是等于自身的总重力，由于“梦想”号的重力不变，所以它受到的浮力不变，故C正确； D．“梦想”号以最大功率行驶1h所输出的机械能W=Pt=3×107W×3600s=1.08×1011J 故D错误。 故选C。 4．课间活动中，小明正在踢毽子，如图所示，毽子上升的过程中（空气阻力忽略不计），毽子的（    ） A．速度变大 B．动能逐渐增大 C．重力势能逐渐减小 D．机械能保持不变 【答案】D 【详解】毽子上升的过程中，质量不变，速度越来越小，动能逐渐减小，高度越来越大，重力势能逐渐增大，由于空气阻力忽略不计，动能全部转化为重力势能，因此机械能保持不变。 故选D。 5．暑假期间，小王乘坐飞机从长沙去外省旅游，下列说法正确的是（　　） A．飞机离地前速度越来越快，所受地面摩擦力变小 B．飞机加速起飞的过程中，机械能守恒 C．飞机减速下降的过程中，其重力势能增加 D．飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小 【答案】A 【详解】A．飞机离地前速度越来越快，根据流体压强与流速的关系，则飞机的升力增加，故飞机对地面的压力逐渐减小；再根据摩擦力与压力大小的关系，可知所受地面摩擦力变小，故A正确； B．飞机加速起飞的过程中，发动机做功使机械能增加，不满足机械能守恒的条件，故B错误； C．飞机减速下降的过程中，高度降低，其重力势能减小，故C错误； D．飞机加速飞行时，若同时爬升，其重力势能可能增加，故D错误。 故选A。 6．立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法正确的是（　　） A．蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力 B．小强在最高点受力平衡 C．小强能在空中继续运动是受到惯性的作用 D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能 【答案】D 【详解】A．蹬地起跳时，小强具有向后的运动趋势会受到向前的摩擦力，由于力的作用是相互的，因此地面会受到小强施加的摩擦力，故A错误； B．小强在最高点只受重力的作用，因此不是平衡力，故B错误； C．惯性是物体的属性，不是力，因此不能描述为受到惯性的作用，故C错误； D．小强从最高点到落地的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度加快，动能增加，因此是由重力势能转化为动能，故D正确。 故选D。 7．如图所示在水平台面上，一弹簧左端固定，右端连接一金属球，O点是弹簧保持原长时金属球的位置。开始时用力推金属球压缩弹簧到A位置，释放金属球，B是金属球能到达的最右端，AO>OB，金属球从A位置滑到B位置的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的个数是（　　） ①弹簧对金属球弹力最大的位置在A点 ②金属球速度最快的位置一定在AO之间 ③金属球在从A位置滑到B位置的过程中机械能不变 A．0个 B．1个 C．2个 D．3个 【答案】C 【详解】从A到B，因为AO>OB，说明此过程存在摩擦力；①②③金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力；开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，此时弹性形变最大，弹力最大；开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在AO之间，而由于摩擦力的存在，滑块和弹簧整个过程机械能逐渐减小，故①②正确，③错误；故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 8．了解能源分类对实现能源可持续发展有重要的意义．下列能源既是来自太阳辐射的能源，又属于可再生能源的一组是（　　） A．煤炭、沼气 B．石油、潮汐能 C．风能、水能 D．柴薪、天然气 【答案】C 【解析】略 9．《秧BOT》是2025年春晚中最出圈的节目之一。16台搭载先进AI算法的人形机器人H1，整齐地变换舞步，与舞蹈演员一起扭腰、踢腿、转手绢、抛手绢等，引发国内外观众热议。如图是节目中的一个场景，下列说法正确的是（　　） A．机器人抛出的手绢在空中“飞舞”时机械能不变 B．抛出的手绢在空中旋转时，运动状态保持不变 C．舞蹈演员在机器人间穿插跳舞时，她们相对于机器人是静止的 D．手绢最终落到地面静止，此时手绢的重力与地面对手绢的支持力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．机器人抛出的手绢在空中“飞舞”时，需要克服阻力做功，机械能会减小，故A错误； B．抛出的手绢在空中旋转时，运动状态发生改变，故B错误； C．舞蹈演员在机器人间穿插跳舞时，她们相对于机器人位置发生改变，是运动的，故C错误； D．手绢最终落到地面静止，处于平衡状态，手绢的重力与地面对手绢的支持力是一对平衡力，故D正确。 故选D。 10．