人教版八年级下册11.4 机械能及其转化同步达标检测题

这是一份人教版八年级下册11.4 机械能及其转化同步达标检测题，共14页。
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业11.4 机械能及其转化一．选择题（共7小题）1．如图所示，飞艇在匀速竖直上升的过程中，它的机械能（  ） A．不断增大 B．不断减小 C．保持不变 D．无法判断2．下列哪个选项中，物体的机械能守恒（  ）A．水平公路上匀速行驶洒水的洒水车 B．加速升空的火箭 C．从苹果树下自由落下的苹果 D．绕地球旋转的人造卫星3．“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中速度越来越慢，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（  ） A．“天问一号”在向远火点运动过程中势能越来越小 B．“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等 C．“天问一号”在近火点向远火点运动的过程中机械能越来越大 D．“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中机械能越来越小4．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（  ） A．皮球经过同高度的A、B两点时动能相等 B．皮球经过同高度的A、B两点时机械能相等 C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能 D．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零5．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（  ） A．整个过程中小石块重力势能的减小量等于它动能的增加量 B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 D．小石块在C点时，受到平衡力的作用6．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。下列说法正确的是（  ） A．罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中，机械能守恒 B．罐子滚动过程速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大 C．罐子向下滚时主要是重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能 D．罐子向前滚出一段距离又滚回，这是由于罐子具有惯性7．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在S点的（  ） A．速度比在M点的小 B．离地高度比在M点的低 C．机械能等于在M点的机械能 D．机械能大于在M点的机械能二．填空题（共6小题）8．踢出去的足球在草坪上滚动一段距离后会停下来，此过程足球的机械能     ，能的总量     。（两空选填“守恒”或“不守恒”）9．在城市街道上，常会看到洒水车一边播放着优美的乐曲，一边向道路上洒水。如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车的机械能     ；所受摩擦力将     ，理由是     。（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”） 10．如图所示，将一小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，松手后小球经过O点时的动能      （选填“最大”“最小”或“为零”），整个装置的机械能      （选填“守恒”或“不守恒”）。 11．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和      转化为      ；下落过程中      能逐渐增加，     能逐渐减小。 12．如图所示，若在同一高度以大小相同的初速度v0分别沿竖直向上和斜向上方将同一个小球抛出，忽略空气阻力，小球落回原来高度时的速度分别为v1和v2，则v1     v2（选填“大于”、“小于”或“等于”），你的判断依据是：     。 13．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力。（1）在整个运动过程中，小球的机械能     （守恒/不守恒）（2）小球动能最小的时刻是     状态（平衡/非平衡）（3）在t2～t3这段时间内，小球的动能     （先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小）
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版八年级同步分层作业11.4 机械能及其转化参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）1．如图所示，飞艇在匀速竖直上升的过程中，它的机械能（  ） A．不断增大 B．不断减小 C．保持不变 D．无法判断【分析】根据动能和势能的影响因素先判断动能、势能的变化，再根据机械能等于动能与势能之和做出判断。【解答】解：飞艇“匀速上升”，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，所以重力势能增加，则机械能增大，A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题考查了机械能大小的判断，难度不大。2．下列哪个选项中，物体的机械能守恒（  ）A．水平公路上匀速行驶洒水的洒水车 B．加速升空的火箭 C．从苹果树下自由落下的苹果 D．绕地球旋转的人造卫星【分析】机械能守恒时，机械能会保持不变，根据每个选项其动能、势能、机械能的变化。【解答】解：A、水平公路上匀速行驶洒水的洒水车，高度不变，速度不变，质量变小，动能和势能减小，机械能减小，机械能不守恒，故A错误；B、加速升空的火箭，速度变大，高度变大，动能变大，重力势能变大，所以机械能变大，机械能不守恒，故B错误；C、从苹果树下自由落下的苹果，由于受到空气阻力的作用，机械能转化为内能，机械能不守恒，故C错误；D、绕地球旋转的人造卫星，由于没有阻力，所以其机械能是守恒的，故D正确。故选：D。【点评】该题考查机械能的变化，解题的关键是判断动能和势能的影响因素是否变化，或者判断机械能是否和其他形式的能发生转化。3．“天问一号”火星探测器已在火星停泊轨道运行超过两个月，如图是其轨道示意图。“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中速度越来越慢，若只有动能和势能相互转化，下列说法正确的是（  ） A．“天问一号”在向远火点运动过程中势能越来越小 B．“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等 C．“天问一号”在近火点向远火点运动的过程中机械能越来越大 D．“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中机械能越来越小【分析】（1）物体由于运动而具有的能，叫做动能。