10.4 机械能转化及其应用 同步练习 2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

**基本信息** 沪科版物理八年级全一册10.4机械能转化及其应用同步练习，分层覆盖机械能转化全知识点，从基础概念辨析到综合情境应用，梯度衔接科学思维与探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|动能、重力势能、机械能基本概念及转化|单选题1-7、填空题15-18，直接考查能量变化判断，如无人机上升过程能量分析| |提升层|机械能守恒条件、多情境能量转化辨析|多选题8-14、作图题23，涉及概念辨析（如机械能组成）和简单应用（标注动能重力势能最大位置）| |综合层|能量转化计算、实验探究与实际应用|计算题22（结合公式计算机械能）、实验探究题24-25（设计实验验证能量转化）、综合题26（过山车能量变化分析），体现科学探究与模型建构|

10.4机械能转化及其应用 同步练习2025-2026学年沪科版物理八年级全一册 一、单选题 1．如图所示，在运货无人机加速向上运动的过程中，对于无人机下方所挂货物的能量分析，下列说法正确的是（　　） A．动能减小，重力势能增加 B．动能不变，重力势能增加 C．机械能总量不变 D．机械能总量增加 2．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法中正确的是（　　） A．小球在1位置和2位置的动能相同 B．小球在3位置受平衡力的作用 C．在小球的运动过程中，有一部分机械能转化成了内能 D．此过程说明了能量守恒定律是需要建立在一定的条件之上才能成立的 3．如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（　　） A．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 B．飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能增大 C．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 D．飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小 4．如图所示是我国正在雅鲁藏布江大拐弯区建设的世界最大水电站，该地在短短50公里内水的落差就达2230米。工程计划在山体内建设五级梯级电站，而不是只建成一级电站，年发电量可满足3亿家庭用电需求。关于该水电站，下列说法正确的是（　　） A．水电站将水的重力势能全部转化为电能 B．建成五级电站可以减小水对发电机叶轮的压强 C．建成五级电站是为了增大水的重力势能 D．发电量只与上下游水的落差有关 5．下列说法正确的是（　　） A．投出去的实心球向上运动时，动能变大 B．乒乓球被打出后，在空中运动过程中，运动状态不改变 C．跳远运动员起跳后能继续向前运动，是由于运动员受到惯性 D．跳高运动员起跳蹬地时，运动员对地的压力等于地对运动员的支持力 6．篮球从高处下落的过程中，以下说法正确的是（　　） A．篮球的动能增大，重力势能不变 B．篮球的动能不变，重力势能增大 C．篮球的动能转化为重力势能，重力势能增大 D．篮球的重力势能转化为动能，动能增大 7．如图所示，农民在用风车精选谷种时，在同一风力作用下，谷种（饱满，质量较大）和秕谷（质量较小）都从洞口水平飞出，结果谷种和秕谷落地点不同，自然分开。若不计空气阻力，下列分析正确的是（　　） A．谷种和秕谷刚飞出时的势能相同 B．在下落过程中秕谷的运动状态不变 C．谷种的落地点为N，秕谷的落地点为M D．谷种下落过程中受到平衡力的作用 二、多选题 8．关于机械能，下列说法正确的是(　　) A．一个物体只具有动能，不具有重力势能 B．一个物体只具有重力势能，不具有动能 C．一个物体可能同时具有动能和重力势能 D．静止的物体也可能有机械能 9．如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，直到最后停下。下列说法正确的是（　　） A．铁锁摆回后能碰到鼻子 B．铁锁摆动过程是重力势能和动能之间的转化，机械能守恒 C．铁锁摆动过程中运动状态改变 D．铁锁第一次摆动到最低点时，动能最大 10．如图，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在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通过的两个等高点（斜面粗糙，不计空气阻力）。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中小球的机械能减少 B．小球在P点的动能等于在Q点的动能 C．小球在最低点的动能和重力势能均最小 D．从最低点运动至Q点的过程中，小球的重力势能转化为动能 11．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，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙在下滑过程中所受重力做功相等 B．甲、乙到达B点时的动能相同 C．甲、乙在下滑过程中机械能守恒 D．甲从A到B，重力势能一定减小 12．如图所示是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置。关于该实验的说法正确的是（　　） A．