4.3.2机械能-机械能及其转化（重点练）（练习）（原卷版）

4.3.2机械能-机械能及其转化（重点练）一、单选题1．关于动能和势能，下列说法正确的是（

）A．物体没有做功，它一定不具有能B．位置高的物体，它的势能一定大C．质量大、速度大的物体动能一定大D．弹簧一定具有弹性势能2．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（）A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能3．“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（）A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变4．如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是（）A．下降过程中动能转化为重力势能B．下降时减少的重力势能等于增加的动能C．上升时减少的动能等于增加的重力势能D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒5．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（）A．动能增加，重力势能增加，机械能增加B．动能减少，重力势能不变，机械能不变C．动能不变，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能减少，机械能减少6．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC；在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球的机械能总量保持不变B．在A点小球的机械能最大C．小球的势能始终保持减小D．从A到B点小球的势能全部转化为动能7．如图所示，一名运动员在投掷铅球。铅球在b点离手，在c点运动位置最高，不计空气阻力，下列说法不正确的是（）A．从a点到b点的过程中，运动员对铅球做了功B．在b点到d点的过程中，铅球的机械能先增加后减少C．在c点到d点的过程中，铅球的重力势能减少D．铅球在c点时的动能不为零8．2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射。如图1所示是北斗卫星在随火箭加速上升的情景。如图2所示是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。下列说法正确的（）A．如图1北斗卫星上升过程中，重力势能变大，动能变小B．如图2人造地球卫星运行中，重力势能变大，动能变大C．如图2人造地球卫星运行中，从远地点向近地点运动时，速度变大D．图1、图2中卫星的机械能都不变9．如图甲所示，是北京冬奥会中，某运动员翻跃大跳台的情景，运动员不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图乙中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在a、b、c、d四点中，运动员在a点时的重力势能最大B．从b点到c点的过程中，运动员的动能在增加C．从c点到d点的过程中，运动员的机械能变小D．在a点和c点速度都为零，因此运动员的重力势能相等10．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则（）A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少C．小物块从N向M运动过程中，动能增加D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最小二、填空题11．如图所示，2020年5月31日，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02星、和德四号卫星送入预定轨道。火箭携带着卫星加速上升的过程中，卫星的动能______，机械能______（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。12．丁真从雅江县城乘车匀速驶往理塘县城（从下往上走），则他的重力势能不断___________，他的动能___________，他的机械能___________。（以上三空选填“增大”、“减小”或“不变”）13．滚摆从如图位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是______、动能最大的是______、机械能最大的是______。（填写位置序号）。14．科技的发展，使农业机械化水平越来越高。如图所示，这是一架飞机在一定的高度匀速直线飞行给小麦喷洒农药的情景（不计空气阻力），喷洒农药的过程中，飞机的动能_____，机械能_____。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）15．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由下落所能到达的最低点。在小石块从B点到C点运动的过程中（不计空气阻力），小石块的重力势能___________，其动能___________，机械能___________。16．如图所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，小球在b处时受到的弹力恰好等于重力。若不计空气阻力，则从a至c的过程中，弹簧的弹性势能_________（填具体变化情况，下同），小球的动能_________，小球的机械能_________。17．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从C点由静止释放，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的点A时刚好速度为零。由O到A点过程中，______能转化为重力势能，______点的动能最大，从C点到B点的过程中，机械能的总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。18．2021年，高空坠物列入刑法。某日，小区楼下的轿车被高空落下的玻璃瓶砸出一个窟窿。警方根据小区监控，推算：玻璃瓶砸中车时速度约为24米/秒。请根据框图，从能量转换角度寻找肇事者大致楼层。（玻璃瓶由静止下落，下落过程中不计空气阻力）（1）I推导II的依据是：当物体质量一定时，______越大，动能越大；（2）玻璃瓶下落过程中，重力势能转化为动能是通过______实现的；（3）III推导IV的依据是：______；（4）分析表一和表二的数据及相关条件推算出肇事者大致在______层。表一速度（米/秒）动能（焦）127.21612.820202428.82839.2表二重力势能（焦）楼层（层）13519725931113613三、实验题19．