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人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——11.4机械能及其转化
一、动能和势能的相互转化：描述为“变小的能转化为变大的能”
1．（2023·锡山模拟）如图所示，质量为m的小球从某一高度处静止下落，竖直落到直立于地面的轻弹簧上，在A点小球开始与弹簧接触，到B点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等，C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒
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，受到的重力大于弹簧的弹力
D．从B到C，小球重力势能减小、动能先增大后减小，弹簧的势能一直增大
2．（2023九下·东平开学考）小孩从滑梯上匀速滑下的过程中，臀部有灼热感，在此过程中发生的能量转化： （忽略空气阻力）。
3．（2022九上·凤山期中）投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．在最高点b点时，铅球的重力势能最大，动能为零
B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的动能先减小后增大
C．在从a点到b点的过程中，铅球的动能增大，重力势能减小
D．在从a点到c点的过程中，铅球的重力势能增大，动能减小
4．（2022九上·惠山期中）如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，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。则小球从a运动到c的过程中，在 （选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的 ，小球从a运动到b的过程机械能总量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
5．（2022八下·成都期末）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．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能
C．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小
D．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
二、机械能的变化及转化：动能加势能等于机械能
6．（2023·乌鲁木齐模拟）2022年11月21日世界杯正式开赛，世界优秀的足球运动员齐聚卡塔尔，他们顽强拼搏，展现出了足球运动独特的魅力。如图所示为决赛中梅西的一脚劲射，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用，则下列分析中正确的是（ ）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能保持不变
B．踢出去的足球在空中下降过程中，它的机械能逐渐增大
C．踢出去的足球在空中上升到最高点时，动能为0
D．踢出去的足球落到草地上滚动的过程中，机械能减小
7．（2023·泸溪模拟）2022年卡塔尔世界杯足球赛已圆满落幕，如图是某次比赛中足球落地后又弹起的示意图，图中B为第一次弹起的最高点，不计空气阻力。分析可知，足球（ ）
A．在B点时受力平衡
B．在B点时，若所受力全部消失，将静止不动
C．在A、C两点动能可能相等
D．在整个运动过程中，足球的机械能守恒
8．（2023·宾阳模拟）如图所示，载有3名航天员的神舟十四号载人飞船进入太空。载人飞船加速升空过程中以下说法正确的是（ ）
A．飞船的动能增大，机械能不变
B．飞船的重力势能增大，机械能不变
C．飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小
D．燃料燃烧后通过做功，把内能转化为飞船的机械能
9．（2023·石家庄模拟）2022年2月6日，中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏，最终夺得亚洲杯冠军。如图所示，中国女足队员正在传球，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用。则下列说法正确的是（ ）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能逐渐减小
B．踢出去的足球在空中上升到最高点时，它的机械能为0
C．踢出去的足球在空中下降过程中，它的机械能逐渐增大
D．空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动
10．（2023·全椒模拟）2022年4月16日9点56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆。如图所示为返回舱减速下降到地面的过程，下列关于它的机械能的分析正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小，机械能不变
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能增大，重力势能增大，机械能增大
D．动能减小，重力势能减小，机械能减小
三、机械能守恒条件：不计阻力空气阻力及摩擦时，机械能守恒
11．（2023·天长模拟）乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是（ ）
A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc
12．（2023九下·苏州开学考）如图，质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，若不计空气阻力，则环在运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．只要A点高于D点，小环就一定能到达D点
B．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D．若小环能到达D点，小球到达C点时的动能为0
13．（2022九上·镇江期中）如图所示，有一小球沿光滑的曲面轨道ABCD从A点静止滑下，从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中C为轨道最低点，B、D、F三点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在C点的动能最大，E点的动能为零
B．从E点运动到F点的过程，小球的动能转化为重力势能
C．小球在E点的机械能小于在A点的机械能
D．小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等
14．（2022九上·隆安期中）在练习立定跳远时，当你双脚向上跳的过程中，你所具有的动能将
，重力势能将 ，机械能将
（选填“增加”“减小”或“不变”）（不计空气阻力）。
15．（2022九上·常州期中）掷实心球是中考体育加试项目之一。图为掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处，a点、c点高度相同，不计空气阻力。则实心球（ ）
A．在a处动能最大 B．在b处动能最小
C．在d处动能为零 D．在a、b、c三处机械能相等
四、综合训练
16．（2023·中山模拟）如图所示，小球最初从A点由静止释放，沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，下列判断正确的是（ ）
A．小球到达C点后就保持静止，不再向上，也不会向下
B．小球从A点运动到C点的过程中，重力势能不断减小
C．小球从A点运动到C点的过程中，动能不断增大
D．小球从A点运动到C点的过程中，机械能不断减小
17．（2023·子长模拟）苏翊鸣在北京冬奥会上夺得单板滑雪男子大跳台金牌的比赛中，沿山坡匀速滑下时，它的机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．（2023·南海模拟）如图所示的是用于航拍的无人机。关于此无人机的说法中正确的是（ ）
A．无人机能升空的原因是受到空气的浮力
B．航拍时，为了使位于航拍器正下方的同学们所成的像更大，应提高飞行高度
C．无人机在空中悬停定位拍摄时，没有力对无人机做功
D．无人机竖直匀速上升过程中机械能保持不变
19．（2023九下·天桥开学考）北京时间2022年4月16日09时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。中国航天，又站在了一个新的起点。对返回舱在减速下降的过程中能量的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．动能减小，势能减小，机械能减小
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能增大，势能减小，机械能不变
D．动能减小，势能增大，机械能不变
20．（2023九上·南县期末）如图所示，小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的C点，下列说法中正确的是（ ）
A．因为最终到达了与A等高的C点，所以小球机械能守恒
B．小球在B点的机械能最大