让小球从斜面的不同高度滚下是为了探究动能与高度的关系 B．实验中通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小 C．小球沿斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能 D．若水平面绝对光滑，本实验也可以达到实验目的 13．我国自主研制的“神舟十号”试验飞船在返回地面通过大气层的飞行过程中，下列说法中正确的是（　　） A．飞船的机械能保持不变 B．飞船的一部分机械能转化为内能 C．飞船的势能越来越小 D．飞船的外表温度会降低 14．小雨练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，其中BC段羽毛球加速下落，CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是（　　） A．羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功 B．羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能 C．飞行过程中，羽毛球经过最高点B处时，动能最小 D．羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变 三、填空题 15．公园中有一种叫“蹦床”的游戏深受同学们的喜爱。如图所示，左边的同学离开蹦床上升的过程中动能变小，这一过程中动能逐渐转化为　 　能；右边的同学落到蹦床上继续下陷的过程中，弹力绳的　 　 能增加。 16．用一根不可伸缩的细线一端系着一定质量的小球，并将细线的另一端固定起来，制成一个可以在ACB间往复运动的单摆，如图所示。若不计空气阻力，小球从C点运动到B点的过程中，　 　（选填“动”、“重力势”、“机械”）能减少；小球摆到B点时受　 　（选填“平衡力”、“非平衡力”）的作用。 17．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，其中A、B两点等高。则小球在A、B两点具有相同的　 　能，小球在A点的时机械能　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）在B点时的机械能。 18．如图所示是喷雾降尘车在马路上工作的情景，正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶，它的机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；喷雾车作业过程中重力　 　（选填“做”或“不做”）功。 19．物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的A、B两球连在一起，A球重4N、B球重5N。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），轻绳的拉力是　 　N。 20．如图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由滑下时，　 　能转化　 　能，小球沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是　 　。 21．蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。 已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图像解答下列问题。弹性细绳原长为　 　m，小球下落的最大高度为　 　m。 已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，求弹性细绳的最大弹性势能　 　J。 四、计算题 22．已知物体的重力势能表达式为 ，动能表达式为 ，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg，如图所示，雪道与水平冰面在B处平滑地连接，小明乘雪橇在A处由静止开始下滑，经B处后在水平冰面上滑至C处停止。已知A处离冰面高度h＝9.8m，BC距离s＝40m，小明与雪橇的总质量m＝80kg，不计空气阻力和AB雪道上的摩擦力，求： （1）小明与雪橇在雪道上A处的机械能。 （2）小明滑到B处的速度 （3）雪橇与水平冰面间的摩擦力大小。 五、作图题 23．如图所示，摆球从a位置由静止释放，先后经过b、c两个位置，请在摆球动能最大位置的圆圈内标上数字1，重力势能最大位置的圆圈内标上数字2。 六、实验探究题 24．回顾有关“机械能”的几个小实验，请完成下列小题。 （1）如图甲所示，木块从高处自由下落时将小桌的脚打入沙子中。要将小桌的脚打入沙子中更深些，应选用质量较　 　（选填“大”或“小”）的木块，并将其从更　 　（选填“高”或“低”）处下落； （2）如图乙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，你将看到“魔罐”来回滚动，它能滚回来是　 　能转化为　 　能。 25．如图所示，甲图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球A从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块B上。