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 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-19 20:42:29 | ||
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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．“天宫课堂”第一课12月9日15点40分正式开启，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲。下列说法正确的是（ ）
A．空间站中，“失重”的三位航天员教师可以悬空 ，三位航天员教师此时的质量为零
B．离地面400km中国空间站每90min绕地球一圈，我们的空间站就是地球的同步卫星
C．航天员在离地面400km中国空间站上看星星，由于没有大气层的干扰，更亮了也不再闪烁
D．空间站中的水球，注入一个气泡，会形成一反一正王亚平老师的两个像，其中正立的那个像是缩小的，说明气泡把水球分成的两部分都相当于凸透镜
2．开学返校途中，好学的小强对路上看到的现象进行思考，其中分析正确的是（ ）
A．货车匀速上坡时，车辆机械能不守恒
B．小汽车在公路上匀速转弯时，车子受力平衡
C．大货车安装很多轮了，可以增大受力面积从而增加地面之间的摩擦
D．高速公路上车辆不能超速，是因为车辆超速后惯性变大不易停下
3．位于潮州韩江大桥桥头的腾瑞中心大厦，如图，高度为186米，它是目前粤东第一高楼，是潮州韩东新城新的标志性建筑。周末，小丽想到大厦的楼顶拍摄潮州市区的全景，当她乘坐的电梯匀速上升时，下列描述正确的是（ ）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能不变，重力势能减小
C．动能不变，重力势能增大 D．动能增大，重力势能不变
4．如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的动能相等
B．绳的拉力对小球做了功
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
5．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点运动过程的说法，正确的是（ ）
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用
6．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
7．频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，如图是频闪照片记录竖直下落的小球每隔相等时间的位置（不计空气阻力），则在下落过程中，小球（ ）
A．动能逐渐减小 B．a 位置没有能量
C．重力在 bc 段做功比在 cd 段慢 D．重力在 ab 段做功比在 bc 段多
8．如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．观光屋上升时重力势能增加、动能减小
B．观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动
C．由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变
D．摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力
9．如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（ ）
A．到达A点时，小球的动能最大
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力
D．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能
10．强大的国防力量，捍卫着我国主权和领土，也保障着我国人民安居乐业。如图所示是我国高超音速导弹“东风17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹运动到b点时，不受重力作用
B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用
C．导弹从a点运动至b点，重力势能不变
D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变
二、填空题
11．在体育考试中，小超投出的实心球在空中的运动轨连如图所示。球从最高点到落地点的过程中，重力势能______，忽略空气阻力，球的机械能______（均选填“增加”、“不变”“减小”）。在最高点时球的动能______（选填“大于”或“等于”）零。
12．一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。在此过程中，飞机的动能______，重力势能______，飞机的机械能______。（填“变大”、“变小”或“不变”）
13．如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋。将卡片反过来，用手把它在桌面上压平，使橡皮筋伸长，迅速松开手，看到卡片跳了起来，在此过程中橡皮筋的______能转化为卡片的______能，再转化为______能。
14．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”）。
15．2016年8月16日，我国用长征二号运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中，量子卫星的动能______，重力势能______，机械能______。（选填“增大”或“不变”或“减小”）
三、综合题
16．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、近火点环绕探测。离火星最近的点叫近火点，离火星最远的点叫远火点。
“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，探测器的动能______，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，探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______。
17．如图所示，是一款型号为CLW5070GSSD5的六轮洒水车，其质量为7.6t，罐体容量为5m3，每个轮胎与地面的接触面积为350cm2。（g取10N/kg）
（1）洒水车在洒水的过程中，动能______，机械能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）若洒水车在一次洒水作业中，以18km/h的速度匀速行驶6km，则它在这段道路上洒水所用时间是______h；
