备考2024年中考物理重难点精讲精练：95-热点48 机械能及其转化（精练）

中考物理热点复习精讲精练热点48机械能及其转化（精练）一、选择题1．高空抛物是一种极其丑陋的恶习，存在极大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（）A．重力势能 B．弾性势能 C．密度 D．重力2．下列物体中，具有动能又具有势能的是（）A．停在站台上的火车 B．被拉开的弹弓 C．静止在地面上的足球 D．腾空而起的火箭3．高空抛物危害大，一个苹果从十层高楼直接落下可能把汽车玻璃砸烂，因此，我们要拒绝高空抛物。高空抛物罪作为我国刑法的一种，已于2021年3月1日起施行。关于高空中的苹果，下列说法正确的是（）A．运动的苹果具有动能 B．高空的苹果没有重力势能 C．下落过程中苹果的动能减小 D．下落过程中苹果的重力势能增大4．下列物体具有动能的是（）A．飞行的飞机 B．静止在山顶上的大石头 C．悬挂在天花板下的吊灯 D．拉开的弹簧5．下列物体中具有弹性势能的是（）A．自然伸长的弹簧 B．压扁的橡皮泥 C．被拉开的弹弓D．悬挂在天花板上的吊灯6．以相同速度匀速飞行的鸽子和小燕子，比较它们的动能大小（）A．小燕子的动能大 B．动能一样大 C．鸽子的动能大 D．无法判断7．有甲、乙两个完全相同的小球，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．刚抛出时刻，甲球的动能大于乙球的动能 B．刚抛出时刻，甲球的动能小于乙球的动能 C．两球在各自刚落地的一瞬间，动能相等 D．两球在各自刚落地的一瞬间，动能不相等8．如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（）A．E1＜E2＝E3 B．E1＞E2＞E3 C．E1＜E2＜E3 D．E1＝E2＜E39．如图所示是我国某地的等高线图，若把同一个物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，物体的重力势能大？（）A．在A点时大 B．在B点时大 C．在两点一样大 D．条件不足，无法判定10．两个完全相同的篮球，表面涂黑，从不同的高度自由下落至同一地面，在地面上留下如图所示的黑色圆斑，下列判断正确的是（）A．落在甲处的初始重力势能大 B．落在乙处的篮球弹性势能小 C．落在乙处的篮球初始高度大 D．落在甲处的篮球重力做功多11．质量相等、半径相同的铅球、铁球和铝球，放在同一水平桌面上，它们具有的势能是（）A．铅球最大 B．铁球最大 C．铝球最大 D．一样大12．在2022北京冬奥会上，我国运动员苏翊鸣勇夺男子单板滑雪大跳台比赛金牌。关于他从跳台飞出后，到达最高点运动过程中，动能和重力势能大小变化的情况是（）A．变大，变小 B．变小，变小 C．变大，变大 D．变小，变大13．北京时间2022年7月24日14时22分22秒，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场成功点火发射。当问天实验舱加速上升时（）A．动能不变，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大14．2022年4月16日，我国神舟十三号载人飞船成功返回，如图是其打开降落伞减速降落过程的画面，返回舱在此过程中（）A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变15．在2022年北京冬奥会上，我国运动员苏翊鸣勇夺男子单板滑雪大跳台比赛金牌，比赛过程中其运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（）A．运动员向下滑行时，重力做功，将重力势能转化为动能 B．运动员穿滑雪板可以减小对雪的压力 C．向下滑行时，运动员弓着腰，是为了降低重心，增大重力 D．向上腾空跃起到最高点时，运动员的速度为零16．科普活动中，老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验，惊艳了全场。该实验如下：将一个用轻质泡沫做成的圆环，轻轻放在一个斜坡上，结果发现圆环不但没有滚下，反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现，这是一个内部镶嵌了一个小铁块的圆环，在圆环加速滚上斜坡的过程中，下列说法正确的是（）A．圆环的动能增大，重力势能减小 B．圆环的动能减小，重力势能减小 C．圆环的动能增大，重力势能增大 D．圆环的动能减小，重力势能增大17．投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在最高点b点时，铅球的重力势能最大，动能为零 B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的动能先减小后增大 C．在从a点到b点的过程中，铅球的动能增大，重力势能减小 D．在从a点到c点的过程中，铅球的重力势能增大，动能减小18．如图所示，有一个光滑的弧形轨道abc，小球从a点由静止开始运动，经最低点b运动至c点，下列关于此过程分析正确的是（）A．从a点到b点的过程中，小球的动能转化为重力势能 B．经过b点时，小球动能最大 C．从b点到c点的过程中，小球动能增加 D．到达c点时，小球的速度为零二、填空题19．如图所示，货架上A、B、C、D四个体积相同的实心球，已知ρA＝ρB＞ρC＝ρD。则A与B相比，重力势能大，B与C相比，重力势能大。20．如图是交通限速标志牌。为什么要对机动车的行驶速度进行限制，为什么在同样的道路上，对不同车型限制的车速不一样，请你补充完整下面的对比分析图：（1）；（2）；（3）。21．撑杆跳高运动员在比赛时从助跑到翻越横杆时的情景如图所示，仿照示例，写出其中涉及到的两个不同的物理知识。示例：运动员起跳前要助跑﹣﹣增大自身的动能（1）；（2）。三．实验探究题22．