教科新版八年级下册《12.3 水能和风能》2024年同步练习卷(含解析）

教科新版八年级下册《12.3 水能和风能》2024年同步练习卷
一、单选题：本大题共11小题，共22分。
1.关于如图的滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是( )
A. 下降过程中动能不变 B. 最低点动能为零
C. 最高点重力势能最大 D. 上升过程中重力势能减小
2.学生在做模拟“蹦极”的小实验如图所示。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点自由下落所能到达的最低点。在小石块从a点到c点运动的过程中，以下说法正确的是( )
A. 小石块动能一直在增加
B. 小石块减少的重力势能全部转化为动能
C. 小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能
D. 小石块的动能先增大后减小
3.下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A. 弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B. 拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C. 蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D. 人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
4.下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的是( )
A. 江水奔流而下 B. 汽车沿斜面向上匀速行驶的过程中
C. 斜向上抛出的小石块在上升的过程中 D. 乒乓球触地后向上运动的过程中
5.如图所示，这是实心球从抛出到落回地面过程中的运动轨迹，其中A、C两点离地面高度相等，B点为实心球所能到达的最高点，D点为实心球落地前的最低点，空气对实心球的阻力不可忽略，则下列说法正确的是( )
A. 实心球在A点时的动能大于在C点时的动能
B. 实心球在B点时的动能为零
C. 实心球在A、C两点时的机械能相等
D. 实心球在整个运动过程中重力势能一直转化为动能
6.如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是( )
A. 经过b点时，小球动能最大
B. 从a到c的过程中，小球机械能守恒
C. 从b到c的过程中，小球动能增大
D. 从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
7.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过另一侧等高点B后到达最高点下列分析正确的是( )
A. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是
B. 小球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B两点具有的重力势能相同
D. 小球在A、B两点具有的机械能相同
8.如图是小朋友玩蹦床的情景，对他们在上升和下落过程中的能量转化，下列分析正确的是( )
A. 小孩在空中上升的过程中动能转化为重力势能
B. 小孩在空中下落的过程中动能转化为重力势能
C. 小孩从接触蹦蹦床到下落到最低处的过程中弹性势能转化为动能
D. 小孩下落到最低点时的动能最大
9.如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上。若不计空气阻力，则运动员在下落过程中( )
A. 动能减小 B. 动能增大 C. 重力势能增大 D. 重力势能不变
10.如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球( )
A. 受到的弹力始终不变 B. 运动过程动能一直增大
C. 在b点时动能最大 D. 在b点时重力势能最小
11.下列说法中错误的是( )
A. 风能利用起来比较简单且不污染环境
B. 利用潮汐可以在海水涨潮，落潮时发电
C. 利用水能是利用水的动能，与水位高低无关
D. 现代大型水轮机不但功率大，而且效率可高达
二、多选题：本大题共1小题，共3分。
12.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. 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，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性勢能
三、填空题：本大题共6小题，共12分。
13.如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为______J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为______。
14.如图所示，是上海“明珠线”某轻轨站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定的坡度。请你从能量转化的角度分析这样设计的优点：______。
15.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球离近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中机械能守恒。卫星在近地点的动能最______，势能最______；在远地点的动能最______，势能最______。
16.蹦极是一种运动游戏。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______能逐渐转化为动能；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______选填“大于”“小于”或“等于”重力。
17.如图，被压弯的撑杆恢复原状时，使船离岸。这个过程中，撑杆的弹性势能转化为船的______能。