C．小球从B到C的过程只是动能转化为重力势能
D．小球从A到C的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做功
21．（2023九上·秦淮期末）2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会，图片是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场地比赛的情景，关于比赛过程中的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．她滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大
B．她从高处运动到低处的过程中，动能转化为重力势能
C．她从出发点加速下滑的过程中，重力势能越来越小
D．她在整个比赛过程中机械能保持不变
22．（2022九上·姜堰期中）针对如图所示的四种现象：
①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C，能滑到D；②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能上下来回转动；③丙图是小球从高处下落到竖直放置的轻质弹簧上，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，（弹簧始终保持竖直，不计空气阻力），小球的机械能不变；④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始向下运动，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b，则其中能成立的是（ ）
A．①② B．①②③ C．①②④ D．③④
23．（2022九上·长垣期中）如图为2022年2月北京冬奥会，高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（ ）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐增大
B．他起跳后到达最高点时，重力势能最大
C．他从空中下落过程中，动能转化为重力势能
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
24．（2022九上·电白期中）下列关于机械能的叙述中，正确的是（ ）
A．运动的物体具有动能，一定没有重力势能
B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有机械能
C．水平路面上，匀速前进的洒水车正在洒水，则洒水车的机械能减小
D．“弓开如满月，箭去似流星”描述了弓的动能转化为箭的弹性势能
25．（2022九上·凤山期中）如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同，小球在A点的重力势能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能，小球在A点的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能；小球在弹跳过程中机械能的总量 （选填“增大”、“减少”或“不变”）。
26．（2022九上·惠东期中）水平公路上一辆匀速行驶的洒水车正在向地面上洒水，在此过程中，洒水车的动能 ，重力势能 ，机械能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
27．（2022八下·任丘期末）如图2020年7月23日，我国发射首个火星探测器“天问一号”，将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上从未有过先例。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 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
28．（2022八下·巴彦期末）如图所示的情景中，关于能量的说法不正确的是（ ）
A．过山车从高处冲下，将重力势能转化为动能
B．水电站发电，将水的机械能转化为电能
C．自行车运动员奋力蹬车时，将人体的一部分化学能转化为动能
D．荡秋千时，动能和重力势能的相互转化，此过程中机械能守恒
29．（2022·烟台）如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来把橡皮贴近自己的鼻子稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子。下列说法正确的是（ ）
A．橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B．橡皮摆动到最低点时动能最小
C．橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能
D．橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】AB．下落过程中，小球的质量保持不变，高度不断减小，重力势能不断减小；小球有静止到A点时，小球只受重力作用，速度不断增大；小球从A点运动到B点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力大于弹力，合力竖直向下，小球还在加速；小球在B点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力等于弹力；小球从B点运动到C点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力小于弹力，合力竖直向上，小球在减速；小球由静止运动到C点，速度先增大后减小，小球的质量保持不变，小球的动能先增大后减小。不考虑空气阻力，小球和弹簧的机械能守恒，A不符合题意， B符合题意；
C．小球达到C点时，小球的速度为零，动能为零，受到的重力小于弹力，C不符合题意；
D．从B到C，小球的质量保持不变，高度不断减小，重力势能不断减小，小球从B点运动到C点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力小于弹力，合力竖直向上，小球在减速，小球的质量保持不变，动能减小。弹簧的弹性形变一直在增大，弹簧的弹性势能一直增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量不变，动能随速度的变大而变大，重力势能随高度的减小而减小，弹性势能随形变量的增大而增大；不计阻力的情况下，机械能守恒。
2．【答案】机械能转化成内能
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】小孩在匀速下滑的过程中，重力势能减小，克服摩擦力做功，内能增加，温度升高，所以机械能减少，机械能转化成内能。
【分析】物体间相互摩擦时，机械能转化为内能。
3．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．在最高点b点时，铅球的质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，仍然有水平向前的速度，动能不为零，A不符合题意；
B．从a点到b点再到c点的过程中，铅球的质量不变，速度先变小后变大，动能先减小后增大，B符合题意；
C．在从a点到b点的过程中，铅球的质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大，C不符合题意；
D．在从b点到c点的过程中，铅球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在最高点，质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，仍然有水平向前的速度，动能不为零；质量不变，速度先变小后变大，动能先减小后增大；质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大；质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大。
4．【答案】b；弹性势能；变大
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】由题意可知，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，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重力势能不变，所以小球的机械能总量变大；到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在b点时小球的动能最大。
【分析】到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小；动能变大，势能不变，则机械能减小。
5．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】小球下落过程中，高度减小，小球重力势能减小；在OA段，小球的重力势能转化为动能，动能先增大；在AB段，小球受到向下的重力大于向上的弹力，合力向下，小球做加速运动，动能逐渐增大，同时弹簧的弹性势能增加；在BC段，小球受到向上的弹力大于向下的重力，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，同时弹簧的弹性势能增加；
