2023届中考物理解答题练习：机械能及其转化 含解析

2023届中考物理解答题专练：机械能及其转化

(共13题)

1.当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能"翻山越岭"

呢？过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何

装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一"发动机"就是重力势能，过山车的重力势

能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦,

损耗了少量的机械能，所以随后的"小山丘"设计的比开始时的"小山丘"低(如图所示)，像所有列

车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。

(1)过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能与—有关，过山车上升阶

段，其重力势能—(选填"增加"、"减少"或"不变")。

(2)过山车通过A点向上运动过程中，动能(选填"变大"、"变小"或"不变")；后面的“小山

丘”设计的比开始时的"小山丘”低，是由于过山车在运动过程中会将部分机械能转化为—。

(3)过山车第一次下行后，是利用—作为"发动机"的。

2.如图是新建的华中第一高楼武汉中心大厦，己于4月16日封顶。

(1)武汉中心大厦竣工后，游客乘坐高速电梯从地面到410m的观光层只需40s,电梯的平均

速度为____m/So

(2)电梯匀速上行时，动能—，机械能—=(填"变大""不变"或"变小")

3.2021年4月29日，中国天宫空间站天和核心舱发射成功，标志着我国空间站时代已经到来。

如图所示，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，因此机械能守恒。

•平地点

1…星

r

远地点LJ

(1)天和核心舱与地面控刚中心通过电磁波传递信息，电磁波—(填"能"或"不能")在真空中传

播；

(2)天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中，天和核心舱的动能

(填"减小""增大""先减小后增大"或"先增大后减小")；

⑶若天和核心舱在Imin内运行的路程是456km,则它的平均速度是m∕s,

4.请回答下列问题。

(1)如图甲，滚摆从位置1静止释放，下降经过位置2继续下降，再上升到达最高点位置3。

滚摆从位置1到位置2的过程中重力势能—(选填"变大"、"不变"、"变小")；在这三个

位置中，滚摆重力势能最大的位置是一、机械能最大的位置是一。

(2)如图乙，过山车是依靠一个机械装置的推力推上最高点，然后由静止开始向下运动，机械装

置就不再为它提供动力了。如图所示的三种轨道设计方案中，较合理的方案是一。

方案1方案2方案3

Z

5.机械能

(1)动能：物体由于___而具有的能量叫做动能。质量越____、速度越____,物体的动能越大。

(2)势能：

i物体由于位置较高而具有的能量叫做—。物体的质量越—、位置越一，它具有的重

力势能越大。

ii物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能，弹性形变越大，弹性势能越—。

iii重力势能和弹性势能统称为—。

(3)机械能：—能和—能统称为机械能。

6,2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图所示，用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多

余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。

(1)用电高峰期发电时，需要开闸放水，水从高处流下，此时水的—转化为水的—(均选填

"动能""弹性势能"、或"重力势能")

⑵蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将电能转化为水的—。

⑶抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样

建成的电站上、下水库的高度差比较—，有利于蓄能与发电。

7.机械能：

(1)定义：____、____和___的统称。

(2)转化：和可以相互转化，如小球从A摆到B,能转化为能，小球从B

摆到C,—能转化为—能。

(3)守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能和势能的大小会变化，但机械能的总和

如果不计空气阻力，小球在摆动的过程中机械能—。

8.运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装备)的质量为90kg。只考虑人受到重力和空气阻力，下

落时的速度-时间图线如图所示，g=10N∕kg,完成下列问题。

（1）人（包括装备）所受重力，在第20s到第30s、第40s到第50s这两个过程中，做功

分别为W20~30、^z40~50,功率分别为。20~30、^40~50,则____

A.卬20~30=4.5XIO4J

B.P20~30=5.4XIO6W

C∙W20~30=*0~50

D∙P20-30>PΦ0-50

（2）从第IOs到第30s这个过程中，人（包括装备）—

A.动能一直在变大

B.重力势能先变大后不变

C.机械能一直在变小

D.重力势能一直在转化为动能

9.如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为Ikg的金属球（球上有一过重心的小孔）套在铁架台上的

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。

⑴压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明弹性形变的物体具有一。

⑵小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因为在此过程中

小球的—转化为一。（均选填"机械能""内能"或"化学能"）

⑶在整个过程中小球在___时动能最大。

10.完成下列各题。

（1）唐诗中有"黄河远上白云间"和"不尽长江滚滚来”的诗句，从机械能的角度看，前一句生动形象

地表明黄河水存储着大量的—能，后一句表明长江水具有大量的—能。

(2)在探究"物体动能的大小与哪些因素有关"的实验中，让小车从斜面上由静止释放，小车下滑

后撞击斜面底端的木块。实验时通过—来比较动能的大小。

11.如图甲所示，光滑的斜面与粗糙水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，小球运

动到B点静止；如图乙在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，若不计空气阻力。

(1)图甲中，小球最终停下来的原因是____O

H

图甲

(2)图乙中，如果小球从斜面甲高H处静止释放，小球在乙斜面到达的最大高度八与H的关

系为____。(填字母)

A.h<H

B.h>H

C.h=H

D.无法确定

图乙

⑶若将轨道换成如图丙AOB的完全光滑轨道，4点的高度H大于B点的高度h,让小球从

A点在由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开，则小球离开B点后最符合实

际的运动轨迹是—。(填字母)

