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册

**基本信息** 本练习通过基础判断、综合转化分析及实验探究三层设计，构建“概念理解-情境应用-科学探究”的知识巩固路径，适配新授课机械能及其转化的分层教学需求，培养物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|动能、重力势能的基本判断|以运输机、铁锁摆动等生活情境命题，强化能量概念理解| |提升层|机械能转化的综合分析|结合蹦极、无人机、嫦娥六号等科技案例，深化能量转化规律应用| |综合层|实验探究与实际应用|通过重力势能影响因素探究、立定跳远模拟实验，培养科学探究与问题解决能力|

11.4机械能及其转化（巩固练习）解析版 姓名：___________班级：___________学号：___________ 一、单选题 1．如图是9·3阅兵中首次亮相的大型运输机20A飞机。在执行某次任务时，运输机在地面高速滑行后，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．飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能增大 B．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 C．飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小 D．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 2．今年春假期间，小明体验了刺激的户外蹦极运动。如图所示为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在A点，另一端和运动员相连，运动员从A点自由下落，至B点弹性绳自然伸长，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起（整个过程中忽略空气阻力）。在这一过程中，下列说法正确的是（　　） A．经过B点时，小明的动能最大 B．从B点到C点，小明的速度在减小 C．从C点到D点，小明的重力势能转化为动能 D．D点时小明的动能为零 3．如图，将铁锁用细绳悬挂起来，把铁锁拉近你的鼻子，头保持不动，由静止释放，铁锁来回摆动。关于铁锁，下列说法正确的是（　　） A．在最低点时动能为零 B．在最低点时重力势能最大 C．从最高点摆到最低点，重力势能转化为动能 D．回摆时会碰到鼻子 4．科技在进步，一些快递公司使用无人机送货，某同学也尝试在无人机下方用绳子悬挂一个重物，如图所示，不考虑空气阻力，则无人机在空中（　　） A．加速上升时，重物的机械能将增大 B．加速上升时，若绳子突然断裂，重物由于惯性作用会先上升后下落 C．悬停时，重物受到的重力与重物对绳子的拉力是一对平衡力 D．水平匀速飞行时，绳子对重物的拉力做功 5．【新考向】游乐场上的过山车在轨道上运行的过程如图甲所示，过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点，图乙是过山车在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．过山车在B点时速度为0 B．过山车在C点时动能最大 C．从D点到E点，过山车的动能转化为重力势能 D．在全过程中过山车的机械能不变 6．如图所示，《天工开物》中记载的“悬弓弹棉”是将木弓用细绳吊在一根竹竿上，然后将弓弦大部分放入棉花中，用木锤频频击打弓弦，可看到棉花被弹飞，以下分析正确的是（　　） A．竹竿受到木弓的重力而发生弯曲 B．使棉花疏松的力的施力物体为弓弦 C．手臂挥动的机械能直接转化为棉花的动能 D．反复击打，能将棉花中的杂质分离出来的关键是因为棉花具有惯性 7．如图，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧，分别悬挂相同的小球A、B，将两球拉至同一水平线上，此时弹簧处于原长状态，且原长小于绳长；不计空气阻力，静止释放两球，到最低点时两球在同一水平线上，以下说法正确的是（　　） A．该过程B球的重力做功更多 B．最低点时A球的速度更大 C．弹簧受到的拉力是由弹簧形变产生的 D．若A球在最低点时受到的外力全部消失，将处于静止状态 8．如图所示是一座山的等高线图，下列说法中正确的是（   ） A．B处的大气压强最大 B．在C处水的沸点最高 C．人由A匀速运动到B的过程中动能大小不变 D．人由A匀速运动到B的过程中重力势能不变 二、填空题 9．