（3）若该洒水车在匀速行驶的过程中所受到的阻力为2500N，则洒水车克服阻力做功的功率是______W。
18．请分析“滚摆”由低处运动至高处的过程中能量的变化与转换。
19．某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是___________。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中阶段对应的是___________。
（3）下降过程中，运动员和跳伞设备的总机械能___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．三位航天员能悬空，是因为所受的重力为0，而质量不随空间位置变化而变化，所以此时航天员的质量与在地球上的质量相同，不为0，故A错误；
B．地球同步卫星是相对地球是静止的，而空间站相对地球有位置变化，所以不是地球的同步卫星，故B错误；
C．站在离地面400km的空间站看星星，由于没有在气层，星星发出的光线是沿直线传播的，所以星星更亮且不闪烁，因为星星闪烁是光线经不均匀大气层时发生折射造成的，故C正确；
D．水球实验中，未注入气泡的水球，相当于凸透镜成倒立、缩小的实像，而注入水泡的水球，成正立缩小的像，凸透镜成正立的是放大的虚像，则此时的水球不是凸透镜而凹透镜，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
A．货车匀速上坡时，速度、质量不变，高度增加，所以动能不变，重力势能变大，车辆机械能变大，故A正确；
B．小汽车在公路上匀速转弯时，运动的方向发生了变化，运动状态发生了改变，受非平衡力作用，故B错误；
C．摩擦力的大小与接触面积大小无关，增加轮胎数目是为了增大受力面积，在压力一定时，减小对路面的压强，故C错误；
D．高速公路上车辆不能超速，是因为质量一定时，速度越快，动能越大，停下来越困难，惯性大小只与质量有关，与速度无关，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
小丽乘坐的电梯匀速上升时，速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能增加，机械能为动能与重力势能之和，则机械能增加，故ABD错误， C正确。
故选C。
4．C
【详解】
A．从图中可以看出B、C位置在同一高度，即重力势能相同，小球在运动过程中与空气摩擦等因素导致部分机械能转化成其它形式的能，即机械能在减小，所以小球在B点机械能大于C点的机械能，故B点动能要大于C点的动能，故A错误；
B．由于小球运动方向与绳子拉力方向刚好垂直，根据做功的概念，功是物体在力的方向上运动的距离与力大小的乘积，这里垂直无功。故B错误；
C．小球在运动过程中与空气摩擦等因素导致部分机械能转化成其它形式的能，即机械能在减小，所以球从B点到O点的过程中机械能减少，故C正确；
D．球从O点到C点的过程中高度不断增加，动能转化为球的重力势能，所以重力势能在增加，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．从A点到C点运动过程中小石块的有重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能，故A错误；
B．B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小石块没有弹力的作用，故B错误；
C．B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），拉力（即橡皮筋的弹力）逐渐增大。当拉力小于重力时，小石块仍做加速运动；当拉力大于重力时，小石块减速下落；所以，小石块的速度先增大后减小，故C正确；
D．C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D错误。
故选C。
6．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。
7．C
【详解】
A．由图可知，小球在下落过程中相同时间内通过的距离不断变大，故小球做加速运动；此过程中，小球的质量不变，速度变大，动能逐渐增大，故A错误；
B．小球在 a 位置时，具有一定的高度，所以具有一定的重力势能，同时小球自身具有内能，即小球在 a 位置具有能量，故B错误；
C．小球的重力 G 不变，小球在 bc 段比 cd 段下落高度小，根据 W=Gh 可知，小球的重力在 bc 段做功比在 cd段少；由题可知小球在 bc 段和 cd 段的运动时间相同，根据 P=可知，重力在 bc 段做功的功率小，即重力在bc 段做功比在 cd 段慢，故C正确；
D．小球的重力 G 不变，小球在 ab 段比 bc 段下落高度小，根据 W=Gh 可知，小球的重力在 ab 段做功比在 bc段少,故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．观光屋上升时，速度大小不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大；故A不正确；
B．观光屋上升到最高点，依然是匀速运动状态；突然所有外力消失，由于惯性，观光屋会做匀速直线运动，故B不正确；
C．匀速圆周运动，运动的方向一直在发生改变，所以人的运动状态也一直在改变，故C不正确；
D．摩天轮静止时，观光屋在缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力的作用下处于平衡状态，所以缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
小球从下落到A点过程中，只受重力作用做加速运动，当与弹簧接触后，在A到B的过程中，弹力逐渐增大到与重力相等，则该过程中合力依然向下，小球加速运动，重力势能转化为动能和弹性势能，B到C过程中，弹力大于重力，合力向上，小球减速，直到C点速度减为零，合力不为零，重力和弹力不是平衡力，综合可知小球在 B点速度最大，则动能最大，高度一直降低，则重力势能减小，动能先增大后减小，整体机械能守恒。
故选B。
10．D
【详解】
A．地球附近的物体都受重力，所以导弹运动到b点时仍受重力作用，故A错误；
B．一切物体都具有惯性，导弹飞出大气层后仍然有惯性，不能说受到惯性的作用，故B错误；
C．导弹从a点运动至b点，质量不变，高度减小，导弹的重力势能减小，故C错误；
D．由导弹的运动轨迹可知，从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动方向不断变化，所以运动状态发生变化，故D正确。
故选D。
11． 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]球从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，则重力势能减小；由于忽略空气阻力，则在下降过程中，重力势能转化为动能，又由于机械能等于动能与势能之和，则机械能不变。
