中小学教育资源及组卷应用平台
2024年浙江省中考二轮专题复习
★专题10 能的形式、转移与转化突破★
【课程标准】
①结合实例了解能的多种形式(机械能、内能、电磁能、 化学能、核能等)。
②了解动能和势能的影响因素;知道动能和势能可以相互转化,以及机械能守恒的含义。
③能举出能的转化与转移有一定的方向性的实例。
④通过实例认识能的转化的普遍性。知道能量守恒定律,初步了解“永动机”是不可能实现的。
【学业要求】
①认识常见的能的形式及其转化。
②知道机械能转化与守恒的条件和规律,能解释相关问题。
考点一:认识常见的能的形式及其转化
1.能量形式多种多样,下列有关物体具备的能量描述错误的是( )
A.风具有风能 B.奔跑的豹有动能
C.食物中有化学能 D.跳水运动员有弹性势能
【答案】D
【知识点】能量及其存在的不同形式
【解析】【分析】(1)空气流动形成风,风具有的能量叫风能;
(2)物体由于运动而具有的能叫动能;
(3)化学能是物质发生化学反应时才释放出来的能量,一般储存在物体内部。
(4)物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
【解答】A.风具有风能,故A正确不合题意;
B.奔跑的豹有动能,故B正确不合题意;
C.食物中有化学能,故C正确不合题意;
D.跳水运动员没有发生弹性形变,不具有弹性势能,故D错误符合题意。
故选D。
2.(2021九上·龙湾期中)关于能量的描述不正确的是( )
A.挂在墙上的弹弓具有弹性势能 B.声音也具有能量
C.正在行驶的火车具有动能 D.太阳的光具有光能
【答案】A
【知识点】能量及其存在的不同形式
【解析】【分析】根据对能量形式的认识和理解判断。
【解答】A.挂在墙上的弹弓,没有发生弹性形变,不具有弹性势能,故A错误符合题意;
B.声音能够将玻璃震碎,因此具有能量,故B正确不合题意;
C.正在行驶的火车,由于运动具有动能,故C正确不合题意;
D.太阳的光具有光能,故D正确不合题意。
故选A。
3.(2024九上·临海期末)如图是三门核电站的发电流程示意图。在发电时,能量的转化过程是( )
A.核能→内能→机械能→电能 B.内能→核能→机械能→电能
C.核能→机械能→内能→电能 D.机械能→核能→内能→电能
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来加热水,用产生的高温、高压蒸汽作为动力,推动蒸汽涡轮机转动,从而带动发电机发电的。
【解答】核电站中的核反应堆发生的是裂变反应。由核能发电的过程可知,核能发电的能量转化过程是:核能→内能→机械能→电能。
故答案为:B。
4.(2024九上·临海期末)杭州亚运会滑板男子碗池比赛中,我国运动员陈烨获得冠军。如图是他在转体腾空后继续向上的过程,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.动能减小,机械能不变 B.动能增大,机械能增大
C.势能减小,机械能不变 D.势能增大,机械能减小
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】判断人与滑雪板动能和重力势能大小的变化,从动能和重力势能大小的影响因素考虑。动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
【解答】比赛时,她在腾空后继续向上的过程中,如果不计空气阻力,她的机械能是守恒的。此过程中她的质量不变,速度变小,动能变小,高度变大,重力势能变大。A正确。
故答案为:A。
5.(2023·湖州)2023年5月11日,天舟六号货运飞船与空间站完成对接。这是我国改进型货运飞船首发船,其发射成功意义重大。下列说法正确的是( )
A.起飞时,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B.对接完成后,以空间站为参照物,飞船是静止的
C.货物从地面运到空间站,其质量与重力都保持不变
D.完成对接后,空间站绕地球运动时运动状态保持不变
【答案】B
【知识点】质量及其特性;参照物及其选择;力的作用效果;重力及其方向;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识判断;
(2)根据参照物的知识判断;
(3)根据质量和重力的特点判断;
(4)运动状态改变包括:静止变运动,运动变静止,速度大小改变和运动方向改变。
【解答】A.起飞时,燃料的化学能不能全部转化为火箭的机械能,因为热量有损失,故A错误;
B.对接完成后,以空间站为参照物,飞船的位置保持不变,因此它们是静止的,故B正确;
C.货物从地面运到空间站,虽然位置发生改变,但是质量不变。所有的物体在太空中都处于失重状态,因此重力会减小为零,故C错误;
D.完成对接后,空间站绕地球运动时,速度大小和方向不断改变,那么它的运动状态保持不断改变,故D错误。
故选B。
6.如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯.它“头顶”小风扇,“肩扛”光电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池.下列解释合理的是( )
A.光电池板是将电能转化为光能
B.小风扇利用风力发电,将机械能转化为电能
C.照明灯是将内能转化为电能
D.蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【解答】A.光电池板工作时是将光能转化为电能,选项A错误;B.小风扇利用风力发电,将风能转化为电能,风能属于机械能,选项B正确;C.照明灯是将电能转化为光能,选项C错误;D.蓄电池夜晚放电,将化学能转化为电能,选项D错误;故选B
【分析】太阳能和风能是具有大量能量的天然资源,科人们正在研发设备应用它们;风力发电将风能转化为电能,太阳能电池将太阳能转化为电能.
7.(2023·宁波模拟)2022年9月12日超强台风“梅花”带来了强降水。关于“梅花”台风下列说法正确的是( )
A. 人可以听到台风到来前的次声波
B.台风引发的暴雨会导致山体滑坡,山体下滑时机械能不变
C.台风会掀翻屋顶,说明流体中流速大的位置压强大
D.台风具有较大的机械能,能够做的功多,破坏力大
【答案】D
【知识点】超声波与次声波;流体压强与流速的关系;功;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】地震、海啸、台风、火山喷发等自然现象发出次声波,人耳不能听到;流体的流速越大,压强越小;物体能够做功,物体具有能,物体具有能越大,能够做功就越大;
【解答】A. 人耳是听不见超声波和次声波的;人耳可以听到的频率范围为20赫兹到20000赫兹;低于20赫兹的叫做次声波;高于20000赫兹的叫做超声波;所以人可以听到台风到来前的次声波是错误的;
B. 台风引发的暴雨会导致山体滑坡,山体下滑时机械能转化为内能,所以机械能减小,B错误;
C. 台风会掀翻屋顶,说明流体中流速大的位置压强小,屋外的空气流速快,压强小,屋内气压大于屋外气压,把房顶掀翻,C错误;
D. 台风具有较大的机械能,能够做的功多,破坏力大 ,D正确;
故答案为:D.
8.(2023·舟山模拟)为全力打造“西湖蓝”,杭州对环境进行了全面整治,如:大力推广使用各类清洁能源、新能源等。目前杭州纯电动公交已占运营车辆的90%左右。下列有关叙述合理的是( )
A.电能、核能、汽油属于新能源
B.用汽油做燃料的汽车排出的废气主要对人体消化道造成严重影响
C.大量使用纯电动公交可以减少尾气排放
D.纯电动公交在充电过程中将化学能转化为电能
【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移;能量的转化与守恒定律;新能源及其开发与利用
【解析】【分析】 新能源主要包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能。以及海洋表面与深层之间的热循环等。
【解答】A. 核能属于新能源,电能和汽油不属于新能源,A错误;
B.用汽油做燃料的汽车排出的废气主要对人体呼吸道造成严重影响,B错误;
C.大量使用纯电动公交可以减少尾气排放,正确;
D.纯电动公交在充电过程中将电能转化为化学能,D错误;
故答案为:C.
