11.4 机械能及其转化 同步练习-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．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 2．滑雪运动是一项既有趣又对身体有益的活动，图甲中滑雪者从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是滑雪者在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，下列说法正确的是（　　） A．全过程滑雪者的动能在E点时最大 B．全过程滑雪者的重力势能一直在减小 C．B点重力势能的大小等于E点动能的大小 D．全过程滑雪者的机械能保持不变 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，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（    ） A．滚摆下降过程中，动能转化为重力势能 B．滚摆上升过程中，重力势能转化为动能 C．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量不变 D．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量减小 5．如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　） A．①④ B．③④ C．①③④ D．②③④ 6．5月19日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火屋，这标志着我国首台火星车“祝融号”开启探索之旅。下列表述与实际不相符的是（　　） A．火星车表面铺设“纳米气凝胶”板，是利用了该材料密度极小、导热性极差的属性 B．火星车上安装的“蝴蝶型”太阳能帆板可将太阳能转化为电能 C．着陆器在临近火星表面悬停时，它受到的力一定是平衡力 D．着陆器下降至着陆点的过程中，动能变大，重力势能变小，机械能变小 7．2025年2月16日，中国选手吕先景在泰国举行的2025年亚洲公路自行车锦标赛上勇夺男子精英大组赛冠军。选手骑着自行车在路面上行驶的过程中，下列有关说法正确的是（　　） A．加速下坡时，选手的重力势能转化为动能 B．轮胎被压扁说明力可以改变物体的运动状态 C．选手骑自行车下坡时，自行车的惯性增大了 D．骑行过程中，若一切外力消失，自行车将做加速运动 8．下列关于机械能的说法中，正确的是（　　） A．静止的物体没有机械能 B．在空中飞行的飞机只有动能 C．物体的动能越大，势能越大，机械能就越大 D．一个物体具有机械能，它一定具有动能和势能 9．舰载直升机完成任务返航，要降落在航空母舰上，在直升机减速下降靠近航母甲板的过程中 A．惯性变大 B．动能变小 C．重力势能不变 D．机械能不变 10．为了积极响应《关于确保中小学生每天综合体育活动时间不低于两小时的通知》，如图是某学校隆重举行“春风启新程乐跑燃激情”春季校园乐跑活动的画面。下列关于师生在跑步过程中能量说法正确的是（　　） A．机械能保持不变 B．重力势能始终为零 C．动能和重力势能相互转化 D．起跑加速时，动能转化为重力势能 二、多选题 11．如图所示的是蹦床运动员表演时的情景示意图。运动员从最高点A到达最低点C的过程中，下列说法正确的是（　　） A．A→B，运动员的动能减小 B．B→C，运动员的重力势能减小 C．A→C，运动员的动能先增大后减小，重力势能一直减小 D．B处时，运动员的动能最大 12．如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触弹簧至将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间的关系如图乙所示，其中b点为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则（　　） A．小球受到的弹力始终不变 B．运动过程中小球的动能先增大后减小 C．从a到b的过程中，重力势能减小，弹簧的弹性势能增大 D．从b到c的过程中，弹簧的弹性势能减小，小球的动能增大 13．荡秋千是同学们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，为最低点，为摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是（    ） A．人从点运动到点的过程中，重力势能增加 B．人从点运动到点的过程中，动能增加 C．人从点运动到点的过程中，重力势能全部转化为动能 D．人从点运动到点的过程中，运动速度越来越慢，其运动状态发生改变 14．如图所示，足球以初速度v沿着凸凹不平的草地由a滚到d，b、d两点在同一水平面上，则足球（　　） A．在b点的机械能要比d点大 B．在c点的重力势能和a点的重力势能相等 C．在b、d时的重力势能相等 D．在c点的机械能和a点的机械能相等 15．在杭州第19届亚洲运动会赛艇女子轻量级双人双桨决赛中，中国组合邹佳琪、邱秀萍率先冲过终点线，如愿获得冠军，这是杭州亚运会诞生的首枚金牌。