11.4 机械能及其转化 巩固练习-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

11.4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 2．在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（   ） A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．形成圆斑B时皮球是从较低处下落的 C．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小 D．皮球落地发生形变的过程中重力势能转化为弹性势能 3．关于内能和机械能的下列说法中，不正确的是（　　） A．内能和机械能各自包含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的 B．运动物体的内能和机械能均不为零 C．一个物体的机械能可以为零，但它的内能永远不可能为零 D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变 4．如图所示是跳板跳水运动员比赛中的几个瞬间，其中①位置是运动员把跳板压到最低处。若不计空气阻力，下列判断正确的是（    ） A．位置①到②的过程，运动员的重力势能转化为弹性势能 B．位置②到③的过程，运动员减小的动能大于其增加的重力势能 C．位置③到④的过程，运动员的机械能增大 D．位置④时运动员的动能大于位置②时运动员的动能 5．汽车匀速上坡的过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，重力势能增大 B．动能不变，机械能增大 C．重力势能增大，机械能不变 D．动能不变，重力势能不变 6．绿城南宁常利用洒水车洒水作业降温除尘，以此提升空气质量。洒水车在平直道路上匀速行驶并洒水作业的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．动能不变，机械能不变 B．动能增加，机械能减少 C．动能减少，机械能增加 D．动能减少，机械能减少 7．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 B．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小 C．小石块过B点后，动能和重力势能都减少，橡皮筋的弹性势能增大 D．从A点下落到C点的过程中，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能 8．关于下列各图中所包含的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．甲图中，鸡蛋被缓缓举起来，鸡蛋的机械能守恒 B．乙图中，P、Q为小球在两侧的最高位置，小球的机械能守恒 C．图丙中，飞船返回舱在减速接近地面，返回舱的机械能守恒 D．图丁中，卫星从远地点向近地点运动，卫星动能在增大 9．如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是（　　） A．从A位置到C位置铁球减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能 B．小球到达B点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落 C．铁球在C位置处于平衡状态 D．从A位置到C位置铁球的机械能守恒 10．如图所示是一个乒乓球抛出后的部分运动轨迹，其中a、b、c为轨迹中的三个位置，a、b在同一高度，则下列说法中正确的是（　　） A．乒乓球在b点时的动能为零 B．乒乓球在b、c两点时的重力势能相等 C．乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能 D．在整个运动过程中，由于机械能守恒，所以a、b、c三点的机械能都相等 二、填空题 11．人推开弹簧门的过程中，弹簧由于发生弹性形变而具有 能；在弹簧门自动关闭的过程中，弹簧由于形变减小，其 能减小， 能增大。 12．一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。在此过程中，飞机的动能 ，重力势能 ，飞机的机械能 。（填“变大”、“变小”或“不变”） 13．甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中动能转化为 ；甲球落地瞬间的速度 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙球落地瞬间的速度。 14．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 。 15．被压缩的弹簧具有 ，被举高的杠铃具有 ，在水平地面滚动的足球具有 ，在空中飞行的小鸟具有 （选填“动能”、“重力势能”、“弹性势能”或“机械能”）。 三、实验题 16．小明在一条长线的一端系一个螺母做成了一个如图所示的单摆，小明发现螺母往返摆动过程中，每摆一个来回所用的时间几乎相等。于是小明想到这样一个问题：螺母来回摆动一次所用的时间t跟哪些因素有关呢？ 猜想A：可能跟螺母摆动的最大角度θ有关； 猜想B：可能跟绳子的长度L有关。 (1)为验证猜想，除了铁架台、细线和螺母外，还需要的测量仪器有刻度尺、秒表和 ； (2)小明在不同条件下，测出螺母来回摆动一次所用的时间t后，得到一些数据如下表： 序号 细线长度L/cm 螺母摆动的最大角度/° 螺母来回摆动一次的时间/s 1 100 20 2 2 140 20 2.4 3 140 30 2.4 ①对比1、2两次实验，可得出结论：螺母来回摆动一次的时间t与 有关； ②对比2、3两次实验，可验证猜想 （填字母），得出的结论：螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动最大的角度 （选填“有关”或“无关”），实验中我们采取的方法是 ； (3)综合分析实验数据可知，同一地点的单摆摆动一次的时间t只跟绳子的长度L有关，且绳子越长，螺母来回摆动一次的时间t越 ，摆钟就是根据这个原理制成的；有一次小明发现家里的摆钟变慢了，要把它调准，小明应将摆钟的摆长调 （选填“长”或“短”）。 