第2节 机械能（机械能及其守恒）同步练习（含答案）

2021-2022学年浙教版科学机械能及其守恒
一．选择题（共9小题）
1．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点是小球摆到右侧最高点，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．小球的机械能总量逐渐变小
B．小球运动状态保持不变
C．小球的动能全部转化为重力势能
D．绳的拉力对小球做了功
2．下列过程中，机械能增大的是（　　）
A．火箭加速上升
B．热气球匀速下落
C．用弓将箭水平射出
D．雨滴在空中加速下落
3．以下的四个实例中，机械能正在减小的是（　　）
A．蓄势待发的火箭
B．水平匀速飞行的小鸟
C．匀速下降的气球
D．加速上升的飞艇
4．小东在匀速上楼的时候，机械能如何变化（　　）
A．增大
B．减小
C．不变
D．无法确定
5．在亚冬会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．从c点下落到d点过程中，机械能保持不变
B．由于气温低于0℃，所以赛道上冰的内能为0
C．从a点下滑到b点过程中，机械能保持不变
D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
6．如图所示，将摆球从A点静止释放，摆球在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　）
A．从A点到B点，摆球的重力势能转化为动能
B．从B点到C点，摆球的动能转化为重力势能
C．摆球在B点的动能最大
D．摆球在C点的机械能最小
7．如图所示，在做模拟“蹦极”的小实验时，橡皮筋的一端系一个小石块，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点自由释放后所能达到的最低点。若整个过程不计空气阻力，则小石块从A点到C点的运动过程中（　　）
A．小石块在C点时，它具有的机械能最小
B．从A点下落到B点的过程中，小石块的机械能减小
C．从B点下落到C点的过程中，小石块的机械能先增大后减小
D．小石块减少的重力势能全部转化为动能
8．甲、乙是两个相同的小球，如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）
A．抛出瞬间，乙球的机械能大于甲球的机械能
B．落地前的运动中，甲球的动能转化成重力势能
C．落地前的运动中，乙球的机械能先增大后减少
D．落地前的运动中，甲球与乙球的机械能一直相等
9．掷实心球是中考体育加试项目之一，如图为掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处，则实心球（a点、c点高度相同）（　　）
A．a、b、c三处机械能相等
B．在b处动能为零
C．在a、c两处重力势能相等
D．在d处机械能为零
　
二．填空题（共6小题）
10．如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故男演员离开跳台时的机械能一定　　乙女演员的势能（选填：大于/等于/小于）。
11．如图是卫星的轨道示意图。人造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。卫星在运行过程中机械能守恒。当卫星从远地点向近地点运动时，它的重力势能　　（增大/减小），速度越来越　　（快/慢），动、势能的转化是　　。
12．如图所示，斜面和水平面均光滑，在水平面上固定一弹簧，其初始位置在C点，现将一小球从A点由静止释放，经过BC段，然后压缩弹簧至D点后不再压缩。不考虑小球在拐角B处的能量损失和空气阻力，整个过程中机械能　　（填”守恒”或”不守恒”），小球在A处的重力势能　　弹簧在D点时的弹性势能（填“大于”、“小于”或“等于”）。
13．秋千荡起来，如果不继续用力会越荡越低，甚至停止；皮球落地后，每次弹起的高度都会比原来低。在这两个过程中，机械能　　了，转化成了　　能。机械能是否守恒　　，能的总量是否守恒　　。?
