11.4 机械能及其转化 巩固练习-2024-2025学年物理人教版八年级下册

11.4 机械能及其转化 巩固练习 2024--2025学年 初中物理人教版八年级下册（新教材） 一、单选题 1．下列现象中，物体的动能转化为重力势能的是（　　） A．腾空上升的礼花弹 B．跳板把跳水运动员弹起 C．汽车匀速上坡 D．秋千由最高处向最低处荡去 2．如图所示，小明将一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近A处，稳定后松手，铁锁来回摆动，则下列说法正确的是（　　） A．铁锁从A处摆动到B处，重力势能先变大后变小 B．铁锁从A处摆动到B处，动能先变大后变小 C．若不计空气阻力，铁锁可能会打到小明 D．铁锁的质量再大一些，有可能会打到小明 3．把一个小球从手中抛出，当它离开手时具有的机械能是20J，如果不考虑空气的阻力，当小球下落到某一高度时具有的重力势能是6J，动能为（  ） A．15J B．14J C．13J D．12J 4．如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　）    A．小球在C点的机械能等于在F点的机械能 B．小球在C点的动能大于在F点的动能 C．小球从E点到F点的过程中，机械能不变 D．小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能 5．乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个完全相同的乒乓球，若不计空气阻力，落到水平桌面时三个球的速度以及重力做的功（　　）    A．va=vb=vc；Wa=Wb=Wc B．va>vb>vc；Wa>Wb>Wc C．vb>vc>va；Wb>Wc>Wa D．va>vc>vb；Wa>Wc>Wb 6．如图，为探究能量转化，小明将小铁块绑在橡皮筋中部，并让橡皮筋穿入铁罐、两端分别固定在罐盖和罐底上．实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去!以下有关能量转化的判断，正确的是（　　） A．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能 B．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性势能转化为动能 C．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能 D．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能 7．如图所示，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道。体重不同的甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处，若不计空气阻力，下列说法中不正确的是（　　） A．甲、乙在下滑过程中所受重力做功不相等 B．甲从A到B，重力势能一定减小 C．甲、乙在下滑过程中机械能守恒 D．甲、乙到达B点时的动能相同 8．如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变．现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（    ） A．运动至最高点时，受平衡力作用 B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力 C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小 D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能 9．如图所示，是小球在地面弹跳的情景．小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为（ ） A．120J B．100J C．90J D．80J 10．小明同学以一定速度将弹性球扔向地面，弹性球经地面和墙壁两次反弹，重新在同一高度用手接住，碰撞时小球能量损失不计，1处和2处是在同一高度。如果1处小球的动能大于2处，则下列说法错误的是（　　） A．1处的机械能一定大于2处 B．1处的动能一定大于4处 C．3处的动能一定大于4处 D．接到小球时的速度一定小于扔出时的速度 二、填空题 11． 能、 能和 能统称为机械能。 12．动能和势能可以相互 。如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的 不变，或者说，机械能是 的。 13．自然界的 和 都是具有大量 的天然资源。 14．多股蚕丝作为弓的弦，早在《天工开物》中就有“凡弓弦取食柘叶蚕茧，其丝更坚韧”的记载，这说明蚕丝弹性好。拉弯的弓把箭射出去，这个过程发生的能量转化是把弓弦的 转化为箭的 。 15．如图是小朋友玩蹦床的情景。小朋友在蹦床发生最大形变处到向上运动再到刚离开蹦床的过程中，他的重力势能 ，动能 。当上升到最高点时，他的速度为零，此时他处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。（不计空气阻力） 16．河南第一个风力发电项目在三门峡，风力发电是将 能转化为电能，风力发电的优点是 。 17．如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两刀，然后将橡皮筋套在开口边，就做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，用手压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，会看到卡片 ，在此过程中将橡皮筋的 能转化为卡片的 能。    18．如图所示，光滑弧形轨道AOB与粗糙斜面BC相连，钢球自C点由静止释放，经过最低点O，然后到达另一侧与B等高点A。从C到B点过程中， 能转化为动能；重力势能变化量 动能变化量（选填“>”“<”或“=”）。