人教版八年级下11.4机械能及其转化（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级下11.4机械能及其转化（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-12 20:56:35 | ||
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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．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），下列说法中正确的是（ ）
A．a图线是重力势能——高度关系图线
B．b图线是动能——高度关系图线
C．小石块在各点时的机械能均为2J
D．小石块达到的高度可大于4m
2．跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（ ）
A．加速运动时动能转化为重力势能
B．减速运动时所受的阻力大于重力
C．匀速直线运动时机械能保持不变
D．整个过程中所受的阻力保持不变
3．如图所示，将系在细线下的小球拉至A点由静止释放，小球将在A、C两点之间往复摆动，若忽略空气阻力，下列分析中正确的是（ ）
A．小球从A位置到B位置的过程中做减速运动
B．小球摆至C位置时，若一切外力消失，小球将保持静止
C．小球摆至B位置时，若一切外力消失，则小球斜向下抛出做曲线运动
D．小球摆至B位置时，若细线断裂，则小球将竖直下落
4．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示、图乙是小明玩弹跳杆时，由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程，下列分析正确的（ ）
A．a→c的过程中，小明先加速后减速，在b状态时速度最大
B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小明的重力势能
D．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小明的动能为零
5．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在粗糙的水平杆上（小球与地面不接触且不计空气阻力），a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则下列说法正确的是（ ）
A．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在a点
B．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在b点
C．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在b点左侧
D．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在b点右侧
6．今年5月我国发射的“天舟二号”货运飞船成功与“天和号”空间站核心舱自主交会对接，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．升空后，飞船内物资的质量变小
B．刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的机械能不变
C．飞船飞向核心舱的过程中，其惯性增大
D．对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
7．弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图，从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能先增加后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小车的动能先增加后减小
D．小车动能一直减小
8．如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（ ）
A．D点与C点相比，机械能增大
B．B点的动能一定大于A点的动能
C．B点的动能可能等于D点的动能
D．A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能
9．如图所示，跳伞运动员在空中匀速降落。关于他在匀速降落的过程中能量变化的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．动能增加 B．机械能增加 C．机械能保持不变 D．重力势能减小
10．如图所示，小明在做模拟“蹦极”“的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是（ ）
A．小石块在B点时的动能最大
B．小石块在C点时的动能最大
C．从A点下落到C点的过程中，小石块的动能一直在增大
D．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小
二、填空题
11．跳伞运动员从空中匀速下落的过程中，他的动能_________，正在喷农药的无人机在水平方向上匀速飞行时，它具有的机械能_________（本题两空都选填“增大”、“减小”或“不变”）。
12．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。在投掷的过程中，小明______（选填“有”或“没有”）对实心球做功，实心球在最高点时______（选填“具有”或“不具有”）动能。球从最高点到落地点的过程中，忽略空气阻力，球的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
