12.2 《机械能及其转化》 筑基提能同步分层练习设计（基础版） 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2024八下·玉田期末）如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最高点下落到与蹦床接触前的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况是（ ）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能减小
C．动能减小，重力势能增大 D．动能增大，重力势能增大
【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】运动员从最高点下落到与蹦床接触前的过程中，质量不变，速度变大，因此动能增大；质量不变，高度变小，因此重力势能减小。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
【分析】当运动员从蹦床弹起后向上运动的过程中，判断动能和势能的变化，要从动能和势能的影响因素考虑。
(1)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。
(2)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。
(3)弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，形变量越大，弹性势能越大。
2．（2024八下·长沙期末）农业无人机在空中保持在同一高度匀速飞行，当对农田喷洒农药时，该无人机（ ）
A．质量不变 B．重力势能减小
C．动能增大 D．机械能不变
【答案】B
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】无人机喷洒农药时，高度不变，速度不变，质量减小，重力势能减小，动能减小，机械能减小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【分析】动能和物体的质量、速度有关，重力势能和物体的质量、高度有关。
3．（2024八下·高碑店期末）我国现代农业已进入信息化和数字化时代，农用机械已经能通过北斗导航系统精准作业。如图所示，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中（ ）
A．它的动能不变，重力势能减小，机械能减小
B．它的动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．它的动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．它的动能减小，重力势能减小，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】水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，质量减小，速度不变，动能减小，高度不变，重力势能减小，总的机械能减小，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关。
4．（2024八下·丰顺期末）如图所示，小球分别从光滑斜面AB、AC、AD的顶端下滑到斜面底端，在底端时小球的动能
A．从AB滑下时最大 B．从AC滑下时最大
C．从AD滑下时最大 D．从三个斜面滑下时一样大
【答案】D
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】只存在动能与势能的相互转化时，机械能是守恒的；小球质量一定，高度相同，说明重力势能相同，本题中斜面为光滑斜面，说明没有摩擦，在小朋友下滑过程中只有动能和势能的转化，
故选D。
【分析】只有动能与势能的相互转化时，机械能是守恒的。
5．（2024八下·呈贡期末）洒水车匀速洒水过程中，洒水车的( )
A．动能不变 B．势能不变 C．机械能变小 D．机械能不变
【答案】C
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】 洒水车匀速洒水 ，速度不变，质量变小，所以动能变小，重力势能不变，所以机械能减小，C正确，ABD错误
综上选C
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
6．（2024八下·临淄期末）如图所示的避险车道被称为高速公路上的“救命道”，车道内铺有厚厚的碎石，失控车辆一旦冲入就会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列分析错误的是（ ）
A．碎石可以增大摩擦力，让车快速停下来
B．冲上陡坡时，车的部分动能转化为重力势能
C．冲上陡坡的过程中，车的速度减小、惯性不变
D．车在陡坡上静止时，受的重力和支持力是一对平衡力
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；二力平衡的条件及其应用；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、铺碎石可以增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，加快车减速的进程，故A正确。
B、冲上陡坡时，车质量不变，速度变小，高度变高，车的部分动能转化为重力势能，故B正确。
C、惯性大小只与质量有关，车的质量不变，所以惯性不变，故C正确。
D．车在陡坡上静止时，受到的重力方向竖直向下，支持力方向垂直于斜面向上，两个力不在同一直线上，所以不是一对平衡力，故D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）滑动摩擦力的影响因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度。
（2）动能的大小与质量和速度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关。
（3）任何物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。