18.修拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的______能，水流下时才能转化为更多的______能，从而带动发电机发电。
四、实验探究题：本大题共1小题，共6分。
19.在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小球，观察小球从的过程中的高度和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值，从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如表所示。
运动过程或位置 A B C
动能 0 增加 减少 0
重力势能 减少 0 增加
小球在图中的C位置，受到______个力的作用。
从实验中可以看出，小球从的过程中速度不断______，高度不断降低，这个过程中是______能逐渐转化为______能；在能量转化的过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球由于受到______造成的。
在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变。那么，小球到达B位置时的机械能______质量为m的小球到达B位置时的机械能选填“大于”“小于”或“等于”。
五、计算题：本大题共1小题，共8分。
20.2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图，用电低谷时如深夜，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。
蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将______能转化为水的机械能。
抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较______，有利于蓄能与发电。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、滚摆下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增加，动能增加，故A错误；
B、滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故B错误；
C、滚摆到达高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确。
D、滚摆上升过程中，高度增加，重力势能增大，故D错误；
故选：C。
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。动能和势能可以相互转化。
本题考查了动能和重力势能的概念，及影响其大小的因素，属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时，要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
2.【答案】D
【解析】解：
AD、小石块从a到b的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加；
但从b到c的过程中，小石块受到向上的弹力，随着形变的增大，弹力增大，在弹力小于重力这段时间内，合力向下，小石块做加速运动，其动能逐渐增大；当弹力等于重力时，速度最大；此后，弹力大于重力，合力向上，小石块做减速运动，其动能逐渐减小。
所以，小石块从a点到c点运动的过程中，小石块的动能先增加、后减小，故A错误、D正确；
B、小石块的高度减小，重力势能减小，在石块加速运动的过程中，小石块减少的重力势能会转化为动能和绳子的弹性势能，故B错误；
C、小石块经过b点时，橡皮筋还没有发生弹性形变，所以此时橡皮筋不具有弹性势能，故C错误。
故选：D。
影响动能的因素有：质量和速度，小石块的质量在下落过程中不会改变，因此只需考虑速度的变化情况，这就要从小石块的受力分析入手解答。
弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大。
当小石块越过b点后，绳子伸长，产生的弹力由小到大，从而直接影响到运动状态和速度的大小变化。
此题难度较大，关键是对石块的受力分析，同时要结合力的合成以及力与运动的关系等知识，还要明白在石块下落的过程中，是重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化。
3.【答案】B
【解析】解：A、弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B、拦河大坝使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力势能，故B正确；
C、蹦床运动员从高处落下，其重力势能转化为动能，故C错误；
D、人造卫星从近地点飞向远地点时，速度减小，相对高度增加，则动能减小，势能增大，故D错误。
故选：B。
动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。弹性势能的影响因素是物体弹性形变的程度。
本题主要考查了重力势能、弹性势能与动能之间的转化，了解各自的影响因素是判断的关键。
4.【答案】A
【解析】解：A、江水奔流而下，其高度降低，所以是重力势能转化为动能，故A正确；
B、汽车沿斜面向上匀速行驶的过程中，高度增加，速度不变，动能不变，重力势能增加，不是将重力势能转化为动能，故B错误；
C、斜向上抛出的小石子上升的过程，高度增加，速度减小，将动能转化为重力势能，故C错误；
D、乒乓球触地后向上运动的过程中，高度增加，速度减小，将动能转化为重力势能，故D错误。
故选：A。
影响动能的因素是物体的质量和速度；影响重力势能的因素是质量和高度。
判断能量的转化应从运动状态上分析，了解高度和速度的变化即可得出能量的转化。
5.【答案】A
【解析】解：A、因空气对实心球的阻力不可忽略，所以小球整个过程中机械能减小，A点机械能大于C点机械能，又因为A、C两点离地面高度相等，所以A点与C点重力势能相等，因此A点动能大于C点动能，故A正确；
B、物体在B点时有水平方向的速度，因此动能不为零，故B错误；
