初中物理人教版八年级下册11.4 机械能及其转化当堂检测题

这是一份初中物理人教版八年级下册11.4 机械能及其转化当堂检测题，共11页。试卷主要包含了机械能及其转化， 水能和风能的利用等内容，欢迎下载使用。
一、机械能及其转化
1. 如图1所示，是2022年冬奥会中“高山滑雪”的比赛项目，运动员在斜向上飞跃的过程中，速度
_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。运动员的________能转化成________能。
【答案】减小，动，重力势。
【解析】运动员斜向上飞跃的过程中，高度增大，重力势能增大，动能减小，速度减小；运动员的动能转化成重力势能。
图1 图2
2．如图2所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻力，______能会先增大后减小；机械能总和______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】动能；不变。
【解析】从A点摆到C点的过程中，速度先增大后减小，在B点速度最大，因此小球的动能会先增大后减小。不计空气阻力，只有动能与重力势能间相互转化，机械能守恒，机械能总和保持不变。
3．下列四个情境中，属动能转化为势能的是（ ）
A．拉弓放箭 B．踩板下滑 C．秋千上摆 D．弹簧拉车
【答案】C
【解析】A．拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，故A不符合题意；
B．踩板下滑的过程是重力势能转化为动能，故B不符合题意；
C．秋千上摆的过程，是动能转化为重力势能，故C符合题意；
D．弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能，故D不符合题意。
故选C。
4．如图3所示，2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下降过程中（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加 C．机械能增加D．机械能减少
【答案】D
【解析】返回舱在减速下降的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变小，动能变小，所以机械能减小，故ABC不符合题意，D符合题意。
​故选D。
图3 图4
5. 如图4所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。则（ ）
A. 小球在A处的动能等于在D处的动能
B. 小球在A处的动能大于在D处的动能
C. 小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D. 小球在B处的机械能等于在C处的机械能
【答案】D。
【解析】根据题意，小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化，所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小；观察图，发现小球在A处比在D处所处的高度高，则具有的重力势能较大，所以小球在A处具有的动能较小；故A、B不正确；
小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中机械能守恒，故D符合题意，C不符合题意。
所以选D。
6．一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图5所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ）
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小
D．卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小
【答案】C
【解析】A．人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意；
B．人造地球卫星在近地点时，卫星和地球的相对距离最小，速度最大，故人造地球卫星在近地点时动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；
CD．卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能变小，动能转化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。
图5 图6
7．把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图6所示。下列说法中正确的是（ ）
A．铁锁摆回时会打到鼻子
B．铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化
C．铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用
【答案】B
【解析】A．铁锁在摆动过程中，不断与空气摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能减小，所以铁锁摆回时不会打到鼻子，A错误；
B．铁锁在摆动过程中动能与重力势能相互转化,同时克服空气阻力做功，转化为内能，B正确；
C．铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能转化为动能和内能，C错误；
D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受空气阻力的作用，机械能不断减小，D错误。
故选B。
二、 水能和风能的利用
8. 唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句。这动人的诗句生动、形象地反映出这两条大河蕴藏了大量的________能。三峡大坝关闸蓄水的目的是为了提高水的________能。
【答案】机械；重力势。
【解析】大河蕴藏了大量的机械能。三峡大坝关闸蓄水的目的是为了提高水的重力势能。
9. 如图为某抽水蓄能电站的工作原理图，用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。
（1）蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将________能转化为水的机械能。
（2）抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较________，有利于蓄能与发电。
【答案】（1）电；（2）大。
【解析】（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的机械能；
（2）抽水蓄能电站在发电时，从能量的角度看，是将水的机械能最终转化为电能，水的机械能越大转化获得的电能越多，所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大，最初水的重力势能较大，有利于蓄能与发电。
10．如图7所示，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能一直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
【答案】C
【解析】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
图7
图8
11．如图8所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（ ）
A．小球的动能先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】C。
【解析】①小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，弹簧的弹性势能减小，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大，动能增大；
②小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，弹簧的弹性势能增大，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，动能减小；故AB选项均正确。
C、小球运动到O点时，弹簧没有发生形变，无弹性势能，只有动能，动能与此时弹簧的弹性势能不相等；故C错误；
D、因为在光滑的水平台面上，小球的动能与弹簧的弹性势能守恒，即任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确．
故选C．