（4）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。
7．（2024八下·蔡甸期末）正在进行空中加油的加油机在水平方向匀速直线飞行的过程中，下列有关描述正确的是（ ）
A．加油机在竖直方向上受平衡力，运动状态保持不变
B．加油机受到的升力大小始终保持不变
C．加油机的重力势能始终保持不变
D．加油机的动能始终保持不变
【答案】A
【知识点】机械能及其转化；二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A．速度不变，运动方向不变，运动状态不变，故A正确；
B．加油机处于平衡状态，受到的重力和升力是一对平衡力，故B错误；
C．加油机高度不变，质量减小，重力势能变小，故C错误；
D．加油机速度不变，质量减小，动能变小，故D错误。
故选A。
【分析】（1）物体运动状态的改变包括运动方向和速度大小的改变；
（2）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
（3）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。
8．（2024八下·翠屏期末）如图，小明用绳子把一块橡皮悬挂起来，把橡皮贴住自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，发现不会再碰到鼻子。下列分析正确的是（ ）
A．刚开始释放时橡皮的动能最大
B．橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能
C．橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能
D．橡皮在摆动的过程中机械能逐渐减小
【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．动能与速度有关。因为开始释放时，橡皮没有速度所以动能最小，故A不对；
B．橡皮在下降过程中，要克服空气阻力做功，重力势能转化为动能和内能，机械能也是逐渐减小。所以B错误；
C．橡皮在上升的过程中，重力势能与高度有关，高度越高，重力势能越大。重力势能增大，所以橡皮在上升的过程中，重力势能增大，橡皮的速度减小，则其动能减小，则动能转化为重力势能，所以C错误；
D．根据题意，橡皮在整个运动过程中，受到阻力作用，阻力会做负功，则橡皮在摆动的过程中机械能逐渐减小，故D正确。
故选D。
【分析】本题考查的是能量守恒定律在实际生活中的应用。当橡皮摆动时，其机械能（动能和势能的总和）在摆动过程中会逐渐减少，这是因为橡皮与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能。因此，橡皮摆回时，其机械能已经减少，摆动幅度也会相应减小，从而不会碰到鼻子。
二、多选题
9．（2020八下·通州期末）如图所描述的情景中，存在动能转化为势能的过程是（ ）
A．甲图中，小刚从滑梯上匀速下滑
B．乙图中，小华来来回回荡秋千
C．丙图中，小明参加跳板跳水时被板反复弹起
D．丁图中，小丽在单杠上连续上下翻转
【答案】B,C,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．甲图中，小刚从滑梯上匀速下滑，速度不变，动能不变，A不符合题意；
B．乙图中，小华来来回回荡秋千，上升时动能转化为重力势能，下降时，重力势能转化为动能，B符合题意；
C．丙图中，小明参加跳板跳水时被板反复弹起，离开跳板上升时动能转化为重力势能，下降时(未接触跳板前)，重力势能转化为动能，C符合题意；
D．丁图中，小丽在单杠上连续上下翻转，重心升高时动能转化为重力势能，重心下降时，重力势能转化为动能，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
10．（2024八下·东港期末）对下列四幅图片及情景解释正确的是（ ）
A．甲图，弹簧被手压缩说明力能改变物体的形状
B．乙图，飞镖箭头做得很尖，是为了减小压强
C．丙图，拿自制气压计上山，细管内水柱会下降
D．丁图，拉弓放箭的过程是弹性势能转化为动能
【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化；力的作用效果；增大压强的方法及其应用；大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A.图甲中，弹簧被手压缩后形状发生改变，说明力能改变物体形状，故A正确；
B.飞镖箭头做得很尖，是压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故B错误；C.拿自制气压计上山，高度增加，大气压会随高度的增加而减小，外界大气压变小，瓶内气压不变，所以细管中的水柱将会上升，故C错误；
D.拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有动能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能，故D正确。
故选：AD。
【分析】(1)力可以改变物体的形状和物体的运动状态；
(2)增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力；
(3)大气压不是一成不变的，与高度、天气都有关，且随高度的增加而减小；
(4)弹性势能的影响因素是物体的弹性形变程度；动能与物体的质量和速度有关。
11．（2024八下·太平期末）如图为运动员投掷实心球的过程。实心球在b点离手，c点是实心球运动的最高点，不计空气阻力，在实心球从a到d的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从a到b的过程中，运动员对实心球做了功
B．在b到d的过程中，实心球的机械能保持不变
C．在a到d的过程中，实心球的运动状态不断变化
D．在c到d的过程中，实心球的动能转化为重力势能
【答案】A,B,C
【知识点】机械能及其转化；物体运动状态的变化；是否做功的判断
【解析】【解答】A．从a到b时，手对实心球有作用力，在力的方向上移动了距离，运动员对实心球做了功，故A正确；
B．从b到d，不计空气阻力，实心球的机械能守恒，机械能保持不变，故B正确；