A．小球在B点的速度最大，小球的动能最大，A不符合题意；
B．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能与弹簧弹性势能的和，B不符合题意；
C．根据以上分析可知，下落过程中，小球的高度一直降低，小球重力势能一直减小；小球的速度先增大后减小，因此小球的动能先增大后减小，不计空气阻力，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，C符合题意；
D．到达C点时，小球的动能为零，小球受到的重力要小于弹簧的弹力，这两个力不是一对平衡力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大；形变程度变大，弹性势能变大。
6．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】AB．踢出去的足球在空中上升和下降的过程中，由于要克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，所以足球的机械能持续减小，AB不符合题意；
C．踢出去的足球在空中上升到最高点时，竖直方向上速度为零，水平方向上速度不为零，动能不为零，C不符合题意；
D．踢出去的足球落到草地上滚动的过程中，由于要克服草地阻力做功，机械能转化为内能导致机械能减小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】自由运动的物体在运动时，机械能减小；运动的物体具有动能；重力势能和物体的质量、高度有关。
7．【答案】C
【知识点】动能大小的比较；机械能及其转化；牛顿第一定律；平衡力的辨别
【解析】【解答】A．足球在B点时受重力和空气阻力的作用，这两个力不在一条直线上，所以，足球受力不平衡，A不符合题意；
B．足球在B点时，若所受力全部消失，根据牛顿第一定律知道，足球将做匀速直线运动，运动状态保持不变，B不符合题意；
C．由图知道，足球落地弹起后的高度越来越低，说明足球的机械能逐渐减小，故足球在A点的机械能大于其在C点的机械能，而足球在A点的重力势能大于其在C点的重力势能，故足球在A、C两点的动能可能相等，C符合题意；
D．在运动过程中，足球的机械能不断减小，所以不仅存在动能和势能的相互转化，还存在机械能转化与内能的转化，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关；运动的物体在不受力时，会保持匀速直线运动状态；在动能和势能的转化过程中，若考虑摩擦、空气阻力等，机械能将变小。
8．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】ABC．载人飞船加速升空过程中，飞船的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能增大，不是重力势能转化为动能，ABC不符合题意；
D．燃料燃烧时化学能转化为内能，通过做功，把内能转化为飞船的机械能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】火箭升空时，动能和重力势能都变大，机械能变大；燃料燃烧推动火箭上升，内能转化为机械能。
9．【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化；牛顿第一定律
【解析】【解答】A．足球在空中上升过程中，受到空气阻力向下，空气阻力做功，足球机械能逐渐减小，A符合题意；
B．踢出去的足球在空中上升到最高点时，它的动能为0，机械能不为零，B不符合题意；
C．踢出去的足球在空中下降过程中，受到空气阻力向上，空气阻力做功，足球机械能逐渐减小，C不符合题意；
D．空中运动的足球，若所受力都消失，由于惯性，它将继续保持之前的运动状态不变，即做匀速直线运动，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】物体克服阻力做功，机械能减小；物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
10．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】返回舱减速下降到地面的过程中，质量不变，速度下降，动能减小，高度减小，重力势能减小，物体的机械能是动能和势能之和，所以机械能减小，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量不变，速度下降，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能减小。
11．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，由于高度和速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球到达桌面时的机械能相同，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】高度和速度都相同，机械能是相同的；不计空气阻力，机械能是守恒的，重力势能相同，则动能相同，速度相同。
12．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A． A点高于D点，但低于C点，则小环在A点的重力势能小于C点的重力势能，小环无法越过C点，所以小环就不能到达D点，A不符合题意；
B．小环从A点到B点，高度降低，重力势能转化为动能，所以动能一直增加，由于曲杆光滑，没有能量损失，所以机械能保持不变，B符合题意；
C．小环从A点到B点，重力势能减小，从B点到C点，重力势能增大，从C点到D点，重力势能又减小，C不符合题意；
D．若小环能到达D点，则小环到达C点时仍要向右继续运动，所以小环到达C点时有向右运动的速度，即小球到达C点时的动能不为0，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
13．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在C点的机械能等于在其它各点的机械能，但C点高度最小，重力势能最小，所以在C点的动能最大，但小球在E点时，在水平方向上速度不为零，所以其动能不为零，A不符合题意；
B．从E点运动到F点的过程，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，B不符合题意；
C．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在E点的机械能等于在A点的机械能，C不符合题意；
D．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在B点的机械能等于在D点的机械能，B、D两点高度相同，重力势能相同，所以小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变；高度最小，重力势能最小，动能最大；质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能；高度相同，重力势能相同，动能变化量相等。
14．【答案】减小；增加；不变
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】双脚向上跳的过程中，人的质量不变，速度变小，动能减小；质量不变，高度变大，重力势能增加；由于不计空气阻力，机械能守恒，所以机械能保持不变。
【分析】物体的动能和物体的质量、速度有关；物体的重力势能和物体的质量、高度有关；物体的机械能是动能和势能的总和。
15．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】解：D、因为不计空气阻力，所以，在动能与势能的相互转化过程中，小球的机械能没有损失（即机械能守恒），则小球在a、b、c三处机械能相等，D符合题意；
A、不计空气阻力，小球在空中运动的过程中，小球的机械能守恒，在d处时高度最低，重力势能最小，动能最大，所以小球在d处时的动能最大，而不是在a处动能最大，A不符合题意；
B、小球在b处时具有一定的速度，动能不为0；在e处时，小球的速度为0，动能为0，所以在e处动能最小，B不符合题意；
C、由A项解答可知小球在d处时动能不为零，而是动能最大，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】不计空气阻力，机械能守恒，高度最低，重力势能最小，动能最大；质量一定时，速度越小，动能越小。
16．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球到达C点后会在重力的作用下向下运动，A不符合题意；
BC．小球从A点运动到C点的过程中，质量不变，高度先变小后变大，重力势能先减小后增大，速度先变大后变小，动能先增大后减小，BC不符合题意；
D．小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦做功，机械能不断减小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】重力方向竖直向下；质量不变，高度先变小后变大，重力势能先减小后增大，速度先变大后变小，动能先增大后减小；存在摩擦阻力，机械能减小。
17．【答案】变小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】运动员从山坡上匀速滑下，运动员的质量保持不变，由于运动员的速度也没变，所以动能不变；高度降低了，重力势能减小；机械能等于动能与势能的和，由于动能不变，重力势能变小，所以机械能变小。