小明同学在探究重力势能的大小与哪些因素有关时，提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关；猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验，如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。序号铁块质量（g）铁块距桌面高度（cm）桌腿进入沙子的深度（cm）①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40204.1（1）实验中通过比较来判断物体重力势能的大小；（2）铁块在下落过程中把重力势能转化为；（3）为了验证猜想一，需选择表中（填实验序号）三组数据进行分析；为了验证猜想二，需选择表中（填实验序号）三组数据进行分析；（4）最终的结论是：和越大，重力势能越大；（5）利用本实验装置还可以探究的实验为：；（6）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，实验数据表明：一个60克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包；从8楼抛下来就可以让人头皮破损；从18楼甩下来就可以砸碎成年人的头骨；从25楼抛下可使人当场死亡。请你从物理的角度解释：。（不计空气阻力）23．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA＝mB＜mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断（选填“重物”“木桩”）的重力势能大小。（2）比较两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在一定时，物体的高度越，重力势能越大。（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。（4）如图丙，小明又用海绵代替沙子，并用重物A、B、C分别竖直下落到海绵上，静止后会发现A和B陷入海绵的深度（相同/不同），B和C陷入海绵的深度（相同/不同）。24．在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示。（1）本实验所研究的对象是（选填“木块”“小球”或“斜面”）。（2）将小球从同一高度由静止释放的目的是。该实验是通过观察（选填“s”或“h”）的大小来反映小球的动能大小的，这种研究问题的方法叫。（3）小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系，小明的设想（可行/不可行）。（4）有同学将实验装置甲改进成图乙所示。A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与（质量/速度）的关系。B．若用甲、乙两个质量不同的小球（m甲＞m乙）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离s甲s乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。四、综合能力题25．简要回答下列有关水电站的问题。（1）在水电站处，通常都要修筑拦河大坝以提高上游水位，其目的是什么？（2）建设水电站选址时，从能量利用角度来看，你将选择图所示的A址还是B址？说出你的理由。

答案详解1．【分析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度。【解答】解：高空抛物是一种极其丑陋的恶习，存在极大的安全隐患，因为高处的物体具有重力势能，质量一定时，高度越大，重力势能越大；故A正确、BCD错误。故选：A。2．【分析】物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于被举高而具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。【解答】解：A．停在站台上的火车，处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；B．被拉开的弹弓，只具有弹性势能，故B不符合题意；C．静止在地面上的足球，处于静止状态，不具有动能，故C不符合题意；D．腾空而起的火箭，在高处且处于运动状态，所以它既具有动能又具有重力势能，故D符合题意。故选：D。3．【分析】（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。【解答】解：A、苹果运动，具有一定的速度，具有动能，故A正确；B、高空的苹果具有一定的高度和质量，有重力势能，故B错误；CD、一个苹果从十层高楼自由落下，它的质量不变，速度增加，高度减小，所以其动能增加，重力势能减小，故CD错误。故选：A。4．【分析】物体由于运动而具有的能量叫动能。【解答】解：A、飞行的飞机，处于运动状态，具有动能，故A符合题意；B、静止在山顶上的大石头，处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；C、悬挂在天花板上的吊灯，处于静止状态，不具有动能，故C不符合题意；D、拉开的弹弓具有弹性势能，不具有动能，故D不符合题意。故选：A。5．【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。【解答】解：A、自然伸长的弹簧没有发生弹性形变，所以不具有弹性势能，故A错误；B、压扁的橡皮泥发生的是塑性形变，所以不具有弹性势能，故B错误；C、被拉开的弹弓发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故C正确；D、悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能，不具有弹性势能，故D错误。故选：C。6．【分析】动能大小的影响因素：质量和速度；在质量相同时，速度越大的物体，动能越大；在速度相同时，质量越大的物体，动能越大。【解答】解：鸽子与燕子以相同的速度在空中飞行，则由“速度相同时，质量越大的物体，动能越大”可知：质量较大的鸽子的动能比质量较小的燕子的动能大；即鸽子的动能大，故ABD错误，C正确。故选：C。7．【分析】动能的大小与物体的质量以及速度有关；重力势能的大小与物体的质量以及高度有关。【解答】解：AB、由于两小球的质量相等，刚抛出时刻的速度和高度都相等，因此刚抛出时两球的动能和重力势能均相等，机械能相等，故AB错误；CD、由于不计空气阻力，在上升和下落的过程中，只有重力做功，因此，小球的机械能守恒，所以，两小球落地的一瞬间动能大小相等，故C正确，D错误。故选：C。8．【分析】动能的大小与质量和速度有关；根据图像分析速度的变化，从而得出动能的变化。【解答】解：根据图像可知，雨滴在t1–t2时刻中，速度逐渐变大，质量不变，动能变大，所以E1＜E2，雨滴在t2–t3时刻中，速度保持不变，质量不变，动能不变，所以E2＝E3，故动能的大小关系是：E1＜E2＝E3。故选：A。9．【分析】重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量相同的物体，被举得高度越高的物体，重力势能就越大。【解答】解：由图可看出，A点所在的海拔为1000m，B点所在的海拔为1040m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故B点的重力势能大。故选：B。10．【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。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，弹性势能与弹性形变大小有关。【解答】解：由图可看出，乙的黑色圆斑较大，说明篮球着地时的弹性势能大，而篮球的弹性势能是由篮球的重力势能转化来的，所以乙处篮球的初始重力势能大，所处的高度大。故ABD错误，C正确。故选：C。11．【分析】物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素有质量和高度。【解答】解：三个球半径相同，三个球的重心到桌面的距离相同，由于放在同一桌面上，因此三个球的高度相同，又因为质量相同，所以三个球的重力势能相同。故选：D。12．【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。【解答】解：他从跳台飞出后，到达最高点运动过程中，他的质量不变，速度减小，动能变小，高度增大，重力势能变大，故ABC错误，D正确。故选：D。13．【分析】物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素是质量和速度；物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度。【解答】解：当问天实验舱加速上升时，问天实验舱的质量不变，高度增大，速度减小，因此，动能减小，重力势能增大，故D正确。故选：D。14．【分析】动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称机械能。【解答】解：打开降落伞返回舱在降落过程中，速度减小，质量不变，所以动能减小，同时高度减小，重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。15．【分析】（1）运动员自由下滑时，速度加大，高度减小，将重力势能转化为动能；（2）减小压强方法：压力一定，增大受力面积；（3）降低重心不能增大重力，重力是不变的，可以增加稳定度；（4）影响动能的因素是质量和速度，影响重力势能的因素是质量和高度。【解答】解：A、运动员自由下滑时，速度加大，高度减小，将重力势能转化为动能，故A正确；B、运动员穿的滑雪板可以增大与地面的接触面积，从而减小对地面的压强，故B错误；C、降低重心不能增大重力，重力是不变的，可以增加稳定度，故C错误；D、起跳上升过程中，速度越来越小，高度越来越大，动能转化为重力势能，达到最高点时动能最小，但运动员会向前运动，所以速度不为0，故D错误。故选：A。16．【分析】动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关。【解答】解：在圆环加速滚上斜坡的过程中，圆环的质量不变，速度变大，动能增大；质量不变，重心变低，高度变小大，重力势能减小；故A正确。故选：A。17．【分析】动能和物体的质量、速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能和物体的质量、高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。【解答】解：A、在最高点b点时，铅球的质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，仍然有水平向前的速度，动能不为零，故A错误；BCD、在从a点到b点的过程中，铅球的质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大；在从b点到c点的过程中，铅球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大；从a点到b点再到c点的过程中，铅球的质量不变，速度先变小后变大，动能先减小后增大，故B正确、CD错误。故选：B。18．【分析】（1）重力势能的大小和物体的质量以及所处位置的高度有关，判断重力势能是否改变，看它的质量和高度是否变化就可以了；动能的大小和物体的质量以及运动的速度快慢有关，判断动能的大小看它的质量和运动快慢是否变化就可以了。（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。【解答】解：A、从a到b的过程中，小球质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能增大，属于重力势能转化为动能，故A错误；BC、小球从a运动到b动能增大，从b运动到c时，小球的质量不变，高度变大，重力势能变大，质量不变，速度变小，动能变小，动能转化为重力势能，所以小球在b点处小球动能最大，从b点到c点的过程中，小球动能减小，故B正确，C错误；D、b到c的过程中，小球的动能转化为重力势能，同时摩擦阻力还做功，小球的动能不断减小，速度也减小，但到达c点时，速度不一定为0，故D错误。故选：B。19．【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度。（2）质量一定时，高度越高，重力势能越大。（3）高度一定时，质量越大，重力势能越大。【解答】解：A、B、C、D四个体积相同的实心球，A、B密度相同，质量相同。C、D密度相同，质量相同。B比C的密度大，相同体积时，B球的质量大于C球的质量。（1）A和B是质量相同，A比B的位置高，A的重力势能大。（2）B和C高度相同，B的质量大于C的质量，B的重力势能大。故答案为：A；B。20．【分析】影响动能大小的因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大，对机动车的行驶速度进行限制，可用影响动能的因素分析，由于动能与质量和速度有关，对于质量较大的车，允许的速度就比质量较小的车的速度低。【解答】解：对于同一辆车，质量相同，速度越大，具有的动能就越大，它能做的功就越多，发生交通事故时造成的损失就越大，所以对机动车的行驶速度要进行限制；不同车型，质量不同，速度相同时，具有的动能就越大，它能做的功就越多，发生交通事故时造成的损失就越大，所以对不同车型限制的车速不同。故答案为：（1）不同车型；（2）车速相同，质量不同；（3）质量越大，动能越大。21．【分析】此题可以从物体运动状态的变化的原因、惯性、动能和势能的转化、力的作用效果等多个知识点去提出问题，并回答。【解答】解：（1）由图可知，运动员在起跳的过程中，用力撑杆时，杆弯曲了，这说明力能改变物体的形状；（2）运动员翻越横杆后加速下落，重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能。故答案为：（1）杆弯曲﹣﹣说明力能改变物体的形状；（2）运动员加速下落﹣﹣重力势能转化为动能。22．【分析】（1）本实验运用了转换法，通过桌腿进入沙子的深度来反映了重物具有重力势能的大小；（2）物体从高处下落过程中，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；（3）根据控制变量法可知，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制重物距桌面的高度相同，质量不同，从表中找出符合条件的实验即可；（4）重力势能的大小与物体的质量、所在高度有关；（5）研究压力的作用效果与什么因素有关，要利用控制变量法来研究，同时用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验；（6）重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大、位置越高，重力势能越大，分析解答。【解答】解：（1）该实验方法是转换法，实验中通过桌腿进入沙子中的深度大小，判断物体重力势能的大小；（2）不计空气阻力，物体从高处加速下落过程中，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；（3）要验证猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关，要控制物体所在高度相同，改变物体的质量进行实验，故应选择①④⑤三组数实验据进行分析；要验证猜想二：物体的重力势能与物体的所在的高度有关，要控制物体的质量相同，改变物体所在高度进行实验，故应选择①②③组实验数据进行分析；（4）重力势能的大小与物体的质量、所在高度有关，所在高度越高、质量越大，重力势能越大；（5）探究压力的作用效果与什么因素有关，要利用控制变量法来研究，同时用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验；（6）高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害。故答案为：（1）桌腿陷入沙坑的深度；（2）动能；（3）①④⑤；①②③；（4）高度越高；质量；（5）压力的作用效果与什么因素有关；（6）高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害。23．【分析】（1）实验研究的是重物的重力势能大小；（2）重力势能的大小与物体的高度和质量有关，观察图象中的相同点和不同点，根据控制变量法得出结论；（3）根据图象分析B、C的相同点和不同点，利用控制变量法分析；（4）实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果；影响压力作用效果的两个因素：压力大小、接触面积的大小。【解答】解：（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小；（2）由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大；（3）木桩陷入沙中的深度相同，则重力势能是相同的，B和C的质量不同，所以能得出结论；（4）根据题意可知，mA＝mB＜mC，根据G＝mg可知，GA＝GB＜GC，物体对海绵的压力等于物体的重力，所以FA＝FB＜FC；A、B的压力相同、受力面积相同，所以海绵的凹陷程度相同；B、C的