13．蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为______能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的______能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时______（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
14．《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的弹性势能转化为箭的 ______能；经验表明，弦拉得越长，同样的箭射得越远，这说明弦的弹性势能与______有关。若弦被拉的长度相同，所用箭质量不同，则质量大的箭射出时的速度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）质量小的箭射出的速度。
15．跳伞运动员跳离飞机后先加速下降，离地一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下降。在运动员匀速下降的过程中，其动能 ______，重力势能 ______，机械能 ______。（选填“增大”“减小”或“不变”）
三、综合题
16．（1）2020年11月24日，“嫦娥五号”探测器由“长征五号”运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空，其运动轨迹如图所示。在探测器绕月飞行时，它的运动状态_______（选填“改变”或“不变”）；探测器登月前需要减速，向_______（选填“运动方向”或“运动反方向”）喷射高速气体，以获得制动力。
（2）2020年11月10日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909m。奋斗者号在加速下潜过程中，浮力_______重力（填“大于”“等于”或“小于”），下潜到1.0×104m深处时受到海水的压强为_______Pa。（g取10N/kg，海水密度取1.03×103kg/m3）
（3）小王操控一架重20N的小型无人机，让其在5s内竖直下降了10m。该过程中重力做功是________J，重力做功的功率是________W。
（4）用如图所示的滑轮组将重为200N的物体在5s内匀速提升了2m，所用拉力为125N，则拉力做功的功率为_______W。
（5）如图是中国滑雪运动员谷爱凌在2021年滑雪世锦赛上比赛的情景，她把滑雪杆夹在腋下加速下滑。则此时她受力_______（选填“平衡”、“不平衡”），她的重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
17．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”）
18．如图1，悬崖跳伞是一项极具挑战的运动，越来越受到人们的喜爱。在某次悬崖跳训练过程中，一质量为50kg的运动员背着降落伞从悬崖上由静止开始竖直跳下，经15s下落210m后，运动员开始做匀速直线运动直至落到悬崖下方水中。整个过程用时30s，其速度与时间的关系如图2所示，g取10N/kg。求：
(1)在这整个过程中运动员所受重力做的功和功率；
(2)从第10s到第30s这个过程中，运动员的动能、重力势能、机械能是如何变化的？
19．阅读短文，回答问题：
火星探测器“天问一号”
火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温度适宜，自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。
2020年4月24日，国家航天局宣布将我国火星探测任务命名“天问”，并将首个探测器命名“天问一号”。天问一号将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上还没有先例。
“绕”，探测器经过7个月的长途飞行，预计明年2月抵达火星附近，之后沿椭圆轨道绕火星运动，实现火星的远、近火点。
“落”，使探测器着陆火星表面将是一个更艰巨的挑战，需在7分钟内，使探测器的时速降至0。我国利用探月的技术积累，通过四个阶段来减速。第一阶段气动减速，给探测器来个急刹车；第二阶段降落伞减速，速度减至342km/h；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至3.6m/s：第四阶段着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察寻找合适的位置着陆。
“巡”，当探测器到达火星后，放出巡视车，完成对火星表面的拍摄及土壤分析等工作，为下一步探测打好基础。
人类对于未知世界的好奇与探索从没有停息过，仰望璀璨星空，我们追梦不止！
（1）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。由近火点向远火点运动时，探测器的机械能_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至_____________m/s；
（3）巡视器降落到火星表面后，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力_________（选填“是”或“不是”）一对平衡力；
（4）在火星上重力与质量的比值为g火，测器在火星上空悬停时其质量为m，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为_____________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AB．由题知，a图线表示能量随高度的增加逐渐变小，b图线表示能量随高度的增加逐渐变大；石块在上升过程中，质量不变，速度减小，其动能减小，所以上升过程中动能随高度的增加逐渐变小，则a图线是动能随高度变化的图线；上升过程中，质量不变，高度增大，其重力势能增大，所以上升过程中重力势能随高度的增加逐渐变大，所以b图线是重力势能随高度变化的图线，故AB错误；
