12.2 机械能及其转化 达标练习-2025-2026学年教科版物理八年级下学期

12.2机械能及其转化 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，经最低点O点，到右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后经过的两个等高点，下列说法正确的是（　　） A．小球从P点向O点运动的过程中，所受重力做功 B．小球从P点到O点的过程中，重力势能变小，动能不变 C．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能守恒 D．小球通过M、N两点时的动能大小相等 2．如图所示，是街边常见的一种“套圈”游戏，套中玩具时，即可获得该玩具。“套圈”出手后，从a点到c点的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．从a到c的过程中，“套圈”不受力的作用 B．从a到c的过程中，“套圈”的动能保持不变 C．在最高点b时，“套圈”的重力势能最大 D．在最高点b时，“套圈”的机械能最大 3．郑钦文获得2024年巴黎奥运会女子网球单打冠军。如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．球从位置A运动到位置的过程中动能在增大 B．球从位置A运动到位置的过程中机械能逐渐增大 C．球从位置运动到位置的过程中重力势能增大 D．球在最高位置处时动能不为零 4．生活中人们常常利用物体的惯性，下列描述正确的是（　　） A．拉开的弓将箭射出去，利用了弓的惯性 B．甩干机将衣服甩干时，利用了衣服的惯性 C．拍打窗帘清除上面的浮灰，利用了窗帘的惯性 D．将脸盆里的水泼出去，利用了水的惯性 5．我国神舟二十号载人飞船于2025年4月24日17时17分在酒泉中心成功发射，神舟十九号4月30日13时08分成功返回地球，“天地往返”已成为常态。“神舟飞船”的返回舱进入大气层后，都要经历多次“刹车”减速，则在其减速降落的过程中（　　） A．返回舱的动能减小，重力势能增加 B．返回舱的动能减小，重力势能减小 C．返回舱的动能增加，机械能减小 D．返回舱的重力势能全部转化为动能 6．如图甲所示为游乐园中过山车运行的情景，图乙是用小球和轨道模拟过山车某段运行过程的示意图，小球从A点由静止释放，沿轨道先后经过B、C、D三点，最后到达E点时小球的速度为零。已知B、D两点的高度相等，下列说法正确的是（　　） A．小球在B点的重力势能大于其在D点的重力势能 B．小球通过B点时的速度大于其通过D点时的速度 C．小球从A点运动到C点的过程中，重力势能增加，动能减小 D．小球从A点运动到E点的过程中，机械能保持不变 7．小海在游乐园里体验蹦极运动，如图所示，他从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直，B点是他受到的重力与受到弹性绳拉力相等的点，C点是他到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．下落过程中小海的速度先增大后减小 B．在A点时小海具有的动能最大 C．在B点时弹性绳具有的弹性势能最大 D．从O点到C点小海的重力势能全部转化为动能 8．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，将一重为G=50N的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，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，则以下说法正确的是（　　） A．t1到t2时间内，小球的动能先增加后减小 B．t2时刻小球的动能最大 C．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 D．t3时刻小球处于平衡状态 9．如图所示，图甲是古代的水磨，流水冲击水轮，水轮转动从而碾谷、磨面等；图乙是现代的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法错误的是（   ） A．图甲是利用了水的机械能，所以能量直接消失 B．图乙中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果 C．流水冲击水轮的过程中，流水速度减小，所以其动能减小 D．