11.4 机械能及其转化 分层作业 2025-2026学年人教版八年级物理下册

11.4 机械能及其转化 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图是我国古代水力鼓风机示意图。水轮驱动装置推动杆压缩皮橐（音tuó，口袋）送风，带动连接杆的绳拉弯竹子，随后竹子恢复原状带动皮橐张开吸气。下列说法错误的是（　　） A．绳对竹子的拉力改变了竹子的形状 B．送风时竹子的弹性势能增大 C．送风时杆对皮橐不做功 D．竹子恢复过程弹力减小 2．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B的过程中动能在增大 B．球从位置A运动到位置B的过程中机械能逐渐增大 C．球从位置B运动到位置C的过程中重力势能增大 D．球在最高位置B处时动能不为零 3．如图是八达岭长城无人机帮助运送物资的情景，下列说法正确的是（　　） A．无人机上升过程中，货物的重力势能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机到达送货地点上空悬停期间，始终对货物做功 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 4．（多选）如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（ 　　 ） A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员对球做了功 B．图甲中足球在A点移动至B点的过程中，动能转化为重力势能 C．图乙中A、B两点为同一高度，该足球在A点的动能大于在B点的动能 D．图乙中足球在最高点D点的动能为零 5．2024年9月25日，中国人民解放军向太平洋相关公海海域成功发射一发洲际弹道导弹，如图所示。导弹发射时产生的白雾是水蒸气________（填物态变化的名称）形成的；在导弹加速上升的过程中（不计燃料损失），导弹的机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 6．如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”，可在复杂气象条件下，执行长距离航空运输任务。该飞机最大起飞重量为210吨，有14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为0.2m²。（g取10N/kg） （1）飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的机械能 ______、重力势能 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）在某次训练中，飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是 ______km/h； （3）该飞机满载时，静止在水平跑道上对地面的压强是 ______Pa； （4）飞机为什么能获得升力而飞上蓝天？请你运用学过的物理知识加以简单解释。 ______。 7．图甲所示的是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车，它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时，竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中，使水流向河岸，图乙为筒车的简化示意图。若接水槽比取水处高4m，筒车上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为1min（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）。 (1)筒车旋转一周对水做的功是多少？ (2)筒车旋转一周对水做功的功率是多少？ (3)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理。 B层 8．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 9．如图所示，将小球拉到A点后松手，小球从A点下落到B点，又从B点上升到C点，之后来回摆动多次静止在B点。下列说法正确的是（    ） A．小球从A点到B点过程中，动能转化为重力势能 B．小球从B点到C点过程中，重力势能转化为动能 C．小球从A点到C点过程中，重力势能先增大后减小 D．小球上升到C点时若绳子突然断了，小球会竖直下落 10．如图所示在水平面上（假设其绝对光滑），一弹簧左端固定，右端连接一小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时用力推金属球压缩弹簧到A位置，释放小球，B是金属球能到达的最右端，，小球从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有（　　） ①从A点到B点过程中，弹簧的弹力大小先变小后变大 ②从A点到B点过程中，弹簧的弹力方向先水平向右后水平向左 ③从A点到O点过程中，弹簧的弹力对小球做功，实现弹簧的弹性势能转化为小球的动能 ④小球在O点速度最大 A．1个 B．2个 C．3个 D．4个 11．