人教版八年级下11.4机械能及其转化 同步练习（有解析）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下11.4机械能及其转化 同步练习（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 05:10:00 | ||
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文档简介
人教版八年级下 11.4 机械能及其转化
一、单选题
1．“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（ ）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
2．一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（ ）
A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同
C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变
3．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
4．如图所示，下列有关做功和能量的说法正确的是（ ）
A．甲图中，天问一号加速升空，其动能增大，重力势能增大
B．乙图中，人造地球卫星从远地点向近地点运动，势能减小，动能减小
C．丙图中，江水加速下落，水的重力不做功
D．丁图中，箭被射出后，运动员对箭继续做功
5．如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
6．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
7．杂技演员在表演“水流星”节目，演员将一根细绳系着盛水的杯子，让杯子在竖直平面内做圆周运动，水不从杯里洒出， 甚至当杯子运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。则在演员停止用力转绳时，下列关于其中的一只杯子的说法正确的是（ ）
A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变 C．机械能不变 D．运动状态不断改变
8．2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（ ）
A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
9．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
10．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图，不计空气阻力。则足球（ ）
A．在A点的机械能大于B点的机械能 B．在B点的机械能大于C点的机械能
C．在A点的机械能等于C点的机械能 D．在B点的重力势能小于D点的重力势能
二、填空题
11．重力为100牛的物体在大小为15牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进2米，拉力做的功为___________焦，功率为___________瓦；重力做功为___________焦。在前进过程中，物体的机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
12．如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）实验中，小球动能大小是通过___________来比较的。
（2）甲、丙两次实验让小球从同一高度滚下的目的是控制其到达斜面底端的速度相同。
（3）分析比较___________两次实验，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
13．2021年6月11日，我国用长征二号丁运载火箭成功将北京三号卫星送入预定轨道，卫星将沿椭圆形轨道运行，卫星从近地点向远地点运行的过程中______（填写机械能转化过程）；若卫星绕地球做匀速圆周运动，则卫星受______（选填“平衡力”或“非平衡力”）。
14．如图是某同学扔实心球的四个分解动作，其中人对实心球不做功的是分解动作________（选填序号）。分解动作④完成后，球下落过程中重力势能_______，重力做功的功率_________（选填“增大”、“减小”或“不变”，忽略空气阻力）。
15．如图所示，质量为1 kg的滑块在倾角为30°的光滑斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度。到d点（图中未画出）开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点。则：
（1）物体从a到b点，物体的重力势能转化为___________能；
（2）物体从c到d点，弹簧的________能变大；
（3）物体在d点___________ （选填“是平衡状态”或“不是平衡状态”）。
三、综合题
16．阅读短文，回答后面问题：
天问一号火星探测器
天问一号火星探测器于2020年7月23日在文昌航天发射场发射升空，于2021年2月10日被火星捕获，进入环绕火星轨道，2021年5月，火星探测器上的着陆巡视器与环绕器分离，着陆巡视器软着陆于火星乌托邦平原南部预选区，成功降落于火星表面，而后祝融号火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作；