流水通过水轮后，其机械能减小 10．如图所示，跳伞运动员沿竖直方向匀速下落过程中（　　） A．运动状态发生改变 B．人和伞的总重力和阻力平衡 C．动能变大 D．重力势能不变 二、填空题 11．如图所示，质量为20g的金属小球从高30cm、长50cm的斜面顶端A处自由下滑经过长为30cm的B、C两处，滑上另一个斜面顶端 D 处，恰好停下，如果小球从A到B 的过程用了2s的时间，则重力做功为 J，重力做功的功率为 W。在整个活动过程中，小球克服摩擦消耗的机械能为 J。（空气阻力和转弯处能量损耗忽略不计， g 取10N/kg） 12．物体由于发生 而具有的能叫作弹性势能。 能和 能是常见的两种势能。 13．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。 14．如图所示，这是一架灭火直升机携带盛水的吊桶悬停在空中的场景。当直升机吊着吊桶匀速上升时，其机械能 ；到达灭火地点，直升机的高度不变，将吊桶内的水全部洒出后，直升机的重力势能将 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 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） 三、实验题 16．如图，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，然后套上橡皮筋，做成会跳的卡片。 (1)把卡片放在桌面上，A面朝 （选“上”或“下”）压平，使橡皮筋伸长， （选“迅速”或“缓慢”）松开手，观察卡片跳起。 (2)这个现象说明：橡皮筋对卡片做功，具有 能。 (3)为了增加卡片跳起的高度，可以 （选“增大”或“减小”）卡片的豁口深度。 四、综合题 下图所示的是我国的C919大型客机。请完成下列小题。 17．在C919飞机加速升空的过程中，忽略燃料损耗，飞机的重力势能 ，飞机的动能 ；当飞机在空中水平匀速飞行时，飞机的机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 18．某次C919飞机起飞后，在空中以的功率在4s内沿水平方向匀速飞行1000m，飞机发动机做的功为 J；在空中匀速飞行时C919飞机的牵引力为 N。 19．用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图所示），然后再从c往回运动。 （1）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能变 ，重力势能变 ； （2）不计空气阻力，从最低点b到最高点c的过程中，铁球的 能转化为 能； （3）若空气阻力不能忽略，则铁球摆回时 （填“能”或“不能”）摆回原位； （4）由于空气阻力的存在，最后铁球停止在b处，在这个过程中 能转化为 能。 从古至今，为了更高效地获取水资源以满足生活、灌溉所需，人们经过长期的实践探索，制造并改进了许多取水工具。例如利用杠杆原理的桔槔、使用轮轴技术的辘轳、借助水力或风力的水车和风车，以及现代的电泵等。这些工具的演变，清晰地反映了人类智慧的积累与科技进步的历程。据此回答下列小题。 20．龙骨水车（如下图所示）因其形如龙骨而得名，是我国历史上的重要灌溉农具。车头大轮与拐木组成了一个 （选填“斜面”“滑轮”或“轮轴”）。拐木长度大于大轮半径，该机械相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆；用龙骨水车把水提到高处，水的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 21．《齐民要术》中提到“井深用辘轳，井浅用桔槔”，如下列图片所示。下列关于辘轳和桔槔的说法正确的是（　　） A．使用辘轳取水既可以省距离也可以省功 B．使用桔槔取水既可以省力又可以省距离 C．用辘轳和桔槔提水，机械效率小于100% D．用辘轳和桔槔提水，其有用功一定相同 学科网（北京）股份有限公司 《12.2机械能及其转化》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C D D B B A A A B 1．A 【详解】A．小球从P点向O点运动的过程中，所受重力竖直向下，下降时小球在竖直方向移动了距离，重力做了功，故A正确； B．小球从P点向O点运动的过程中，质量不变，高度变小，速度变大，重力势能变小，动能变大，故B错误； C．