第12章　机械能 评估测试卷 同步练 （含答案）2024-2025学年物理教科版八年级下册

第12章　机械能评估测试卷
(满分:100分　时间:60分钟)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共 30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意)
1.关于动能的说法正确的是 (　　)
A.动能是指物体由于运动而具有的能
B.动能的单位是J/kg
C.物体的质量一定时,速度越大,动能越小
D.动能的大小与物体的质量无关
2.如图所示的是一景区的风动石,大风吹来时,石体左右晃动,给人很危险的感觉。这是因为风动石具有较大的(　　)
A.弹性势能 B.内能 C.动能 D.重力势能
3.下列几个物体中,不具有弹性势能的是 (　　)
A.被运动员压弯的跳板 B.拉开的弓
C.手压着的弹簧 D.飞流直下的瀑布
4.下列物体既具有动能又具有重力势能的是 (　　)
A.在空中飞行的子弹 B.被压缩的弹簧
C.水平地面上行驶的汽车 D.高山上的石头
5.2024年10月11日,我国成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。如图所示,是卫星发射升空时的情景,下列说法正确的是 (　　)
A.当卫星发射时,卫星的动能不变,重力势能不变
B.当卫星发射时,卫星的动能不变,重力势能增大
C.当卫星回收着陆时,卫星的动能减小,重力势能不变
D.当卫星回收着陆时,卫星的动能减小,重力势能减小
6.自行车构造中包含许多物理原理,例如:在轮胎上刻花纹来增大摩擦,下列四种改变摩擦力的方法与该例相同的是 (　　)
A.自行车刹车时捏紧刹把 B.溜冰时穿旱冰鞋
C.举重运动员在手上涂镁粉 D.守门员扑球时用力抓球
7.蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动,也是深受广大青少年喜爱的健身运动。如图为蹦床运动照片及其简化示意图,O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置,A点是蹦床不发生形变时的原位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,则 (　　)
A.从O点到A点的过程中,运动员的机械能增大
B.从A点到C点的过程中,运动员的重力势能一直减小
C.从A点到C点的过程中,蹦床的弹性势能一直减小
D.从O点到C点的过程中,在C点处运动员的动能最大
8.如图所示,小明用细线把一块橡皮悬挂起来,让橡皮从A点由静止释放,到达D点后返回,下列说法正确的是 (　　)
A.橡皮在B、C两点的动能相等
B.橡皮在A、D两点的机械能相等
C.橡皮从A到O点的过程中动能增大
D.橡皮在D点的动能最大
9.(2024绥化中考)如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中,机械能是守恒的。当卫星从远地点向近地点运动时,下列说法正确的是(　　)
A.动能减小,重力势能增大
B.动能转化为重力势能
C.动能增大,重力势能减小
D.卫星的速度一直在减小
10.如图所示,图甲是古代的水磨,流水冲击水轮,水轮转动从而碾谷、磨面等;图乙是现代的水电站,流水冲击水轮,带动发电机发电。下列说法错误的是 (　　)
A.图甲是利用了水的机械能进行工作的实例
B.图乙中的拦河大坝,起到了提高水重力势能的效果
C.流水冲击水轮的过程中,流水速度减小,所以其动能减小
D.流水通过水轮后,其机械能增大
二、填空题(本大题共5小题,每空2分,共24分)
11. 小明做了一个“会跳的卡片”: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,将卡片在桌面上压平后松手,发现卡片跳起来了。为了让卡片跳得更高,应将A面　　　　
(选填“向上”或“向下”)放置,卡片跳起过程中将弹性势能转化为　　　　能和　　　　能。
12.2024年9月25日8时44分,东风41号洲际弹道导弹发射,震惊了世界,小明查阅了网上资料找到一幅图片,经过浏览发现洲际导弹采用的是钱学森弹道,已知第一阶段洲际导弹加速上升,动能　　　　,重力势能　　　　,第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行,动能　　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