12．如图9所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
【答案】C
【解析】A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误；
B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确；
D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。
故选C。
图9
图10
13．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图10所示，则球在M点的（ ）
A．速度比在S点的大 B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的 D．离地高度比在S点的低
【答案】B
【解析】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；
BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；
D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。
故选B。
14．如图所示情景是一种蹦极游戏。游戏者将一根极有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下后就会上、下运动。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者所能到达的最低点。关于游戏者离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者减少的重力势能全部转化为自身的动能
C．游戏者通过a点之后，绳子因被拉伸而具有弹性势能
D．游戏者到b点时，他的动能最大
【答案】C
【解析】A．游戏者从最高点到a时，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大。从a点到b点的过程中，开始时弹力小于重力，速度越来越快，动能越来越大；当弹力等于重力时，速度最大；继续向下运动，弹力大于重力，游戏者做减速运动，速度越来越慢，动能越来越小，最低点时速度为零。所以整个过程中，游戏者的动能先增大后减小，最后动能为零，故A错误；
B．游戏者在下落的过程中，质量不变、高度减小，重力势能减小；质量不变、速度变大，动能变大，由于绳子发生了弹性形变，具有弹性势能，所以重力势能一部分转化为动能，一部分转化为了绳子的弹性势能，故B错误；
C．游戏者通过a点后，绳子逐渐被拉长，发生了弹性形变，具有弹性势能，故C正确；
D．游戏者到达最低点b时，速度为零，则动能为零，故D错误。
故选C。
15．如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图，做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，橡皮筋在____________点（选填字母）的弹性势能最大；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，整个装置在C点时的机械能____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时的机械能。
【答案】D ；大于。
【解析】罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大。
第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。

16．（2022•内蒙古呼和浩特•中考真题）荡秋千是一种喜闻乐见的运动，在越荡越高的欢乐中，享受的是激情与健身的欢欣。如图所示，晨光同学在荡秋千。他从A点自由出发，经过最低点B和与A点等高的C点，到达右侧最高点D返回。经测量，D点高于A点和C点。晨光同学从A到D的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．A点和D点机械能相等
B．到达B点时，受力平衡
C．在此过程中，只有机械能与内能之间相互转化
D．从A点到D点，其机械能增加
【答案】C
【解析】ACD．晨光同学在当秋千的过程中，克服重力和空气阻力做功，机械能逐渐转化为内能，机械能不断减小，故AD错误，C正确；
B．到达B点时，晨光同学没有保持静止或者匀速直线运动状态，处于非平衡状态，受力不平衡，故B错误。
故选C。
17．（2022·贵州六盘水·统考中考真题）如图所示是小明端午小长假在游乐园乘坐过山车时的情景，过山车在粗糙轨道的顶端由静止滑下，途中经过A、B、C三点，其中A点与B点等高，C点在水平轨道上。在此过程中保证绝对安全，不计空气阻力，下列关于过山车分析正确的是（ ）
A．重力势能全部转化为动能B．A点和B点的速度相等
C．在B点时受三个力作用D．在C点时受平衡力作用
【答案】C
【解析】A．轨道粗糙，过山车在滑下的过程中摩擦生热，重力势能转化为动能和内能，故A错误；
B．因为轨道粗糙，克服摩擦不断消耗机械能，因此机械能不守恒，B点机械能小于A点，A、B高度相同，重力势能相等，因此B点动能低于A点，所以B点速度低于A点速度，故B错误；
C．过山车在B点时受到自身重力、轨道支持力和摩擦力，故C正确；
D．当物体处于静止状态或匀速直线运动时，物体受力平衡，题干未说明C点的状态，因此不能确定C点是否受平衡力，故D错误。
故选C。
18．（2022·辽宁盘锦·统考中考真题）在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中，辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所示，在她滑行过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A点时不具有机械能
B．从A点滑行到C点的过程中重力不断变大
C．滑雪板底面比较光滑是为了增大滑行时与雪面的摩擦
D．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度
【答案】D
【解析】A．在A点时，虽然静止，但是由于高度因此具有重力势能，所以具有机械能，故A错误；
B．根据G＝mg，在滑行的过程中，运动员的质量不变，故重力不变，故B错误；
C．滑雪板底面比较光滑是为了减小接触面粗糙程度来减小摩擦，故C错误；
D．若空气阻力不可忽略，运动员整个运动过程中机械能减小，BD两点高度相同，重力势能相同，因此动能减小，运动员的质量不变，所以在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度，故D正确。
故选D。
19．（2022·杭州·统考中考真题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）从O点到A点的过程中，运动员的机械能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大减小”，下同）；运动员的动能__________。
【答案】不变；增大；先增大后减小。
【解析】从O点到A点，运动员下落得越来越快，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变。
在从A点至C点的过程中，绳子伸长，弹性势能增大，这是由运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能的。
A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大，到达B点，速度最大，动能最大；从B点到C点的过程中，重力小于弹性绳对运动员拉力，因此运动员做减速运动，动能越来越小，到达C点，速度为0，动能变为0，所以从A点到C点的过程中，运动员的动能先增大后减小。
20．（2022·山东青岛·统考中考真题）（多选题）北京冬奥会的成功举办，大大激发了国民参与冰雪运动的热情。某滑雪爱好者从雪坡高处的A点由静止自由滑下，经坡底的B点后，继续在水平滑道上滑行，最后停在C点。关于滑雪者的机械能，下列分析正确的是（ ）
A．在A点动能为零，重力势能最大B．从A到B的过程中重力势能逐渐减小
C．从B到C的过程中动能逐渐增大D．从A到C的过程中机械能不变
【答案】AB
【解析】A．A点由静止自由滑下，A点的速度为零，故滑雪者的动能为零，高度最高，故重力势能最大，故A正确；
B．从A到B的过程中，质量不变，高度越变越小，故重力势能逐渐减小，故B正确；
C．从B到C的过程中，需要克服摩擦力做功，故动能逐渐减小，故C错误；
D．由于到C点就停止了，说明在滑雪的过程中，受到了摩擦力，克服摩擦力做功，从A到C的过程中机械能转化为内能，机械能逐渐减小，机械能不守恒，故D错误。
故选AB。