（1）如图1，火星探测器进入环火轨道，在火星引力作用下做环绕火星的运动，运动轨道上有一个近火点（距离火星最近的点）和远火点（距离火星最远的点），那么，火星探测器在 ______火点的动能较大；从近火点到远火点的过程中，火星探测器的机械能 ______（选填“增大”、“减少”或“守恒”）；
（2）火星直径约为地球的一半，物体在火星地表所受重力约为地球地面上的五分之二；地球地表上的g地取10N/kg，则火星地表上的g约为 ______N/kg，由此可知：
①如图2，质量为240kg的祝融号火星车从高度为1.2m的着陆平台上沿斜梯驶离到火星地面上，则重力对火星车所做的功为 ______J；
②火星地表大气压强约为680Pa，在火星地表做托里拆利实验，如图3，则水银柱高度h约为 ______mm；（水银密度为13.6×103kg/m3）
③假设火星地面上存在一个由液态水形成的湖泊，某同学穿上宇航服跳入湖中并保持不动；已知此同学穿上宇航服后的总质量为80kg、体积0.25m3，液态水的密度，则此同学在湖水中所受的浮力大小为 ______N、浸入水中的体积为 ______m3。
17．阅读短文、回答问题：
嫦娥四号探测器
2019年1月3日，嫦娥四号探测器经过110h的飞行后首次在月珠背面成功着陆，在距离月球的100m时，通过减速来减小其惯性，以被月球引力捕获，如图为嫦娥四号通过“桥”中继卫星利用超声波传回了世界第一张近距拍摄的月球背面影像图，开启了人类月球探测新篇章。
嫦娥四号探测器由着陆器和“玉兔二号”巡视器组成，随着着陆器与巡视器成功分离，“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子，顺利在月球背表面行驶，在月球背面留下了第一道印记。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器、总质量仅135kg，是世界上质量最小的月球车。
（1）嫦娥四号在减速着陆时，动能_______，重力势能_______（两空均选填“增大”“减小”或“不变”），机械能_______（选填“守恒”或“不守恒”）。
（2）“玉兔二号”采用的装置是带齿纹的轮子，其目的是为了_______，使其能顺利在月球背表面行驶。
（3）请你指出文中的一处科学性错误是_______，支持你观点的证据是_______。
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。
19．2020 年 12 月17 日1时 59 分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。嫦娥回家经历了多个阶段，主要阶段有：一是发射入轨阶段。嫦娥五号将由运裁火箭发射，进入到地月转移轨道的飞行阶段。二是地月转移阶段。嫦娥五号完成器简分离，并展开相应太阳翼。三是近月制动阶段。始娥五号继续在目标环月飞行轨道正常行进，并在近月点进行减速制动。四是环月飞行阶段。嫦娥五号在环月飞行轨道中行进到动力下降初始点，并在该阶段完成轨道返回组合体和着陆上升组合体的分离，着陆上升组合体分离后要进行降轨、变轨，轨道返回组合体将缝续环月飞行，等待上升器的到来。五是着陆下降阶段。嫦娥五号着陆上升组合体将从下降初始点开始进行月面软着陆，并经过主减速段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段和自由下落段等多个阶段，寻找合适的月面完成软着陆。六是再入回收阶段。嫦娥五号返回器与轨道器分离后，轨道器进行规避机动，返回器则要经历惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段完成最后的降落。返回器首先以第二宇审速度冲向地球，在进入地球大气后，通过半弹道跳跃式再入返回技术重新跳出大气层，再以第一宇宙速度进行降落，最终返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点。
请指出描述中与物理有关的现象，并用所学知识解释这一物理现象。（不得与示例重复）
示例：物理现象：嫦娥五号在内蒙古安全着陆
物理知识：下降时重力势能转化为动能
作答：物理现象：___________；
物理知识：___________。
参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；
B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；
C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；
D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。
故选C。
3．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。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．天问一号加速升空过程中，质量变大，速度变大，动能变大；质量不变，高度变大，重力势能增大，故A正确；
B．人造地球卫星从远地点向近地点运动过程中，重力势能减小，转化为动能，所以动能增大，故B错误；
C．江水下落过程，在重力方向上移动了一段距离，重力对江水做了功，故C错误；
D．箭被射出后，因为惯性向前运动，运动员的力没有作用在箭上，运动员对箭不做功，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