请回答： （1）多次让同一个物体从斜面不同高度由静止滚下，该实验要探究的是物体动能的大小与物体 　 　的关系； （2）该实验物体的动能是指物体 　 　的动能（选填“A”或“B”）； （3）该实验物体动能的大小是通过 　 　来反映的； （4）如图乙所示，让小球从A点静止释放，小球沿光滑轨道AOB下滑到达B点后离开轨道，且无空气阻力，钢球在B点的机械能 　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）在A点的机械能，离开B点后的运动轨迹是 　 　（填字母）。 七、综合题 26．如图甲所示，游乐场过山车是比较惊险刺激的项目，小明游玩后对此项目比较感兴趣，准备对过山车到达竖直平面内的圆形轨道内侧的顶端而不会掉下来的情况进行研究。他从网上购买如图乙所示的离心轨道。小明把钢球从斜轨较高的A处由静止释放，到达轨道最低点C处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，走完圆形轨道，再爬上斜轨到达E处停下。在实验过程中，有许多发现。 （1）从A处由静止释放钢球，到达轨道最低点C处，此过程中钢球的动能 　 　，重力势能 　 　；机械能 　 　（均选填“增加”或“减小”或“不变”）； （2）小球在E处时机械能 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）其在C处时的机械能，小球经过D点时轨道对钢球的支持力的方向是竖直 　 　（向上/向下）； （3）把钢球放在与D处等高点B处由静止释放，钢球 　 　（选填“能”或“不能”）到达圆轨内侧最高点D处。 答案解析部分 1．【答案】D 2．【答案】C 【解析】【解答】A、 小球在1位置和2位置时，高度不同（1位置更高），重力势能不同，且弹跳过程中机械能因碰撞损耗而减少，所以1位置和2位置的速度不同，动能也不同，故A错误。 B、 小球在3位置时，处于弹跳过程中的上升或下落阶段，不是静止或匀速直线运动，因此不受平衡力作用，故B错误。 C、 小球在地面弹跳时，与地面碰撞会产生摩擦等阻力，这些阻力做功会使一部分机械能转化为内能，导致机械能总量减少，故C正确。 D、 能量守恒定律是指在一个孤立系统中，能量的总量保持不变，与是否有条件无关，故D错误。 综上选C。 【分析】 本题需结合动能、重力势能、机械能的变化，以及平衡力、能量守恒定律的概念来分析每个选项。要明确小球弹跳时因与地面碰撞存在能量损耗，机械能会减少；同时判断各位置受力是否平衡。 3．【答案】C 4．【答案】B 5．【答案】D 6．【答案】D 【解析】【解答】篮球从高处下落的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，篮球的重力势能转化为动能，故ABC错误，D正确。 故选D。 【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 7．【答案】C 8．【答案】C,D 【解析】【解答】A项：一个在水平地面上滚动的球只具有动能，但物体若处于某一高度且运动，则可能同时具有动能和重力势能，因此“只具有动能”并非绝对成立，故A错误。 B项：静止在高处的物体只具有重力势能，但若该物体同时运动，则动能也可能存在，因此“只具有重力势能”并非绝对成立，故B错误。 C项：从高处下落的物体或在高空飞行的飞机，既具有动能（因为运动），也具有重力势能（因为具有一定高度），故C正确。 D项：机械能包括动能和势能，静止的物体动能为零，但如果它处于某一高度（如放在桌上的书）或发生弹性形变（如压缩的弹簧），则具有重力势能或弹性势能，因此机械能不为零，故D正确。 故答案为：C、D。 【分析】本题考查对机械能概念及其构成的理解。机械能是动能和势能（重力势能、弹性势能）的总和，一个物体的机械能状态取决于其运动状态和位置状态。解题关键点： 明确机械能的组成，理解动能与重力势能可以单独存在，也可以同时存在；静止的物体若具有势能，则机械能不为零。易错点： 学生易误认为静止的物体机械能一定为零，忽略了势能的存在；或误认为一个物体在同一时刻只能具有一种形式的机械能。解题方法： 结合生活实例（如高处物体、运动物体、弹簧等）进行判断，从定义出发逐项推理。 9．【答案】C,D 10．【答案】A,B 【解析】【解答】AB．由图可知，从P点由静止释放，动能等于0，能到达最右侧的Q点，Q点的高度要小于P点的高度，小球的速度为0，动能为0，Q点的重力势能要小于在P点的重力势能，所以小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能，说明小球机械能变小了，故AB正确； C．小球从最低点，重力势能转化为动能，动能最大，重力势能最小，故C错误； D．从最低点运动至Q点的过程中小球动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能，故D错误。 故选AB。 【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。 11．【答案】C,D 【解析】【解答】解：A、甲、乙在下滑过程中的高度是相同的，但两人的重力不同，根据W＝Gh可知，重力做功不相等，A不符合题意； C、由于轨道是光滑的，不计空气阻力，所以甲、乙在下滑过程中机械能守恒，C符合题意； B、由图可知，甲、乙在A点时，由于重力不同，所以两人的重力势能不同；由于下滑过程中机械能守恒，所以他们到达B点时的动能也是不同的，B不符合题意； D、甲从A到B，高度一直减小，其重力势能一定减小，D符合题意。 故答案为：CD。 