物理八年级下册11.4 机械能及其转化综合训练题

人教版八年级下 11.4 机械能及其转化

一、单选题

1．如图所示，2021年6月17日搭载聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船加速升空时的情景，下列说法正确的是（　　）

A．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能不变

B．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能不变

C．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能变大

D．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能减小

2．如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（　　）

A．动能不变，重力势能不变，机械能不变

B．动能变大，重力势能变小，机械能不变

C．动能不变，重力势能交小，机械能变小

D．动能变小，重力势能变小，机械能变小

3．如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑空气阻力的影响，则以下说法正确的是（　　）

A．小球在A、C处的机械能最大

B．小球在B处只受重力作用

C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能

D．小球运动到C处时，速度为零，处于静止状态

4．如图，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--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

5．关于如图所示的各种现象说法正确的是

A．甲图中，自行车运动员在爬坡过程中重力势能增加，动能一定减小

B．乙图中，火箭加速升空，机械能不变

C．丙图中，跳水运动员加速下落过程中，重力势能转化为动能

D．丁图中，跳伞运动员在空中匀速降落过程中动能减小

6．2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，也标志着中国第一次地外天体采样返回任务取得圆满成功｡返回舱在落向地面时，为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出高压气体，做减速运动，则此过程（　　）

A．返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小

B．返回舱动能增加，重力势能减小，机械能不变

C．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小

D．返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变

7．在东京奥运会女子蹦床决赛中，中国选手朱雪莹获得金牌，如图是朱雪莹比赛时的场景，下列说法正确的是（　　）

A．朱雪莹从高处下落过程中，她的机械能变大

B．朱雪莹从高处下落到接触蹦床前，她的重力势能转化为动能

C．朱雪莹在蹦床上下落到最低点时蹦床具有的弹性势能最小

D．朱雪莹弹离蹦床后，在上升的过程中，弹性势能转化为动能

8．如图是成都欢乐谷游乐项目“青蛙跳”，对它在向下减速过程中，下列分析正确的是（　　）

A．动能增加，重力势能减少 B．动能不变，重力势能增加

C．动能减少，机械能减少 D．动能减少，机械能不变

9．撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）

A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小

B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大

C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小

D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大

10．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一重为G的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，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）

A．时刻小球的动能最大

B．时刻小球的重力势能最大

C．时刻小球的机械能等于时刻小球的机械能

D．从开始下落到第一次到达最低点，小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量

二、填空题

11．如图所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻力，______能会先减小后增大；机械能总和______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

12．从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起，球在上升过程中_____能转化为_____能，由于球与空气有摩擦，上升过程中球的机械能_____。

13．如图所示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮的速度大小不变，则她从最低点上升到最高点过程中机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）

14．如图所示，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，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。罐子在水平面上滚出去时_________能全部转化为橡皮筋的________能；罐子滚动过程中第一次速度为零时，橡皮筋的________能最大；滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

15．如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系图象，如图（不计空气阻力，弹簧始终发生弹性形变）

(1)b为曲线最高点，此时小球受到的重力______弹力。

(2)请写出b→c发生的能量转化过程______。

三、综合题

16．阅读材料，回答问题。

悬在城市上空的痛

随着新农村建设的开展，很多居民住进了宽敞明亮的楼房。生活越来越舒适的同时，一种“高空抛物”现象时有发生。高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。一天下午，陈某出门忘记了带钥匙，其妻从6楼将一串钥匙抛下，不小心砸到陈某头部造成重伤。

通过物理计算可知：一个50g的鸡蛋从6楼抛下来其具有的能量就可以砸破行人的头骨，从12楼抛下可使人当场死亡

《民法通则》第126条也有规定，建筑物或者其他设施以及建筑物上的搁置物、悬挂物发生倒塌、脱落、坠落造成他人损害的，它的所有人或者管理人应当承担民事责任。

（1）重力势能大小与_______、_______有关。

（2）重物在下落过程中将_______能转化为_______能。

（3）请列举一种生活中有可能造成“高空抛物”伤害的现象_______。

17．阅读以下材料，回答相关问题。

单板滑雪

单板滑雪（即滑板滑雪）又称冬季的冲浪运动，单板滑雪选手用一个滑雪板而不是一双滑雪板，利用身体和双脚来控制方向。1994年国际滑联（FIS）将滑板滑雪定为冬奥会正式项目。

无论你是个顶级高手还是第一次踏上滑雪单板，你的滑雪体验直接与你的装备质量相关，好的装备会增加你滑雪的乐趣。滑雪装备可划分为两大部分，一是硬件——用于滑雪，包括滑板、靴子和固定器；二是软件——使你保持温暖，如夹克、裤子、头盔等。滑板的底板材料主要由塑料或高分子尼龙材料制成，高分子材料的底板更为光滑。

应如何选择一块合适的滑板呢？合适的滑板长度应依赖于使用者的滑雪方式、身高和体重来选择，大多数人需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近（如图所示）。宽度是挑选单板的另一个非常重要的因素，基本原则是：当使用者横向站在滑板上时，人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘。

北京2022年冬奥会共设有男女U型场地技巧、坡面障碍技巧、平行大回转、大跳台和障碍追逐等项目，一共产生11枚金牌，其中障碍追逐混合团体比赛是北京冬奥会新增小项。我国运动员苏翊鸣在北京冬奥会摘得了单板滑雪坡面障碍技巧银牌和大跳台金牌。

请回答下列问题：

（1）如图所示，中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中，他的动能和_______能之间会发生相互转化；

（2）他在空中下落过程中（如图所示），重力做功越来越______（填“快”或“慢”）；

（3）小强要去玩单板滑雪，他的身高为170cm，体重为600N，穿40码的鞋。你会帮他从下列三种型号的滑板中选择型号_______的滑板；

型号①：长度约100cm，宽度约21cm；

型号②：长度约150cm，宽度约25cm；

型号③：长度约170cm，宽度约28cm。

（4）请估算小强在进行单板滑雪时对雪地的压强为__________Pa。

18．阅读下面材料，回答问题。

登陆火星

仰望星空，我们追梦不止……

2021年5月15日，我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。

登陆一颗陌生的星球，大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。

“绕”：探测器经过漫长的旅程，实现对登陆星球的环绕飞行。

“着”：探测器着陆星球表面的过程。

“巡”：探测器到达星球表面后，放出巡视车，完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。

其中最困难的一步就是“着”，这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零，通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。

火星是太阳系中与地球最相似的行星，表面有大气层，温度适宜，火星表面引力为地球表面引力的38%。

（1）探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图所示。当探测器运行到“近火点”时，它的势能______（选填“最大”或“最小”）；

（2）若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器沿直线下落，且它距离火星表面足够高，可以推断：火星探测器着陆火星前的运动状态一定是______；

（3）利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，可以推断：开伞的瞬间探测器会______（选填“向上”或“向下”）运动；

（4）“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜，这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似，能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力，从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例：______；

（5）小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃，可以推断：若在火星表面，他最多可以举起______kg的杠铃。

19．如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动，请回答：

（1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是：______；

（2）从单摆的实验看，在A，B，C三点位置，哪个点的位置动能最大______

（3）滚摆从最高处滚下来，能量是如何转化的？______

（4）小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度有关，那么单摆的周期公式最有可能的是下面的(        )

A．                    B．                    C．                    D．

参考答案：

1．C

【解析】

【详解】

ABCD．物体的动能与物体的运动速度和质量有关：速度越大、质量越大，动能就越大。火箭加速上升时，质量不变，速度变大，所以动能变大；物体的重力势能与物体的高度和质量有关：高度越高、质量越大，重力势能越大。火箭升空，质量不变，高度变大，重力势能变大。物体的机械能等于动能与势能之和，动能和势能都变大，所以机械能变大。故ABD错误，C正确。

故选C。

2．C

【解析】

【详解】

跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能变小；机械能等于动能与势能之和，则机械能变小。

故选C。

3．C

【解析】

【详解】

A. 由于不考虑空气阻力，则在摆动过程中机械能始终守恒，则小球在任何位置机械能都相等，故A错误；

B. 小球在B处受到重力及绳子的拉力，故B错误；

C. 小球由A到B过程中，质量不变，高度降低，速度增大，则重力势能转化为动能，故C正确；

D. 小球运动C处时，速度为零，所受合力不为零，则不是静止状态，故D错误。

故选C。

4．C

【解析】

【详解】

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，故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。

5．C

【解析】

【详解】

A．自行车运动员在爬坡过程中，质量不变，高度增加，因此重力势能增大；但速度大小不定，动能不一定减小，故A正确；

B．乙图中，火箭加速升空，动能增加，高度增加，重力势能增大，机械能增大，故B错误；

C．丙图中，跳水运动员加速下落过程中，速度越来越大，动能越大，重力势能转化为动能，故C正确；

D．丁图中，跳伞运动员在空中匀速降落，速度不变，故动能不变，故D错误；

6．C

【解析】

【分析】

【详解】

返回舱落向地面时，做减速运动，其高度也在减小，而质量不变，所以动能减小，重力势能也减小，那么机械能也减小了，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

7．B

【解析】

【详解】

A．朱雪莹从高处下落过程中，由于存在空气的阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，她的机械能变小，故A错误；

B．朱雪莹从高处下落到接触蹦床前，她的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故B正确；

C．朱雪莹在蹦床上下落到最低点时，蹦床的形变程度最大，具有的弹性势能最大，故C错误；

D．朱雪莹弹离蹦床后，在上升的过程中，蹦床的弹性势能变为0，是动能转化为重力势能，故D错误。

故选B。

8．C

【解析】

【分析】

【详解】

它在向下减速过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能减小，机械能为动能和势能的和，所以机械能减小，故C正确，ABD错误。

故选C。

9．D

【解析】

【分析】

【详解】

图示中，不计空气阻力，竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中，竿逐渐恢复原状，则竿的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

10．D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，故AB不符合题意；

C．时刻弹簧具有弹性势能，时刻弹簧没有弹簧弹性势能，所以小球机械能变小，故C不符合题意；

D．从开始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，故D符合题意。

故选D。

11．     重力势能     不变

【解析】

【详解】

[1]从A点摆到C点的过程中，高度先减小后增大，重力势能与高度有关，因此重力势能先减小后增大。

[2]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。

12．     动     重力势     减小

【解析】

【详解】

[1][2]乒乓球在上升的过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增高，重力势能增大，是动能转化为重力势能。

[3]如果不能忽略空气阻力，乒乓球上升的过程中克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能减小。

13．变大

【解析】

【详解】

摩天轮的质量和速度不变，当从最低点到最高点的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大；质量和速度不变，动能不变，，重力势能变大，动能不变，所以机械能变大。

14．     动     弹性势     弹性势     增大

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2]罐子在水平面上滚动到停下，则动能越来越小，橡皮筋的弹性势能越来越大，这个过程是动能转化为弹性势能。

[3]罐子滚动过程中最终会停下，说明存在摩擦力，第一次在水平面停下时，克服摩擦做功转化为的内能最少，所以此时橡皮筋的弹性势能最大。

[4]沿斜面向上滚动时，罐子的质量不变，高度升高，所以重力势能会增大。

15．     等于     动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能

【解析】

【详解】

(1)[1]小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；

(2)[2]b处速度最大，c处速度为0，则b→c的过程中，动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。

16．     质量     高度     重力势     动能     见详解

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1][2]重力势能与质量和物体被举高的高度都有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大。

（2）[3][4]在下落过程中，质量不变，高度降低，势能减小，同时速度变大，动能增大，重力势能转化为动能。

（3）[5]从较高的楼层扔垃圾，砸伤路人。

17．     重力势     快     ②     1600

【解析】

【详解】

（1）[1]中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中，速度减小，动能逐渐减小；高度增加，重力势能增加，动能转化为重力势能。

（2）[2]他在空中下落过程中，做加速运动，所以速度越来越大；由P=Fv可知，重力做功越来越快。

（3）[3]小强要去玩单板滑雪，他的身高为170cm，需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近，需要的滑板长约150cm，40码鞋的长度约为25cm，当使用者横向站在滑板上时，人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘，所以，滑板的宽度约为25cm，选择型号为②的滑板。

（4）[4]小强在进行单板滑雪时对雪地的压力约为

受力面积

对雪地的压强约为

18．     最小     匀速直线运动     向下     气垫船     100

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]当探测器运行到“近火点”时，距离火星最近，它的势能最小。

（2）[2]探测器距离火星表面足够高，沿直线下落，重力势能转化为动能和内能，速度越来越快，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，则大气阻力越来越大，当阻力等于火星重力时，探测器受平衡力作用，作匀速直线运动。

（3）[3]利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，由于惯性，探测器仍保持向下运动。

（4）[4]气垫船是利用高压空气在船底和水面（或地面）间形成气垫，使船体全部或部分垫升，从而大大减小船体航行时的阻力，实现高速航行的船。

（5）[5]火星表面引力为地球表面引力的38%，小明在地球上举起物体的重力与火星上物体的重力相同，则

解得

m=100kg

19．     动能和重力势能可以相互转化     B     重力势能转化为动能     B

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动都有动能和重力势能的相互转化，说明动能和重力势能可以相互转化。

（2）[2]在单摆实验中，摆球从A位置运动到B位置，重力势能转化为动能，从B位置运动到C位置，动能转化为重力势能，所以B位置的动能最大。

（3）[3]滚摆从最高处滚下来时高度减小，所以重力势能减小，动能增大，此过程将重力势能转化为动能。

（4）[4]由题意可知，单摆的周期只与摆绳的长度有关，与摆球的质量无关，故选B。