教科版八年级下册 第十二章 机械能 单元过关测试

第十二章 机械能 单元过关测试

一、单选题

1．（2019·海南省直辖县级单位·九年级期中）下列物体中，具有动能的是（　　）

A．静止在路面上的汽车 B．被压缩的弹簧

C．流动的河水 D．平放在课桌上的物理课本

2．（2022·上海·八年级课时练习）下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是（　　）

A．小孩在滑滑梯上匀速下滑的过程 B．地球同步卫星由远地点运动到近地点的过程

C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程 D．氢气球上升的过程

3．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示，在商场里，小东和妈妈正乘坐自动扶梯匀速下楼。此过程中，他的（　　）

A．动能减小 B．动能增加 C．重力势能减小 D．重力势能增加

4．（2021·江苏·南师附中树人学校九年级阶段练习）小明和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学们对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的有（　　）

A．匀速拉动木块时，木块所受拉力与摩擦力是一对平衡力

B．斜面是一种可以省功的简单机械

C．匀速拉动时，拉力是要克服摩擦力做额外功的

D．匀速拉动木块的过程中，木块的机械能是不变的

5．（2019·云南云南·八年级期末）2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。关于北斗导航卫星在加速升空过程中机械能的变化，下列说法中正确的是（　　）

A．动能增加，重力势能减少，机械能不变

B．动能增加，重力势能增加，机械能增加

C．动能减少，重力势能减少，机械能减少

D．动能不变，重力势能增加，机械能增加

6．（2020·山东济南·一模）人造地球卫星是迄今为止人类发射数量最多、用途最广、发展最快的无人航天器，运行在环绕地球的椭圆轨道上。当人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中（　　）

A．动能越来越小，重力势能越来越小 B．动能越来越大，重力势能越来越大

C．动能越来越大，重力势能越来越小 D．动能保持不变，重力势能越来越小

7．（2021·江苏·扬州市梅岭中学九年级阶段练习）2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．动能增大，机械能增大 B．动能不变，势能增大

C．动能不变，势能不变 D．动能减小，势能增大

8．（2019·北京市第十二中学八年级期末）如图所示的单摆，摆球在摆动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．a处动能最大 B．a到b过程中，重力势能先变小后变大

C．o处的重力势能最大 D．b到a过程中，动能先变小后变大

9．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示为游乐园的过山车运行的情境，下列说法正确的是（　　）

A．过山车到达圆环最高点时速度为零

B．过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用

C．过山车从低处上升的过程中，重力势能增加

D．过山车到达圆环最低点时，受到的重力与支持力是一对平衡力

10．（2021·北京·北方交大附中第二分校九年级阶段练习）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，将小球系在橡皮筋一端，另一端固定在铁架台的O点上，M点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，N点是小球从O点自由释放后所能达到的最低点。关于小球运动过程中的说法正确的是（　　）

A．从O点到M点的过程中，小球动能转化为重力势能

B．从O点到M点的过程中速度增大，因为球受到重力和弹力的作用

C．运动到N点时，速度为零，小球受到平衡力的作用

D．运动到N点时，球对橡皮筋的拉力等于橡皮筋对小球的拉力

11．（2021·湖北随州·八年级期末）如图所示，金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）

A．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小

B．小球能沿轨道向上运动到E点处

C．小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功

D．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能

12．（2020·江苏·句容市教师发展中心二模）如图甲所示为“中国达人秀”节目中惊险感人的杂技《男女滑杆》，由王莹莹和光士强组成的国内首个男女滑杆组合完成，饱含情绪地讲述“让我留在你身边”的动人故事。当质量为60kg的光士强从滑杆顶端由静止下滑，3s后精准地停止在杆底，下滑过程中他的手对滑杆的握力变化情况如图所示，下列说法正确的是（g取10N/kg）（　　）

A．因手上的握力始终大于其重力，所以光士强一直做减速运动

B．在2s～3s时间内光士强的动能在增加

C．当下滑时间刚好为2s时，光士强可以沿着滑杆向上爬

D．上述整个过程中光士强不能做到匀速下滑

二、填空题

13．（2021·江苏·启东市长江中学九年级阶段练习）如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。则在0、t1、t2、t3四个时刻，小球的机械能在_____时刻最大，小球的动能在____时刻最大，弹簧原来的长度____40cm（填“＞”“＜”或“＝”）。