下列与本项赛事有关的说法正确的是（　　） A．漂浮的赛艇受到浮力的作用 B．运动的赛艇具有动能 C．摇动双桨时，手对桨没有做功 D．冲刺阶段，赛艇变快，赛艇的机械能变大 三、填空题 16．如图是小朋友玩蹦蹦床的情景，小孩在空中上升的过程中动能 （填“增加”、“减少”或“不变”）；在空中下落的过程中 转化为动能；小孩落到蹦蹦床后下降到最低点时，蹦蹦床的 能最大。 17．如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面，现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0~t1过程中，小球的动能 （选填“增大”“减小”、“先增大后减小”或“不变”），此过程中小球重力势能的变化量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）动能变化量，在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，其大小关系是 （用“＞”、“＜”或“＝”连接）。 18．如图，某同学将篮球掷向地面，篮球经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 (1)篮球的直径为24.6 （选填“mm”“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取，则该篮球受到的重力为 N。 (2)篮球经过甲、乙位置时的机械能和重力势能如上表所示，则篮球与地面碰撞的过程中损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 19．小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以 的形式储存在弹簧中；当弹簧恢复原长后，在上升过程中， 转化为重力势能。 20．嫦娥四号着陆前曾在距离月面100m处悬停，通过激光扫描自主寻找安全着陆点，然后垂直缓慢下落，最后在距离月面2m时发动机关闭（如图所示），嫦娥四号以自由落体的方式降落到月面上。在最后2m下落的过程中，嫦娥四号的 能转化为 能；在下落过程中，其机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 四、实验题 21． (1)如图甲所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆的运动过程，不计空气阻力和摩擦，在滚摆下降的过程中，动能 ，重力势能 （前两空均选填“增大”“减小”或“不变”），整个过程中机械能是 的。 (2)如图乙所示，小球从A点下落到B点，重力势能逐渐转化为 ，到最低点B时 能最大，之后又从B点上升到C点，动能逐渐转化为 。 五、综合题 22．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． 23．《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。 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 D C A D D D A C B C 题号 11 12 13 14 15 答案 BC BC ABD AC ABD 1．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。 2．C 【详解】A．由图乙可知，全过程滑雪者的动能在C点时最大，故A错误； B．滑雪者质量不变，从B点到C点，高度降低，重力势能减小，从C点到D点，高度升高，重力势能增大，从D点到E点，高度降低，重力势能减小，故B错误； C．由图乙可知，B点重力势能大于E点重力势能，故C正确； D．在这个过程中，由于存在摩擦等阻力，滑雪者的机械能会有部分转化为内能，机械能减小，故D错误。 故选C。 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．滚摆下降过程中，质量不变，它的高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A错误； B．滚摆上升过程中，它的质量不变，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，上升过程中动能转化成重力势能，故B错误； CD．实验过程中滚摆会逐渐停下来，克服摩擦做功，机械能总量会减小，故C错误，D正确。 故选D。 5．D 【详解】小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小且不为0，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大。故图①错误，图②正确。小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零。故图③正确，由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图④正确。