初中物理人教版八年级下册11.4 机械能及其转化巩固练习

这是一份初中物理人教版八年级下册11.4 机械能及其转化巩固练习，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，将一小钢球从a点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过b点到达最高点c时速度为零，图中hab=hbc，下列判断正确的是（ ）
A．小钢球运动到最高点c时所受的合力为零
B．小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等
C．小钢球在ab段克服重力做功小于在bc段克服重力做功
D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大
2．2019年5月7日23时48分，我国在西昌卫星发生中心用长征三号丙运载火箭，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星.卫星在加速升空的过程中，下列说法正确的是
A．动能不变，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
3．如图是跳水运动的情景，下列说法正确的是（ ）
A．是运动员受到的重力把跳板压弯曲的
B．起跳时人受到的弹力和重力是平衡力
C．人上升到最高点时，若突然不受外力，将保持静止状态
D．人在落入水中前的下落过程中，具有的机械能大小不变
4．如图所示，跳水运动员踏板时首先从高处落到处于自然状态的跳板上（A位置），然后随跳板一同向下运动到最低点（B位置）。从A位置到B位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员到达位置A时，运动员的速度最大
B．到达位置B时，运动员受到的力的合力为0
C．在这个过程中，运动员减小的动能等于跳板增加的弹性势能
D．在这个过程中，跳板增加的弹性势能大于运动员减小的动能
5．下列说法正确的是（ ）
A．在水平公路上行驶的汽车具有势能B．在空中飞行的飞机，速度越大动能越大
C．被拉开的弹簧，形变越大弹性势能越大D．动能、重力势能和弹性势能统称机械能
6．动车在平直轨道进站减速的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变B．机械能不变C．惯性不变D．惯性减小
7．第24届冬季奥林匹克运动会，将于2022年02月04日至2022年02月20日在北京市和张家口市联合举行，如图所示为某次冬奥会中跳台滑雪运动员比赛的情景，关于运动员在空中加速下落的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．运动员受到平衡力作用
B．运动员由于受到惯性的作用而加速下落
C．运动员所受重力没有做功
D．运动员的重力势能转化为动能
8．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，通过安装在弹簧下端的压力传感器得到弹簧对它的压力F随时间t变化的图像，用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图像，如图乙所示，不计空气阻力（g取10N/kg），下列说法正确的是（ ）
A．从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中，小球的机械能不变
B．从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能减小
C．从t=0到t3时刻，小球减小的重力势能等于弹簧获得的弹性势能
D．从t2到t3时刻，小球的速度减小，动能减小，重力势能增加
9．为了提高全校师生的身体素质，学校买回了乒乓球发球机，如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，如图乙，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中， c球的运动状态不变
B．三个球在运动过程中机械能不守恒
C．使球落向桌面的力的施力物体是发球机
D．落地时三个小球的动能相等
10．如图,摩托车运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员(包含摩托车)在下落过程中
A．重力势能转化为动能，机械能不变B．重力势能转化为动能，机械能增大
C．动能转化为重力势能，机械能增大D．动能转化为重力势能，机械能减小
二、多选题
11．如图所示，人造地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，关于运行的卫星下列说法正确的是（ ）
A．由于不受空气阻力，所以只有动能和势能相互转化
B．从远地点向近地点运动时，动能减少
C．从近地点向远地点运动时，速度减小
D．在远地点和近地点机械能相等
12．掷出去的球在空中的运动轨迹如图所示，a点是掷出点，b点是球运动的最高点，d点是球落地点，球最终停在水平地面e点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，关于此过程，下列说法中正确的是（ ）
A．球在a点重力势能最小
B．球在e点动能为零
C．球在a、c两点的重力势能相等
D．球在b、c两点的动能相等
13．2023年2月22日，中国青少年滑雪公开赛总决赛在北京圆满落幕。如图所示是比赛过程中某运动员的运动轨迹，若不计空气阻力，关于运动员的描述，下列说法正确的是（ ）

A．他屈膝下蹲降低重心，有助于在滑雪的过程中保持平稳
B．他跳起后在空中飞行过程中受平衡力的作用
C．从b点向c点运动的过程中重力势能增加