四、综合题 17．《天工开物》记载了一种农用机械，名为“筒车”，如图甲所示。筒车利用水流冲击水轮，使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动，当筒口转到低处时便舀满水，随着轮轴上升，筒口到达高处时倒出水来，以此循环往复，以满足农田灌溉的需求。 (1)筒车的工作原理是把流水的 能转化为 能。 (2)若筒车匀速转动，则竹筒受到 （选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。 (3)如图乙所示，若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，该筒车旋转一周对水所做的功为 J。若筒车旋转一周需要60s，则筒车对水做功的功率为 W。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）若要提高其做功的功率，则筒车应安装在水流较 （选填“急”或“缓”）的地方。 下图所示的是我国的C919大型客机。请完成下列小题。 18．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”） 19．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。 20．如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动，请回答： （1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是： ； （2）从单摆的实验看，在A，B，C三点位置，哪个点的位置动能最大 （3）滚摆从最高处滚下来，能量是如何转化的？ （4）小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度有关，那么单摆的周期公式最有可能的是下面的( ) A．            B．            C．             D． 学科网（北京）股份有限公司 《11.4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 B B A D B D B D A C 1．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。 2．B 【详解】A．球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误； BC．球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即从更高处下落的，同理可知，形成圆斑B时皮球是从较低处下落的。故B正确，C错误； D．当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故D错误。 故选 B。 3．A 【详解】A．内能是物体内所有分子热运动的动能和势能之和，而机械能是物体的动能和势能之和，两者本质上不同，一个是宏观的，一个是微观的，故A错误，符合题意； B．运动物体的内能不为零，由于物体运动，故机械能不可能为零，故B正确，不符合题意； C．分子永不停息地运动，任何物体的内能都不为零，而机械能是相对的，与参考平面的选择有关，可以为零，故C正确，不符合题意； D．物体的内能与物体的体积、温度等因素有关，物体的机械能变化时，物体的速率或高度变化，但其体积和温度可能不变，则其内能可以不变，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．D 【详解】A．从位置①到②的过程，运动员的高度在增大，离开跳板时，获得了初速度，跳板的形变程度越来越小，弹性势能转化为重力势能和动能，故A错误； B．位置②到③的过程中，因为不计空气阻力，运动员的机械能守恒，运动员减小的动能等于运动员增加的重力势能，故B错误； C．位置③到④的过程中，因为不计空气阻力，机械能守恒，重力势能全部转化为动能，故机械能不变，故C错误； D．从位置②到④的过程中，因为不计空气阻力，机械能守恒，因为位置④的高度低于位置②，所以位置④的重力势能小于位置②的重力势能，因此位置④的动能大于位置②的动能，故D正确。 故选D。 5．B 【详解】汽车匀速上坡的过程中，汽车的质量没有变，速度不变，故动能不变，高度增加，故重力势能增大，总的机械能增大。 故选B。 6．D 【详解】洒水车在平直道路上匀速行驶并洒水作业的过程中，质量减小，速度不变，动能减小，重心高度减小，重力势能减小，所以机械能减少，故ABC错误，D正确。 故选D。 7．B 【详解】A．从A点下落到B点的过程中，橡皮筋没有发生形变，小石块只受到重力的作用，故A错误； BC．B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，过B点后橡皮筋开始伸长，拉力（即橡皮筋的弹力）逐渐增大；当拉力小于重力时，小石块仍做加速运动；当拉力大于重力时，小石块减速下落；所以从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小，动能先增大后变小，橡皮筋的形变程度逐渐增大，弹性势能不断增大；小石块的高度减小，重力势能减少，故B正确，C错误； D．从A点下落到C点的过程中，小石块的重力势能减少，橡皮筋的弹性势能增大，同时小石块在B到C过程中动能先增后减，所以，小石块减少的重力势能不是全部转化为橡皮筋的弹性势能，还有一部分先转化为动能，最终动能也转化为弹性势能。故D错误。 故选B。 8．D 【详解】A．鸡蛋被缓缓举起来，鸡蛋的质量不变，高度增加，重力势能变大，质量不变，速度不变、动能不变；则机械能增大，故A错误； B．Q点的高度小于P点的高度，说明小球从Q点到P点时，克服摩擦力做功，机械能变小，故B错误； C．飞船返回舱在减速接近地面，克服摩擦做功，返回舱的机械能减小，故C错误； D．卫星由远地点向近地点运行时，重力势能不断转化为动能，动能增大，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】AD．