图内

12.回答下列问题：

(1)如图所示，一物体在水平向右的拉力Fl作用下以lm/s的速度在水平地面上匀速运动了

拉力F所做的功为功率为若该物体在水平向右的拉力F作用下以

IOm,1IV1,P1.2

2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了IOm,拉力F2所做的功为W2,功率为P

则W1____W2,P1______P2O（两空均选填或"="）

(2)暴雨天，在山体滑坡的地方，极易发生泥石流。原因之一是，在雨水的作用下，滑坡处的泥

石与地面(泥石)之间的—减小了。泥石流在向下游流动的过程中，—(填主要的能量

转化)。与水流相比，由于相同体积泥石流的质量较大，故具有的—能较大，其造成的破坏

和损失更大，因此，暴雨天，尤其在山体滑坡的地方，要加强防范泥石流灾害。

13.如图是我国用长征火箭发射"嫦娥五号”探测器时的壮观情景。

(1)火箭升空过程中动能—，机械能一。(前两空均选填"变大""变小"或"不变")火箭的燃料

使用液态氢，主要是因为它的密度小且—比较大，同时将其制成液态的优点是—。

(2)当火箭在大气层中快速飞行时，会与大气层发生剧烈摩擦，内能会—,这是通过—的方

式改变物体的内能。

⑶在没有太阳照射时，卫星表面的温度会急剧下降，这时卫星的内能会减小，这种改变内能的

方式属于。

答案

一、综合应用题(共13题)

1.【答案】

(1)速度；增加

(2)变小；内能

(3)重力势能

【解析】

(1)过山车运动到最低点时，重力势能最小，但速度最快，动能最大，所以说明物体的动能同速

度大小有关；过山车上升阶段，质量不变，高度增加，所以过山车的重力势能增加。

(2)过山车通过A点向上运动时，过山车的速度越来越小，因此其动能会变小，此过程中的动能

转化为重力势能；因为过山车与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，这样过山车就不能达到原

来的高度，因此后面的"小山丘”设计的比开始时的"小山丘”低。

⑶第一次是靠一个机械装置推上最高点的，后面就可以把重力势能转化为动能继续运动，然后

动能又转化为重力势能，但因有部分机械能转化为内能，所以后面的高度将有所降低；所以过山车

第一次下行后，是利用重力势能作为"发动机”的。

2.【答案】

(1)10.25

(2)不变；变大

【解析】

(1)电梯的平均速度为:

八”喏=325m∕s°

(2)电梯匀速上行时，质量不变、速度不变，动能大小不变，高度上升，重力势能增大，机械能

变大。

3.【答案】

⑴能

(2)先减小后增大

⑶7600

【解析】

(1)电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。

⑵天和核心舱沿椭圆轨道从近地点到远地点的过程中，动能转化为重力势能变大，动能减小;

从远地点到近地点的过程中，重力势能变为动能，动能增大。

⑶天和核心舱的平均速度

IH=空等=7.6XM/S。

4.【答案】

(1)变小，1,1

(2)方案1

【解析】

(1)在滚摆滚动的过程中，其质量不变，在1位置时高度最高，故重力势能最大；在2位置时,

高度最低，重力势能最小，此时动能最大，速度最大；由于滚摆下降过程中受到空气阻力和绳子摩

擦力的作用，导致机械能总量不断减少，故上升到3位置时机械能最小，所以机械能最大的位置

是1。

(2)因为过山车运行时会受到空气阻力，同时与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，这样过

山车就不能达到原来的高度，因此后面的"小山丘”设计高度比开始时"小山丘"的高度要低，所以如

图所示的三种轨道设计方案中，较合理的方案是方案Io

5.【答案】

(1)运动；大；快

(2)i重力势能；大；高

ii大

iii势能

(3)动；势

6.【答案】

(1)重力势能；动能

(2)重力势能(或机械能)

(3)大

7.【答案】

(1)动能；重力势能；弹性势能

(2)动能；势能：重力势：动；动：重力势

(3)不变；保持不变

8.【答案】

(1)D

(2)C

【解析】

(1)由公式s=Vt可知，这两段时间内的路程分别为S20~30=60m/SXloS=600m,

S40~50=10m∕SXlOS=IoOm,又由公式G=mg可得，人(包括设备)所受的重力G=

90kgX10N/kg=900N,所以根据W=Fs,两段时间内做功分别为lV20-30=900N×

600m=540000J,‰~50=900N×100m=90000J,故AC错误；

由W=Fs和P=γ得P=Fv,所以两段时间内的功率分别为P20~30=900NX60m/s=

54000W,P40-SO=900N×10m/s=9000W,故B错误，D正确。

(2)动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，

因此动能也是先变大再不变再变小，故A错误；

重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能

减小，故B错误；

在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，因此机械能减小，故C正确；

由图象可知，有两段速度不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的

情况，故D错误。

9.【答案】

(1)弹性势能

(2)机械能；内能

(3)t1

10.【答案】

(1)重力势；动

(2)木块被撞后移动的距离

【解析】

(1)从前一句中诗可看出黄河之水高高在上，由于有一定的高度而具有重力势能；后一诗句可看

出长江之水在流动，由于运动而具有动能。

(2)动能的大小无法直接进行测量，因此可采用转换法，通过观察小木块被推出的距离来进行比

较。

11.【答案】

(1)由于摩擦力作用，机械能逐渐减小至零

(2)A

(3)C

【解析】

(1)如图甲所示，光滑的斜面与粗糙水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处静止释放小球，由

于小球在粗糙的水平面上运动，受到摩擦作用，机械能不守恒，小球运动到B点停止。

⑵如图乙，小球经过AB面上的C点滑上光滑斜面乙，由于在粗糙的AB面上滑动过，存在

摩擦，所以会有一部分的机械能损失，故在乙斜面上的上升高度h会低于W.

⑶根据题意，若将轨道换成如图丙AOB的完全光滑轨道，则机械能守恒；小球