2024年，搭载嫦娥六号的长征五号火箭升空，探测器加速上升时，动能___________，重力势能___________，机械能___________。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 10．如图所示，将质地均匀的物块A平放在水平桌面上，在水平推力F作用下将物块A从图甲所示的位置加速推动到图乙所示的位置，该过程中，A受到的摩擦力将___________；随后撤去推力F，A由于惯性继续向右运动的过程中，A的机械能将___________。（两空均选填“变大”、“不变”或“变小”） 11．如图为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系图像。由图像可知，弹簧的原长为________cm；当弹簧伸长0.04 m时，弹力的大小为________N，此时弹簧具有________能。 12．“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响，在这个过程中，由A到B段返回器的动能逐渐________（选填“增大”“减小”或“不变”），返回器在B点时的速度________（选填“大于”“小于”或“等于”）到达C点时的速度，从A到D的全过程中返回器机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 13．如图所示为科技馆展厅的球体上滚演示仪器。小球由图中较低的处静止释放，可以自己滚动到位置更高一些的处。小球由运动到的过程中，轨道逐渐变宽，表面看是在上升。这_________（选填“是”或“不”）违背物理规律；理由是___________。 14．如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是________能转化为________能，“魔罐”滚回来后不能回到原抛出点的位置，这说明“魔罐”具有的机械能________。 15．如图所示为某轻轨站的设计方案图，进出站的轨道有一定坡度。列车可以无动力滑行进站是因为列车具有__________性。从节能的角度分析，这样的设计可以让列车进站时将__________能转化为重力势能储存起来，以备出站时利用。 16．如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，探测器的重力势能______（选填“增大”或“减小”），所以近火点的速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）远火点的速度。 三、作图题 17．如图所示，无人机需要将包裹（投放前将两者看作一个整体）从地面投放至B处。t0时刻无人机以速度v0经A处匀速上升；t1时刻到达B处时悬停，t2时刻投放包裹并立即以速度v0匀速下降；t3时刻回到A处。若t0时刻无人机的机械能为E0，忽略悬停前后速度变化的过程，请在答题卡的坐标中画出t0~t3时间内，无人机的机械能E随时间t变化关系的大致图像。 四、简答题 18．2026年3月中国毽球公开赛在温州平阳县成功举办。如图所示，若同一个毽球从同一水平面以相同的速度沿图示方向上升，请你比较图中毽球上升的最大高度和的大小关系，并从能量的角度说明理由（不计空气阻力）。 五、实验题 19．小明利用如图甲所示实验装置探究重力势能大小与物体质量和高度的关系： (1)若是不考虑摩擦，铁球从斜面上由静止滚下，它的________能转化为动能，铁球到达水平面接触并压缩弹簧，铁球的动能转化为弹簧的________，记录铁球速度减为0时弹簧的长度，整个过程机械能总量________（选填“变大”“不变”“变小”）；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越________（选填“大”或“小”）； (2)将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1<h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1>l2），则你能得出的结论是________； (3)若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路：________________； (4)结合前面的实验结论，在图乙所示的水坝中利用水的重力势能发电，发电机安装在________（选填“C”或“D”）位置更为合理； (5)2025年7月19日上午，雅鲁藏布江下游水电工程开工仪式在西藏自治区林芝市举行，项目预计装机规模约6000万千瓦，每年可提供近3000亿度的清洁、可再生、零碳电力，足以满足逾3亿人年度用电需求。请你结合本实验分析该项目的选址所具备的优势条件：________。 