物理八年级下册11.4 机械能及其转化测试题

《11.4 机械能及其转化 》

一．选择题（共10小题）

1．许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”，一根细绳系着盛水的杯子，演员抡起绳子，杯子就做圆周运动。不管演员怎样抡，水都不从杯里洒出。甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。演员的精彩表演，每每博得观众的热烈掌声，如图为一杂技演员正在竖直平面内表演“水流星”，杯子在竖直面内做匀速圆周运动，则下列关于其中的一只杯子说法正确的是（　　）

A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变 

C．机械能在不断改变 D．运动状态没有发生改变

2．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直，C点是游戏者所能达到的最低点，当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）

A．游戏者的动能一直在增加 

B．游戏者到达C点时，重力势能全部转化为动能 

C．游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最大值 

D．游戏者从C点向B点运动的过程中，重力势能转化为动能和弹性势能

3．我们小时候都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞…，你知道其中能量的转化吗？对于图中荡秋千的小孩，下列分析错误的是（　　）

A．小孩在A点具有最大动能 

B．小孩在B点势能最小 

C．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能 

D．如果没有能量损失，他将一直荡下去

4．一根细长绳的下端系一个金属小球，上端固定，就制成一个摆。把小球拉离竖直位置松手，让它摆动起来，如图所示，可以观察到小球在摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终会停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法中不正确的是（　　）

A．小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能 

B．小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能 

C．小球在摆动过程中，机械能守恒 

D．小球依次经过最低点时，动能会逐渐减少

5．质量为m的木块沿倾角为θ的斜面匀速下滑，如图所示，在下滑的过程中（不考虑空气阻力），下列说法正确的是（　　）

A．斜面对木块的作用力方向竖直向上 

B．斜面对木块的作用力方向沿斜面向上 

C．木块重力势能转化为动能 

D．木块动能转化为重力势能

6．平昌冬奥会短道速滑男子500米决赛上，武大靖在过弯道时双脚并拢保持身体平衡通过，如图所示，一到直道便奋力蹬冰加速前进，最终勇夺金牌。下列说法正确的是（　　）

A．通过弯道时武大靖的运动状态不变 

B．通过弯道时武大靖受到平衡力作用 

C．直道加速蹬冰时，他的机械能增加 

D．冲过终点后继续滑行是他受到摩擦力减小

7．如图所示，站在扶梯上的人随扶梯斜向上作匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．人的机械能不变 B．扶梯对人做功为零 

C．人的运动状态在改变 D．人受到两个力的作用

8．一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯A、B上分别滑下到底端，如图所示，下列说法中（　　）

①忽略运动阻力，他的重力势能全部转化为动能

②不忽略运动阻力，他在滑下过程中，机械能守恒

③忽略运动阻力，从B滑梯上滑到底端速度较大

④不忽略运动阻力，从A滑梯上滑到底端速度较大

A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有①④正确 D．只有②④正确

9．小明将一排球竖直向上抛出，排球离开手后竖直向上运动到一定高度又落回地面，不计空气阻力，关于排球离开手后的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．排球在上升过程中小明对排球做功 

B．排球在下落过程中排球的动能减小 

C．排球在上升到最高点时不受力 

D．排球在下落过程中重力势能转化为动能

10．如图所示，2020年5月，中国2020珠峰高程测量登山队向珠峰发起冲击，并于5月27日11时从北坡成功登顶。他们综合运用多种传统和现代测绘技术，精确测定珠峰高程。并以此方式向登山前辈致敬，纪念中国人首登珠峰60周年。关于登山队员登山的过程，下列说法中正确的是（　　）

A．向上攀登的人，其机械能守恒 

B．向上攀登的人，需要克服重力做功 

C．攀登相同的高度，人做功的快慢相同 

D．向上攀登，气压减小，水的沸点升高

二．填空题（共5小题）

11．如图所示，把一个金属小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，然后放开，小球在从A点运动至B点的过程中，　   　能转化为　   　能。

12．如图所示是电动无人扫地车，在平直路面上匀速前进前进并将地面上的落叶吸入车内，此时扫地车受到　   　对平衡力的作用，在这个过程中，扫地车整体的机械能　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

