中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题24机械能及其转化试题含解析答案
展开一、单选题
1.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
2.东南海域水质的改善,给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示,下列说法正确的是( )
A.海豚跃出海面减速上升过程,动能不变
B.海豚跃起到最高点时,重力势能最大
C.海豚从高处落回海面过程,重力势能不变
D.海豚在海面下加速下潜过程,动能变小
3.如图甲所示,重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后,滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.9倍,方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P,下列说法正确的是( )
A.滑块P受到的摩擦力等于重力B.滑块P先加速,然后匀速
C.滑块P先加速,后减速,最后静止D.滑块P的动能一直增大
4.投出的铅球在空中飞行,它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m,铅球落到地面时重力势能为零,不计空气阻力,由图可知,铅球出手时其重力势能为( )
A.80JB.100JC.180JD.280J
5.小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出,滚动一段时间后,它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中( )
A.动能转化为弹性势能B.弹性势能转化为动能
C.重力势能转化为弹性势能D.弹性势能转化为重力势能
6.在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.皮球下落过程中动能转化为重力势能
B.皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C.形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D.形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
7.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经上升到最高位置C点,在B点时速度最大。对此过程,下列描述正确的是( )
A.人从A到C的过程中,重力势能增加,动能一直减少
B.人从A到B的过程中,动能增加,重力势能减少
C.人在B点时动能最大
D.弹性绳的弹性势能在B点时最大
8.如图所示,一弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上.a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b点是弹簧原长时小球的位置,c点时小球到达最右端的位置.则小球a点运动到c点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球在a点,弹簧的弹性势能最小
B.小球在b点,小球的速度最小
C.从a点到b点,小球的动能逐渐增大
D.从b点到c点,弹簧的弹性势能逐渐减小
9.下列四个现象中,属于机械能转化为内能的是( )
A. 压缩点燃棉花B. 蒸汽顶起壶盖
C. 冬天哈气取暖D. 燃气推动活塞
10.如图所示,质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达B点时,撤去拉力F,木块持续滑动,运动得越来越慢,最后停在C点。下列说法中正确的是( )
A.木块在AB段所受的摩擦力小于在BC段所受的摩擦力
B.木块在BC段运动得越来越慢,是由于木块受到的摩擦力越来越大
C.木块在BC段运动得越来越慢,是由于木块的机械能转化为内能,机械能逐渐减小
D.木块在AB段运动得越来越快,木块的机械能越来越大,机械能没有转化为内能
11.下列实例中,属于机械能转化为内能的是
A.流星穿过大气层时发热发光
B.冬天,嘴对着双手哈气
C.汽油机的做功冲程
D.不锈钢汤勺放在热汤中
二、填空题
12.航天员桂海潮乘坐神舟十六号飞船,升空过程中感觉“坐飞船真爽”,此过程中他的质量 ,重力势能 。(以上两空均选填“变大”“不变”或“变小”)
13.体育课上小唐同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能 d点机械能(选填“大于”、“小于”、“等于”);球在a、b、c、d四点中 点的重力势能最大。
14.如图,小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出,球经静止在位置a的台面反弹后,到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能 (选填“增大”“不变”“减小”),N 比M高(选填“可能”“不可能”)。球从N点下降时,台面已升至合适的位置b并保持静止,球再次经反弹后,到达的最高点P 比N高(选填“可能”“不可能”)。
15.图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C,D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在 点最大,B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是 (选填“变化”或“不变”)的。
16.如图,在射箭比赛中,运动员释放弓弦将箭射出,弓弦的弹性势能转化为箭的 能。
17.某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧(质量不计)上端固定在天花板上,下端系一重为20N的小球,静止时小球位于A处,弹簧长度变为11cm,再用力F将小球竖直向下拉到B处,弹簧长度为11.5cm(未超过弹性限度),然后由静止释放,在释放瞬间小球受到的合力大小为 N,小球从B处第一次回到A处过程中,小球的动能 (选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
18.引体向上是泰州市体育学业水平测试项目,如图,臂力小的小明情助弹力带进行训练、他用脚蹬弹力带,弹力带对他施加一个向上的力。随着小明身体上升,弹力带对他向上的力的大小变化情况是 ;在此过程中,弹力带的 能转化为小明的重力势能,其实质是弹力带对他做功的过程。
19.你一定剪过指甲吧!为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来,而是“飞”出去?原来,指甲受到指甲钳的挤压,改变了 ,当指甲被指甲钳剪断后,指甲的 转化为指甲的动能,让指甲“飞”出去。
20.萤石是我市的优势矿产资源,也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题。兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。
【萤石开采】萤石开采过程中,通常用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔,将岩石炸成碎块,再将岩石碎块装入车厢运出矿洞。乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中,化学能转化成 。
21.2021年5月15日,“天问一号”着陆器成功降落在火星表面上。降落过程中着陆器与火星大气摩擦,防护罩温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),机械能转化为 能。接着利用减速伞减速后抛去防护罩,再启动推力发动机向下喷气,如图所示,此过程中喷气对着陆器产生的作用力方向 (选填“向上”或“向下”),使着陆器悬停在空中,寻找合适的位畳后降落。
22.2019年衢江抽水蓄能电站开建,其工作原理如图,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)蓄能时,水被抽到上水库,此过程是将 能转化为水的机械能.
(2)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.
参考答案:
1.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。
2.B
【详解】A.海豚跃出海面减速上升过程中,质量不变,速度变大,动能变大,故A错误;
B.海豚跃起到最高点时,质量不变,高度最大,重力势能最大,故B正确;
C.海豚从高处落回海面过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,故C错误;
D.海豚在海面下加速下潜过程中,质量不变,速度变小,动能变小,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】对图甲进行受力分析,滑块P竖直方向上受到重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力,滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力,所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力,即;其受到方管Q的摩擦力
又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动,故风力等于摩擦力
对图乙竖直方向上进行受力分析,其竖直方向受到竖直向下的重力,竖直向上的摩擦力。
A.图乙中,滑块P受到方管Q的摩擦力
则f乙﹤G,故A错误;
BC.由于竖直向上的摩擦力小于竖直向下的重力,故滑块P向下做加速运动,故BC错误;
D.由于滑块P的速度一直增大,质量不变,所以动能一直增大,故D正确。
故选D。
4.A
【详解】由题可知,因为不计空气阻力,机械能守恒,铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化,若铅球落到地面时重力势能为零,则动能为最大值280J。由图可知,当铅球到最高点时,即距离地面2.5米时,动能为180J,则重力势能最大值为100J;已知铅球出手高度为2m,所以其重力势能小于100J。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.A
【详解】“魔罐”被推出后向前滚动的过程中,速度变小,同时魔罐内的金属块随魔盒一起转动,把橡皮筋拧紧,动能转化为橡皮筋弹性势能;魔罐开始向回滚动,橡皮筋弹性势能转化为动能;“魔罐”滚动的过程中,“魔罐”的质量不变,高度不变,重力势能不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.B
【详解】A.球在下落的过程中,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故A错误;
B.当球接触地面时,球会发生形变,球的动能转化为球的弹性势能,故B正确;
CD.球的动能越大,转化成的弹性势能越大,则小球的形变越大,在地面上形成的圆斑较大,故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大,即从更高处下落的,故CD错误。
故选B。
7.C
【详解】A.人从到的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增加;段速度逐渐变大,动能逐渐变大;段速度逐渐变小,动能逐渐变小,故A错误;
B.从到的过程中,质量不变、高度增大,重力势能增加;质量不变、速度逐渐变大,动能变大,故B错误;
C.人的质量一定,在点时速度最大,动能最大,故C正确;
D.弹性绳在点时弹性形变最大,弹性势能最大,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】A.a点是压缩弹簧后形变程度最大处,弹性势能也最大,故A错误;
B.因为水平杆光滑,所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力,则小球由a向b运动时会加速运动,故B错误;
C.小球质量一定,从a点到b点时速度越来越快,所以动能逐渐增大,故C正确;
D.b点是弹簧原长时小球的位置,弹性势能为0,小球到达b点后由于惯性继续向右运动,所以弹簧逐渐被拉伸,弹性势能逐渐变大,故D错误.
9.A
【详解】A.压缩点燃棉花,机械能转化为内能,内能增大,温度升高,棉花燃烧,故A符合题意;
B.蒸汽顶起壶盖,内能转化为机械能,故B不符合题意;
C.冬天哈气取暖,是热传递的过程,发生了内能的转移,不是能量的转化,故C不符合题意;
D.燃气推动活塞,内能转化为机械能,故D不符合题意。
故选A。
10.C
【详解】A.木块在AB段和BC段对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以所受的摩擦力不变,即木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力,故A错误;
B.木块在BC段运动得越来越慢,是因为摩擦力改变了它的运动状态,所受摩擦力大小不变,故B错误;
C.木块在BC段运动得越来越慢,在这个过程中物体克服摩擦做功,将机械能转化为内能,机械能减小,故C正确;
D.木块在AB段运动时,也要克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,故D错误。
故选C。
11.A
【详解】A.陨石坠入地球大气层成为流星,是陨石和空气摩擦生热的过程,是机械能转化为内能的过程.符合题意.
B.冬天,嘴对着双手哈气,是利用热传递的方式改变内能的.不符合题意.
C.汽油机的活塞在燃气推动下运动,内能转化为机械能.不符合题意.
D.不锈钢汤勺放在热汤中,是内能的一种转移.不符合题意.
12. 不变 变大
【详解】[1]质量是物体本身的一种属性,与物体的位置无关,故航天员升空的过程中其质量不变。
[2]航天员升空的过程中,其质量不变,距离地面的高度变大,故其重力势能变大。
13. 等于 b
【详解】[1]因为不计空气阻力,所以小球整个运动过程机械能守恒。因此小球在a点的机械能等于d点机械能。
[2]重力势能与物体的质量和高度有关,在质量一定时,高度越大,重力势能越大,所以b点的重力势能最大。
14. 减小 可能 不可能
【详解】[1]球经台面反弹后上升的过程中,质量不变,速度变小,高度升高,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能。
[2]球以一定速度从M点抛出,下降过程,重力势能转化为动能,动能增大;球接触台面的过程,动能转化为弹性势能及内能;反弹过程,弹性势能转化为动能,但此时的动能比接触台面时的动能小;上升过程,动能转化为重力势能,到达M点时,重力势能与下降时相同,动能一定比下降时的小,但不一定为0,那么球仍可向上升,直到速度为0,所以N可能比M高。
[3]小球从N点下降时,初速度为0,与台面接触的过程,有部分机械能转化内能,则再次上升过程,速度为0时,高度小于N点。
15. C 等于 变化
【详解】(1)[1]过山车在B点重力势能最大,在下降的过程中,重力势能转化为动能,再加上之前前进的动能,所以在C点动能最大。
[2]由图乙可知,B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。
[3]因为有摩擦以及空气阻力的原因,一部分机械能转化为内能,所以过山车的机械能是变化的。
16.动
【详解】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。
17. 10 增大
【详解】[1]原长为10cm的弹簧(质量不计)上端固定在天花板上,下端系一重为20N的小球,静止时小球位于A处,弹簧长度变为11cm,此时弹簧的伸长量为
11cm-10cm=1cm
因在一定范围内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得,在一定范围内,弹簧每伸长1cm,弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处,弹簧长度为11.5cm,此时弹簧的伸长量为
11.5cm-10cm=1.5cm
那么弹簧的弹力大小为
FB=1.5×20N=30N
在B处由静止释放,在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用,则合力大小为
F合=FB-G=30N-20N=10N
[2]由力与运动的关系可知,当合力方向与运动方向相同时,物体做加速运动。在B处时,受到的合力方上竖直向上,大小为10N,在A处时,弹簧的弹力大小等于重力,合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中,合力的方向一直是竖直向上的,运动的方向也是竖直向上的,故小球做加速运动。由于小球的质量不变,速度变大,所以小球的动能增大。
18. 不断变小 弹性势
【详解】[1]随着小明身体上升,弹力带的形变不断变小,对他向上的弹力不断变小。
[2]随着小明身体上升,弹力对他做功,弹力带弹性势能变小,小明的质量不变,高度升高,重力势能变大,弹力带将弹性势能转化为小明的机械能。
19. 形状 弹性势能
【详解】[1][2]指甲被指甲钳挤压发生了形变,此时的指甲具有弹性势能,当指甲被指甲钳剪短的时候,弹性势能将会释放,转化为指甲的动能,指甲就飞出去了。
20.机械能
【详解】根据题意可知,乳化炸药具有化学能,用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔,将岩石炸成碎块,岩石碎块飞出,具有机械能,所以该过程中化学能转化为机械能。
21. 升高 内 向上
【详解】[1][2]降落过程中着陆器与火星大气摩擦做功,将机械能转化为内能,自身内能增大,温度升高。
[3]推力发动机向下喷气,物体间力的作用是相互的,喷气就对着陆器产生向上的作用力。
22. 电 大
【详解】(1)蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的机械能;
(2)抽水蓄能电站在发电时,从能量的角度看,是将水的机械能最终转化为电能,水的机械能越大转化获得的电能越多,所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大,最初水的重力势能较大,有利于蓄能与发电.
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