14．古人“钻木取火”，摩擦生热，属于机械能转化为　　能。
15．秋千荡起来，如果不持续用力会越荡越低，甚至停止；皮球落地后，每次弹起的高度比原来的低。在这个过程中，机械能减少了，这部分机械能转化成了　　能。在此过程中，机械能减少，能的总量　　。
　
三．解答题（共5小题）
16．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点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c的过程中弹簧和小球的能量是如何转化的。
17．如图，小球从某高度自由下落到竖放的弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（弹簧没有超出弹性限度），小球运动的速度先增大后减小，请解释这个现象。
18．蹦床比赛中，运动员从高处下落到蹦床上，经蹦床反弹后上升。请你说说运动员在这个过程中机械能是如何转化的。
19．如图展示了一些你熟悉的物理实验。请你根据要求填空
（1）图A表明：　　，在滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它上升的高度逐渐降低，产生此现象的原因是：　　。
（2）图B表明　　。
（3）图C实验中，使卡片能跳起来的做法是　　。
20．如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点。在整个过程中，皮球的机械能　　（选填“增加”、“减小”或“不变”）。由于存在摩擦，部分机械能转化为　　能，总能量　　（选填“守恒”或“不守恒”）
　
2021-2022学年浙教版科学机械能及其守恒
参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题）
1．解：AC、小球从A到B的过程中，大部分重力势能转化为动能；从B到C的过程中，大部分动能转化为重力势能。由于与空气有摩擦，摆动过程中部分机械能转化为内能，所以机械能总量减少，动能也不可能全部转化为重力势能；故A正确，C错误；
B、小球摆动过程中运动方向不断变化，速度不断变化，也就是运动状态在变化；故B错误；
D、细绳对小球有拉力，但小球在拉力的方向上没有移动距离，所以细绳的拉力对小球不做功；故D错误。
故选：A。
　
2．解：A、火箭加速上升，质量不变，其速度变大，故动能增大，由于高度升高，重力势能增大，故机械能增大，故A正确。
B、热气球匀速下落，动能不变，由于高度减小，故重力势能减小，故机械能减小，故B错误。
C、用弓将箭水平射出，箭在飞行过程中克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，故机械能减小，故C错误。
D、雨滴在空中加速下落过程中，雨滴克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，故机械能减小，故D错误。
故选：A。
　
3．解：A、蓄势待发的火箭（即火箭是静止的），火箭的质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变，所以火箭的机械能不变。故A不合题意；
B、水平匀速飞行的小鸟，质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变，所以机械能不变，故B不合题意；
C、匀速下降的气球，质量不变，速度不变，动能不变；高度变小，重力势能变小，所以机械能减小，故C符合题意；
D、加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大；高度增大，重力势能变大，所以机械能增大，故D不符合题意。
故选：C。
　
4．解：小东在匀速上楼时，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大；机械能增大。
故选：A。
　
5．解：A、从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，机械能的总和保持不变；故A正确；
B、任何物体在任何温度下都具有内能；故B错误；
C、从a点下滑到b点过程中，由于滑雪板与赛道间的摩擦，克服摩擦做功，消耗了部分机械能，故机械能减小；故C错误；
D、a点和e点都处于静止状态，动能为零，但由于a所处的位置高，a点的重力势能大于e点，故a点的机械能大于e点；故D错误；
故选：A。
　
6．解：A、从A→B的过程中，摆球的质量不变、高度减小、速度增大，所以重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。故A正确；
B、从B→C的过程中，摆球的质量不变、高度增大、速度减小，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能。故B正确；
C、摆球在B点时的速度最大，所以动能最大，故C正确；
D、不计空气阻力，摆球的机械能守恒，各点机械能一样大，故D错误。
故选：D。
　
7．解：从A点下落到B点的过程中，橡皮筋没有发生弹性形变，小石块不受弹力的作用，只受到重力的作用，整个过程不计空气阻力，机械能不变，故B错误。
从B点下落到C点的过程中，橡皮筋弹性形变不断增大，所以橡皮筋的弹性势能一直在增大，小石块机械能转化为橡皮筋的弹性势能，小石块的机械能减小，C点时，小石块的机械能最小，故A正确，C错误；
如下图所示，B点→D点：小石块受到重力和弹力作用，重力大于弹力，小石块加速运动，小石块的质量不变，速度增大，动能增大；小石块在D点瞬间小石块的重力和弹力相等，两个力是平衡力，由于惯性继续向下运动，机械能转化为弹性势能，故D错误；
故选：A。
　
