12.2 机械能及其转化 分层训练 （含解析）2024-2025学年教科版物理八年级下册

12.2机械能及其转化 分层训练 2024-2025学年教科版（2024）物理八年级下册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列哪种能量属于机械能（　　）
A．热能 B．电能 C．动能 D．化学能
2．下列过程中，属于动能转化为重力势能的过程是（　　）
A．向上垫起的排球在上升时 B．熟透的苹果从树上落下时
C．瀑布从半山腰直泻而下时 D．足球在水平草地上滚动时
3．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”（钱学森弹道）的方式着陆地球；其着陆过程的部分轨迹简化如图所示，其中B、C两点高度相同，AB段返回器的动能________；BC段返回器的机械能________；CD段返回器的动能增加量________重力势能的减小量，以上三空正确的是（　　）
A．变大 不变 小于 B．变小 不变 小于
C．变小 不变 大于 D．变大 变大 大于
4．小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（　　）
A．动能转化为弹性势能 B．弹性势能转化为动能
C．重力势能转化为弹性势能 D．弹性势能转化为重力势能
5．一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
6．“民非谷不食，谷非地不生。”习近平总书记指出，“耕地是粮食生产的命根子，是中华民族永续发展的根基，要像保护大熊猫那样保护耕地”。近年来，农用无人机作业在施肥、播种和喷洒农药方面充分显示了其优势，为我国农业发展提供了助力。如图所示，一架无人机正在固定高度进行定速巡航喷药，下列叙述正确的是（　　）
A．无人机的动能不变
B．无人机的重力势能不变
C．无人机的机械能减少
D．无人机的机械能大小无法判断
二、填空题
7．孔明灯俗称许愿灯，放孔明灯是我国的一种民俗文化。孔明灯在点燃后加速上升的过程中，忽略其质量的变化，则孔明灯的动能 ，机械能 （均选填“增加”或“减少”）。
8．如图所示，“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。小朋友通过对蹦床施力，蹦床发生弹性形变，因而具有 能；同时由于力的作用是 的，蹦床对小朋友也施力，把小朋友弹到高处，小朋友由于被弹到高处而具有重力势能，小朋友达到最高点时动能大小为 J。
9．苏翊鸣在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛争夺中以182.50分摘得金牌。如图所示，他从跳台腾空而起时完成技术动作，落地后滑行一段进行缓冲。在上升过程中动能 ，重力势能 （这两空选填“增大”、“减小”或“不变”）；在落地时，他的动能 零（选填“等于”或“不等于”）。
10．火箭搭载探测器加速升空过程中，探测器的动能 ，重力势能 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
11．0℃、1个标准大气压下空气的密度，体积为的氢气球，在地面附近受到空气的浮力约为 N。图中，氢气气球会上浮起来，这是因为 。氢气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氢气球的动能 （选填“增大”、“不变”或“减小”），重力势能 （选填“增大”、“不变”或“减小”），机械能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
三、实验题
12．小闽通过如图所示的实验装置，研究“动能的大小与物体运动的速度的关系”：
（1）实验1：将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离；
（2）实验2：将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 （选填“短”或“长”），由上述实验现象，我们可以得出结论； ；
（3）若将小球从一光滑斜槽轨道的O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为和，则 （选填“>”“=”或“<”），当小球到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 （选填字母）。
A．沿a轨迹运动 B．沿b轨迹运动
C．沿c轨迹运动 D．保持静止
四、综合题
13．学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。
(1)小明在操场上投实心球．图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是______；
A．最高点时球的速度为0
B．球在a点速度大于b点速度
C．球落地时的机械能最大
(2)小明、小聪在跑道上进行跑步训练．他们在相距为L的A、B两点间同时相向匀速跑动，如图乙所示．相遇后小明立即转身以同样大小的速度折返跑回A，随后小聪也跑到A．如果小聪所用时间是小明的1.2倍，两人相遇时的位置距A为 。
参考答案
1．C
【详解】物体由于运动而具有的能量叫做动能；物体由于所处一定高度而具有的能量叫做重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能；机械能包括动能和势能。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2．A
