11.4 机械能及其转化 巩固练习 2024--2025学年初中物理人教版八年级下册(新教材)

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名称 11.4 机械能及其转化 巩固练习 2024--2025学年初中物理人教版八年级下册(新教材)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-05-19 18:07:12

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11.4 机械能及其转化 巩固练习 2024--2025学年
初中物理人教版八年级下册(新教材)
一、单选题
1.下列现象中,物体的动能转化为重力势能的是(  )
A.腾空上升的礼花弹 B.跳板把跳水运动员弹起
C.汽车匀速上坡 D.秋千由最高处向最低处荡去
2.如图所示,小明将一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近A处,稳定后松手,铁锁来回摆动,则下列说法正确的是(  )
A.铁锁从A处摆动到B处,重力势能先变大后变小
B.铁锁从A处摆动到B处,动能先变大后变小
C.若不计空气阻力,铁锁可能会打到小明
D.铁锁的质量再大一些,有可能会打到小明
3.把一个小球从手中抛出,当它离开手时具有的机械能是20J,如果不考虑空气的阻力,当小球下落到某一高度时具有的重力势能是6J,动能为( )
A.15J B.14J C.13J D.12J
4.如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法不正确的是(  )

A.小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B.小球在C点的动能大于在F点的动能
C.小球从E点到F点的过程中,机械能不变
D.小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能
5.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三个完全相同的乒乓球,若不计空气阻力,落到水平桌面时三个球的速度以及重力做的功(  )

A.va=vb=vc;Wa=Wb=Wc B.va>vb>vc;Wa>Wb>Wc
C.vb>vc>va;Wb>Wc>Wa D.va>vc>vb;Wa>Wc>Wb
6.如图,为探究能量转化,小明将小铁块绑在橡皮筋中部,并让橡皮筋穿入铁罐、两端分别固定在罐盖和罐底上.实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下,发现橡皮筋被铁块卷紧了,接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去!以下有关能量转化的判断,正确的是(  )
A.铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,主要是重力势能转化为动能
B.铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,主要是弹性势能转化为动能
C.铁罐在斜面上从最低处滚到最高处,主要是动能转化为重力势能
D.铁罐在斜面上从最低处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能
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. 能、 能和 能统称为机械能。
12.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。
13.自然界的 和 都是具有大量 的天然资源。
14.多股蚕丝作为弓的弦,早在《天工开物》中就有“凡弓弦取食柘叶蚕茧,其丝更坚韧”的记载,这说明蚕丝弹性好。拉弯的弓把箭射出去,这个过程发生的能量转化是把弓弦的 转化为箭的 。
15.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)
16.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 。
17.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。

18.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
19.(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 A B B A A D D C C C
1.A
【详解】A.礼花弹腾空上升,所处高度增加,重力势能增加,速度减小,动能减小,减小的动能转化为重力势能,故A符合题意;
B.跳板把跳水运动员弹起,跳板的形变程度减小,运动员的速度增加,跳板的弹性势能转化为运动员的动能,故B不符合题意;
C.汽车匀速上坡,汽车所处的高度增加,重力势能增加,但汽车的速度不变,动能不变,故C不符合题意;
D.秋千由最高处向最低处荡去,秋千所处高度降低,速度变大,重力势能转化为动能,故D不符合题意。
故选A。
2.B
【详解】AB.铁锁从A处摆动到最低点时,质量不变,速度变大,动能变大,高度变小,重力势能变小;铁锁从最低点摆动到B处时,质量不变,速度减小,动能减小,高度升高,重力势能增大;所以铁锁从A处摆动到B处,重力势能先变小后变大,动能先变大后变小,故A错误,B正确;
C.不考虑空气阻力,铁锁来回摆动过程中的最高点保持不变,机械能守恒,所以铁锁摆回时不会打到小明,故C错误;
D.铁锁的质量再大一些,铁锁来回摆动过程中机械能守恒,铁锁来回摆动过程中的最高点保持不变,所以不会打到小明,故D错误。
故选B。
3.B
【详解】不考虑空气的阻力,小球的机械能是守恒的,因机械能等于动能和势能之和,且小球最初具有的机械能是20J,所以,当小球的重力势能为6J时,动能为
20J-6J=14J
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.A
【详解】A B.C点运动到F点的过程,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,小球在C点的机械能大于在F点的机械能;由图知C、F两处等高,小球的重力势能相同,但小球在 C点动能大于F点的不同,A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.小球从E点到F点过程中,不计空气阻力,只有重力做功,故机械能守恒,C正确,不符合题意;
D.小球从D点离开地面时,弹性势能转化为动能;小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能,D正确,不符合题意。
故选A。
5.A
【详解】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三个完全相同的乒乓球,因为三个乒乓球的质量、高度和速度都相同,则最初的机械能是相同的;不计空气阻力,三个小球在运动过程中的机械能是守恒的,所以三个乒乓球到达桌面时的机械能相同,此时球所处的高度相同,其重力势能相同,则此时动能也相同,速度也相同,即
va=vb=vc
a、b、c是三个完全相同的乒乓球,则重力相等,虽然运动方向不同,但由图可知整个过程中乒乓球下落的高度相等,根据W=Gh可知,三个球重力做功相等,即
Wa=Wb=Wc
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.D
【详解】铁罐从不太陡的斜面上滚下,在从最高处滚下时,铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点,上一段滚动主要是重力势能减小,铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加;下一段滚动主要是重力势能和铁罐的动能减小,橡皮筋的弹性势能增加;最终是铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,主要是重力势能转化为弹性势能.铁罐由斜面底部自动滚上去,在从最低处滚上时,铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点,下一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小,铁罐的动能和重力势能增加;上一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和铁罐的动能减小,重力势能增加;铁罐在斜面上从最低处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能.所以D选项是正确的.
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. 动 重力势 弹性势
【详解】[1][2][3]动能是物体由于运动而具有的能;重力势能是物体由于被举高而具有的能;弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能。动能和势能统称为机械能,而势能又包括重力势能和弹性势能。所以动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
12. 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。
13. 流水 风 机械能
【详解】[1][2][3]流动的水和移动的空气形成的风,既具有动能,又具有重力势能,所以具有大量的机械能。
14. 弹性势能 动能
【详解】[1][2]拉弯的弓具有弹性势能,拉弯的弓把箭射出去,对弓箭做功,将弹性势能转化为箭的动能。
15. 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。
16. 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。
17. 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。
18. 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。
19. 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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