故ABC错误，D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．火星车表面铺设“纳米气凝胶”板，是利用了该材料密度极小、导热性极差（即较好的隔热性）的属性，这样能减小火星车的质量，当外界温度过高或过低时，还能使火星车内部维持一个适宜的温度，故A与实际相符，不符合题意； B．太阳能帆板可以将太阳能转化为电能储存起来，故B与实际相符，不符合题意； C．着陆器在临近火星表面悬停时，其运动状态没有发生改变，则它受到的力一定是平衡力，故C与实际相符，不符合题意； D．着陆器下降至着陆点的过程中，其质量不变，速度变小，则动能变小，同时高度变小，则重力势能变小，机械能也变小，故D与实际不相符，符合题意。 故选D。 7．A 【详解】A．加速下坡时，选手的质量不变，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，所以选手的重力势能转化为动能，故A正确； B．轮胎被压扁，轮胎的形状发生了改变，说明力可以改变物体的形状，而不是运动状态，故B错误； C．惯性大小只与物体质量有关，选手骑自行车下坡时，自行车的质量不变，惯性不变，故C错误； D．骑行过程中，若一切外力消失，根据牛顿第一定律，自行车将保持原来的运动状态做匀速直线运动，而不是加速运动，故D错误。 故选A。 8．C 【详解】A．静止的物体可能具有重力势能，比如被举高的物体，虽然静止但有重力势能，所以静止的物体可能有机械能，故A错误； B．在空中飞行的飞机，既在运动有动能，又在高处有重力势能，故B错误； C．机械能是动能和势能的总和，物体的动能越大，势能越大，机械能就越大，故C正确； D．机械能是动能与势能的总和。一个物体具有机械能，它可能只具有动能，比如水平地面上正在匀速直线运动的物体，但它没有势能（因为相对地面高度为零，重力势能为零，且没有弹性形变也就没有弹性势能），故D错误。 故选C。 9．B 【详解】A、惯性大小只与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故A错误； BCD、直升机减速下降过程中，高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小；机械能为动能和势能的和，故机械能减小；故B正确，CD错误． 10．C 【详解】A．在师生跑步过程中，由于要克服空气阻力等因素做功，机械能会有一部分转化为内能，导致机械能总量减少，故A错误； B．在跑步过程中，师生相对于地面有一定的高度，高度会随着跑步动作发生变化，所以重力势能不为零，故B错误； C．在跑步过程中，当师生向上跃起时，速度逐渐减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增大，此时动能转化为重力势能；当师生下落时，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，此时重力势能转化为动能，所以动能和重力势能会相互转化，故C正确； D．起跑加速时，师生的速度不断增大，动能增大，而在这个过程中，师生的高度并没有明显增加，重力势能基本不变，所以起跑加速时，是人体内的化学能转化为动能，而不是动能转化为重力势能，故D错误。 故选C。 11．BC 【详解】A．A→B，运动员质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，运动员的重力势能转化为动能，则动能增加，故A错误； B．B→C，运动员质量不变，高度减小，运动员的重力势能减小，故B正确； C．A→C，运动员的重力大于蹦床的弹力之前，向下做加速运动，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，当跨过平衡点后，向下做减速运动，重力小于弹力，高度减小，重力势能减小，速度减小，动能减小，故动能先增大后减小，重力势能一直减小，故C正确； D．B处时，运动员的重力大于蹦床的弹力，向下做加速运动，运动员的动能还会增加，故B点时动能不是最大。故D错误。 故选BC。 12．BC 【详解】A．弹力的大小与弹簧的形变量有关，弹簧不断压缩，弹力不断增大，小球受到的弹力不断增加，故A不符合题意； B．运动过程中小球的质量不变，速度先增加后减小，则动能先增大后减小，故B符合题意； C．从a到b的过程中，小球的高度不断减小，重力势能减小，弹簧被不断压缩，弹簧的弹性势能增大，故C符合题意； D．从b到c的过程中，小球高度减小，重力势能减小，速度减小，动能减小，弹簧被不断压缩，弹簧的弹性势能增大，故D不符合题意。 故选BC。 13．ABD 【详解】A．人由点运动到点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A正确； B．人从点运动到点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，但由于摩擦，部分机械能会转化为内能，机械能会减小，故B正确； C．由B知，人从点运动到点的过程中，但由于摩擦，重力势能部分转化为动能，还有部分会转化为内能，故C不正确； D．人由点运动到点的过程中，运动速度的大小发生改变，其运动状态发生改变，故D正确。 故选ABD。 14．AC 【详解】A．