13.甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图像分别如图甲、乙所示(空气阻力忽略不计)。由图可知,甲车的动能　　　　 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙车的动能,甲车的功率
　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)乙车的功率。
14.新疆的达坂城号称“百里风区”,当地的民谣说:“达坂城,老风口,大风小风天天有,小风刮歪树,大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有　　　　。新疆的风力发电站可以将　　　　能转化为电能,从而减少二氧化碳排放。
15.2023 年,我国干旱灾害造成2 097.4 万人次不同程度受灾,农作物受灾面积3 803.7千公顷,各地都在积极抽水抗旱。如图所示是某村临时搭建的抽水抗旱情景及示意图 。水泵抽水时,水的动能和　　　　能增大,刚开始抽水时,管内的水面升高,水泵A 点受到水的压力　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、实验探究题(本大题共3小题,第16小题12分,第17小题10分,第18小题8分,共30分)
16.小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)实验中通过观察　　　　　　　　　　　 的大小,来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系,选择图　　　　(选填“甲”或“乙”)实验,需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)选用图甲探究的是动能与　　　　的关系,理由是两球　　　　相等;得出的结论是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
17.“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示,已知木块A、B、C的质量关系为mA=mB(1)实验时,我们研究的是　　　　的重力势能大小,可以通过观察乙图中　　　　　　来比较。
(2)比较木块A和　　　　对木桩撞击的过程,可判断重力势能的大小和重物下落的高度有关。
(3)比较木块B和C将木桩打入沙中的深度,小明认为:物体重力势能的大小与质量有关,你认为小明的观点是　　　　(选填“正确”或“错误”)的,理由是　 。
18.自行车是我们常用的交通工具,自行车利用了很多物理方面的知识。学习兴趣小组在学习了力学知识后,对自行车进行力学知识研究。
(1)自行车上的杠杆
A.控制前轮转向的杠杆:自行车的车把(如图甲),是　　　　力杠杆,来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。
B.控制刹车闸的杠杆:车把上的闸把(如图乙),是个省力杠杆,人们用较小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈上。若图中阻力F2大小为450 N,阻力臂L2为3 cm,动力臂L1为7.5 cm,则人需用　　　　 N的力可使车闸压到车轮的钢圈上。
(2)自行车上的轮轴
自行车手把与前叉轴(如图丙):组成轮轴,这是一个变形的　　　　力杠杆。
(3)自行车上坡走S形路线,相当于增加了斜面的长,可以　　　　,使上坡更容易。
四、计算应用题(本大题共2小题,第19小题6分,第20小题10分,共16分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19.一质量为0.5 kg的物块P从高度为4 m、长为6 m的斜面上,由静止下滑至水平面,物块在下滑过程中,重力所做的功和克服摩擦力所做功之差等于物块P动能的变化量。(已知动能表达式为Ek=mv2,g取10 N/kg)求:
(1)物块到达水平面的速度为4 m/s时的动能。
(2)物块P在整个下滑过程,克服摩擦力做的功。
20.自行车使用方便,而且环保无污染,越来越受到人们的喜爱。小敏从家里骑自行车到学校,已知小敏的质量为50 kg,小敏的自行车相关数据见下表。求(g取9.8 N/kg):