【分析】质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，机械能变小。
18．【答案】C
【知识点】机械能及其转化；浮力的利用；是否做功的判断
【解析】【解答】A．无人机能升空的原因是无人机的旋转桨转动时，对下方空气施加向下的作用力，物体间力的作用是相互的，空气对它施加向上的作用力，即为升力，A不符合题意；
B．航拍时，为了使位于航拍器正下方的同学们所成的像更大，应降低飞行高度，减小物距，来增大像距，B不符合题意；
C．无人机在空中悬停定位拍摄时，无人机没有发生移动，没有力对无人机做功，C符合题意；
D．无人机竖直匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度升高，动能不变，重力势能变大，机械能变大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】飞机升空利用了升力；物距越远，成像越小；物体受力但没有距离时，力不做功；物体上升时，重力势能变大。
19．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】返回舱在减速下降的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能包括动能和势能，所以机械能也减小，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】质量一定时，动能核速度有关，重力势能核高度有关；减速下落的物体，动能减小，重力势能减小，总机械能减小。
20．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A B．小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，在A点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等高的C点，C点速度为0，只有重力势能，A、C两点的重力势能相等，但A点的机械能大于B点的机械能，说整个运动过程中，机械能在减小，所以A点的机械能最大，AB不符合题意；
C．小球从B到C的过程中先将重力势能转化为动能，再将动能转化为重力势能，C不符合题意；
D．A、C两点的重力势能相等，整个过程动能减小为0，用来克服摩擦力做功，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体在运动过程中消耗机械能，转化为内能，是做功改变了内能。
21．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．滑行向上冲击到最高点时，质量不变，速度减小，高度增加，动能转化为重力势能，此时重力势能最大，动能最小，A不符合题意；
B．从高处运动到低处的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，B不符合题意；
C．从出发点加速下滑的过程中，高度越来越小，重力势能越来越小，重力势能转化为动能，C符合题意；
D．在整个比赛过程中会克服摩擦力做功，故机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量不变，速度减小，高度增加，动能转化为重力势能，此时重力势能最大，动能最小；在整个比赛过程中会克服摩擦力做功，故机械能不守恒。
22．【答案】A
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】①甲图中无摩擦，机械能是守恒的，因此，小球从A点经B、C能滑到D，故①符合题意；②乙图中无摩擦，将细绳绕轴转到A点，放手后，滚摆向下运动，重力势能转化为动能；滚摆从最下端上升时，动能转化为重力势能，滚摆能在上下来回转动，故②符合题意；③丙图中，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒，故③不符合题意；④由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒；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，故④不符合题意；A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】无摩擦，机械能是守恒的；滚摆从最下端上升时，动能转化为重力势能，滚摆能在上下来回转动；小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒；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。
23．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．他从起跳到最高点的过程中，质量不变，速度变小，动能逐渐变小，A不符合题意；
B．他起跳后到达最高点时，高度最高，重力势能最大，B符合题意；
C．他从空中下落过程中，质量不变，速度变快，高度下降，重力势能转化为动能，C不符合题意；
D．由于存在摩擦阻力，他从起跳到落地的整个过程中，机械能不断减少，是不守恒的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量不变，速度变小，动能逐渐变小；高度最高，重力势能最大；质量不变，速度变快，高度下降，重力势能转化为动能；存在摩擦阻力，机械能不断减少。
24．【答案】C
【知识点】动能和势能的概念；机械能及其转化
【解析】【解答】A．运动的物体如果与地面具有一定的高度，也具有重力势能，A不符合题意；
B．挂在树枝上的苹果，虽然没有做功，但有一定的高度，具有重力势能，所以有机械能，B不符合题意；
C．水平路面上，匀速前进的洒水车正在洒水，速度和高度不变，但质量在减小，所以机械能减小，C符合题意；
D．箭射时，弓的弹性形变减小，弹性势能减小，箭由静止到运动，速度变大，动能增大，所以是弓的弹性势能转化为箭的动能。D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】运动的物体如果与地面具有一定的高度，也具有重力势能；挂在树枝上的苹果，具有重力势能，所以有机械能；速度和高度不变，但质量在减小，所以机械能减小；箭由静止到运动，速度变大，动能增大，所以是弓的弹性势能转化为箭的动能。
25．【答案】等于；大于；减少
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】 皮球在A点的高度和B点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：皮球在A、B两点的重力势能相等。
由于皮球弹起的高度越来越低，所以小球在弹跳过程中机械能的总量减小，A位置的机械能大于B位置时的机械能，因此在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能。
【分析】高度相等，质量相等，重力势能相等；由于皮球弹起的高度越来越低，所以小球在弹跳过程中机械能的总量减小，重力势能相等的情况下，动能减小。
26．【答案】减小；减小；减小
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】洒水车正在向地面上洒水，水的质量慢慢变小，速度不变，故洒水车的动能减小。洒水车正在向地面上洒水，水的质量慢慢变小，高度不变，故洒水车的重力势能减小。机械能是动能和势能之和，动能和势能慢慢减小，故机械能减小。
【分析】质量慢慢变小，速度不变，动能减小；质量慢慢变小，高度不变，重力势能减小；动能和势能慢慢减小，故机械能减小。
27．【答案】变小；不变
【知识点】动能大小的比较；机械能守恒条件
【解析】【解答】探测器由近火点向远火点运动时，不受空阻力，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，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，机械能不变。
【分析】质量一定时，速度变小，动能减小；高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能，机械能不变。
28．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．过山车从高处冲下时，其质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，所以该过程中将重力势能转化为动能，A正确，不符合题意；
B．水力发电时，消耗了水的机械能，并转化为电能，即水的机械能转化为电能，B正确，不符合题意；
C．自行车运动员奋力蹬车时，消耗了人体内的一部分化学能，并转化为动能，C正确，不符合题意；
D．荡秋千时，动能和重力势能可以相互转化；因为有摩擦阻力和空气阻力的作用，一部分机械能会转化为秋千和人的内能，所以秋千和人的机械能不守恒，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，该过程中将重力势能转化为动能；水力发电时，水的机械能转化为电能；自行车运动员奋力蹬车时，化学转化为动能；有摩擦阻力和空气阻力的作用，机械能不守恒。
29．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．由于在摆动中，橡皮受到了空气阻力，故机械能不守恒，A不符合题意；
B．橡皮在最低点时，高度最低，速度最快，所以重力势能最小，动能最大，B不符合题意；
C．橡皮在下降过程中，重力势能减小，动能增加，即重力势能转化为动能；C符合题意；
