10.3机械能及其转化
一、单选题
1.“收官之作,星耀全球”。2020 年 6 月 23 日,长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射,标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。下列说法正确的是( )
A.燃料燃烧时,将化学能转化为内能
B.火箭加速升空时,将重力势能转化为动能
C.卫星上的太阳能电池板将太阳能转化为机械能
D.火箭用液氢作为燃料是因为它的热值小
2.下列过程中,属于动能转化为重力势能的是
A.水从高处往下泻落
B.骑自行车下坡,不蹬脚踏板,车速越来越大
C.小孩从滑梯上匀速滑下
D.跳高运动员从起跳到越杆的过程
3.小红在操场上将皮球斜向上抛出,皮球被抛出后的运动轨迹如图所示,图中a、c 两点处于同一高度。则下列判断中正确的是( )
A.b点重力势能最大,动能为零 B.a、c两点的动能相等
C.d点的机械能大于e点 D.b到d的过程中机械能总量不变
4.图示是在体育测试中投掷铅球的过程示意图,铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,d点是铅球运动的最低点。整个过程中,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在a到d的过程中,人对铅球没有做功
B.在c到d的过程中,铅球的动能转化为重力势能
C.在b到d的过程中,铅球的重力势能能先减少后增加
D.在b到d的过程中,人对铅球没有做功
5.弹簧左端固定在挡板上,小车压紧弹簧,释放后被弹开,最终静止,如图,从小车释放到静止的过程中,下列分析正确的是( )
A.弹簧的弹性势能先增加后减小
B.弹簧的弹性势能先减小后增大
C.小车的动能先增加后减小
D.小车动能一直减小
6.如图所示,过山车是一项惊险刺激的游戏项目,下列关于过山车的机械能说法正确的是( )
A.刚开始过山车匀速被拉升时,机械能不变
B.过山车向下俯冲时,重力势能转化为动能
C.通过环形轨道最高点时,重力势能最大,动能为0
D.过山车在运行过程中机械能守恒
7.下列过程中,重力势能转化为动能的是( )
A.篮球被向上抛起来 B.张开的弓把箭水平射出去
C.苹果从树上落下来 D.空中某一高度匀速飞行的飞机
8.如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则下列说法正确的是( )
A.t1~t2这段时间内,小球减小的重力势能等于弹簧增加的弹性势能
B.t1~t2这段时间内,小球动能先增加后减小
C.t2~t3这段时间内,小球的动能一直增加
D.t2~t3这段时间内,小球的机械能不变
9.如图所示,质量为m的小球从静止下落,落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上,到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等,图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.到达A点时,小球的动能最大
B.下落过程中,小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C.到达C点时,小球的动能为零,受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力
D.从A到B,小球减少的重力势能等于增加的动能
10.如图甲所示,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,从a至c的过程中,小球在b处速度最大,小球的速度v和弹簧被压缩的长度L之间的关系如图乙所示,不计空气阻力,则从a至c的过程中,下列说法中正确的是( )
A.在a处时小球受到的弹力等于自身重力
B.小球在c处速度为零,处于平衡状态
C.在ab段小球所受弹力小于重力,处于加速运动阶段
D.在bc段弹簧的弹性势能由小球的重力势能转化而来
二、填空题
11.跳伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开,降落至地面时速度为零,运动员从开伞到降至地面的过程中重力势能_____,机械能_____。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
12.如图所示,小球由B点向C点运动过程中,______能逐渐减小,小球摆到______点时动能最大。
13.如图,展示了一些你熟悉的物理图形,请你根据要求填空。
(1)如图a中点燃的蜡烛上下摆动,形成跷跷板。涉及的物理原理是______;
(2)如图b是用绳和木棍体验“滑轮组”威力的实验,该实验说明了______;
(3)如图c、d两个实验可以说明的同一个物理问题是:______。
14.2021年5月29日,“天舟二号”货运飞船在海南文昌成功发射,在约8小时后与“天和一号”核心舱在太空中完成精准对接,如图所示。若不计燃料和外壳的质量损耗,在加速升空过程中,“天舟二号”的重力势能______,在减速对接过程中,“天舟二号”的动能______(均选填“变大”、“变小”、“不变”)。
15.如图所示,甲球的质量大于乙球的质量,在同一高度同时以大小相等的速度将甲球竖直向下抛、乙球竖直向上抛,忽略空气阻力,抛出时甲球的重力势能 ______(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙球的重力势能;落地前空中运动过程中,乙球的机械能 ______(选填“增大”、“先增大后减小”、“不变”或“减小”),甲球落地时的动能 ______(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙球落地时的动能。
16.如图所示,将木块放在压缩了的弹簧旁A点处,释放弹簧,木块沿水平地面向右运动,离开弹簧后,木块运动一段距离后停在B点,若图中O点是弹簧保持原长时木块所在的位置,则木块从A点运动到O点过程中,动能的大小变化情况是________(填“不变”、“一直变大”、“一直变小”、或“先变大后变小”),最终停在B点的原因是________.
三、简答题
17.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。
根据图中的情景,找出一个与力或能量有关的物理现象,并指出对应的物理知识。(不得与示例重复)
示例:物理现象:运动员越杆后下落过程速度越来越快;物理知识:运动员具有的重力势能转化为动能:
物理现象:__________________________;
物理知识:_________________________。
18.阅读下文,然后回答文后问题.
在深达百米的巨大矿坑内观赏工业遗址实景,头顶上还“悬浮着”世界上最大的冰雪与水结合的室内主题乐园﹣这不是幻想,两年之后,长沙市民就可以到坪塘体验这种前所未有的休闲度假方式.根据设计,冰雪世界的建筑将像一个大飞碟扣在矿坑上,不过只覆盖矿坑的三分之一,如同悬浮在空中.“飞碟”总建筑面积约12万平方米,靠南边三分之二的区域是雪乐园,靠北边三分之一的区域是水乐园,在水乐园的北边和矿坑的东边是室外水乐园,利用坑的高度形成全球最长的一条滑道,从顶部到底部,长度约600米,高差有45米,顺着滑道漂流下去要8分钟时间.“飞碟”下方设计成漏斗形的玻璃圆锥筒,把光线引入100米的深坑内.同时,大胆尝试将部分水乐园活动项目置于雪乐园屋面之上,形成水与雪的垂直主题叠加.这种做法既让戏水的游客尽情领略矿坑的风光,又为雪乐园独特的室内保温环境提供了天然的隔热屏障.
(1)“顺着滑道漂流下去”时,以_____为参照物时,漂流者是运动的.
(2)从文中找出一个物理现象,提出问题,并回答问题.
问:_____
答:_____
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
2.D
3.C
4.D
5.C
6.B
7.C
8.B
9.B
10.C
11.减小 减小
12.动 B
13. 杠杆原理(杠杆的平衡条件) 使用滑轮组可以省力 动能和势能可以相互转化
14.变大 变小
15.大于 不变 大于
16.先变大后减小 受到摩擦阻力
17.撑杆起跳上升时,杆变弯 力能使物体发生形变
18. 滑道 顺着滑道漂流下去的过程中,机械能是如何转化的 重力势能转化为动能
答案第1页,共2页
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