6．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。
7．D
【解析】
【详解】
A．杯子在重力和拉力的作用下做圆周运动，其运动的方向时刻发生变化，所以受到的不是平衡力，故A错误；
BC．演员用力转绳时，杯子做圆周运动，杯子在运动的过程中，高度变化，则重力势能变化；由于演员对杯子做功，所以机械能变化，故BC错误；
D．由于杯子的速度方向在不停地改变，所以，运动状态在改变，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。
故选C。
9．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。
10．A
【解析】
【详解】
AC．由图可知，足球落地后又弹起，越弹越低，但不计空气阻力，故可知，在足球落地与地面接触碰撞时，有部分能量损失掉，转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点，因此A点的机械能大于B、C点的机械能，故A正确，C错误；
B．由B点到C点的过程中，没有与地面碰撞即没有能量损失，因此在B点的机械能等于C点的机械能，故B错误；
D．重力势能与物体的质量和高度有关，同一个足球质量相同，B点的高度大于D点，因此在B点的重力势能大于D点的重力势能，故D错误。
故选A。
11． 30 3 0 不变
【解析】
【详解】
[1]拉力做的功为
[2]功率为
[3]物体沿水平方向运动，重力方向没有距离，因此重力做功为0。
[4]物体匀速前进，速度不变，故动能不变，高度也不变，故重力势能也不变，因此机械能不变。
12． 小球推动木块的距离 甲、乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验中利用了转换法来进行探究活动，小球能够做功是观察小球推动小木块运动距离的远近来体现小球具有动能的大小。
（3）[2]甲、乙两次实验为质量相同的小球，甲图中球的高度为2h，乙图中球的高度为h，甲图中球到达水平面的速度比乙图中球快，甲图中小球推动小木块运动距离比乙图中小球推动小木块运动距离远，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
13． 动能转化为重力势能 非平衡力
【解析】
【详解】
[1]卫星从近地点向远地点运行时，由于不受阻力，机械能守恒，卫星没有发生形变，不具有弹性势能；卫星的质量不变，速度变小，动能变小；质量不变，高度变大，重力势能变大，是动能转化为重力势能。
[2]卫星绕轨道运行时，运动的方向和速度发生了变化，受到非平衡力的作用。
14． ②④ 减小 增大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]①中把球捡起来，力的方向是向上的，在力的方向上通过了距离，所以做了功；
②停在空中时，虽然有力，但没有通过距离，不做功；
③挥动球时，球在力的方向上通过了距离，做了功；
④球飞出去是因为球具有惯性，人对球没有力的作用，所以不做功；故①③不符合题意，②④符合题意。
故选②④。
[2]球下落过程中质量不变，高度变小，重力势能减小。
[3]球下落过程中，速度变大，由
可知，重力做功功率变大。
15． 动 弹性势 不是平衡状态
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]物体从a到b点，物体的高度减小，速度增大，它的重力势能减小，动能增大，所以物体的重力势能转化为动能。
（2）[2]物体从c到d点，弹簧被压缩，到d点（图中未画出）开始弹回，故d点弹簧的弹性形变程度最大，故物体从c到d点，弹簧的弹性势能变大。
（3）[3]物体在d点时，速度为零，此时开始向上做加速运动，所以在d点不是平衡状态。
16． 近 守恒 4 1152 12.5 320 0.08
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]火星探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，故探测器的机械能保持不变；在近火点，探测器的高度最小，重力势能最小，故探测器的动能最大。
（2）[3]火星地表上的g为
①[4]重力对火星车所做的功
②[5]水银柱高度
③[6]该同学的重力
假设该同学全部浸入水中，则排开水的体积为0.25m3，在湖水中所受的浮力
则该同学在湖水中静止时漂浮，所受的浮力
[7]根据阿基米德原理可知此时浸入水中的体积
17． 减小 减小 不守恒 增大与月球表面的摩擦 通过减速来减小其惯性 惯性只与质量有关
【解析】
【详解】
（1）[1][2][3]嫦娥四号在减速着陆时，质量不变，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小；机械能包括动能和势能，所以机械能减小，机械能不守恒。
（2）[4]“玉兔二号”采用的装置是带齿纹的轮子，其目的是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
（3）[5][6]文中科学性的错误是通过减速来减小其惯性，惯性是物体本身的一种性质，只与物体的质量大小有关，与速度无关。
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． 嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段 力能改变物体的运动状态
