人教版八下物理同步练习11.4 机械能及其转化（培优卷）
试卷更新日期：2025-02-14 类型：同步测试
一、选择题
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1. 下列过程中属于弹性势能转化为动能的是（）
A、熟透的苹果从树上落下 B、弹簧枪将“子弹”射出 C、蹦极者落下拉紧橡皮绳 D、秋千由低处摆向高处2. 下列过程中，属于弹性势能转化为动能的是 〔 〕A、推开弹簧门的过程 B、用力拉长弹弓橡皮条的过程 C、弹簧枪将“子弹”射出去的过程 D、跳水运动员将跳板踏弯的过程3. 如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到( )
A、点 B、点 C、点 D、点4. 为了发展全民体育运动，深圳不断完善健身设施。小丽和家人来到社区健身房，见到了琳琅满目的健身器材。如图，使用健腹轮时可将膝盖跪在地垫上，双手先紧握健腹轮手柄（状态1），再向前推动健腹轮至身体与地面相平，稍停数秒（状态2），然后收回归位，反复操作。则从状态1到状态2的过程中（ ）
A、人的重力势能减小，健腹轮的重力势能增加 B、健腹轮的动能先增大后减小 C、人和健腹轮的总机械能守恒 D、人受到的重力做的功，全部转化为健腹轮的动能5. 荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图甲为荡秋千的简化模型。小球经过A、B、C三点的能量如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A、小球可能先经过C点后经过B点 B、小球在C点的高度比B点的大 C、小球经过A点的速度比B点的大 D、小球运动过程中，机械能守恒6. 2024年1月29日，世界首款四座氢内燃飞机原型机成功首飞。如图所示，正在匀速升空的原型机（ ）
A、所受空气的浮力等于自身重力 B、机舱外的大气压强越来越大 C、机翼上方的空气流速比下方的大 D、匀速升空时机械能不变7. 荡秋千运动在我国已有几千年的历史，在摇摆过程中通过不断重复的站立下蹲使秋千越荡越高，在荡秋千过程中，下列说法正确的是（不考虑秋千重绳子重力）（ ）A、在越荡越高的过程中人消耗化学能转化为人的机械能 B、在从最高点到最低点的过程中机械能守恒 C、在最高点绳子突然断开人将保持静止状态 D、在荡秋千的过程中人总有一点受力平衡8. 如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图．小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下．下面的一些判断正确的是（ ）
A、从a到b，小球的势能不变，动能增大 B、从b到c，小球的势能增大，动能增大 C、到达c处，小球的势能最小，动能最大 D、到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大二、填空题
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9. 如图所示是科技馆里“最速降线”的示意图。两条光滑轨道，一条为直道，一条为弧形弯道，将甲、乙两个完全相同的小球同时从两个轨道的同一高度A由静止释放，弧形轨道上的乙球先到达终点B，若两个轨道均与粗糙程度相同的水平轨道相连，则两个小球在水平轨道上运动的距离（选填“相同”或“不相同”），你判断的依据是。
10. 将小球从高处水平抛出，若小球刚抛出时的动能为30 J，则它刚接触地面时的动能(选填“大于”“小于”或“等于”)30 J。(不计空气阻力)11. 如图所示，小磊分别沿三条路径从滑梯同一高度处自由滑到水平地面，在不考虑空气阻力和摩擦的情况下，此过程中小磊的机械能是（填“守恒”或“不守恒”）的，他到达滑梯最底端时的速度（填“相同”或“不相同”）。
12. 如图所示的单摆，不考虑空气阻力的影响，小球将在ABC间不停地往复运动。小球从A运动到B的过程中，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能是 （选填“守恒”或“不守恒”）的。
13. 年哈尔滨市中小学生足球比赛中，我区第五小学足球队以：的比分战胜对手，如图是小队员传球时的一段运动轨迹，其中足球在点的重力势能选填“大于”“小于”或“等于”在点的重力势能。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为能，此过程足球的机械能选填“变大”“变小”或“不变”。
14. 如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能 （填“变大”“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中 能转化为 能。
三、实验探究题
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15. 2023年4月16日，全红婵在跳水世界杯比赛中夺得冠军。小梦在家观看跳水比赛时，发现弹跳的高度会影响运动员完成动作的难易程度。她想探究弹跳高度与哪些因素有关，并作出以下猜想：
猜想一：运动员弹跳高度与跳板的松紧程度有关；
猜想二：运动员弹跳高度与跳板的厚度有关；
猜想三：运动员弹跳高度与运动员的质量有关。
为验证上述猜想，小梦设计了如图所示的装置模拟跳板，装置组装步骤如下：
将橡皮膜蒙在小号塑料盒上；
在大号透明塑料杯杯底挖一个圆孔，将其倒扣在小号塑料盒上；
将玻璃珠从圆孔处由静止释放，观察玻璃珠的弹跳高度。
(1)、运动员能被跳板弹起，是将跳板的 能转化为运动员的动能。(2)、探究玻璃珠的弹跳高度与橡皮膜松紧程度的关系时，应保持玻璃珠的质量和 相同，改变 ，并观察玻璃珠的弹跳高度。(3)、接着小梦进一步探究玻璃珠弹跳高度与玻璃珠质量的关系，为了方便记录数据与分析，请你帮小梦设计出记录实验数据的表格 。16. 小华和小丽在观摩自行车比赛时看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图所示：
(1)、骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出了疑问，一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”。小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为力是物体运动状态的原因；
(2)、我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯倾斜的力的大小可能与哪些因素有关？由此小华和小丽提出了两种猜想：猜想一：可能与骑行的速度有关；
猜想二：可能与圆弧形赛道的半径有关。
小钢球初始位置
A
B
C
距压力传感器高度/m
0.5
0.4
0.3
压力传感器达到的最大示数/N
1.90
1.78
1.66
接着，小华和小丽一起设计实验，并在实验室里通过实验验证猜想一：他们把半径为0.5m的半圆轨道（左端连着横杆）通过横杆在。点与墙壁活动连接（能绕O点在竖直方向自由转动），让同一小钢球分别从弧面A、B、C三处自由滚下，如图所示，观察记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如表：
实验中让同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C，三处自由滚下的目的是到达最低点的速度（选填“相同”或“不同”），该实验可以得出的结论：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越；
(3)、小球运动到最低点时受力（选填“平衡”“非平衡”）；(4)、若要验证猜想二，应当让同一小球分别从（选填“相同”或“不同”）半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，记录每次压力传感器达到的最大示数（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是（选填“正确”或“错误”）；(5)、小华看到小钢球来回滚动，又想到：车间停电后，各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动，可见转动物体有转动惯性。查阅相关资料得知：转动惯性大小在物理学中用转动惯量I表示。物体可看作由n个微小部分组成，它们的质量分别为m1、m2、…mn ， 到某转动轴的距离分别为r1、r2、…rn ， 则该物体对该转动轴的转动惯量I=m1r12+m2r22+…mnrn2；
①图甲是一个质量为m的小球，用长为L的轻质硬杆（不计质量、不形变）连接到转轴MM'上，则它对这个轴的转动惯量是（用m、L表示）；
②有一高为20cm、周长为62.8cm的均匀薄铁皮制空心圆筒（铁皮厚度远远小于圆筒半径）可绕转轴NN ， 转动，如图乙，若圆筒相对于转轴NN'的转动惯量I=4.8×10-3kg·m2 ， 则铁皮的厚度为mm（π取3.14，ρ铁=8g/cm3 ， 此空计算结果小数点后保留两位）。
17. 小宇骑车发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程。
(1)、为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面的（选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在（选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。(2)、为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：小宇应先后三次将小球从斜面上的（选填：“同一”或“不同”）高度处释放；小宇认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将。(3)、在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1 ， 小球克服木板的摩擦力做的功为W2 ， 则W1W2 ． （选填“＞”、“＜”或“=”）(4)、为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，小宇同学又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为hA、hB的位置滚下（mA＜mB ， hA＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。同组的小红认为他这样设计实验得出的结论有问题，理由是：。18. 如图，在“探究影响动能大小的因素”的实验中，让质量为m、2m的两个小球分别从带有凹槽的斜面上由静止开始运动，使木块滑动（虚线位置是木块滑动一段距离后停止的位置）。（1）本实验研究的是影响 （填“小球”或“木块”）的动能大小的因素。使用带有凹槽的斜面比平板斜面更利于 ；
（2）图甲中的小球到达平面时速度为v1 ， 图乙中的小球到达平面时速度为v2 ， 则v1v2 ， 根据这两次实验可以探究动能大小跟 的关系；
（3）小球推动木块运动的过程中，小球和木块的机械能总和 （填“守恒”或”不守恒”）。