足球从b到d点的运动过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，所以b点的机械能要比d点大，故A符合题意； B．从a到c的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，所以足球在c点的重力势能小于在a点的重力势能，故B不符合题意； C．重力势能的大小与质量和高度有关，b、d两点在同一水平面上，即b和d点的高度相同，足球在两点时质量不变，所以足球在b、d时的重力势能相等，故C符合题意； D．足球从a到c点的运动过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，所以c点的机械能要比a点小，故D不符合题意。 故选AC。 15．ABD 【详解】A．赛艇在水面上处于漂浮状态，受到浮力的作用，受到的浮力等于赛艇与运动员总重力，故A正确； B．运动的赛艇具有一定的速度，具有动能，故B正确； C．摇动双桨时，手对桨有力的作用，浆在力的方向上通过一定的距离，手对桨做功，故C错误； D．冲刺阶段，赛艇变快，动能变大，重力势能不变，赛艇的机械能变大，故D正确。 故选ABD。 16． 减少 重力势能 弹性势 【详解】[1]小孩在空中上升的过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小。 [2]小孩在空中下落的过程中，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增大，重力势能转化为动能。 [3]由于小孩落到蹦蹦床后，下降到最低点时，此时蹦蹦床的弹性形变程度最大，所以蹦蹦床的弹性势能最大。 17． 大于 增大 大于 【详解】[1]由图像乙可知，小球最终会静止在弹簧上，此时小球的高度即弹簧的长度为40cm，但此时弹簧受到小球向下的压力，所以弹簧的原长应该大于40cm。 [2]在0~t1过程中，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，所以小球的动能增大。 [3]由图像可知，小球每次弹起的最大高度减小，说明小球运动时会受到阻力的作用，所以小球总的机械能会减小，且重力势能还会转化为弹性势能，所以在0~t1过程中，小球重力势能的变化量大于动能的变化量。 [4]在t1、t2、t3三个时刻，小球的高度相同，小球的重力势能相同，但是小球受到阻力作用，总的机械能减小，所以动能的关系为。 18．(1) cm 6 (2) 1 2 【详解】（1）[1][2]根据生活经验可知，篮球的直径应为24.6cm，根据公式可知，该篮球受到的重力。 （2）[1][2]篮球经过甲、乙位置时，机械能分别为13J与12J，说明篮球与地面碰撞的过程中损失的机械能为；在乙位置时的机械能为12J，其中重力势能为10J，根据机械能等于动能与势能之和可知，篮球在乙位置时的动能为。 19． 弹性势能 动能 【详解】[1]小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，小明的质量不变，所处的高度变小，所以重力势能减小，下落过程速度先变大后变小，所以动能先变大后变小，弹簧的形变量变大，弹性势能变大，所以原有的重力势能先转化为动能，而后动能转化为弹簧的弹性势能。即原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中。 [2]当弹簧恢复原长后，弹簧不再具有弹性势能，小明在上升过程中，其质量不变，但速度变小，所处的高度变大，则他的动能变小、重力势能变大，所以此过程中动能转化为重力势能。 20． 重力势 动 不变 【详解】[1][2][3]在最后2m下落的过程中，嫦娥四号做自由落体运动，只有重力做功，速度不断变大，高度不断变小，而质量不变，故重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能，月球上没有空气，嫦娥四号自由下落时机械能守恒，其机械能保持不变。 21．(1) 增大 减小 守恒 (2) 动能 动 重力势能 【详解】（1）[1][2][3]滚摆被捻动升高后释放，初始状态为静止，此时高度最大，速度为0。 重力势能最大。动能为0。滚摆下降时： 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。由于不计空气阻力和摩擦，系统无能量损耗，机械能总量保持不变，整个过程中机械能是守恒的，即机械能总量保持不变。 （2）[1][2]A点到B点过程中，小球从A点下落，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能逐渐转化为动能。到达最低点B点时，高度最低，重力势能最小，速度最大，动能最大。 [3]B点到C点过程中，小球上升，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大。动能逐渐转化为重力势能。 22． 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。 23．(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。 学科网（北京）股份有限公司 $