C．从a到d的过程中，实心球的速度大小和运动方向不断变化，运动状态不断变化，故C正确；
D．在c到d的过程中，实心球的质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，故D错误。
故选ABC。
【分析】物体受力且在力的方向移动距离，力对物体做了功；质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
三、实验填空题
12．（2020八下·齐齐哈尔期末）阅读短文，回答问题：
避险车道
避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。避险车道主要由引道、制动车道、服务车道及辅助设施等组成。避险车道一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到，这种车道很特别，一般长度在50~ 100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，如图所示。避险车道很大程度上解决了汽车失灵时的安全隐患，失控的车辆可以冲进避险车道，通过上坡及碎石的巨大摩擦消耗掉能量而停下来。
（1）避险车道的主要作用是供 。
（2）避险车道一般设置在 处。
（3）避险车道有一定坡度，是为了车辆上坡时将部分动能转化为 。
（4）避险车道上铺上疏松的石子、沙土层，是为了 ，使车减速。
（5）避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，使车的动能转化为 ，使车减速。
【答案】（1）供速度失控车辆安全减速
（2）长陡坡的拐弯
（3）重力势能
（4）增大汽车与路面间的摩擦
（5）弹性势能
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】(1)由材料可知，避险车道的主要作用是供速度失控车辆安全减速。(2)避险车道一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到。(3)避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来。(4)铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使汽车的机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下。(5)避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，且车的机械能转化为废旧轮胎或防撞桶的弹性势能，使车减速。
【分析】增加摩擦力可以通过增加接触面粗糙程度、增加压力和变滚动摩擦为滑动摩擦的方式来增加；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；发生形变的弹性体具有弹性势能，弹性形变越大，弹性势能就越大。
13．（2024八下·和平期末）如图，在“探究影响动能大小的因素”的实验中，让质量为m、2m的两个小球分别从带有凹槽的斜面上由静止开始运动，使木块滑动（虚线位置是木块滑动一段距离后停止的位置）。
（1）本实验研究的是影响 （填“小球”或“木块”）的动能大小的因素。使用带有凹槽的斜面比平板斜面更利于 ；
（2）图甲中的小球到达平面时速度为v1，图乙中的小球到达平面时速度为v2，则v1 v2，根据这两次实验可以探究动能大小跟 的关系；
（3）小球推动木块运动的过程中，小球和木块的机械能总和 （填“守恒”或”不守恒”）。
【答案】小球；便于控制小球的运动方向；=；质量；不守恒
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；机械能守恒条件
【解析】【解答】（1） 本实验研究的是影响 小球的动能大小的因素，使用带有凹槽的斜面比平板斜面更利于控制小球的运动方向。
（2）由图甲、乙可知，小球从斜面相同高度下滑，所以到达木板的速度v1=v2；小球的质量不同，所以探究的是动能大小跟质量的关系。
（3） 小球推动木块运动的过程中受到摩擦力的作用，所以机械能不守恒一直减小
综上 第1空、小球； 第2空、便于控制小球的运动方向； 第3空、 = 第4空、质量； 第5空、不守恒
【分析】机械能守恒的条件是忽略阻力，如摩擦力、空气阻力等，所以在现实中，机械能大多不守恒
将小车放置在斜面相同位置静止下滑，可以保证小球下滑到木板的速度相同，进而探究小球质量与动能的关系
14．（2024八下·遵义期末）小义到游乐场体验了惊险刺激的“过山车”游乐项目，如图甲所示。“过山车”先被运送到轨道的最高端，然后从轨道的最高端飞驰而下，到达大回环的顶端，再疾驰而下、体验了“过山车”的惊险刺激后，他提出问题：过山车能成功翻越大回环与哪些因素有关？并作出如下猜想：
猜想①：可能与“过山车”的起始高度有关；
猜想②：可能与“过山车”和乘客的总质量有关。
为了探究这个问题，他选用不同质量的小球、轨道、支架等器材进行了实验，如图乙所示。
（1）“过山车”通过大回环时是否处于平衡状态？ ；
（2）探究猜想①时，小义让同一小球分别从轨道不同高度由静止开始释放，观察小球通过大回环的情况， 并将数据记录在下表。
实验次数 钢球释放高度h2/cm 大回环高度h1/cm 通过大回环情况
1 10 10 不能通过
2 14 10 不能通过
3 18 10 不能通过
4 22 10 通过
5 26 10 通过
由表中数据可知，猜想①是 （选填“正确”或“不正确”）的；
（3）若想继续探究猜想②，接下来的操作是 ；
（4）上述探究完成后，小义对实验进行评估，再次分析上表数据得出结论：当大回环高度为10cm，小球释放高度h2≥22cm时，小球能成功通过大回环。小义得出的结论是否可靠？ （选填“可靠”或“不可靠”），说明理由 。
【答案】不是；正确；将质量不同的钢球，使其由大于22cm的同一高度释放，观察钢球通过大回环的情况；不可靠；实验次数太少，具有偶然性
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断
【解析】【解答】（1）“过山车”通过大回环时，由于运动方向发生变化，运动状体变，物体并不处于平衡状态。因此，答案为“否”。
（2）根据表格数据，随着小球释放高度的增加，小球能够成功通过大回环的高度也增加。这说明小球释放高度对小球通过大回环的能力有影响，因此，猜想①是正确的。