9.(2023·杭州模拟)过山车是杭州乐园里一项刺激有趣的项目。过山车会由机械将车体送至左侧高台上,推出高台后便不再提供动力,下列过山车模型中,一定无法到达右边平台的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】首先在不考虑摩擦和空气阻力时,根据各选项过山车在出发点速度是否为零,分别对过山车运行过程中能够达到的最高点与实际最高点相比较,即可分析出过山车能否通过最高点,如果过山车能够通过最高点,再比较右边平台高度与出发点高度的关系,确定能否到达右边平台;最后再结合实际运行过程中存在摩擦和空气阻力导致机械能减少进行判断哪个选项符合要求。【解答】在过山车运动过程中,发生动能和势能的相互转化,下降时重力势能转化为动能,上升时动能转化为重力势能。在实际运行中由于摩擦和空气阻力的存在,克服摩擦做功,部分机械能会转化为内能,导致过山车的机械能逐渐减少;设左侧平台的高度为h0;
A.图中过山车在出发点速度v0=v,不考虑摩擦和空气阻力时,过山车在运行过程中能够达到的最大高度必超过h0,在图中过山车整个运行过程中的任意一点的高度均小于h0,所以物体在整个运行过程中,动能不为零,速度均不为零,物体能够顺利到达右边平台。在实际运行中由于存在摩擦和空气阻力,会有部分机械能转化为内能,导致运行过程中机械能持续减少,如果损失的机械能不多,则依然有可能过山车顺利到达右边平台,故A不合题意;
B.图中过山车在出发点速度为零,不考虑摩擦和空气阻力时,过山车在运行过程中能够达到的最大高度为h0,在图中过山车整个运行过程中的任意一点的高度均小于h0,所以物体在整个运行过程中,动能不为零,速度均不为零,物体能够顺利到达右边平台。在实际运行过程中,肯定会有机械能的损失。如果机械能损失的不多,那么过山车可能到达右边平台,故B不合题意;
C.图中过山车在出发点速度v0=v,不考虑摩擦和空气阻力时,过山车在运行过程中能够达到的最大高度大于h0,图中过山车运行过程中的最高点超过h0,但只要过山车速度足够大,过山车依然能够通过最高点,到达右边平台;在实际运行中由于存在摩擦和空气阻力,会有部分机械能转化为内能,导致运行过程中机械能持续减少,如果损失的机械能不多,则依然有可能过山车顺利到达右边平台,故C不合题意;
D.图中过山车在出发点速度为零,不考虑摩擦和空气阻力时,过山车在运行过程中能够达到的最大高度为h0,在图中过山车运行过程中的最高点为h0,过山车到达最高点时的速度为零,由于惯性,过山车仍然能够经过最高点;在实际运行中由于存在摩擦和空气阻力,会有部分机械能转化为内能,导致运行过程中机械能持续减少,则过山车在到达最高点之前速度已经为零,过山车将不能通过最高点,一定无法到达右边平台,故D符合题意。
故选D。
10.(2022九上·慈溪竞赛)摆球从A点由静止释放,依次经过B、O、C到达右侧最高点D,如图所示。在这个过程中,摆球机械能最小的位置是( )
A.A位置 B.B位置 C.O位置 D.D位置
【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据机械能与内能的转化的知识判断。
【解答】根据图片可知,A为开始时的最高点,D为结束时的最高点,二者的动能都为零,D点的重力势能小于A点。根据“机械能=动能+重力势能”可知,D点的机械能小于A点,因此摆球在运动过程中有能量损失,即运动时间越长,能量损失越多,则D点机械能最小,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
11.(2024九上·杭州期末)下图表示撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况判断错误的是( )
A.助跑阶段,运动员的化学能转化为动能
B.撑杆起跳阶段,运动员的重力势能增加
C.撑杆起跳阶段,运动员的动能不变
D.越过横杆后,运动员的重力势能减小
【答案】C
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据在撑杆跳高时,运动员在助跑、撑杆起跳、越横杆三个阶段中能量的转化情况进行判断。
【解答】A.在助跑阶段,运动员速度在增大,动能增大,消耗了人体的能量,这个能量属于化学能,因此在此过程中,是运动员的化学能转化为动能,故A正确,但不符合题意;
B.在撑杆起跳阶段,运动员的高度增大,质量不变,重力势能增大,故B正确,但不符合题意;
C.在撑杆起跳阶段,运动员的速度减小,质量不变,动能减小,故C错误,但符合题意;
D.越过横杆后,运动员的高度减小,质量不变,重力势能减小,故D正确,但不符合题意。
故答案为:C。
12.(2023·杭州模拟)汽车开动和人的生命活动都需要能量,能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示,下列分析错误的是( )
A.都通过氧化反应释放出能量
B.都将其他形式的能转化为化学能
C.都参与自然界的碳循环和氧循环
D.都遵循能量的转化和守恒定律
【答案】B
【知识点】自然界中的氧循环和碳循环;能量的相互转化和转移;氧化反应
【解析】【分析】(1)根据氧化反应的分类来分析;
(2)根据化学反应中的能量变化来分析;
(3)根据燃烧与呼吸作用来分析;
(4)根据能量守恒来分析。【解答】A.人的呼吸作用是缓慢氧化,汽油的燃烧是剧烈氧化,都属于氧化反应释放能量,故A正确不合题意;
B.燃烧和呼吸作用都是将化学能转化为其他形式的能,故B错误符合题意;
C.含碳燃烧可将氧气转化为二氧化碳,呼吸作用将氧气转化为二氧化碳,因此这两个过程都参与自然界的碳循环和氧循环,故C正确不合题意;
D.化学变化都遵循能量的转化和守恒定律,故D正确不合题意。
故选B。
13.小明用可乐瓶制作水火箭,先在瓶中装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图所示);打开阀门后,水会从尾部的金属管向下喷出,使水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是( )
A.上升过程中,水火箭瓶内气体的内能减少
B.上升过程中,喷出的水对水火箭有向下的推力
C.下降过程中,水火箭的动能转化为重力势能
D.下降过程中,水火箭的机械能逐渐增大
【答案】A
【知识点】能量的相互转化和转移;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.根据内能和机械能的转化分析;
B.根据力的作用的相互性分析;
C.根据动能和重力势能的大小变化判断;
D.根据机械能和内能的转化判断。
【解答】A.上升过程中,水火箭将气体的内能转化为机械能,则瓶内气体的内能减少,故A正确;
B.上升过程中,水火箭向下喷水,对水施加向下的作用力。根据相互作用力的知识可知,喷出的水对水火箭有向上的推力,故B错误;
C.下降过程中,水火箭的动能增大,重力势能减小,则重力势能转化为动能,故C错误;
D.下降过程中,水火箭与空气摩擦,部分机械能转化为内能,即机械能减小,故D错误。
故选A。
14.(2022九上·杭州月考)如图所示,40g的金属小球从导轨a处静止下滑,一次经过b处、c处,到达d处时恰好停下。下列说法错误的是( )
A.小球从a到b,重力做功0.24J
B.小球到达c点时动能为0
C.从a到d,小球损耗的机械能为0.16J
D.从b到c,小球的一部分动能转化为势能
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用;能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的知识,结合功的计算式W=Gh分析判断。
【解答】A.小球从a到b时高度降低0.6m,则小球的重力做功W=Gh=0.04kg×10N/kg×0.6m=0.24J,故A正确不合题意;
B.小球到达c点时时,仍然有向左运动的速度,即此时动能不为零,故B错误符合题意;
C.从a到d,小球损耗的机械能为:△W=G×△h=0.04kg×10N/kg×(0.6m-0.2m)=0.16J,故C正确不合题意;
D.则从b到c,小球高度增大,重力势能增大,由于在c点时小球仍然有动能,因此则小球的一部分动能转化为势能,故D正确不合题意。
故选B。
15.(2023·南浔模拟)能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析正确的是( )
A.电能→化学能 B.重力势能→动能
C.电能→机械能 D.内能→机械能
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据能量转化的知识判断。
【解答】A.水果电池将化学能转化为电能,故A错误;
B.瀑布倾泻时,将水的重力势能转化为水的动能,故B正确;
C.在电磁感应现象中,将机械能转化为电能,故C错误;
D.钻木取火时,将机械能转化为内能,故D错误。
故选B。
考点二:知道机械能转化与守恒的条件和规律,能解释相关问题
1.(2024九下·平湖开学考)如图甲所示的消毒机器人沿水平路线不断喷洒消毒水,以此对商场二楼环境进行消毒,其运动速度和质量随时间变化情况如图乙所示。则在0~t秒时间内,该机器人的( )
A.重力势能一定减小 B.动能一定增大
C.重力势能一定不变 D.动能一定不变
【答案】A
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】影响重力势能的因素是物体的质量和高度;影响动能的因素是质量和速度。
【解答】由于机械人没水平路线喷洒消毒水,在移动的过程中总质量在减小,而高度不变,所以重力势能一定减小,而速度在增大,动能的大小无法确定如何变化,故A正确,BCD错误。
故答案为:A。
2.(2024九下·平湖开学考)2022年11月29日23时,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,火箭所用燃料是偏二甲肼与四氧化二氮。随着我国科技的进步,未来我国的运载火箭将可以使用国产液态氢作为燃料。下列说法正确的是( )
A.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的热值
B.火箭加速升空的过程中,火箭的动能转化为重力势能
C.火箭加速升空的过程中,航天员的机械能守恒
D.火箭飞行过程中,燃料燃烧产生的内能全部转化为火箭的机械能
【答案】A
【知识点】能量的转化与守恒定律;燃料的热值
【解析】【分析】(1)液态氢具有较大的热值,和其他燃料相比,完全燃烧相同质量的液态氢可以释放出更多的热量;
(2)动能的影响因素:物体的质量和运动速度;重力势能的影响因素:物体的质量和物体所处的高度;
(3)燃料燃烧释放的内能部分转化成火箭的机械能,一部分散失了。
【解答】A.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢可以释放出更多的热量,故A正确;
B.火箭加速升空过程中,速度和高度都增加,动能增加,重力势能增加,机械能增加,不是动能转化为重力势能,故B错误;
C.火箭加速升空的过程中,航天员质量不变,速度和高度都增加,机械能增加,故C错误;
D.燃料燃烧产生的内能只有一部分转化成火箭的机械能,还有一部分被损失了,故D错误。
故答案为:A。
3.(2023·西湖模拟)如图弹簧左端固定,用力将木块压缩弹簧到O点,静止释放后木块在水平地面上向右滑行,经弹簧原长为S1点,继续滑行至S2点停下。木块从O点开始运动所经过的路程为S,则在整个运动过程中木块和弹簧所具有的机械能总量(E)与木块经过的路程(S)的关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用;能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】根据能量转化的知识,结合功的计算式W=fs分析判断。
【解答】在整个运动过程中,弹簧的弹性势能先转化为木块的机械能和内能,然后木块的机械能再全部转化为内能,即木块和弹簧具有的机械能总量是不断减小的,直至为零。木块减小的机械能等于克服摩擦阻力做的功,则木块和弹簧具有的机械能剩余量为:W'=E-fs=-fs+E。
观察发现,木块和弹簧具有的机械能剩余量与木块经过的路程s之间为一次函数关系,即图像为一条斜线,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.(2024九下·龙湾开学考)手机具有录音和显示波形的功能。将一乒乓球从一定高度由静止释放,利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音,其波形随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.每次发声的时间间隔不相等
B.整个过程中乒乓球的机械能依次变小
C.乒乓球每次与台面碰撞的最大弹性势能都相同
D.整个过程依然遵循能的转化与守恒定律
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能的大小与质量、速度有关、重力势能的大小与质量、高度有关;弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关;机械能为动能和势能的和;自然界的一切现象都符合能量转化和守恒定律。
【解答】A、根据图像可知,乒乓球每次发声的时间间隔变短,故A正确;
BCD、根据波形图可知,乒乓球每次发声时的振幅变小,乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度变小,这说明弹性势能是减小的;此过程中乒乓球的动能和重力势能转化为弹性势能,弹性势能减小,说明机械能逐渐变小,但整个过程依然遵循能的转化与守恒定律,能的总量保持不变,故BD正确,C 错误;
故选:C。
5.(2023九上·安吉月考)2023年5月30日,景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船,成功进入中国空间站,与神舟十五号航天员会师天宫,如图所示。下列说法正确的是( )
A.飞船在升空过程中,只存在动能和势能的相互转化
B.漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零
C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行,在近地点时动能最小
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】重力势能的大小跟质量和高度有关,质量越大高度越高,势能越大,据此对各个选项分析判断。
【解答】A.飞船在升空过程中,由于需要克服空气的阻力做功,所以机械能会转化为内能,并不是只存在动能和势能的相互转化,故A错误;
B.漂浮在空间站中的宇航员具有一定的高度,虽然宇航员处于“失重”状态,但重力并不为零,所以其重力势能不为零,故B错误;
C.空间站组合体在轨运行过程中由于是真空环境,不会受到空气阻力,只存在机械能的相互转化,所以机械能守恒,故C正确;
D.飞船在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行,由远地点到近地点的过程中,高度变小,重力势能变小,速度变快,动能变大,到达近地点时,动能最大,重力势能最小,故D错误。
故选C。
6.(2023九上·奉化期中)轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上,另一端固定在竖直的墙上(保持弹簧与水平面平行),当弹簧处于自然状态时,物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放,发现物块向左移动,最终停在M处。下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,物块的机械能保持不变
B.从N到M的过程中,弹的弹性势能先减小后增大
C.物块经过O处时,受到的摩擦力方向发生改变
D.物块停在M处时,受到水平向右的摩擦力
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移;能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】轻质弹簧在O点的时候是原长,此时弹性势能为零;拉伸到N点时,形变量最大,此时弹性势能最大。由N点开始释放,向左运动到O点,弹簧形变量越来越小,所以弹性势能是由大变小;从O点到M点继续向左运动,弹簧又处于压缩状态,并且形变量越来越大,所以弹性势能又开始变大,所以整个过程的弹性势能,是由大变小再变大。又由于水平面是粗糙的,有摩擦,所以机械能不守恒。
【解答】A、因为摩擦损耗,整个过程机械能越来越小,A错误。
B、根据上述分析,B正确。
C、物体的运动方向是向左的,所以摩擦力方向向右,C错误。
D、M点时物体静止,受到了向右的推力,要保持静止状态,肯定受到平衡力的作用,那么摩擦力的方向是向左,D错误。
故答案为:B
7.(2023九上·舟山月考)如图所示,小球从左侧斜面的P点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点,M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是( )
A.小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B.小球从P点向Q点运动的过程中,机械能保持不变
C.小球通过M、N两点时的速度大小相等
D.小球从P点向Q点运动的过程中,所受支持力不做功
【答案】D
【知识点】力是否做功的判断;能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】机械能包含动能和势能,势能大小与高度和质量有关,高度越高,质量越大,势能越大,动能大小与速度和质量有关。质量越大,速度越大,动能越大。物体受到力的作用且在力的方向上有距离通过,就说这个力对物体做功了。
【解答】AB、由题图可知,小球从P点由静止释放,能到达最右侧的Q点,Q点的高度要小于P点的高度,则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能,小球的速度为0,动能为0,则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能,这说明小球在运动的过程中,机械能变小了;小球在左侧斜面向下运动的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,由于机械能逐渐变小,所以重力势能没有全部转化为动能,故AB错误;
C、小球通过M、N两点时,高度相同,质量不变,则重力势能相同,由于机械能逐渐变小,则M点的机械能要大于N点的机械则M点的机械能要大于N点的机械能,所以M点的动能要大于N点的动能,即M点的速度大于N点的速度,故C错误;
D、小球从P点向Q点运动的过程中,支持力方向垂直于速度方向,物体在支持力的方向上没有通过距离,所以支持力不做功,故D正确。
故选:D。
8.(2023·宁波模拟)2022年,工程师开发出一种“可穿戴微电网”,当人体运动时,穿戴设备通过摩擦发电,这些电可以收集并存储起来为小型电子设备供电。“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是 能转化成电能,该过程中能量 (填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】机械;守恒
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识解答;
(2)根据能量转化和守恒定律分析解答。
【解答】“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是机械能转化成电能,该过程中能量守恒。
1.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板,在光照时发电,给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是( )
A.电能→机械能→光能 B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能 D.机械能→电能→光能
【答案】C
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,只能从一个物体传递给另一个物体,而且能量的形式也可以互相转换。这就是人们对能量的总结,称为能量守恒定律。
【解答】太阳能板发电时,光能转化为电能;电能板给电动机供电调节百叶窗的开合,是电能转化为机械能;所以全过程是光能→电能→机械能;
故答案为:C。
2.(2024九下·龙湾开学考)如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影,跳水运动员在起跳向上运动的过程中(忽略空气阻力)( )
A.动能不变,重力势能不变 B.动能增大,机械能增大
C.重力势能增大,机械能不变 D.动能减少,机械能减少
【答案】C
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能大小与质量,速度有关,势能大小与质量高度有关,考虑空气阻力时,机械能转化为内能,机械能减小,内能增大;不考虑空气阻力时,机械能守恒。
【解答】跳水运动员向上运动过程中,运动员的质量不变,速度变小,动能变小;高度变大,重力势能增大;不考虑空气阻力时,机械能守恒,机械能保持不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
3.(2023九上·拱墅期末)2022年10月4日,我国神舟十四号返回舱成功着陆。如图所示为返回舱返回地面时的情境,返回舱打开降落伞后到着陆前,其运动可视为竖直向下的减速运动,则返回舱在这段时间内( )
A.动能不变 B.重力势能不变
C.机械能减小 D.所受重力不做功
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)(2)(3)动能与速度和质量有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能。
(4)做功的要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】返回舱打开降落伞后到着陆前,其运动可视为竖直向下的减速运动,即质量不变,速度减小,则动能减小;质量不变,高度减小,则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知,返回舱的机械能减小,故C正确,而A、B错误;
返回舱的重力竖直向下,它在向下的方向上通过了距离,因此重力做功,故D错误。
故选C。
4.(2023九上·浦江) 2023年5月搭载神舟十六号载人飞船的火箭所用燃料是偏二肼与四氧化二氮。随着我国科技的进步,未来我国的运载火箭技术可以使用国产液态氢作为燃料,下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空的过程中,航天员的机械能能守恒
B.火箭加速升空的过程中,火箭的动能转化为重力势能
C.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的热值
D.火箭飞行过程中,燃料燃烧产生的内能全部转化为火箭的机械能
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;燃料的热值
【解析】【分析】AB.动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能;
C.热值是表示燃料燃烧放热本领大小的物理量;
D.根据能量转化和转移的知识判断。
【解答】A.火箭加速升空的过程中,航天员的速度增大,则动能增大;高度增大,则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知,航天员的机械能变大,故A、B错误;
C.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的热值,故C正确;
D.火箭飞行过程中,燃料燃烧产生的内能部分转化为火箭的机械能,还会有部分内能散失,故D错误。
故选C。
5.(2024九下·义乌开学考)如图,甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛,乙以相同的速度v,与水平面成角向右上方抛出,有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能(不计空气阻力),说法正确的是( )
A.动能: B.动能:
C.重力势能: D.重力势能:
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】重力势能与质量和高度有关,动能与质量和速度有关,根据“机械能=动能+重力势能”的知识分析判断即可。
【解答】根据题意可知,甲和乙在同一水平面上,抛出时速度相同,则动能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知,开始时二者的机械能相等。
甲竖直上抛,则最高点时速度为零;乙斜射上抛,则最高点时速度不为零,那么最高点时甲的动能小于乙的动能,故A正确,B错误;
根据“机械能=动能+重力势能”可知,最高点时甲的重力势能大于乙的重力势能,故C、D错误。
故选A。
6.(2024九上·江北期末)杭州第19届亚运会帆船比赛在宁波象山亚帆中心举行,运动员借助风力,不时地调节舷杆,让帆船快速前行。下列说法正确的是( )
A.帆船在整个运动过程中势能保持不变
B.帆船在加速前进过程中动能保持不变
C.帆船在前进过程中机械能保持不变
D.运动员压低帆杆时重心降低,重力势能变小
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能,据此分析判断。
【解答】根据题意可知,帆船在前进过程中,质量不变,速度不断改变,则动能改变。质量不变,而运动员压低帆杆时重心下降,即高度降低,则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知,帆船的机械能此时减小,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
7.(2024九下·温州开学考)把金属小球放在O处,由静止滚下,然后让它沿轨道先后通过轨道上的b处、c处,再通过b处,最终恰好在d处停下,如图所示。观察小球滚动的全过程,下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势,正确的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】机械能等于势能加动能;重力势能与质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大;动能和质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越大;
【解答】重力势能与质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大;动能和质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;所以 把金属小球放在O处,由静止滚下,然后让它沿轨道先后通过轨道上的b处、c处,再通过b处,最终恰好在d处停下的过程中,重力势能先减小后增大,在减小,但是d点的重力势能比c点小,比b点大,O点的重力势能最大,所以AB都错误;动能从O点到b点增大,b点到c点减小,c点到d点,先增大后减小,整个过程中机械能一直在减小,最后为0,所以D正确;
故答案为:D
8.(2024九下·义乌开学考)如图甲是蹦极运动过程示意图,小明从O点开始下落,OA长度是弹性绳的自由长度,在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力,C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙(忽略空气摩擦的影响),下列判断正确的是( )
A.a图像表示人的重力势能 B.时刻人在B点位置
C.时刻绳的弹性势能最大 D.时刻人的动能为零
【答案】D
【知识点】力与运动的关系;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】 动能的大小与质量和速度有关,重力势能的大小与质量和高度有关;弹性势能的大小与弹性形变程度的大小有关,结合力与运动的关系分析判断即可。
【解答】 根据甲图可知运动员从O到A的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大; 从A点到B点过程中,运动员受到的弹力小于重力,所以运动员向下做加速运动,速度变大,质量不变,动能变大; 从B到C的过程中,弹力大于重力,运动员向下做减速运动,质量不变,动能变小;高度变小,重力势能变小。
A.根据乙图可知,a先变大后变小,表示的是人动能的变化图像,故A错误;
B.t2时刻人的动能最大,所以人在B点位置,故B错误;
C.t2时刻弹性绳的形变程度不是最大,弹性势能不是最大,故C错误;
D. b在t1时刻后逐渐增大,为弹性势能的变化图像;t3时刻人的速度为0,在最低点,人的动能为零; 故D正确。
故选D。
9.(2023九上·平湖期中)下列有关如图所示四幅图的观点中(不计摩擦),分析错误的是( )
A.图甲中,起跳离开地面后,人只受到重力的作用
B.图乙中,在下降过程中,滚摆的动能逐渐减小
C.图丙中,卫星在近地点的速度最大
D.图丁中,小球运动到③位置时速度不为零
【答案】B
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)对人进行受力分析即可;
(2)根据动能和重力势能的相互转化分析;
(3)根据机械能守恒分析;
(4)注意水平方向上的速度是否为零。
【解答】A. 图甲中,起跳离开地面后,人只受到重力的作用,故A正确不合题意;
B. 图乙中,在下降过程中,滚摆的高度减小,重力势能减小。根据机械能守恒可知,此时滚摆的速度增大,即动能逐渐增大,故B错误符合题意;
C. 图丙中,卫星在近地点时高度最小,即重力势能最小。根据机械能守恒可知,此时的动能应该最大,即此时的速度最大,故C正确不合题意;
D. 图丁中,小球运动到③位置时,它在竖直方向上的速度为零,但是水平方向上速度不为零,故D正确不合题意。
故选B。
10.(2023九上·杭州期中)“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目,如图所示。一根弹性橡皮绳,一端系住人的腰部,另一端系于跳台,当人下落至图中A点时,橡皮绳刚好被伸直,C点是游戏者所能达到的最低点,当人下落至图中B点时,橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力),下列说法正确的是( )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者到达B点时,游戏者的动能增加到最大值
C.游戏者到达C点时,重力势能全部转化为动能
D.游戏者从C点向B点运动的过程中,重力势能转化为动能和弹性势能
【答案】B
【知识点】力与运动的关系;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)(2)根据力和运动的关系分析游戏者速度的变化规律,进而确定动能的变化规律;
(3)注意分析绳子弹性势能的变化;
(4)分析重力势能和弹性势能的大小改变即可。
【解答】从开始下落到A点时,弹性绳没有伸长,因此游戏者不受拉力,只受重力,此时合力向下,与运动方向一致,做加速运动。从A到B,弹性绳的长度变大,拉力变大,但是重力始终大于弹力,合力仍然向下,与运动方向一致,继续做加速运动。当到达B点时,拉力和重力相等,合力为零,此时加速停止,游戏者的速度达到最大。从B到C的过程中,拉力继续增大,重力小于拉力,合力向上,游戏者做减速运动。因此从A到C的过程中,游戏者的速度先增大后减小,那么动能先增大后减小,故A错误,B正确;
当游戏者到达C点时,它速度为零,动能为零;高度最小,即重力势能最小。而弹性绳的长度达到最大,即弹性势能最大,因此游戏者的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能,故C错误;
游戏者从C点到B点的过程中,它的高度增大,重力势能增大;速度增大,动能增大,而弹性绳的长度减小,即弹性势能减小,因此弹性势能转化为游戏者的动能和重力势能,故D错误。
故选B。
11.(2022·镇海模拟)如图所示,一根质量不计的弹簧,上端固定,下端挂一个小g球,小球静止时距地面高度为h,现用力向下拉小球使其与地面接触,然后从静止释放小球,不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,则下列说法错误的是( )
A.小球上升到最高点时受力方向竖直向下
B.小球上升到距离地面高度为h时,速度最大
C.小球上升过程中,整个系统的势能不断增大
D.小球运动过程中,整个系统的机械能守恒
【答案】C
【知识点】力与运动的关系;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.对最高点时小球的受力情况进行判断;
B.根据力与运动的关系分析判断;
CD.注意分析是否有外在能量加入即可。
【解答】A.小球上升到最高点时,受到弹簧向下的弹力和小球自身的重力,受力方向竖直向下,故A不符合题意。
B.释放小球时,小球受弹簧的拉力大于自身的重力,方向竖直向上,小球做加速运动;距离地面为h高度时,弹簧拉力等于重力;与C.地面距离大于h时,小球受到竖直向下的弹力和重力,做减速运动。故在h处速度最大,B不符合题意。
小球上升过程中,速度先变大后变小,动能则先变大后变小,又因系统的机械能守恒,所以系统的势能先变小后变大,故C符合题意。
D.整个系统的机械能为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和,不计空气阻力,故运动过程中系统的机械能守恒,故D不符合题意。
12.(2023九上·嘉兴期末)如图,金属小球放在a处,然后让它从静止沿光滑轨道滚下,先后经b、c、d、b'、e(b,b'均在轨道最低点)各点。若不计阻力,下列有关分析正确的是( )
A.在c点时,小球只具有势能
B.在e点时,小球只具有势能
C.从a→b与c→b',小球两次到达最低点时具有的动能相同
D.因轨道对小球有支持力,故滚动过程中小球的机械能不守恒
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】物体由于运动具有的能量叫动能,由于被居高而具有的能量叫重力势能,而机械能=动能+重力势能,据此分析判断。
【解答】A.在c点时,小球被举高具有重力势能,继续向左运动具有动能,故A错误;
B.在e点时,小球被举高具有重力势能,继续向右运动具有动能,故B错误;
C.从a→b与c→b',由于没有摩擦,因此机械能守恒,即到达最低点时高度相同,则重力势能相同,那么该点时动能相同,故C正确;
D.因轨道对小球有支持力,但是支持力不会造成机械能的损耗,因此滚动过程中小球的机械能守恒,故D错误。
故选C。
13.(2023·宁波模拟)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,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.运动过程中小球的机械能守恒
B.t1~t2这段时间内,小球的动能与重力势能一直在增加
C.t2时刻小球的速度最大
D.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
【答案】D
【知识点】动能和势能的概念;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】小球在高处释放时先一直加速,接触弹簧后受到竖直向上的弹力,当弹力等于重力时,此时速度最大,接下来开始减速,减速至零时,此时弹簧型变量最大;在向上的弹力的作用下,小球开始加速,直至弹力等于重力时速度最大,接下来开始减速直至速度为零。
【解答】A.运动过程不仅受重力,还有弹力作用,故机械能不守恒;
B. t1~t2这段时间内,小球的动能先增大后减小,重力势能一直在减小;
C. t2时刻小球的速度最小;
D. t2~t3动能先增加后减少;
故答案为:D
14.(2023九上·上城期末)电动自行车轻便、无污染,充电一次可以行驶几十公里,很受人们喜爱。如图,电动自行车在平直公路由A匀速行驶至B后,又沿上坡匀速行驶至C,则该电动自行车( )
A.充电时将电能转化为内能储存在蓄电池中
B.在平直公路上匀速行驶时,机械能不断减少
C.沿上坡匀速行驶时,牵引力大于摩擦力
D.在上坡行驶时只具有动能
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;能量的相互转化和转移;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)根据能量转化的知识判断;
(2)机械能=动能+重力势能;
(3)根据二力平衡的知识分析;
(4)物体由于运动具有的能量叫动能,由于被举高而具有的能量叫重力势能。
【解答】A.充电时将电能转化为化学能储存在蓄电池中,故A错误;
B.在平直公路上匀速行驶时,车的动能不变;高度不变,则重力势能不变。根据“机械能=动能+重力势能”可知,车的机械能不变,故B错误;
C.沿上坡匀速行驶时,牵引力沿斜面向上,而摩擦力和重力的分力都沿斜面向下。根据二力平衡的知识可知,F牵引=f+G分力,则牵引力大于摩擦力,故C正确;
D.在上坡行驶时不但具有动能,还具有重力势能,故D错误。
故选C。
15.(2023·宁波模拟)2022年02月08日,北京冬奥会女子自由式滑雪决赛上,中国选手谷爱凌最后一跳稳定地完成1620度转体的超高难度动作,从而逆转对手夺得冠军。下图是模拟运动员在滑雪赛场上的几个瞬间,整个过程不计空气阻力,下列说法错误的是( )
A. 运动员在⑦位置时的动能比在②位置时的动能大
B.运动员在④位置时上升到最高点,但处于不平衡状态
C.2→④过程中,运动员的重力势能不断增加,但机械能始终守恒
D.②→⑥过程,运动员的动能先减小再增大,④位置时动能最小,动能大小为零
【答案】D
【知识点】平衡状态的判断;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)根据动能与重力势能的相互转化判断;
(2)对最高点时的运动员进行受力分析即可;
(3)注意分析是否有机械能的损失;
(4)注意分析最高点时动能是否为零即可。
【解答】根据题意可知,在整个运动过程中,运动员不受阻力,则没有机械能的损失,即机械能守恒。⑦位置比②位置的高度更小,则重力势能更小,根据“机械能=动能+重力势能”可知,⑦位置时的动能比②位置时的动能大,故A正确不合题意;
在④最高点时,运动员只受重力作用,处于不平衡状态,故B正确不合题意;
从②到④的过程中,运动员的高度增大,则重力势能增大,而机械能保持不变,故C正确不合题意;
从②到⑥的过程中,在位置④时,虽然在竖直方向上速度为零,但是水平方向上速度不为零,即此时动能不为零,故D错误符合题意。
故选D。
16.(2023·拱墅模拟)轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上,另一端固定在竖直的墙上(保持弹簧与水平面平行),当弹簧处于自然状态时,物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放,发现物块向左移动,最终停在M处。下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,物块的机械能保持不变
B.从N到M的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大
C.物块经过O处时,受到的摩擦力方向发生改变
D.物块停在M处时,受到水平向右的摩擦力
【答案】B
【知识点】摩擦力的存在;能量的相互转化和转移;势能的影响因素
【解析】【分析】(1)根据物块机械能和内能之间的能量转化判断;
(2)弹性势能大小与弹性形变的大小程度有关;
(3)摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反;
(4)根据二力平衡的知识判断摩擦力的方向。
【解答】A.从N到M的过程中,物块的机械能会有部分转化为内能,即机械能减小,故A错误;
B.从N到M的过程中,弹簧的形变程度先变小后变大,则弹性势能先减小后增大,故B正确;
C.物块经过O处时,仍然向左运动,而滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,即受到的摩擦力仍然向右,没有发生改变,故C错误;
D.物块停在M处时,它受到水平向右的弹力,根据二力平衡的知识可知,物块受到水平向左的摩擦力,故D错误。
故选B。
17.(2023·龙港模拟)如图所示,光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后,经过A点和B点后落到地面,又被多次弹,图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动,描述正确的是( )
A.小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
B.小球反弹经过D点时动能为零
C.若将弹性小球表面涂黑,则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D.小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】影响重力势能的因素:质量、高度;影响动能的因素:质量、速度;影响弹性势能的因素:弹性形变程度;小球弹跳的高度会越来越低,这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗,所以小球的机械能一次比一次少。【解答】A.小球从A点运动到B点的过程中,因光滑桌面没有摩擦阻力,小球处于平衡状态,其速度大小不变,高度不变,质量不变。所以小球机械能不变,故A错误;
B.从轨迹来看,小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度,小球在最高点时,竖直方向速度为零,水平方向速度不为零,则小球在D点的动能不为零,故B错误;
C.弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大。在C点与在F点时,小球的动能与重力势能都为零,而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低,说明小球受到空气阻力作用,机械能逐渐变小,所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能,故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能,小球在C点的圆要大于在F点的圆斑,故C错误;
D.小球在多次弹起过程中,机械能逐渐变小,而E点在G点之前,故小球在G点的机械能小于在E点的机械能,故D正确。
故选D。
18.(2023九上·慈溪月考)如图所示,甲、乙两个质量相同的小球从相同高度同时开始运动,甲球由静止释放,乙球以一水平初速度抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点,乙球下落过程中经过O点,P点与O点位于同一高度。忽略空气阻力,则下列说法错误的是( )
A.释放瞬间,两球的重力势能相等
B.甲球先后经过P、Q两点时的机械能相等
C.位于P点的甲球与O点的乙球,机械能相等
D.整个下落过程,甲乙两球动能的增加量相等
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.重力势能与质量和高度有关;
B.注意小球在竖直方向上的速度大小;
C.注意运动过程中是否有能量损失;
D.根据动能和重力势能的转化判断。
【解答】 A、由题知,释放瞬间,两球的质量相等,两球所处位置的高度相等,则两球的重力势能相等,故A正确;