D．在a点时的机械能大于在e点时的机械能
14．如图所示，为备战2022年北京冬奥会，滑雪运动员正在训练，运动员从坡上加速下滑，下列说法中正确的是（ ）
A．加速下滑时，运动员的重力势能全部转化为动能
B．滑雪板宽大，减小了对雪地的压强
C．运动员所受的重力与支持力是一对平衡力
D．滑雪板下表面光滑，减小了滑雪板与雪地间的摩擦力
15．如图所示，小明将小球从轨道A点由静止释放（A、D两点等高），小球通过B点和C点。下列关于小球运动过程中的描述不正确的是（小球和轨道间存在摩擦）（ ）
A．小球在A点的机械能最大B．小球在B点的速度为零
C．小球不能到达D点D．小球在C点和B点的机械能相等
三、填空题
16．图1中物体的长度是 cm。甲、乙是两个完全相同的网球，如图2所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，两球落地后再反弹的高度 （相等/不相等）。
17．动能和势能之间可以相互转化。从高处倾泻的瀑布，由于重力做功，水的重力势能转化为水的 。小孩荡秋千时，当他从低处向高处摆动的过程中动能逐渐减小， 逐渐增大。
18．2021年5月29日，搭载着天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在海南文昌航天发射场成功升空，在火箭发射加速升空过程中，火箭的动能将 ，火箭的重力势能将 ，火箭的机械能 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
19．如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下．在从a到b的过程中，重力做功为 J；在整个运动过程中机械能 ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
20．频频发生高空抛物、坠物致人伤亡事件，严重危害人民群众生命财产安全，原因是物体所处的高度越高，重力势能越 （选填“大”或“小”），当高处的物体坠落时，因重力势能转化为 能，从而带来安全隐患。物体坠落过程中，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
四、综合题
21．在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。
（1）滑雪板底面越宽大，对雪地的压强 ；
（2）若滑雪板与雪地总接触面积为0.4米2，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72千克，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为多大？( )
（3）图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹，AB是飞跃跳台的上升阶段，BC是下落阶段。请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图。（v0为A点的速度，不计空气阻力）( )
22．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处由静止释放钢球，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。在实验过程中，得到许多发现。
(1)从A处由静止释放钢球，达轨道最低点C处，此过程中钢球的动能 ，重力势能 ；（增加/减小）
(2)在A处由静止释放钢球，进入竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点，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 （能/不能）达到圆轨内侧最高点D处；
(4)小明查阅资料得知：物体的动能、重力势能和机械能的表达式分别为、、（为物体的质量，为物体的速度，为物体距离水平面的高度，物体的机械能是它的动能和重力势能之和）。设上述轨道是光滑的，则钢球沿斜面下滑的过程中机械能守恒（即在轨道任一个位置钢球的机械能的值不变）；
若已知，圆形轨道的半径为40cm，现将钢球球从A处由静止上释放，当它运动到竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点时的速度 m/s。（g=10N/kg）
23．2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，成功与天和核心舱对接，标志着中国人首次进入自己的空间站。之后，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行，只有动能和势能的相互转化，因此机械能守恒。
（1）载人飞船随火箭升空10min后距离地球约200km，则它的平均速度约 km/h；
（2）特制的太空专用笔从地球带入空间站，笔的惯性 （填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）天和核心舱沿椭圆轨道从远地点向近地点运动的过程中，其动能 （填“减小”、“增大”或“不变”）。
参考答案：
1．B
【详解】A．不计空气阻力，小钢球运动到最高点只受到重力的作用，所受的合力不为零，故A错误；
BD．从a点到c点的过程中，小钢球的质量不变，速度不断变小，动能不断变小，高度不断增大，重力势能不断变大，动能转化为重力势能，不计空气阻力，其机械能守恒，所以，小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等，小钢球在a、b、c三点时的机械能相等，故B正确，D错误；
C．小钢球的重力不变，在ab段和bc段上升的高度相同，即hab=hbc，根据W=Gh可知，小钢球在ab段克服重力做功等于在bc段克服重力做功，故C错误。