（3）若想继续探究猜想②，即大回环高度对小球通过大回环的能力的影响，需要改变大回环的高度，保持小球释放高度不变，观察小球通过大回环的情况。
（4）小义得出的结论是不可靠的。因为小义的实验只在大回环高度为10cm的情况下进行，没有考虑其他高度的情况，实验次数太少，具有偶然性，因此，小义的结论不能推广到所有大回环高度的情况。
综上第1 空为不是；第2空为正确；第3空为将质量不同的钢球，使其由大于22cm的同一高度释放，观察钢球通过大回环的情况；第4空为不可能；第5空为实验次数太少，具有偶然性
【分析】本题主要考察了对物理实验设计的理解和应用，包括实验设计、数据收集、数据分析和结论得出等环节。题目中涉及到的物理概念主要是动能和势能的转化，以及物体在不同高度释放时的运动状态。
四、解答与计算题
15．（2023八下·夏县期末）如图所示，这是高速公路下坡路段设计建设的一处“刹车失灵缓冲带”，当高速运行的车辆遇上紧急刹车失灵时可以冲上缓冲带，以便尽快停下来，减少惨剧的发生。请你从能量的角度解释为什么缓冲带要设计成一个冲向高处的大斜坡？
【答案】高速公路上的汽车速度大，动能大，刹车失灵车辆冲向高处的大斜坡时，将动能转化成重力势能，车就能停下来。
【知识点】机械能及其转化
【解析】【分析】高速公路上的汽车速度一般都比较大，动能较大，车辆冲向高处的大斜坡时，将动能转化为重力势能，能让车更快的停下来。
16．（2023八下·海林期末）【动手动脑，实践应用】小刚和小明用乒乓球做了两组实验。第一组小刚让乒乓球从距离桌面60cm高的位置自由下落，乒乓球落到桌面被反弹，但每次都没有回到原来的高度，落地反弹的最大高度约为45cm，如图甲所示。第二组小明把同一乒乓球放入装有小半杯水的杯中，让水杯也从距离桌面60cm高的地方自由下落，水杯落地，杯中的乒乓球被反弹，反弹的最大高度竟然达到100cm，远远高于第一组反弹的高度，如图乙所示。请分析解释两组实验现象。
【答案】第一组实验中， 乒乓球下落过程中重力势能转化为动能，上升 时与空气摩擦做功， 使自身机械能减小， 所以上升高度降低。二组实验， 从能量角度来说， 撞击桌面时， 水停止运动， 将一部分能量转移到丘乒乓球上， 使乒乓球机械能增加， 上升时动能转化成的重力势能增大， 上升高度变高。撞击桌面时， 水对下降的乒乓球有一个作用力， 大于第一组实验桌面对乒乓球的作用力， 作用效果明显。
【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】【分析】
物体由于运动而具有的能叫做动能，动能的影响因素是速度大小和质量，质量越大，速度越大，动能越大。物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响因素是重力和举高的高度，重力越大、高度越大，重力势能越大。物体由于发生形变而具有的能叫做弹性势能，弹性形变越大，弹性势能越大。物体的动能和势能可以相互转化，在转化的过程中，如果没有摩擦阻力，机械能的总量保持不变。
17．（2024八下·南海月考）“天问一号”火星着陆
2021年5月15日，由中国航天科技集团研制的火星探测器天问一号，经历十个月的太空旅行后，携带其着陆巡视器成功着陆火星乌托邦平原。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”，指的是探测器经过10个月的长途飞行，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。“落”，指的是探测器需在7分钟内将时速降至0，降落到火星表面，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；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至；第四阶段着陆缓冲，在距离火星表面约的高度，探测器悬停在空中，对火星表面进行观察，寻找合适的位置着陆。“巡”，指的是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。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化。探测器由近火点向远火点运动时，速度不断减小，在这过程中，探测器的 能转化为 能，探测器的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）；
（2）“天问一号”火星着陆分为气动减速、降落伞减速、 与着陆缓冲四个阶段；
（3）在距离火星表面约的高度，探测器悬停在空中，此时，探测器所受到的力是 力（选填“平衡”或“非平衡”）；
（4）“天问一号”探测器的质量为5吨，在火星上重力与质量的比值取。该探测器从距离火星表面的高度到着陆的过程中，受到的重力是 N，火星的重力对探测器做功 J。
【答案】（1）动；重力势；守恒
（2）动力减速
（3）平衡
（4）20000；
【知识点】机械能及其转化；重力及其大小的计算；平衡状态的判断；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，动能和势能相互转化，质量一定，探测器的高度增加，重力势能变大，速度减小，动能变小，则动能转化为重力势能，机械能守恒。
（2）根据材料，“天问一号”火星着陆分为气动减速、降落伞减速、动力减速与着陆缓冲四个阶段。
（3）探测器悬停在空中时，处于平衡状态，受平衡力。
（4）根据质量，计算受到的重力为：，
结合高度，计算重力对探测器做功为：。
【分析】（1）质量一定时，高度变大， 重力势能变大， 速度减小，动能减小；运动的物体不受空气阻力，机械能不变；
（2）根据材料内容，判断火星车着陆的过程；
（3）探测器悬停在空中，受到平衡力的作用；
（4）根据G=mg，计算物体的重力；根据W=Gh，计算重力做功多少。
（1）[1][2][3] 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，速度减小，动能变小，动能转化为重力势能，机械能守恒不变。
（2）由材料原文可知，“天问一号”火星着陆分为气动减速、降落伞减速、动力减速与着陆缓冲四个阶段。
（3）在距离火星表面约的高度，探测器悬停在空中，处于平衡状态，受力平衡。
（4）[1] 受到的重力为
[2] 火星的重力对探测器做功为