20．立定跳远是盐城市中考体育考试的项目之一（如图甲所示），若要取得理想的成绩必然离不开技巧性的训练。 【问题】小张课后经常在家里练习跳远，他发现以某角度跳出时，会跳的很远，小张猜想跳出的水平距离s与跳出方向与水平面的夹角大小θ有关。 【证据】小张用内部带有弹簧的透明塑料圆筒、沙盘和带支架的量角器组成如图乙所示的实验装置，并用钢球压缩圆筒内弹簧后的运动过程模拟人跳远的过程。 (1)在圆筒中放入钢球后压缩弹簧，钢球在________力的作用下从筒口抛出，说明力可以改变物体的________，钢球在空中运动一段时间后落入沙盘。需要测量钢球________（选填“压缩弹簧”或“离开圆筒”）时的位置到钢球落入沙盘时的距离s。 (2)小张使用同一小球，控制弹簧的形变程度不变，逐渐增大塑料管口与水平面夹角大小θ，多次实验得到如表数据： 夹角θ/° 10 20 30 40 45 50 60 70 80 水平距离s/cm 33 64 87 98 100 98 89 65 34 请在图丙中描点作出小球运动的水平距离s与夹角θ的关系图线。 【解释】 (3)实验表明，当弹簧的形变程度不变，塑料管口与水平面夹角为________时小球被弹射的距离最远，跳远不是角度越大越好，也不是越小越好，而是存在一个最佳角度，让水平距离最大化。 【交流】 (4)你认为跳出的水平距离s还与________有关。（写出一点） 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（巩固练习）解析版 姓名：___________班级：___________学号：___________ 一、单选题 1．如图是9·3阅兵中首次亮相的大型运输机20A飞机。在执行某次任务时，运输机在地面高速滑行后，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．飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能增大 B．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 C．飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小 D．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 【参考答案】B 【解析】A．飞机沿水平方向匀速飞行时，速度不变，质量不变，动能不变，故A错误； B．飞机减速下降的过程中，质量不变，速度减小，高度降低，动能减小，重力势能减小，所以机械能减小，故B正确； C．飞机加速飞行时，如果其高度不变，则重力势能不变，故C错误； D．飞机腾空而起的过程，质量不变，速度变大，动能增加，高度增大，重力势能增大，不是重力势能转化为动能，故D错误。 故选B。 2．今年春假期间，小明体验了刺激的户外蹦极运动。如图所示为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在A点，另一端和运动员相连，运动员从A点自由下落，至B点弹性绳自然伸长，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起（整个过程中忽略空气阻力）。在这一过程中，下列说法正确的是（　　） A．经过B点时，小明的动能最大 B．从B点到C点，小明的速度在减小 C．从C点到D点，小明的重力势能转化为动能 D．D点时小明的动能为零 【参考答案】D 【解析】A→B：弹性绳未伸长，小明只受重力，加速下落，速度越来越大，动能增大。 B→C：弹性绳被拉长，弹力逐渐增大，但弹力小于重力，合力向下，小明仍在加速，速度继续增大，动能继续增大，直到C点时，弹力等于重力，合力为零，速度达到最大。 C→D：弹力继续增大，弹力大于重力，合力向上，小明减速下落，速度越来越小，动能减小，重力势能也减小，弹性绳的弹性势能增大。 D点：速度为零，动能为零，弹性绳的伸长量最大，弹性势能最大。 A．B点只是弹性绳自然伸长的位置，此时小明仍在加速下落，动能还在增大，直到C点速度才达到最大，动能最大，故A错误； B．从B点到C点，弹力小于重力，合力向下，小明仍在加速，速度在增大，故B错误； C．从C点到D点过程中，小明减速下落，动能减小，重力势能也减小，两者都转化为弹性绳的弹性势能，故C错误； D．D点是下落的最低点，此时小明的速度为零，动能为零，故D正确。 故选D。 3．如图，将铁锁用细绳悬挂起来，把铁锁拉近你的鼻子，头保持不动，由静止释放，铁锁来回摆动。关于铁锁，下列说法正确的是（　　） A．在最低点时动能为零 B．在最低点时重力势能最大 C．从最高点摆到最低点，重力势能转化为动能 D．回摆时会碰到鼻子 【参考答案】C 【解析】A．