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物理八年级下册第十一章 功和机械能11.4 机械能及其转化精品同步达标检测题
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这是一份物理八年级下册第十一章 功和机械能11.4 机械能及其转化精品同步达标检测题，共12页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1.如图所示是一名运动员投掷铅球的过程示意图，铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力.在球从a到d的整个过程中，下列说法不正确的是（ ）
A.只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B.在b到d的过程中，铅球的机械能保持不变
C.在c点时，铅球的动能为零
D.在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断地变化
【答案】C
【解析】A.在a到b的过程中，铅球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离，故运动员对铅球做了功；而从b到d的过程中，铅球不再受手的推力，因此运动员不再对铅球做功，故A正确，不符合题意；
B.因为不计空气阻力，在b到d的过程中，铅球的机械能不变，故B正确，不符合题意；
C.在c点时，铅球仍有一定的运动速度，所以动能不为零，故C错误，符合题意；
D.在a到d的过程中，铅球的运动方向和速度都不断变化，故铅球的运动状态在不断的变化，故D正确，不符合题意。
故选C。
2.一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，向地面投放救灾物资的过程中，飞机的( )
A.动能不变，机械能不变B.动能不变，机械能减小
C.动能减小，机械能减小D.动能减小，机械能不变
【答案】C
【解析】飞机沿水平方向匀速飞行，向地面投放救灾物资的过程中，速度不变，高度不变，飞机的质量变小，动能减小，重力势能减小，因此机械能减小。
故选C。
3.2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A.卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B.卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C.卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
【答案】A
【解析】AB、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，故A正确、B错误；CD、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。故选：A。
4.下列关于机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A.张弓待发，弓静止，所以没有能量
B.紫坪铺大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C.跳水运动员从高处落下，重力势能增大，动能减小
D.人造卫星从近地点飞向远地点时其重力势能转化为动能
【答案】B
【解析】A.张弓待发，被拉弯的弓具有弹性势能，故A错误；
B.物体的重力势能和质量以及高度有关，紫坪铺大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能，故B正确；
C.跳水运动员从高处落下，高度降低，所以重力势能减小；但他的速度在增大，所以动能增大，故C错误；
D.人造卫星从近地点飞向远地点时，其离地球的距离（卫星高度）在增大，所以说是卫星的动能向重力势能转化，故D错误。
故选B。
5.如图所示，小球由弧形轨道上的P点释放，到达左侧的最高点Q，O点是小球运动的最低点，M点与Q点等高，则（ ）
A.小球在Q点的速度等于在M点的速度
B.在M点的机械能大于在Q点的机械能
C.在P点的重力势能等于在Q点的重力势能
D.从P点到O点过程，重力势能全部转化为动能
【答案】B
【解析】A.小球在Q点的高度和M点的高度相同，重力势能相同，又从Q点到M点小球克服摩擦力做功，机械能减小，所以Q点的机械能大于M点的机械能，故小球在Q点的动能大于M点的动能，故A不符合题意；
B.由于克服摩擦力做功，机械能减小，小球在M点的机械能大于在Q点的机械能，故B 符合题意；
C.小球在P点的高度大于在Q点的高度，小球的质量不变，所以小球在P点的重力势能更大一些，故C不符合题意；
D.小球从P点到O点的过程中，部分机械能转化为内能，重力势能的并没有全部转化为动能，故D不符合题意。
故选B。
6.为庆视中国人民将军建率70周年，我国举行了盛大的海上阅兵仪式，集中展示了一大批新型潜艇、水面舰艇、作战飞机，彰显了我国海军强大的军事实力.下列说法正确的是（ ）
A.当辽宁舰航母上的舰载飞机起飞后，飞行员以他的座椅为参照物是运动的
B.作战飞机在加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能保持不变
C.潜水艇在下潜的过程中，受到海水的压强不变
D.水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶，是为了避兔舰艇相“吸”而发生碰撞
【答案】D
【解析】A.当舰载飞机起飞后，飞行员与他的座椅之间没有位置变化，所以，以他的座椅为参照物，飞行员是静止的，故A错误；
B.作战飞机在加速升空过程中，由于燃料的化学能转化为舰载机的机械能，所以机械能增大，故B错误；
C.潜水艇在下潜过程中，海水的密度一定，由p=ρ液gh知道，随着潜水艇所处的深度不断增大，则受到海水的压强变大，故C错误；
D.当舰艇并排行驶时，舰艇带动其周围的水随船向前运动，结果使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度；由于水的流速越大，压强越小，流速越小压强越大，使舰艇内外测的水存在压强差而使两舰艇靠近，进而发生碰撞，为了避免舰艇相“吸”碰撞，故不采用“并排”护航，故D正确.
7.如图，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在A处开始与弹簧接触，下降到最低点B处后弹回，则小球的动能变化情况是（ ）
A.从A到B，动能不断减小B.从B到A，动能不断增大
C.从A到B，动能先变大后变小，到B处为零D.从B到A，动能先变大后变小，到A处为零
【答案】C
【解析】物体从A点接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短（达到B点）的过程中，物体的运动过程为：在物体刚接触弹簧的时候，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，物体还是向下加速，当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大，之后弹力大于重力，物体开始减速，直至减为零。弹簧从压缩到最短B点到弹簧弹回原长A点的过程中，物体的运动过程：弹簧压缩到最短时弹力最大，大于重力，合力方向向上，物体加速上升；当弹簧的弹力和物体的重力相等时，物体的速度达到最大，之后弹力小于重力，物体开始减速。
AC.物体从A到B的过程中，速度先增大后减小至0，动能先增大后减小，到B处为零，故A不符合题意，C符合题意；
BD.物体从B到A的过程中，速度先增大后减小到达A位置时速度不为0，因此动能先增大后减小，到A处为不为零，故BD不符合题意。
故选C。
8.如图所示，在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚下，会看到它又从斜面底部滚向斜面顶部。下列解释正确的是（ ）
A.罐子向下滚动时，重力势能全部转化为动能
B.罐子向上滚动时，弹性势能转化为动能和重力势能
C.罐子滚到斜面的底端时，橡皮筋的弹性势能最小
D.如果不用手拦住罐子，它可以一直来回滚动
【答案】B
【解析】AC.罐子从不太陡的斜面上滚下，重力势能减小、动能先增大后减小、弹性势能增大，罐子的重力势能转化为动能和弹性势能，故A、C错误；
B.铁罐由斜面底部自动滚上去，重力势能增大、动能先增大后减小、弹性势能减小。罐子的弹性势能转化为动能和重力势能，故B正确；
D.不用手拦住，罐子在斜面上来回滚动，机械能逐渐转化为内能，最后机械能完全转化为内能，罐子停下，故D错误。
故选B。
9.如图所示，滚摆从高处向低处摆动的过程中（ ）
A.动能减少B.动能转化为重力势能
C.重力势能不变D.重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】滚摆从高处向低处摆动的过程，滚摆的高度降低，速度增大，所以重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能。
故选D。
10.如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（ ）
A.小球在b和d时重力势能和动能都相等
B.小球从a到c加速下滑，动能增大
C.小球从c到d减速上坡，重力势能增大
D.小球从a到d的过程中部分机械能转化为其他形式的能
【答案】A
【解析】A.由于接触面粗糙，小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能＋势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故A错误，A符合题意；
B.小球从a到c加速下滑，小球质量不变，速度增大，所以动能增大，故B正确，B不符合题意；
C.小球从c到d减速上坡，小球质量不变，高度增加，所以重力势能增大，故C正确，C不符合题意；
D.由于接触面粗糙，所以小球从a到d的过程中部分机械能会转化为内能，小球的机械能减小，故D正确，D不符合题意。
故选A。
三、填空题
11.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道：一个50g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与_____有关，下落过程是将重力势能转化为_______，鸡蛋的机械能_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。（忽略空气阻力）。
【答案】高度 动能 不变
【解析】[1] 根据鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡，可知高度越高，造成的后果越严重，说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大，从而得出重力势能与高度有关。
[2] 鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，因此重力势能减小，同时速度增大，因此动能增加，增加的动能是由重力势能转化来的，即鸡蛋下落过程是将重力势能转化为动能。
[3] 下降过程中，除了重力做功，没有其他力做功，所以鸡蛋机械能不变。
12.我国自主研制的世界上首个量子科学实验卫星——“墨子号”，在太空中围绕着地球高速飞行的情形如图所示，当“墨子号”卫星从近地点飞向远地点的过程中，其能量的转换情况是_____。
【答案】动能转化为重力势能
【解析】当“墨子号”卫星从近地点飞向远地点的过程中，速度减小，高度增加，将动能转化为重力势能。
13.一名游客蹦极时下落过程的 v-t 图像（忽略空气阻力）如图所示。已知 t1 时，弹性绳处于自然伸直状态；t3 时，游客达到最低点。则该游客在 t1 时的动能__________t2 时的动能（选填“>”、“<”或“=”，下同）；在 t2 时，该游客所受重力____________弹性绳对他的拉力。
【答案】< =
【解析】[1]由v-t图像知游客在 t1 时的速度小于在t2 时的速度，又因为游客的质量不变，所以该游客在 t1 时的动能小于t2 时的动能。
[2]在t2时该游客的速度达到最大，处于平衡状态，所以该游客所受重力等于弹性绳对他的拉力。
14.内蒙古草原发生大面积蝗灾时，农业部门动用飞机喷洒农药消灭蝗虫.当飞机在某一高度匀速飞行喷洒农药时，它的动能_____（增加/减少/不变），机械能______（增加/减少/不变）.
【答案】减少 减少
【解析】当飞机在某一高度匀速飞行喷洒农药时，它的速度不变，但质量减小，所以动能减少；同时质量减小，高度不变，重力势能减小，所以机械能减少。
15.如图所示是一幅简单的过山车漫画，假如在以下的情形中过山车已经关闭动力系统，若在光滑轨道上滑行，从最高点 A 向 B 点滑行时，能量的转化情况是： _________，用能量的观点分析，实际上过山车最后会在最低点停下来的原因是：_____________。
【答案】重力势能转化为动能 机械能会转化成内能
【解析】[1]由图中箭头方向知道过山车的运动轨迹，关闭动力系统后，过山车从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小，而速度增大，则动能增大，即重力势能转化为动能。
[2]由于已经关闭动力系统，且车轮和轨道发生摩擦，要克服摩擦力做功，有一部分机械能会转化成内能，导致机械能总量减小，而最后过山车会在最低点停下来。
四、实验题
16.小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块A、B和C (质量为mA=mB
(1)在这个实验中，可以通过观察_________________来比较铝块重力势能的大小；
(2)甲、乙实验说明__________________________；比较___________实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大；
(3)分析上述实验，得出的结论是：_______________它的重力势能越大。
【答案】铁钉进入泡沫的深度 铝块质量相同时，它的位置越高，重力势能越大 甲、丙 物体质量越大，位置越高
【解析】(1)[1]在这个实验中，可以通过观察铁钉进入泡沫的深度来比较铝块重力势能的大小。
(2)[2][3]A、B铝块质量相同，甲、乙实验说明铝块质量相同时，它的位置越高，重力势能越大；铝块A、C质量不同，则比较甲、丙实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。
(3)[4]此实验可得出的结论是：物体质量越大，位置越高，则它的重力势能越大。
17.在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下后，撞击放在水平木板上的木块，使木块在水平面上滑动，虚线位置为一段距离后停止的位置
(1)实验中，用质量不同的小球，让它们从同一高度沿着斜面自由滚下，这是为了控制小球进入水平面的_____相同；
(2)比较_____两图进行的实验，可以探究小球的动能大小与速度的关系；
(3)比较a、b两图进行的实验，得出的结论是小球的动能随质量增大而_____；
(4)比较b、c两图进行的实验，可以判断出动能较大的是_____图的小球。
【答案】初速度 ac 增大 b
【解析】(1)[1]要探究动能大小与质量的关系，需控制速度相同，为了使小球在水平面运动时的起始速度相等，需将质量不同的小球从斜面上的同一高度处由静止滑下。
(2)[2]探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选a、c两图。
(3)[3]比较a、b两图进行的实验，小球下落的高度相同，即速度相同，小球的质量不同，质量越大的推动木块移动的距离越远，动能越大，即得出的结论是小球的动能随质量增大而增大。
(4)[4]比较b、c两图进行的实验，b中的小球推动木块移动的距离远，则b中小球的动能大。
五、简答题
18.酒泉方特游乐园是目前甘肃省最大的游乐园，人们经常利用节假日去游玩，在游玩的过程中：
（1）乘坐过山车前，乘坐者需系好安全带、压紧背板，这样做的目的是什么？
（2）过山车极速下落时，机械能是如何转化的？（忽略摩擦）
【答案】(1)防止由于人的惯性而造成伤害；(2)重力势能转化为动能
【解析】(1)乘坐过山车前，乘客需系好安全带，压紧背板，这是为了防止由于人的惯性而造成伤害。
(2)过山车急速下落时，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
19.如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c的过程中弹簧和小球的能量是如何转化的。
【答案】见解析
【解析】小球在a点具有一定的弹性势能，动能为0，从a点运动到b点的过程中，弹簧的弹性形变减小，弹性势能减少，转化为小球的动能，小球的动能增加。小球在b点的动能最大，弹簧在b点的弹性势能为零。小球从b点运动到c点的过程中弹簧的弹性形变增大，弹性势能增加，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，小球的动能减少。小球运动到c点，小球的动能为零，弹簧的弹性势能最大。
六、计算题
20.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的真发。在某次跳伞训练过程中，一位体重为60ON的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s.求:
（1）运动员在这30s内下落的总高度；
（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率；
（4） 0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化?
【答案】（1）300m （2）1.8×105J （3）3600W（4）动能先增大后减小最后不变，重力势能减小，机械能减小
【解析】(1)由题可知，运动员在0−15s下落的路程为s1=210m，由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15−30s通过的路程为：
s2=vt2=6m/s×15s=90m；
运动员在这30s内下落的总高度为：
h= 210m+90m=300m；
(2)重力做的功为：
W=Gh=600N×300m=1.8×105J；
(3)匀速下降时，重力做功的功率为：
P=Fv=Gv=600N×6m/s=3.6×103W。
(4) 由图知0到30s人的速度先增加后不变，动能也是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
答：(1)运动员在这30s内下落的总高度为300m；
(2)这30s内重力做的功为1.8×105J；
(3)匀速下降时重力做功的功率为3.6×103W。
(4)动能是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
21.已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK=0.5mv2；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，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出.不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒.求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2.
【答案】（1）6J， 0.8J；（2）6J；（3）6.8J.
【解析】（1）物体被抛出时的重力势能
物体被抛出时的动能
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，重力做功
(3) 因为不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒.所以球落地前瞬间的动能
答：（1）物体被抛出时的重力势能为6J，动能为0.8J.（2）其重力做功为6J.（3）物体落地前瞬间的动能EK2为6.8J.
一、单选题
1.如图所示是一名运动员投掷铅球的过程示意图，铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力.在球从a到d的整个过程中，下列说法不正确的是（ ）
A.只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B.在b到d的过程中，铅球的机械能保持不变
C.在c点时，铅球的动能为零
D.在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断地变化
【答案】C
【解析】A.在a到b的过程中，铅球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离，故运动员对铅球做了功；而从b到d的过程中，铅球不再受手的推力，因此运动员不再对铅球做功，故A正确，不符合题意；
B.因为不计空气阻力，在b到d的过程中，铅球的机械能不变，故B正确，不符合题意；
C.在c点时，铅球仍有一定的运动速度，所以动能不为零，故C错误，符合题意；
D.在a到d的过程中，铅球的运动方向和速度都不断变化，故铅球的运动状态在不断的变化，故D正确，不符合题意。
故选C。
2.一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，向地面投放救灾物资的过程中，飞机的( )
A.动能不变，机械能不变B.动能不变，机械能减小
C.动能减小，机械能减小D.动能减小，机械能不变
【答案】C
【解析】飞机沿水平方向匀速飞行，向地面投放救灾物资的过程中，速度不变，高度不变，飞机的质量变小，动能减小，重力势能减小，因此机械能减小。
故选C。
3.2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A.卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒
B.卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒
C.卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒
D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒
【答案】A
【解析】AB、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，故A正确、B错误；CD、在大气层外运行，不受空气阻力，机械能是守恒的；卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，机械能守恒，故CD错误。故选：A。
4.下列关于机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A.张弓待发，弓静止，所以没有能量
B.紫坪铺大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C.跳水运动员从高处落下，重力势能增大，动能减小
D.人造卫星从近地点飞向远地点时其重力势能转化为动能
【答案】B
【解析】A.张弓待发，被拉弯的弓具有弹性势能，故A错误；
B.物体的重力势能和质量以及高度有关，紫坪铺大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能，故B正确；
C.跳水运动员从高处落下，高度降低，所以重力势能减小；但他的速度在增大，所以动能增大，故C错误；
D.人造卫星从近地点飞向远地点时，其离地球的距离（卫星高度）在增大，所以说是卫星的动能向重力势能转化，故D错误。
故选B。
5.如图所示，小球由弧形轨道上的P点释放，到达左侧的最高点Q，O点是小球运动的最低点，M点与Q点等高，则（ ）
A.小球在Q点的速度等于在M点的速度
B.在M点的机械能大于在Q点的机械能
C.在P点的重力势能等于在Q点的重力势能
D.从P点到O点过程，重力势能全部转化为动能
【答案】B
【解析】A.小球在Q点的高度和M点的高度相同，重力势能相同，又从Q点到M点小球克服摩擦力做功，机械能减小，所以Q点的机械能大于M点的机械能，故小球在Q点的动能大于M点的动能，故A不符合题意；
B.由于克服摩擦力做功，机械能减小，小球在M点的机械能大于在Q点的机械能，故B 符合题意；
C.小球在P点的高度大于在Q点的高度，小球的质量不变，所以小球在P点的重力势能更大一些，故C不符合题意；
D.小球从P点到O点的过程中，部分机械能转化为内能，重力势能的并没有全部转化为动能，故D不符合题意。
故选B。
6.为庆视中国人民将军建率70周年，我国举行了盛大的海上阅兵仪式，集中展示了一大批新型潜艇、水面舰艇、作战飞机，彰显了我国海军强大的军事实力.下列说法正确的是（ ）
A.当辽宁舰航母上的舰载飞机起飞后，飞行员以他的座椅为参照物是运动的
B.作战飞机在加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能保持不变
C.潜水艇在下潜的过程中，受到海水的压强不变
D.水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶，是为了避兔舰艇相“吸”而发生碰撞
【答案】D
【解析】A.当舰载飞机起飞后，飞行员与他的座椅之间没有位置变化，所以，以他的座椅为参照物，飞行员是静止的，故A错误；
B.作战飞机在加速升空过程中，由于燃料的化学能转化为舰载机的机械能，所以机械能增大，故B错误；
C.潜水艇在下潜过程中，海水的密度一定，由p=ρ液gh知道，随着潜水艇所处的深度不断增大，则受到海水的压强变大，故C错误；
D.当舰艇并排行驶时，舰艇带动其周围的水随船向前运动，结果使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度；由于水的流速越大，压强越小，流速越小压强越大，使舰艇内外测的水存在压强差而使两舰艇靠近，进而发生碰撞，为了避免舰艇相“吸”碰撞，故不采用“并排”护航，故D正确.
7.如图，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在A处开始与弹簧接触，下降到最低点B处后弹回，则小球的动能变化情况是（ ）
A.从A到B，动能不断减小B.从B到A，动能不断增大
C.从A到B，动能先变大后变小，到B处为零D.从B到A，动能先变大后变小，到A处为零
【答案】C
【解析】物体从A点接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短（达到B点）的过程中，物体的运动过程为：在物体刚接触弹簧的时候，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，物体还是向下加速，当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大，之后弹力大于重力，物体开始减速，直至减为零。弹簧从压缩到最短B点到弹簧弹回原长A点的过程中，物体的运动过程：弹簧压缩到最短时弹力最大，大于重力，合力方向向上，物体加速上升；当弹簧的弹力和物体的重力相等时，物体的速度达到最大，之后弹力小于重力，物体开始减速。
AC.物体从A到B的过程中，速度先增大后减小至0，动能先增大后减小，到B处为零，故A不符合题意，C符合题意；
BD.物体从B到A的过程中，速度先增大后减小到达A位置时速度不为0，因此动能先增大后减小，到A处为不为零，故BD不符合题意。
故选C。
8.如图所示，在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚下，会看到它又从斜面底部滚向斜面顶部。下列解释正确的是（ ）
A.罐子向下滚动时，重力势能全部转化为动能
B.罐子向上滚动时，弹性势能转化为动能和重力势能
C.罐子滚到斜面的底端时，橡皮筋的弹性势能最小
D.如果不用手拦住罐子，它可以一直来回滚动
【答案】B
【解析】AC.罐子从不太陡的斜面上滚下，重力势能减小、动能先增大后减小、弹性势能增大，罐子的重力势能转化为动能和弹性势能，故A、C错误；
B.铁罐由斜面底部自动滚上去，重力势能增大、动能先增大后减小、弹性势能减小。罐子的弹性势能转化为动能和重力势能，故B正确；
D.不用手拦住，罐子在斜面上来回滚动，机械能逐渐转化为内能，最后机械能完全转化为内能，罐子停下，故D错误。
故选B。
9.如图所示，滚摆从高处向低处摆动的过程中（ ）
A.动能减少B.动能转化为重力势能
C.重力势能不变D.重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】滚摆从高处向低处摆动的过程，滚摆的高度降低，速度增大，所以重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能。
故选D。
10.如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（ ）
A.小球在b和d时重力势能和动能都相等
B.小球从a到c加速下滑，动能增大
C.小球从c到d减速上坡，重力势能增大
D.小球从a到d的过程中部分机械能转化为其他形式的能
【答案】A
【解析】A.由于接触面粗糙，小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能＋势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故A错误，A符合题意；
B.小球从a到c加速下滑，小球质量不变，速度增大，所以动能增大，故B正确，B不符合题意；
C.小球从c到d减速上坡，小球质量不变，高度增加，所以重力势能增大，故C正确，C不符合题意；
D.由于接触面粗糙，所以小球从a到d的过程中部分机械能会转化为内能，小球的机械能减小，故D正确，D不符合题意。
故选A。
三、填空题
11.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道：一个50g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与_____有关，下落过程是将重力势能转化为_______，鸡蛋的机械能_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。（忽略空气阻力）。
【答案】高度 动能 不变
【解析】[1] 根据鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡，可知高度越高，造成的后果越严重，说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大，从而得出重力势能与高度有关。
[2] 鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，因此重力势能减小，同时速度增大，因此动能增加，增加的动能是由重力势能转化来的，即鸡蛋下落过程是将重力势能转化为动能。
[3] 下降过程中，除了重力做功，没有其他力做功，所以鸡蛋机械能不变。
12.我国自主研制的世界上首个量子科学实验卫星——“墨子号”，在太空中围绕着地球高速飞行的情形如图所示，当“墨子号”卫星从近地点飞向远地点的过程中，其能量的转换情况是_____。
【答案】动能转化为重力势能
【解析】当“墨子号”卫星从近地点飞向远地点的过程中，速度减小，高度增加，将动能转化为重力势能。
13.一名游客蹦极时下落过程的 v-t 图像（忽略空气阻力）如图所示。已知 t1 时，弹性绳处于自然伸直状态；t3 时，游客达到最低点。则该游客在 t1 时的动能__________t2 时的动能（选填“>”、“<”或“=”，下同）；在 t2 时，该游客所受重力____________弹性绳对他的拉力。
【答案】< =
【解析】[1]由v-t图像知游客在 t1 时的速度小于在t2 时的速度，又因为游客的质量不变，所以该游客在 t1 时的动能小于t2 时的动能。
[2]在t2时该游客的速度达到最大，处于平衡状态，所以该游客所受重力等于弹性绳对他的拉力。
14.内蒙古草原发生大面积蝗灾时，农业部门动用飞机喷洒农药消灭蝗虫.当飞机在某一高度匀速飞行喷洒农药时，它的动能_____（增加/减少/不变），机械能______（增加/减少/不变）.
【答案】减少 减少
【解析】当飞机在某一高度匀速飞行喷洒农药时，它的速度不变，但质量减小，所以动能减少；同时质量减小，高度不变，重力势能减小，所以机械能减少。
15.如图所示是一幅简单的过山车漫画，假如在以下的情形中过山车已经关闭动力系统，若在光滑轨道上滑行，从最高点 A 向 B 点滑行时，能量的转化情况是： _________，用能量的观点分析，实际上过山车最后会在最低点停下来的原因是：_____________。
【答案】重力势能转化为动能 机械能会转化成内能
【解析】[1]由图中箭头方向知道过山车的运动轨迹，关闭动力系统后，过山车从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小，而速度增大，则动能增大，即重力势能转化为动能。
[2]由于已经关闭动力系统，且车轮和轨道发生摩擦，要克服摩擦力做功，有一部分机械能会转化成内能，导致机械能总量减小，而最后过山车会在最低点停下来。
四、实验题
16.小明在“探究物体的重力势能与哪些因素有关”时，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块A、B和C (质量为mA=mB
(1)在这个实验中，可以通过观察_________________来比较铝块重力势能的大小；
(2)甲、乙实验说明__________________________；比较___________实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大；
(3)分析上述实验，得出的结论是：_______________它的重力势能越大。
【答案】铁钉进入泡沫的深度 铝块质量相同时，它的位置越高，重力势能越大 甲、丙 物体质量越大，位置越高
【解析】(1)[1]在这个实验中，可以通过观察铁钉进入泡沫的深度来比较铝块重力势能的大小。
(2)[2][3]A、B铝块质量相同，甲、乙实验说明铝块质量相同时，它的位置越高，重力势能越大；铝块A、C质量不同，则比较甲、丙实验的情况，说明铝块位置相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。
(3)[4]此实验可得出的结论是：物体质量越大，位置越高，则它的重力势能越大。
17.在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下后，撞击放在水平木板上的木块，使木块在水平面上滑动，虚线位置为一段距离后停止的位置
(1)实验中，用质量不同的小球，让它们从同一高度沿着斜面自由滚下，这是为了控制小球进入水平面的_____相同；
(2)比较_____两图进行的实验，可以探究小球的动能大小与速度的关系；
(3)比较a、b两图进行的实验，得出的结论是小球的动能随质量增大而_____；
(4)比较b、c两图进行的实验，可以判断出动能较大的是_____图的小球。
【答案】初速度 ac 增大 b
【解析】(1)[1]要探究动能大小与质量的关系，需控制速度相同，为了使小球在水平面运动时的起始速度相等，需将质量不同的小球从斜面上的同一高度处由静止滑下。
(2)[2]探究小球的动能与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，应使质量相同的小球从不同的高度滚下，故选a、c两图。
(3)[3]比较a、b两图进行的实验，小球下落的高度相同，即速度相同，小球的质量不同，质量越大的推动木块移动的距离越远，动能越大，即得出的结论是小球的动能随质量增大而增大。
(4)[4]比较b、c两图进行的实验，b中的小球推动木块移动的距离远，则b中小球的动能大。
五、简答题
18.酒泉方特游乐园是目前甘肃省最大的游乐园，人们经常利用节假日去游玩，在游玩的过程中：
（1）乘坐过山车前，乘坐者需系好安全带、压紧背板，这样做的目的是什么？
（2）过山车极速下落时，机械能是如何转化的？（忽略摩擦）
【答案】(1)防止由于人的惯性而造成伤害；(2)重力势能转化为动能
【解析】(1)乘坐过山车前，乘客需系好安全带，压紧背板，这是为了防止由于人的惯性而造成伤害。
(2)过山车急速下落时，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
19.如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c的过程中弹簧和小球的能量是如何转化的。
【答案】见解析
【解析】小球在a点具有一定的弹性势能，动能为0，从a点运动到b点的过程中，弹簧的弹性形变减小，弹性势能减少，转化为小球的动能，小球的动能增加。小球在b点的动能最大，弹簧在b点的弹性势能为零。小球从b点运动到c点的过程中弹簧的弹性形变增大，弹性势能增加，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，小球的动能减少。小球运动到c点，小球的动能为零，弹簧的弹性势能最大。
六、计算题
20.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的真发。在某次跳伞训练过程中，一位体重为60ON的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，再匀速直线下落15s.求:
（1）运动员在这30s内下落的总高度；
（2）这30s内重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率；
（4） 0-30s过程中人的动能、重力势能、机械能如何变化?
【答案】（1）300m （2）1.8×105J （3）3600W（4）动能先增大后减小最后不变，重力势能减小，机械能减小
【解析】(1)由题可知，运动员在0−15s下落的路程为s1=210m，由图象可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15−30s通过的路程为：
s2=vt2=6m/s×15s=90m；
运动员在这30s内下落的总高度为：
h= 210m+90m=300m；
(2)重力做的功为：
W=Gh=600N×300m=1.8×105J；
(3)匀速下降时，重力做功的功率为：
P=Fv=Gv=600N×6m/s=3.6×103W。
(4) 由图知0到30s人的速度先增加后不变，动能也是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
答：(1)运动员在这30s内下落的总高度为300m；
(2)这30s内重力做的功为1.8×105J；
(3)匀速下降时重力做功的功率为3.6×103W。
(4)动能是先增加再不变，高度一直减小，重力势能也一直减小，由于空气阻力的影响，机械能会转化为内能，所以机械能减小。
21.已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK=0.5mv2；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，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出.不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒.求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2.
【答案】（1）6J， 0.8J；（2）6J；（3）6.8J.
【解析】（1）物体被抛出时的重力势能
物体被抛出时的动能
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，重力做功
(3) 因为不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒.所以球落地前瞬间的动能
答：（1）物体被抛出时的重力势能为6J，动能为0.8J.（2）其重力做功为6J.（3）物体落地前瞬间的动能EK2为6.8J.
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