1 / 112.2 《机械能及其转化》 筑基提能同步分层练习设计（基础版） 初中物理八年级下册（教科版2024）
一、单选题
1．（2024八下·玉田期末）如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最高点下落到与蹦床接触前的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况是（ ）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能减小
C．动能减小，重力势能增大 D．动能增大，重力势能增大
2．（2024八下·长沙期末）农业无人机在空中保持在同一高度匀速飞行，当对农田喷洒农药时，该无人机（ ）
A．质量不变 B．重力势能减小
C．动能增大 D．机械能不变
3．（2024八下·高碑店期末）我国现代农业已进入信息化和数字化时代，农用机械已经能通过北斗导航系统精准作业。如图所示，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中（ ）
A．它的动能不变，重力势能减小，机械能减小
B．它的动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．它的动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．它的动能减小，重力势能减小，机械能减小
4．（2024八下·丰顺期末）如图所示，小球分别从光滑斜面AB、AC、AD的顶端下滑到斜面底端，在底端时小球的动能
A．从AB滑下时最大 B．从AC滑下时最大
C．从AD滑下时最大 D．从三个斜面滑下时一样大
5．（2024八下·呈贡期末）洒水车匀速洒水过程中，洒水车的( )
A．动能不变 B．势能不变 C．机械能变小 D．机械能不变
6．（2024八下·临淄期末）如图所示的避险车道被称为高速公路上的“救命道”，车道内铺有厚厚的碎石，失控车辆一旦冲入就会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列分析错误的是（ ）
A．碎石可以增大摩擦力，让车快速停下来
B．冲上陡坡时，车的部分动能转化为重力势能
C．冲上陡坡的过程中，车的速度减小、惯性不变
D．车在陡坡上静止时，受的重力和支持力是一对平衡力
7．（2024八下·蔡甸期末）正在进行空中加油的加油机在水平方向匀速直线飞行的过程中，下列有关描述正确的是（ ）
A．加油机在竖直方向上受平衡力，运动状态保持不变
B．加油机受到的升力大小始终保持不变
C．加油机的重力势能始终保持不变
D．加油机的动能始终保持不变
8．（2024八下·翠屏期末）如图，小明用绳子把一块橡皮悬挂起来，把橡皮贴住自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，发现不会再碰到鼻子。下列分析正确的是（ ）
A．刚开始释放时橡皮的动能最大
B．橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能
C．橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能
D．橡皮在摆动的过程中机械能逐渐减小
二、多选题
9．（2020八下·通州期末）如图所描述的情景中，存在动能转化为势能的过程是（ ）
A．甲图中，小刚从滑梯上匀速下滑
B．乙图中，小华来来回回荡秋千
C．丙图中，小明参加跳板跳水时被板反复弹起
D．丁图中，小丽在单杠上连续上下翻转
10．（2024八下·东港期末）对下列四幅图片及情景解释正确的是（ ）
A．甲图，弹簧被手压缩说明力能改变物体的形状
B．乙图，飞镖箭头做得很尖，是为了减小压强
C．丙图，拿自制气压计上山，细管内水柱会下降
D．丁图，拉弓放箭的过程是弹性势能转化为动能
11．（2024八下·太平期末）如图为运动员投掷实心球的过程。实心球在b点离手，c点是实心球运动的最高点，不计空气阻力，在实心球从a到d的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从a到b的过程中，运动员对实心球做了功
B．在b到d的过程中，实心球的机械能保持不变
C．在a到d的过程中，实心球的运动状态不断变化
D．在c到d的过程中，实心球的动能转化为重力势能
三、实验填空题
12．（2020八下·齐齐哈尔期末）阅读短文，回答问题：
避险车道
避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。避险车道主要由引道、制动车道、服务车道及辅助设施等组成。避险车道一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到，这种车道很特别，一般长度在50~ 100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，如图所示。避险车道很大程度上解决了汽车失灵时的安全隐患，失控的车辆可以冲进避险车道，通过上坡及碎石的巨大摩擦消耗掉能量而停下来。
（1）避险车道的主要作用是供 。
（2）避险车道一般设置在 处。
（3）避险车道有一定坡度，是为了车辆上坡时将部分动能转化为 。
（4）避险车道上铺上疏松的石子、沙土层，是为了 ，使车减速。
（5）避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，使车的动能转化为 ，使车减速。
13．（2024八下·和平期末）如图，在“探究影响动能大小的因素”的实验中，让质量为m、2m的两个小球分别从带有凹槽的斜面上由静止开始运动，使木块滑动（虚线位置是木块滑动一段距离后停止的位置）。
（1）本实验研究的是影响 （填“小球”或“木块”）的动能大小的因素。使用带有凹槽的斜面比平板斜面更利于 ；
（2）图甲中的小球到达平面时速度为v1，图乙中的小球到达平面时速度为v2，则v1 v2，根据这两次实验可以探究动能大小跟 的关系；
（3）小球推动木块运动的过程中，小球和木块的机械能总和 （填“守恒”或”不守恒”）。
14．（2024八下·遵义期末）小义到游乐场体验了惊险刺激的“过山车”游乐项目，如图甲所示。“过山车”先被运送到轨道的最高端，然后从轨道的最高端飞驰而下，到达大回环的顶端，再疾驰而下、体验了“过山车”的惊险刺激后，他提出问题：过山车能成功翻越大回环与哪些因素有关？并作出如下猜想：
猜想①：可能与“过山车”的起始高度有关；
猜想②：可能与“过山车”和乘客的总质量有关。
为了探究这个问题，他选用不同质量的小球、轨道、支架等器材进行了实验，如图乙所示。
（1）“过山车”通过大回环时是否处于平衡状态？ ；
（2）探究猜想①时，小义让同一小球分别从轨道不同高度由静止开始释放，观察小球通过大回环的情况， 并将数据记录在下表。
实验次数 钢球释放高度h2/cm 大回环高度h1/cm 通过大回环情况
1 10 10 不能通过
2 14 10 不能通过
3 18 10 不能通过
4 22 10 通过
5 26 10 通过
由表中数据可知，猜想①是 （选填“正确”或“不正确”）的；
（3）若想继续探究猜想②，接下来的操作是 ；
（4）上述探究完成后，小义对实验进行评估，再次分析上表数据得出结论：当大回环高度为10cm，小球释放高度h2≥22cm时，小球能成功通过大回环。小义得出的结论是否可靠？ （选填“可靠”或“不可靠”），说明理由 。
四、解答与计算题
15．（2023八下·夏县期末）如图所示，这是高速公路下坡路段设计建设的一处“刹车失灵缓冲带”，当高速运行的车辆遇上紧急刹车失灵时可以冲上缓冲带，以便尽快停下来，减少惨剧的发生。请你从能量的角度解释为什么缓冲带要设计成一个冲向高处的大斜坡？
16．（2023八下·海林期末）【动手动脑，实践应用】小刚和小明用乒乓球做了两组实验。第一组小刚让乒乓球从距离桌面60cm高的位置自由下落，乒乓球落到桌面被反弹，但每次都没有回到原来的高度，落地反弹的最大高度约为45cm，如图甲所示。第二组小明把同一乒乓球放入装有小半杯水的杯中，让水杯也从距离桌面60cm高的地方自由下落，水杯落地，杯中的乒乓球被反弹，反弹的最大高度竟然达到100cm，远远高于第一组反弹的高度，如图乙所示。请分析解释两组实验现象。
17．（2024八下·南海月考）“天问一号”火星着陆
2021年5月15日，由中国航天科技集团研制的火星探测器天问一号，经历十个月的太空旅行后，携带其着陆巡视器成功着陆火星乌托邦平原。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”，指的是探测器经过10个月的长途飞行，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。“落”，指的是探测器需在7分钟内将时速降至0，降落到火星表面，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；第三阶段动力减速，探测器反推发动机点火工作，速度减至；第四阶段着陆缓冲，在距离火星表面约的高度，探测器悬停在空中，对火星表面进行观察，寻找合适的位置着陆。“巡”，指的是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。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化。探测器由近火点向远火点运动时，速度不断减小，在这过程中，探测器的 能转化为 能，探测器的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）；
（2）“天问一号”火星着陆分为气动减速、降落伞减速、 与着陆缓冲四个阶段；
（3）在距离火星表面约的高度，探测器悬停在空中，此时，探测器所受到的力是 力（选填“平衡”或“非平衡”）；
（4）“天问一号”探测器的质量为5吨，在火星上重力与质量的比值取。该探测器从距离火星表面的高度到着陆的过程中，受到的重力是 N，火星的重力对探测器做功 J。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】运动员从最高点下落到与蹦床接触前的过程中，质量不变，速度变大，因此动能增大；质量不变，高度变小，因此重力势能减小。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
【分析】当运动员从蹦床弹起后向上运动的过程中，判断动能和势能的变化，要从动能和势能的影响因素考虑。
(1)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。
(2)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。
(3)弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，形变量越大，弹性势能越大。
2．【答案】B
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】无人机喷洒农药时，高度不变，速度不变，质量减小，重力势能减小，动能减小，机械能减小，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
【分析】动能和物体的质量、速度有关，重力势能和物体的质量、高度有关。
3．【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】水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，质量减小，速度不变，动能减小，高度不变，重力势能减小，总的机械能减小，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】物体的动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关。
4．【答案】D
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】只存在动能与势能的相互转化时，机械能是守恒的；小球质量一定，高度相同，说明重力势能相同，本题中斜面为光滑斜面，说明没有摩擦，在小朋友下滑过程中只有动能和势能的转化，
故选D。
【分析】只有动能与势能的相互转化时，机械能是守恒的。
5．【答案】C
【知识点】机械能守恒条件
【解析】【解答】 洒水车匀速洒水 ，速度不变，质量变小，所以动能变小，重力势能不变，所以机械能减小，C正确，ABD错误
综上选C
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