整个运动过程从C点到A点钢球机械能变化情况 。 三、实验题 19．（1）让钢球在如图1的轨道由A点静止开始自由滑下，弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。在钢球滚下的过程中， 能转化为动能；在钢球被弹开的过程中，弹簧的 能转化为钢球的动能； （2）若想增大弹簧最大压缩量，提出一点可行的做法： ； （3）将末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图2的轨道，再次将钢球沿轨道AOB下滑到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能 在A点的机械能（选填“大于”、“等于”或“小于”）。离开B点后最符合题意的运动轨迹是 （选填字母序号）。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B B A A D D C C C 1．A 【详解】A．礼花弹腾空上升，所处高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，减小的动能转化为重力势能，故A符合题意； B．跳板把跳水运动员弹起，跳板的形变程度减小，运动员的速度增加，跳板的弹性势能转化为运动员的动能，故B不符合题意； C．汽车匀速上坡，汽车所处的高度增加，重力势能增加，但汽车的速度不变，动能不变，故C不符合题意； D．秋千由最高处向最低处荡去，秋千所处高度降低，速度变大，重力势能转化为动能，故D不符合题意。 故选A。 2．B 【详解】AB．铁锁从A处摆动到最低点时，质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小；铁锁从最低点摆动到B处时，质量不变，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大；所以铁锁从A处摆动到B处，重力势能先变小后变大，动能先变大后变小，故A错误，B正确； C．不考虑空气阻力，铁锁来回摆动过程中的最高点保持不变，机械能守恒，所以铁锁摆回时不会打到小明，故C错误； D．铁锁的质量再大一些，铁锁来回摆动过程中机械能守恒，铁锁来回摆动过程中的最高点保持不变，所以不会打到小明，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，因机械能等于动能和势能之和，且小球最初具有的机械能是20J，所以，当小球的重力势能为6J时，动能为 20J-6J=14J 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．A 【详解】A B．C点运动到F点的过程，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，小球在C点的机械能大于在F点的机械能；由图知C、F两处等高，小球的重力势能相同，但小球在 C点动能大于F点的不同，A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．小球从E点到F点过程中，不计空气阻力，只有重力做功，故机械能守恒，C正确，不符合题意； D．小球从D点离开地面时，弹性势能转化为动能；小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能，D正确，不符合题意。 故选A。 5．A 【详解】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个完全相同的乒乓球，因为三个乒乓球的质量、高度和速度都相同，则最初的机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球在运动过程中的机械能是守恒的，所以三个乒乓球到达桌面时的机械能相同，此时球所处的高度相同，其重力势能相同，则此时动能也相同，速度也相同，即 va=vb=vc a、b、c是三个完全相同的乒乓球，则重力相等，虽然运动方向不同，但由图可知整个过程中乒乓球下落的高度相等，根据W=Gh可知，三个球重力做功相等，即 Wa=Wb=Wc 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．D 【详解】铁罐从不太陡的斜面上滚下，在从最高处滚下时，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上一段滚动主要是重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下一段滚动主要是重力势能和铁罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；最终是铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为弹性势能．铁罐由斜面底部自动滚上去，在从最低处滚上时，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，下一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小，铁罐的动能和重力势能增加；上一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和铁罐的动能减小，重力势能增加；铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能．所以D选项是正确的． 7．D 【详解】A．甲、乙从A处自由滑向B处，下降的高度是相同的，但两小孩的重力不同，根据W＝Gh可知，重力做功不相等，故A正确，不符合题意； B．甲从A到B，其质量不变，高度减小，重力势能一定减小，故B正确，不符合题意； C．由于轨道是光滑的，且不计空气阻力，所以甲、乙在下滑过程中机械能守恒，故C正确，不符合题意； D．由图可知，甲、乙在A点时，高度相同，由于重力不同，则二人减小的重力势能不同，根据机械能守恒可知，他们到达B点时的动能也是不同的，故D错误，符合题意。 故选D。 8．C 【详解】A．小球脱离弹簧运动到最高点时，小球只受到重力的作用，所以不是受平衡力作用，故A说法错误； B．