如图，弹簧没有形变时下端在a处，将重物挂在弹簧上，用手将物体拉到b处后松手，不计空气阻力，在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中，下列判断正确的是（   ） A．弹簧的弹性势能逐渐减小 B．弹簧的弹性势能逐渐增大 C．重物的机械能先变大后变小 D．重物的机械能先变小后变大 【答案】C 【详解】AB．在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中，弹簧由被拉伸变为被压缩，形变量先变小后变大，则弹簧的弹性势能先变小后变大，故AB错误； CD．不计空气阻力，在物体由静止一直向上运动至最高点c的过程中，只存在弹簧的弹性势能与物体的机械能之间的相互转化，弹簧的弹性势能先变小后变大，则重物的机械能先变大后变小，故C正确，D错误。 故选C。 1. 多选题（本大题共2小题，每小题4分，共8分） 11．《天工开物》中记载了在井上汲水的桔槔（如图甲），它的前端系一个木桶，木桶装满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可以使装有水的木桶匀速上升；图乙是小明用滑轮匀速提水的示意图。假设在上升过程中，水没有洒落，下列说法正确的是（　　） A．在匀速上升过程中木桶和水的动能不变、机械能增大 B．为了减小人向上提水时所需的拉力，图甲中应将配重远离支点 C．为了减小小明向上提水时所需的拉力，应选用较重的滑轮 D．利用图乙滑轮提水，既能省力又能省功 【答案】AB 【详解】A．在匀速上升过程中，木桶和水的质量不变、速度不变，因此动能不变；高度增加，重力势能增大。机械能等于动能与势能之和，故机械能增大。故A正确； B．对于杠杆，根据杠杆平衡条件，在图甲中，木桶和水的重力为阻力，人向上的拉力和配重的重力为动力。要减小人向上提水时所需的拉力，在阻力和阻力臂不变的情况下，应增大动力臂。将配重远离支点，动力臂增大，人所需的拉力会减小，故B正确； C．图乙是动滑轮，根据，选用较重的滑轮，人向上提水时所需的拉力会增大，故C错误； D．根据功的原理，使用任何机械都不省功。图乙是动滑轮，能省力但不能省功，故D错误。 故选AB。 12．在不计空气阻力的情况下，两个体积相同的甲、乙小球同时从A处由静止自由下落，到达地面前两球速度相等，两球的动能如图所示，由此可以判断（   ） A．两球的质量相等 B．甲球的密度比乙球小 C．到达地面前，两球的机械能相等 D．在A处时甲球比乙球的重力势能小 【答案】BD 【详解】A．由图可知，甲球的动能小于乙球的动能，而到达地面前两球速度相等，所以甲球的质量小于乙球的质量，故A不符合题意； B．由于甲球的质量小于乙球的质量，而两球的体积相同，根据可知，甲球的密度小于乙球的密度，故B符合题意； CD．由于甲球的质量小于乙球的质量，下落前高度相等，所以在A处甲球的重力势能小于乙球的重力势能；在A处，两球的动能为零，甲球的重力势能小于乙球的重力势能，所以甲球的机械能小于乙球的机械能，在两球下落过程中，不计空气阻力，机械能守恒，所以整个下落过程中甲球的机械能都小于乙球的机械能，故C不符合题意，D符合题意。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、填空题（共9小题，每空2分，共36分） 13．如图所示的大型运输机“运-20”能翱翔蓝天，利用了流体压强与 有关的物理知识，它加速升空的过程中机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 流速 增大 【详解】[1]飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状，这样当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力。 [2]它加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能包括动能和势能，机械能增大。 14．小语骑自行车从学校门口的小坡开始下坡，在不蹬踏板的情况下速度越来越快，此过程中 能逐渐转化为动能；到达坡底后，自行车仍继续滑行，是因为人和车具有 。 【答案】 重力势 惯性 【详解】[1]骑自行车下坡，高度越来越小，重力势能越来越小，减小的重力势能转化为自行车的动能，所以它的速度越来越快。 [2]由于人和车具有惯性，到达坡底后，自行车仍继续滑行。 15．现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的动能 （选填“减小”、“增大”或“不变”）。若喷药无人机停止喷药，飞行中牵引力F与速度倒数的关系如图所示，由图可得出此过程中发动机的功率为 W。 【答案】 减小 【详解】[1]无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，无人机的速度不变，但质量变小，所以无人机的动能减小。 [2]由图乙可知，牵引力F为12000N时，速度的倒数为0.2 （m/s）-1，则速度为 此过程中发动机的功率为 16．