11.4機械能及其轉化（基礎練習）

人教版八年級物理下冊第11章《功和機械能》第4節(jié)機械能及其轉化（同步基礎練習）姓名：學校：老師：題型選擇題填空題作圖題實驗題計算題總計題數(shù)20604535一、選擇題（共20小題）：1．下列現(xiàn)象中，發(fā)生的能量轉化屬于機械能轉化為內能的是（）A．冰塊在橙汁中熔化B．刀在磨石上摩擦后溫度升高C．汽油機的做功沖程D．燈泡通電后發(fā)光【答案】B【解析】機械能為動能和勢能的和；內能的大小與溫度、質量、狀態(tài)等因素有關。解：A、冰塊在橙汁中熔化，冰塊吸收熱量，沒有能量的轉化，只有能量的轉移，故A錯誤；B、刀在磨石上摩擦后溫度升高，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，故B正確；C、汽油機的做功沖程中，內能轉化為機械能，故C錯誤；D、燈泡通電后發(fā)光，是電能轉化為光能、內能，故D錯誤。故選：B。2．下列情況中機械能不發(fā)生變化的是（）A．汽車剎車后在水平地面上向前滑行B．拋向空中正在上升的石塊（不計空氣阻力）C．小孩從滑梯上勻速滑下D．用滑輪組把物體勻速提高【答案】B【解析】動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，由機械能的守恒定律可知守恒的條件，如果不滿足條件則不守恒。解：A、剎車時由于摩擦力做功，消耗機械能轉化為內能，故機械能減小，A錯。B、石塊在空中不受阻力，則只有重力做功，故機械能守恒，B對。C、小孩從滑梯上勻速滑下，動能不變，勢能減小，故不守恒，C錯。D、物體被勻速提高，動能不變，勢能增加，機械能不守恒，D錯。故選：B。3．從起跳到越過橫桿過程中以下有關能量轉換正確說法的是（）A．起跳時動能全部轉換成重力勢能 B．撐桿跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撐桿跳高在空中還消耗了人體更多的化學能最終轉換成了人體的機械能 C．人體在最高點時動能為0 D．若忽略空氣的阻力，人在撐桿跳高的過程中人體的機械能是守恒的【答案】B【解析】（1）動能與物體的質量和速度有關；重力勢能與質量和被舉高度有關；機械能為動能和勢能的和；不計空氣阻力，人和撐桿的機械能是守恒的。（2）撐桿跳高的過程中，人會消耗化學能。解：A、起跳時，撐桿發(fā)生了彈性形變，人的動能會轉化為重力勢能和撐桿的彈性勢能，故A錯誤；B、撐桿跳高比普通跳高跳的高，其原因主要是人在起跳時，人體更多的化學能轉為了撐桿的彈性勢能，撐桿的彈性勢能轉化為人的機械能，故B正確；C、人體在最高點時在水平方向上有一定的速度，動能不為0，故C錯誤；D、若忽略空氣的阻力，人在撐桿跳高的過程中人體的機械能會轉化為撐桿的彈性勢能，所以人的機械能是不守恒的，故D錯誤。故選：B。4．如圖所示是戰(zhàn)斗機在巡航過程中用加油機加油的情況，下列的說法錯誤的是（）A．加油過程中，戰(zhàn)斗機保持在同一高度勻速直線運動，機械能不變 B．以加油機為參照物，戰(zhàn)斗機是靜止的 C．加油機升空的原理是機翼上方的空氣流速大，壓強小 D．加完油后，加油機的質量減小，慣性也減小【答案】A【解析】（1）機械能＝動能+勢能，動能大小的影響因素：質量、速度；重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度；（2）解答此題的關鍵是看被研究的物體與所選的標準，即參照物之間的相對位置是否發(fā)生了改變，如果發(fā)生改變，則物體是運動的；如果未發(fā)生變化，則物體是靜止的；（3）流體流速越快的位置壓強越小；（4）慣性是物體本身的一種基本屬性，其大小只與質量有關，質量越大、慣性越大；解：A、加油過程中，戰(zhàn)斗機保持在同一高度勻速直線運動，質量增加，動能和重力勢能增加，機械能增加，故A錯誤；B、加油過程中，加油機和戰(zhàn)斗機沒有發(fā)生位置的改變，以加油機為參照物，戰(zhàn)斗機是靜止的，所以B正確；C、飛機起飛時，機翼上方的空氣流速大壓強小，機翼下方的空氣流速小壓強大，從而產(chǎn)生向上的升力，故C正確；D、加完油后，加油機的質量減小，慣性也減小，故D正確。故選：A。5．如圖所示，蹦床運動逐漸進入了大眾生活，不計空氣阻力，下列對蹦床者的相關分析，正確的是（）A．在空中上升過程中，重力勢能轉化為動能 B．下落到與蹦床接觸的瞬間時，重力勢能最小 C．被蹦床彈起的過程中，彈性勢能轉化為重力勢能 D．從接觸蹦床到下落至最低處的過程中，動能和重力勢能轉化為彈性勢能【答案】D【解析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）彈性勢能大小的影響因素：彈性形變的程度。物體彈性形變的程度越大，彈性勢能越大。解：A、運動員在空中上升的過程中，質量不變，速度變小，動能減小，同時其高度變大，重力勢能增大，所以動能轉化為重力勢能，故A錯誤；B、下落到與蹦床接觸的瞬間時，不是最低點，重力勢能不是最小，故B錯誤；C、運動員被蹦床彈起的過程中，人從開始彈起到速度最大的過程中，速度變大，動能增大，高度增大，重力勢能增大，蹦床的彈性勢能減小，是彈性勢能轉化為動能和重力勢能；從速度最大到離開蹦床時，彈性勢能減小，速度變小，動能減小，重力勢能增大，彈性勢能繼續(xù)轉化為重力勢能，離開蹦床后，人的重力勢能增大，動能減小，動能轉化為重力勢能，故C錯誤；D、運動員從接觸蹦床到下落到最低處的過程中，速度先增大后最終減小為0，動能先變大后減小，同時高度變小，重力勢能變小，蹦床的彈性形變變大，彈性勢能增大，重力勢能先轉化為動能和彈性勢能，達到最大速度繼續(xù)向下運動的過程中，是動能和重力勢能轉化為彈性勢能，故D正確。故選：D。6．2020年5月5日18時00分，中國載人空間站工程研制的相當于18層樓高的長征五號B運載火箭，搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，在文昌航天發(fā)射場點火升空。在現(xiàn)役的各國運載火箭中，長征五號B運載火箭的運力是世界一流水平，如圖所示是火箭發(fā)射時的情景，關于試驗船加速上升的過程中，下列說法正確的是（）A．動能變大，勢能變大，機械能變大 B．動能變小，勢能變大，機械能變大 C．動能變大，勢能變小，機械能保持不變 D．動能變小，勢能變大，機械能保持不變【答案】A【解析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）機械能＝動能+勢能。解：試驗船加速上升的過程中，實驗船的質量不變，速度增大，動能增大；高度增大，重力勢能增大；實驗船升空時，沒有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢能；機械能＝動能+重力勢能，機械能增大。故選：A。7．蘋果由靜止開始下落，每隔0.1s記錄一次蘋果的位置，如圖所示。關于蘋果下落的過程，下列說法中正確的是（）A．蘋果的動能始終保持不變 B．蘋果的動能轉化為蘋果的重力勢能 C．相等的時間間隔內，蘋果所受的重力做功相等 D．蘋果所受的重力做功越來越快【答案】D【解析】（1）機械能包括動能和勢能；動能的大小與質量和速度有關，質量越大、速度越快，動能就越大；重力勢能大小與質量和高度有關；在一定條件下，動能和勢能間可相互轉化；（2）根據(jù)W＝Gh判定做功的大??；根據(jù)P=W解：A、由圖可知，蘋果下落過程中，相同時間內通過的路程變大，速度變大，質量不變，動能變大，故A錯誤；B、蘋果的高度減小，質量不變，重力勢能減小，速度變大，動能變大，重力勢能轉化為動能，故B錯誤；C、相等的時間間隔內，通過的路程變大，根據(jù)W＝Gh可知，蘋果所受的重力做功不相等，故C錯誤；D、相等的時間間隔內，通過的路程變大，做功變大，根據(jù)P=W故選：D。8．如圖所示的單擺，擺球從A點靜止釋放、經(jīng)過最低點B到達C點后返回，下列說法正確的是（）A．細繩對球的拉力是細繩的形變產(chǎn)生的 B．球在A、B兩點的機械能相等 C．球在B點時，若受到的力突然全部消失，球將豎直下落 D．球在C點時處于平衡狀態(tài)【答案】A【解析】（1）彈力是物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力；（2）機械能是動能和重力勢能的和，在擺球運動的過程中，克服空氣阻力做功，所以機械能不守恒；（3）小球擺到B位置時，若受到的力突然全部消失，小球由于慣性要保持力消失前的運動狀態(tài)，繼續(xù)向前運動；（4）物體受到平衡力作用時能保持平衡狀態(tài)。解：A、細繩對球的拉力是由于細繩的形變產(chǎn)生的，A正確；B、由于存在空氣的摩擦，擺球在擺動的過程中，機械能轉化為內能，機械能會逐漸減??；由于機械能逐漸減小，則擺球在B點的機械能小于在A點的機械能，故B錯誤；C、當小球擺至B點時，若受到的力突然全部消失，小球由于慣性，將沿水平方向做勻速直線運動；故C錯誤；D、球在C點時受到的重力和細繩的拉力不在一條直線上，擺球受力不平衡，不是平衡狀態(tài)，故D錯誤。故選：A。9．如圖所示是蕩秋千的簡化模型，擺球從A點由靜止釋放，到達D點后返回，B、C兩點等高，下列說法正確的是（）A．球在B、C兩點的動能相等 B．球在A、D兩點的機械能相等C．球從A點到O點的過程中機械能不變 D．球從O點到D點的過程中機械能減少【答案】D【解析】（1）影響動能大小的因素：質量和速度，質量越大，速度越大，動能越大。（2）影響重力勢能大小的因素：質量和高度，質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）機械能是動能和重力勢能的和，在秋千運動的過程中，克服空氣阻力做功，所以機械能不守恒。解：由于存在空氣的摩擦，秋千在擺動的過程中，機械能轉化為內能，機械能會逐漸減?。籄、球在B、C兩點高度相同，重力勢能相同，B的機械能大于C的機械能，B的動能大于C的動能，故A錯誤；B、由于機械能逐漸減小，則A的機械能大于D的機械能，故B錯誤；C、球從A點到O點的過程中，克服摩擦做功，機械能減少，故C錯誤；D、球從O點到D點的過程中，動能轉化為重力勢能，由于空氣阻力的存在，機械能減少，故D正確。故選：D。10．小金將一金屬塊放在木板上，逐漸抬高木板右端至圖示位置，發(fā)現(xiàn)金屬塊靜止不動，稍用力推金屬塊后，金屬塊恰好能勻速下滑。下列說法正確的是（）A．金屬塊靜止時，重力與支持力平衡 B．金屬塊勻速下滑的過程中，重力勢能轉化為動能 C．金屬塊靜止與勻速下滑時，受到的摩擦力大小相等、方向相同 D．金屬塊勻速下滑時，若抬高木板，金屬塊下滑的速度保持不變【答案】C【解析】（1）對鐵塊進行受力分析，然后結合二力平衡條件分析解答；（2）動能的大小與質量、速度有關，重力勢能的大小與質量、高度有關；（3）物體處于靜止狀態(tài)，受到的合力為0，在斜面的傾角不變時，支持力不變，物體的重力不變，據(jù)此分析摩擦力的大小變化和方向；（4）鐵塊下滑時，再抬高木板，則木板與地面的夾角變小，摩擦力變小，根據(jù)力的合成分析解答。解：A、鐵塊靜止時，一定受到平衡力的作用，分析可知，鐵塊受到豎直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、平行于斜面向上的摩擦力，此時鐵塊處于靜止狀態(tài)，即重力與支持力和摩擦力的合力平衡，故A錯誤；B、金屬塊勻速下滑的過程中，質量不變，速度不變，動能不變，高度減小，重力勢能減小，不是重力勢能轉化為動能，故B錯誤；C、兩種情況都是平衡狀態(tài)，且重力大小不變，傾斜角度不變，支持力大小不變，且重力、支持力和摩擦力的合力為0，據(jù)此說明摩擦力的大小不變，方向不變，故C正確；D、若鐵塊下滑時，再抬高木板，則木板與地面的夾角變大，鐵塊對木板的壓力變小，摩擦力變小，而支持力變小，重力不變，鐵塊受到的合力方向向下，則鐵塊下滑的速度會變大，故D錯誤。故選：C。11．如圖所示，小球從光滑斜面上A處由靜止?jié)L下，經(jīng)過B處，最終停在粗糙水平面上的C處。下列說法正確的是（）A．小球由A處運動到C處，機械能不變 B．小球由B處運動到C處，重力對小球做了功 C．小球由A處運動到B處，速度先變大后變小 D．小球停在C處，球受到的支持力和球對水平面的壓力使一對相互作用力【答案】D【解析】（1）動能的影響因素是質量和速度、重力勢能的影響因素是質量和高度，二者可以相互轉化；（2）做功的條件是：作用在物體上有力，物體沿力的方向移動一段距離；（3）根據(jù)小球有機械能轉化情況可判斷其速度的變化；（4）一個物體處于平衡狀態(tài)，受平衡力，一對平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直線上。解：A、小球由A處運動到C處，高度降低、速度變大，重力勢能轉化為動能，由于斜面粗糙，克服摩擦力，所以機械能減小，故A錯誤；B、小球由B處運動到C處，小球在水平面上運動過程中受到重力的作用，但沿重力的方向沒有距離，所以重力沒有做功，故B錯誤；C、小球由A處運動到B處的過程中，速度增大，故C錯誤；D、小球停在C處時，球受到的支持力和球對水平面的壓力，大小相等、方向相反、在同一直線上，是一對相互作用力的關系，故D正確。故選：D。12．如圖是跳遠運動中運動員助跑、起跳、經(jīng)過空中最高點到落地四個階段，則運動員（）A．在助跑過程中機械能不變，慣性增大 B．起跳時受到地面的彈力大于自身重力 C．在空中運動經(jīng)過最高點時的動能為零 D．從最高點下落過程中受到的重力變大【答案】B【解析】（1）影響動能的因素是物體的質量和物體運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質量和物體的高度，其中動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，在分析各個能量的變化時，根據(jù)各自的影響因素進行分析；慣性的大小只與物體的質量有關；（2）地面對運動員的彈力和運動員對地面的壓力是一對作相互作用力，大小相等，方向相反，由于運動員用力蹬地面，因此運動員對地面的壓力等于重力產(chǎn)生的壓力和腿向下蹬的力這兩個力之和，所以地面對運動員的彈力大于自身重力；（3）重力是一種非接觸力，在空中運動的物體與它靜止在地面上時所受重力相等。解：A、助跑過程中，運動員的質量不變，速度越來越快，高度不變，動能增加，重力勢能不變，因此運動員的機械能增加，慣性不變，故A錯誤；B、起跳時受到地面的彈力大于自身重力時，人才可以向上運動，故B正確；C、經(jīng)過最高點時，運動員的速度并不為零（還具有水平方向的速度），因此動能不為零；故C錯誤；D、從最高點下落過程中受到的重力不變，故D錯誤。故選：B。13．在中國科技館的展廳里，擺著一個如圖所示叫做“最速降線”的展品：兩個并排軌道的起點高度一樣，終點高度也一樣；一個是傾斜的直軌道，另一個是向下彎曲的弧形軌道；將甲、乙兩個完全相同的小球同時分別從直軌道和弧形軌道的起點釋放，弧形軌道上的乙球先到達終點。若不計一切摩擦阻力，則關于兩小球從起點至終點的運動過程中，下列說法正確的是（）A．甲球所受重力對甲球做的功比乙球所受重力對乙球做的功少 B．甲球所受重力對甲球做功比乙球所受重力對乙球做功快 C．甲球的動能一直變大，機械能守恒 D．乙球的重力勢能轉化為動能，機械能不守恒【答案】C【解析】（1）功等于力與距離的乘積，據(jù)此判斷其做功的多少；（2）根據(jù)路程和運動時間可判斷其速度的大小，進而判斷功率大??；（3）動能的影響因素是質量和速度；重力勢能的影響因素是質量和高度；據(jù)此判斷動能和重力勢能的大?。蝗舨挥嬕磺心Σ磷枇?，機械能是守恒的。解：由題意可知，兩球的重力相同，最初的高度相同；A、兩球的重力相同，在起點處小球甲與小球乙的高度相同，因此它們的重力勢能相同，到最低點時重力所做的功相同，故A錯誤；B、下降過程中，乙先到達終點，則乙的速度大，兩球的重力相同，根據(jù)P＝Fv可知，重力對小球乙做功的功率比對小球甲做功的功率大，故B錯誤；C、下降過程中甲球、乙球的高度不斷減小，勢能一直減小，動能一直增大，重力勢能轉化為動能，不計阻力和摩擦，機械能守恒，故C正確，D錯誤。故選：C。14．