【分析】结合动能、重力势能大小的影响因素判断动能、重力势能的大小变化情况. 在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变.这个规律叫做机械能守恒定律. 12．【答案】B,C 13．【答案】B,C 【解析】【解答】解：飞船进入大气层到着陆的过程中，飞船的高度减小，所以重力势能减小，在返回过程中，需要克服摩擦做功，消耗机械能，将一部分机械能转化为内能，所以飞船的机械能减小，同时，摩擦使飞船的外表内能增大，温度升高．对照选项可知，BC的说法正确．故选BC． 【分析】（1）分析飞船动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素考虑．动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能是动能与势能之和． （2）在返回过程中，飞船需要克服摩擦做功，消耗机械能，将机械能转化为内能，使飞船的外表内能增大，温度升高． 14．【答案】B,C 【解析】【解答】A．羽毛球离拍后继续上升过程中由于离开球拍后就不在收到球拍对它的力了，故此时球拍对球不做功，A不符合题意； B．羽毛球上升过程中，动能减小，到最高点时羽毛球水平方向还有速度，故这段是部分动能转化成了重力势能，B符合题意； C．飞行过程中，动能转化为一部分重力势能，羽毛球经过最高点B处时，竖直方向速度为0，重力势能最大，故此时动能最小，C符合题意； D．羽毛球飞行的整个过程中，由于受到阻力的作用，即要克服阻力做功，故机械能是减小的。 故答案为：BC。 【分析】做功的两个条件：有力，且物体在力的方向.上通过距离；动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关；物体克服摩擦做功，机械能转化为内能。 15．【答案】重力势；弹性势 16．【答案】动；非平衡力 17．【答案】重力势；大于 18．【答案】减小；不做 19．【答案】减小；0.5 【解析】【解答】两球匀速竖直下落的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；但物体所处高度变小，重力势能减小，所以机械能减小。 两小球体积相同、运动的速度也相同，所以两小球受到的阻力相同。对A球进行受力分析，A球受竖直向下的重力GA，竖直向下的轻绳对小球A的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，B球受竖直向下的重力GB，竖直向上的轻绳对小球B的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，对A球而言 对B球而言 所以 即 解得 。 【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体的机械能等于动能与势能之和，结合动能和势能的变化分析机械能；当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，即物体处于平衡状态，此时物体受到的力为平衡力，结合物体受到的外力求解大小即可。 20．【答案】重力势；动；c 21．【答案】1.2；2.4；7.2J 22．【答案】（1）解：由题意知，小明与雪橇在雪道上A处的机械能为动能与重力势能之和，在A处的速度为0，动能为0，因此小明与雪橇在雪道上A处的机械能等于重力势能，故EA＝ ＝80kg 10N/kg 9.8m＝7840J； （2）解：由题意知，小滑块从A点下滑到B点的过程中，机械能是守恒的，则EA＝EB；即 m vB2＝7840J；vB＝ 14m/s； （3）解：雪橇滑至C处停止，克服摩擦力做功，机械能全部转化为内能，摩擦力做功W＝fs＝7840J，故雪橇与水平冰面间的摩擦力为：f＝ ＝196N. 【解析】【分析】此题先通过材料得知重力势能及动能的计算方法，（1）动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度；机械能=动能+势能. （2）小滑块从A点下滑到B点的过程中，机械能是守恒的，据此列式计算； （3）克服摩擦力做功，机械能全部转化为内能，利用摩擦力做功W＝fs计算即可. 23．【答案】 24．【答案】大；高；弹性势；动 25．【答案】速度；A；物体B移动的距离；等于；c 26．【答案】（1）增加；减小；减小 （2）小于；向下 （3）不能 【解析】【解答】（1）从A处由静止释放钢球，到达轨道最低点C处，此过程中钢球的高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大。在运动过程中，小球受到轨道的摩擦力，因此机械能会转化为内能，那么机械能减小。 （2）①小球从C运动到E处时，由于摩擦力的存在，因此机械能会减小，即E处的机械能小于在C处时的机械能； ②小球经过D点时，由于惯性，会对轨道施加竖直向上的压力。根据相互作用力的原理可知，轨道对钢球的支持力竖直向下。 （3）把钢球放在与D处等高点B处由静止释放，由于机械能转化为内能，因此当钢球到达最高点时，它的重力势能小于D点的重力势能，即钢球不能到达圆轨内侧的最高点D处。 【分析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关。根据机械能和内能的转化分析机械能的变化。 （2）①小球在运动过程中受到阻力，则运动时间越长，克服阻力做功越多，因此机械能损失越少； ②根据相互作用力的原理确定轨道对钢球支持力的方向。 （3）注意机械能和内能的转化。 学科网（北京）股份有限公司 $