动能和物体的质量、速度有关，铁锁在最低点速度最大，动能最大，故A错误； B．重力势能和物体的质量、高度有关，铁锁在最低点高度最小，重力势能最小，故B错误； C．铁锁从最高点摆到最低点，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，此过程重力势能转化为动能，故C正确； D．铁锁摆动过程中，克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能总量减小，回摆时能到达的最大高度低于初始释放位置，不会碰到鼻子，故D错误。 故选C。 4．科技在进步，一些快递公司使用无人机送货，某同学也尝试在无人机下方用绳子悬挂一个重物，如图所示，不考虑空气阻力，则无人机在空中（　　） A．加速上升时，重物的机械能将增大 B．加速上升时，若绳子突然断裂，重物由于惯性作用会先上升后下落 C．悬停时，重物受到的重力与重物对绳子的拉力是一对平衡力 D．水平匀速飞行时，绳子对重物的拉力做功 【参考答案】A 【解析】A．重物加速上升时，质量不变，速度增大则动能增大；高度升高则重力势能增大，因此重物的机械能整体增大，故A正确； B．惯性是物体本身固有的属性，不是力，不能表述为“惯性作用”，故B错误； C．重物的重力作用在重物上，重物对绳子的拉力作用在绳子上，两个力没有作用在同一物体上，不是平衡力，故C错误； D．水平匀速飞行时，绳子对重物的拉力是竖直方向，重物沿水平方向移动，没有在拉力方向移动距离，因此拉力不做功，故D错误。 故选A。 5．【新考向】游乐场上的过山车在轨道上运行的过程如图甲所示，过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点，图乙是过山车在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．过山车在B点时速度为0 B．过山车在C点时动能最大 C．从D点到E点，过山车的动能转化为重力势能 D．在全过程中过山车的机械能不变 【参考答案】B 【解析】A.由图乙可知，过山车在B点时动能不为0，速度不为0，故A错误； B.由图乙可知，过山车在C点动能最大，故B正确； C.对比图乙中D、E两点可知，D点过山车的动能小于E点时的动能，E点时的重力势能为0，过山车的重力势能转化为动能，故C错误； D.在C、E两点，过山车的机械能都是以动能的形式而存在的，所以在这个过程中，过山车的机械能变小，机械能不守恒，故D错误。 故选B。 6．如图所示，《天工开物》中记载的“悬弓弹棉”是将木弓用细绳吊在一根竹竿上，然后将弓弦大部分放入棉花中，用木锤频频击打弓弦，可看到棉花被弹飞，以下分析正确的是（　　） A．竹竿受到木弓的重力而发生弯曲 B．使棉花疏松的力的施力物体为弓弦 C．手臂挥动的机械能直接转化为棉花的动能 D．反复击打，能将棉花中的杂质分离出来的关键是因为棉花具有惯性 【参考答案】B 【解析】A．竹竿发生弯曲是因为受到了向下形变的绳子施加的拉力，而不是因为受到重力而弯曲，故A错误； B．弓弦在振动时直接与棉花接触并发生相互作用，因此使棉花疏松的施力物体是弓弦，故B正确； C．手臂挥动的机械能首先传递给木锤，木锤敲击后再转化为弓弦的弹性势能，最后才转化为棉花的动能，能量传递并非直接转化，故C错误； D．杂质能与棉花分离，关键在于杂质具有惯性，在击打时更倾向于保持原有的静止状态，从而与轻盈且被弹飞的棉花分离开来，故D错误。 故选B。 7．如图，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧，分别悬挂相同的小球A、B，将两球拉至同一水平线上，此时弹簧处于原长状态，且原长小于绳长；不计空气阻力，静止释放两球，到最低点时两球在同一水平线上，以下说法正确的是（　　） A．该过程B球的重力做功更多 B．最低点时A球的速度更大 C．弹簧受到的拉力是由弹簧形变产生的 D．若A球在最低点时受到的外力全部消失，将处于静止状态 【参考答案】B 【解析】A．两球质量相同，起点和终点都在同一水平线上，下落的高度也相同，根据公式，重力做功 ​，故A错误； B．A、B两球质量相同，所处高度位置相同，故两者在初始位置重力势能相同，在运动过程，A 球重力势能转化为动能， B球重力势能除了转化为动能外，还有一部分转化为弹簧的弹性势能。因此，A球获得的动能更大，速度 ，故B正确； C．弹簧受到的拉力是由小球的形变产生的，故C错误； D．A球在最低点时速度不为零，根据牛顿第一定律，外力全部消失后，它将以当前速度做匀速直线运动，而不是静止，故D错误。 故选 B。 8．如图所示是一座山的等高线图，下列说法中正确的是（   ） A．B处的大气压强最大 B．在C处水的沸点最高 C．人由A匀速运动到B的过程中动能大小不变 D．