11.4机械能及其转化同步强化练习（含答案详解） 人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 11.4机械能及其转化同步强化练习（含答案详解） 人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-22 16:53:04 | ||
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文档简介
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11.4机械能及其转化
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，物体A在下列四个运动过程中，机械能不变的是（不计空气阻力）（ ）
A．图（1）中物体A被压缩的弹簧弹出后沿粗糙斜面向上运动
B．图（2）中物体A沿光滑曲面由静止自由下滑到底端
C．图（3）中物体A在拉力F的作用下沿光滑斜面匀速上升
D．图（4）中物体A在拉力F的作用下沿粗糙斜面匀速下滑
2．质量相同的甲、乙两物体各自在水平拉力的作用下，在同一水平面上做直线运动，它们的s-t图像如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．甲的速度可能小于乙的速度
B．甲和乙的机械能可能相等
C．甲的动能一定大于乙的动能
D．甲的惯性一定大于乙的惯性
3．如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A． B．
C． D．
4．关于晓彤进行射箭联系的描述，下列说法错误的是（ ）
A．晓彤能够瞄准靶心，利用了光在空气中沿直线传播的原理
B．箭被射出后仍能在空中飞行是因为箭受到了惯性的作用
C．晓彤用弓将箭射出，将弓的弹性势能转化为箭的动能
D．箭在射中靶心后停留在靶心上，将箭的机械能转化为内能
5．“粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中1kg小麦的（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．动能与重力势能的和不变
6．邀游太空21小时，绕地球14圈的“神舟”五号载人飞船返回舱返回地面时。为了使快速降落的返回舱安全着陆，在距地面一定高度时需点燃反推火箭的发动机向下喷出高温高压气体。那么从开始喷气到安全着陆的过程中，返回舱的（ ）
A．动能不变，势能减小 B．动能减小，势能减小
C．动能减小，机械能不变 D．动能不变，势能增大
7．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（ ）
A．小球的动能先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
8．一同学在体育课上进行实心球投掷训练，如图所示：B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．实心球从A→B的过程中，只有重力对它做功
B．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功
C．实心球从C→D过程中，动能不变，重力势能减小
D．实心球到达最高点C时，若重力突然消失实心球将做匀速直线运动
9．如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
10．核电站一旦工作，就不能随意停下来，而电网白天用电量多，深夜用电量少，为了使核电站稳定工作，建设了抽水蓄能电站，深夜，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，如图甲所示，白天用电高峰时，再把山顶水库的水放下来推动水轮机发电，如图乙所示下面分析深夜和白天抽水畜能电站工作过程中包含的能的转化过程正确的是（ ）
A．白天，电能转化机械能和内能
B．夜晚，机械能转化电能和内能
C．白天，机械能转化电能和内能
D．以上说法都不对
11．2018年5月9日邵阳市举行了第二届“市长杯”校园足球联赛活动，如图为足球赛进行中，小伟和小真运用所学物理知识对比赛中的一些现象进行分析，下列说法中全部正确的一组组是
①足球在上升过程中重力势能转化为动能
②踢出去的足球能继续向前飞行是由于惯性
③足球在空中飞行时受到重力和向前的推力
④足球在空中飞行过程中，运动状态发生改变
⑤空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它将立即落地
⑥踢球时脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的．
A．①②③ B．②④⑥ C．②③⑤ D．①②⑤
12．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
二、填空题
13．在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，正从最低点向最高点运动。此过程中，小明的动能 （变小/不变/变大）、重力势能 （变小/不变/变大）、机械能 （变小/不变/变大）。
14．如图所示，轨道ABC是光滑的，弹簧固定在水平轨道末端，钢球从斜面上端下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。在钢球滚下到刚碰到弹簧的过程中， 能转化为 能；在钢球被弹开的过程中， 能转化为 能。
15．地球人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，从 点向 点运动过程中，势能要变大，此过程中卫星速度要 些。（选择“变大”、“变小”或“不变”）
16．同学们在锡惠公园游玩，小华在荡秋千，当秋千荡到最高点时，小华的 能最大，若此时小华所受到的力全部消失，则她将 。
三、作图题
17．火车进站时仍具有较大的动能，要使火车停下来需要刹车，造成能量的损失。小红想：怎么样才能让火车到车站时把动量转化为其它形式的能量先储存起来，这样火车就可以不刹车而停下来；当火车开动时，再将这些能量转化加以利用，从而避免能量的浪费。请你根据小红的思路，在上面的框中简单画出你设计的火车站台（用于停靠火车的平台）。
( )
四、实验题
18．如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，将同一小钢球A从斜面上不同高度由静止滚下，推动木块B向前移动一段距离。
（1）该实验中物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能，该动能是由 能转化而来的；
（2）通过观察木块B移动距离的长短来判断小球动能的大小，利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）将小球A放在同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同。根据实验现象，可以得出的结论是：质量相同的物体， ，动能越大；
（4）钢球碰到木块并一起运动的过程中，由于木块受到 的作用，钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的 。
五、计算题
19．某次跳伞训练中，质量为60kg的运动员从空中悬停的直升飞机上由静止开始竖直跳下，下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程其速度与时间的关系如图所示。（g取10N/kg）求：
（1）整个过程中重力做的功；
（2）匀速直线运动过程中重力做功的功率；
（3）运动员在做匀速直线运动的过程中机械能是否变化，说明理由。
六、综合题
20．伽利略想象有一小球在没有空气阻力的情况下沿无摩擦轨道运动。
(1)伽利略认为，如图甲所示，如果从A点静止释放小球，小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。请你利用能量守恒的观点，分析小球能到达C点的原因 ；
(2)伽利略随后想象，无阻力轨道发生了改变。如图乙所示，BC斜面改为水平轨道。
①小球经过M点时的机械能 （选填：大于、小于或等于）其在A点的机械能；
②请在丙图上大致画出小球在MN段运动的速度—时间图线 ；
(3)在现实当中，如图乙的小球运动时一定会受到阻力，小球在A到C点的机械能最大的是 （填写位置字母）。
《11.4机械能及其转化》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A B A B C D C C
题号 11 12
答案 B D
1．B
【详解】A.物体A被压缩的弹簧弹出后沿粗糙斜面向上运动，物体A和斜面之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，故A不符合题意；
B.物体A沿光滑曲面由静止自由下滑到底端，物体和光滑的曲面之间没有摩擦，机械能守恒，故B符合题意；
C.物体A在拉力F的作用下沿光滑斜面匀速上升，物体的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能变大；物体没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能动能重力势能，机械能变大，故C不符合题意；
D.物体A在拉力F的作用下沿粗糙斜面匀速下滑，物体的质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能变小；物体没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能动能重力势能，机械能变小；故D不符合题意．
故选B．
点睛：机械能的变化，可以从动能和势能的和进行判断，也可以从机械能是否和其他形式的能发生转化来判断．
2．C
【详解】A．由图像知：甲的速度
乙的速度
所以甲的速度大于乙的速度，故A错误；
BC．甲、乙两物体质量相同，在同一水平面上做直线运动，即高度相同，甲的速度大于乙的速度，则甲、乙两物体的重力势能相同，甲的动能大于乙的动能，所以甲的机械能大于乙的机械能，故B错误，C正确；
D．甲与乙的质量相等，惯性也一样大，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】A．晓彤能够瞄准靶心，三点一线是利用了光在空气中沿直线传播的原理，故A正确，不符合题意；
B．箭被射出后仍能在空中飞行是因为箭具有惯性的缘故，不是受到惯性的作用，故B错误，符合题意；
C．晓彤用弓将箭射出，由于弓发生弹性形变具有弹性势能，将弓的弹性势能转化为箭的动能，故C正确，不符合题意；
D．箭在射中靶心后停留在靶心上，克服阻力做功将箭的机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】A．1kg小麦的质量不变，匀速上升时速度不变，因此动能不变，故A符合题意；
B．1kg小麦的质量不变，高度变大，因此重力势能变大，故B不符合题意；
CD．物体的机械能是物体的动能和势能之和，由于小麦的动能不变，重力势能变大，因此小麦的机械能变大，动能与重力势能的和变大，故CD不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】从开始喷气到安全着陆的过程中，返回舱的速度减小，高度减小，动能减小，势能减小，机械能也减小，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则小球位于A点时弹簧处于压缩状态，位于B点时弹簧处于拉伸状态；①小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；②到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球的速度最大，动能最大；③小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小，所以此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：
A．小球的动能先增加后减少，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故A正确，不符合题意；
B．弹簧的弹性势能先减少后增大，故B正确，不符合题意；
C．小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误，符合题意；
D．由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．D
【详解】A．由题意可知，实心球在人手的推力作用下从A运动到B，此过程人手的推力对实心球做功，故A错误；
BC．实心球从B→C→D过程中，忽略空气阻力，实心球运动过程中机械能守恒。从B→C过程中，实心球的质量不变，高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能；从C→D过程中，实心球的质量不变，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，则动能增大，此过程实心球在重力的方向上移动了距离，则重力对实心球做了功。故BC错误；
D．实心球到达最高点C时，竖直方向的速度为0，但水平方向有速度，此时实心球只受重力的作用，若此时重力突然消失，由牛顿第一定律可知，实心球将做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】晚上电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，电能转化成水泵的机械能；水泵的机械能转化成水的动能和重力势能，水从低处升到高处，贮存更多的机械能；白天山顶水库的水放下来推动水轮机发电，水的重力势能转化成动能，推动发电机发电，又把机械能转化成电能，因电动水泵和发电机在工作时机械零件间不可避免的存在摩擦和电流的热效率，所以有一部分能量会转化为内能。
故选C。
11．B
【详解】①足球在上升过程中，速度减小，高度增大，是动能转化为重力势能，故错误；②踢出去的足球能继续向前飞行是由于足球具有惯性，仍保持原来的运动状态，故正确；③足球在空中飞行时受到重力，但不受向前的推力，故错误；④足球在空中飞行过程中，速度和方向均改变，所以运动状态发生改变，故正确；⑤空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它保持均速直线运动，故错误；⑥踢球时脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的，故正确．综上所述，正确的序号有②④⑥．故选B.
点睛：针对题干中的说法，分别运用能量的转化、惯性、受力分析、牛顿第一定律、力的作用的相互性等知识来进行分析与判断．最终做出选择．
12．D
【详解】动能的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，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，水平飞行说明高度不变，匀速说明速度大小不变，但喷洒农药说明总质量在减小，因此动能减小，重力势能减小，动能和势能统称为机械能，所以机械能在减小，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
13． 不变 变大 变大
【详解】[1][2][3]小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”正从最低点向最高点运动，速度不变，高度变大，则小明的动能不变，重力势能变大，机械能等于动能与重力势能之和将变大。
14． 重力势 动 弹性势 动
【详解】[1][2]如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道的C处，故小球从A点由静止开始下滑的过程中，其质量不变，速度变快，故其动能变大，同时其质量不变，高度减小，故其重力势能变小，所以该过程是将重力势能转化为动能的过程。
[3][4]在撞击到弹簧使弹簧被压缩的过程中，其质量不变，速度变小，故动能变小，同时弹簧的弹性形变程度越来越大，故其所具有的弹性势能变大，故该过程是将动能转化为弹性势能的过程，在钢球被弹开的过程中，弹性势能再转化为动能。
15． 近地 远地 变小
【详解】[1][2][3]人造卫星沿椭圆形轨道运行时，从近地点向远地点运动的过程中，势能变大，动能减小，速度减小。
16． 重力势 保持静止
【详解】[1]当秋千运动到最高点时，动能全部转化为重力势能，故小华的重力势能最大。
[2]当小华运动到最高点时，动能全部转化为重力势能，处于瞬间静止状态，如果此时她受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知她将保持静止状态。
17．
【详解】火车进站具有较大的动能，如果不刹车就要想办法储存能量然后火车启动时再把能量用上。要在火车站台上做文章，只有在机械能之间转化，进站时上坡把动能转化为重力势能，出站时下坡又把刚才的重力势能转化为动能加以利用。设计如下：
18． A 重力势 转换法 不同 速度越大 摩擦力 运动状态
【详解】（1）[1][2]该实验研究的主体是物体A，研究的是物体A动能的大小与速度和质量的关系；物体A从斜面上滚下时，物体A的重力势能减小，动能增大，所以由物体的重力势能转化为动能。
（2）[3]实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（3）[4][5]将同一小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，小球到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（4）[6] 由于接触面不光滑，钢球碰到木块并一起运动过程中，木块受到摩擦力的作用。由于木块受到摩擦力的作用，最后停下来。
[7]力有两个作用效果：①力可以改变物体的形状；②力可以改变物体的运动状态。钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的运动状态。
19．（1）1.8×105J；（2）3600W；（3）是，见解析
【详解】解：（1）由图像可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15~30s下落的高度为
h2=vt2=6m/s×15s=90m
运动员下落的总高度为
h=h1+h2=210m+90m=300m
运动员的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
重力做的功为
W=Gh=600N×300m=1.8×105J
（2）匀速下降时重力做功的功率为
（3）运动员在做匀速直线运动的过程中，速度不变，质量不变，动能不变；高度减小，重力势能减小，由于机械能是动能和重力势能的总和，因此机械能变化。
答：（1）整个过程中重力做的功为1.8×105J；
（2）匀速直线运动过程中重力做功的功率为3600W；
（3）运动员在做匀速直线运动的过程中机械能变化，理由见解析。
20． 见解析 等于 A
【详解】(1)[1]小球从A点静止释放，在从A到B的运动过程中，速度从零变大到一定值，动能也从零变大到一定值，由于没有阻力做功，重力势能的减小量等于动能的变化量；而从B到C的过程中，速度从一定值变为零，动能也从一定值变为零，也没有阻力做功，动能的变化量等于重力势能的增加量；前后两次动能的变化量相同，那么重力势能的减小量等于重力势能的增加量，而整个过程小球质量不变，那么小球变化的高度相同，所以小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。
(2)[2]由题意可知，不计空气阻力，轨道也没有阻力，小球从A点到M点，机械能是守恒的，即小球经过M点时的机械能等于其在A点的机械能。
[3]不计空气阻力，轨道也没有阻力，小球在MN段运动的速度大小不变，即做匀速直线运动，如下图所示。
(3)[4]小球在A到C点的过程中要克服阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以在这个过程中机械能是不断减小的，机械能最大的是A点。
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11.4机械能及其转化
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，物体A在下列四个运动过程中，机械能不变的是（不计空气阻力）（ ）
A．图（1）中物体A被压缩的弹簧弹出后沿粗糙斜面向上运动
B．图（2）中物体A沿光滑曲面由静止自由下滑到底端
C．图（3）中物体A在拉力F的作用下沿光滑斜面匀速上升
D．图（4）中物体A在拉力F的作用下沿粗糙斜面匀速下滑
2．质量相同的甲、乙两物体各自在水平拉力的作用下，在同一水平面上做直线运动，它们的s-t图像如图所示，则下列判断正确的是（ ）
A．甲的速度可能小于乙的速度
B．甲和乙的机械能可能相等
C．甲的动能一定大于乙的动能
D．甲的惯性一定大于乙的惯性
3．如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A． B．
C． D．
4．关于晓彤进行射箭联系的描述，下列说法错误的是（ ）
A．晓彤能够瞄准靶心，利用了光在空气中沿直线传播的原理
B．箭被射出后仍能在空中飞行是因为箭受到了惯性的作用
C．晓彤用弓将箭射出，将弓的弹性势能转化为箭的动能
D．箭在射中靶心后停留在靶心上，将箭的机械能转化为内能
5．“粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中1kg小麦的（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．动能与重力势能的和不变
6．邀游太空21小时，绕地球14圈的“神舟”五号载人飞船返回舱返回地面时。为了使快速降落的返回舱安全着陆，在距地面一定高度时需点燃反推火箭的发动机向下喷出高温高压气体。那么从开始喷气到安全着陆的过程中，返回舱的（ ）
A．动能不变，势能减小 B．动能减小，势能减小
C．动能减小，机械能不变 D．动能不变，势能增大
7．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（ ）
A．小球的动能先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
8．一同学在体育课上进行实心球投掷训练，如图所示：B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．实心球从A→B的过程中，只有重力对它做功
B．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功
C．实心球从C→D过程中，动能不变，重力势能减小
D．实心球到达最高点C时，若重力突然消失实心球将做匀速直线运动
9．如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
10．核电站一旦工作，就不能随意停下来，而电网白天用电量多，深夜用电量少，为了使核电站稳定工作，建设了抽水蓄能电站，深夜，电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，如图甲所示，白天用电高峰时，再把山顶水库的水放下来推动水轮机发电，如图乙所示下面分析深夜和白天抽水畜能电站工作过程中包含的能的转化过程正确的是（ ）
A．白天，电能转化机械能和内能
B．夜晚，机械能转化电能和内能
C．白天，机械能转化电能和内能
D．以上说法都不对
11．2018年5月9日邵阳市举行了第二届“市长杯”校园足球联赛活动，如图为足球赛进行中，小伟和小真运用所学物理知识对比赛中的一些现象进行分析，下列说法中全部正确的一组组是
①足球在上升过程中重力势能转化为动能
②踢出去的足球能继续向前飞行是由于惯性
③足球在空中飞行时受到重力和向前的推力
④足球在空中飞行过程中，运动状态发生改变
⑤空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它将立即落地
⑥踢球时脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的．
A．①②③ B．②④⑥ C．②③⑤ D．①②⑤
12．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
二、填空题
13．在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，正从最低点向最高点运动。此过程中，小明的动能 （变小/不变/变大）、重力势能 （变小/不变/变大）、机械能 （变小/不变/变大）。
14．如图所示，轨道ABC是光滑的，弹簧固定在水平轨道末端，钢球从斜面上端下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。在钢球滚下到刚碰到弹簧的过程中， 能转化为 能；在钢球被弹开的过程中， 能转化为 能。
15．地球人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，从 点向 点运动过程中，势能要变大，此过程中卫星速度要 些。（选择“变大”、“变小”或“不变”）
16．同学们在锡惠公园游玩，小华在荡秋千，当秋千荡到最高点时，小华的 能最大，若此时小华所受到的力全部消失，则她将 。
三、作图题
17．火车进站时仍具有较大的动能，要使火车停下来需要刹车，造成能量的损失。小红想：怎么样才能让火车到车站时把动量转化为其它形式的能量先储存起来，这样火车就可以不刹车而停下来；当火车开动时，再将这些能量转化加以利用，从而避免能量的浪费。请你根据小红的思路，在上面的框中简单画出你设计的火车站台（用于停靠火车的平台）。
( )
四、实验题
18．如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，将同一小钢球A从斜面上不同高度由静止滚下，推动木块B向前移动一段距离。
（1）该实验中物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能，该动能是由 能转化而来的；
（2）通过观察木块B移动距离的长短来判断小球动能的大小，利用的研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）将小球A放在同一斜面 （选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同。根据实验现象，可以得出的结论是：质量相同的物体， ，动能越大；
（4）钢球碰到木块并一起运动的过程中，由于木块受到 的作用，钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的 。
五、计算题
19．某次跳伞训练中，质量为60kg的运动员从空中悬停的直升飞机上由静止开始竖直跳下，下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程其速度与时间的关系如图所示。（g取10N/kg）求：
（1）整个过程中重力做的功；
（2）匀速直线运动过程中重力做功的功率；
（3）运动员在做匀速直线运动的过程中机械能是否变化，说明理由。
六、综合题
20．伽利略想象有一小球在没有空气阻力的情况下沿无摩擦轨道运动。
(1)伽利略认为，如图甲所示，如果从A点静止释放小球，小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。请你利用能量守恒的观点，分析小球能到达C点的原因 ；
(2)伽利略随后想象，无阻力轨道发生了改变。如图乙所示，BC斜面改为水平轨道。
①小球经过M点时的机械能 （选填：大于、小于或等于）其在A点的机械能；
②请在丙图上大致画出小球在MN段运动的速度—时间图线 ；
(3)在现实当中，如图乙的小球运动时一定会受到阻力，小球在A到C点的机械能最大的是 （填写位置字母）。
《11.4机械能及其转化》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A B A B C D C C
题号 11 12
答案 B D
1．B
【详解】A.物体A被压缩的弹簧弹出后沿粗糙斜面向上运动，物体A和斜面之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，故A不符合题意；
B.物体A沿光滑曲面由静止自由下滑到底端，物体和光滑的曲面之间没有摩擦，机械能守恒，故B符合题意；
C.物体A在拉力F的作用下沿光滑斜面匀速上升，物体的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能变大；物体没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能动能重力势能，机械能变大，故C不符合题意；
D.物体A在拉力F的作用下沿粗糙斜面匀速下滑，物体的质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能变小；物体没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能动能重力势能，机械能变小；故D不符合题意．
故选B．
点睛：机械能的变化，可以从动能和势能的和进行判断，也可以从机械能是否和其他形式的能发生转化来判断．
2．C
【详解】A．由图像知：甲的速度
乙的速度
所以甲的速度大于乙的速度，故A错误；
BC．甲、乙两物体质量相同，在同一水平面上做直线运动，即高度相同，甲的速度大于乙的速度，则甲、乙两物体的重力势能相同，甲的动能大于乙的动能，所以甲的机械能大于乙的机械能，故B错误，C正确；
D．甲与乙的质量相等，惯性也一样大，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】A．晓彤能够瞄准靶心，三点一线是利用了光在空气中沿直线传播的原理，故A正确，不符合题意；
B．箭被射出后仍能在空中飞行是因为箭具有惯性的缘故，不是受到惯性的作用，故B错误，符合题意；
C．晓彤用弓将箭射出，由于弓发生弹性形变具有弹性势能，将弓的弹性势能转化为箭的动能，故C正确，不符合题意；
D．箭在射中靶心后停留在靶心上，克服阻力做功将箭的机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】A．1kg小麦的质量不变，匀速上升时速度不变，因此动能不变，故A符合题意；
B．1kg小麦的质量不变，高度变大，因此重力势能变大，故B不符合题意；
CD．物体的机械能是物体的动能和势能之和，由于小麦的动能不变，重力势能变大，因此小麦的机械能变大，动能与重力势能的和变大，故CD不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】从开始喷气到安全着陆的过程中，返回舱的速度减小，高度减小，动能减小，势能减小，机械能也减小，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则小球位于A点时弹簧处于压缩状态，位于B点时弹簧处于拉伸状态；①小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；②到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球的速度最大，动能最大；③小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小，所以此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：
A．小球的动能先增加后减少，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故A正确，不符合题意；
B．弹簧的弹性势能先减少后增大，故B正确，不符合题意；
C．小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误，符合题意；
D．由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．D
【详解】A．由题意可知，实心球在人手的推力作用下从A运动到B，此过程人手的推力对实心球做功，故A错误；
BC．实心球从B→C→D过程中，忽略空气阻力，实心球运动过程中机械能守恒。从B→C过程中，实心球的质量不变，高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能；从C→D过程中，实心球的质量不变，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，则动能增大，此过程实心球在重力的方向上移动了距离，则重力对实心球做了功。故BC错误；
D．实心球到达最高点C时，竖直方向的速度为0，但水平方向有速度，此时实心球只受重力的作用，若此时重力突然消失，由牛顿第一定律可知，实心球将做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】晚上电动水泵将山下水库的水抽到山顶水库，电能转化成水泵的机械能；水泵的机械能转化成水的动能和重力势能，水从低处升到高处，贮存更多的机械能；白天山顶水库的水放下来推动水轮机发电，水的重力势能转化成动能，推动发电机发电，又把机械能转化成电能，因电动水泵和发电机在工作时机械零件间不可避免的存在摩擦和电流的热效率，所以有一部分能量会转化为内能。
故选C。
11．B
【详解】①足球在上升过程中，速度减小，高度增大，是动能转化为重力势能，故错误；②踢出去的足球能继续向前飞行是由于足球具有惯性，仍保持原来的运动状态，故正确；③足球在空中飞行时受到重力，但不受向前的推力，故错误；④足球在空中飞行过程中，速度和方向均改变，所以运动状态发生改变，故正确；⑤空中飞行的足球，若它所受的力全部消失，它保持均速直线运动，故错误；⑥踢球时脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的，故正确．综上所述，正确的序号有②④⑥．故选B.
点睛：针对题干中的说法，分别运用能量的转化、惯性、受力分析、牛顿第一定律、力的作用的相互性等知识来进行分析与判断．最终做出选择．
12．D
【详解】动能的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，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，水平飞行说明高度不变，匀速说明速度大小不变，但喷洒农药说明总质量在减小，因此动能减小，重力势能减小，动能和势能统称为机械能，所以机械能在减小，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
13． 不变 变大 变大
【详解】[1][2][3]小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”正从最低点向最高点运动，速度不变，高度变大，则小明的动能不变，重力势能变大，机械能等于动能与重力势能之和将变大。
14． 重力势 动 弹性势 动
【详解】[1][2]如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道的C处，故小球从A点由静止开始下滑的过程中，其质量不变，速度变快，故其动能变大，同时其质量不变，高度减小，故其重力势能变小，所以该过程是将重力势能转化为动能的过程。
[3][4]在撞击到弹簧使弹簧被压缩的过程中，其质量不变，速度变小，故动能变小，同时弹簧的弹性形变程度越来越大，故其所具有的弹性势能变大，故该过程是将动能转化为弹性势能的过程，在钢球被弹开的过程中，弹性势能再转化为动能。
15． 近地 远地 变小
【详解】[1][2][3]人造卫星沿椭圆形轨道运行时，从近地点向远地点运动的过程中，势能变大，动能减小，速度减小。
16． 重力势 保持静止
【详解】[1]当秋千运动到最高点时，动能全部转化为重力势能，故小华的重力势能最大。
[2]当小华运动到最高点时，动能全部转化为重力势能，处于瞬间静止状态，如果此时她受到的力全部消失，根据牛顿第一定律可知她将保持静止状态。
17．
【详解】火车进站具有较大的动能，如果不刹车就要想办法储存能量然后火车启动时再把能量用上。要在火车站台上做文章，只有在机械能之间转化，进站时上坡把动能转化为重力势能，出站时下坡又把刚才的重力势能转化为动能加以利用。设计如下：
18． A 重力势 转换法 不同 速度越大 摩擦力 运动状态
【详解】（1）[1][2]该实验研究的主体是物体A，研究的是物体A动能的大小与速度和质量的关系；物体A从斜面上滚下时，物体A的重力势能减小，动能增大，所以由物体的重力势能转化为动能。
（2）[3]实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（3）[4][5]将同一小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，小球到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，通过实验现象可以得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（4）[6] 由于接触面不光滑，钢球碰到木块并一起运动过程中，木块受到摩擦力的作用。由于木块受到摩擦力的作用，最后停下来。
[7]力有两个作用效果：①力可以改变物体的形状；②力可以改变物体的运动状态。钢球和木块运动一段距离后停下来，说明力可以改变物体的运动状态。
19．（1）1.8×105J；（2）3600W；（3）是，见解析
【详解】解：（1）由图像可知，15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在15~30s下落的高度为
h2=vt2=6m/s×15s=90m
运动员下落的总高度为
h=h1+h2=210m+90m=300m
运动员的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
重力做的功为
W=Gh=600N×300m=1.8×105J
（2）匀速下降时重力做功的功率为
（3）运动员在做匀速直线运动的过程中，速度不变，质量不变，动能不变；高度减小，重力势能减小，由于机械能是动能和重力势能的总和，因此机械能变化。
答：（1）整个过程中重力做的功为1.8×105J；
（2）匀速直线运动过程中重力做功的功率为3600W；
（3）运动员在做匀速直线运动的过程中机械能变化，理由见解析。
20． 见解析 等于 A
【详解】(1)[1]小球从A点静止释放，在从A到B的运动过程中，速度从零变大到一定值，动能也从零变大到一定值，由于没有阻力做功，重力势能的减小量等于动能的变化量；而从B到C的过程中，速度从一定值变为零，动能也从一定值变为零，也没有阻力做功，动能的变化量等于重力势能的增加量；前后两次动能的变化量相同，那么重力势能的减小量等于重力势能的增加量，而整个过程小球质量不变，那么小球变化的高度相同，所以小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。
(2)[2]由题意可知，不计空气阻力，轨道也没有阻力，小球从A点到M点，机械能是守恒的，即小球经过M点时的机械能等于其在A点的机械能。
[3]不计空气阻力，轨道也没有阻力，小球在MN段运动的速度大小不变，即做匀速直线运动，如下图所示。
(3)[4]小球在A到C点的过程中要克服阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以在这个过程中机械能是不断减小的，机械能最大的是A点。
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