【详解】A．排球在上升时，质量不变，速度减小，故动能减小；同时高度增加，故重力势能增加，所以该过程是动能转化为重力势能，故A符合题意；
B．苹果落下时，质量不变，速度增大，故动能增大；同时高度减小，故重力势能减小，所以该过程是重力势能转化为动能，故B不符合题意；
C．正在下落的瀑布，质量不变，速度增大，故动能增大；同时高度减小，故重力势能减小，所以该过程是重力势能转化为动能，故C不符合题意；
D．足球在水平草地上滚动时，质量不变，速度减小，高度不变，机械能减小，内能增大，所以该过程是机械能转化为内能，故D不符合题意
故选A。
3．B
【详解】AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小；BC段，由于在大气层外，没有阻力做功，机械能守恒，返回器的机械能不变；CD段，返回器的重力势能不仅转化为动能，同时由于要克服摩擦，部分重力势能转化为内能，所以CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。
故选B。
4．A
【详解】“魔罐”被推出后向前滚动的过程中，速度变小，同时魔罐内的金属块随魔盒一起转动，把橡皮筋拧紧，动能转化为橡皮筋弹性势能；魔罐开始向回滚动，橡皮筋弹性势能转化为动能；“魔罐”滚动的过程中，“魔罐”的质量不变，高度不变，重力势能不变，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．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。
6．C
【详解】A．物体的动能与质量、速度有关，无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时，无人机的速度不变，质量变小，则动能变小，故A错误；
B．物体的重力势能与质量、速高度有关，无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时，无人机的高度 不变，质量变小，则重力势能变小，故B错误；
CD．物体的机械能等于物体的动能与势能之和，无人机沿水平方向匀速飞行喷洒农药时，无人机的重力势能变小，动能变小，机械能变小，故C正确，D错误。
故选C。
7． 增加 增加
【详解】[1]在点燃后加速上升的过程中，忽略其质量的变化，速度越变越大，故动能增大。
[2]动能增大，由于高度增加，故重力势能增大，故机械能增加。
8． 弹性势 相互 0
【详解】[1]物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，小朋友落下接触到蹦床后，蹦床发生弹性形变，故具有了弹性势能。
[2]由于力的作用是相互的，蹦床对小朋友施加相反的作用力，小朋友被弹起时，蹦床的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为小朋友的动能，把小朋友弹到高处，动能转化为重力势能，所以小朋友由于被弹到高处而具有重力势能。
[3]小朋友达到最高点时质量不变，速度为0，动能为0J。
9． 减小 增大 不等于
【详解】[1]动能的大小与质量和速度有关。在上升过程中，他的质量不变，速度减小，所以动能减小。
[2]重力势能的大小与质量和高度有关。在上升过程中，他的质量不变，高度增加，所以重力势能增大。
[3]他落地后滑行一段进行缓冲，说明在落地时，他具有一定的速度，所以动能不等于零。
10． 变大 变大
【详解】[1]探测器的质量不变，速度变大，动能变大。
[2]探测器的质量不变，高度变大，重力势能变大。
11． 0.05 氢气球受到空气的浮力大于自身的重力 不变 增大 增大
【详解】[1]在空气中气球排开空气的体积
空气的密度，气球受到的浮力
[2]因为氢气球受到空气的浮力大于自身的重力，所以氢气气球将上浮起来。
[3][4][5]氢气球释放后，气球的质量不变、速度不变，上升过程中氢气球的动能不变；气球的质量不变、上升的高度变大，重力势能增大，而气球的机械能等于动能和重力势能之和，气球的机械能增大。
12． 短 物体质量相同时，速度越大，动能越大 = A
【详解】（2）[1][2]观察到木块在实验2被撞出的距离比实验1的距离短 ，实验2中小球到达斜面底端的速度小于实验1小球到达斜面底端的速度，从实验结果可得：物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）[3]将小球从一光滑斜槽轨道(OAB)O点自由滚下 ( 图丙)，由于斜槽轨道是光滑的无摩擦力且不计空气阻力，实验过程不存在能的损耗，因此EA=EB。
[4]当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，小球具有水平方向的速度，假设小球所受的外力全部消失，则小球将沿a轨迹做匀速直线运动 ，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
13．(1)B
(2)
【详解】（1）A．最高点时球仍具有水平方向的速度，速度不为0，故A错误；
BC．因为要克服空气阻力，机械能转化为内能，所以小球的机械能是逐渐减小的，球落地时的机械能最小，所以球在a点的机械能大于b点，两点高度相同，重力势能相同，所以球在a点动能大于b点动能，球在a点速度大于b点速度，故B正确，C错误；
故选B。
（2）假设相遇点为点，则小明跑步的路程为，小聪跑步的路程为，假设小明所用的时间为，则小聪所用的时间为，根据速度公式，则小明跑步的速度为，小聪跑步的速度为，当他们在点相遇时，他们跑步所用时间为，通过的路程为
解得