C、小球整个过程中机械能减小，因此A、C两点机械能不相等，故C错误；
D、实心球在过程中，动能转化为重力势能，的过程中，重力势能转化为动能，故D错误。
故选：A。
只有重力或弹力做功，无摩擦力的情况下，物体机械能守恒；
机械能守恒特点为：物体动能与势能之和不变；
动能影响因素为质量与速度；重力势能影响因素为质量与高度。
该题目考查机械能守恒条件与物体动能与势能的变化情况，难度适中。
6.【答案】A
【解析】解：A、弧形轨道ab段光滑，从a到b端，机械能守恒，高度减小，速度增加，故经过b点时，小球动能最大，故A正确。
B、从a到c的过程中，bc段粗糙，小球有部分机械能转变成内能，故机械能不守恒。故B错误。
C、从b到c的过程中，高度增加，速度变小，故小球动能变小，故C错误。
D、从a到b的过程中，小球重力势能转化为动能，故D错误。
故选：A。
重力势能与物体的质量和高度有关；动能与物体的质量和速度有关；机械能包括动能和重力势能。
本题考查了机械能的转化和机械能守恒条件，属于基础题。
7.【答案】C
【解析】解：A、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是，故A错误；
B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，故在A、B两点具有的动能不同，故B错误；
C、小球在AB两点质量不变，AB两点的高度相等，钢球在A点的重力势能等于在B点的重力势能，故C正确；
D、要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在B点具有的重力势能，故D错误。
故选：C。
影响动能的因素是速度和质量；
影响重力势能的因素是质量和高度；由于受到的阻力，所以小球下落过程中，有机械能的损失。
此题考查了影响动能、重力势能的因素、能量的转化和运动快慢的分析，是一道综合题目。
8.【答案】A
【解析】解：
A、小孩在空中上升的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，同时其高度变大，重力势能增大，所以动能转化为重力势能，故A正确；
B、小孩在空中下落的过程中，质量不变，速度变大，动能增大，同时其高度变小，重力势能减小，所以重力势能转化为动能，故B错误；
C、小孩从接触蹦蹦床到下落到最低处的过程中，速度最终减小为0，动能减小，同时高度变小，重力势能变小，蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大，是动能和势能转化为弹性势能，故C错误；
D、小孩下落到最低点时，速度为零，动能最小为零，故D错误。
故选：A。
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
弹性势能大小的影响因素：弹性形变的程度。物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大。
解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
9.【答案】B
【解析】解：不计空气阻力，运动员在下落过程中质量不变，速度增大，高度减小故重力势能减小动能增大，重力势能转化为动能，机械能不变；
故选：B。
动能大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关。
此题考查了动能和势能的转化，要注意不考虑空气阻力机械能守恒。
10.【答案】C
【解析】解：A、小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故A错误；
B、由图象可知，小球速度先变大，后变小。小球质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故B错误；
C、小球从a到b的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等，此时速度达到最大，故C正确；
D、重力势能和质量、高度有关，小球到达c点时高度最小，所以重力势能最小，故D错误；
故选：C。
弹簧形变程度越大，小球受到弹力越大；
物体的动能与质量和速度有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大；
物体的重力势能与物体的质量、高度有关；
小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等，速度最大。
本题考查了弹力、动能和能量转化以及运动和力关系等问题。解题的关键要读懂图，由图获取弹簧压缩量，小球速度变化的信息分析小球的运动过程，分析弹力的变化情况。
11.【答案】C
【解析】解：A、风能是现在人们所利用的一种新能源，它利用比较简单且不污染环境，故该选项不符合题意；
B、潮汐能也是现在人们所利用的新型能源，即利用涨潮和落潮时带动水轮机发电的，故该选项不符合题意；
C、水力发电是利用水位差造成水的流动带动水轮机发电的，即是将水的重力势能转化为动能的过程，故该选项符合题意；
D、大型的水轮机的功率很大，且效率也很高，有的甚至高达，故该选项不符合题意。
故选：C。
据所学的新能源的知识逐个分析，判断出不符合实际情况的答案即可。
扎实的掌握好新能源的基本知识是解决该类问题的关键。
12.【答案】BD
【解析】解：AB、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，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，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；
综上所述，下落过程中小球的动能先增大后减小；不计空气阻力，整个过程中无能量损耗，则小球与弹簧机械能守恒，故B正确，A错误；
C、到达C点时，小球的动能为零；由于在B点时重力等于弹力，C点的弹性形变程度大于B点的弹性程度，所以C点的弹力大于B点的弹力，即C点的弹力大于小球的重力，故C错误；
D、从B到C，高度减小，小球重力势能减小，速度减小，动能减小，减小的动能和重力势能转化成弹性勢能，故D正确。
故选：BD。
解答本题关键是要明确能量是如何转化，同时要知道在B点时动能最大，速度为零时动能为零。
13.【答案】
【解析】解：小球的重力：，
小球从a到b的过程中，重力做功：；
小球克服导轨摩擦消耗的机械能：papdhad。
故答案为：，。
分析：
在整个运动过程中，实现了重力势能和动能的相互转化，同时小球要克服摩擦做功，消耗机械能转化为内能；求出小球在ad两点时的机械能，二者之差就是小球克服导轨摩擦消耗的机械能。
14.【答案】车进站时上坡，动能转化为重力势能；车出站时下坡，储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用
【解析】解：轻轨站的设计方案图中，在车进站时，车要停下来，而车此时是有很大的动能，若刹车，就把这些动能转化为内能而损耗，如果进站是上坡，可以把动能转化为重力势能贮存起来；在出站时若是下坡，则可以把重力势能转化为动能，起到节能的作用。
故答案为：车进站时上坡，动能转化为重力势能；车出站时下坡，储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用。
在车进站时，车要停下来，而车此时是有很大的动能，若刹车，就把这些动能转化为内能而损耗，如果进站是上坡，可以把动能转化为重力势能贮存起来，在出站时若是下坡，则可以把重力势能转化为动能，起到节能的作用。
本题考查了动能和重力势能的相互转化的应用。物体重力势能和动能的相互转化，关键是看物体的速度和高度怎么变化。
15.【答案】大 小 小 大
【解析】解：卫星在远地点向近地点运动时，质量不变，速度增大，相对距离减小，动能增大，势能减小。在近地点时，速度最大，相对距离最小，此时动能最大，势能最小。
卫星在近地点向远地点运动时，质量不变，速度减小，相对距离增大，动能减小，势能增大。在远地点时，速度最小，相对距离最大，此时动能最小，势能最大。
故答案为：大；小；小；大。
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，势能越大。
只有地面附近的物体受到重力，当物体被举高时，具有的能的重力势能，在太空中的势能不能称为重力势能。
掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化情况。
卫星在绕地球运动时，没有任何物质和卫星摩擦，机械能没有消耗，机械能是守恒的。
16.【答案】重力势 弹性势 大于
【解析】解：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；
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；
到达B点时，绳子的形变程度最大，产生的弹力最大，此时的弹力要大于重力，在弹力的作用下，游戏者会向上运动。
故答案为：重力势；弹性势；大于。
动能的大小与速度和质量有关，重力势能的大小与质量和高度有关，据此判定能量的转化；
根据绳子的形变程度分析其弹性势能的变化；
根据弹簧形变程度的大小分析弹力与重力的大小关系。
该题考查了动能、重力势和弹性势能之间的变化，关键是对各自影响因素和受力情况的分析。
17.【答案】动
【解析】解：被压弯的撑杆由于发生弹性形变而具有弹性势能，恢复原状时，推动船运动，将弹性势能转化为船的动能。
故答案为：动。
物体由于发生形变而具有的能，叫做弹性势能；物体由于运动而具有的能叫做动能；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。且动能和势能之间可以发生转化，根据实际分析能量的形式和转化情况。
结合影响各种能量的因素分析能量的变化情况，从而可以判断能量的转化关系。
18.【答案】重力势 动
【解析】解：修拦河大坝是为了提高上游水位，水的质量不变时，增加水的高度，增大重力势能。
水流下时重力势能转化为动能，重力势能越多，转化为的动能越多。
故答案为：重力势，动。
重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
物体下落时，重力势能转化为动能，重力势能越多，转化为的动能越多。
掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能大小的影响因素。掌握各种形式能的变化。
重力势能、动能、弹性势能之间可以相互转化。
19.【答案】增加 重力势 动 空气阻力 大于
【解析】小球在图中的C位置，受到重力、细绳对它的拉力，共两个力的作用。
小球从的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为动能；在能量转化的过程中，由于受到空气阻力的作用，机械能在逐渐减少。
在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变，那么，由于小球的动能与重力势能都与质量有关，小球开始时的重力势能大，所以到达B位置时的动能也大，即小球到达B位置时的机械能大于质量为m的小球到达B位置时的机械能。
故答案为：；增加；重力势；动；空气阻力；大于。
分析：对C点的小球进行受力分析可得出其受力情况；
动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，二者可以相互转化。在转化时由于空气阻力，机械能总量减小；
根据动能与重力势能的影响因素可判断在同一位置时机械能的大小。
在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，要熟练掌握动能与重力势能的影响因素，会分析二者的相互转化，同时知道空气阻力对机械能的影响。
20.【答案】电 大
【解析】解：
蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的机械能；
抽水蓄能电站在发电时，从能量的角度看，是将水的机械能最终转化为电能，水的机械能越大转化获得的电能越多，所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大，最初水的重力势能较大，有利于蓄能与发电。
故答案为：电；大。
电动机抽水时，将电能转化为机械能；
水力发生的过程中，水的机械能转化为电能，据此分析水位差的大小。
本题以抽水蓄能电站，即水电站不背景，考查了在利用水能发电的过程中所涉及的部分物理知识，体现了物理与社会生活的联系，有一定的现实意义。
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