车架材料 碳纤维
车架材料体积/m3 2.5×10-3
车架质量/kg 5
整车质量/kg 10
车轮与地面接触的总面积/m2 0.01
(1)自行车车架材料的密度。
(2)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压力。
(3)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压强。
【详解答案】
1.A　解析:A.物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能,故A正确;B.动能是一种能量,单位是J,故B错误;CD.物体的动能与物体的质量和速度有关,物体的质量一定时,速度越大,动能越大,故CD错误。故选A。
2.D　解析:风吹来时,石体左右晃动,给人很危险的感觉。是因为石头位置较高,所以它具有较大的重力势能,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
3.D　解析:A.跳板被压弯,发生了弹性形变(固体受外力作用而使各点间相对位置的改变,当外力撤消后,固体又恢复原状),具有弹性势能,故A不合题意;B.拉开的弓,发生了弹性形变,具有弹性势能,故B不合题意;C.手压着的弹簧,发生了弹性形变,具有弹性势能,故C不合题意;D.瀑布就是从高处流下来的水,具有动能和重力势能,没有发生弹性形变,所以不具有弹性势能,故D符合题意。故选D。
4.A　解析:A.在空中飞行的子弹,有高度也有速度,所以具有动能和重力势能,故A符合题意;B.被压缩的弹簧,弹簧发生弹性形变,具有弹性势能,故B不符合题意;C.在水平地面上行驶的汽车,有速度无高度,所以只具有动能,故C不符合题意;D.高山上的石头,有高度无速度,所以只具有重力势能,故D不符合题意。 故选A。
5.D　解析:AB.当卫星发射时,卫星的质量不变,高度越来越高,重力势能越来越大,速度越来越大,动能越来越大,故A、B错误;CD.当卫星回收着陆时,卫星的质量不变,高度越来越低,重力势能越来越小,速度越来越小,动能越来越小,故C错误,D正确。故选D。
6.C　解析:在轮胎上刻花纹,增大了接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦力。A.自行车刹车时捏紧刹把,是通过增大压力来增大摩擦力,故A不符合题意;B.溜冰时穿旱冰鞋,是通过变滑动为滚动减小摩擦力,故B不符合题意;C.举重运动员在手上涂镁粉,增大了接触面的粗糙程度,可以增大摩擦力,故C符合题意;D.守门员扑球时用力抓球,是通过增大压力来增大摩擦力,故D不符合题意。故选C。
7.B　解析:A.从O点到A点的过程中,运动员只受重力作用,没有其他力对其做功,因此机械能守恒,即机械能保持不变,而不是增大,故A不正确;B.从A点到C点的过程中,运动员重心位置逐渐下降,因此重力势能一直减小,故B正确;C.从A点到C点的过程中,蹦床的弹性形变逐渐增大,根据弹性势能的定义,弹性势能一直增大,而不是减小,故C不正确;D.从O点到C点的过程中,运动员的动能变化可以通过分析合力的做功情况来判断;在O点到B点的过程中,重力大于弹力,合力向下,运动员做加速运动,动能增大;在B点到C点的过程中,弹力大于重力,合力向上,运动员做减速运动,动能减小;因此,在B点处运动员的动能最大,而不是在C点,故D不正确。故选B。
8.C　解析:橡皮从A点由静止释放,到达D点后返回,D点是向右摆动时能达到的最高点,此时橡皮速度为0,动能为零,在A点时橡皮静止,动能为零。由图知D点高度比A点低,则D点重力势能比A点小,所以D点机械能比A点小,说明橡皮在摆动过程中克服空气阻力做功,有部分机械能转化为内能。由此可知,橡皮从B到C点过程中机械能减小,又B、C两点高度相等,重力势能相等,则C点的动能比B点小。橡皮从A到O点的过程中高度减小,重力势能减小,减小的重力势能转化为动能和内能,故动能增大,到达O点时重力势能最小,动能最大。故A、B、D错误,C正确。故选C。
9. C　解析:卫星从远地点向近地点运动时,质量不变,速度变大,动能变大,卫星和地球的相对距离变小,势能变小,重力势能转化为动能,故C正确,A、B、D错误。故选C。