13．如图为一种“跳跳人”玩具，用手指将跳跳人下压一段距离，松手后，跳跳人会弹至一定的高度，此过程中主要发生的能量转化是弹性势能转化为　   　。增加跳跳人下压的距离，发现跳跳人弹起的高度增加，说明物体的　   　越大，弹性势能越大。

14．小华把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。铁锁摆回时　   　（选填“会”或“不会”）打到他的鼻子。如果铁锁在摆动的过程中不受阻力，它的机械能总量　   　（选填“增加”、“不变”或“减少”）。

15．2020年5月5日，长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船，在我国文昌航天发射场点火升空，然后进入预定轨道5月8日，载人飞船的返回舱成功着陆在东风着陆场预定区域新飞船飞行试验任务取得圆满成功，在火箭加速升空过程中，火箭搭载的载人飞船的动能　   　（不变/增大/减少）。在返回舱返回地面的过程中，由于大气摩擦，返回舱的部分机械能转化为　   　。

三．解答题（共5小题）

16．如图所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂起来，把苹果拉近自己的鼻子静止，松手后，苹果将向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，苹果会打到你的鼻子吗？为什么？

17．酒泉方特游乐园是目前甘肃省最大的游乐园，人们经常利用节假日去游玩，在游玩的过程中：

（1）乘坐过山车前，乘坐者需系好安全带、压紧背板，这样做的目的是什么？

（2）过山车极速下落时，机械能是如何转化的？（忽略摩擦）

18．蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。在2000年第27届悉尼奥运会上，蹦床被列为正式比赛项目。

如图所示，蹦床运动借助弹力床的弹力将人体弹向空中，在空中完成各种向前、向后的空翻转体或非转体的空翻动作。运动员全套动作应表现出优美的身体姿势、正确的动作技术、理想的高度和良好的身体控制能力。

（1）当运动员从高处落向蹦床的过程中，　   　能转化为　   　能；

（2）当运动员落在蹦床上后，蹦床逐渐向下凹陷，说明了力可以改变　   　；当蹦床被压到最低位置时，蹦床具有的　   　能最大；

（3）当运动员向上运动到最大高度时，　   　（选填“是”或“不是”）处于平衡状态，此时运动员受到　   　力的作用。

19．如图所示质量为 m的球放在斜面的顶端A点由静止滚下，斜面高AC为h，斜面长AB为L，若不计摩擦和空气阻力：

（1）在图中作出球的受力示意图；

（2）球由静止沿斜面从A点滚到B点，重力做了多少功？

（3）重力通过做功将物体的重力势能转化为动能，重力做了多少功，物体的动能就增加了多少，物理学中物体动能的计算公式为EK＝mv2，请推证球到达B点的速度v为，和球的质量大小无关。

20．请阅读《中国新一代载人飞船试验船》回答问题。

中国新一代载人飞船试验船

2020年5月5日18时，作为天地往返运输飞行器家族的新成员，新一代载人飞船试验船顺利发射升空，在轨飞行2天19小时后，于5月8日在东风着陆场预定区域成功着陆（如图甲所示），试验取得圆满成功。试验船主要是对高速返回防热、控制和群伞回收等关键技术进行飞行验证，并在后续飞船中不断改进。

试验船全长8.8米，直径最大处约4.5米，发射质量21.6吨，它是由服务舱和返回舱这两舱构成。相比神舟飞船，新一代载人飞船可以飞得更远，不仅可以送航天员往返于中国空间站，还可以完成载人登月甚至去更远的星球探险，可以一次运送6～7名航天员，比神舟飞船承载能力增加一倍；相比天舟飞船，新一代载人飞船能够从近地空间站下行运输货物，有着二者兼具的“载人+载物”的强大本领。同时，新一代载人飞船还有着可重复使用的优点，大大降低了成本，提高了我国载人天地往返运输能力。

新一代载人飞船如果从月球或更远的深空返回时，将面临比神舟飞船更高的热流，返回舱表面温度将接近3000摄氏度，其承受高温的时间也更长。为了抵挡住这样的高温，研究人员给返回舱穿了两件“衣服”：“内衣”用新型金属材料做成，相当于“墙壁”的作用，围出了航天员的“驾驶室”，容积大、密封性好、舱内视野遮挡少：“外衣”是耐烧蚀的新型轻质防热材料，这种新材料在质量减轻30%的基础上，防热效率比神舟飞船更高。