14．（2021·内蒙古·阿拉善左旗教学研究与教师培训中心八年级期末）2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭在海南文昌航天发射场点火升空，成功将将载人航天工程空间站“天和”核心舱精准送入预定轨道，首先进入的是近地点高度约200 km，远地点高度约343 km的椭圆轨道。飞船从近地点向远地点运动的过程中，它的势能___________。

15．（2021·江苏·泗阳县实验初级中学九年级阶段练习）2021年5月15日，我国“天问一号”着陆器成功降落在火星表面。降落过程中着陆器先利用减速伞减速再抛去防护罩，最后启动推力发动机向下喷气，如图所示。

（1）喷气对着陆器产生的作用力方向________（选填“向上”或“向下”），改变了着陆器的________，使着陆器悬停在空中，寻找合适的位置后降落。

（2）着陆器从图所示位置启动反推火箭减速到在火星表面着陆过程中，它的动能________，机械能________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）

16．（2021·江苏连云港·九年级阶段练习）如图所示，一个物体沿一粗糙斜面匀速下滑，那么它的动能_______，势能_______，机械能_____（均填“变大”、“不变”或“变小”）

17．（2021·江苏·泰州市凤凰初级中学九年级期中）如图所示，a，b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中________是动能-高度关系图线，小石块达到的最大高度为______m，小石块在最高点时的机械能为_______J。        

三、简答题

18．（2021·吉林松原·八年级期末）请你用物理知识解释，为什么在同样的道路上，如图所示，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？

19．（2021·黑龙江齐齐哈尔·八年级期末）近年来，交通部门加大了打击汽车超载超速的力度，这是为了交通安全和延长公路的使用年限。下面两小题是关于超载和超速问题的研究。

（1）为什么要严禁超载？某课题组利用斜面、小球和木块进行研究。让质量不同的小球分别从同一高度，由静止开始滑下（如图中a所示）。小球经过A点时速度相等。请根据实验想象，用学过的科学知识，解释超载存在的安全隐患；

（2）为了解释严禁超速的原因，他们利用小球和斜面进行研究。让同一小球从A、B两点由静止开始滑下（如图中b所示）。情根据实验现象，用学过的科学知识，解释超速存在的安全隐患。

四、实验题

20．（2020·广东茂名·九年级阶段练习）为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。

（1）实验中通过观察______来判断物体重力势能的大小；

（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图______和图______进行分析比较；

（3）图乙和图丙探究的问题是______。

21．（2022·上海·八年级）如图所示，某同学在做“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将A、B、C三个小球先后从同一装置的不同高度处滚下（mA=mB＜mC；hA=hC>hB），分别推动同一木盒运动一段距离后静止。（已知小球所处的高度越高，到达水平面的速度越大）

（1）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，__________________球的动能最大，理由是三球中它的____________________本领最强。

（2）分析比较（a）、（b）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：____________________；

（3）分析比较（a）、（c）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：__________________。

参考答案：

1．C

【解析】

A．静止在路面上的汽车，由于处于静止状态，所以不具有动能，故A不符合题意；

B．被压缩的弹簧，发生弹性形变，具有弹性势能，不具有动能，故B不符合题意；

C．流动的河水，处于运动状态，具有动能，故C符合题意；

D．平放在桌面上的物理课本，处于静止状态，不具有动能，故D不符合题意。

故选C。

2．B

【解析】

A．小孩在滑滑梯上匀速下滑的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度不变，动能不变，不是重力势能转化为动能，故A错误；

B．地球同步卫星由远地点运动到近地点的过程中，卫星的机械能是守恒的，卫星的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B正确；

C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程中，质量不变，高度不变，重力势能不变，速度不变，动能不变，不是重力势能转化为动能，故C错误；

D．氢气球上升的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，不是重力势能转化为动能，故D错误。

故选B。

3．C

【解析】

（1）动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。

（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。

小东和妈妈乘坐自动扶梯匀速下楼的过程中，他的质量不变，速度不变，动能不变，高度变小，重力势能变小，故选C。

4．C

【解析】

A．木块在斜面上匀速运动时，木块处于平衡状态，木块受到重力、支持力和摩擦力是平衡力，故A错误；

B．利用斜面拉物体到斜面顶端，可以省力，由功的原理可知，使用任何机械都不省功，使用斜面也不能省功，故B错误；

C．沿斜面匀速拉动时，拉力既要克服物体的重力做有用功，又要克服摩擦力做额外功，故C正确；

D．机械能包括动能和势能，而木块匀速运动，所以动能不变；但是物体的高度在增加，所以木块的重力势能增大，故木块的机械能增大，故D错误。

故选C。

5．B

【解析】

卫星加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大，机械能包括动能和势能，所以机械能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

6．C

【解析】

卫星在太空中飞行时，在近地点，速度最大，动能达到最大，重力势能达到最小；在远地点时，速度最小，动能最小，重力势能最大；在从远地点向近地点飞行时，重力势能转化为动能，动能越来越大，重力势能越来越小，在这个转化过中，动能和重力势能的总量保持不变，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

7．A

【解析】

火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；动能和势能统称为机械能，故机械能增大，故BCD不符合题意，A符合题意。

故选A。

8．B

【解析】

A．据题意可知，单摆从a点静止后会向o点运动，所以在a点时所处的高度最大，速度最小，故重力势能最大，动能最小，故A错误；

B．据题意可知，单摆从a点静止后会向o点运动，速度变大，从o点向b点运动，速度变小，高度增加，所以该过程中，动能先变大，后变小，重力势能先变小后变大，故B正确；

C．据上面的分析可知，单摆在o点是位置最低，故重力势能最小，故C错误；

D．同理，单摆b到a过程中，质量不变，速度先变大，后变小，高度先变小，后变大，所以动能先变大后变小，重力势能先变小，后变大，故D错误。

故选B。

9．C

【解析】

A．过山车到达圆环最高点时具有水平方向的速度，故A错误；

B．过山车从高处加速滑下是由于受到重力的作用，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B错误；

C．过山车从低处上升的过程中，质量不变，高度增加，则过山车的重力势能增加，故C正确；

D．过山车到达圆环最低点时，受到的重力与支持力作用，由于具有水平方向的速度，处于非平衡状态，即重力与支持力不是一对平衡力，故D错误。

故选C。

10．D

【解析】

小球在下落过程中，在OM段，小球只受到重力作用，重力不断改变小球的运动状态，小球加速下落；在MN段受到橡皮筋的拉力作用，过M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，小球仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小球减速下落。

A．从O点到M点运动过程中，小球的质量不变，速度越来越大，高度越来越小，动能不断增大，重力势能不断减小，属于重力势能转化为动能，故A错误；

B．从O点到M点的过程中速度增大，因为球只受到重力的作用，此时没有弹力，故B错误；

C．MN过程中小球先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，N点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达N点后小石块会改变运动状态向上运动，故N点时受到并不是平衡力，故C错误；

D．运动到N点时，球对橡皮筋的拉力和橡皮筋对小球的拉力是一对相互作用力，大小相等，故D正确。

故选D。

11．A

【解析】

A．小球到达C点时，它的高度最低，所以重力势能最小，同时速度最大，所以动能最大，故A正确；

BD．因为是光滑的曲面，不计空气阻力，小球在斜面上运动没有能量的损耗，小球的机械能守恒，即小球在B点时的机械能等于它在D点时的机械能；同时，小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿轨道向上运动到E点，故BD错误；

C．小球从A点加速下滑时，小球受竖直向下的重力，小球向下移动了距离，所以重力对小球做了功，故C错误；

故选A。

12．D

【解析】

A，光士强的重力为

G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N

根据题意可知，光士强从滑杆顶端由静止下滑时，速度会先变大，后变小，最后速度变为0，故A错误；

B．根据图像可知，在2s～3s时间内，压力变大，滑动摩擦力变大，光士强做减速运动，速度变小，质量不变，其动能在减小，故B错误；

C．当下滑时间刚好为2s时，光士强的重力要大于滑动摩擦力，则他不能沿着滑杆向上爬，故C错误；

D．整个过程中，光士强的运动状态是变化的，由静止下滑时，速度会先变大，后变小，最后变为0，不可能做匀速直线运动，故D正确。

故选D。

13．     0     t1     ＞

【解析】

由图乙可知，由于小球在运动过程中受到阻力的作用，小球的一部分机械能会转化为内能，小球的机械能逐渐减小，所以，开始的0时刻机械能最大。

由于小球在运动过程中受到阻力的作用，小球的一部分机械能会转化为内能，所以小球的机械能逐渐减小；在t1、t2、t3三个时刻，小球的高度是相同的，小球的重力势能相同；而机械能等于动能与势能的总和，所以小球在这三个时刻的动能会逐渐减小，则在整个过程中小球在t1时动能最大。

