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11.4 机械能及其转化 同步练习 2024--2025学年
初中物理人教版八年级下册(新教材)
一、单选题
1.如图所示,运动员被撑竿弹起加速上升的过程中、下列说法正确的是( )
A.运动员受到的弹力是由手臂弹性形变产生的
B.撑竿的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能
C.运动员的动能减小
D.撑竿对运动员没有做功
2.如图所示,小华把铁球拉近刚好贴着自己的鼻子,松开手后,头保持不动,铁球由a点沿弧线abc运动到c点,然后从c点往回摆动,则下列说法不正确的是( )
A.铁球位于a点时重力势能最大 B.铁球从a点运动到b点时重力做功
C.铁球从a点运动到c点时,重力势能转化为动能 D.铁球从c点摆回时不会碰伤鼻子
3.2024年2月,国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。如图所示,“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中( )
A.动能减小,重力势能减小,机械能减小
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.动能增大,重力势能减小,机械能不变
4.在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中,辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所示,在她滑行过程中,下列说法正确的是( )
A.A点时不具有机械能
B.从A点滑行到C点的过程中重力不断变大
C.滑雪板底面比较光滑是为了增大滑行时与雪面的摩擦
D.在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度
5.如图为水电站剖面图,拦河大坝中的水从H流出,经过P流向Q,水流推动叶轮转动使发电机发电。下列判断中正确的是( )
A.修筑拦河大坝是为了增加水的机械能
B.水从H流到P的过程中,其动能减小
C.发电机将电能转化为机械能
D.水在H处的机械能等于Q处的机械能
6.如图所示,从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D为小球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球在C点和F点的机械能相等 B.小球在C点和F点的动能相等
C.小球从E点到F点的过程中,机械能变小 D.小球在E点的动能不为零
7.如图所示,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道。体重不同的甲、乙两小孩沿着不同轨道同时从A处自由滑向B处,若不计空气阻力,下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙在下滑过程中所受重力做功不相等
B.甲从A到B,重力势能一定减小
C.甲、乙在下滑过程中机械能守恒
D.甲、乙到达B点时的动能相同
8.如图,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于O点时弹簧恰好不发生形变.现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧,不计空气阻力,则小球( )
A.运动至最高点时,受平衡力作用
B.被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力
C.从A点向上运动过程中,速度先增大后减小
D.从O点向上运动过程中,重力势能转化为动能
9.如图所示,是小球在地面弹跳的情景.小球在A点的机械能为120J,当小球由A点运动到B点时,机械能变为100J,则小球由B点运动到C点时,其机械能可能为( )
A.120J B.100J C.90J D.80J
10.小明同学以一定速度将弹性球扔向地面,弹性球经地面和墙壁两次反弹,重新在同一高度用手接住,碰撞时小球能量损失不计,1处和2处是在同一高度。如果1处小球的动能大于2处,则下列说法错误的是( )
A.1处的机械能一定大于2处
B.1处的动能一定大于4处
C.3处的动能一定大于4处
D.接到小球时的速度一定小于扔出时的速度
二、填空题
11.动能和势能可以相互 。如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但动能和势能的 不变,或者说,机械能是 的。
12.如图是小朋友玩蹦床的情景。小朋友在蹦床发生最大形变处到向上运动再到刚离开蹦床的过程中,他的重力势能 ,动能 。当上升到最高点时,他的速度为零,此时他处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。(不计空气阻力)
13.河南第一个风力发电项目在三门峡,风力发电是将 能转化为电能,风力发电的优点是 。
14.如图所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,就做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来,用手压平在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松开手,会看到卡片 ,在此过程中将橡皮筋的 能转化为卡片的 能。
