专题13 动能、势能和机械能-5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（安徽专用）

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【答案】动
【解析】射箭运动中，箭被拉开的弓弦射出去，是由于拉开的弓弦发生了弹性形变，具有弹性势能，将箭射出去时，将弓弦的弹性势能转化为箭的动能。
2．（2022·安徽·统考中考真题）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（ ）
A．重力势能不变B．动能增大
C．机械能不变D．机械能增大
【答案】D
【解析】A．重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大，故A不符合题意；
B．动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不变，故B不符合题意；
CD．物体动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意；
故选D。
3．（2021·安徽·统考中考真题）图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（ ）
A．动能减少B．重力势能不变C．机械能增大D．机械能不变
【答案】C
【解析】A．小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，故A不符合题意；
B．小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，故B不符合题意；
CD．机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
4．（2020·安徽·统考中考真题）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么
A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小
D．卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小
【答案】C
【解析】A．人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意；
B．人造地球卫星在近地点时，卫星和地球的相对距离最小，速度最大，故人造地球卫星在近地点时动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；
CD．卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能变小，动能转化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。
故选C。
5．（2019·安徽·中考真题）如图所示，在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置．压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）．小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】D
【解析】由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态；小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球所受弹力方向向右、速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能；到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大；小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹性势能变大，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，动能变小，此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：
A、小球的动能先增加后减少，故A错误；
B、弹簧的弹性势能先减少后增大，故B错误；
C、小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误；
D、水平台面光滑，且AO=OB，说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确．
1．（2023·安徽蚌埠·统考一模）如图所示，小明乘坐匀速下降的电梯过程中，下列说法正确的是（ ）

A．小明的重力做功为零B．电梯对小明的支持力做功为零
C．小明的重力势能在减少D．小明的动能在减少
【答案】C
【解析】A．小明在重力的方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误；
B．小明在电梯的支持力的方向上通过了距离，所以支持力做了功，故B错误；
CD．小明乘坐匀速下降的电梯过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度变小，重力势能减小，故C正确，D错误。
故选C。
2．（2023·安徽·校联考一模）如图所示，为某同学从滑梯顶端加速滑到底端时的情景，则在整个下滑过程中，下列说法错误的是（ ）

A．动能增大
B．重力势能减少
C．机械能不变
D．机械能减少
【答案】C
【解析】某同学从滑梯顶端加速滑到底端时，质量不变，速度增大，动能变大；质量不变，高度变小，重力势能变小；由于克服摩擦做功，会有一部分机械能转化为内能，因此机械能会减小，故ABD正确，不符合题意，C错误，符合题意。
故选C。
3．（2023·安徽滁州·校联考二模）在农业领域，用无人机代替人工喷洒农药，可以大大地提高喷洒农药的效率。若无人机在同一高度匀速飞行喷洒农药，下列说法正确的是（ ）
A．无人机的动能不变
B．无人机的重力势能减小
C．无人机的机械能守恒
D．当无人机匀速降落，它的重力势能转化为动能
【答案】B
【解析】ABC．无人机在同一高度匀速飞行喷洒农药时，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，所以机械能减小，故AC错误、B正确；
D．当无人机匀速降落，飞机的速度不变，但质量和高度均变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，它的重力势能没有转化为动能,故D错误。
故选B。
4．（2023·安徽安庆·统考一模）如图是《天工开物》记载的三千多年前在井上汲水的枯槔。当它汲满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可以使装有水的木桶匀速上升（假设在上升过程中，水没有洒落）。则在该过程中（ ）
A．木桶和水的动能增大B．木桶和水的重力势能不变
C．配重物的机械能减小D．木桶和水机械能的变化量一定等于配重物机械能的变化量
【答案】C
【解析】A．装有水的木桶匀速上升，水没有洒落，速度不变，质量不变，动能不变，故A不符合题意；
B．装有水的木桶匀速上升，水没有洒落，高度增大，质量不变，重力势能增大，故B不符合题意；
C．装有水的木桶匀速上升，配重物匀速下降，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度不变，动能不变，机械能包括动能和势能，机械能减小，故C符合题意；
D．木桶和水的动能不变，重力势能增大，木桶和水机械能的变化量实际上是重力势能的增加量，配重物的动能不变，重力势能减小，配重物机械能的变化量实际上是重力势能的变化量，配重的重力和水与木桶的总重力不一定相等，它们高度的变化量不一定相等，人竖直向上拉挂木桶的绳子，对其做功，木桶和水机械能的变化量不一定等于配重物机械能的变化量，故D不符合题意。
故选C。
5．（2023·安徽合肥·统考三模）跳远是一项传统的体育运动项目。某同学参加跳远比赛的几个阶段如图所示，空气阻力不可忽略，则下列关于该同学在上述过程中，其能量变化的说法正确的是（ ）