[3]球在最高点时有水平速度，则动能大于零。
12． 变小 变小 变小
【详解】
[1][2][3]飞机在喷洒农药的过程中，在空中某一高度匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，动能变小；高度不变，飞机的重力势能变小；飞机在喷洒农药时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能＝动能+重力势能，机械能变小。
13． 弹性势 动 重力势
【详解】
[1][2][3]由图中可知：要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋对卡片做功，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能跳起来，停下后纸片一侧位置升高，所以跳起来以后，卡片的动能又转变为卡片的重力势能。
14． 动 弹性势 不是平衡状态
【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。
15． 增大 增大 增大
【详解】
[1][2]火箭在加速上升的过程中，质量不变，速度增大，则动能增大；质量不变，高度增大，则重力势能增大。
[3]动能和势能统称为机械能，由于动能增大，重力势能增大，所以其机械能增大。
16． 变小 不变 95 不是 mg火
【详解】
(1) [1][2]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，动能减小，机械能不变。
(2)[3]由材料知，探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至342km/h，合95m/s。
(3)[4]巡视器降落到火星表面后，巡视器处于平衡状态，受力平衡，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力是一对相互作用力。
(4)[5]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
17． 减小 减小 0.33 12500
【详解】
（1）[1][2]洒水车在水平公路上匀速行驶，由于不断洒水，所以其质量减小，动能减小；洒水车的高度不变，质量减小，故重力势能减小；洒水车的动能和重力势能都减小，所以机械能也减小；
（2）[3]根据可知，运动的时间为
（3）[4]18km/h=5m/s，洒水车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，洒水车克服阻力做功的功率为
18．见解析
【详解】
滚摆上升的过程中，质量不变，高度增加，重力势能变大；质量不变、速度减小，动能变小；动能转化为重力势能；若不计空气阻力计及摩擦，只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变。
19． 运动员和跳伞设备的总重力大于阻力 ③ 变小
【详解】
（1）[1]跳伞运动员在OA段处于加速降落过程中，合力向下，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力。
（2）[2]①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC阶段；②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0；③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中CD阶段；④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中AB阶段，故选③。
（3）[3]因为一直克服阻力做功，所以机械能减小。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．“天宫课堂”第一课12月9日15点40分正式开启，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲。下列说法正确的是（ ）
A．空间站中，“失重”的三位航天员教师可以悬空 ，三位航天员教师此时的质量为零
B．离地面400km中国空间站每90min绕地球一圈，我们的空间站就是地球的同步卫星
C．航天员在离地面400km中国空间站上看星星，由于没有大气层的干扰，更亮了也不再闪烁
D．空间站中的水球，注入一个气泡，会形成一反一正王亚平老师的两个像，其中正立的那个像是缩小的，说明气泡把水球分成的两部分都相当于凸透镜
2．开学返校途中，好学的小强对路上看到的现象进行思考，其中分析正确的是（ ）
A．货车匀速上坡时，车辆机械能不守恒
B．小汽车在公路上匀速转弯时，车子受力平衡
C．大货车安装很多轮了，可以增大受力面积从而增加地面之间的摩擦
D．高速公路上车辆不能超速，是因为车辆超速后惯性变大不易停下
3．位于潮州韩江大桥桥头的腾瑞中心大厦，如图，高度为186米，它是目前粤东第一高楼，是潮州韩东新城新的标志性建筑。周末，小丽想到大厦的楼顶拍摄潮州市区的全景，当她乘坐的电梯匀速上升时，下列描述正确的是（ ）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能不变，重力势能减小
C．动能不变，重力势能增大 D．动能增大，重力势能不变
4．如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的动能相等
B．绳的拉力对小球做了功
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
5．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点运动过程的说法，正确的是（ ）
A．小石块减少的重力势能全部转化为动能
B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在C点时，受到平衡力的作用
6．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
7．频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，如图是频闪照片记录竖直下落的小球每隔相等时间的位置（不计空气阻力），则在下落过程中，小球（ ）
A．动能逐渐减小 B．a 位置没有能量
C．重力在 bc 段做功比在 cd 段慢 D．重力在 ab 段做功比在 bc 段多
8．如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．观光屋上升时重力势能增加、动能减小
B．观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动
C．由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变
D．摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力