铁球在A点的速度为零，动能为零；在C点时速度也变为零，从A到C过程中铁球的高度降低，重力势能减小；弹簧的形变量不断增大，弹簧的弹性势能增加。不计能量损耗，则铁球减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，铁球的机械能减小，故A正确，D错误； B．铁球到达B点时速度最大，此时铁球受到的重力等于弹簧对它的弹力；随后铁球由于惯性继续下落，故B错误； C．铁球在C点时速度大小为零，但是此时弹簧的形变量最大，铁球所受的弹力大于所受的重力，合力向上，因此铁球未处于平衡状态，故C错误。 故选A。 10．C 【详解】A．由图知，乒乓球在b点时的速度不为零，动能不为零，故A错误； B．乒乓球在b、c两点时的高度不同，重力势能不相等，故B错误； CD．在乒乓球经过a、b、c三个位置的整个运动过程中，乒乓球克服空气阻力做功，与地面碰撞做功，机械能逐渐减小，乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能，a、b、c三点的机械能不相等，综上分析知，故C正确，D错误。 故选C。 11． 弹性势 弹性势 动 【详解】[1]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，人推开弹簧门的过程中，弹簧由于发生弹性形变而具有弹性势能。 [2][3]弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，当弹簧门自动关闭的过程中，弹簧由于形变减小，其弹性势能减小，弹性势能转化为门的动能，则动能增大。 12． 变小 变小 变小 【详解】[1][2][3]飞机在喷洒农药的过程中，在空中某一高度匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，动能变小；高度不变，飞机的重力势能变小；飞机在喷洒农药时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能＝动能+重力势能，机械能变小。 13． 重力势能 等于 【详解】[1]乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，高度增大，则重力势能增大，所以乙球在上升过程中动能转化为重力势能。 [2]由题可知，甲、乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，高度相等，所以两球的动能相等，重力势能相等，即机械能相等；由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，落地时两球的机械能相同；因为两球落地瞬间的高度相同，则重力势能相同，两球落地瞬间的动能也相同；根据动能大小的影响因素可知，两球落地瞬间的速度相同。 14． 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。 15． 弹性势能 重力势能 动能 机械能 【详解】[1]被压缩的弹簧发生弹性形变，具有弹性势能。 [2]被举高的杠铃具有高度，具有重力势能。 [3]在水平地面滚动的足球在运动，具有动能。 [4]在空中飞行的小鸟，在运动，且具有高度，具有动能与重力势能，动能与势能的总和为机械能，则小鸟具有机械能。 16．(1)量角器 (2) 绳子的长度L A 无关 控制变量 (3) 长 短 【详解】（1）实验中需要用刻度尺测量线的长度、用秒表测量时间、用量角器测量摆偏转角度的大小。 （2）[1]由1、2两次实验数据可知，螺母摆动的角度相同，细线的长度不同，螺母摆动一次的时间不同，因此螺母来回摆动一次的时间t与细线长度有关。 [2][3][4]由2、3两次实验数据可知，细线长度、螺母来回摆动一次的时间都相同，只有螺母摆动的角度不同，因此由2、3两次实验可验证猜想A，并且可得出螺母来回摆动一次的时间t与螺母摆动的角度无关。由于实验中控制细线长度相同，改变螺母摆动的最大角度，探究螺母来回摆动一次的时间与螺母摆动最大角度的关系，所以实验中采用的方法是控制变量法。 （3）[1][2]由表中1、2、3实验可知：在同一地点，周期的大小只与摆长有关，摆长越长，周期越大，故绳子越长，螺母来回摆动一次的时间t越长；摆长越短，周期越小，钟表走时越快，因此小明应将摆钟的摆长调短。 17．(1) 动 重力势 (2)非平衡力 (3) 2400 40 急 【详解】（1）[1][2]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能。 （2）筒车匀速转动，但运动方向改变，故运动状态发生改变，受非平衡力作用。 （3）[1]若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，则筒车旋转一周对水所做的功为W=Gh=mgh=12×5kg×10N/kg×4m=2400J [2]筒车旋转一周需要60s，根据可知，筒车对水做功的功率为 [3]要提高其做功的功率，单位时间做功更多，需提升更多的水到高处，故需要水的流量更大，则筒车应安装在水流较急的地方。 18． 增大 增大 不变 19． 【解析】18．[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。 19．[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：。 20． 动能和重力势能可以相互转化 B 重力势能转化为动能 B 【详解】（1）[1]单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动都有动能和重力势能的相互转化，说明动能和重力势能可以相互转化。 （2）[2]在单摆实验中，摆球从A位置运动到B位置，重力势能转化为动能，从B位置运动到C位置，动能转化为重力势能，所以B位置的动能最大。 （3）[3]滚摆从最高处滚下来时高度减小，所以重力势能减小，动能增大，此过程将重力势能转化为动能。 （4）[4]由题意可知，单摆的周期只与摆绳的长度有关，与摆球的质量无关，故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $