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11.4机械能及其转化 跟踪练 2025-2026学年下学期初中物理人教版（2024）八年级下册
一、单选题
1．如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B点动能大于C点
B．绳的拉力对小球做了功
C．球从B点到O点的过程中机械能不变
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
2．如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（ ）
A．滚摆下降过程中，动能转化为重力势能
B．滚摆上升过程中，重力势能转化为动能
C．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量不变
D．滚摆上下往复运动过程中，机械能总量减小
3．如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O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．a点 B．b点 C．c点 D．d点
4．“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”，如图所示，人将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．从A点到B点，绳子弹性势能减小B．从A点到C点，人的动能先增大后减小
C．从B点到C点，人的重力势能转化为动能 D．从A点到C点，人的机械能不变
5．如图所示，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接，下列说法合理的是（ ）
A．从地球上带到天宫二号空间实验室的水稻种子质量会变小
B．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能增加，机械能不变
C．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能不变，机械能增加
D．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能增加，机械能增加
6．2025年2月10日，我国17岁运动小将熊诗芮勇夺亚冬会单板滑雪女子大跳台比赛的冠军。如图是熊诗芮比赛时的情景，熊诗芮在空中上升过程中，她的（　　）
A．动能减少，重力势能增加
B．动能增加，重力势能减少
C．动能转化为重力势能，机械能增加
D．重力势能转化为动能，机械能不变
7．白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，如图所示。水从高处倾泻而下，驱动水轮机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为（　　）
A．动能重力势能电能 B．重力势能动能电能
C．电能重力势能动能 D．重力势能电能动能
8．抽水蓄能电站是一种既能抽水蓄能，又能放水发电的多功能水电站，也被称为“超级充电宝”，为我国推动绿色低碳发展提供条件。下列说法正确的是（ ）
A．水电站的上下水位落差越大，水库中储水的重力势能就越大
B．水电站发电时，将电能转化为水的机械能
C．水电站可以在电力负荷低谷时抽水蓄能
D．水电站可以在电力负荷高峰时抽水蓄能
9．人类文明，一脉相传。从远古的水磨，到今天的水电站，都是人类对水能的合理开发与利用。如图所示，图甲是远古的水磨，流水冲击水轮，水轮转动，去汲水、碾谷、磨面；图乙是今天的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法不正确的是（　　）

A．水轮是人类把水能转化成水轮动能的装置
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
C．右图中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
D．流水通过水轮后，其机械能减小
二、填空题
10．如图为游乐园过山车的轨道，小明坐过山车从高处滑下的过程中，依次经过A、B、C、D四处位置，轨道对车的支持力_________（选填“做”或“不做”）功，小明在_________（选填“A”“B”“C”或“D”）处动能最大。从A到D的过程中，机械能变化情况是_________，这是由于_________做功改变的。
11．
(1)如图甲所示，在一光滑水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置，小球从A位置释放后运动到B位置，则小球从A位置运动到O位置过程中为______（选填“加速”“减速”或“匀速”）直线运动，小球在整个运动过程中，动能最大点位于______（选填“A”“B”或“O”）点。
(2)如图乙所示是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码。当你用力将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是______能转化为______能；如图丙所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中，A为外表面，B为内表面，实验时应把______（A/B）面紧贴桌面。
12．在2025年11月1日的苏超决赛中，南通队31号球员季桑楠双手将足球用力抛出，部分运动轨迹如图甲所示。足球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。
(1)通过数据分析可得，足球在M点时的机械能______（大于/等于/小于）足球在N点时的机械能；在整个运动过程中，足球的机械能______（守恒/不守恒）；
(2)在图甲中，已知M、N可能是①、②、③中的某两点，其中位置①和③离地高度相等。M点的位置最有可能在位置______（①/②/③）。
13．甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出。若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中动能转化为________________；甲球落地瞬间的速度________________（选填“大于”“小于”或“等于”）乙球落地瞬间的速度。
14．2024年4月2日，鹊桥二号中继星通过多次轨道调整，进入24小时周期的环月大椭圆使命轨道。该轨道采用环月大椭圆冻结轨道设计，可减少月球不规则引力对轨道的影响。当鹊桥二号在此轨道绕月运行时，卫星________（选填“是”或“不是”）平衡状态；从近月点向远月点运动过程中，其运行速度会逐渐________（选填“增大”，“减小”或“不变”）；若仅考虑月球引力作用，其机械能________（选填“守恒”或“不守恒”）。
三、实验题
15．某个周末，小明在公园里看到小朋友们荡秋千时不停地往复摆动。他想：哪些因素会影响秋千往返摆动的时间？他提出了三种猜想：
①可能与秋千的摆长工有关；
②可能与人和秋千坐垫的总质量有关；
③可能与秋千的摆幅（摆动时人离开中心点的最大距离）有关；
(1)为了验证猜想是否正确，他设计了如图甲所示的装置，用系有细线（线长L可调）的小球来模拟秋千的运动进行了如下探究（摆动角度均较小）：
①如图乙所示，用细线系住一铁球，保持细线的长度一定，使小球从A点由静止释放，改变OA（O为固定悬点）的连线与竖直方向的夹角d以改变小球摆动的幅度，测出小球在AC间往复运动一次所用的时间t与θ的关系如下表所示，由此可得出的结论是：当其他条件一定时，秋千往返摆动的时间与________无关；
/度 4 6 8 10
t/秒 2.0 2.0 2.0 2.0
②实验过程中小明发现铁球从A点到B点越来越快，是将重力势能转化为________能；
(2)请设计实验来探究秋千往复摆动一次的时间与小朋友的质量之间的关系，简述你的实验方案。简要做法：________；判断方法：________；
(3)如图丙所示，是实验结束后小明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。想想看，铁锁摆回时会打到小明的鼻子吗？________，请你从能量角度简要帮小明分析其原因：________。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
答案 A D C B D A B C B
1．A
【详解】A．从图中可以看出B、C位置在同一高度，即重力势能相同，图中D点比A点低也可说明小球在运动过程中与空气摩擦等因素导致部分机械能转化成其它形式的能，即机械能在减小，所以小球在B点机械能大于C点的机械能，故B点动能要大于C点的动能，故A正确；
B．绳对小球有拉力，但小球在拉力的方向上没有移动距离，所以绳的拉力对小球不做功，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，克服空气阻力做功，机械能减少，故C错误；
D．球从O点到C点的过程中，质量不变，高度增加，重力势能变大，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】A．滚摆下降过程中，质量不变，它的高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A错误；
B．滚摆上升过程中，它的质量不变，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，上升过程中动能转化成重力势能，故B错误；
CD．实验过程中滚摆会逐渐停下来，克服摩擦做功，机械能总量会减小，故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒，故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，因为a、c两点高度相同，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】A．从A点到B点，弹性绳逐渐被拉长，弹性形变增大，弹性势能增大，故A错误；
B．从A点到B点，人的质量不变，人的重力大于弹性绳拉力，加速下落，动能增大；从B点到C点，弹性绳拉力大于人的重力，减速下落，动能减小，所以从A点到C点，人的动能先增大后减小，故B正确；
C．从B点到C点，人的质量不变，人的高度降低、重力势能减小，速度减小、动能减小，弹性绳弹性形变程度变大，弹性绳弹性势能变大，该过程是重力势能和动能转化为弹性绳的弹性势能，故C错误；
D．从A点到C点，弹性绳的弹性势能增大，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，人的机械能减小，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】A．从地球上带到天宫二号空间实验室的水稻种子所含物质的量不变，其质量不变，故A不符合题意；
BCD．天舟一号飞船在发射加速升空时，质量不变，速度变大，高度升高，动能增大，重力势能增加，机械能为动能与势能的总和，则机械能增大，故BC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．A
【详解】熊诗芮在空中上升过程中，质量不变，速度变小，则动能减小，高度变大，则重力势能增加，动能转化为重力势能。由于存在空气阻力，部分机械能转化为其它形式的能，机械能减小。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．B
【详解】水在高处，具有重力势能，水从高处倾泻而下，高度降低，速度变大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能，推动水轮机叶片旋转，动能又转化为电能。因此在此过程中能量转化的顺序为重力势能动能电能。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
8．C
【详解】A．重力势能的影响因素是质量和高度，因此水电站的上下水位落差越大，高度大，但水库中储水的重力势能不能判断，还应考虑质量，故A错误；
B．水电站发电时，消耗了机械能，产生了电能，因此是将机械能转化为电能，故B错误；
CD．水电站可以在电力负荷低谷时，利用电能抽水蓄能，在电力负荷高峰时，放水发电，将机械能转化为电能，故C正确，D错误。
故选C。
9．B
【详解】A．根据能量转化可知，甲、乙两图的水轮是将水能转化成水轮动能的装置，故A正确，不符合题意；
B．流水冲击水轮，带动发电机发电，由于不可避免要克服摩擦做功，因此减少的水能不能全部转化为发电机产生的电能，即减少的水能不等于发电机产生的电能，故B错误，符合题意；
C．拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的重力势能，使得水下落时可以获得更多的动能，故C正确，不符合题意；
D．流水通过水轮后，由于有部分机械能转化为水轮的动能，因此其机械能减小，故D正确，不符合题意。
故选B。
10． 不做 B 减小 克服摩擦力做功
【详解】[1]过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但支持力方向与物体运动方向垂直，即车没有在支持力的方向上移动距离，所以轨道对车的支持力不做功。
[2]从A到B的过程中，重力势能转化为动能，由于B点最低，所以此时速度最大，根据动能大小影响因素可知，此时动能最大。
[3][4]从A到D的过程中，由于过山车与轨道之间存在摩擦，滑动过程中过山车克服摩擦力做功，所以有一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能减小。
11．(1) 加速 O
(2) 弹性势 动 B
【详解】（1）[1]小球从A位置运动到O位置过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球速度不断增大，所以是加速直线运动。
[2]小球在O点时，弹簧恢复原长，此时动能最大，因为小球从A到O受弹力作用动能一直增加，从O到B小球受弹簧的弹力而减速运动，动能减小，所以动能最大点位于O点。
（2）[1][2]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能；当罐子停止滚动时，橡皮筋的弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
[3]由图可知，“会跳的卡片”是利用橡皮筋的弹性势能跳起来的，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，所以卡片能跳起来。
12．(1) 小于 不守恒
(2)③
【详解】（1）[1][2]足球在M点时的重力势能为，占比为，则在M点时的机械能为
足球在N点时的动能为，占比为，则足球在N点时的机械能
足球在M点时的机械能小于足球在N点时的机械能；所以在整个运动过程中，足球的机械能不守恒。
（2）足球在运动过程中要克服摩擦做功，机械能是逐渐减少的，足球在M点时的机械能小于足球在N点时的机械能，所以M点在N点之后。足球在N点时的重力势能为
由于M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能，M点的高度小于N点，M点是①或③；M点的机械能小于N点的机械能，则M点必然在后方，只能是③，N点是②。
13． 重力势能 等于
【详解】[1]乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，高度增大，则重力势能增大，所以乙球在上升过程中动能转化为重力势能。
[2]由题可知，甲、乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，高度相等，所以两球的动能相等，重力势能相等，即机械能相等；由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，落地时两球的机械能相同；因为两球落地瞬间的高度相同，则重力势能相同，两球落地瞬间的动能也相同；根据动能大小的影响因素可知，两球落地瞬间的速度相同。
14． 不是 减小 守恒
【详解】[1]平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态。鹊桥二号绕月运行时，做曲线运动，运动方向不断变化，所以不是平衡状态。
[2]从近月点向远月点运动时，卫星距离月球的高度逐渐增大，重力势能增大。根据“动能与势能相互转化”的规律，动能会逐渐减小，质量不变时，动能减小则速度减小，所以运行速度减小。
[3]若仅考虑月球引力作用，则没有阻力，卫星的机械能只在动能和重力势能之间转化，符合机械能守恒的条件，所以其机械能守恒。
15．(1) 摆幅 动
(2) 让质量不同的小球从同一位置静止释放 比较往复摆动一次的时间t，若有差异，则有关，反之则无关
(3) 不会 见解析
【详解】（1）[1]由表中实验数据可知，在摆长不变的情况下，小球摆动的幅度不同，秋千往复摆动一次的时间相等，由此可知：秋千小角度往复摆动一次的时间与摆动的幅度无关。
[2]铁球从A点到B点，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，该过程将重力势能转化为动能。
（2）[1][2]探究秋千往复摆动一次的时间与小朋友的质量之间的关系，根据控制变量法可知，要控制摆长和摆动幅度相同，改变摆球的质量，即让质量不同的小球从同一位置静止释放，比较秋千往复摆动一次的时间。实验的做法是：用细线系住一小球，使小球以较小的幅度在竖直面内摆动，用频闪相机（或计时器）测算出小球往复摆动一次的时间；
让线摆动的幅度与绳长保持不变，改变小球的质量，再做两次，测出对应时间、；
判断方法是：若、、相等，则与质量无关；若、、不相等，则与质量有关。
（3）[1][2]铁锁摆回时不会打到小明的鼻子；铁锁在摆动的过程中，是动能和重力势能之间的转化，由于和空气之间存在摩擦，需要克服摩擦做功，机械能总量减少，所以铁锁摆回时高度不会超过一开始，因此不会打到鼻子。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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