B、甲球从初始点静止释放,经过P、Q两点的过程中,由于忽略空气阻力,甲球只受到自身重力的作用,甲球的重力势能转化为自身的动能,甲球的机械能守恒,所以甲球在P、Q两点的机械能相等,故B正确;
C、在初始位置,由于甲、乙两球的重力势能相等,甲、乙两球的质量相等,甲球的初始速度小于乙球的初始速度,则甲球的动能小于乙球的动能,所以在初始位置,甲球的机械能小于乙球的机械能,由于忽略空气阻力,甲球运动到P点和乙球运动到O点过程中,两球的机械能守恒,所以甲球运动到P点的机械能小于乙球运动到O点的机械能,故C错误;
D、两球的质量相等,根据G=mg知,两球的重力相等,两球整个下落过程,由于两球下落的高度相等,在忽略空气阻力的情况下,两球各自重力做的功相等,则两球重力势能转化为各自的动能相等,所以整个下落过程,甲、乙两球动能的增加量相等,故D正确。
故选:C 。
19.(2024·浙江模拟)小金在参观科技馆时看到一种有趣的科学玩具——牛顿摆,如图1甲所示,它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成,每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上,并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球,释放后,它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球,仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动。
这引发了小宁的思考:为什么碰撞后仅有一个球摆动,而其余球仍然保持静止 于是他提出问题:被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关 接着他作出以下猜想:
猜想一:可能与撞击球撞击时的速度大小有关。
猜想二:可能与撞击球的数量多少有关。
将牛顿摆等效为单摆模型,如图1乙所示是一个钢球撞击其他钢球的情形,五个钢球自左向右标为A~E球。若不考虑能量损失,请回答下列问题:
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直),静止释放后,A球向右摆动过程中,将 能转化为动能;
(2)探究猜想一时,为了改变撞击球撞击时的速度,可行的操作办法是: 。释放后,当钢球发生碰撞时,仅有E球被撞出,由此可判断:被而摆动的钢球数量与撞击球的速度 (选填“有关”或“无关”);(第2空1分)
(3)通过上述实验,小宁还是不明白为什么仅有一个球被撞出,于是他向老师请教,老师说:牛顿摆的钢球间发生碰撞时,撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球,所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解,小宁继续探究猜想二,将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放,A,B球向右摆动并与C球相撞,则此时可观察到的现象是如图2中的 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】(1)重力势能
(2)将A球拉至不同的高度静止释放;无关
(3)乙
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】撞击过程是重力势能与动能的相互转化。不考虑能量损失 ,机械能是守恒的。
【解答】(1) 静止释放后,A球向右摆动过程,重力势能减小,动能增加,将重力势能转化为动能;
(2) 为了改变撞击球撞击时的速度 , 将A球拉至不同的高度静止释放 ,高度越高,撞击速度越大,速度改变,但结果不变,说明被而摆动的钢球数量与撞击球的速度无关;
(3) 牛顿摆的钢球间发生碰撞时,撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球 ,如果是两个球一起撞击,则被弹起的球也将是两个, 则此时可观察到的现象是如图2中的乙图。
20.(2023九上·东阳期中)在学习了“机械能”相关内容后,同学们在老师的指导下为我市某游乐园体验项目设计了“过山车模型”,同时针对该模型的科学性设计了评价表。
“过山车模型”评价表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,运行过程安全,体验感好。 能正常使用 不能正常运行
指标二 更好的利用地理优势,摆脱外界能源依赖。 适当使用外界能源 能量完全依靠外界
同学们利用凹槽,拼接软管,小车等器材设计了如下模型、注射器等材料制作了如图所示的模型。
(1)在某次实验中小车从A点匀速下滑至点B该过程小车的机械能 (选填“增大”,“减小”或“不变”)
(2)该小组设计的作品,小车不借助外界能量,从A点静止下滑,不考虑能量损失,小车能否顺利通过点C (选填“能”或“否”)
(3)根据评价表,该模型“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“待改进”。为使该模型的“指标二”达到优秀水平,请你针对该模型提出更合理的设计方案: 。
【答案】(1)减小
(2)否
(3)将小车出发点A移至山体更高点
【知识点】动能和势能的大小变化;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】如果一个过程中,只有动能和势能相互转化,机械能的总和就保持不变,这个规律叫做机械能守恒。
【解答】(1)小车在运动过程中,由于存在阻力,所以机械能总量减少,所以从A点到B点过程,机械能减少。
(2)小车在A点时只具有势能,在C点时既具有动能也具有势能,且A点与C点高度相同,故A点机械能小于C点的机械能,故小车不能顺利通过C点;
(3)小车要能顺利到达D点,需要增加小车的机械能,所以只需将小车出发点A移至山体更高点即可。
21.(2023·慈溪模拟)同学们所用的笔,有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧(如图1所示)。
小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些,小文分析:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?小文猜想:
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关
(1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块,在同一水平面上进行了如图2所示的实验,此实验是为了验证猜想 ,实验中弹性势能的大小是通过 来体现的。
(2)小文设计了一个实验方案来验证另一个猜想:
a.将小球置于弹簧A右端,使弹簧压缩2cm,放手后小球弹出,与木块相碰,木块移动的距离为s1;
b.把小球置于弹簧A右端,使弹簧压缩的程度稍大一些,放手后小球弹出,与木块相碰,观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。再换弹簧B重复上述a、b两个步骤,比较两次实验中s1、s2的大小,得出结论。若s1<s2,则说明 。
【答案】(1)①;轻木块被小钢球撞击后移动的距离
(2)弹簧弹性势能与弹簧弹性形变的程度有关
【知识点】势能的影响因素;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】弹簧产生的弹性势能的大小与弹簧的材料和形变程度是密切相关的,以及在科学探究过程中控制变量法的应用。
【解答】(1)如图2所示其形变程度相同,故其探究的材料的关系;本实验将弹性势能大小转化为小钢球撞击后木块移动距离;
(2)小文设计的实验中,弹簧的材料一致,而形变程度不同,最后的现象是木块的移动距离不同,故弹簧形变程度影响弹簧弹性势能大小。
故答案为:(1) ① ; 轻木块被小钢球撞击后移动的距离
(2) 弹簧弹性势能与弹簧弹性形变的程度有关 。
22.(2023·柯桥模拟)小科在探究影响物体的动能大小的因素时,设计了如图甲的实验,用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆,将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。然后进行以下三步实验操作:
①将铁球挪到a点位置静止释放,打到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离为S1。
②滑块放回原处后,将铁球挪到b点位置静止释放,打到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离为S2。
③换一等体积的实心铝球(ρ铁>ρ铝),将铝球挪到b点位置静止释放,打到放回原处的滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离为S3.