15.如图所示,光滑弧形轨道AOB与粗糙斜面BC相连,钢球自C点由静止释放,经过最低点O,然后到达另一侧与B等高点A。从C到B点过程中, 能转化为动能;重力势能变化量 动能变化量(选填“>”“<”或“=”)。整个运动过程从C点到A点钢球机械能变化情况 。
三、实验题
16.(1)让钢球在如图1的轨道由A点静止开始自由滑下,弹簧固定在水平轨道末端,钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。在钢球滚下的过程中, 能转化为动能;在钢球被弹开的过程中,弹簧的 能转化为钢球的动能;
(2)若想增大弹簧最大压缩量,提出一点可行的做法: ;
(3)将末端的挡板和弹簧取掉,并将OB向上弯折形成如图2的轨道,再次将钢球沿轨道AOB下滑到达B点后离开轨道,钢球在B点的机械能 在A点的机械能(选填“大于”、“等于”或“小于”)。离开B点后最符合题意的运动轨迹是 (选填字母序号)。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C D A D D C C C
1.B
【详解】A.运动员受到的弹力是由施力物体撑竿弹性形变产生的,故A错误;
BC.运动员被撑竿弹起加速上升的过程中,撑竿的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,运动员的动能增大,故B正确、C错误;
D.运动员在撑杆的弹力作用下在力的方向上通过了一定的距离,撑竿对运动员做功,故D错误。
故选B。
2.C
【详解】A.由于空气阻力的存在,铁球运动过程中机械能不断减小,所以c点比a点低,铁球位于a点时重力势能最大,故A正确,A不符合题意;
B.铁球从a点运动到b点时,受到竖直向下的重力,而且在竖直方向上向下运动了一段距离,所以此过程中重力做功,故B正确,B不符合题意;
C.铁球从a点运动到c点时,高度先减小后增大,先将重力势能转化为动能然后又将动能转化为重力势能,故C错误,C符合题意;
D.由于空气阻力的存在,铁球运动过程中机械能不断减小,所能达到的高度越来越低,铁球从c点摆回时不会碰伤鼻子,故D正确,D不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中,质量不变,速度不断增大,动能增大;卫星的高度升高,因此它的重力势能增大;卫星的机械能等于动能与势能之和,因此卫星的机械能增大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.D
【详解】A.在A点时,虽然静止,但是由于高度因此具有重力势能,所以具有机械能,故A错误;
B.根据G=mg,在滑行的过程中,运动员的质量不变,故重力不变,故B错误;
C.滑雪板底面比较光滑是为了减小接触面粗糙程度来减小摩擦,故C错误;
D.若空气阻力不可忽略,运动员整个运动过程中机械能减小,BD两点高度相同,重力势能相同,因此动能减小,运动员的质量不变,所以在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度,故D正确。
故选D。
5.A
【分析】本题考查机械能的相关知识。
【详解】A.修筑拦河大坝是为了使水位提高,从而增加水的机械能,故A项正确;
B.从题意可知,H处的水比较高,水从H流到P的过程中,其重力势能减小,动能增大,故B项错误;
C.发电机将机械能转化为电能,故C项错误;
D.水在向下流动的过程中,会受到一定的阻碍,故H处的机械能会大于Q处的机械能,故D项错误。
故选A。
6.D
【详解】A.小球在C点到F点过程中,由于物体与地面发生碰撞,且上升的高度E点低于B点,故机械能有损失,故小球在C点的机械能大于F点的机械能,故A错误;
B.在C点的机械能大于F点的机械能,高度相同,重力势能相同,动能不等,故B错误;
C.小球从E点到F点的过程中,不计空气阻力,只有重力做功,机械能不变,故C错误;
D.小球E点有速度,小球在E点的动能不为零,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】A.甲、乙从A处自由滑向B处,下降的高度是相同的,但两小孩的重力不同,根据W=Gh可知,重力做功不相等,故A正确,不符合题意;
B.甲从A到B,其质量不变,高度减小,重力势能一定减小,故B正确,不符合题意;
C.由于轨道是光滑的,且不计空气阻力,所以甲、乙在下滑过程中机械能守恒,故C正确,不符合题意;
D.由图可知,甲、乙在A点时,高度相同,由于重力不同,则二人减小的重力势能不同,根据机械能守恒可知,他们到达B点时的动能也是不同的,故D错误,符合题意。
故选D。
8.C
【详解】A.小球脱离弹簧运动到最高点时,小球只受到重力的作用,所以不是受平衡力作用,故A说法错误;
B.由于用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放,所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加上向下的压力,故B说法错误;
C.小球在A点时受到向上的弹力最大,从A到O的过程中弹力逐渐减小,然后小球脱离弹簧,不再受弹力作用,所以小球速度先增大后减小,故C说法正确;
D.小球从O点向上运动过程中,速度逐渐减小,高度不断增大,动能转化为重力势能,故D说法错误.
9.C
【详解】小球从A到B时弹跳的高度大于从B到C时弹跳的高度,从A到B克服空气阻力做的功大,机械能损失多;从A到B的过程中机械能减少20J,故小球从B到C损失的机械能应该小于20J,C选项符合题意,选填C.答案:C
10.C
【详解】A.根据题意可知,1处和2处是在同一高度,重力势能是相同的,如果1处小球的动能大于2处,则1处的机械能大于2处的机械能,故A正确,A不符合题意;
B.小球在运动的过程中,机械能不守恒,机械能变小,1处的机械能大于4处的机械能;1处的高度小于4处的高度,1处的重力势能小于4处的重力势能;则1处的动能大于4处的动能,故B正确,B不符合题意;
C.小球在运动的过程中,机械能变小,3处的机械能小于4处的机械能,由于3处的重力势能小于4处的重力势能,所以无法判定3处的动能和4处动能的大小,故C错误,C符合题意;
D.接到小球时和扔出时的高度相同,重力势能相同,由于机械能减小,所以动能是减小的,由于质量不变,则接到小球时的速度一定小于扔出时的速度,故D正确,D不符合题意。
故选C。
11. 转化 总和 守恒
【详解】[1]动能和势能之间的转化是机械能守恒定律的一个重要体现。当物体在运动过程中,其动能和势能会随着速度的变化和物体的位置而相互转化。
[2][3]如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但它们的某种总量是不变的。这个总量就是机械能。机械能是动能和势能的总和,当只有动能和势能相互转化时,机械能的总量保持不变。或者说,机械能是守恒的。
12. 增大 先增大再减小 非平衡
【详解】[1][2]小朋友在蹦床发生最大形变处到向上运动再到刚离开蹦床的过程中,历经了两个阶段:首先是最大形变处到向上弹力等于重力阶段,这个阶段弹力大于重力,小朋友的速度是增大的;其次是从向上弹力等于重力处到离开蹦床阶段,这个阶段小朋友重力大于弹力,小朋友的速度减小;所以整个过程中小朋友的速度是先增大再减小的。重力势能与物体的质量和高度有关,而在整个过程中,小朋友的高度是增加的,质量不变,所以重力势能增大。动能与物体的质量和速度有关,小朋友的质量不变,所以动能是先增大再减小的。
[3]当上升到最高点时,他的速度为零,不计空气阻力,此时只受到重力作用,所以处于非平衡状态。
13. 机械 不污染环境
【详解】[1][2]风力发电是把机械能转化为电能,风能的优点是不污染环境,清洁、可再生。
14. 跳起 弹性势 机械
【详解】[1][2][3]“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生弹性形变,发生弹性形变的物体要恢复原状,就会对使它发生形变的物体施加力的作用,所以橡皮筋对硬卡片施力,使它跳起。橡皮筋发生了弹性形变,所以它具有了弹性势能。卡片在上升过程中,质量不变,高度升高,所以重力势能将增大,质量不变,速度变大,动能变大,所以卡片的机械能变大,是橡皮筋的弹性势能转化为卡片的机械能。
15. 重力势 > 先变小后不变
【详解】[1]动能与物体的质量和速度有关;重力势能与物体的质量和高度有关。钢球从C点到B点的过程中,质量不变,高度变小,速度变大,故钢球的重力势能变小,动能变大,则该过程中重力势能转化为动能。
[2]钢球从C到B的过程中,由于斜面粗糙,钢球受摩擦力的作用,需要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为其他形式的能,所以钢球的机械能变小,故重力势能变化量大于动能变化量。
[3]钢球从C 到B的过程中,由于克服摩擦力做功,机械能减小;从B到A的过程中,弧形轨道AOB光滑,只有动能和重力势能的相互转化,机械能不变。所以整个运动过程机械能变化情况是先变小后不变。
16. 重力势 弹性势 见解析 小于 c
【详解】(1)[1]钢球由A点静止滑下时,质量不变,速度变大,高度变小,动能变大,重力势能变小,是重力势能转化为动能。
[2]钢球被弹簧弹开的过程,弹簧的形变程度变小,弹性势能变小,钢球的速度变大,动能变大,弹簧的弹性势能转化为钢球的动能。
(2)[3]弹簧被压缩时,钢球的动能减小,弹簧的弹性势能增大,是动能转化为弹性势能,当钢球的动能为0,速度为0时,动能全部转化为弹性势能,弹簧的弹性势能最大,压缩量最大。若钢球的动能变大,弹簧的弹性势能也增大,弹簧的形变程度变大,弹簧的最大压缩量增大。为了增大钢球的动能,在质量不变时,可提高钢球静止滚下时的高度。
(3)[4][5]将末端的挡板和弹簧取掉,钢球从斜面上滑下后,由于惯性,会沿B点的切线方向滑出,但在沿AOB轨道运动过程中,钢球的部分机械能转化为内能,所以机械能减小,B点的机械能小于A点的机械能,钢球滑出B点后,无法达到A的高度,所以会沿c轨迹运动。
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