试验船的返回舱比神舟飞船返回舱重一倍以上，这就需要降落伞有更大的减速面积，确保它能够安全着陆，这也是飞船回收着陆系统的主要任务。这次返回舱进入大气层，到达指定高度后，2具减速伞和3个主伞依次打开，成功将返回舱的速度从“飞机飞行速度”降为“汽车市区行驶速度”。为了实现重复使用，着陆方式也有新的突破，采用无损着陆，将以往使用的缓冲发动机换成了着陆气囊（图乙所示）。如果落水的话，缓冲气囊本身还起到漂浮的作用。

专家表示，在未来定型之前，新一代载人飞船还将在这次试验的基础上不断完善。

阅读上述材料，回答问题。

（1）与神舟飞船相比，新一代载人飞船试验船的不同之处是　   　（写出一条即可）。

（2）返回舱进入大气层，打开减速伞和主伞后，成功将返回舱的速度从“飞机飞行速度”降为“汽车市区行驶速度”。根据这样的描述，可知返回舱减速后的速度大小约为　   　km/h。

（3）新一代载人飞船从深空返回地球时，机械能减少，转化为　   　。

（4）如果返回舱落水，缓冲气囊还可以起到漂浮的作用。请你估算此时返回舱受到的浮力大小。

《第11章 功和机械能 》

一．选择题（共10小题）

1．“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动。据图可知运动员（　　）

A．重力大小为F0 

B．t0时刻重力势能最小 

C．t0时刻动能最大 

D．所受拉力F对其始终不做功

2．两个滑轮完全相同，其重力均为20N．分别用图所示的两种方式，将重400N的物体以相同的速度匀速提升了10m，不计摩擦和绳重，则下列判断正确的是（　　）

A．F1做的功大于F2做的功 

B．F1和F2做的功相等 

C．F1做功的功率小于F2做功的功率 

D．F1和F2做功的功率相等

3．手抛鸡蛋的杂技演员抛出的鸡蛋从最高处到最低处重力做功大概是（　　）

A．0.2J B．2J C．20J D．200J

4．下列关于功率的说法中，正确的是（　　）

A．物体做功越多，功率越大 

B．物体做功时间越短，功率越大 

C．物体做功越快，功率越大 

D．物体做功时间越长，功率越大

5．两名举重运动员，甲比乙高，如果他们从地上举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图所示，则（　　）

A．甲运动员做功较多，功率较小 

B．甲运动员做功较多，功率较大 

C．甲运动员做功较多，他们的功率相等 

D．甲、乙运动员做功相等，功率相等

6．如图是使用汽车打捞水下重物示意图，在重物从水底拉到井门的过程中，汽车以恒定速度向右运动，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了汽车功率（P）随时间（t）变化的图象（如图），其中正确的是（　　）

A． B． 

C． D．

7．下列说法错误的是（　　）

A．放在水平地面上的弹簧，不一定有弹性势能 

B．同一块水泥瓦，在房上比在地上的重力势能大 

C．匀速下落的小雨滴，动能不变，机械能不断减小 

D．上坡的汽车一定比水平路面上的汽车的机械能大

8．如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端，由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1；若将金属框换成质量相同的塑料框，其他条件不变，塑料框滑到底端时，具有的动能为E2．则（　　）

A．E1＜E2 B．E1＞E2 

C．E1＝E2 D．条件不足，无法确定

9．如图所示，青蛙从跳起到落地的过程中，它的重力势能（　　）

A．一直增大 B．一直减小 

C．先增大后减小 D．先减小后增大

10．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块运动的远近，如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A．铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小 

B．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系 

C．这样做的目的是研究物体的动能大小与高度的关系 

D．这样做的目的是研究物体的动能大小与速度的关系

二．填空题（共5小题）

11．学校新近买了30套总质量为300千克的实验器材，每套一箱。实验员需要把这批实验器材搬运到15米高的实验室。

（1）该实验员在搬运中，对实验器材总共做功　   　焦；

（2）假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示，每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示，那么他搬完全部箱子，且回到开始搬运处，所用最短时间为　   　秒（计算结果精确到0.1）。