由图可知，Q点的高度小于P点的高度，说明小球从P点到Q点运动的过程中，克服摩擦力做功，机械能变小，故C错误； D．小球从P点到Q点运动的过程中，机械能不断变小，所以小球通过M点时机械能大于通过N点时的机械能，由图可知，M、N高度相等，重力势能相等，机械能等于动能与重力势能之和，所以通过N点时动能变小，即小球通过M、N两点时的动能大小不相等，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】AD．不计空气阻力，从a到c的过程中，不需要克服阻力做功，“套圈”的机械能不变，但受到重力的作用，AD错误； B．“套圈”由a到c过程中，“套圈”的质量不变，速度先变小后变大，所以动能先变小后变大，B错误； C．“套圈”在最高点b时，高度最高，则重力势能最大，C正确。 故选C。 3．D 【详解】A．由图可知，球从位置A运动到位置的过程中高度变大，重力势能增大，速度变小，故动能减小，减小的动能转化为重力势能，故A错误； B．不计空气阻力，机械能守恒，即球从位置A运动到位置的过程中机械能不变，故B错误； C．由图可知，球从位置运动到位置的过程中高度变小，故重力势能减小，故C错误； D．球在最高位置处时竖直方向的速度为零，但水平方向的速度不为零，故动能不为零，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．拉开的弓将箭射出去，利用了弓发生弹性形变所储存的弹性势能转化为箭的动能，不是利用弓的惯性，故A错误； B．甩干机高速旋转，衣服内的水由于惯性继续保持原来的运动方向，从衣服中甩出，利用了水的惯性，故B错误； C．通过拍打窗布清除上面的浮灰，窗帘运动时，灰尘由于惯性将保持静止状态，则灰尘会脱离窗帘，是利用灰尘的惯性，故C错误； D．泼水时，盆和水原来是运动的，当盆受力静止时，水由于惯性要保持原来的运动状态而被泼出，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】ABC．返回舱减速降落时，质量不变，所以动能由速度决定，减速时速度减小，故动能减小，高度降低，重力势能减小，同时会与大气摩擦生热，机械能转化为内能，机械能总量减小，故AC不符题意，B符合题意。 D．飞船在减速降落的过程中，重力势能和动能都是减小的，势能和动能都转化内能，重力势能没有转化为动能。故D不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】A．重力势能与质量和高度有关，同一小球，又知B、D两点高度相等，则小球在这两点的重力势能相等，故A错误； BD．动能和势能统称机械能，A到E的过程由于存在摩擦，机械能逐渐变小。机械能为动能与势能的总和，B点和D点等高，重力势能相等，则D点的动能一定小于B点的动能，同一小球质量相同，故B点的速度大于D点的速度，故B正确，D错误； C．小球从A点到C点高度越来越低，速度越来越快，是重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增加，故C错误。 故选B。 7．A 【详解】AB．从O点到A点的过程中，在重力作用下做加速运动，速度越来越大；从A点到B点的过程中，重力大于弹力，合力方向向下，运动员继续做加速运动，因此速度越来越大，到达B点受到的重力与受到弹性绳拉力相等，速度最大；从B点到C点的过程中，弹性绳的拉力大于重力，做减速运动，速度逐渐减小，到达C点时，速度为零；综上分析可知，下落过程中小海的速度先增大后减小，故A正确，B错误； C．到达C点时弹性绳的形变程度最大，故弹性绳在C点具有的弹性势能最大，故C错误； D．不计空气阻力，从O点到A点的过程中，重力势能全部转化为动能；从A点到C点的过程中，高度减小，弹性绳的形变增大，弹性绳的弹性势能增大，因此运动员的重力势能还会转化为弹性绳的弹性势能，故D错误。 故选A。 8．A 【详解】A．从t₁到t₂过程中，小球先受弹簧弹力小于重力，合力向下，加速下落，动能增大；当弹力增大到大于重力时，合力向上，小球减速下落，动能减小，故A正确； B．t₂时刻是小球将弹簧压缩到最低点，小球速度为0，动能为0，故B错误； C．t₂到t₃过程中，小球向上运动时要克服重力做功，因此弹性势能减少量不可能全部转化为小球的动能，还要部分转化为小球的重力势能，故C错误； D．t₃时刻弹簧的弹力为0，即是小球恰好脱离弹簧的时刻，只受到竖直向下的重力，不可能保持平衡，故D错误。 故选 A。 9．A 【详解】A．图甲是利用了水的机械能，将水的机械能转化水轮的机械能，说明能量可以发生转移，故A错误，符合题意； B．