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。（2）物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。（3）动能和势能统称为机械能。【解答】解：A．“天问一号”在向远火点运动的过程中速度越来越慢，质量不变，动能变小。动能转化为势能，势能越来越大。故A不正确；BCD．由于只有动能和势能相互转化，所以“天问一号”的机械能守恒，即“天问一号”在近火点和远火点的机械能相等，在近火点向远火点运动的过程中机械能不变。故B正确，CD不正确。故选：B。【点评】本题考查的是机械能及其转化，难度不大，属于基础考查。4．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（  ） A．皮球经过同高度的A、B两点时动能相等 B．皮球经过同高度的A、B两点时机械能相等 C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能 D．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零【分析】（1）机械能包括动能和势能，动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。（2）在动能与势能的转化过程中，若不计摩擦、阻力等因素，机械能保持不变，若考虑摩擦、阻力等因素，则机械能减小。【解答】解：A、皮球经过同高度的A、B两点时，由于克服摩擦做功，消耗了部分机械能，故B点的动能小于A点的动能，故A错误。B、皮球经过同高度的A、B两点时，由于克服摩擦做功，消耗了部分机械能，所以B点的机械能小于A点机械能，故B错误。C、皮球在跳动的整个过程中，由于克服摩擦做功，消耗机械能，所以机械能一直在减小，所以在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故C正确。D、皮球第一次反弹后到达最高点P点时仍具有向右的速度，所以皮球的速度不为0，故D错误。故选：C。【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素，明确题目中的条件，分析机械能的变化情况，是解答此题的关键。5．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点。关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（  ） A．整个过程中小石块重力势能的减小量等于它动能的增加量 B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 D．小石块在C点时，受到平衡力的作用【分析】（1）小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；在BC段受到橡皮筋的拉力作用：当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落。（2）影响动能的因素有：质量和速度；影响重力势能的因素有：质量和高度；弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大。【解答】解：小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐增大。当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落。A、整个过程中小石块重力势能会转化为小石块的动能和橡皮筋的弹性势能，所以重力势能的减小量不等于它动能的增加量，故A错误；B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小石块没有弹力，故B错误；C、从B点下落到C点的过程中，小石块速度先加速后减速，故C正确；D、BC过程中小石块先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D错误。故选：C。【点评】物体受到的合力方向和物体运动方向相同时，物体处于加速状态；物体受到的合力方向和物体运动方向相反时，物体处于减速状态。6．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。下列说法正确的是（  ） A．罐子在斜面和水平面上来回滚动的过程中，机械能守恒 B．罐子滚动过程速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大 C．罐子向下滚时主要是重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能 D．罐子向前滚出一段距离又滚回，这是由于罐子具有惯性【分析】利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个铁罐，其质量一定，只通过比较铁罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化。【解答】解：A、根据题意可知，罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来，这说明罐子的机械能变小了，是因为罐子克服摩擦做功，所以机械能不守恒，故A错误；B、当罐子滚回到斜面的最高点时的速度为0，此时的高度最高，橡皮筋的弹性势能转化为罐子的重力势能，所以橡皮筋的弹性势能不是最大，故B错误；C、铁罐在不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，铁罐先由慢到快，这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，此过程中主要是重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，故C正确；D、铁罐滚到水平面上后继续向前运动，动能会转化为弹性势能，其动能减小、速度减小；当速度减小为0时，橡皮筋的弹性势能最大，此时铁罐会在水平面上反向滚动，并滚回到斜面上，与惯性无关，D错误。故选：C。【点评】本题考查铁罐的机械能的转化，包含了动能和弹性势能的转化、重力势能弹性势能的转化，应细化移动过程分析。7．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在S点的（  ） A．速度比在M点的小 B．离地高度比在M点的低 C．机械能等于在M点的机械能 D．机械能大于在M点的机械能【分析】（1）动能大小跟物体的质量和速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动能越大。（2）重力势能跟物体的质量和高度有关，在质量一定时，高度越大，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。（3）机械能等于动能和势能之和，物体不发生弹性形变时，机械能等于动能和重力势能之和。【解答】解：A、球的质量不变，球在S点的动能大于M点动能，所以球在S点的速度大于M点速度。故A错误；B、S点的重力势能小于M点的重力势能，球的质量不变，所以球在S点的高度小于M点的高度。故B正确；CD、球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在S点重力势能和M点动能相等，S点的动能小于M点的重力势能，所以S点的机械能小于M点的机械能。故CD错误。故选：B。