如圖所示，光滑桌面上一小球被彈出后，經(jīng)過A點水平運動到B點，然后落到地面彈起，圖中虛線為小球的運動軌跡，其中D、E是同一高度的兩點。則小球（）A．從A點到B點的過程中速度增大 B．在D點速度大于在E點速度 C．從C點到D點重力勢能轉化為動能 D．在D點的機械能等于E點的機械能【答案】B【解析】（1）力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體不受力，運動狀態(tài)不變。（2）影響重力勢能的因素：質量、高度；影響動能的因素：質量、速度；小球彈跳的高度會越來越低，這說明在勢能和動能的轉化過程中有能量的消耗，所以小球的機械能一次比一次少。解：A、小球從A點運動到B點過程中，因光滑桌面沒有摩擦阻力，小球的速度不變，故A錯誤；BD、小球向右運動過程中，彈起的高度逐漸減小，這是因為小球受到空氣阻力的作用會損失一部分機械能，同時與地面碰撞時也會損失一部分機械能，即小球的機械能不守恒，所以D點時具有的機械能大于E點具有的機械能；小球在D點和E點的高度相同，小球的質量不變，所以重力勢能相同；機械能等于動能和重力勢能的和，所以D點的動能大于E點的動能，小球在D點速度大于在E點的速度，故B正確，D錯誤；C、小球從C點到D點過程中質量不變，高度變大，重力勢能變大；質量不變，速度變小，動能變小，所以動能轉化為重力勢能，故C錯誤。故選：B。15．一個籃球不小心被水打濕，小明繼續(xù)使用該籃球進行訓練。球離手后，發(fā)現(xiàn)籃球在干燥的地面上向前彈跳的過程中（如圖所示），地面上留下了一個個“印跡”。以下判斷正確的是（不考慮籃球質量的變化）（）A．籃球在B點時的動能等于它在C點時的動能 B．籃球從A點到B點的過程中，只有籃球的重力勢能與動能之間的相互轉化 C．1、2、3三個“印跡”大小相同 D．D點時籃球的動能不為0【答案】D【解析】（1）籃球彈跳的高度會越來越低，這說明在勢能和動能的轉化過程中有能量的消耗，所以籃球的機械能一次比一次少。（2）機械能包括物體的動能和勢能。動能的大小和物體的質量以及運動的速度快慢有關，判斷動能的大小看它的質量和運動快慢是否變化就可以了；重力勢能的大小和物體的質量以及所處位置的高度有關，判斷重力勢能是否改變，看它的質量和高度是否變化就可以了。（3）判斷是哪種能量轉化成了另一種能量的標準是：減小的轉化為增多的。解：A、從圖可知，籃球在干燥的地面上向前彈跳的過程中，彈跳的高度會越來越低，所以籃球的機械能越來越小，故B點時的機械能大于C點時的機械能，而B點和C點高度相同，重力勢能相等，所以，B點時的動能大于C點時的動能，故A錯誤。B、A點到B點的過程先是重力勢能轉化為動能，后是動能轉化為重力勢能，由于籃球與空氣的摩擦以及籃落到地面與地面撞擊，籃球的一部分機械能會轉化為內能，所以A點到B點不單是是重力勢能與動能之間的相互轉化，故B錯誤。C、由于與空氣的摩擦，在彈跳的過程中機械能轉化為其他形式的能，所以機械能逐漸減小，而A、B、C、D高度相等，重力勢能相等，則動能不斷變小，所以1、2、3三個“印跡”越來越小，故C錯誤。D、籃球在D點時在水平方向有一定的速度，所以動能不為零，故D正確。故選：D。16．如圖所示，用輕質彈簧（彈簧質量和空氣阻力忽略不計）把小球掛在天花板上，當小球從如圖水平位置放手后擺動到最低點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機械能守恒 B．小球重力勢能的減少量等于小球動能的增加量 C．小球重力勢能的減少量大于小球動能的增加量 D．小球重力勢能的減少量小于彈簧彈性勢能的增加量【答案】C【解析】小球下降過程中，重力和彈簧彈力做功，小球和彈簧系統(tǒng)機械能守恒。據(jù)此結合以下知識分析解答：（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大；（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越；（3）彈性勢能的大小與物體的形變程度有關，形變程度越大，彈性勢能越大；（4）不計空氣阻力時，機械能沒有轉化為內能，機械能守恒。解：A、當小球從如圖水平位置放手后擺動到最低點的過程中，小球的質量不變，速度變大，同時高度降低，彈簧的彈性形變變大，故小球的重力勢能減小、動能增加，彈簧彈性勢能增加，即小球的重力勢能一部分轉化為小球的動能另一部分轉化為彈簧的彈性勢能；彈簧質量和空氣阻力忽略不計，小球和彈簧系統(tǒng)機械能守恒，但小球的機械能不守恒。故A錯誤；B、C、D、當小球從如圖水平位置放手后擺動到最低點的過程中，重力勢能減小，動能增加，彈性勢能增加，重力勢能的減小量等于小球動能的增加量與彈簧彈性勢能增加量之和，所以小球重力勢能的減小量大于小球動能的增加量，小球重力勢能的減小量也大于彈簧彈性勢能的增加量，故B、D錯誤，C正確。故選：C。17．如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖。彈性繩一端固定在O點，另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，到A點處彈性繩自然伸直。B點是運動員受到的重力與彈性繩對運動員拉力相等的點，C點是蹦極運動員到達的最低點（忽略空氣阻力），下列說法正確的是（）A．從O點到A點運動員的機械能不變 B．從O點到C點運動員的機械能一直在增大 C．從O點到C點運動員的機械能一直在減小 D．從O點到C點運動員速度一直減小【答案】A【解析】機械能包括動能和勢能，動能與質量和速度有關，重力勢能與質量和高度有關，彈性勢能與物體彈性形變的程度有關；在勢能與動能的轉化過程中，若忽略空氣阻力和摩擦，機械能保持不變。解：A、從O點到A點，運動員的重力勢能轉化為動能，由于忽略空氣阻力，所以運動員的機械能不變，故A正確。BC、從O點到A點，運動員的機械能不變；從A點到C點過程中，彈性繩的彈性形變增大，其彈性勢能增大，該過程中運動員的機械能轉化為繩的彈性勢能，則該過程中運動員的機械能逐漸減??；由此可知，整個過程中運動員的機械能先不變再減小，故BC錯誤。D、從O點到C點運動員速度先增大后減小，故D錯誤。故選：A。18．如圖所示情景是一種游戲，叫做蹦極。游戲者將一根有彈性的繩子一端系在身上，另一端固定在高處，從高處跳下。圖中a點是彈性繩子自然下垂時繩下端的位置，c點是游戲者所到達的最低點。對于游戲者離開跳臺至最低點的過程，下列正確的是（）A．游戲者的動能一直在增加 B．游戲者減少的重力勢能全部轉化為動能 C．游戲者通過a點之后，繩子具有彈性勢能 D．游戲者到a點時，他的動能最大【答案】C【解析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質量、高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）彈性勢能大小的影響因素：彈性形變的大小，發(fā)生彈性形變的難易程度。形變越大，越難，彈性勢能越大。解：AD、a點過后，動能還會繼續(xù)增加，然后等到繩子拉力等于重力時，速度最大，動能最大，當拉力大于重力時，動能才開始減小，到C點動能為零，故AD說法錯誤；B、從跳臺至a點的過程中，減小的重力勢能全部轉化為動能；從a點至c點的過程中，減小的重力勢能將轉化彈性勢能、和游戲者的動能，到達c點時，重力勢能全部轉化為彈性勢能，故B說法錯誤；C、游戲者通過a點后，繩子逐漸被拉長，具有彈性勢能，故C正確。故選：C。19．如圖，輕質彈簧豎直放置如圖所示，輕質彈簧豎直放置，下端與水平地面相連，讓小球從距離彈簧上端一定高度自由下落，直至到彈簧被壓縮到最大的整個下落過程中（彈簧始終在彈性限度內），下列說法正確的是（）（不計空氣阻力）A．小球的機械能守恒 B．小球、彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒 C．小球的動能一直增大 D．小球的機械能一直減小【答案】B【解析】對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變。對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧是一直被壓縮的，所以彈簧的彈性勢能一直在增大。解：AC、對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的高度不斷減小，重力勢能不斷減??；小球的速度最終變?yōu)榱?，動能變?yōu)榱?，故小球的機械能不守恒，故AC錯誤；B、不計空氣阻力，小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球、彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，故B正確；D、小球在接觸彈簧前，不計空氣阻力，其機械能是不變的，只有當接觸彈簧后，小球的機械能才開始轉化為彈簧的彈性勢能，故D錯誤。故選：B。20．如圖所示是一個傳送帶，A、B輪轉動帶動物體C向右上方勻速運動，物體C沒有在皮帶上發(fā)生滑動，皮帶與輪之間不打滑，物體C的重力勢能不斷增加，這是因為（）A．摩擦力做功的緣故B．支持力做功的緣故C．重力做功的緣故D．動能轉化為勢能的緣故【答案】A【解析】①對物體進行受力分析，判斷物體所受力是否做功。若物體在力的作用下，沿力的方向運動了一段距離，我們才說這個力做了功。②摩擦力的方向不一定跟物體運動的方向相反，但一定跟物體相對運動的方向或趨勢相反。解：貨物隨傳送帶一起勻速斜向上運動，受到重力、支持力和摩擦力的作用，如圖所示：A、因為物體C向右上方勻速運動，物體運動方向與摩擦力方向一致，摩擦力對物體做功，使得物體C的重力勢能不斷增加，故A正確。B、由于貨物運動方向與支持力的方向垂直，貨物在支持力的方向上沒有移動距離，支持力不做功，故B錯誤；C、貨物受到的重力方向是豎直向下，雖然重力做功，但不是使貨物向上運動的原因，不是物體C重力勢增加的原因，故C錯誤；D、因為物體勻速運動所以物體的動能不變，并非動能轉化為物體的重力勢能，故D錯誤。故選：A。二、填空題（共6小題）：21．2021年1月1日起我國《民法典》將高空拋物列入違法行為。若不計空氣阻力，從高空拋下的物體，在加速下落的過程中，對物體做功，使轉化為動能?！敬鸢浮恐亓?；重力勢能?！窘馕觥恐亓菽艿拇笮∨c質量、高度有關；動能的大小與質量、速度有關；物體在重力的方向上通過距離，則重力對物體做功。解：從高空拋下的物體，在加速下落的過程中，物體在重力的方向上通過了距離，重力對物體做功；物體的質量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，重力勢能轉化為動能。故答案為：重力；重力勢能。22．如圖是世界首款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，將空氣的能轉化為機械能，在能量的轉化過程中，能的總量（填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮績龋徊蛔??！窘馕觥繜釞C就是利用內能來工作的機器；壓縮空氣做功，內能轉化為機械能。能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式或是從一個物體轉移到另一個物體，能量的總量不變。解：由題可知，空氣動力汽車在工作時將空氣的內能轉化為車的機械能；能量既不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式或是從一個物體轉移到另一個物體，能量的總量不變。故答案為：內；不變。23．圖為衛(wèi)星繞地球飛行的軌道示意圖：衛(wèi)星在飛行過程中機械能，當衛(wèi)星運行到近地點時，其動能最（選填“大”或“小”）【答案】不變；大。【解析】（1）在動能和重力勢能的轉化過程中，如果沒有能量的損失，機械能將不變。（2）衛(wèi)星從遠地點運行到近地點的過程中，重力勢能轉化為動能。解：衛(wèi)星在飛行過程中，只有動能和重力勢能間的轉化，故機械能不變。衛(wèi)星從遠地點運行到近地點的過程中，重力勢能轉化為動能；故當衛(wèi)星運行到近地點時，其動能最大。故答案為：不變；大。24．如圖所示，把一個鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩(wěn)定后松手，鐵鎖向前擺去，鐵鎖擺回時（選填“會”或“不會”）打到自己的鼻子。鐵鎖在擺動過程中，機械能是（選填“守恒”或“不守恒”）的?！敬鸢浮坎粫?；不守恒。【解析】（1）動能大小的影響因素：質量和速度。質量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質量和高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）物體上升過程中動能轉化為重力勢能；物體下落時重力勢能轉化為動能；不計摩擦時，機械能的總量是不變的。解：鐵鎖在擺動過程，不斷與空氣摩擦，有一部分機械能轉化為內能，機械能減小，即機械能不守恒；鼻子和鐵鎖的初始高度相同，整個過程中鐵鎖的機械能減小，所以鐵鎖擺回時重力勢能也會減小，達不到鼻子的高度，故鐵鎖擺回時不會打到鼻子。故答案為：不會；不守恒。25．如圖所示，雜技表演者A在離開跳板后的上升過程中，能轉化為能。能量間的相互轉化都是通過過程來完成的?！敬鸢浮縿?；重力勢；做功?！窘馕觥縿幽芘c質量和速度有關，重力勢能與高度和質量有關。我們可以從影響能量大小的因素來分析能量的變化，找到能量轉化的方向。解：雜技表演者A在離開跳板后的上升過程中，質量不變，速度變小，動能變小，高度增大，重力勢能增大，是動能轉化為重力勢能；能量間的相互轉化都是通過做功的過程來完成的。故答案為：動；重力勢；做功。26．如圖所示，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則從b到c的過程中，小球的動能轉化為彈簧的。【答案】彈性勢能?！窘馕觥縿幽艿挠绊懸蛩厥琴|量和速度，彈性勢能的影響因素是物體發(fā)生彈性形變的程度，據(jù)此可結合物體的運動情況做出判斷解：小球從b運動到c時，彈簧被拉伸，小球的動能逐漸轉化為彈簧的彈性勢能。故答案為：彈性勢能。三、實驗探究題（共4小題）：27．如圖所示是“探究影響重力勢能大小因素”的實驗，裝置：由沙子，鐵塊，鐵釘組成（mA＝mC＜mB，hA＝hB＜hC），下面是猜想：猜想一：重力勢能大小與物體質量有關猜想二：重力勢能大小與物體所處高度有關猜想三：重力勢能大小與物體密度有關（1）物體重力勢能大小通過反映。（2）驗證猜想一可選擇兩幅圖，得出的結論是。（3）實驗室還提供了與A，C質量相同的銅塊和鋁塊：①為驗證猜想三，請設計實驗記錄表格。②通過實驗得出的結論是?！敬鸢浮浚?）鐵釘陷入沙子深度；（2）①②；當物體所處高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大；（3）①如上表所示；②當物體所處高度和質量相同時，重力勢能與物體密度無關?！窘馕觥浚?）根據(jù)轉換法，通過鐵釘陷入沙面的深度來反映重力勢能的大??；（2）物體的重力勢能大小與物體質量和物體所處高度有關，研究與其中一個因素的關系時，要控制另外一個因素不變；結合轉換法得出結論；（3）①為驗證猜想三，即重力勢能大小與物體密度有關，要控制物體質量和物體所處高度相同，結合轉換法設計表格；②物體的重力勢能大小與物體質量和物體所處高度有關，與其他因素無關。解：（1）根據(jù)轉換法，通過鐵釘陷入沙面的深度來反映重力勢能的大??；（2）研究物體的重力勢能大小與物體質量有關，要控制物體所處高度相同，而鐵塊的質量不同，可選擇①②兩幅圖，因mA＜mB，且B鐵釘陷入沙面的深度更大，故得出的結論是：當物體所處高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大；（3）①為驗證猜想三，即重力勢能大小與物體密度有關，要控制物體質量和物體所處高度相同，選用質量相同而密度不同的銅塊和鋁塊，使物體處于同一高度，表格設計如下所示：材料質量m/g物體所處高度h/cm鐵釘陷入沙子深度h/cm銅塊鋁塊②通過實驗得出的結論是：當物體所處高度和質量相同時，重力勢能與物體密度無關。故答案為：（1）鐵釘陷入沙子深度；（2）①②；當物體所處高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大；（3）①如上表所示；②當物體所處高度和質量相同時，重力勢能與物體密度無關。28．如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將金屬小球從彈簧正上方某一高度處靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器得到彈簧彈力F隨時間t變化的圖像用速度探測儀得到小球速度v隨時間t變化的圖像，如圖乙。（g＝10N/kg）（1）從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球的機械能在（選填“t1”、“t2”或“t3”）時刻最大，小球動能的變化情況是。A.增大B.減小C.先增大后減小D.先減小后增大（2）實驗中所用小球的質量為kg。（3）由圖可知，當彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）?！敬鸢浮浚?）t1；C；（2）5；（3）非平衡?！窘馕觥浚?）根據(jù)機械能與其它能量的轉化和轉移情況，可判斷機械能大小的變化；動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大；（2）小球先自由下落，與彈簧接觸后，彈簧被壓縮，在下降的過程中，彈力不斷變大，當彈力小于重力時，物體加速下降，當彈力等于重力時，速度達到最大，之后小球由于慣性繼續(xù)下降，彈力變得大于重力，合力變?yōu)橄蛏锨也粩嘧兇?，小球做減速運動；從圖像中得出速度最大時彈簧的彈力即為小球的重力，根據(jù)重力公式G＝mg變形公式m=G（3）物體受到的力平衡時，物體處于平衡狀態(tài)，物體受到的力不平衡時，物體處于非平衡狀態(tài)。解：（1）小球與彈簧接觸后，彈簧被壓縮，小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能，小球的機械能減小，所以在t1時刻小球的機械能最大；由圖可知，在t1～t2時間段內，小球的速度增加，到t2末，速度達到最大值，在t2～t3時間段內，小球的速度減小，到t3末，速度變?yōu)?．到達最低點，即小球的速度先增大后減小，所以小球動能的變化情況是先增大后減小；（2）當彈力等于重力時，速度最大，此時為t2時刻，由圖可知此時G＝F＝50N，則小球的質量為：m=G（3）由圖可知，當彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時為t3時刻，小球受到的彈力為80N，受到的重力為50N，彈力和重力不平衡，所以小球處于非平衡狀態(tài)。故答案為：（1）t1；C；（2）5；（3）非平衡。29．演繹式探究﹣﹣研究機械能守恒與平拋運動：（1）如圖甲，質量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達斜面底端的速度為v。此過程機械能守恒，關系式mgh=12mv2成立，則一個物體從高0.2m的光滑斜面頂端自由下滑到斜面底端時的速度為（2）如圖乙，將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運動，在水平方向運動的距離x＝v0t，在豎直方向下落得高度y=12gt2，則y與t2的關系可用丙圖中的圖線（3）如圖丁，小球沿傾角為θ、長度為L的光滑斜面AB由A端靜止自由滑下，滑到斜面底端B點時的速度為（用已知的物理量表示）【答案】（1）2；（2）b；（3）20Lsinθ?！窘馕觥浚?）（3）因為斜面光滑，根據(jù)能量守恒定律，動能和勢能相互轉化時能量守恒解得；（2）根據(jù)yt2與的函數(shù)關系確定圖象。解析：（1）因為質量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達斜面底端的速度為v，過程中機械能守恒，所以，mgh=12mv將h＝0.2m，g＝10m/s2代入，解得，v＝2m/s；（2）將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運動，在水平方向運動的距離x＝v0t，因為運動時間為t＝xv0，所以，在豎直方向下落得高度y=12gt2=12g（3）因為斜面光滑，根據(jù)能量守恒得mgh=12m10N/kg×Lsinθ=1解得V1=20Lsinθ故答案為：（1）2；（2）b；（3）20Lsinθ。30．閱讀以下材料，并回答相應的問題：材料一：研究發(fā)現(xiàn)，當只有重力做功的時候，物體的動能和重力勢能可以相互轉化，但機械能的總量保持不變。在物理學中把這個規(guī)律叫做機械能守恒定律?，F(xiàn)有一小球在沒有空氣阻力的情況下，沿無摩擦軌道運動。（1）如圖1甲所示，小球從A點靜止釋放，在從A到C的運動過程中，動能大小的變化情況是，到達與A等高的C點時速度零（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（2）若將軌道BC段改為水平，如圖1乙所示，小球仍從A點靜止釋放，小球經(jīng)過M點時的機械能A點的機械能（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）以小球經(jīng)過M點時為計時起點，大致在圖1丙中畫出小球在MN段運動的速度﹣時間圖像。材料二：進一步研究發(fā)現(xiàn)，動能EK的大小與物體質量m和速度v的具體關系為：EK=12mv2；重力勢能Ep的大小與物體的質量m和相對高度h的關系為：E（1）如圖2甲所示，小球A在真空中自由下落，另一個完全相同的小球B在阻力很大的液體中勻速下落，它們都由高度為h1處下落到高度為h2處，在這兩種情況下，小球（填“A”或“B”）的機械能守恒。（2）如圖2乙所示，一個物體從高為h的光滑斜面頂端，由靜止開始滑下，不計空氣阻力，物體滑到斜面底端時的速度v＝。（3）把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個單擺，如圖2丙所示。若擺長為L1＝1m，將小球拉至離原豎直方向L2＝0.6m距離，靜止釋放，不計空氣阻力，則當小球運動到最低處時的速度v＝m/s?！敬鸢浮坎牧弦唬海?）先變大后變??；等于；（2）等于；（3）圖像見上圖。材料二：（1）A；（2）2gh；（3）2?！窘馕觥坎牧弦唬海?）在不計阻力和摩擦的情況下，機械能是守恒的。（2）動能和勢能之間可以相互轉化，根據(jù)其不同運動階段可判斷其機械能轉化情況；（3）據(jù)牛頓第一運動定律可知，一切物體在沒有受到外力時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)；材料二：（1）當物體運動過程中，沒有任何阻力時，動能和勢能的轉化過程中，機械能保持守恒；（2）（3）根據(jù)機械能守恒的計算公式進行分析解答。解：材料一：（1）小球從A點靜止釋放，在從A到B的運動過程中，速度變大，則動能變大，從B到C的運動過程中，速度減小，則動能變小，所以，在從A到C的運動過程中，動能先變大后變??；由于不計空氣阻力和摩擦，沒有機械能的損失，所以小球到達C點時速度是0；（2）據(jù)題目可知，由于不計空氣阻力和摩擦，機械能是守恒的，所以小球經(jīng)過M點時的機械能是等于其在A點的機械能的。（3）由于不計空氣阻力和摩擦力，小球原來是運動的，所以小球在MN段做勻速直線運動，如下圖：材料二：（1）小球A在下落過程中，不受阻力作用，機械能守恒，B受阻力，勻速下落，機械能減小；（2）物體從斜面滑下機械能守恒：則mgh=12mv解得v=2gh（3）設小球在最低點時為零勢能面，如圖所示：由圖知OA為1m，AB為0.6m，根據(jù)勾股定理知OB為0.8m，因為不計空氣阻力，機械能守恒，所以mg×（1m﹣0.8m）=12mv解得：v＝2m/s。故答案為：材料一：（1）先變大后變??；等于；（2）等于；（3）圖像見上圖。材料二：（1）A；（2）2gh；（3）2。四、計算題（共5小題）：31．在一次物理拓展課上，老師用如圖所示的裝置為大家講解了重力勢能和動能的計算公式。已知重力勢能的表達式Ep＝mgh，動能的表達式為EK=12mv（1）小物塊在A點的重力勢能；（2）小物塊經(jīng)過B點時的速度大?。弧敬鸢浮浚?）小物塊在A點的重力勢能為9J；（2）小物塊經(jīng)過B點時的速度大小為3m/s?！窘馕觥浚?）根據(jù)Ep＝mgh算出小物塊在A點的重力勢能；（2）根據(jù)能量守恒，根據(jù)EK=12mv解：（1）小物塊在A點的重力勢能：Ep＝mgh＝2kg×10N/kg×0.45m＝9J；（2）因為軌道AB光滑，即物體下滑時不受摩擦力，所以物塊下滑時機械能守恒，重力勢能全部轉化為動能，即Ep＝EK=12mv則小物塊經(jīng)過B點時的速度大?。簐=2答：（1）小物塊在A點的重力勢能為9J；（2）小物塊經(jīng)過B點時的速度大小為3m/s。32．已知物體的重力勢能表達式為Ep＝mgh，動能表達式為EK=12mv（1）證明：小物塊從斜面頂端A由靜止下滑到底端B時的速度v=（2）若一質量為0.4kg的小物體從距離地面2m高度的斜面頂端A點以3m/s的初速度出發(fā)，求其導斜面底端B時的速度【答案】（1）證明過程見上面的解析；（2）若一質量為0.4kg的小物體從距離地面2m高度的斜面頂端A點以3m/s的初速度出發(fā)，求其導斜面底端B時的速度是7m/s；【解析】（1）小木塊下滑過程中，只有重力做功，所以機械能守恒，故據(jù)機械能守恒計算出小木塊的速度大小即可；（2）小滑塊從A點運動到B點的過程中機械能也是守恒的，故據(jù)機械能守恒的關系分析即可計算。解：（1）證明：由題意知，小滑塊從A點下滑到B點的過程中，機械能是守恒的，則EA＝EB；即0+mgh=12mvB故12mvB2所以vB=2gh（2）小滑塊從A點運動到B點的過程中機械能也是守恒的，EA＝EB；即12mvA2+mghA=12mv所以vB=v答：（1）證明過程見上面的解析；（2）若一質量為0.4kg的小物體從距離地面2m高度的斜面頂端A點以3m/s的初速度出發(fā)，求其導斜面底端B時的速度是7m/s；33．繞一個懸點來回擺動的物體，稱為擺。如圖，用一根不可伸長的細線系住一個小球，在A位置由靜止自由向下擺動，到達最低點O，然后向右擺動到右端最高點B．如果忽略空氣阻力和繩子固定點的摩擦，整個過程機械能守恒。設擺長為L，擺角為θ，動能用EK表示，重力勢能用EP表示，若物體的動能Ek與物體的質量m、速度v的定量關系可表示為Ek=12mv（1）請證明：小球到達最低點O的速度大小v與小球質量m的大小無關