D．橡皮在上升过程中，重力势能增加，动能减小，是动能转化为重力势能；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】下降过程中，重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能。
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人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——11.4机械能及其转化
一、动能和势能的相互转化：描述为“变小的能转化为变大的能”
1．（2023·锡山模拟）如图所示，质量为m的小球从某一高度处静止下落，竖直落到直立于地面的轻弹簧上，在A点小球开始与弹簧接触，到B点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等，C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒
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，受到的重力大于弹簧的弹力
D．从B到C，小球重力势能减小、动能先增大后减小，弹簧的势能一直增大
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】AB．下落过程中，小球的质量保持不变，高度不断减小，重力势能不断减小；小球有静止到A点时，小球只受重力作用，速度不断增大；小球从A点运动到B点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力大于弹力，合力竖直向下，小球还在加速；小球在B点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力等于弹力；小球从B点运动到C点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力小于弹力，合力竖直向上，小球在减速；小球由静止运动到C点，速度先增大后减小，小球的质量保持不变，小球的动能先增大后减小。不考虑空气阻力，小球和弹簧的机械能守恒，A不符合题意， B符合题意；
C．小球达到C点时，小球的速度为零，动能为零，受到的重力小于弹力，C不符合题意；
D．从B到C，小球的质量保持不变，高度不断减小，重力势能不断减小，小球从B点运动到C点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力小于弹力，合力竖直向上，小球在减速，小球的质量保持不变，动能减小。弹簧的弹性形变一直在增大，弹簧的弹性势能一直增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量不变，动能随速度的变大而变大，重力势能随高度的减小而减小，弹性势能随形变量的增大而增大；不计阻力的情况下，机械能守恒。
2．（2023九下·东平开学考）小孩从滑梯上匀速滑下的过程中，臀部有灼热感，在此过程中发生的能量转化： （忽略空气阻力）。
【答案】机械能转化成内能
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】小孩在匀速下滑的过程中，重力势能减小，克服摩擦力做功，内能增加，温度升高，所以机械能减少，机械能转化成内能。
【分析】物体间相互摩擦时，机械能转化为内能。
3．（2022九上·凤山期中）投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．在最高点b点时，铅球的重力势能最大，动能为零
B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的动能先减小后增大
C．在从a点到b点的过程中，铅球的动能增大，重力势能减小
D．在从a点到c点的过程中，铅球的重力势能增大，动能减小
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．在最高点b点时，铅球的质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，仍然有水平向前的速度，动能不为零，A不符合题意；
B．从a点到b点再到c点的过程中，铅球的质量不变，速度先变小后变大，动能先减小后增大，B符合题意；
C．在从a点到b点的过程中，铅球的质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大，C不符合题意；
D．在从b点到c点的过程中，铅球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在最高点，质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，仍然有水平向前的速度，动能不为零；质量不变，速度先变小后变大，动能先减小后增大；质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大；质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大。
4．（2022九上·惠山期中）如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，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。则小球从a运动到c的过程中，在 （选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的 ，小球从a运动到b的过程机械能总量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】b；弹性势能；变大
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】由题意可知，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，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重力势能不变，所以小球的机械能总量变大；到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在b点时小球的动能最大。
【分析】到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小；动能变大，势能不变，则机械能减小。
5．（2022八下·成都期末）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．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能
C．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小
D．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
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】小球下落过程中，高度减小，小球重力势能减小；在OA段，小球的重力势能转化为动能，动能先增大；在AB段，小球受到向下的重力大于向上的弹力，合力向下，小球做加速运动，动能逐渐增大，同时弹簧的弹性势能增加；在BC段，小球受到向上的弹力大于向下的重力，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，同时弹簧的弹性势能增加；
A．小球在B点的速度最大，小球的动能最大，A不符合题意；
B．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能与弹簧弹性势能的和，B不符合题意；
C．根据以上分析可知，下落过程中，小球的高度一直降低，小球重力势能一直减小；小球的速度先增大后减小，因此小球的动能先增大后减小，不计空气阻力，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，C符合题意；
D．到达C点时，小球的动能为零，小球受到的重力要小于弹簧的弹力，这两个力不是一对平衡力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大；形变程度变大，弹性势能变大。
二、机械能的变化及转化：动能加势能等于机械能
6．（2023·乌鲁木齐模拟）2022年11月21日世界杯正式开赛，世界优秀的足球运动员齐聚卡塔尔，他们顽强拼搏，展现出了足球运动独特的魅力。如图所示为决赛中梅西的一脚劲射，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用，则下列分析中正确的是（ ）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能保持不变
B．踢出去的足球在空中下降过程中，它的机械能逐渐增大
C．踢出去的足球在空中上升到最高点时，动能为0
D．踢出去的足球落到草地上滚动的过程中，机械能减小
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】AB．踢出去的足球在空中上升和下降的过程中，由于要克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，所以足球的机械能持续减小，AB不符合题意；
C．踢出去的足球在空中上升到最高点时，竖直方向上速度为零，水平方向上速度不为零，动能不为零，C不符合题意；