9．如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（ ）
A．到达A点时，小球的动能最大
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力
D．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能
10．强大的国防力量，捍卫着我国主权和领土，也保障着我国人民安居乐业。如图所示是我国高超音速导弹“东风17”从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹运动到b点时，不受重力作用
B．导弹飞出大气层后，仍受到惯性作用
C．导弹从a点运动至b点，重力势能不变
D．从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动状态发生改变
二、填空题
11．在体育考试中，小超投出的实心球在空中的运动轨连如图所示。球从最高点到落地点的过程中，重力势能______，忽略空气阻力，球的机械能______（均选填“增加”、“不变”“减小”）。在最高点时球的动能______（选填“大于”或“等于”）零。
12．一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。在此过程中，飞机的动能______，重力势能______，飞机的机械能______。（填“变大”、“变小”或“不变”）
13．如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋。将卡片反过来，用手把它在桌面上压平，使橡皮筋伸长，迅速松开手，看到卡片跳了起来，在此过程中橡皮筋的______能转化为卡片的______能，再转化为______能。
14．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”）。
15．2016年8月16日，我国用长征二号运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中，量子卫星的动能______，重力势能______，机械能______。（选填“增大”或“不变”或“减小”）
三、综合题
16．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、近火点环绕探测。离火星最近的点叫近火点，离火星最远的点叫远火点。
“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，探测器的动能______，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，探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______。
17．如图所示，是一款型号为CLW5070GSSD5的六轮洒水车，其质量为7.6t，罐体容量为5m3，每个轮胎与地面的接触面积为350cm2。（g取10N/kg）
（1）洒水车在洒水的过程中，动能______，机械能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）若洒水车在一次洒水作业中，以18km/h的速度匀速行驶6km，则它在这段道路上洒水所用时间是______h；
（3）若该洒水车在匀速行驶的过程中所受到的阻力为2500N，则洒水车克服阻力做功的功率是______W。
18．请分析“滚摆”由低处运动至高处的过程中能量的变化与转换。
19．某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是___________。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中阶段对应的是___________。
（3）下降过程中，运动员和跳伞设备的总机械能___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．三位航天员能悬空，是因为所受的重力为0，而质量不随空间位置变化而变化，所以此时航天员的质量与在地球上的质量相同，不为0，故A错误；
B．地球同步卫星是相对地球是静止的，而空间站相对地球有位置变化，所以不是地球的同步卫星，故B错误；
C．站在离地面400km的空间站看星星，由于没有在气层，星星发出的光线是沿直线传播的，所以星星更亮且不闪烁，因为星星闪烁是光线经不均匀大气层时发生折射造成的，故C正确；
D．水球实验中，未注入气泡的水球，相当于凸透镜成倒立、缩小的实像，而注入水泡的水球，成正立缩小的像，凸透镜成正立的是放大的虚像，则此时的水球不是凸透镜而凹透镜，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
A．货车匀速上坡时，速度、质量不变，高度增加，所以动能不变，重力势能变大，车辆机械能变大，故A正确；
B．小汽车在公路上匀速转弯时，运动的方向发生了变化，运动状态发生了改变，受非平衡力作用，故B错误；
C．摩擦力的大小与接触面积大小无关，增加轮胎数目是为了增大受力面积，在压力一定时，减小对路面的压强，故C错误；
D．高速公路上车辆不能超速，是因为质量一定时，速度越快，动能越大，停下来越困难，惯性大小只与质量有关，与速度无关，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
小丽乘坐的电梯匀速上升时，速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能增加，机械能为动能与重力势能之和，则机械能增加，故ABD错误， C正确。
故选C。
4．C
【详解】
A．从图中可以看出B、C位置在同一高度，即重力势能相同，小球在运动过程中与空气摩擦等因素导致部分机械能转化成其它形式的能，即机械能在减小，所以小球在B点机械能大于C点的机械能，故B点动能要大于C点的动能，故A错误；
B．由于小球运动方向与绳子拉力方向刚好垂直，根据做功的概念，功是物体在力的方向上运动的距离与力大小的乘积，这里垂直无功。故B错误；
C．小球在运动过程中与空气摩擦等因素导致部分机械能转化成其它形式的能，即机械能在减小，所以球从B点到O点的过程中机械能减少，故C正确；
D．球从O点到C点的过程中高度不断增加，动能转化为球的重力势能，所以重力势能在增加，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．从A点到C点运动过程中小石块的有重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能，故A错误；
B．B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小石块没有弹力的作用，故B错误；
C．B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），拉力（即橡皮筋的弹力）逐渐增大。当拉力小于重力时，小石块仍做加速运动；当拉力大于重力时，小石块减速下落；所以，小石块的速度先增大后减小，故C正确；