故选B。
2．C
【详解】卫星加速上升过程中，卫星的质量不变，速度增大、动能增大；高度增大、重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，故机械能变大．
3．C
【详解】A．运动员受到的重力的受力物体是运动员，不是跳板，跳板被压弯是运动员对跳板的压力产生的效果，故A错误；
B．起跳时，跳板对人的弹力大于人的重力，使运动员上升，运动员受力不平衡，故B错误；
C．人上升到最高点时的速度为0，若突然不受外力，根据牛顿第一定律可知，将保持静止状态，故C正确；
D．人在下落的过程中由于与空气摩擦，所以会损失掉一部分机械能，故机械能变小，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．运动员刚到达位置A时，弹力为零，因此弹力小于重力，运动员向下做加速运动，当重力与弹力相等时，速度最大，因此A处不是速度最大的位置，故A错误；
B．运动员到达位置B之前，其重力不变，跳板的弹力从零增加到最大，先是重力大于弹力，再重力等于弹力，最后弹力大于重力，因此，运动员到达位置B之前，所受到的合力的方向是先向下，后向上的，故B错误；
C．在这个过程中，不计空气阻力，运动员减小的动能和重力势能之和，等于跳板增加的弹性势能，即运动员减小的动能小于跳板增加的弹性势能，故C错误；
D．在这个过程中，运动员的动能、重力势能、踏板的弹性势能都在变化，根据能量守恒知道，运动员减小的动能和重力势能之和才等于跳板增加的弹性势能，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．在水平公路上行驶的汽车具有动能，不具有势能，因为汽车没有处在一定高度，故A错误；
B．在空中飞行的飞机，速度越大动能不一定越大，还要考虑飞机的质量，故B错误；
C．被拉开的弹簧，在弹性限度内，形变越大弹性势能越大，故C错误；
D．机械能是动能和势能的总和，势能分重力势能和弹性势能，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】动车在平直轨道上进站减速的过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；因为机械能=动能+势能，所以机械能变小．惯性大小的唯一量度是质量，动车在平直轨道进站减速的过程中，质量不变，惯性保持不变，故C正确，ABD错误．
7．D
【详解】A．运动员在空中加速下落的过程中处于非平衡状态，运动员受到非平衡力作用，故A错误；
B．运动员由于受到重力的作用而加速下落；惯性不是力，不能说受到惯性的作用。故B错误；
C．运动员下落过程中，在重力的方向上通过了距离，所受重力做了功，故C错误；
D．运动员的质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能增加，是重力势能转化为动能，故D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．小球与弹簧接触后，弹簧被压缩，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能减小，故A错误；
B．由图可知，在t1~t2时间段内，小球的速度增加，到t2末，速度达到最大值，在t2~ t3时间段内，小球的速度减小，到t3末，速度变为0，此时小球到达最低点，即小球的速度先增大后减小，运动过程中小球的质量不变，所以小球动能的变化情况是先增大后减小，故B错误；
C．小球与弹簧接触后，弹簧被压缩，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球减小的重力势能等于弹簧获得的弹性势能，故C正确；
D．由图可知，从t2到t3时刻，当弹簧的压缩量增大，小球的速度逐渐变为0，所以小球的速度减小，动能减小，小球的高度降低，所以重力势能减小，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】A．整个过程中，c球的运动方向和速度大小都发生了变化，所以c球的运动状态改变，故A错误；
BD．乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，不计空气阻力，三个球运动过程中只有重力势能与动能相互转化，三个小球的机械能是守恒的，因此三个球重力势能转化为动能的能量相同，所以落地时三个小球的动能相等，故B错误，D正确；
C．使球落向桌面的力是重力，重力的施力物体是地球，故C错误。
故选D。
10．A
【详解】不计空气阻力，运动员在下落过程中质量不变，速度增大，动能变大；高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；因不计空气阻力，故机械能守恒，即机械能不变。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11．ACD
【详解】AD．由于不受空气阻力，所以卫星在运行过程中只有动能和势能的转化，其机械能是守恒的，卫星在远地点和近地点的机械能相等，故AD正确；
B．卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B错误；
C．卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，同时速度减小，动能减小，故C正确。
故选ACD。
12．BC
【详解】A．如图小球的质量不变，重力势能大小取决于高度
所以小球b点重力势能最大，a点和c点重力势能相等，d点和e点重力势能相等，并且最小，故A错误；
B．小球到达e点时，速度是零，所以动能也是零，故B正确；
C．如图小球的质量不变，重力势能大小取决于高度
所以a点和c点重力势能相等，故C正确；
D．小球的质量不变，动能大小取决于速度，不计空气阻力，小球a、b、c、d各点的机械能相等，b点重力势能最大，动能最小，因此b点动能小于c点，故D错误。
故选BC。
13．ACD
【详解】A．他屈膝下蹲降低重心，可以增大稳度，有助于在滑雪的过程中保持平稳，故A正确；
B．他跳起后在空中飞行过程中运动状态不断改变，说明受非平衡力的作用，故B错误；
C．从b点向c点运动的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加，故C正确；
D．由图知道，从a下滑后能达到的最大高度c低于a，说明滑动时受到摩擦力作用，机械能减小，因而在a点时的机械能大于在e点时的机械能，故D正确。
故选ACD。
14．BD
【详解】A． 运动员从坡上加速下滑，由于摩擦，运动员的重力势能不是全部转化为动能，故A错误；
B．滑雪板宽大是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B正确；
C．运动员从坡上加速下滑，滑雪板对运动员的支持力和运动员所受的重力没有在同一直线上，不符合二力平衡的条件，因此不是一对平衡力，故C错误；
D．滑雪板下表面光滑，是在压力一定时，通过减小接触面的粗糙程度来减小与雪地间的摩擦，故D正确；
故选BD。
15．BD
【详解】A．小球从A点由静止释放后，在经过B和C点时，由于克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，消耗机械能，机械能一直在减小，故A点机械能最大，故A正确，不符合题意；
B．小球在B点处于运动状态，小球的速度不为零，故B错误，符合题意；
C．由于AD两点的高度相同，D点的机械能小于A点的机械能，小球不能到达D点，故C正确，不符合题意；
D．小球从B点运动到C点时，由于克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，消耗机械能，B点的机械能大于C点的机械能，故D错误，符合题意。
故选BD。
16． 2.70 相等
【详解】[1]分度值1mm，左边在1.00cm，右边在3.70cm，所以长度为
L=3.70cm-1.00cm=2.70cm
[2]在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，抛出时，球的高度、质量、速度均相同，则两球机械能相等，由于不计空气阻力，两球落地时的机械能相等，所以再反弹最后的重力势能相等，高度相等。
17． 动能 重力势能
【详解】[1]高处倾泻的瀑布，由于重力做功，速度越来越快，质量不变，高度变小，则水的重力势能转化为水的动能。
[2]小孩荡秋千时，当他从低处向高处摆动的过程中，质量不变，速度减小，高度增加，则动能逐渐减小，重力势能逐渐增大。
18． 变大 变大 变大
【详解】[1][2][3]在火箭发射加速升空过程中，火箭的质量不变、速度变大，动能将变大；火箭的质量不变、高度增大，重力势能也将变大，机械能包括动能和势能，所以机械能变大。
19． 0.196 变小
【详解】由图知，从a处到b处下降的高度：h=50cm=0.5m，
重力做功：W=Gh=mgh=40×10-3kg×9.8N/kg×0.5m=0.196N；小球从导轨的a处自由滑下，在a处的动能为0，利用E=mgh求出小球在a处的重力势能；在d处恰好停下，动能为0，利用E=mgh求出小球在d处的重力势能，重力势能减小，所以机械能减小．
20． 大 动 变小
【详解】[1]在质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大。
[2]物体从高空落下的过程中，质量不变，高度越来越小，所以重力势能越来越小，速度越来越快，所以动能越来越大，故物体落下的过程中重力势能转化为动能，从而带来安全隐患。
[3]物体坠落过程中，物体克服空气阻力做功，机械能变小。
21． 减小 1800Pa
【详解】解：（1）[1]压强的大小与压力大小和受力面积大小有关，所以滑雪板底面越宽大，在压力相同的情况下，通过增大受力面积来减小压强，所以滑雪板底面越宽大，对雪地的压强减小。
（2）[2]苏翊鸣和滑雪板的总重力为
G=mg=72kg×10N/kg=720N
当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压力
F=G=720N
对雪地的压强为
（3）[3]他在飞行过程中，上升阶段：动能转化为重力势能，动能减小，速度减小；下落阶段：重力势能转化为动能，动能增大，速度增大；所以他在整个过程中的速度先变小，当上升到最高点B时，速度最小，接着下落过程速度变大；速度随时间变化的大致曲线图如图所示
答：（1） 减小
（2）当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为1800Pa
（3）图见解析。
22． 增加 减小 向下 不能 2m/s
【详解】(1)[1] [2]A到C的过程中，高度变小，速度变大，重力势能转化成动能。
(2)[3]小球到D点有向外运动的趋势，所以受到向内的作用力，所以受到支持力的方向是竖直向下。
(3)[4]根据机械能守恒，钢球放在与D处等高点B处由静止释放可以到达D点。
(4)[5]A到D点竖直方向的高度差为
△h=hA-hD=1m-0.4×2m=0.2m
根据机械能守恒
解得v=2m/s。
23． 1200 不变 增大
【详解】（1）[1]载人飞船的平均速度
（2）[2]惯性的大小只与质量有关，太空专用笔从地球带入空间站，质量不变，故笔的惯性不变。
（3）[3]天和核心舱沿椭圆轨道从远地点向近地点运动的过程中，机械能不变，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大。