6．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；二力平衡的条件及其应用；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】A、铺碎石可以增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，加快车减速的进程，故A正确。
B、冲上陡坡时，车质量不变，速度变小，高度变高，车的部分动能转化为重力势能，故B正确。
C、惯性大小只与质量有关，车的质量不变，所以惯性不变，故C正确。
D．车在陡坡上静止时，受到的重力方向竖直向下，支持力方向垂直于斜面向上，两个力不在同一直线上，所以不是一对平衡力，故D错误。
故答案为：D。
【分析】（1）滑动摩擦力的影响因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度。
（2）动能的大小与质量和速度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关。
（3）任何物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。
（4）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。
7．【答案】A
【知识点】机械能及其转化；二力平衡的条件及其应用
【解析】【解答】A．速度不变，运动方向不变，运动状态不变，故A正确；
B．加油机处于平衡状态，受到的重力和升力是一对平衡力，故B错误；
C．加油机高度不变，质量减小，重力势能变小，故C错误；
D．加油机速度不变，质量减小，动能变小，故D错误。
故选A。
【分析】（1）物体运动状态的改变包括运动方向和速度大小的改变；
（2）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
（3）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。
8．【答案】D
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A．动能与速度有关。因为开始释放时，橡皮没有速度所以动能最小，故A不对；
B．橡皮在下降过程中，要克服空气阻力做功，重力势能转化为动能和内能，机械能也是逐渐减小。所以B错误；
C．橡皮在上升的过程中，重力势能与高度有关，高度越高，重力势能越大。重力势能增大，所以橡皮在上升的过程中，重力势能增大，橡皮的速度减小，则其动能减小，则动能转化为重力势能，所以C错误；
D．根据题意，橡皮在整个运动过程中，受到阻力作用，阻力会做负功，则橡皮在摆动的过程中机械能逐渐减小，故D正确。
故选D。
【分析】本题考查的是能量守恒定律在实际生活中的应用。当橡皮摆动时，其机械能（动能和势能的总和）在摆动过程中会逐渐减少，这是因为橡皮与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能。因此，橡皮摆回时，其机械能已经减少，摆动幅度也会相应减小，从而不会碰到鼻子。
9．【答案】B,C,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．甲图中，小刚从滑梯上匀速下滑，速度不变，动能不变，A不符合题意；
B．乙图中，小华来来回回荡秋千，上升时动能转化为重力势能，下降时，重力势能转化为动能，B符合题意；
C．丙图中，小明参加跳板跳水时被板反复弹起，离开跳板上升时动能转化为重力势能，下降时(未接触跳板前)，重力势能转化为动能，C符合题意；
D．丁图中，小丽在单杠上连续上下翻转，重心升高时动能转化为重力势能，重心下降时，重力势能转化为动能，D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
10．【答案】A,D
【知识点】机械能及其转化；力的作用效果；增大压强的方法及其应用；大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A.图甲中，弹簧被手压缩后形状发生改变，说明力能改变物体形状，故A正确；
B.飞镖箭头做得很尖，是压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故B错误；C.拿自制气压计上山，高度增加，大气压会随高度的增加而减小，外界大气压变小，瓶内气压不变，所以细管中的水柱将会上升，故C错误；
D.拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有动能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能，故D正确。
故选：AD。
【分析】(1)力可以改变物体的形状和物体的运动状态；
(2)增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力；
(3)大气压不是一成不变的，与高度、天气都有关，且随高度的增加而减小；
(4)弹性势能的影响因素是物体的弹性形变程度；动能与物体的质量和速度有关。
11．【答案】A,B,C
【知识点】机械能及其转化；物体运动状态的变化；是否做功的判断
【解析】【解答】A．从a到b时，手对实心球有作用力，在力的方向上移动了距离，运动员对实心球做了功，故A正确；
B．从b到d，不计空气阻力，实心球的机械能守恒，机械能保持不变，故B正确；
C．从a到d的过程中，实心球的速度大小和运动方向不断变化，运动状态不断变化，故C正确；
D．在c到d的过程中，实心球的质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，故D错误。
故选ABC。
【分析】物体受力且在力的方向移动距离，力对物体做了功；质量一定时，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大。
12．【答案】（1）供速度失控车辆安全减速
（2）长陡坡的拐弯
（3）重力势能
（4）增大汽车与路面间的摩擦
（5）弹性势能
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】(1)由材料可知，避险车道的主要作用是供速度失控车辆安全减速。(2)避险车道一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到。(3)避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来。(4)铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使汽车的机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下。(5)避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，且车的机械能转化为废旧轮胎或防撞桶的弹性势能，使车减速。
【分析】增加摩擦力可以通过增加接触面粗糙程度、增加压力和变滚动摩擦为滑动摩擦的方式来增加；运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；发生形变的弹性体具有弹性势能，弹性形变越大，弹性势能就越大。
13．【答案】小球；便于控制小球的运动方向；=；质量；不守恒
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；机械能守恒条件
【解析】【解答】（1） 本实验研究的是影响 小球的动能大小的因素，使用带有凹槽的斜面比平板斜面更利于控制小球的运动方向。
（2）由图甲、乙可知，小球从斜面相同高度下滑，所以到达木板的速度v1=v2；小球的质量不同，所以探究的是动能大小跟质量的关系。
（3） 小球推动木块运动的过程中受到摩擦力的作用，所以机械能不守恒一直减小
综上 第1空、小球； 第2空、便于控制小球的运动方向； 第3空、 = 第4空、质量； 第5空、不守恒
【分析】机械能守恒的条件是忽略阻力，如摩擦力、空气阻力等，所以在现实中，机械能大多不守恒
将小车放置在斜面相同位置静止下滑，可以保证小球下滑到木板的速度相同，进而探究小球质量与动能的关系
14．【答案】不是；正确；将质量不同的钢球，使其由大于22cm的同一高度释放，观察钢球通过大回环的情况；不可靠；实验次数太少，具有偶然性
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断
【解析】【解答】（1）“过山车”通过大回环时，由于运动方向发生变化，运动状体变，物体并不处于平衡状态。因此，答案为“否”。
（2）根据表格数据，随着小球释放高度的增加，小球能够成功通过大回环的高度也增加。这说明小球释放高度对小球通过大回环的能力有影响，因此，猜想①是正确的。
（3）若想继续探究猜想②，即大回环高度对小球通过大回环的能力的影响，需要改变大回环的高度，保持小球释放高度不变，观察小球通过大回环的情况。
（4）小义得出的结论是不可靠的。因为小义的实验只在大回环高度为10cm的情况下进行，没有考虑其他高度的情况，实验次数太少，具有偶然性，因此，小义的结论不能推广到所有大回环高度的情况。
综上第1 空为不是；第2空为正确；第3空为将质量不同的钢球，使其由大于22cm的同一高度释放，观察钢球通过大回环的情况；第4空为不可能；第5空为实验次数太少，具有偶然性
【分析】本题主要考察了对物理实验设计的理解和应用，包括实验设计、数据收集、数据分析和结论得出等环节。题目中涉及到的物理概念主要是动能和势能的转化，以及物体在不同高度释放时的运动状态。
15．【答案】高速公路上的汽车速度大，动能大，刹车失灵车辆冲向高处的大斜坡时，将动能转化成重力势能，车就能停下来。
【知识点】机械能及其转化
【解析】【分析】高速公路上的汽车速度一般都比较大，动能较大，车辆冲向高处的大斜坡时，将动能转化为重力势能，能让车更快的停下来。
16．【答案】第一组实验中， 乒乓球下落过程中重力势能转化为动能，上升 时与空气摩擦做功， 使自身机械能减小， 所以上升高度降低。二组实验， 从能量角度来说， 撞击桌面时， 水停止运动， 将一部分能量转移到丘乒乓球上， 使乒乓球机械能增加， 上升时动能转化成的重力势能增大， 上升高度变高。撞击桌面时， 水对下降的乒乓球有一个作用力， 大于第一组实验桌面对乒乓球的作用力， 作用效果明显。
【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】【分析】
物体由于运动而具有的能叫做动能，动能的影响因素是速度大小和质量，质量越大，速度越大，动能越大。物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响因素是重力和举高的高度，重力越大、高度越大，重力势能越大。物体由于发生形变而具有的能叫做弹性势能，弹性形变越大，弹性势能越大。物体的动能和势能可以相互转化，在转化的过程中，如果没有摩擦阻力，机械能的总量保持不变。
17．【答案】（1）动；重力势；守恒
（2）动力减速
（3）平衡
（4）20000；
【知识点】机械能及其转化；重力及其大小的计算；平衡状态的判断；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，动能和势能相互转化，质量一定，探测器的高度增加，重力势能变大，速度减小，动能变小，则动能转化为重力势能，机械能守恒。
（2）根据材料，“天问一号”火星着陆分为气动减速、降落伞减速、动力减速与着陆缓冲四个阶段。
（3）探测器悬停在空中时，处于平衡状态，受平衡力。
（4）根据质量，计算受到的重力为：，
结合高度，计算重力对探测器做功为：。
【分析】（1）质量一定时，高度变大， 重力势能变大， 速度减小，动能减小；运动的物体不受空气阻力，机械能不变；
（2）根据材料内容，判断火星车着陆的过程；
（3）探测器悬停在空中，受到平衡力的作用；
（4）根据G=mg，计算物体的重力；根据W=Gh，计算重力做功多少。
（1）[1][2][3] 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，速度减小，动能变小，动能转化为重力势能，机械能守恒不变。
（2）由材料原文可知，“天问一号”火星着陆分为气动减速、降落伞减速、动力减速与着陆缓冲四个阶段。
（3）在距离火星表面约的高度，探测器悬停在空中，处于平衡状态，受力平衡。
（4）[1] 受到的重力为
[2] 火星的重力对探测器做功为
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