C．由于不计空气阻力，则小石块的机械能保持不变，机械能等于动能和势能之和，结合图像可知整个过程中各点的机械能均为2J，故C正确；
D．由图可知当高度为4m时，动能为0，重力势能最大，所以小石块达到的高度等于4m，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．加速运动时重力势能转化为动能，故A不符合题意；
B．减速运动时，速度变小，阻力大于动力，所以，所受的阻力大于重力，故B符合题意；
C．匀速直线运动时，动能不变，重力势能变小，机械能变小，故C不符合题意；
D．整个过程中，先做加速运动，后做减速运动，最后做匀速运动，所受的阻力在发生改变，故D不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】
A．小球从A到B处于运动状态，重力势能转化为动能，所以小球的速度增大，此时小球做加速运动，故A错误；
B．C位置小球的速度为0，若一切外力消失，小球由于惯性会保持原来的运动状态，小球将静止在C位置，故B正确；
C．小球摆至B位置时，若一切外力消失，小球有向右的速度，将沿水平方向向右运动，故C错误；
D．小球摆至B位置时，若细线断裂，小球有向右的速度，受竖直向下的重力，所以小球向下抛出做曲线运动，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小明做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小明做减速运动；而b→c的过程中，小明在重力作用下做减速运动；所以，a→c的过程中，小明先加速后减速，在b状态时速度并不是最大（此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段），故A错误；
B．a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小；到达b点时，弹簧恢复到原长，所以此时弹力为0，故B错误；
C．b→c的过程中，即离开地面上升的过程，小明的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为小明的重力势能，故C错误；
D．由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大；小明处于最低位置，速度为0，故小明的动能为0，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
在粗糙的水平杆上，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性势能减小，由于克服与杆的摩擦，一部分弹性势能转化为内能，一部分弹性势能转化为小球的动能，小球的速度变大，动能变大，而小球的重力势能不变，故机械能变大；到达b点时，弹簧恢复原状，此时的弹力为0，水平方向上受到摩擦力的作用，受力不平衡，所以在b点左侧某位置，弹簧的弹力和水平方向上受到的摩擦力是一对平衡力，此时小球的速度最大，动能最大，小球的重力势能不变，故机械能最大，小球从b点向c点运动过程中，弹簧被拉长，小球动能一部分转为弹簧的弹性势能，一部分克服与杆的摩擦转化为内能，即小球动能越来越小，小球的重力势能不变，故机械能变小，所以小球机械能最大的位置在b点左侧。
故选C。
6．D
【详解】
A．质量是物体的一种属性，与位置无关，升空后，飞船内物资的质量不变，故A错误；
B．刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的高度和速度都增大，重力势能和动能都增大，飞船的机械能增大，故B错误；
C．惯性与质量有关，飞船飞向核心舱的过程中，质量不变，其惯性不变，故C错误；
D．对接后，以核心舱为参照物，飞船相对于核心舱的位置没有改变，飞船是静止的，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
AB．小车压紧弹簧时，弹簧的弹性势能最大，释放后被弹开，弹性势能转化为小车的动能，小车的动能增加，弹簧的弹性势能减小，当弹簧恢复到原长后，继续伸长的过程中，弹性势能又增加，所以弹簧的弹性势能是由大变小，由小变大反复的过程，故AB错误；
CD．小车压紧弹簧时，弹簧的弹性势能最大，释放后被弹开，弹簧向右的弹力大于小车所受的阻力，小车向右做加速运动，弹簧的弹性势能转化为小车的动能，小车的动能增加，当弹簧恢复到原长并继续伸长的过程中，弹力逐渐变小并方向变为向左，小车开始做减速运动，动能变小，最终停下来时速度为0，动能为0。故C正确，D错误。
8．C
【详解】
A．木块从C点到D点由于与空气存在摩擦，机械能转化为内能，所以机械能减小，故A错误；
B．木块以一定的速度滑过AB点，若AB是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，B点的动能可能等于A点的动能，故B错误；
C．若BC段粗糙或受到空气阻力作用，B的速度一定大于C的速度，但是在木块从C到D运动过程中，木块的重力势能可能转化为动能，可能使木块在D点的动能等于在B点的动能，故C正确；
D．A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
跳伞运动员受平衡力作用，在空中匀速降落时，质量不变，速度不变，所处的高度越来越小，则跳伞运动员的动能不变，重力势能减少，故机械能减小。
故选D。
10．D
【详解】
A．如图：B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，O点是橡皮筋悬挂小球静止时的点即重力和弹力相等的点。
B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，在小石块未到达B点之前绳子没有发生形变，故从A点下落到B点的过程中，小石块只受到重力的作用，经过B点向下到重力和弹簧的弹力相等的位置（O点）的过程中，重力大于弹力，小球继续加速，所以动能继续增大，故A错误；