10.D　解析:图甲是利用了水的机械能,将水的机械能转化水轮的机械能,说明水轮利用水的机械能工作,故A正确,不符合题意;图乙中的拦河大坝,使水的高度升高,起到了提高水重力势能的效果,故B正确,不符合题意;流水冲击水轮的过程中,流水速度减小,质量不变,所以其动能减小,故C正确,不符合题意;流水通过水轮后,对水轮做功,其机械能减小,故D错误,符合题意。故选D。
11.向下　动　重力势
12.增大　增大　减小
解析:第一阶段洲际导弹加速上升,质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大;第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行,质量减小,速度不变,动能减小。
13.大于　 大于
解析:由依题意得,甲、乙两车的质量相同,甲车的速度为v甲===5 m/s,乙车的速度为3 m/s,甲车速度较大,则甲车的动能大于乙车的动能。甲、乙两车对水平面的压力相同,接触面粗糙程度相同,则甲、乙两车受到的滑动摩擦力相同,两车均做匀速直线运动,则两车受到的牵引力相同,甲车的速度较大,由P=Fv得,甲车的功率大于乙车的功率。
14.能量　风
15. 重力势　变大
解析:水泵抽水时,水的高度上升,重力势能增大;刚开始抽水时,管内的水面升高,根据p=ρgh可知水泵A 点受到水的压强变大,则压力变大。
16.(1)木块被推动距离　(2)乙　让小球从同一高度由静止滚下　(3)速度　质量　小球的速度相同时,小球质量越大,动能越大
解析:(1)实验中把小球动能的大小转换化成木块被推动距离的远近,木块被推动的距离越远,小球对木块做功越多,表明小球的动能越大。(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系,根据控制变量法,需要控制小球的速度一定,改变小球的质量,故应选择图乙实验。让小球从同一斜面,同一高度由静止滚下可以控制小球到达水平面时的速度相同。(3)甲图中两个小球的质量相同,让小球从斜面的不同高度滚下,改变的是小球到达水平面的运动速度,木块被推动距离不同,探究动能与运动速度的关系;实验可得出的结论是:小球的速度相同时,小球的质量越大,动能越大。
17.(1)木块　木桩陷入沙中的深度　(2)B　(3)错误　木块B和C下落的高度没有保持相同
解析:(1)实验中让木块从高处自由下落打击在木桩上,通过观察木桩陷入沙中的深度判断木块的重力势能大小。(2)由图可知:木块A、B的质量相同,木块B的高度大于A的高度,B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度,则可得:重力势能的大小和重物下落的高度有关。(3)要探究物体重力势能的大小与质量的关系,需要控制物体下落的高度相同,由图可知,木块B、C质量不同,下落的高度也不同,所以小明的结论是错误的。
18.(1)A.省　B.180　(2)省　(3)省力
解析:(1)A.如图甲可知,自行车的车把动力臂大于阻力臂,所以车把是省力杠杆。B.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,则人需要用的力为F1===180 N,所以,人需用180 N的力可使车闸压到车轮的钢圈上。(2)如图丙可得,自行车手把与前叉轴组成的轮轴,轮半径大于轴半径,动力在轮上,所以是省力杠杆。(3)自行车上坡走S形路线,这相当于增加了斜面的长度,在高度一定的情况下,增加斜面的长度可以减小斜面的坡度,从而减小上坡时所需的力,使上坡更容易。所以,自行车上坡走S形路线,相当于增加了斜面的长,可以省力。
19.解:(1)物块到达水平面的速度为4 m/s时的动能
Ek=mv2=×0.5 kg×(4 m/s)2=4 J。
(2)重力所做的功
WG=mgh=0.5 kg×10 N/kg×4 m=20 J,
物块P在整个下滑过程,克服摩擦力做的功
Wf=WG—Ek=20 J-4 J =16 J。
20.解:(1)由表中数据可知,车架质量为5 kg,车架材料体积为2.5×10-3 m3,所以自行车车架材料的密度为
ρ===2×103 kg/m3。
(2)小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压力等于自行车和小敏的重力之和,故有
F=G总=(m人+m车)g=(50 kg+10 kg)×9.8 N/kg=588 N。
(3)由表中数据可知,车轮子与地面的接触的总面积为0.01 m2,所以小敏骑自行车行驶时,自行车对地面的压强为
p===5.88×104 Pa。