如图所示，将悬线缠绕在滚摆的轴上，让摆轮上升到顶端，然后松开手，发现：（1）摆轮从最高处下降到最低处的过程中，摆轮的旋转方向不变，且表面不同色块的图案越来越模糊，这说明它的转速越来越_____，因此，它的重力势能逐渐____，动能逐渐___。（2）摆轮接着从最低处上升到最高处的过程中，由于_______，摆轮的转动方向不变，但转速越来越____，因此它的动能逐渐______，重力势能逐渐_____。（3）经过几次上次，摆轮所能上升的最高位置比最初时候的位置低，这是由于在这过程中，____的缘故。20．在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，小宇设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平木板上的木块相碰，铁球与木块在水平木板上共同移动一段距离后静止：（1）实验中铁球动能的大小是通过观察比较______反映出来的。这种研究问题的方法为______；（2）分析乙、丙两图，得到的实验结论是______。由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，______（选填“大客车”或“小轿车”）的限速为100km/h；（3）若斜面光滑，乙图中铁球从B处滚到底端的过程中，铁球的______能转化为动能，机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）；（4）如果做乙、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下______方法（填写正确选项前的字母）。A．换用质量小于m的钢球B．给水平木板铺上毛巾C．适当降低钢球的高度D．换用一个较重的硬纸盒21．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H处静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的，这里用到的实验方法是___________（选填“转换法”或“控制变量法”）；（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：___________；（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：___________；（4）比较C、D两球，发现两球运动路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径___________（选填：“有关”或“无关”）；（5）不计空气阻力，小球在下落过程陷入沙面之前，将重力势能转化为___________能。小球这种能的增加量___________小球重力势能的减小量。（选填“大于”、“小于”或“等于”）22．在探究物体的重力势能与其质量是否有关时，实验台上有大小相同、质量不同的实心铁块和实心木块各一个，小桌、装有细沙的玻璃容器、记号笔各一个，小敏利用上述器材，设计了自己的实验方案，如图甲、乙所示：（1）本实验方案中通过_______反映物体重力势能的大小，这是物理实验中常用到的“转换法”，即物理量不能直接测量时，把它们转换成其他可测量的物理量，从而进行研究比较。下列实验中也利用了转换法的是_______（填字母）；A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变（2）小敏所画的实验设计方案存在的问题是________；（3）铁块在下落过程中减少的重力势能主要转化为________；（4）本实验可得出的结论是：当高度相同时，________，物体的重力势能越大。23．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：（1）弹簧弹性势能的大小是通过___________来衡量的；（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用___________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验。并先后改变___________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录；（3）物体M从P点运动到O点过程中，弹性势能转化为物体的___________能，物体M机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。24．探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究。将光滑水平面与光滑斜面连接，如图所示。①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2厘米，释放后，小球滚上斜面，记录小球在斜面最高点时的高度，记录在下表中。②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤。③换用不同弹簧，重复实验①步骤。实验序号弹簧弹簧长度/厘米弹簧材料压缩量/厘米小球在斜面上高度/米1甲20合金120.182甲20合金130.403乙20合金220.224丙30合金120.125丁30合金220.15（1）实验中，释放弹簧后，弹簧的______能最终转化为小球的______能；（2）比较______（选填实验序号），说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关；（3）由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的______、______有关。25．小静和小雷观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的彩球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的彩球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示。小静据此设计了如图乙所示的实验装置（将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个小球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，将小球A从斜面的某一高度h1处静止释放，撞击后，B球向前运动并冲上轨道右端斜面最大高度h2），探究动能与势能转化和转移时的规律。（1）A球从斜面滑下的过程中，______能转化为动能；（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了______能，这也说明力能改变物体的______；（3）实验时发现撞击后，h2小于h1小静猜想这可能是小球运动过程中克服______做功造成的。