D．踢出去的足球落到草地上滚动的过程中，由于要克服草地阻力做功，机械能转化为内能导致机械能减小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】自由运动的物体在运动时，机械能减小；运动的物体具有动能；重力势能和物体的质量、高度有关。
7．（2023·泸溪模拟）2022年卡塔尔世界杯足球赛已圆满落幕，如图是某次比赛中足球落地后又弹起的示意图，图中B为第一次弹起的最高点，不计空气阻力。分析可知，足球（ ）
A．在B点时受力平衡
B．在B点时，若所受力全部消失，将静止不动
C．在A、C两点动能可能相等
D．在整个运动过程中，足球的机械能守恒
【答案】C
【知识点】动能大小的比较；机械能及其转化；牛顿第一定律；平衡力的辨别
【解析】【解答】A．足球在B点时受重力和空气阻力的作用，这两个力不在一条直线上，所以，足球受力不平衡，A不符合题意；
B．足球在B点时，若所受力全部消失，根据牛顿第一定律知道，足球将做匀速直线运动，运动状态保持不变，B不符合题意；
C．由图知道，足球落地弹起后的高度越来越低，说明足球的机械能逐渐减小，故足球在A点的机械能大于其在C点的机械能，而足球在A点的重力势能大于其在C点的重力势能，故足球在A、C两点的动能可能相等，C符合题意；
D．在运动过程中，足球的机械能不断减小，所以不仅存在动能和势能的相互转化，还存在机械能转化与内能的转化，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关；运动的物体在不受力时，会保持匀速直线运动状态；在动能和势能的转化过程中，若考虑摩擦、空气阻力等，机械能将变小。
8．（2023·宾阳模拟）如图所示，载有3名航天员的神舟十四号载人飞船进入太空。载人飞船加速升空过程中以下说法正确的是（ ）
A．飞船的动能增大，机械能不变
B．飞船的重力势能增大，机械能不变
C．飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小
D．燃料燃烧后通过做功，把内能转化为飞船的机械能
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】ABC．载人飞船加速升空过程中，飞船的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能增大，不是重力势能转化为动能，ABC不符合题意；
D．燃料燃烧时化学能转化为内能，通过做功，把内能转化为飞船的机械能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】火箭升空时，动能和重力势能都变大，机械能变大；燃料燃烧推动火箭上升，内能转化为机械能。
9．（2023·石家庄模拟）2022年2月6日，中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏，最终夺得亚洲杯冠军。如图所示，中国女足队员正在传球，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用。则下列说法正确的是（ ）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能逐渐减小
B．踢出去的足球在空中上升到最高点时，它的机械能为0
C．踢出去的足球在空中下降过程中，它的机械能逐渐增大
D．空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动
【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化；牛顿第一定律
【解析】【解答】A．足球在空中上升过程中，受到空气阻力向下，空气阻力做功，足球机械能逐渐减小，A符合题意；
B．踢出去的足球在空中上升到最高点时，它的动能为0，机械能不为零，B不符合题意；
C．踢出去的足球在空中下降过程中，受到空气阻力向上，空气阻力做功，足球机械能逐渐减小，C不符合题意；
D．空中运动的足球，若所受力都消失，由于惯性，它将继续保持之前的运动状态不变，即做匀速直线运动，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】物体克服阻力做功，机械能减小；物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
10．（2023·全椒模拟）2022年4月16日9点56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱在东风着陆场预定区域安全着陆。如图所示为返回舱减速下降到地面的过程，下列关于它的机械能的分析正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能减小，机械能不变
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能增大，重力势能增大，机械能增大
D．动能减小，重力势能减小，机械能减小
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】返回舱减速下降到地面的过程中，质量不变，速度下降，动能减小，高度减小，重力势能减小，物体的机械能是动能和势能之和，所以机械能减小，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量不变，速度下降，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能减小。
三、机械能守恒条件：不计阻力空气阻力及摩擦时，机械能守恒
11．（2023·天长模拟）乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是（ ）
A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，由于高度和速度都相同，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球到达桌面时的机械能相同，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】高度和速度都相同，机械能是相同的；不计空气阻力，机械能是守恒的，重力势能相同，则动能相同，速度相同。
12．（2023九下·苏州开学考）如图，质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，若不计空气阻力，则环在运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．只要A点高于D点，小环就一定能到达D点
B．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D．若小环能到达D点，小球到达C点时的动能为0
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A． A点高于D点，但低于C点，则小环在A点的重力势能小于C点的重力势能，小环无法越过C点，所以小环就不能到达D点，A不符合题意；
B．小环从A点到B点，高度降低，重力势能转化为动能，所以动能一直增加，由于曲杆光滑，没有能量损失，所以机械能保持不变，B符合题意；
C．小环从A点到B点，重力势能减小，从B点到C点，重力势能增大，从C点到D点，重力势能又减小，C不符合题意；
D．若小环能到达D点，则小环到达C点时仍要向右继续运动，所以小环到达C点时有向右运动的速度，即小球到达C点时的动能不为0，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
13．（2022九上·镇江期中）如图所示，有一小球沿光滑的曲面轨道ABCD从A点静止滑下，从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中C为轨道最低点，B、D、F三点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在C点的动能最大，E点的动能为零
B．从E点运动到F点的过程，小球的动能转化为重力势能
C．小球在E点的机械能小于在A点的机械能
D．小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在C点的机械能等于在其它各点的机械能，但C点高度最小，重力势能最小，所以在C点的动能最大，但小球在E点时，在水平方向上速度不为零，所以其动能不为零，A不符合题意；
B．从E点运动到F点的过程，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，B不符合题意；
C．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在E点的机械能等于在A点的机械能，C不符合题意；
D．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在B点的机械能等于在D点的机械能，B、D两点高度相同，重力势能相同，所以小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变；高度最小，重力势能最小，动能最大；质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能；高度相同，重力势能相同，动能变化量相等。
14．（2022九上·隆安期中）在练习立定跳远时，当你双脚向上跳的过程中，你所具有的动能将
，重力势能将 ，机械能将
（选填“增加”“减小”或“不变”）（不计空气阻力）。
【答案】减小；增加；不变
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】双脚向上跳的过程中，人的质量不变，速度变小，动能减小；质量不变，高度变大，重力势能增加；由于不计空气阻力，机械能守恒，所以机械能保持不变。
【分析】物体的动能和物体的质量、速度有关；物体的重力势能和物体的质量、高度有关；物体的机械能是动能和势能的总和。
15．（2022九上·常州期中）掷实心球是中考体育加试项目之一。图为掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处，a点、c点高度相同，不计空气阻力。则实心球（ ）
A．在a处动能最大 B．在b处动能最小
C．在d处动能为零 D．在a、b、c三处机械能相等
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】解：D、因为不计空气阻力，所以，在动能与势能的相互转化过程中，小球的机械能没有损失（即机械能守恒），则小球在a、b、c三处机械能相等，D符合题意；
A、不计空气阻力，小球在空中运动的过程中，小球的机械能守恒，在d处时高度最低，重力势能最小，动能最大，所以小球在d处时的动能最大，而不是在a处动能最大，A不符合题意；
B、小球在b处时具有一定的速度，动能不为0；在e处时，小球的速度为0，动能为0，所以在e处动能最小，B不符合题意；
C、由A项解答可知小球在d处时动能不为零，而是动能最大，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】不计空气阻力，机械能守恒，高度最低，重力势能最小，动能最大；质量一定时，速度越小，动能越小。
四、综合训练
16．（2023·中山模拟）如图所示，小球最初从A点由静止释放，沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，下列判断正确的是（ ）
A．小球到达C点后就保持静止，不再向上，也不会向下
B．小球从A点运动到C点的过程中，重力势能不断减小
C．小球从A点运动到C点的过程中，动能不断增大
D．小球从A点运动到C点的过程中，机械能不断减小
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．小球到达C点后会在重力的作用下向下运动，A不符合题意；
BC．小球从A点运动到C点的过程中，质量不变，高度先变小后变大，重力势能先减小后增大，速度先变大后变小，动能先增大后减小，BC不符合题意；
D．小球从A点运动到C点的过程中，克服摩擦做功，机械能不断减小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】重力方向竖直向下；质量不变，高度先变小后变大，重力势能先减小后增大，速度先变大后变小，动能先增大后减小；存在摩擦阻力，机械能减小。
17．（2023·子长模拟）苏翊鸣在北京冬奥会上夺得单板滑雪男子大跳台金牌的比赛中，沿山坡匀速滑下时，它的机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】变小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】运动员从山坡上匀速滑下，运动员的质量保持不变，由于运动员的速度也没变，所以动能不变；高度降低了，重力势能减小；机械能等于动能与势能的和，由于动能不变，重力势能变小，所以机械能变小。
【分析】质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，机械能变小。
18．（2023·南海模拟）如图所示的是用于航拍的无人机。关于此无人机的说法中正确的是（ ）
A．无人机能升空的原因是受到空气的浮力
B．航拍时，为了使位于航拍器正下方的同学们所成的像更大，应提高飞行高度
C．无人机在空中悬停定位拍摄时，没有力对无人机做功
D．无人机竖直匀速上升过程中机械能保持不变
【答案】C
【知识点】机械能及其转化；浮力的利用；是否做功的判断
【解析】【解答】A．无人机能升空的原因是无人机的旋转桨转动时，对下方空气施加向下的作用力，物体间力的作用是相互的，空气对它施加向上的作用力，即为升力，A不符合题意；
B．航拍时，为了使位于航拍器正下方的同学们所成的像更大，应降低飞行高度，减小物距，来增大像距，B不符合题意；
C．无人机在空中悬停定位拍摄时，无人机没有发生移动，没有力对无人机做功，C符合题意；
D．无人机竖直匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度升高，动能不变，重力势能变大，机械能变大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】飞机升空利用了升力；物距越远，成像越小；物体受力但没有距离时，力不做功；物体上升时，重力势能变大。
19．（2023九下·天桥开学考）北京时间2022年4月16日09时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员翟志刚、王亚平、叶光富身体状态良好，神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功。中国航天，又站在了一个新的起点。对返回舱在减速下降的过程中能量的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．动能减小，势能减小，机械能减小
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能增大，势能减小，机械能不变
D．动能减小，势能增大，机械能不变
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】返回舱在减速下降的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能包括动能和势能，所以机械能也减小，BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】质量一定时，动能核速度有关，重力势能核高度有关；减速下落的物体，动能减小，重力势能减小，总机械能减小。
20．（2023九上·南县期末）如图所示，小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的C点，下列说法中正确的是（ ）
A．因为最终到达了与A等高的C点，所以小球机械能守恒
B．小球在B点的机械能最大
C．小球从B到C的过程只是动能转化为重力势能
D．小球从A到C的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做功
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A B．小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，在A点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等高的C点，C点速度为0，只有重力势能，A、C两点的重力势能相等，但A点的机械能大于B点的机械能，说整个运动过程中，机械能在减小，所以A点的机械能最大，AB不符合题意；
C．小球从B到C的过程中先将重力势能转化为动能，再将动能转化为重力势能，C不符合题意；
D．A、C两点的重力势能相等，整个过程动能减小为0，用来克服摩擦力做功，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体在运动过程中消耗机械能，转化为内能，是做功改变了内能。
21．（2023九上·秦淮期末）2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会，图片是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场地比赛的情景，关于比赛过程中的能量转化，下列说法正确的是（ ）
A．她滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大
B．她从高处运动到低处的过程中，动能转化为重力势能
C．她从出发点加速下滑的过程中，重力势能越来越小
D．她在整个比赛过程中机械能保持不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．滑行向上冲击到最高点时，质量不变，速度减小，高度增加，动能转化为重力势能，此时重力势能最大，动能最小，A不符合题意；
B．从高处运动到低处的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，B不符合题意；
C．从出发点加速下滑的过程中，高度越来越小，重力势能越来越小，重力势能转化为动能，C符合题意；
D．在整个比赛过程中会克服摩擦力做功，故机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量不变，速度减小，高度增加，动能转化为重力势能，此时重力势能最大，动能最小；在整个比赛过程中会克服摩擦力做功，故机械能不守恒。
22．（2022九上·姜堰期中）针对如图所示的四种现象：
①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C，能滑到D；②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能上下来回转动；③丙图是小球从高处下落到竖直放置的轻质弹簧上，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，（弹簧始终保持竖直，不计空气阻力），小球的机械能不变；④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始向下运动，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b，则其中能成立的是（ ）