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]物理现象：返回器在进入地球大气后，再重新跳出大气层；返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点；嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段等说明返回器的运动状态发生了改变。故用到的物理知识：力能改变物体的运动状态。
一、单选题
1．“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（ ）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
2．一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（ ）
A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同
C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变
3．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
4．如图所示，下列有关做功和能量的说法正确的是（ ）
A．甲图中，天问一号加速升空，其动能增大，重力势能增大
B．乙图中，人造地球卫星从远地点向近地点运动，势能减小，动能减小
C．丙图中，江水加速下落，水的重力不做功
D．丁图中，箭被射出后，运动员对箭继续做功
5．如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
6．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
7．杂技演员在表演“水流星”节目，演员将一根细绳系着盛水的杯子，让杯子在竖直平面内做圆周运动，水不从杯里洒出， 甚至当杯子运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。则在演员停止用力转绳时，下列关于其中的一只杯子的说法正确的是（ ）
A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变 C．机械能不变 D．运动状态不断改变
8．2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（ ）
A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
9．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
10．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图，不计空气阻力。则足球（ ）
A．在A点的机械能大于B点的机械能 B．在B点的机械能大于C点的机械能
C．在A点的机械能等于C点的机械能 D．在B点的重力势能小于D点的重力势能
二、填空题
11．重力为100牛的物体在大小为15牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进2米，拉力做的功为___________焦，功率为___________瓦；重力做功为___________焦。在前进过程中，物体的机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
12．如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）实验中，小球动能大小是通过___________来比较的。
（2）甲、丙两次实验让小球从同一高度滚下的目的是控制其到达斜面底端的速度相同。
（3）分析比较___________两次实验，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
13．2021年6月11日，我国用长征二号丁运载火箭成功将北京三号卫星送入预定轨道，卫星将沿椭圆形轨道运行，卫星从近地点向远地点运行的过程中______（填写机械能转化过程）；若卫星绕地球做匀速圆周运动，则卫星受______（选填“平衡力”或“非平衡力”）。
14．如图是某同学扔实心球的四个分解动作，其中人对实心球不做功的是分解动作________（选填序号）。分解动作④完成后，球下落过程中重力势能_______，重力做功的功率_________（选填“增大”、“减小”或“不变”，忽略空气阻力）。
15．如图所示，质量为1 kg的滑块在倾角为30°的光滑斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度。到d点（图中未画出）开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点。则：
（1）物体从a到b点，物体的重力势能转化为___________能；
（2）物体从c到d点，弹簧的________能变大；
（3）物体在d点___________ （选填“是平衡状态”或“不是平衡状态”）。
三、综合题
16．阅读短文，回答后面问题：
天问一号火星探测器
天问一号火星探测器于2020年7月23日在文昌航天发射场发射升空，于2021年2月10日被火星捕获，进入环绕火星轨道，2021年5月，火星探测器上的着陆巡视器与环绕器分离，着陆巡视器软着陆于火星乌托邦平原南部预选区，成功降落于火星表面，而后祝融号火星车驶离着陆平台，开展巡视探测等工作；
（1）如图1，火星探测器进入环火轨道，在火星引力作用下做环绕火星的运动，运动轨道上有一个近火点（距离火星最近的点）和远火点（距离火星最远的点），那么，火星探测器在 ______火点的动能较大；从近火点到远火点的过程中，火星探测器的机械能 ______（选填“增大”、“减少”或“守恒”）；
（2）火星直径约为地球的一半，物体在火星地表所受重力约为地球地面上的五分之二；地球地表上的g地取10N/kg，则火星地表上的g约为 ______N/kg，由此可知：
①如图2，质量为240kg的祝融号火星车从高度为1.2m的着陆平台上沿斜梯驶离到火星地面上，则重力对火星车所做的功为 ______J；
②火星地表大气压强约为680Pa，在火星地表做托里拆利实验，如图3，则水银柱高度h约为 ______mm；（水银密度为13.6×103kg/m3）
③假设火星地面上存在一个由液态水形成的湖泊，某同学穿上宇航服跳入湖中并保持不动；已知此同学穿上宇航服后的总质量为80kg、体积0.25m3，液态水的密度，则此同学在湖水中所受的浮力大小为 ______N、浸入水中的体积为 ______m3。
17．阅读短文、回答问题：
嫦娥四号探测器
2019年1月3日，嫦娥四号探测器经过110h的飞行后首次在月珠背面成功着陆，在距离月球的100m时，通过减速来减小其惯性，以被月球引力捕获，如图为嫦娥四号通过“桥”中继卫星利用超声波传回了世界第一张近距拍摄的月球背面影像图，开启了人类月球探测新篇章。
嫦娥四号探测器由着陆器和“玉兔二号”巡视器组成，随着着陆器与巡视器成功分离，“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子，顺利在月球背表面行驶，在月球背面留下了第一道印记。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器、总质量仅135kg，是世界上质量最小的月球车。
（1）嫦娥四号在减速着陆时，动能_______，重力势能_______（两空均选填“增大”“减小”或“不变”），机械能_______（选填“守恒”或“不守恒”）。
（2）“玉兔二号”采用的装置是带齿纹的轮子，其目的是为了_______，使其能顺利在月球背表面行驶。
（3）请你指出文中的一处科学性错误是_______，支持你观点的证据是_______。
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。
19．2020 年 12 月17 日1时 59 分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。嫦娥回家经历了多个阶段，主要阶段有：一是发射入轨阶段。嫦娥五号将由运裁火箭发射，进入到地月转移轨道的飞行阶段。二是地月转移阶段。嫦娥五号完成器简分离，并展开相应太阳翼。三是近月制动阶段。始娥五号继续在目标环月飞行轨道正常行进，并在近月点进行减速制动。四是环月飞行阶段。嫦娥五号在环月飞行轨道中行进到动力下降初始点，并在该阶段完成轨道返回组合体和着陆上升组合体的分离，着陆上升组合体分离后要进行降轨、变轨，轨道返回组合体将缝续环月飞行，等待上升器的到来。五是着陆下降阶段。嫦娥五号着陆上升组合体将从下降初始点开始进行月面软着陆，并经过主减速段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段和自由下落段等多个阶段，寻找合适的月面完成软着陆。六是再入回收阶段。嫦娥五号返回器与轨道器分离后，轨道器进行规避机动，返回器则要经历惯性滑行、地球大气再入、回收着陆三个阶段完成最后的降落。返回器首先以第二宇审速度冲向地球，在进入地球大气后，通过半弹道跳跃式再入返回技术重新跳出大气层，再以第一宇宙速度进行降落，最终返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点。
请指出描述中与物理有关的现象，并用所学知识解释这一物理现象。（不得与示例重复）
示例：物理现象：嫦娥五号在内蒙古安全着陆
物理知识：下降时重力势能转化为动能
作答：物理现象：___________；
物理知识：___________。
参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；
B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；
C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；
D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。
故选C。
3．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。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．天问一号加速升空过程中，质量变大，速度变大，动能变大；质量不变，高度变大，重力势能增大，故A正确；
B．人造地球卫星从远地点向近地点运动过程中，重力势能减小，转化为动能，所以动能增大，故B错误；
C．江水下落过程，在重力方向上移动了一段距离，重力对江水做了功，故C错误；
D．箭被射出后，因为惯性向前运动，运动员的力没有作用在箭上，运动员对箭不做功，故D错误。
故选A。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
6．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。
7．D
【解析】
【详解】
A．杯子在重力和拉力的作用下做圆周运动，其运动的方向时刻发生变化，所以受到的不是平衡力，故A错误；