人由A匀速运动到B的过程中重力势能不变 【参考答案】C 【解析】A．根据山的等高线图可知，三处中，处最高，处最低，气压与海拔有关，海拔越高，气压越低，所以处的气压最大，故A错误； B．气压越低，沸点越低，根据等高线图可知，处最高，大气压强最小，沸点最低，故B错误； C．人由匀速运动到的过程中，质量不变，速度不变，所以动能大小不变，故C正确； D．人由匀速运动到的过程中，质量不变，高度变高，重力势能变大，故D错误。 故选C。 二、填空题 9．2024年，搭载嫦娥六号的长征五号火箭升空，探测器加速上升时，动能___________，重力势能___________，机械能___________。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 【参考答案】增大 增大 增大 【解析】动能大小与物体质量、速度有关，质量不变时，速度越大动能越大。探测器加速上升时质量不变、速度增大，因此动能增大； 重力势能大小与物体质量、高度有关，质量不变时，高度越高重力势能越大。探测器上升时高度增加，质量不变，因此重力势能增大； 机械能等于动能与重力势能的总和，动能和重力势能都增大，因此机械能增大。 10．如图所示，将质地均匀的物块A平放在水平桌面上，在水平推力F作用下将物块A从图甲所示的位置加速推动到图乙所示的位置，该过程中，A受到的摩擦力将___________；随后撤去推力F，A由于惯性继续向右运动的过程中，A的机械能将___________。（两空均选填“变大”、“不变”或“变小”） 【参考答案】不变 变小 【解析】物块A相对桌面发生了相对滑动，A受到桌面滑动摩擦力作用。由于A加速运动时对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力将不变；撤去推力F，A由于惯性继续向右运动的过程中，质量不变，速度变小，动能变小；且重力势能不变，则A的机械能将变小。 11．如图为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小关系图像。由图像可知，弹簧的原长为________cm；当弹簧伸长0.04 m时，弹力的大小为________N，此时弹簧具有________能。 【参考答案】10 8 弹性势 【解析】弹簧的弹力大小和弹簧形变量有关，当为原长时，没有发生形变时，弹力为0N，图中可以看到弹簧长度是10cm； 弹簧受到的弹力和伸长量成正比，由图可知，弹簧伸长5cm，弹力变化为10N，故弹簧每伸长1cm，弹力变化为2N，弹簧的伸长量为4cm时，受到的弹力 形变的弹簧具有弹性势能。 12．“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响，在这个过程中，由A到B段返回器的动能逐渐________（选填“增大”“减小”或“不变”），返回器在B点时的速度________（选填“大于”“小于”或“等于”）到达C点时的速度，从A到D的全过程中返回器机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【参考答案】减小 等于 减小 【解析】[1]返回器在大气层内从A到B，克服空气阻力和重力做功，机械能在减小，所以动能逐渐减小。 [2]从B到C，返回器穿出大气层，太空中没有空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，B，C两点距地面高度相同，重力势能相同，故动能也相同，所以B点的速度等于C点的速度。 [3]从A到D的全过程中，返回器多次经过大气层，一直都克服空气阻力做功，会消耗机械能，所以机械能减小。 13．如图所示为科技馆展厅的球体上滚演示仪器。小球由图中较低的处静止释放，可以自己滚动到位置更高一些的处。小球由运动到的过程中，轨道逐渐变宽，表面看是在上升。这_________（选填“是”或“不”）违背物理规律；理由是___________。 【参考答案】不 小球的重心在降低 【解析】[1][2]小球从较低的 𝐴 处静止释放能滚动到位置更高的 𝐵 处，看似违背了重力势能增加需要外力做功等常规认知，但实际上，虽然小球位置升高，然而同时轨道逐渐变宽，小球的重心其实是在降低的。因为重力势能的变化取决于重心的高度变化，重心降低意味着重力势能减小，符合能量的转化规律，所以这并不违背物理规律。 ‌ 14．如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是________能转化为________能，“魔罐”滚回来后不能回到原抛出点的位置，这说明“魔罐”具有的机械能________。 