A．①② B．①②③ C．①②④ D．③④
【答案】A
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】①甲图中无摩擦，机械能是守恒的，因此，小球从A点经B、C能滑到D，故①符合题意；②乙图中无摩擦，将细绳绕轴转到A点，放手后，滚摆向下运动，重力势能转化为动能；滚摆从最下端上升时，动能转化为重力势能，滚摆能在上下来回转动，故②符合题意；③丙图中，从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒，故③不符合题意；④由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒；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，故④不符合题意；A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】无摩擦，机械能是守恒的；滚摆从最下端上升时，动能转化为重力势能，滚摆能在上下来回转动；小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒；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。
23．（2022九上·长垣期中）如图为2022年2月北京冬奥会，高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（ ）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐增大
B．他起跳后到达最高点时，重力势能最大
C．他从空中下落过程中，动能转化为重力势能
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．他从起跳到最高点的过程中，质量不变，速度变小，动能逐渐变小，A不符合题意；
B．他起跳后到达最高点时，高度最高，重力势能最大，B符合题意；
C．他从空中下落过程中，质量不变，速度变快，高度下降，重力势能转化为动能，C不符合题意；
D．由于存在摩擦阻力，他从起跳到落地的整个过程中，机械能不断减少，是不守恒的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】质量不变，速度变小，动能逐渐变小；高度最高，重力势能最大；质量不变，速度变快，高度下降，重力势能转化为动能；存在摩擦阻力，机械能不断减少。
24．（2022九上·电白期中）下列关于机械能的叙述中，正确的是（ ）
A．运动的物体具有动能，一定没有重力势能
B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有机械能
C．水平路面上，匀速前进的洒水车正在洒水，则洒水车的机械能减小
D．“弓开如满月，箭去似流星”描述了弓的动能转化为箭的弹性势能
【答案】C
【知识点】动能和势能的概念；机械能及其转化
【解析】【解答】A．运动的物体如果与地面具有一定的高度，也具有重力势能，A不符合题意；
B．挂在树枝上的苹果，虽然没有做功，但有一定的高度，具有重力势能，所以有机械能，B不符合题意；
C．水平路面上，匀速前进的洒水车正在洒水，速度和高度不变，但质量在减小，所以机械能减小，C符合题意；
D．箭射时，弓的弹性形变减小，弹性势能减小，箭由静止到运动，速度变大，动能增大，所以是弓的弹性势能转化为箭的动能。D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】运动的物体如果与地面具有一定的高度，也具有重力势能；挂在树枝上的苹果，具有重力势能，所以有机械能；速度和高度不变，但质量在减小，所以机械能减小；箭由静止到运动，速度变大，动能增大，所以是弓的弹性势能转化为箭的动能。
25．（2022九上·凤山期中）如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同，小球在A点的重力势能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能，小球在A点的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能；小球在弹跳过程中机械能的总量 （选填“增大”、“减少”或“不变”）。
【答案】等于；大于；减少
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】 皮球在A点的高度和B点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：皮球在A、B两点的重力势能相等。
由于皮球弹起的高度越来越低，所以小球在弹跳过程中机械能的总量减小，A位置的机械能大于B位置时的机械能，因此在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能。
【分析】高度相等，质量相等，重力势能相等；由于皮球弹起的高度越来越低，所以小球在弹跳过程中机械能的总量减小，重力势能相等的情况下，动能减小。
26．（2022九上·惠东期中）水平公路上一辆匀速行驶的洒水车正在向地面上洒水，在此过程中，洒水车的动能 ，重力势能 ，机械能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】减小；减小；减小
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】洒水车正在向地面上洒水，水的质量慢慢变小，速度不变，故洒水车的动能减小。洒水车正在向地面上洒水，水的质量慢慢变小，高度不变，故洒水车的重力势能减小。机械能是动能和势能之和，动能和势能慢慢减小，故机械能减小。
【分析】质量慢慢变小，速度不变，动能减小；质量慢慢变小，高度不变，重力势能减小；动能和势能慢慢减小，故机械能减小。
27．（2022八下·任丘期末）如图2020年7月23日，我国发射首个火星探测器“天问一号”，将一次性完成“绕、落、巡”三大任务，这在世界航天史上从未有过先例。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 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】变小；不变
【知识点】动能大小的比较；机械能守恒条件
【解析】【解答】探测器由近火点向远火点运动时，不受空阻力，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，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，机械能不变。
【分析】质量一定时，速度变小，动能减小；高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能，机械能不变。
28．（2022八下·巴彦期末）如图所示的情景中，关于能量的说法不正确的是（ ）
A．过山车从高处冲下，将重力势能转化为动能
B．水电站发电，将水的机械能转化为电能
C．自行车运动员奋力蹬车时，将人体的一部分化学能转化为动能
D．荡秋千时，动能和重力势能的相互转化，此过程中机械能守恒
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．过山车从高处冲下时，其质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，所以该过程中将重力势能转化为动能，A正确，不符合题意；
B．水力发电时，消耗了水的机械能，并转化为电能，即水的机械能转化为电能，B正确，不符合题意；
C．自行车运动员奋力蹬车时，消耗了人体内的一部分化学能，并转化为动能，C正确，不符合题意；
D．荡秋千时，动能和重力势能可以相互转化；因为有摩擦阻力和空气阻力的作用，一部分机械能会转化为秋千和人的内能，所以秋千和人的机械能不守恒，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，该过程中将重力势能转化为动能；水力发电时，水的机械能转化为电能；自行车运动员奋力蹬车时，化学转化为动能；有摩擦阻力和空气阻力的作用，机械能不守恒。
29．（2022·烟台）如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来把橡皮贴近自己的鼻子稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子。下列说法正确的是（ ）
A．橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B．橡皮摆动到最低点时动能最小
C．橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能
D．橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A．由于在摆动中，橡皮受到了空气阻力，故机械能不守恒，A不符合题意；
B．橡皮在最低点时，高度最低，速度最快，所以重力势能最小，动能最大，B不符合题意；
C．橡皮在下降过程中，重力势能减小，动能增加，即重力势能转化为动能；C符合题意；
D．橡皮在上升过程中，重力势能增加，动能减小，是动能转化为重力势能；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】下降过程中，重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能。
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