图乙中的拦河大坝，使水的高度升高，起到了提高水重力势能的效果，故B正确，不符合题意； C．流水冲击水轮的过程中，流水速度减小，质量不变，所以其动能减小，故C正确，不符合题意； D．流水通过水轮后，对水轮做功，其机械能减小，故D正确，不符合题意。 故选A。 10．B 【详解】A．跳伞运动员沿竖直方向匀速下落过程中，速度大小和运动方向均不变，则运动状态不变，故A不符合题意； B．由于跳伞运动员处于平衡状态，则人和伞的总重力和阻力平衡，故B符合题意； C．跳伞运动员匀速下落的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变，故C不符合题意； D．跳伞运动员匀速下落的过程中，质量不变，高度降低，则重力势能变小，故D不符合题意。 故选B。 11． 0.06 0.03 0.04 【详解】[1]小球从A到B 的过程重力做功为 [2]重力做功的功率为。 [3]在整个活动过程中，小球从A到B，重力做功0.06J，如果没有摩擦，从C到D，克服重力做功也应该等于0.06J，而实际小球从C到D克服重力做功 小球克服摩擦消耗的机械能为 12． 弹性形变 重力势 弹性势 【详解】[1]根据弹性势能的定义可知，由于物体发生弹性形变而具有的能，叫作弹性势能。 [2][3]机械能为动能和势能的总和，而常见的两种势能为重力势能和弹性势能。 13． 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。 14． 变大 变小 【详解】[1]一架直升机匀速上升时，质量不变，速度不变，则动能不变，而高度不断增大，则重力势能增大，故机械能变大。 [2]直升机的高度不变，将吊桶内的水全部洒出后，质量减小，则重力势能变小。 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．(1) 下 迅速 (2)弹性势 (3)减小 【详解】（1）[1]把卡片放在桌面上，要使橡皮筋伸长，应将卡片向下压平，这样才能让橡皮筋具有弹性势能，故应将A面朝下。 [2]由于橡皮筋恢复原状的力是瞬间作用的，所以迅速松开手时，卡片会立刻被弹起。 （2）当橡皮筋被拉伸后松手，卡片跳起的现象表明发生弹性形变的橡皮筋释放了弹性势能并转化为动能，因此橡皮筋具有弹性势能。 （3）想让卡片跳得更高，就要使橡皮筋有更大的弹性势能，橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的被拉伸的长度有关，被拉伸的越长，弹性势能越大，故应减小AB两个豁口的深度。 17． 增大 增大 不变 18． 【解析】17．[1]重力势能与质量和高度有关，飞机加速升空时高度升高，忽略燃料损耗则质量不变，因此重力势能增大； [2]动能与质量和速度有关，飞机加速升空时速度增大，质量不变，因此动能增大； [3]机械能是动能与势能的总和，飞机水平匀速飞行时，速度、高度、质量均不变，动能和重力势能都不变，因此机械能不变。 18．[1]求发动机做功：根据，代入数据，，得：； [2]求飞机的牵引力：先根据求速度：；再根据变形得，代入数据得：。 19． 大 小 动 重力势 不能 机械 内 【详解】（1）[1][2]铁锁从a点到最低点b点的过程中，高度减小，速度增大，质量不变，所以重力势能变小，动能变大。 （2）[3][4]从最低点b到最高点c的过程中，高度增大，速度减小，铁球的动能变小，因不计空气阻力，减少的动能全部转化为重力势能。 （3）[5]若空气阻力不能忽略，铁锁在摆动过程中，机械能减小了，铁球不能摆回原位。 （4）[6][7]由于空气阻力的存在，需要克服摩擦力做功，最后铁球停止在b处，机械能比最初的位置减小了，因此在这个过程中是机械能转化为内能。 20． 轮轴 省力 变大 21．C 【解析】20．[1][2][3]车头大轮与拐木是轮和轴绕同一轴心转动，属于轮轴；拐木长度（动力臂）大于大轮半径（阻力臂），根据杠杆原理，是省力杠杆；水被提到高处，高度增加，重力势能变大，而机械能包括动能和势能，水的动能基本不变，因此机械能变大。 21．AB.任何机械都不省功，因此“省距离也可以省功，省力又可以省距离””的说法都是错误，故AB错误； C.提水过程中需要克服机械自身重力、摩擦做额外功，总功大于有用功，所以机械效率一定小于100%，故C正确； D. 有用功，提水的重力G和提升的高度h不确定时，有用功不一定相同，故D错误。 故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $