（21-23）三年中考物理真题分项汇编专题11 功和机械能11.4机械能及其转化（含解析）

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1．（2023·江苏泰州·统考中考真题）如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（ ）

A．重力势能减小，机械能减小B．动能不变，机械能不变
C．重力势能减小，动能增大D．重力势能不变，机械能减小
【答案】A
【详解】小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能减小；机械能是动能与势能的总和，且下滑过程中克服阻力做功，机械能减小。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2023·四川德阳·统考中考真题）第31届世界大学生夏季运动会将在成都隆重举行。运动会将设体操比赛，体操比赛中的自由体操运动员空中翻滚非常精彩。关于翻滚过程中体操运动员的动能与重力势能的变化正确的是（ ）
A．体操运动员上升过程中动能增大，重力势能增大
B．体操运动员下降过程中动能增大，重力势能增大
C．体操运动员上升过程中动能减小，重力势能增大
D．体操运动员下降到最低点时重力势能最大
【答案】C
【详解】AC．体操运动员上升过程中，速度减小，高度增加，质量不变，动能减小，重力势能增大，故A错误，C正确；
BD．体操运动员下降过程中，速度增大，高度减小，质量不变，动能增大，重力势能减小，体操运动员下降到最低点时重力势能最小，故BD错误。
故选C。
3．（2023·吉林长春·统考中考真题）2023年5月8日，中国选手全红蝉以五跳两满分的成绩，夺得跳水世界杯第二站比赛的冠军。全红蝉在空中加速下落过程中（ ）
A．动能不变B．动能变大
C．重力势能变大D．机械能变大
【答案】B
【详解】AB．全红蝉从最高点加速下落的过程中，质量不变，速度增大，所以动能增大，故B符合题意，A不符合题意；
C．质量不变，高度减小，重力势能减小，故C不符合题意；
D．全红蝉从最高点加速下落的过程中，由于受空气阻力作用，运动员的机械能变小，故D不符合题意。
故选B。
4．（2022·四川宜宾·统考中考真题）粮食安全是社会稳定的压舱石，我国一直高度重视。如图，为某粮库运送粮食的传送带，在谷粒与传送带相对静止一起匀速上升的过程中、下列说法正确的是（ ）
A．谷粒处于平衡状态
B．谷粒均受到沿传送带向下的摩擦力
C．谷粒受到的支持力与谷粒的重力是一对相互作用力
D．谷粒的动能和重力势能保持不变，机械能守恒
【答案】A
【详解】A．谷粒随传送带匀速直线上升，处于平衡状态，故A正确；
B．谷粒匀速上升过程中，处于平衡状态，受到竖直向下的重力、垂直与斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力的作用，故B错误；
C．谷粒受到的支持力与谷粒的重力都作用在同一个物体上，不是一对相互作用力，故C错误；
D．谷粒匀速上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度变大，重力势能变大。机械能等于动能和势能之和，所以机械能变大，故D错误。
故选A。
5．（2022·内蒙古兴安盟·统考中考真题）荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的机械能相等B．球在A、D两点的重力势能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少D．球从O点到D点的过程中动能增加
【答案】C
【详解】A．B、C两点高度相同，小球质量相同，因而重力势能相同；但小球在B点的速度大于在C点的速度，即小球在B点的动能大于在C点的动能，所以小球在B、C两点的机械能不相等，故A错误；
B．A、D两点高度不同，A点的重力势能大于D点的重力势能，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于存在阻力，机械能减少，故C正确；
D．球从O点到D点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，故D错误。
故选C。
二、多选题
6．（2023·辽宁锦州·统考中考真题）2023年5月15日，辽宁男篮获得2022—2023赛季CBA总冠军。关于篮球比赛时出现的场景，下列说法中正确的是（ ）
A．篮球出手后还能继续运动，是因为受到惯性的作用
B．篮球表面做得凸凹不平是为了增大和手之间的摩擦
C．投篮时，篮球出手后到达最高点时处于平衡状态
D．篮球离开篮筐下落过程中，重力势能转化为动能
【答案】BD
【详解】A．惯性是物体的固有属性，惯性不是力，不能说惯性力或受惯性的作用，故A错误；
B．篮球表面做得凸凹不平，是为了增大接触面的粗糙程度，增大篮球和手之间的摩擦；故B正确；
C．投篮时，篮球出手后到达最高点时，受到重力和空气阻力的作用，这两个力大小不相等，且也不在同一条直线上，不是平衡力，故篮球处于非平衡状态，故C错误；
D．篮球离开篮筐下落过程中，重力势能减小，动能增大，将重力势能转化为动能，故D正确。
故选BD。
7．（2023·山东日照·统考中考真题）2022年8月14日，山东省第二十五届运动会跳水决赛在日照市游泳中心跳水馆完美收官，为助推我市体育事业的发展注入了强大动力。如图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点落入水中。关于上述运动过程运动员腾空后的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（ ）

A．运动员在C点时，动能最大、重力势能最小
B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒
C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大
D．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大
【答案】AB
【详解】AB．运动员从A点运动到C点的过程中，只有重力做功，因此机械能守恒；从A点运动到C点的过程中，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减少；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。因此在C点时，运动员的动能最大、重力势能最小。故AB正确；
C．运动员从A点运动到B点的过程中，运动员的质量不变，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减少。故C错误；
D．运动员从B点运动到C点的过程中，运动员的质量不变，高度逐渐减小，重力势能逐渐减少。故D错误。
故选AB。
三、填空题
8．（2023·河北·统考中考真题）在离桌边约20cm的地方放一枚铝质硬币，在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。如图所示，在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币跳过木块。实验结果表明，在气体中，流速越大的位置，压强越 ，跳起的硬币在上升过程中重力势能越来越 ，下降过程中动能越来越 。

【答案】 小 大 大
【详解】[1]在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，由于吹气时硬币上方空气流速快，压强小；硬币下方大气压强大于上方的压强，对硬币产生向上的升力，使硬币跳过木块；实验表明：在气体中，流速越大的位置，压强越小。
[2][3]跳起的硬币在上升过程中高度升高，重力势能越来越大，下降过程中硬币高度降低，重力势能转化为动能，动能越来越大。
9．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，当卫星从远地点向近地点运动过程中，势能 ，速度 。（均选填“增大”或“减小”）

【答案】 减小 增大
【详解】[1][2]卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小，由于卫星在运行过程中机械能保持不变，则动能增大，速度增大。
10．（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）如图所示的“橡皮筋动力车”，旋转扇叶，将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的 能转化为扇叶的 能，扇叶快速转动，小车运动起来。当扇叶停止转动，小车仍能继续向前运动，小车具有 。

【答案】 弹性势 动 惯性
【详解】[1][12]将橡皮筋拧紧，使其发生形变，产生弹性势能，松手后橡皮筋的弹性势能使扇叶转动，转化为扇叶的动能。
[3]当扇叶停止转动，小车由于惯性要保持继续向前的运动状态，仍能继续向前运动，因为小车具有惯性。
11．（2021·四川广元·统考中考真题）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能 ，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 变小 不变
【详解】[1]“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器高度增加，重力势能增加，探测器的动能将变小，动能转化成重力势能。
[2]因为运动过程中，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，故机械能守恒，由近火点向远火点运动时，机械能不变。
四、实验题
12．（2023·甘肃金昌·统考中考真题）物理兴趣小组在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，让同一小车从同一斜面的同一高度由静止自由滑下，分别通过水平面上的毛巾、棉布、木板表面，如图所示。

（1）让小车从同一斜面上的同一高度处，沿斜面从静止开始运动，目的是使小车到达水平面时的 相同；
（2）小车在 表面速度减小的最慢（选填“毛巾”“棉布”或“木板”）；
（3）我们可以推断：如果水平面绝对光滑，运动的物体将保持 状态；
（4）根据以上结论，关于运动和力的判断，下列说法正确的是 （填选项符号）；
A．沿水平方向没有推动桌子，是桌子受到的推力小于摩擦力
B．轮船漂在水面上，是因为轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力
C．地面上滚动的足球最终会停下来，是因为受到的阻力大于向前的惯性作用
（5）三组实验中小车在水平面上从运动到静止消耗的机械能大小 （选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 速度 木板 匀速直线运动 B 相等
【详解】（1）[1]根据控制变量法可知，让小车从同一斜面、同一高度由静止开始滑下，这样小车在进入平面时的运动速度相同。
（2）[2]从毛巾、棉布到木板，接触面的粗糙程度变小，小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车受到的摩擦阻力越小，速度减小的越慢，小车在木板表面速度减小的最慢。
（3）[3]此实验进行分析，并进一步推测：如果水平面绝对光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将运动的无限远，小车在水平面上做匀速直线运动。
（4）[4]A．沿水平方向没有推动桌子，桌子处于静止状态，桌子受到的推力等于摩擦力，故A错误；
B．轮船漂在水面上，由漂浮条件可知，轮船受到的浮力等于轮船和货物总共受到的重力，故B正确；
C．地面上滚动的足球最终会停下来，是因为足球受到的阻力，惯性是物体的一种性质，惯性不是力，不能说惯性作用，故C错误。
故选B。
（5）[5]因小车到达水平面时的初速度相同，故在水平面上开始的动能相同，最后速度为0，动能为0，故本实验中小车在水平面上三次运动过程中消耗的机械能大小相等。