8．解：A、抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相同，重力势能相同，故机械能相同；故A错误；
B、甲球在空中下落时，甲球质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能，故B错误；
C、由于不计空气阻力，乙球在运动的过程中只受重力的作用，机械能守恒，保持不变，故C错误；
D、不计空气阻力，甲和乙的机械能守恒，所以落地前的运动中，甲球与乙球的机械能一直相等，故D正确。
故选：D。
　
9．解：A、不计空气阻力，即说明球在空中的机械能是守恒的，在a、b、c三处的机械能相等，本题没有说明不计空气阻力，故A错误；
B、据图可知，球再b点时，竖直方向是静止的，但在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误；
C、重力势能的大小与物体的质量，高度有关，据图可知，a点、c点高度相同，重力势能相等，故C正确；
D、据图可知，球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，即机械能不为零，故D错误。
故选：C。
　
二．填空题（共6小题）
10．解：由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能。
故答案为：大于。
　
11．解：卫星从远地点到近地点运动过程中，速度变大，高度减小，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。
故答案为：减小；快；势能转化为动能。
　
12．解：不考虑小球在拐角B处的能量损失和空气阻力，整个过程中只有动能与势能相互转化，机械能守恒；
由于系统机械能守恒，小球减小的机械能等于弹簧的弹性势能的增加量，即小球在A处的重力势能等于弹簧在D点时的弹性势能。
故答案为：守恒；等于
　
13．解：秋千越荡越低，皮球弹起的高度比原来低，说明在这个过程中机械能是减少的，机械能不守恒；
秋千和皮球在运动的过程中，不可避免的要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能；
任何形式的能在转化为其他形式能的过程中，能的总量都是保持不变的，即能量是守恒的。
故答案为：减少；内；不守恒；守恒。
　
14．解：古人“钻木取火”是摩擦生热过程，消耗了机械能，使物体的内能增大，即机械能转化为内能。
故答案为：内。
　
15．解：秋千越荡越低，皮球弹起的高度比原来低，说明在这个过程中机械能是减少的，机械能不守恒；秋千和皮球在运动的过程中，不可避免的要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能；
任何形式的能在转化为其他形式能的过程中，能的总量都是保持不变的，即能量是守恒的。
故答案为：内；守恒。
　
三．解答题（共5小题）
16．答：小球在a点具有一定的弹性势能，动能为0，从a点运动到b点的过程中，弹簧的弹性形变减小，弹性势能减少，转化为小球的动能，小球的动能增加。小球在b点的动能最大，弹簧在b点的弹性势能为零。小球从b点运动到c点的过程中弹簧的弹性形变增大，弹性势能增加，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，小球的动能减少。小球运动到c点，小球的动能为零，弹簧的弹性势能最大。
　
17．答：小球压缩弹簧的过程中，弹簧的形变程度逐渐变大，对小球向上的弹力逐渐变大。当弹簧对小球向上的弹力小于小球的重力时，小球受到的合力向下，和运动方向相同，小球加速下落。当弹簧对小球向上的弹力大于小球的重力时，小球受到的合力向上，和运动方向相反，小球减速下落，小球运动的速度先增大后减小。
　
18．解：分四个过程分析：
①运动员从蹦床上方某点下落到接触蹦床：运动员的质量不变、速度增大、动能增大；质量不变、高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②运动员从接触蹦床到蹦床发生最大形变：运动员的质量不变、速度减小，动能减小；蹦床的弹性形变增大、弹性势能增大，动能转化为弹性势能；
③运动员从蹦床发生最大形变到恢复原状：运动员的质量不变、速度增大，动能增大；蹦床的弹性形变减小、弹性势能减小，弹性势能转化为动能；
④运动员离开蹦床上升：运动员的质量不变、速度减小，动能减小；质量不变、高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能。
可见整个过程中，机械能发生的转化有：重力势能转化为动能、动能转化为弹性势能、弹性势能转化为动能、动能转化为重力势能。
　
19．解：（1）图A中的滚摆运动时，滚摆上升时动能转化为重力势能，下落时，重力势能转化为动能；故说明动能和重力势能之间可以相互转化；在滚摆上下往复运动的过程中，它上升的高度逐渐降低，产生此现象的原因是滚摆与空气摩擦，损失掉一部分机械能；
（2）图B相当于一个滑轮组，小孩所拿的绳端相当于滑轮组的绳子自由端，故该现象表明使用滑轮组可以省力；
（3）图C中，当把图中的卡片扣压在桌面上并迅速（快或很快）放手，其弹性势能会转化为动能，这样卡片就能跳起来；
故答案为：（1）动能和重力势能之间可以相互转化；
滚摆与空气摩擦，损失掉一部分机械能；（2）使用滑轮组能省力；
（3）用手将卡片压平在桌面上，迅速松开手。
　
20．解：据图可知，皮球位于A、B两点时，其质量不变，高度相等，故其所具有的重力势能相等；
A点继续上升到达的高度大于B点继续上升到达的高度，所以转化为的重力势能大，故A点的动能大于B点的动能；
同时据图能看出，该过程中，皮球被反弹的高度逐渐变小，即说明在反弹过程中有一部分机械能转化成了内能，故该过程中的机械能是减小的；
根据能量守恒定律，能量的总量是守恒的。
故答案为：减小；内；守恒。