D．C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D错误。
故选C。
6．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。
7．C
【详解】
A．由图可知，小球在下落过程中相同时间内通过的距离不断变大，故小球做加速运动；此过程中，小球的质量不变，速度变大，动能逐渐增大，故A错误；
B．小球在 a 位置时，具有一定的高度，所以具有一定的重力势能，同时小球自身具有内能，即小球在 a 位置具有能量，故B错误；
C．小球的重力 G 不变，小球在 bc 段比 cd 段下落高度小，根据 W=Gh 可知，小球的重力在 bc 段做功比在 cd段少；由题可知小球在 bc 段和 cd 段的运动时间相同，根据 P=可知，重力在 bc 段做功的功率小，即重力在bc 段做功比在 cd 段慢，故C正确；
D．小球的重力 G 不变，小球在 ab 段比 bc 段下落高度小，根据 W=Gh 可知，小球的重力在 ab 段做功比在 bc段少,故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．观光屋上升时，速度大小不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大；故A不正确；
B．观光屋上升到最高点，依然是匀速运动状态；突然所有外力消失，由于惯性，观光屋会做匀速直线运动，故B不正确；
C．匀速圆周运动，运动的方向一直在发生改变，所以人的运动状态也一直在改变，故C不正确；
D．摩天轮静止时，观光屋在缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力的作用下处于平衡状态，所以缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
小球从下落到A点过程中，只受重力作用做加速运动，当与弹簧接触后，在A到B的过程中，弹力逐渐增大到与重力相等，则该过程中合力依然向下，小球加速运动，重力势能转化为动能和弹性势能，B到C过程中，弹力大于重力，合力向上，小球减速，直到C点速度减为零，合力不为零，重力和弹力不是平衡力，综合可知小球在 B点速度最大，则动能最大，高度一直降低，则重力势能减小，动能先增大后减小，整体机械能守恒。
故选B。
10．D
【详解】
A．地球附近的物体都受重力，所以导弹运动到b点时仍受重力作用，故A错误；
B．一切物体都具有惯性，导弹飞出大气层后仍然有惯性，不能说受到惯性的作用，故B错误；
C．导弹从a点运动至b点，质量不变，高度减小，导弹的重力势能减小，故C错误；
D．由导弹的运动轨迹可知，从起飞点到攻击点的过程中，导弹的运动方向不断变化，所以运动状态发生变化，故D正确。
故选D。
11． 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]球从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，则重力势能减小；由于忽略空气阻力，则在下降过程中，重力势能转化为动能，又由于机械能等于动能与势能之和，则机械能不变。
[3]球在最高点时有水平速度，则动能大于零。
12． 变小 变小 变小
【详解】
[1][2][3]飞机在喷洒农药的过程中，在空中某一高度匀速飞行，飞机的质量减小，速度不变，动能变小；高度不变，飞机的重力势能变小；飞机在喷洒农药时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，所以机械能＝动能+重力势能，机械能变小。
13． 弹性势 动 重力势
【详解】
[1][2][3]由图中可知：要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋对卡片做功，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能跳起来，停下后纸片一侧位置升高，所以跳起来以后，卡片的动能又转变为卡片的重力势能。
14． 动 弹性势 不是平衡状态
【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。
15． 增大 增大 增大
【详解】
[1][2]火箭在加速上升的过程中，质量不变，速度增大，则动能增大；质量不变，高度增大，则重力势能增大。
[3]动能和势能统称为机械能，由于动能增大，重力势能增大，所以其机械能增大。
16． 变小 不变 95 不是 mg火
【详解】
(1) [1][2]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，动能减小，机械能不变。
(2)[3]由材料知，探测器着陆前的降落伞减速阶段，速度减至342km/h，合95m/s。
(3)[4]巡视器降落到火星表面后，巡视器处于平衡状态，受力平衡，巡视器对火星表面的压力和火星对巡视器的支持力是一对相互作用力。
(4)[5]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
17． 减小 减小 0.33 12500
【详解】
（1）[1][2]洒水车在水平公路上匀速行驶，由于不断洒水，所以其质量减小，动能减小；洒水车的高度不变，质量减小，故重力势能减小；洒水车的动能和重力势能都减小，所以机械能也减小；
（2）[3]根据可知，运动的时间为
（3）[4]18km/h=5m/s，洒水车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，洒水车克服阻力做功的功率为
18．见解析
【详解】
滚摆上升的过程中，质量不变，高度增加，重力势能变大；质量不变、速度减小，动能变小；动能转化为重力势能；若不计空气阻力计及摩擦，只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变。
19． 运动员和跳伞设备的总重力大于阻力 ③ 变小
【详解】
（1）[1]跳伞运动员在OA段处于加速降落过程中，合力向下，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力。
（2）[2]①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC阶段；②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0；③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中CD阶段；④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中AB阶段，故选③。
（3）[3]因为一直克服阻力做功，所以机械能减小。
答案第1页，共2页
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