【参考答案】动 弹性势 减小 【解析】“魔罐”滚出时，动能逐渐转化为橡皮筋的弹性势能储存起来； 当“魔罐”速度减为0后，橡皮筋要恢复形变，储存的弹性势能转化为“魔罐”的动能，因此“魔罐”会自动滚回来。 整个滚动过程中，“魔罐”需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，因此“魔罐”的总机械能减少，最终不能回到原抛出点。 15．如图所示为某轻轨站的设计方案图，进出站的轨道有一定坡度。列车可以无动力滑行进站是因为列车具有__________性。从节能的角度分析，这样的设计可以让列车进站时将__________能转化为重力势能储存起来，以备出站时利用。 【参考答案】惯 动 【解析】[1]一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫做惯性，列车无动力仍能继续滑行进站，就是因为列车具有惯性。 [2]列车进站时是上坡过程，速度减小，动能减小；高度增加，重力势能增大，因此该设计可以将动能转化为重力势能储存，出站时重力势能又会转回动能，实现节能。 16．如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，探测器的重力势能______（选填“增大”或“减小”），所以近火点的速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）远火点的速度。 【参考答案】减小 大于 【解析】[1][2]火星探测器在从远火点向近火点运动的过程中，质量不变，高度降低，则重力势能减小，火星探测器运动过程中机械能守恒，所以动能增大，则速度增大，所以近火点的速度大于远火点的速度。 三、作图题 17．如图所示，无人机需要将包裹（投放前将两者看作一个整体）从地面投放至B处。t0时刻无人机以速度v0经A处匀速上升；t1时刻到达B处时悬停，t2时刻投放包裹并立即以速度v0匀速下降；t3时刻回到A处。若t0时刻无人机的机械能为E0，忽略悬停前后速度变化的过程，请在答题卡的坐标中画出t0~t3时间内，无人机的机械能E随时间t变化关系的大致图像。 【参考答案】 【解析】：匀速上升阶段 无人机和包裹整体匀速上升，速度不变、总质量不变，因此动能不变；高度逐渐升高，重力势能逐渐增大，因此机械能随时间均匀增大。图像：从点出发，向右上方倾斜的直线，到处。 ：悬停阶段无人机悬停，高度不变、总质量不变，动能和重力势能都不变，因此机械能保持不变。图像：水平直线，从延伸到。 时刻：投放包裹瞬间投放包裹后，无人机质量突然减小，瞬间高度不变，因此无人机的机械能突然跳降（去掉了包裹的机械能部分），在处竖直向下突降到更低的机械能值。 ：匀速下降阶段 无人机匀速下降，速度不变、自身质量不变，因此动能不变；高度均匀降低，重力势能均匀减小，因此机械能随时间均匀减小。图像：从跳变后的点出发，向右下方倾斜的直线，到处，且最终时刻的机械能小于初始的（初始是无人机与包裹的总机械能，此时只有无人机，机械能更小）。 四、简答题 18．2026年3月中国毽球公开赛在温州平阳县成功举办。如图所示，若同一个毽球从同一水平面以相同的速度沿图示方向上升，请你比较图中毽球上升的最大高度和的大小关系，并从能量的角度说明理由（不计空气阻力）。 答：如图，同一个毽球从同一水平面以相同的速度分别沿竖直向上和斜向上的方向抛出，它的动能和重力势能都相同，故两次抛出时的机械能相同，不计空气阻力，根据机械能守恒定律，两次毽球上升到最高点时，竖直向上的毽球动能全部转化为重力势能，斜向上的毽球，动能没有全部转化为重力势能，因此两次抛出后上升到最高点时的高度。 五、实验题 19．小明利用如图甲所示实验装置探究重力势能大小与物体质量和高度的关系： (1)若是不考虑摩擦，铁球从斜面上由静止滚下，它的________能转化为动能，铁球到达水平面接触并压缩弹簧，铁球的动能转化为弹簧的________，记录铁球速度减为0时弹簧的长度，整个过程机械能总量________（选填“变大”“不变”“变小”）；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越________（选填“大”或“小”）； (2)将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1<h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1>l2），则你能得出的结论是________； (3)若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路：________________； (4)结合前面的实验结论，在图乙所示的水坝中利用水的重力势能发电，发电机安装在________（选填“C”或“D”）位置更为合理； (5)2025年7月19日上午，雅鲁藏布江下游水电工程开工仪式在西藏自治区林芝市举行，项目预计装机规模约6000万千瓦，每年可提供近3000亿度的清洁、可再生、零碳电力，足以满足逾3亿人年度用电需求。