由图可知，当小球静止在弹簧上时，弹簧的长度为40cm，由于此时弹簧处于压缩状态，所以弹簧原来的长度应大于40cm。

14．增大

【解析】

飞船从近地点向远地点运动的过程中，高度变大，质量不变，所以重力势能增大；而飞船在椭圆轨道中运行时机械能守恒，则飞船从近地点向远地点运动的过程中，是将动能转化为重力势能。

15．     向上     运动状态     减小     减小

【解析】

（1） 启动推力发动机向下喷气，此过程中，发动机给气体一个向下作用力的同时喷气给着陆器一个向上的作用力，改变了着陆器的运动状态。

（2） 减速下降过程中，质量不变，速度变小，故动能减小，同时其高度减小，故重力势能减小，所以机械能减小。

16．     不变     变小     变小

【解析】

物体匀速下滑，质量不变，速度不变，所以动能不变；高度减小，质量不变，所以重力势能减小。

机械能等于动能和势能之和，动能不变，势能减小，机械能减小。

17．     a     4     2

【解析】

小石块上升时质量保持不变。b图象表示：高度越高，能量越大，所以b图象代表重力势能-高度的关系。不计空气阻力，小石块上升时，动能全部转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，所以a图象代表动能-高度关系。

如图，小石块到达的最大高度是4m，由图象可知，小石块在最高点时，动能为0J，重力势能为2J，由于机械能=动能+势能，故机械能为2J。

18．见解析

【解析】

机动车质量一定，速度越大，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶。在相同的道路上，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。

19．（1）见解析；（2）见解析

【解析】

（1）由a图可知，当物体速度相同时，物体的质量越大，物体具有的动能越大。所以当车辆速度相同时，超载后的动能增大，刹车后由于惯性向前滑行的距离变大，容易引发事故。

（2）由b图可知，当物体质量相同时，物体的速度越大，物体具有的动能越大。所以当车辆质量相同时，车的速度越大，动能越大，刹车后由于惯性向前滑行的距离变大，容易引发事故。

20．     小方桌陷入沙中的深度     甲     乙     重力势能的大小与质量的关系

【解析】

（1）重力势能的大小无法直接观察到，所以采用转换法，通过观察小方桌陷入沙中的深浅来判断重力势能的大小。

（2）如果探究重力势能与高度的关系，必须保证物体的质量相等，而图甲和图乙使用的是同一物体，从不同高度落下，通过探究可得质量相等时，物体越高，重力势能越大。

（3）由图可知，图乙和图丙中物体不同，即质量不同，但是从同一高度落下，所以探究的问题是高度相同时，重力势能的大小与质量的关系。

21．     C     做功     当小球的质量相同时，速度越大，动能越大     当小球的速度相同时，质量越大，动能越大

【解析】

（1）球的动能大小通过它对纸盒做功的多少来反映，而做功的多少可由纸盒被推开距离的远近来确定，这三个图中（c）图的纸盒被推动的距离最大，因此说明C球的动能最大，做功本领最强。

（2）在（a）、（b）的两图实验中，小球的质量相同，高度不同，到达水平面上的速度不相同，探究“小球的动能与速度的关系”，由图可知高度越高，达到水平面的速度越大，碰撞纸盒移动的距离越大，动能越大；因此得出的结论是：当小球的质量相同时，速度越大，动能越大。

（3）在（a）、（c）的两图实验中，hA=hC，控制了高度相同，也就是小球滚下时的速度相同，小球的质量不同，探究的是“小球的动能与质量的关系”，由图可知C球质量大，碰撞纸盒移动的距离大，做的功多，具有的动能大，因此得出的结论是：当小球的速度相同时，质量越大，动能越大。