B．C点是小球达到的最低点，此时速度为零，则小球的动能为零，故B错误；
C．从A点下落到B点的过程中，小石块的重力势能转化为动能，由B到O的过程，小石块受重力和弹力的作用，橡皮筋的形变量逐渐变大，弹力逐渐变大，重力大于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相同，做加速运动，动能不断变大；由O到C的过程，重力小于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相反，做减速运动，动能不断变小，因此在由A到C的过程中，小石块的动能先增大后减小，故C错误；
D．从B点下落到C点的过程中，可看作由B到O动能不断增大和由O到C动能不断减小的叠加，故D正确；
故选D。
11． 不变 减小
【详解】
[1]跳伞运动员从空中匀速下落的过程中，速度不变，质量不变，故他的动能不变。
[2]正在喷农药的无人机在水平方向上匀速飞行时，质量变小，故速度不变，动能减小，重力势能减小，故机械能减小。
12． 有 具有 不变
【详解】
[1]在投掷过程中，实心球在力的方向上有位移，所以小明对实心球做了功。
[2]实心球在最高点时，有向右的速度，所以实心球有动能。
[3]从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低，所以动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，机械能是守恒的，即实心球的机械能保持不变。
13． 动 弹性势 不是
【详解】
[1]游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。
[2]从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大。
[3]到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为零，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。
14． 动 弦的弹性形变大小 小于
【详解】
[1]物体由于运动而具有的能叫动能。拉弯的弓把箭射出去，射出的箭有一定的速度，具有动能，故是把弓的弹性势能转化为箭的动能。
[2]弓弦具有的弹性势能是通过箭射得距离长短来表示的，箭射得越远，说明弓弦具有的弹性势能越大。经验表明，弦拉得越长，弹性形变越大，同样的箭射得越远，这说明弦的弹性势能与弦的弹性形变大小有关。
[3]当箭射出时，箭具有的动能是弦的弹性势能转化来的，弦被拉的长度相同，说明弦的弹性势能相同，转化成箭的动能也相同。根据动能的影响因素是质量和速度，在动能相同时，箭的质量越大，其运动的速度就越小，即质量大的箭射出时的速度小于质量小的箭射出的速度。
15． 不变 减小 减小
【详解】
[1]在运动员匀速下降的过程中，运动员的质量和速度都不变，所以运动员的动能不变。
[2]在运动员匀速下降的过程中，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减小。
[3]机械能等于动能和势能之和，运动员下降时不具有弹性势能，此时机械能等于动能和重力势能之和，动能不变，重力势能减小，机械能减小。
16． 改变 运动方向 小于 1.03×108 200 40 100 不平衡 减小
【详解】
（1）[1]探测器绕月飞行时，其运动轨迹不是直线，速度大小也会发生改变，因此其运动状态发生改变。
[2]探测器登月前需要减速，需要获得与运动方向相反的制动力，因为力的作用是相互的，所以探测器应向运动方向喷射高速气体，喷出的气体给探测器一个反作用力，使其减速。
（2）[3]根据物体的浮沉条件可知，奋斗者号加速下潜过程中，其受到的重力大于浮力。
[4]海水的压强为
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa
（3）[5][6]重力做功是
W=Gh=20N×10m=200J
重力做功的功率是
（4）[7]拉力端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功
W1=Fs=125N×4m=500J
拉力做功的功率
（5）[8]速度大小发生了变化，不是平衡状态，则此时运动员受到的是非平衡力。
[9]高度降低，重力势能减小。
17． 近 B 动 势
【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；
18．(1)150000J，5000W； (2)动能先变小后不变，重力势能变小，机械能变小
【详解】
(1)运动员后15s下落的距离为
运动员下落的总高度为
运动员的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
下落过程中重力所做的功为
功率为
(2)10~15s：速度变小，动能变小，高度下降，重力势能变小，所以机械能变小；
15~30s：速度不变，动能不变，高度下降，重力势能变小，所以机械能变小。
综上分析：动能先变小后不变，重力势能一直变小，机械能一直变小。
19． 不变 95 不是 mg火
【详解】
（1）[1]探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，探测器相对于火星的高度增加，重力势能变大，动能转化为重力势能，动能变小，机械能不变。
（2）[2]由材料知，探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至
342km/h=342×m/s=95m/s
（3）[3]巡视器降落到火星表面后，巡视器处于平衡状态，受力平衡，但巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。