由于用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加上向下的压力，故B说法错误； C．小球在A点时受到向上的弹力最大，从A到O的过程中弹力逐渐减小，然后小球脱离弹簧，不再受弹力作用，所以小球速度先增大后减小，故C说法正确； D．小球从O点向上运动过程中，速度逐渐减小，高度不断增大，动能转化为重力势能，故D说法错误． 9．C 【详解】小球从A到B时弹跳的高度大于从B到C时弹跳的高度，从A到B克服空气阻力做的功大，机械能损失多；从A到B的过程中机械能减少20J，故小球从B到C损失的机械能应该小于20J，C选项符合题意，选填C．答案：C 10．C 【详解】A．根据题意可知，1处和2处是在同一高度，重力势能是相同的，如果1处小球的动能大于2处，则1处的机械能大于2处的机械能，故A正确，A不符合题意； B．小球在运动的过程中，机械能不守恒，机械能变小，1处的机械能大于4处的机械能；1处的高度小于4处的高度，1处的重力势能小于4处的重力势能；则1处的动能大于4处的动能，故B正确，B不符合题意； C．小球在运动的过程中，机械能变小，3处的机械能小于4处的机械能，由于3处的重力势能小于4处的重力势能，所以无法判定3处的动能和4处动能的大小，故C错误，C符合题意； D．接到小球时和扔出时的高度相同，重力势能相同，由于机械能减小，所以动能是减小的，由于质量不变，则接到小球时的速度一定小于扔出时的速度，故D正确，D不符合题意。 故选C。 11． 动 重力势 弹性势 【详解】[1][2][3]动能是物体由于运动而具有的能；重力势能是物体由于被举高而具有的能；弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能。动能和势能统称为机械能，而势能又包括重力势能和弹性势能。所以动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 12． 转化 总和 守恒 【详解】[1]动能和势能之间的转化是机械能守恒定律的一个重要体现。当物体在运动过程中，其动能和势能会随着速度的变化和物体的位置而相互转化。 [2][3]如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但它们的某种总量是不变的。这个总量就是机械能。机械能是动能和势能的总和，当只有动能和势能相互转化时，机械能的总量保持不变。或者说，机械能是守恒的。 13． 流水 风 机械能 【详解】[1][2][3]流动的水和移动的空气形成的风，既具有动能，又具有重力势能，所以具有大量的机械能。 14． 弹性势能 动能 【详解】[1][2]拉弯的弓具有弹性势能，拉弯的弓把箭射出去，对弓箭做功，将弹性势能转化为箭的动能。 15． 增大 先增大再减小 非平衡 【详解】[1][2]小朋友在蹦床发生最大形变处到向上运动再到刚离开蹦床的过程中，历经了两个阶段：首先是最大形变处到向上弹力等于重力阶段，这个阶段弹力大于重力，小朋友的速度是增大的；其次是从向上弹力等于重力处到离开蹦床阶段，这个阶段小朋友重力大于弹力，小朋友的速度减小；所以整个过程中小朋友的速度是先增大再减小的。重力势能与物体的质量和高度有关，而在整个过程中，小朋友的高度是增加的，质量不变，所以重力势能增大。动能与物体的质量和速度有关，小朋友的质量不变，所以动能是先增大再减小的。 [3]当上升到最高点时，他的速度为零，不计空气阻力，此时只受到重力作用，所以处于非平衡状态。 16． 机械 不污染环境 【详解】[1][2]风力发电是把机械能转化为电能，风能的优点是不污染环境，清洁、可再生。 17． 跳起 弹性势 机械 【详解】[1][2][3]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生弹性形变，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，使它跳起。橡皮筋发生了弹性形变，所以它具有了弹性势能。卡片在上升过程中，质量不变，高度升高，所以重力势能将增大，质量不变，速度变大，动能变大，所以卡片的机械能变大，是橡皮筋的弹性势能转化为卡片的机械能。 18． 重力势 > 先变小后不变 【详解】[1]动能与物体的质量和速度有关；重力势能与物体的质量和高度有关。钢球从C点到B点的过程中，质量不变，高度变小，速度变大，故钢球的重力势能变小，动能变大，则该过程中重力势能转化为动能。 [2]钢球从C到B的过程中，由于斜面粗糙，钢球受摩擦力的作用，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为其他形式的能，所以钢球的机械能变小，故重力势能变化量大于动能变化量。 [3]钢球从C 到B的过程中，由于克服摩擦力做功，机械能减小；从B到A的过程中，弧形轨道AOB光滑，只有动能和重力势能的相互转化，机械能不变。所以整个运动过程机械能变化情况是先变小后不变。 19． 重力势 弹性势 见解析 小于 c 【详解】（1）[1]钢球由A点静止滑下时，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小，是重力势能转化为动能。 [2]钢球被弹簧弹开的过程，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，钢球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为钢球的动能。 （2）[3]弹簧被压缩时，钢球的动能减小，弹簧的弹性势能增大，是动能转化为弹性势能，当钢球的动能为0，速度为0时，动能全部转化为弹性势能，弹簧的弹性势能最大，压缩量最大。若钢球的动能变大，弹簧的弹性势能也增大，弹簧的形变程度变大，弹簧的最大压缩量增大。为了增大钢球的动能，在质量不变时，可提高钢球静止滚下时的高度。 （3）[4][5]将末端的挡板和弹簧取掉，钢球从斜面上滑下后，由于惯性，会沿B点的切线方向滑出，但在沿AOB轨道运动过程中，钢球的部分机械能转化为内能，所以机械能减小，B点的机械能小于A点的机械能，钢球滑出B点后，无法达到A的高度，所以会沿c轨迹运动。 学科网（北京）股份有限公司 $$