A．加速助跑到起跳阶段，机械能保持不变
B．经过最高点时重力势能最大，动能为零
C．从起跳到落地的过程中，机械能先变小后变大
D．起跳后到最高点的过程中，重力势能增大，动能减小
【答案】D
【解析】A．助跑阶段运动员的质量不变，速度增大，动能增大；高度不变，重力势能不变；机械能变大，故A错误；
B．经过最高点时重力势能最大，但仍有向前的速度，动能不为零。故B错误；
C．从起跳到落地的过程中，一直克服空气阻力做功，机械能变小，故C错误；
D．起跳后到最高点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，故D正确。
故选D。
6．（2023·安徽合肥·统考三模）“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，重力势能减小，机械能不变
B．动能不变，重力势能减小，机械能不变
C．动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．动能不变，重力势能减小，机械能减小
【答案】C
【解析】返回舱减速下降时，质量不变，速度变小，动能减小，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．（2023·安徽合肥·统考二模）如图所示，蹦极者此刻正从O点由静止开始蹦极，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是蹦极者合力为零的位置，c点是蹦极者下降的最低点。不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．a→b弹性绳的弹性势能转化为蹦极者的机械能
B．a→b蹦极者的机械能保持不变
C．a→c蹦极者减少的重力势能和动能等于绳增大的弹性势能
D．a→c弹性绳的弹性势能先增大后减小
【答案】C
【解析】A．从a点到b点，蹦极者的高度变小，重力势能逐渐减小，动能和弹性势能逐渐增大，所以极者的重力势能转化为弹性绳的弹性势能和蹦极者的动能，故A错误；
B．从a点到b点，蹦极者的下落的过程中，弹性绳发生了弹性形变，蹦极者的机械能转化为弹性绳的弹性势能，蹦极者的机械能是在减小的，故B错误；
C．蹦极者自跳下至点时只受重力的作用，处于加速下落过程，动能不断增大，从a至b点弹性绳逐渐变长，蹦极者受到竖直向上的弹力小于蹦极者的重力，蹦极者仍加速向下运动，b点速度达到最大，动能达到最大值，从b点到c点，蹦极者的受到竖直向上的弹力大于蹦极者的重力，蹦极者减速向下运动，到达c点的动能为0，重力势能最小，机械能最小，弹性势能最大。因此，a→c蹦极者减少的重力势能和动能等于绳增大的弹性势能，故C正确；
D．a→c弹性绳的长度一直被拉伸，弹性绳的弹性势能一直在增大，故D错误。
故选C。
8．（2023·安徽·模拟预测）如图所示为游乐园过山车的轨道示意图；过山车从高处加速滑下的过程中，过山车重力势能________（选填“增加”、“减少”或“不变”）。

【答案】减小
【解析】过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小。
9．（2023·安徽·模拟预测）如图所示，旋翼无人机正在喷洒农药，当无人机水平匀速飞行时，喷洒过程中无人机的动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】减小
【解析】喷洒农药的过程中，当无人机水平匀速飞行时，无人机的质量减小，速度不变，因此无人机的动能减小，重力势能减小，机械能减小。
10．（2023·安徽淮北·统考一模）如图所示是投篮过程中篮球运动的轨迹示意图（空气阻力不能忽略），其中A、B两点距离地面等高，则篮球在A点时的动能和B点时的动能的大小关系是______（选填“>”“=”或“<”）。
【答案】>
【解析】篮球运动过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能增转化为内能，使得篮球的机械能逐渐减小，所以A点的机械能大于B点的机械能；由于A、B等高，篮球的质量不变，所以A、B点篮球的重力势能相同，则A点的动能大于B点的动能，即
E1＞E2
11．（2023·安徽合肥·统考三模）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明将质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击放在水平面上同一位置的相同木块，如图甲所示。

（1）通过多次实验观察分析可以得出结论：保持速度一定时，小球质量越大动能越大；由此结论可以联想到交通事故的危害程度与___________（选填“超载”或“超速”）有很大关系；
（2）现将同质量的小球从更高位置由静止释放，撞击放在水平面上同一位置的另一个较大质量的木块B，如图乙所示，发现木块B被撞击后移动的距离和木块A一样远，小明得出的结论是：动能的大小与速度无关。请你分析指出他得出结论错误的原因：___________。
【答案】 超载 没有控制放在水平面的木块的质量相同
【解析】（1）[1]通过实验观察分析可以得出结论：速度一定时，质量越大动能就越大；由此结论可以联想到交通事故的危害程度与超载有很大关系。
（2）[2]将同质量的小球从更高位置由静止释放，撞击放在水平面上同一位置的另一个较大质量的木块B，发现木块B被撞击后移动的距离和木块A一样远，在此过程中由于没有控制放在水平面的木块的质量相同，所以不能得出正确结论。（分析可知小球的质量不变，高度不同，小球到达水平面的速度不同，水平面上的木块质量不同，木块对水平面的压力不同，则推动木块克服的摩擦力不同，虽然距离相同，根据W =Fs可知做功多少不同，所以小球的动能不同，结论错误。）
12．（2023·安徽合肥·合肥38中校考二模）在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明将钢球用细线悬挂在铁架台上，适当拉起一定角度释放去撞击木块，如图甲所示：
（1）本实验研究的是______的动能（填序号）；
①钢球刚刚释放时； ②钢球撞击木块时； ③木块被撞击之后；
（2）小明还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系。同班同学小丽认为这个设计方案是不可行，请你帮分析理由是______。
【答案】 ② 木块移动的距离相等
【解析】（1）[1]本实验研究的对象是钢球，通过钢球撞击木块，木块被撞击后，木块移动的距离看出钢球动能的大小，研究的是钢球撞击木块时的动能，故①③不符合题意，②符合题意。
故选②。
（2）[2]同一弹簧压缩相同程度后获得的弹性势能相同，弹簧推动小球过程中将弹性势能转化为小球的动能，小球与弹簧分离时获得的动能相同，木块被撞击后移动的距离将相同，无法比较。
13．（2023·安徽芜湖·统考一模）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验是通过观察 _____来比较钢球动能的大小；
（2）①保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度越大；②换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。以上两次实验表明：物体的动能大小与 _____有关。
【答案】 弹簧被压缩的程度 质量和速度
【解析】（1）[1]实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，让钢球获得动能，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩，将动能转化为弹簧的弹性势能，钢球的动能越大，转化成的弹性势能越大，弹簧被压缩的程度就越大，所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小，这是利用了转换法。
（2）[2]保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与速度有关；换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与质量有关。