（多选）弹簧置于光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计，则先后两次（    ） A．第一次释放小球时弹簧的弹性势能大 B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能 C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等 D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等 12．如图所示，完全相同的甲、乙两球分别由橡皮筋OA和无弹细线OB系于O点（），先后从水平位置由静止开始释放，不计空气阻力。两球到达O点正下方C点时，橡皮筋与细线长度恰好相等。摆下过程中，乙球的_______能转化为_______能，两球下落到C点的过程中重力做功分别为W甲、W乙，则W甲________W乙（选填“>”、“=”或“<”）；两球到达C点时的机械能分别为E甲、E乙，小明认为E甲=E乙。请你判断小明观点是否正确，并说说你的理由。________ 13．如图甲所示，在水平地面上有一重的物体，受到绳子竖直向上的拉力，此时地面受到物体的压力为，受力面积为2m2，它对地面压强为p。电动机钢索的拉力以恒定功率30kW将物体从静止开始竖直向上提升60s后，功率逐步减小，70s时功率为0W。此过程物体的“v-t”关系如图乙所示。忽略空气阻力。 (1)计算：压强p。 (2)计算：前60s，拉力对物体做的功。 (3)第60s时物体的机械能为；第70s时物体的机械能为。则_______（选填“<”“=”或“>”），判断依据_______。 (4)0~10s，钢索对物体的拉力_______（选填“变小”“不变”或“变大”），判断依据_______。 14．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？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《11.4 机械能及其转化 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 8 9 10 11 答案 C D B BC C D D AC 1．C 【详解】A．水轮驱动装置推动杆压缩皮橐送风时，带动连接杆的绳拉弯竹子，力能改变物体的形状，是绳对竹子的拉力改变了竹子的形状，故A正确，不符合题意； B．送风时竹子的弹性形变量增加，弹性势能增大，故B正确，不符合题意； C．水轮驱动装置推动杆压缩皮橐送风时，杆压缩皮囊,杆对皮囊有压力，并且沿力的方向上通过一段距离，所以杆对皮橐做功，故C错误，符合题意； D．竹子恢复原状过程中，弹性形变变小，弹力变小，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．由图可知，球从位置A运动到位置B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B的过程中机械能不变，故B错误； C．由图可知，球从位置B运动到位置C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B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。 3．B 【详解】A．无人机装载的货物的质量不变，高度增加，因此货物的重力势能会增大，故A错误； B．无人机装载货物的质量不变，水平匀速飞行时动能不变，因为高度不变，所以重力势能也不变。机械能是动能和重力势能的总和，因此货物的机械能保持不变，故B正确； C．无人机到达送货地点上空悬停期间，有力的作用，但在力的方向上没有移动距离，此时不做功，故C错误； D．无人机装载货物的质量不变，下降时，如果货物是匀速下降，则动能保持不变；如果货物是减速下降，则动能减小；如果货物是加速下降，则动能会增大。但题目中并未明确说明下降的速度情况，因此不能断定货物动能的变化情况，故D错误。 故选B。 4．BC 【详解】A．图甲中足球从A点移动至B点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故A错误； B．图甲中足球在A点的高度小于B点的高度，足球的质量不变，所以图甲中足球在A点的重力势能小于B点的重力势能，从A点到B点的过程中，速度减小，将动能转化为重力势能，故B正确； C．由图乙可知，足球跳起的高度逐渐变小，这说明足球的机械能是逐渐变小的，该足球在A、B两点的高度相等，重力势能相等，足球在A点的动能大于在B点的动能，故C正确； D．图乙中足球在从D点向后的过程中继续水平方向运动，说明D水平方向的速度不为0，故最高点D点的动能不为零，故D错误。 故选BC。 5． 液化 增大 【详解】[1]点火升空时，发射台周围出现大量的“白雾”，是汽化的水蒸气又遇冷液化成的水珠。 [2]导弹在加速升空时，导弹的质量不变，速度增大，动能增大，高度变大，重力势能增大，可知导弹的机械能增大。 6． 减小 不变 730 7.5×105 见详解 【详解】（1）[1][2]机械能包括动能和重力势能，动能和质量、速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大，重力势能和质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高的高度越高，重力势能越大，飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的质量不变，高度不变，速度减小，所以飞机的动能减小，重力势能不变，机械能减小。 （2）[3]飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是 （3）[4]该飞机满载时的重力为 飞机对地面的压力等于飞机的重力，则飞机静止在水平跑道上对地面的压强是 （4）[5]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。 7．(1) 1920J (2) 32W (3) 该过程将水流的动能转化为筒车的动能和水的重力势能，依靠水流的能量完成提水。 【详解】（1）由题意得，筒车旋转一周提升水的总质量 提升水的总重力 筒车对水做的功等于克服水重力做的功，提升高度，筒车旋转一周对水做的功 （2）由题意得做功时间 根据功率公式代入数据得 （3）流动的河水具有动能，河水冲击水轮转动时，水流推动筒车运动，将自身的动能转移，对水做功，将水提升到高处，水的重力势能增加，因此能量转化过程为水流的动能转化为筒车的动能和水的重力势能。 8．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点重力势能等于E点动能的大小，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。 9．D 【详解】A．小球从A点下落到B点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，是重力势能转化为动能，故A错误； B．小球从B点上升到C点的过程中，质量不变，高度增大，速度减小，重力势能增大，动能减小，动能不断转化为重力势能，故B错误； C．小球从A到C的全过程先是下落(重力势能减小)，后是上升(重力势能增大)，故C错误； D．小球摆到C点时速度暂时为零，若此时绳子突然断开，小球没有任何水平速度，只有重力作用，因而将竖直下落，故D正确。 故选D。 10．D 【详解】从A到O，弹簧压缩量减小，弹力减小，从O到B，弹簧拉伸量增大，弹力增大。故从A点到B点过程中，弹力大小先变小后变大，故①正确； 从A到O，弹簧被压缩，弹力水平向右，从O到B，弹簧被拉伸，弹力水平向左，故②正确； 从A点到O点过程中，弹簧的弹力和小球运动方向相同，弹力对小球做功，弹簧的弹性势能转化为小球的动能； 从A点到O点过程中，：弹簧弹力向右，与小球运动方向相同，小球加速。在O点弹簧恢复原长，弹力为零，此时小球不再加速。从O到B，弹簧被拉伸，弹力向左，与小球运动方向相反，小球开始减速，故④正确。则说法正确的个数有四个。 故选D。 11．AC 【详解】A．按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，直到运动到最高点的过程中，空气阻力忽略不计，弹簧的弹性势能转化成小球的动能，再转化成小球的重力势能，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，由图可知，a高于b，则第一次小球到达最高点时的重力势能较大，由机械能守恒可知，第一次释放小球时弹簧的弹性势能大，故A正确，符合题意； B．小球由c到b过程，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误，不符合题意； C．小球上升过程，经过c点时，高度相等，质量相等，小球的重力势能相等，故C正确，符合题意； D．第一次释放小球时弹簧的弹性势能大，由机械能守恒可知，第一次释放小球后，上升经过c点时的机械能较大，故D错误，不符合题意。 故选AC。 12． 重力势 动 = 不正确，见解析 【详解】[1]该过程中乙小球下落时，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增大，将重力势能转化为动能。 [2]由于甲、乙两球完全相同（即质量相等），且都从水平位置由静止开始释放，到达C点时橡皮筋与细线长度恰好相等，说明两球下落的高度也相等。由可知，两球下落到C点的过程中重力做功相等，即。 [3][4]两球到达C点时，乙球的重力势能全部转化为动能，甲球的重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，由于初始的重力势能相同（初始的机械能也相同），所以两球到达C点时，甲球的动能比乙小。而两球的机械能都等于两小球各自的动能与重力势能之和，因此两球到达C点时，甲球的机械能比乙小。 13．(1) (2) (3) < 拉力对物体做功的过程中，电能转化为物体的机械能 (4) 变小 根据，0~10s内P不变，v增大，所以F变小 【详解】（1）地面受到物体的压力为，受力面积为2m2，它对地面压强为 （2）电动机钢索的拉力以恒定功率30kW将物体从静止开始竖直向上提升持续的时间为60s，在这60s的时间内拉力对物体做的功W=Pt=30×103W×60s=1.8×106J （3）[1][2]从60s到70s的过程中，电动机钢索的拉力对物体做功，将电能转化为机械能，所以第60s时物体的机械能为E1小于第70s时物体的机械能E2，即E1<E2。 （4）[1][2]由乙图可知，0~10s内，物体的速度变大，电动机功率恒定，根据可知，钢索对物体的拉力变小。 14．(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。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $