人教版八年级下11.4机械能及其转化练习（有解析）

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，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　　）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
2．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
3．为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。如图所示，当卫星从近地点向远地点运动时，它的（　　）
A．重力势能减小 B．速度增大
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
4．中国文化博大精深，许多成语不仅仅只是一个故事，还都隐含着丰富的物理知识，对以下所列成语的分析错误的是（　　）
A．“镜花水月”中的“水月”指水中月亮的倒影，它是光的折射形成的
B．“隔墙有耳”说明了固体也能够传播声音
C．“守株待兔”中，奔跑的兔子具有能量
D．“抱雪向火”是指抱着雪烤火并不能达到取暖的目的，原因是雪熔化时要吸收周围热量
5．如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳图的中部穿入罐中，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，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，下列说法正确的是（ ）
A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大
B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能
C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面
D．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
6．小明在体育课上掷铅球，掷出去的铅球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处，不计空气阻力，则铅球（　　）
A．从a处到b处动能减小，重力势能增大
B．从b处到c处动能增大，机械能增大
C．a处的机械能小于c处的机械能
D．在d、e处机械能相等
7．2020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
8．如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（　　）
A．运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大
D．从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小
9．如图是乒乓球落地后又弹起的示意图，乒乓球依次经过A、B、C、D四个位置，四个位置的高度关系为hB＞hA＝hC＞hD，分析可知，乒乓球（　　）
A．在A点时机械能最大
B．在B点动能为零
C．在C点与在A点动能相等
D．在D点的机械能与在A的机械能相等
10．如图斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到位于P点的下方，则下列说法中正确的是（　　）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能一定减少
B．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最小
C．小物块整个运动过程中，机械能一定减少
D．小物块从P向M运动过程中，动能减小
二、填空题
11．如图所示是小华做的自动回转“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当他将“魔罐”在粗糙的水平地面上滚出后，它还能自动滚回来，“魔罐”滚回时是_______能转化为___________能，小明利用硬纸片做了“会跳卡片”。卡片缚上橡皮筋后会向A面折叠，如图所示，将卡片在桌面上压平后松手，发现卡片跳起来了，实验中应将A面_______（填“向上”或“向下”）放置。
　　
12．2017年5月18日，由中国自主研制的“直﹣19E”出口型武装直升飞机首飞成功。当直升机在竖直方向加速升空时，飞机具有的动能将______，机械能将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）飞行员受力______。（选填“平衡”或“不平衡”）
13．2020年新年伊始，突如其来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情蔓延全国，运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，机械能将_______，势能将______。（均选填“增大”“不变”或“减小”）
14．图中AOB是光滑轨道，A点的高度大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），从A点到O点的过程中______能转化为______能，小球到达B点后由于______会继续运动，它的运动轨迹a，b，c，d最符合实际的是______。
15．神舟十二号返回地球一个月后，神舟十三号向着中国人自己的太空家园再出发。10月16日3名中国航天员翟志刚、王亚平和叶光富乘坐神舟十三号载人飞船冲向宇宙。搭载神舟十三的火箭在加速上升过程中，机械能 ______（填“增大”、“减小”或“不变”），这个能量是由 ________能转化而来的。神舟十三与天宫空间站对接后他们将开启为期半年之久的太空驻留，空间站沿椭圆轨道绕地球运动从远地点到近地点过程中重力势能变 ___________。
三、综合题
16．阅读以下材料 ，回答相关问题．
超级蓝血月
北京时间2018年1月31日晚，夜空中上演了天文奇观----“超级蓝血月”，如图所示．这是152年来超级月亮、蓝月亮和月全食首次同时出现．
由于月球绕转地球运行的轨道是一个椭圆形，月亮在这个椭圆形的轨道上运行，有时会靠近地球，有时会远离地球，当月亮位于近地点时，我们看到的月亮便是“超级月亮”．一般来说，“超级月亮”发生时，比远地点的月亮大14%，也要更亮30%左右．
“蓝月亮”并不是说月亮会变成蓝色，而是一个天文术语，由英语“blue moon”直译而来，英语中用“Once in a blue moon”来形容事情的罕见．“蓝月亮”有两个定义，一个是指季度里的第四次满月称为蓝月亮，即季度蓝月亮．也有天文爱好者认为，蓝月亮是指一个月中的第二次满月，即月份蓝月亮，这种说法也得到天文界的认可．
月全食是月食的一种，即当太阳、地球和月球处在一条直线上时，处在中间的地球挡住了太阳直接照射到月球上的光，整个月球落在地球的影子里，月亮的亮度变暗．月全食的时候，穿过大气层的阳光中波长较短的蓝绿色光都被地球的大气层所吸收或散射，射抵月球上的光就主要以波长较长的红色和橙色光线为主，从而使月球表面呈现出橘红色，被称为“红月亮”或“血月”．
“蓝月亮”并不稀有，但如果“蓝月亮”是一颗“超级月亮”，又同时发生月全食，那就是十分罕见的天象．
请回答下列 问题：
（1）“超级月亮”应叫做__________（选填“近”或“远”）地点满月．
（2）月全食形成时，__________（选填“A”或“B”）．
A．月球位于太阳和地球之间
B．地球位于太阳和月球之间
（3）考虑月亮从近地点向远地点运动过程中的能量转化问题，__________能转化为__________能．（以上两空选填“动”或“势”）
17．如图所示，质量m的物块在倾角θ的斜面上匀速下滑，不计空气阻力。
（1）若物块质量m为 20kg，斜面倾角θ为30°，斜面长为10m，则物块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，重力做的功为多少J？
（2）请推导证明：该物体在匀速下滑的过程中所受的摩擦力大小f = mgsinθ。
18．如图所示，旅游船“长江电力”号先进入上游航道，开启活动桥、卧倒门、防撞装置、工作门后，旅游船缓慢驶入承船厢，随后承船厢内相关设施依次关闭．客轮在承船厢中，仿佛进入了一个装水的“大脚盆”，像坐电梯一样，由机械驱动承船厢下降，承船厢以0.2m/s的速度匀速下降，从上游175m水位下降至下游62m水位处，又依次开启活动桥、卧倒门、防撞装置、工作门后，旅游船缓缓驶出承船厢．
（1）升船机承船厢在下降过程中动能、重力势能和机械能怎样变化？
（2）升船机承船厢下降过程所用的时间是多少？
19．阅读短文，完成相应问题
当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭” 呢？过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，功能不断增大：由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示）。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
(1)过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能与 _________ 有关；过山车上升阶段，其重力势能 ________ （选填“增加”“减少”或“不变”）；
(2)过山车通过A点向上运动过程中，动能 _______ （选填“变大”“减小”或“不变”）；后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车在运动过程会将部分机械能转化为 ______ 。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；
B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；
C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；
D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。
故选A。
2．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。
3．D
【解析】
【详解】
ABD．当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，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故D符合题意，AB不符合题意；
C．在太空中卫星运动时不受阻力的作用，所以此过程中机械能守恒，故C不符合题意。
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
A．“镜花水月”中的“水月”指水中月亮的倒影，它是月亮反射的光，在水面再次反射形成的平面镜成像，故A错误，符合题意；
B．声音的传播需要介质，“隔墙有耳”说明了固体也能够传播声音，故B正确，不符合题意；
C．“守株待兔”中，奔跑的兔子具有机械能，故C正确，不符合题意；
D．“抱雪向火”是指抱着雪烤火并不能达到取暖的目的，原因是雪熔化，从固态变成液态，要吸收热量，故D正确，不符合题意。
故选A。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．罐子在A点时高度最大，所以重力势能最大；到达D点时罐子移动最远，橡皮筋缠的最多最紧，所以弹性势能最大，故A正确；
B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，故B错误；
C．罐子返回是靠橡皮筋的弹性势能转化为动能，若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可能返回，故C错误；
D．返回时，由于罐子在地面上滚动，一部分能量会转化为地面的内能，造成能量损失，运动的时间越长，能量损失越大，故罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。故D错误。
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
A．铅球从a处到b处，质量不变，速度变小，则动能减小，同时高度变大，重力势能增大，故A符合题意；
B．铅球从b处到c处，质量不变，速度变大，则动能增大，因不计空气阻力，所以球在空中运动时的机械能守恒（即机械能不变），故B不符合题意；
C．不计空气阻力，说明球在空中的机械能是守恒的，所以在a、c两处的机械能相等，故C不符合题意；
D．从d处到e处，铅球需要克服摩擦阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在d处机械能大于e处，故D不符合题意。
故选A。
7．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。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A不符合题意；
B．小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B不符合题意；
CD．不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故D符合题意；C不符合题意。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
A．根据乒乓球落地后又弹起的示意图可知，乒乓球越往后弹起高度变小，说明过程中克服摩擦力做功，机械能越来越小，机械能不守恒，则在离初始位置最近的A点时机械能最大，故A符合题意；
B．在B点有向右的运动速度，动能不为零，故B不符合题意；
C．在C点与在A点高度相同，重力势能相同，但由于克服摩擦力做功，C点的动能较小，故C不符合题意；
D．由于克服摩擦力做功，机械能不守恒，在D点的机械能小于在A的机械能相等，故D不符合题意。
故选A。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．若斜面是光滑的，则小物块从P向M运动过程中，机械能不变，故A错误；
B．在弹性限度内，弹簧的形变程度越大弹性势能越大，当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，故B错误；
C．因小物块最后返回到P点的下方，所以整个过程中机械能一定减少，故C正确；
D．小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，动能增大，故D错误。
故选C。
11． 弹性势 动 向下
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2] “魔罐”在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，“魔罐”开始向回滚动，在“魔罐”滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
[3]将卡片在桌面上压平后松手，发现卡片跳起来了，实验中应将A面向下放置，其皮筋发生形变，卡片上升的过程中速度变小，高度变大，动能转化为重力势能。
12． 变大 变大 不平衡
【解析】
【详解】
[1][2]当直升机在竖直方向加速升空时，质量不变，速度增大，所以动能增大；质量不变，高度变大，重力势能变大；机械能为动能和势能的和，所以机械能变大。
[3]当直升机在竖直方向加速升空时，飞行员同时加速上升，处于非平衡状态，所以受力不平衡。
13． 减小 减小
【解析】
【详解】
[1][2]运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，质量不变，速度减小，则动能减小；高度减小，则重力时能减小。所以机械能将减小。
14． 重力势 动 惯性 c
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]根据题意知道，AOB为完全光滑轨道，所以，不计空气阻力，小球运动时其机械能守恒；从A点到O点的过程中，小球质量不变，高度变小，速度变大，故重力势能变小，动能变大，小球的重力势能转化为动能。
[3]小球到达B点后由于惯性，仍要保持原来的运动状态，所以会继续运动。
[4]小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能；整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；
b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的；
c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合实际；
d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不可能；
所以，符合实际的是c。
15． 增大 内 小
【解析】
【详解】
[1][2]搭载神舟十三的火箭在加速上升过程中，其质量不变，速度变大，则动能变大；同时高度变大，其重力势能变大，因机械能为动能与势能之和，所以机械能增大；此过程中，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。
[3]空间站沿椭圆轨道绕地球运动从远地点到近地点过程中，空间站的质量不变，高度变小，其重力势能变小。
16． 近 B 动 势
【解析】
【详解】
第一空．由材料可知当月亮位于近地点时，我们看到的月亮便是“超级月亮”，因此“超级月亮”应叫做近地点满月；
第二空．由材料知月全食是月食的一种，即当太阳、地球和月球处在一条直线上时，处在中间的地球挡住了太阳直接照射到月球上的光，整个月球落在地球的影子里，因此可知月全食形成时地球位于太阳和月球之间；
月球质量在运行过程中不变，近地点时距地球最近，势能最小，速度最快，动能最大；远地点时，距地球最远，势能最大，速度最小，动能最小，因此月亮从近地点向远地点运动过程中动能转化为势能；
第三空．动；
第四空．势；
17．（1）1000J；（2）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物块受到的重力
物块从斜面顶端滑到斜面底端过程中，物块沿重力方向移动的距离
此过程中，重力做的功
（2）由题可知，物块沿斜面匀速下滑，不计空气阻力，则物块减小的重力势能全部用来克服摩擦做功，所以有
即
解得
答：（1）物块从斜面顶端滑到斜面底端的过程中，重力做的功为1000J；
（2）证明过程见解析。
18．（1）升船机承船厢在下降过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小；（2）565s；
【解析】
【分析】
动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；动能和势能统称为机械能；知道升降机运动的路程和速度，利用速度公式计算即可．
【详解】
(1)升船机承船厢在匀速下降过程中，质量不变，速度不变，故动能不变；同时质量不变，高度减小，重力势能减小；由于机械能等于动能和势能之和，所以承船厢的机械能减小；
(2)承船厢以0.2m/s的速度匀速下降，从上游175m水位下降至下游62m水位处，则承船厢运动的路程是：s=175m 62m=113m，由 得承船厢运动的时间为： .
19． 速度 增加 减小 内能
【解析】
【详解】
(1)[1]过山车在轨道的最低处时，重力势能减小，但速度最快，动能最大，所以说明物体的动能与物体运动速度的大小有关。
[2]过山车上升阶段，质量不变，高度增加，所以过山车的重力势能增加。
(2)[3]过山车通过A点向上运动时，质量不变，过山车的速度起来越小，因此其动能减小。
[4]因为过山车与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，故后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页