（4）[4]在火星上重力与质量的比值为g火，探测器在火星上空悬停时其质量为m，探测器在火星上空悬停时受到的重力为G火=mg火，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力与探测器受到的重力相互平衡，故气体对探测器的作用力大小为
F=G火=mg火
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），下列说法中正确的是（ ）
A．a图线是重力势能——高度关系图线
B．b图线是动能——高度关系图线
C．小石块在各点时的机械能均为2J
D．小石块达到的高度可大于4m
2．跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（ ）
A．加速运动时动能转化为重力势能
B．减速运动时所受的阻力大于重力
C．匀速直线运动时机械能保持不变
D．整个过程中所受的阻力保持不变
3．如图所示，将系在细线下的小球拉至A点由静止释放，小球将在A、C两点之间往复摆动，若忽略空气阻力，下列分析中正确的是（ ）
A．小球从A位置到B位置的过程中做减速运动
B．小球摆至C位置时，若一切外力消失，小球将保持静止
C．小球摆至B位置时，若一切外力消失，则小球斜向下抛出做曲线运动
D．小球摆至B位置时，若细线断裂，则小球将竖直下落
4．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示、图乙是小明玩弹跳杆时，由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程，下列分析正确的（ ）
A．a→c的过程中，小明先加速后减速，在b状态时速度最大
B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小明的重力势能
D．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小明的动能为零
5．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在粗糙的水平杆上（小球与地面不接触且不计空气阻力），a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则下列说法正确的是（ ）
A．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在a点
B．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在b点
C．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在b点左侧
D．小球从a运动到c的过程中，小球机械能最大的位置在b点右侧
6．今年5月我国发射的“天舟二号”货运飞船成功与“天和号”空间站核心舱自主交会对接，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．升空后，飞船内物资的质量变小
B．刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的机械能不变
C．飞船飞向核心舱的过程中，其惯性增大
D．对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
7．弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图，从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能先增加后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小车的动能先增加后减小
D．小车动能一直减小
8．如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（ ）
A．D点与C点相比，机械能增大
B．B点的动能一定大于A点的动能
C．B点的动能可能等于D点的动能
D．A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能
9．如图所示，跳伞运动员在空中匀速降落。关于他在匀速降落的过程中能量变化的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．动能增加 B．机械能增加 C．机械能保持不变 D．重力势能减小
10．如图所示，小明在做模拟“蹦极”“的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是（ ）
A．小石块在B点时的动能最大
B．小石块在C点时的动能最大
C．从A点下落到C点的过程中，小石块的动能一直在增大
D．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小
二、填空题
11．跳伞运动员从空中匀速下落的过程中，他的动能_________，正在喷农药的无人机在水平方向上匀速飞行时，它具有的机械能_________（本题两空都选填“增大”、“减小”或“不变”）。
12．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。在投掷的过程中，小明______（选填“有”或“没有”）对实心球做功，实心球在最高点时______（选填“具有”或“不具有”）动能。球从最高点到落地点的过程中，忽略空气阻力，球的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
13．蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为______能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的______能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时______（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
14．《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的弹性势能转化为箭的 ______能；经验表明，弦拉得越长，同样的箭射得越远，这说明弦的弹性势能与______有关。若弦被拉的长度相同，所用箭质量不同，则质量大的箭射出时的速度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）质量小的箭射出的速度。
15．跳伞运动员跳离飞机后先加速下降，离地一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下降。在运动员匀速下降的过程中，其动能 ______，重力势能 ______，机械能 ______。（选填“增大”“减小”或“不变”）
三、综合题
16．（1）2020年11月24日，“嫦娥五号”探测器由“长征五号”运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空，其运动轨迹如图所示。在探测器绕月飞行时，它的运动状态_______（选填“改变”或“不变”）；探测器登月前需要减速，向_______（选填“运动方向”或“运动反方向”）喷射高速气体，以获得制动力。
（2）2020年11月10日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909m。奋斗者号在加速下潜过程中，浮力_______重力（填“大于”“等于”或“小于”），下潜到1.0×104m深处时受到海水的压强为_______Pa。（g取10N/kg，海水密度取1.03×103kg/m3）
（3）小王操控一架重20N的小型无人机，让其在5s内竖直下降了10m。该过程中重力做功是________J，重力做功的功率是________W。
（4）用如图所示的滑轮组将重为200N的物体在5s内匀速提升了2m，所用拉力为125N，则拉力做功的功率为_______W。
（5）如图是中国滑雪运动员谷爱凌在2021年滑雪世锦赛上比赛的情景，她把滑雪杆夹在腋下加速下滑。则此时她受力_______（选填“平衡”、“不平衡”），她的重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
17．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”）
18．如图1，悬崖跳伞是一项极具挑战的运动，越来越受到人们的喜爱。在某次悬崖跳训练过程中，一质量为50kg的运动员背着降落伞从悬崖上由静止开始竖直跳下，经15s下落210m后，运动员开始做匀速直线运动直至落到悬崖下方水中。整个过程用时30s，其速度与时间的关系如图2所示，g取10N/kg。求：
(1)在这整个过程中运动员所受重力做的功和功率；
(2)从第10s到第30s这个过程中，运动员的动能、重力势能、机械能是如何变化的？
19．阅读短文，回答问题：
火星探测器“天问一号”
火星是太阳系中与地球最相似的行星，有大气，温度适宜，自转周期和地球相近，物体在火星表面受到的重力约为在地球表面重力的二分之一，人类对火星的探测具有重大的科学意义。
2020年4月24日，国家航天局宣布将我国火星探测任务命名“天问”，并将首个探测器命名“天问一号”。天问一号将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上还没有先例。
“绕”，探测器经过7个月的长途飞行，预计明年2月抵达火星附近，之后沿椭圆轨道绕火星运动，实现火星的远、近火点。
“落”，使探测器着陆火星表面将是一个更艰巨的挑战，需在7分钟内，使探测器的时速降至0。我国利用探月的技术积累，通过四个阶段来减速。第一阶段气动减速，给探测器来个急刹车；第二阶段降落伞减速，速度减至342km/h；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至3.6m/s：第四阶段着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察寻找合适的位置着陆。
“巡”，当探测器到达火星后，放出巡视车，完成对火星表面的拍摄及土壤分析等工作，为下一步探测打好基础。
人类对于未知世界的好奇与探索从没有停息过，仰望璀璨星空，我们追梦不止！
（1）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。由近火点向远火点运动时，探测器的机械能_____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至_____________m/s；
（3）巡视器降落到火星表面后，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力_________（选填“是”或“不是”）一对平衡力；
（4）在火星上重力与质量的比值为g火，测器在火星上空悬停时其质量为m，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为_____________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AB．由题知，a图线表示能量随高度的增加逐渐变小，b图线表示能量随高度的增加逐渐变大；石块在上升过程中，质量不变，速度减小，其动能减小，所以上升过程中动能随高度的增加逐渐变小，则a图线是动能随高度变化的图线；上升过程中，质量不变，高度增大，其重力势能增大，所以上升过程中重力势能随高度的增加逐渐变大，所以b图线是重力势能随高度变化的图线，故AB错误；
C．由于不计空气阻力，则小石块的机械能保持不变，机械能等于动能和势能之和，结合图像可知整个过程中各点的机械能均为2J，故C正确；
D．由图可知当高度为4m时，动能为0，重力势能最大，所以小石块达到的高度等于4m，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．加速运动时重力势能转化为动能，故A不符合题意；
B．减速运动时，速度变小，阻力大于动力，所以，所受的阻力大于重力，故B符合题意；
C．匀速直线运动时，动能不变，重力势能变小，机械能变小，故C不符合题意；
D．整个过程中，先做加速运动，后做减速运动，最后做匀速运动，所受的阻力在发生改变，故D不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】
A．小球从A到B处于运动状态，重力势能转化为动能，所以小球的速度增大，此时小球做加速运动，故A错误；
B．C位置小球的速度为0，若一切外力消失，小球由于惯性会保持原来的运动状态，小球将静止在C位置，故B正确；
C．小球摆至B位置时，若一切外力消失，小球有向右的速度，将沿水平方向向右运动，故C错误；
D．小球摆至B位置时，若细线断裂，小球有向右的速度，受竖直向下的重力，所以小球向下抛出做曲线运动，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小明做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小明做减速运动；而b→c的过程中，小明在重力作用下做减速运动；所以，a→c的过程中，小明先加速后减速，在b状态时速度并不是最大（此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段），故A错误；
B．a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小；到达b点时，弹簧恢复到原长，所以此时弹力为0，故B错误；
C．b→c的过程中，即离开地面上升的过程，小明的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为小明的重力势能，故C错误；
D．由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大；小明处于最低位置，速度为0，故小明的动能为0，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
在粗糙的水平杆上，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性势能减小，由于克服与杆的摩擦，一部分弹性势能转化为内能，一部分弹性势能转化为小球的动能，小球的速度变大，动能变大，而小球的重力势能不变，故机械能变大；到达b点时，弹簧恢复原状，此时的弹力为0，水平方向上受到摩擦力的作用，受力不平衡，所以在b点左侧某位置，弹簧的弹力和水平方向上受到的摩擦力是一对平衡力，此时小球的速度最大，动能最大，小球的重力势能不变，故机械能最大，小球从b点向c点运动过程中，弹簧被拉长，小球动能一部分转为弹簧的弹性势能，一部分克服与杆的摩擦转化为内能，即小球动能越来越小，小球的重力势能不变，故机械能变小，所以小球机械能最大的位置在b点左侧。
故选C。
6．D
【详解】
A．质量是物体的一种属性，与位置无关，升空后，飞船内物资的质量不变，故A错误；
B．刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的高度和速度都增大，重力势能和动能都增大，飞船的机械能增大，故B错误；
C．惯性与质量有关，飞船飞向核心舱的过程中，质量不变，其惯性不变，故C错误；
D．对接后，以核心舱为参照物，飞船相对于核心舱的位置没有改变，飞船是静止的，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
AB．小车压紧弹簧时，弹簧的弹性势能最大，释放后被弹开，弹性势能转化为小车的动能，小车的动能增加，弹簧的弹性势能减小，当弹簧恢复到原长后，继续伸长的过程中，弹性势能又增加，所以弹簧的弹性势能是由大变小，由小变大反复的过程，故AB错误；
CD．小车压紧弹簧时，弹簧的弹性势能最大，释放后被弹开，弹簧向右的弹力大于小车所受的阻力，小车向右做加速运动，弹簧的弹性势能转化为小车的动能，小车的动能增加，当弹簧恢复到原长并继续伸长的过程中，弹力逐渐变小并方向变为向左，小车开始做减速运动，动能变小，最终停下来时速度为0，动能为0。故C正确，D错误。
8．C
【详解】
A．木块从C点到D点由于与空气存在摩擦，机械能转化为内能，所以机械能减小，故A错误；
B．木块以一定的速度滑过AB点，若AB是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，B点的动能可能等于A点的动能，故B错误；
C．若BC段粗糙或受到空气阻力作用，B的速度一定大于C的速度，但是在木块从C到D运动过程中，木块的重力势能可能转化为动能，可能使木块在D点的动能等于在B点的动能，故C正确；
D．A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
跳伞运动员受平衡力作用，在空中匀速降落时，质量不变，速度不变，所处的高度越来越小，则跳伞运动员的动能不变，重力势能减少，故机械能减小。
故选D。
10．D
【详解】
A．如图：B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，O点是橡皮筋悬挂小球静止时的点即重力和弹力相等的点。
B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，在小石块未到达B点之前绳子没有发生形变，故从A点下落到B点的过程中，小石块只受到重力的作用，经过B点向下到重力和弹簧的弹力相等的位置（O点）的过程中，重力大于弹力，小球继续加速，所以动能继续增大，故A错误；
B．C点是小球达到的最低点，此时速度为零，则小球的动能为零，故B错误；