BC．演员用力转绳时，杯子做圆周运动，杯子在运动的过程中，高度变化，则重力势能变化；由于演员对杯子做功，所以机械能变化，故BC错误；
D．由于杯子的速度方向在不停地改变，所以，运动状态在改变，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。
故选C。
9．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。
10．A
【解析】
【详解】
AC．由图可知，足球落地后又弹起，越弹越低，但不计空气阻力，故可知，在足球落地与地面接触碰撞时，有部分能量损失掉，转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点，因此A点的机械能大于B、C点的机械能，故A正确，C错误；
B．由B点到C点的过程中，没有与地面碰撞即没有能量损失，因此在B点的机械能等于C点的机械能，故B错误；
D．重力势能与物体的质量和高度有关，同一个足球质量相同，B点的高度大于D点，因此在B点的重力势能大于D点的重力势能，故D错误。
故选A。
11． 30 3 0 不变
【解析】
【详解】
[1]拉力做的功为
[2]功率为
[3]物体沿水平方向运动，重力方向没有距离，因此重力做功为0。
[4]物体匀速前进，速度不变，故动能不变，高度也不变，故重力势能也不变，因此机械能不变。
12． 小球推动木块的距离 甲、乙
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验中利用了转换法来进行探究活动，小球能够做功是观察小球推动小木块运动距离的远近来体现小球具有动能的大小。
（3）[2]甲、乙两次实验为质量相同的小球，甲图中球的高度为2h，乙图中球的高度为h，甲图中球到达水平面的速度比乙图中球快，甲图中小球推动小木块运动距离比乙图中小球推动小木块运动距离远，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
13． 动能转化为重力势能 非平衡力
【解析】
【详解】
[1]卫星从近地点向远地点运行时，由于不受阻力，机械能守恒，卫星没有发生形变，不具有弹性势能；卫星的质量不变，速度变小，动能变小；质量不变，高度变大，重力势能变大，是动能转化为重力势能。
[2]卫星绕轨道运行时，运动的方向和速度发生了变化，受到非平衡力的作用。
14． ②④ 减小 增大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]①中把球捡起来，力的方向是向上的，在力的方向上通过了距离，所以做了功；
②停在空中时，虽然有力，但没有通过距离，不做功；
③挥动球时，球在力的方向上通过了距离，做了功；
④球飞出去是因为球具有惯性，人对球没有力的作用，所以不做功；故①③不符合题意，②④符合题意。
故选②④。
[2]球下落过程中质量不变，高度变小，重力势能减小。
[3]球下落过程中，速度变大，由
可知，重力做功功率变大。
15． 动 弹性势 不是平衡状态
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]物体从a到b点，物体的高度减小，速度增大，它的重力势能减小，动能增大，所以物体的重力势能转化为动能。
（2）[2]物体从c到d点，弹簧被压缩，到d点（图中未画出）开始弹回，故d点弹簧的弹性形变程度最大，故物体从c到d点，弹簧的弹性势能变大。
（3）[3]物体在d点时，速度为零，此时开始向上做加速运动，所以在d点不是平衡状态。
16． 近 守恒 4 1152 12.5 320 0.08
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]火星探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，故探测器的机械能保持不变；在近火点，探测器的高度最小，重力势能最小，故探测器的动能最大。
（2）[3]火星地表上的g为
①[4]重力对火星车所做的功
②[5]水银柱高度
③[6]该同学的重力
假设该同学全部浸入水中，则排开水的体积为0.25m3，在湖水中所受的浮力
则该同学在湖水中静止时漂浮，所受的浮力
[7]根据阿基米德原理可知此时浸入水中的体积
17． 减小 减小 不守恒 增大与月球表面的摩擦 通过减速来减小其惯性 惯性只与质量有关
【解析】
【详解】
（1）[1][2][3]嫦娥四号在减速着陆时，质量不变，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小；机械能包括动能和势能，所以机械能减小，机械能不守恒。
（2）[4]“玉兔二号”采用的装置是带齿纹的轮子，其目的是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
（3）[5][6]文中科学性的错误是通过减速来减小其惯性，惯性是物体本身的一种性质，只与物体的质量大小有关，与速度无关。
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． 嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段 力能改变物体的运动状态
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]物理现象：返回器在进入地球大气后，再重新跳出大气层；返回器打开降落伞，平稳安全地降落在预定地点；嫦娥五号经过减速、悬停等多个阶段等说明返回器的运动状态发生了改变。故用到的物理知识：力能改变物体的运动状态。