【点评】从图象上判断动能、重力势能及机械能的大小，利用控制变量法，判断物体的速度和高度。二．填空题（共6小题）8．踢出去的足球在草坪上滚动一段距离后会停下来，此过程足球的机械能 不守恒 ，能的总量 守恒 。（两空选填“守恒”或“不守恒”）【分析】能量守恒的内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只能从一种形式的能转化为另一种形式的能，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。【解答】解：踢出去的足球在草坪上滚动一段距离后会停下来，此过程中足球克服摩擦做功，机械能会转化为内能，所以足球的机械能不守恒，但能的总量不变，即能的总量守恒。故答案为：不守恒；守恒。【点评】本题考查能量守恒定律的应用，属于基础题。9．在城市街道上，常会看到洒水车一边播放着优美的乐曲，一边向道路上洒水。如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车的机械能 减小 ；所受摩擦力将 减小 ，理由是 车对路面的压力减小 。（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”） 【分析】（1）影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能等于动能与势能的总和；（2）摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。【解答】解：（1）一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，水的质量减小、速度不变，动能减小，重力势能减小；机械能等于动能和势能之和，所以机械能减小。（2）影响滑动摩擦力的因素为压力与接触面的粗糙程度有关，水的质量减小，对地面的压力减小，摩擦力减小。故答案为：减小；减小；车对路面的压力减小。【点评】本题主要考查了动能和重力势能大小的判断以及影响摩擦力的因素等知识，只要知道影响动能、重力势能大小以及摩擦力的因素即可解答。10．如图所示，将一小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，松手后小球经过O点时的动能  最大 （选填“最大”“最小”或“为零”），整个装置的机械能  守恒 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【分析】弹性形变的大小与弹性形变的程度的大小有关；动能的大小与质量、速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大；小球在运动的过程中不受阻力，则整个装置的机械能是守恒的。【解答】解：由图知，当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，若将小球推至B点，弹簧发生弹性形变，弹簧具有弹性势能；松手后，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，在O点时，弹簧恢复原状，弹性势能全部转化为小球的动能；经过O点后，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以在O点时的动能是最大的；由于水平面是光滑的，所以整个装置的机械能守恒。故答案为：最大；守恒。【点评】此题考查了动能的大小变化、机械能守恒的条件，是基础知识的考查。11．撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和  弹性势能 转化为  重力势能 ；下落过程中  动 能逐渐增加， 重力势 能逐渐减小。 【分析】（1）弹性势能大小跟物体弹性形变的程度有关，弹性形变越大，弹性势能越大。（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。（3）物体下落时，重力势能转化为动能，重力势能越多，转化为的动能越多。【解答】解：（1）运动员在起跳前先要快速助跑，使自己具有较大动能，撑杆弯曲，杆发生了弹性形变，具有大量的弹性势能；起跳后到达最高点的过程中是动能和弹性势能都减小，运动员在上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，即动能和弹性势能转化成了重力势能。（2）运动员越过横杆下落过程中，运动员的高度下降，质量不变，重力势能减小；速度增加，动能变大，是重力势能转化为动能。故答案为：弹性势能；重力势能；动；重力势。【点评】本题考查动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，会根据这些因素变化判断动能、重力势能、弹性势能的变化。12．如图所示，若在同一高度以大小相同的初速度v0分别沿竖直向上和斜向上方将同一个小球抛出，忽略空气阻力，小球落回原来高度时的速度分别为v1和v2，则v1 等于 v2（选填“大于”、“小于”或“等于”），你的判断依据是： 两球抛出时的动能、重力势能相同，根据机械能守恒可知，落回原来高度时，重力势能和动能也相等，故v1＝v2 。 【分析】两个小球在运动的过程中，忽略空气阻力，机械能都守恒，由机械能守恒定律分析动能势能关系。【解答】解：忽略空气阻力，两个小球的机械能都守恒；两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度，他们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同；小球落回原来高度时，重力势能相同，由于机械能守恒，所以动能也相同，质量相同，所以速度相同。故答案为：等于；两球抛出时的动能、重力势能相同，根据机械能守恒可知，落回原来高度时，重力势能和动能也相等，故v1＝v2。【点评】本题考查影响物体动能与重力势能的转化，只有动能和重力势能相互转化时，机械能守恒，难度适中。13．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力。（1）在整个运动过程中，小球的机械能 不守恒 （守恒/不守恒）（2）小球动能最小的时刻是 非平衡 状态（平衡/非平衡）（3）在t2～t3这段时间内，小球的动能 先增大后减小 （先增大后减小/先减小后增大/一直增大/一直减小） 【分析】小球先自由下落，做加速运动，与弹簧接触后，弹簧被压缩，开始时向上的弹力小于向下的重力，小球继续做加速运动；小球在下降的过程中，弹力不断变大，当弹力等于重力时，速度最大；小球继续向下运动，弹力大于重力，小球做减速运动；根据速度和高度的变化判断动能、重力势能、机械能的变化；对于小球和弹簧组成的系统机械能守恒。【解答】解：（1）由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，因此小球的机械能不守恒。（2）由图看出，t2时刻，弹力F最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，动能最小；此时小球受到的弹力大于重力，故不是平衡状态；（3）t2﹣t3这段时间内，小球的弹力减小，说明小球在由最低点上升，弹力不断增加，小球的合力先向上，后向下，小球先加速后减速；则小球的动能先增大后减小。故答案为：（1）不守恒；（2）非平衡；（3）先增大后减小。【点评】本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析。要知道系统的机械能守恒，但小球的机械能并不守恒。