12．一跳伞运动员跳离飞机，当降落伞张开后，他将匀速下降，此时他的重力势能将　   　，他的动能将　   　。（选填“增大”、“减小”、“不变”）

13．如图所示，是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。

（1）实验中通过观察　   　的大小，来判断小球动能的大小。

（2）实验中为了研究动能大小与质量的关系。需要控制小球撞击时的速度不变，具体的控制方法是　   　。

（3）质量和速度谁对动能的影响较大呢？小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。

表一（钢球撞击时的速度为v＝8cm/s）

表二（钢球质量为m＝100g）

分析这两组数据可以得出：　   　对物体的动能影响较大。依据是　   　。

14．了解到“重力势能”知识的小东同学，想用身边的器材（铅球），来探究影响重力势能大小的因素，其探究程序如下：

（1）猜想：影响重力势能大小的因素可能有：

a、重力势能大小可能与物体的质量有关

b、重力势能大小可能与物体的高度有关

（2）实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个，细沙（足够多）、刻度尺、两个相同大纸盒，请你利用上述器材，帮他设计实验方案、验证猜想、完成实验步骤：

A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平；

B、取质量为　   　的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；

C、取质量为　   　的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较。

（3）通过对该实验的探究，B步骤得到的结论是：重力势能跟　   　有关；C步骤得出的结论是：重力势能跟　   　有关。

15．如图所示，把一个金属小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，然后放开，小球在从A点运动至B点的过程中，　   　能转化为　   　能。

三．解答题（共5小题）

16．如图甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体。打捞船将物体以0.5m/s的速度向上匀速提起，从开始打捞到全部出水，钢缆提升物体的功率P随时间t变化的图象如图乙所示，第80s时物体全部出水，海水的密度取103kg/m3，g＝10N/kg，求：

（1）物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；

（2）开始打捞时物体上表面受到水的压强；

（3）被打捞的物体的密度。

17．2014年3月1日晚上，云南昆明火车站发生暴力恐怖事件，多名无辜群众被暴徒砍伤脑部，医生在对病人进行脑部手术时，需要将病人体温降至合适的温度。准备手术之前，病人的心肺功能由心肺机取代。

（1）心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏搏动，推动血液循环。如图所示，将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为N极，活塞将向　   　运动，“动力泵”处于　   　（填“抽血”或“送血”）送血状态。

（2）心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温。经监测，病人体温由27℃上升至正常体温37℃历时1.5h．在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器提供，且不计人体散热，热交换器所做的有用功至少为　   　。（设病人质量为70kg，人体比热容与水相当为c＝4.2×103J/（kg•℃）

18．在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥，大桥的两个桥塔均为钢沉井基础，其中2号桥塔的钢沉井在距桥位上游20公里的工厂拼装完成后，采用气囊法整体下水，是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井。（ρ江水＝1.0×103kg/m3 ρ钢＝7.9×103kg/m3）

（1）如图1所示，在钢沉井的底部两侧塞满气囊，松开固定的钢沉井的钢索后，钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中。钢沉井入水后能自己滑行数百米，这是由于　   　。托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了　   　。

（2）钢沉井下水后，依靠拖船将其拖行至指定位置。当拖船对钢沉井输出的总功率为5000kW时，1min内将钢沉井匀速拖行了120m，试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力。

（3）工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井，其俯视图如图2所示。钢沉井的长、宽和高分别为77m、40m和23m，质量为6225t。经测算，这样的钢沉井自行滑入江中稳定后，水面下的高度会达到7.5m。为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩，下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来，使钢沉井水面下的高度降到了3.2m。请求出钢沉井底部被密封的方形孔的个数。

19．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用　   　两图；实验中应保证　   　相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是　   　。

（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是　   　。

（3）该实验是通过观察　   　来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是　   　。

A．认识电压时，我们可以用水压来类比

B．用磁感线来描述磁场

C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少

D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系

（4）若水平面绝对光滑，铁球将做　   　运动。

20．在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：

猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；

猜想二：弹性势能的大小是弹簧的材料有关。

为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出以下实验记录表。

（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法。下列实验中用到此方法的是　   　（填序号）。

①探究“杠杆的平衡条件”②探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”

（2）请将探究猜想一的方案补充完整。

①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；

②压缩弹簧，使其长度为5cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离S1；

③压缩弹簧，使其长度为　   　cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动　   　。

④比较分析实验数据　   　，得出结论。

（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的　   　能。

（4）为了探究猜想二，可选用试验次数②和　   　的数据进行比较分析，若　   　，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。