请你结合本实验分析该项目的选址所具备的优势条件：________。 【参考答案】(1)重力势 弹性势能 不变 小 (2)质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大 (3)质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，比较弹簧压缩后的长度 (4)D (5)地势落差大，水的高度差大，水具有较大的重力势能 【解析】（1）铁球从斜面上由静止滚下，高度降低，速度增大，质量不变，它的重力势能转化为动能；铁球到达水平面接触并压缩弹簧，铁球速度减小，弹簧形变增大，铁球的动能转化为弹簧的弹性势能。因为不考虑摩擦，整个过程中没有能量损耗，机械能总量不变。铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，这是采用了转换法，被压缩后弹簧长度越长，说明弹簧的弹性形变越小，则铁球的重力势能越小。 （2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1<h2）处由静止释放，铁球质量相同，高度不同，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1>l2），弹簧被压缩得越长，说明铁球的动能越大，原来的重力势能越大。所以能得出的结论是：质量相同时，物体的高度越高，重力势能越大。 （3）探究重力势能大小与物体质量的关系，就要控制铁球的高度相同，改变铁球的质量，设计思路为：质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止释放，比较弹簧压缩后的长度。 （4）水力发电利用水的重力势能发电，发电机安装在D位置时，与上游的高度差较大，水的重力势能较大，所以发电机应该安装在D位置。 （5）雅鲁藏布江下游地势落差大，水的高度差大，根据重力势能的影响因素，水具有较大的重力势能，下落时能转化为更多的动能，从而可以推动水轮机发电，这就是该项目选址所具备的优势条件。 20．立定跳远是盐城市中考体育考试的项目之一（如图甲所示），若要取得理想的成绩必然离不开技巧性的训练。 【问题】小张课后经常在家里练习跳远，他发现以某角度跳出时，会跳的很远，小张猜想跳出的水平距离s与跳出方向与水平面的夹角大小θ有关。 【证据】小张用内部带有弹簧的透明塑料圆筒、沙盘和带支架的量角器组成如图乙所示的实验装置，并用钢球压缩圆筒内弹簧后的运动过程模拟人跳远的过程。 (1)在圆筒中放入钢球后压缩弹簧，钢球在________力的作用下从筒口抛出，说明力可以改变物体的________，钢球在空中运动一段时间后落入沙盘。需要测量钢球________（选填“压缩弹簧”或“离开圆筒”）时的位置到钢球落入沙盘时的距离s。 (2)小张使用同一小球，控制弹簧的形变程度不变，逐渐增大塑料管口与水平面夹角大小θ，多次实验得到如表数据： 夹角θ/° 10 20 30 40 45 50 60 70 80 水平距离s/cm 33 64 87 98 100 98 89 65 34 请在图丙中描点作出小球运动的水平距离s与夹角θ的关系图线。 【解释】 (3)实验表明，当弹簧的形变程度不变，塑料管口与水平面夹角为________时小球被弹射的距离最远，跳远不是角度越大越好，也不是越小越好，而是存在一个最佳角度，让水平距离最大化。 【交流】 (4)你认为跳出的水平距离s还与________有关。（写出一点） 【参考答案】(1)弹 运动状态 离开圆筒 (2) (3)起跳的初速度 【解析】（1）压缩后的弹簧发生弹性形变，会产生弹力将钢球推出；弹力让钢球从静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态；本实验模拟跳远，起跳点是钢球离开圆筒的位置，因此需要测量离开圆筒位置到落点的水平距离。 （2）根据表格数据，依次在坐标系中描出点(10，33)、(20，64)、(30，87)、(40，98)、(45，100)、(50，98)、(60，89)、(70，65)、(80，34)，再用平滑曲线连接所有点即可，据此作图。 （3）从表格数据可知，夹角为时，小球的水平距离最大，因此该角度为最佳角度。 （4）根据控制变量法，水平距离除了与抛出角度有关，还和起跳的初速度（对应弹簧的压缩程度）、抛出物体的质量等因素有关，写出任意合理因素即可。 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 $