C．从A点下落到B点的过程中，小石块的重力势能转化为动能，由B到O的过程，小石块受重力和弹力的作用，橡皮筋的形变量逐渐变大，弹力逐渐变大，重力大于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相同，做加速运动，动能不断变大；由O到C的过程，重力小于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相反，做减速运动，动能不断变小，因此在由A到C的过程中，小石块的动能先增大后减小，故C错误；
D．从B点下落到C点的过程中，可看作由B到O动能不断增大和由O到C动能不断减小的叠加，故D正确；
故选D。
11． 不变 减小
【详解】
[1]跳伞运动员从空中匀速下落的过程中，速度不变，质量不变，故他的动能不变。
[2]正在喷农药的无人机在水平方向上匀速飞行时，质量变小，故速度不变，动能减小，重力势能减小，故机械能减小。
12． 有 具有 不变
【详解】
[1]在投掷过程中，实心球在力的方向上有位移，所以小明对实心球做了功。
[2]实心球在最高点时，有向右的速度，所以实心球有动能。
[3]从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低，所以动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，机械能是守恒的，即实心球的机械能保持不变。
13． 动 弹性势 不是
【详解】
[1]游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。
[2]从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大。
[3]到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为零，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。
14． 动 弦的弹性形变大小 小于
【详解】
[1]物体由于运动而具有的能叫动能。拉弯的弓把箭射出去，射出的箭有一定的速度，具有动能，故是把弓的弹性势能转化为箭的动能。
[2]弓弦具有的弹性势能是通过箭射得距离长短来表示的，箭射得越远，说明弓弦具有的弹性势能越大。经验表明，弦拉得越长，弹性形变越大，同样的箭射得越远，这说明弦的弹性势能与弦的弹性形变大小有关。
[3]当箭射出时，箭具有的动能是弦的弹性势能转化来的，弦被拉的长度相同，说明弦的弹性势能相同，转化成箭的动能也相同。根据动能的影响因素是质量和速度，在动能相同时，箭的质量越大，其运动的速度就越小，即质量大的箭射出时的速度小于质量小的箭射出的速度。
15． 不变 减小 减小
【详解】
[1]在运动员匀速下降的过程中，运动员的质量和速度都不变，所以运动员的动能不变。
[2]在运动员匀速下降的过程中，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减小。
[3]机械能等于动能和势能之和，运动员下降时不具有弹性势能，此时机械能等于动能和重力势能之和，动能不变，重力势能减小，机械能减小。
16． 改变 运动方向 小于 1.03×108 200 40 100 不平衡 减小
【详解】
（1）[1]探测器绕月飞行时，其运动轨迹不是直线，速度大小也会发生改变，因此其运动状态发生改变。
[2]探测器登月前需要减速，需要获得与运动方向相反的制动力，因为力的作用是相互的，所以探测器应向运动方向喷射高速气体，喷出的气体给探测器一个反作用力，使其减速。
（2）[3]根据物体的浮沉条件可知，奋斗者号加速下潜过程中，其受到的重力大于浮力。
[4]海水的压强为
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa
（3）[5][6]重力做功是
W=Gh=20N×10m=200J
重力做功的功率是
（4）[7]拉力端移动的距离
s=nh=2×2m=4m
拉力做的总功
W1=Fs=125N×4m=500J
拉力做功的功率
（5）[8]速度大小发生了变化，不是平衡状态，则此时运动员受到的是非平衡力。
[9]高度降低，重力势能减小。
17． 近 B 动 势
【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；
18．(1)150000J，5000W； (2)动能先变小后不变，重力势能变小，机械能变小
【详解】
(1)运动员后15s下落的距离为
运动员下落的总高度为
运动员的重力为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
下落过程中重力所做的功为
功率为
(2)10~15s：速度变小，动能变小，高度下降，重力势能变小，所以机械能变小；
15~30s：速度不变，动能不变，高度下降，重力势能变小，所以机械能变小。
综上分析：动能先变小后不变，重力势能一直变小，机械能一直变小。
19． 不变 95 不是 mg火
【详解】
（1）[1]探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，探测器相对于火星的高度增加，重力势能变大，动能转化为重力势能，动能变小，机械能不变。
（2）[2]由材料知，探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至
342km/h=342×m/s=95m/s
（3）[3]巡视器降落到火星表面后，巡视器处于平衡状态，受力平衡，但巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力。
（4）[4]在火星上重力与质量的比值为g火，探测器在火星上空悬停时其质量为m，探测器在火星上空悬停时受到的重力为G火=mg火，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力与探测器受到的重力相互平衡，故气体对探测器的作用力大小为
F=G火=mg火
答案第1页，共2页
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