如图所示，不计空气阻力，同一小球从A点由静止释放，分别沿光滑轨道运动到同一水平面上的B和C点，你认为到达B点和C点速度关系为vB vC（选填>、=或<），在此过程中小球的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 ＝ 不变 【详解】[1]因为轨道是光滑的，且不计空气阻力，所以小球在运动过程中机械能守恒。小球从A点由静止释放，到达B点和C点时，所处的高度相同，此时小球的重力势能相同。又因为机械能等于动能与势能之和，且机械能守恒，所以小球在B点和C点的动能也相同。小球质量不变，动能相同，则速度相同，即vB​=vC。 [2]由于轨道光滑，没有摩擦力做功，且不计空气阻力，也就没有其他形式的能量损耗，小球在运动过程中只有动能和重力势能的相互转化，机械能总量保持不变，所以在此过程中小球的机械能不变。 17．下图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时“子弹”的速度也不同。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】 弹性形变程度 相同 【详解】[1]弹弓弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来表示；橡皮筋拉得越长，子弹射出的越远，弹弓的弹性势能越大；即说明橡皮筋的弹性势能与弹性形变程度有关。 [2]橡皮筋被拉的长度相同，所具有的弹性势能相同，对子弹做的功相同。 18．北京冬奥会上，中国运动员谷爱凌获得自由式滑雪双板大跳台冠军，图中显示的是谷爱凌在空中最高处的情形，她从高处下落后 能转化为 能。 【答案】 重力势 动 【详解】[1][2]他从高处下落后，质量不变，高度降低，重力势能减小；质量不变，速度增大，动能增大，所以是重力势能转化为动能。 19．2025年1月3日全球最快列车“CR450”在京沪线正式下线，最高时速可达450km/h，从北京到上海只需2.5小时。如图所示是“CR450”列车正减速进站的情景，其机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。以运行的“CR450”为参照物，站在站台的列车员是 （选填“运动”或“静止”）的。 【答案】 减小 运动 【详解】[1]列车减速进站的过程中，速度变小，高度不变，质量不变，所以动能减小，重力势能不变，可知动车的机械能减小。 [2]以运行的“CR450”为参照物，站在站台的列车员的位置发生变化，所以是运动的。 20．祝融号火星车发现火星含水矿物，揭示火星“富水”历史。中国天问三号计划2028年发射，将率先实现火星采样返回。如图所示，当探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，若不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化，则当探测器由近火点向远火点运动时，其速度不断减小，这一过程中，探测器的动能 ，机械能 。（均填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 不变 【详解】[1][2]探测器由近火点向远火点运动时，不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化，则机械能守恒。探测器质量不变，速度减小，则动能减小。 21．如图，篮球从M点以速度v0竖直下落，经水平地面反弹后最高只能回到与M点等高的N点。设在M点时篮球的机械能为E，动能为Ek，重力势能为Ep。 (1)从水平地面回弹到N点过程中，篮球动能 （选填“减小”“不变”“增大”）。 (2)M到N过程中减少的机械能E减= （选填“E-Ep”“E-Ek”）。 【答案】(1)减小 (2)E-Ep 【详解】（1）从水平地面回弹到N点过程中，篮球的质量不变，篮球的速度越来越小，所以篮球动能减小。 （2）篮球在M点具有的机械能E=E1=Ek+Ep，由于篮球在N点的动能为0，所以篮球在N点具有的机械能E2=Ep，故M到N过程中减少的机械能E减=E1-E2=Ek=E-Ep。 四、实验题（每空1分，共12分） 22．利用如图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。 (1)小车在下滑过程中将 能转化为动能；实验中动能的大小无法测量，我们通过 来判断小车动能的大小； (2)若要探究动能的大小与质量的关系，应当（　　）（填字母） A．让质量相等的小车从不同高度由静止开始滑下 B．让质量不相等的小车从相同高度由静止开始滑下 (3)小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力，其中①和④是一对 。 (4)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）完成该实验。 【答案】(1) 重力势 物体B被撞击后移动的距离的大小 (2)B (3)平衡力 (4)不能 【详解】（1）[1]小车从斜面上滑下，质量不变，速度变大，高度降低，它的重力势能转化为动能。 [2]通过观察物体B移动的距离的大小，来说明小车对物体B做功的多少，从而判断出小车具有的动能的大小，这是转换法。 （2）根据控制变量法，要探究动能的大小与质量的关系，应使质量不同，速度相同，即用不同质量的小车实验，让小车从相同高度下滑，可使小车获得相同的速度，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （3）根据平衡力的特点，小车所受的重力与水平面对小车的支持力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，所以可知①重力、④水平面对小车的支持力是一对平衡力。 （4）由实验结论推理可知，如果木板绝对光滑，小车的速度将不会改变，小车将做匀速直线运动，无法通过木块B移动距离的远近来判断动能的大小，则不能完成本实验。 23．小龙在研学时发现，强夯机（如图a所示）在打夯时，夯锤的质量越大，被提升得越高，地面被砸出的坑就越深。由此，小龙猜想，物体的重力势能可能与物体的质量和高度有关。为了验证自己的猜想是否正确，小龙和科技小组的同学们设计了图b所示的“模拟打桩”实验，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。已知物体质量，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中。 (1)物体下落过程中，重力势能转化为 能，可以通过比较 来判断物体重力势能的大小，由图b可判断：物体 （选填“甲”“乙”或“丙”）释放前的重力势能最小； (2)通过图b中、两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论： ； (3)通过图b中 两木桩被打入沙中的深度，可以得出初步结论：物体下落的高度一定时，质量越大，具有的重力势能越大； (4)由图b中B、C两木桩被打入沙中的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明物体乙、丙释放前的重力势能相同，你的理由是 。 【答案】(1) 动 木桩被打入沙中的深度 甲 (2)当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大 (3)A、C (4) 能 物体乙、丙对木桩做的功相同 【详解】（1）[1]物体下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是将重力势能转化为动能。 [2]根据转换法，本实验是通过木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的。 [3]图b中，甲物体将木桩下压的深度最小，说明甲释放前的重力势能最小。 （2）图b中A木桩被打入的深度小，B木桩被打入的深度大，说明乙物体的重力势能大于甲物体的重力势能，由于甲乙两物体的质量相同，乙物体的高度高，因此可得结论为：当物体的质量一定时，物体的高度越高，具有的重力势能越大。 （3）探究物体的重力势能与质量的关系，需要控制高度相同，质量不同，因此选择A、C两木桩。 （4）B、C两木桩被打入沙中的深度相同，说明物体乙、丙对木桩做的功相同，因此能够说明物体乙、丙释放前的重力势能相同。 五、解答题（共2小题，每题7分，共14分） 24．某山区有一个小型水电站，每分钟有的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差为50m。（g取） (1)水从高处落下时，重力每分钟做了多少功？ (2)若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？ (3)水从高处下落时，机械能是怎样转化的？ 【答案】(1) (2) (3)重力势能转化为动能 【详解】（1）水从高处落下时，每分钟下落的水的质量为 每分钟下落的水的重力为 重力每分钟做的功为 （2）每分钟转化成的电能为 水电站的发电功率是 （3）水从高处下落时，质量一定，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。 25．如图所示，起重机将重力为的货物匀速提升10m，再水平匀速移动5m后静止。 (1)起重机在整个过程中对货物做的功是多少？ (2)若起重机的机械效率为80%，则起重机做的额外功是多少？ (3)起重机吊着货物水平匀速移动5m时，货物的机械能如何变化？ 【答案】(1)； (2)； (3)见解析 【详解】（1）起重机将货物匀速提升10m，在这个过程中，起重机对货物做了功。在水平匀速移动5m的过程中，由于力的方向与物体移动的方向垂直，此过程拉力不做功。整个过程起重机对货物所做的功 （2）起重机做的总功 起重机做的额外功 （3）起重机吊着货物水平匀速移动的过程中，货物的高度没有变化，质量不变，则重力势能保持不变。同时，货物匀速移动，所以动能也保持不变。由于机械能是势能和动能之和，因此货物的机械能在水平匀速移动过程中保持不变。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$