19. 细心的小明在课后篮球活动中发现，传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中。小明觉得好奇：篮球撞击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢?与同学讨论后，提出了以下猜想：猜想1：与篮球撞击地面时的入射方向有关；
猜想2：与地面的粗糙程度有关。
小明用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，设计了如图(甲)所示的装置，每次都让弹性小球从压缩相同长度的相同弹簧下端，由静止弹出并撞击水平地面，分别改变水平地面的粗糙程度和小球的入射方向与水平地面的夹角α，测出小球反弹方向与水平地面的夹角β，记录数据如表：
夹角α
20.0°
30.0°
45.0°
60.0°
70.0°
玻璃地面
25.5°
34.7°
49.2°
63.5°
72.8°
木板地面
28.6°
37.3°
51.6°
65.4°
74.1°
水泥地面
30.9°
39.2°
53.9°
67.5°
76.6°
(1)、设计实验时，分别采用玻璃地面、木板地面和水泥地面，是为了改变。(2)、分析实验数据可知，其他条件相同时，夹角α越大，夹角β越。(3)、分析实验数据可知，猜想2是(选填“正确”或“错误”)的。(4)、如图(乙)所示，某次小球从A位置入射到水平地面O位置后反弹，则(选填“B”“C”或“D”)位置最有可能是小球反弹后经过的位置。(5)、小明分析发现，当α一定时，水平地面越光滑，β值与α越接近，他由此推理，如果水平地面与小球间没有摩擦，则β与α应(选填“相等”或“不相等”)。四、计算题
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20. 有甲、乙两个运动物体，甲的机械能为9J，乙的机械能为17J．已知甲的动能是乙的2倍，乙的势能是甲的3倍．求甲、乙物体的动能和势能分别是多少？
五、简答题
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21. 如图所示的网球掉到地上会跳起，但是越跳越低。试回答下面两个问题：
(1)、网球从高处下落、触地变形、恢复形状反弹的三个连续过程中，机械能分别是怎么转化的?(2)、从能量转化角度分析网球为什么会越跳越低?六、科普阅读题
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22. 阅读材料，回答问题。
自由落体运动物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，如图甲。在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。
在相同位置，分别让不同质量的金属小球由静山开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。
本实验所用频闪照相机曝光的时间间隔为 ， 对小球所处位置的影像进行测量，记录相邻两个影像位置之间的距离如图乙所示图中标注为点是小球刚开始下落的位置。
从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下表。
(1)、不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度 选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”；(2)、图甲中不同质量的羽毛和苹果下落时在同一时刻几乎都在同一位置，说明物体下落快慢与质量 选填“有关”或“无关” ， 下落的羽毛 选填“受”或“不受”浮力；(3)、生活中让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，发现两者下落时间不相等，原因是 选填“铁球”或“纸团”的空气阻力不可忽略， 选填“是”或“不是”自由落体运动；(4)、图乙中从点起小球下落的距离与对应时间平方的比值为 写单位；(5)、在探究球形物体下落所受空气阻力与球半径、球收尾速度的关系时，得到数据如下表。分析表中数据可得定量关系：球形物体所受空气阻力与球的半径的平方成正比，与球的收尾速度成 比；小球编号
小球半径
小球收尾速度
小球受阻力
(6)、表格的空白处所缺数据应为 。七、综合题
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23. 如图所示，有一水平放置的铁板。一物块内含遥控电磁铁，电磁铁通电时与下方的铁板相互吸引。该物块一直在水平方向的拉力作用下向右运动。从物体经过M点开始计时，每经过相同时间记录物体的位置如图。物块内的电磁铁在MO段内处于断电状态，在OQ段内处于通电状态。已知铁板上各处的粗糙程度均相同，MP段拉力恒为F1 ， PQ段拉力恒为F2。物体在MO段和PQ段做匀速直线运动，在OP段做变速运动。（不计空气阻力）
(1)、在MN和PQ两段，物体所受的摩擦力为f1和f2，则f1f2（选填：“>”、“ <”或“=” ，依据是。(2)、在MN和PQ两段，拉力对物体所做的功分别为WMN和WPQ ， 若WMN和WPQ恰好相等，则F1和F2的比值为；(3)、在MN和OP两段，拉力对物体做功的功率分别为PMN和POP ， PMNPOP（选填：“>”、“ <”、“ =” ；(4)、已知在MN段内，铁板对物块的支持力为FN1=4N，此力对物块做功为W1；PQ段内，铁板对物块的支持力FN2 ， 此力对物块做功W2，则W1W2（选填“>”，“ <”或“=” 。(5)、MN段的机械能E1和PQ段的机械能E2的大小关系是E1E2（选填“>”，“ <”或“=” 。
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