(1)小科进行“步骤①”和“步骤②”的实验,他基于的猜想是:物体动能的大小可能与 有关。
(2)小科在实验中测得S2>S3,由此可得结论:
(3)实验后,小科进一步思考,若AB、AC、AD均为光滑斜面,其中AD为曲面,如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下,撞击放在B、C、D位置的相同物块(不计碰撞时的能量损耗),判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离SB、SC、SD的大小关系 。
【答案】(1)速度
(2)当速度相同时,质量越大,物体动能越大
(3)相等(SB=SC=SD)
【知识点】动能的影响因素;动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】(1)物体的动能大小与速度和物体的质量大小均有关;
(2)通过滑块移动的距离可以判断其所具有动能的大小;
(3)重力势能的大小与物质质量和其所处高度有关。
【解答】(1)高度不同,到达底部的速度大小不同;
(2) S2>S3 ,说明质量大时所具有的动能更大;
(3)高度相同时,所具有的重力势能相同,故到达底部时的动能大小相同。即距离相同。
故答案为:(1)速度(2) 当速度相同时,质量越大,物体动能越大 (3) 相等(SB=SC=SD)
23.(2023九上·台州期末)光滑斜面甲与水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到B点静止,如图甲,在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙。已知AB=3AC,如图乙,回答下列问题:
(1)如果小球从斜面甲高H处静止释放,说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
(2)要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h,小球应在甲斜面上多高处静止释放,并说明理由。
【答案】(1)答:从释放点到B点静止,减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能,因为AB=3AC,所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一,所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一,故上升的高度h= H
(2)解:小球在乙斜面上升高度为2h,即 H,因为AC段上消耗的机械能与第一次相同,即消耗 高度的机械能,所以原来小球在甲斜面上的释放高度是:2h+ = H
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】根据能量守恒定律分析即可。
(1)小球在水平面上滚动时,由于摩擦力的作用,机械能减小,根据小球在水平面上运动的距离分析小球的能量损失情况;小球的光滑的平面上运动时,能量不会有损失;
(2)根据(1)中的计算方法进行计算。
24.(2023九上·温州月考)蹦床运动有“空中芭蕾”之称,深受观众的喜爱。在今年杭州亚运会蹦床项目中,中国队包揽男女蹦床2枚金牌。运动员从蹦床反弹起来一定高度后,再完成空翻转体等技巧。如图所示,运动员从0处由静止开始下落到最低点C,期间运动员用腿向下用力蹬蹦床,不考虑空气阻力及碰撞过程中能量损耗,他能反弹至比原先更高的位置。
(1)请分段说明下落过程中,运动员的动能和重力势能及蹦床的弹性势能的转化情况,并从能量转化的角度解释反弹高度高于原先下落高度的原因。
(2)在图乙中画出运动员0-C段动能大小随时间变化的大致图像。
【答案】(1)运动员从O点下落到A点的过程中,运动员的重力势能转化为动能;
运动员从A点下落到B点的过程中,运动员的重力势能转化为动能及蹦床的弹性势能;
运动员从B点下落到C点的过程中,运动员的重力势能、动能转化为蹦床的弹性势能,同时,运动员用力蹬蹦床,对蹦床做功,人的化学能转化为蹦床的弹性势能;反弹时,蹦床的弹性势能全部转化为运动员,所以他能反弹至比原先更高的位置。
(2)
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,弹性势能与物体发生弹性形变的程度大小有关,据此分析运动员上升或下降时动能、重力势能和弹性势能的相互转化情况。根据运动员用力蹬床,此时对蹦床做功分析反弹高度壁原先更高的原因。
(2)根据图片分析整个过程中运动员动能的变化情况即可。
【解答】(2)根据图片可知,从O到A的过程中,运动员做自由落体运动,速度越来越快,则动能越来越大。从A到B的过程中,运动员受到蹦床的弹力,但是合力仍然向下,即继续做加速运动,动能不断增大,但是增大的幅度比原来小。从B到C的过程中,弹力大于重力,则运动员做减速运动,那么动能越来越小,直到C点变为零,如下图所示:
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2024年浙江省中考二轮专题复习
★专题10 能的形式、转移与转化突破★
【课程标准】
①结合实例了解能的多种形式(机械能、内能、电磁能、 化学能、核能等)。
②了解动能和势能的影响因素;知道动能和势能可以相互转化,以及机械能守恒的含义。
③能举出能的转化与转移有一定的方向性的实例。
④通过实例认识能的转化的普遍性。知道能量守恒定律,初步了解“永动机”是不可能实现的。
【学业要求】
①认识常见的能的形式及其转化。
②知道机械能转化与守恒的条件和规律,能解释相关问题。
考点一:认识常见的能的形式及其转化
1.能量形式多种多样,下列有关物体具备的能量描述错误的是( )
A.风具有风能 B.奔跑的豹有动能
C.食物中有化学能 D.跳水运动员有弹性势能
2.(2021九上·龙湾期中)关于能量的描述不正确的是( )
A.挂在墙上的弹弓具有弹性势能 B.声音也具有能量
C.正在行驶的火车具有动能 D.太阳的光具有光能
3.(2024九上·临海期末)如图是三门核电站的发电流程示意图。在发电时,能量的转化过程是( )
A.核能→内能→机械能→电能
B.内能→核能→机械能→电能
C.核能→机械能→内能→电能
D.机械能→核能→内能→电能
4.(2024九上·临海期末)杭州亚运会滑板男子碗池比赛中,我国运动员陈烨获得冠军。如图是他在转体腾空后继续向上的过程,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.动能减小,机械能不变 B.动能增大,机械能增大
C.势能减小,机械能不变 D.势能增大,机械能减小
5.(2023·湖州)2023年5月11日,天舟六号货运飞船与空间站完成对接。这是我国改进型货运飞船首发船,其发射成功意义重大。下列说法正确的是( )
A.起飞时,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B.对接完成后,以空间站为参照物,飞船是静止的
C.货物从地面运到空间站,其质量与重力都保持不变
D.完成对接后,空间站绕地球运动时运动状态保持不变
6.如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯.它“头顶”小风扇,“肩扛”光电池板,“腰挎”照明灯,“脚踩”蓄电池.下列解释合理的是( )
A.光电池板是将电能转化为光能
B.小风扇利用风力发电,将机械能转化为电能
C.照明灯是将内能转化为电能
D.蓄电池夜晚放电,将电能转化为化学能
7.(2023·宁波模拟)2022年9月12日超强台风“梅花”带来了强降水。关于“梅花”台风下列说法正确的是( )
A. 人可以听到台风到来前的次声波
B.台风引发的暴雨会导致山体滑坡,山体下滑时机械能不变
C.台风会掀翻屋顶,说明流体中流速大的位置压强大
D.台风具有较大的机械能,能够做的功多,破坏力大
8.(2023·舟山模拟)为全力打造“西湖蓝”,杭州对环境进行了全面整治,如:大力推广使用各类清洁能源、新能源等。目前杭州纯电动公交已占运营车辆的90%左右。下列有关叙述合理的是( )
A.电能、核能、汽油属于新能源
B.用汽油做燃料的汽车排出的废气主要对人体消化道造成严重影响
C.大量使用纯电动公交可以减少尾气排放
D.纯电动公交在充电过程中将化学能转化为电能
9.(2023·杭州模拟)过山车是杭州乐园里一项刺激有趣的项目。过山车会由机械将车体送至左侧高台上,推出高台后便不再提供动力,下列过山车模型中,一定无法到达右边平台的是( )
A. B.
C. D.
10.摆球从A点由静止释放,依次经过B、O、C到达右侧最高点D,如图所示。在这个过程中,摆球机械能最小的位置是( )
A.A位置 B.B位置 C.O位置 D.D位置
11.(2024九上·杭州期末)下图表示撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况判断错误的是( )
A.助跑阶段,运动员的化学能转化为动能
B.撑杆起跳阶段,运动员的重力势能增加
C.撑杆起跳阶段,运动员的动能不变
D.越过横杆后,运动员的重力势能减小
12.(2023·杭州模拟)汽车开动和人的生命活动都需要能量,能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示,下列分析错误的是( )
A.都通过氧化反应释放出能量
B.都将其他形式的能转化为化学能
C.都参与自然界的碳循环和氧循环
D.都遵循能量的转化和守恒定律
13.小明用可乐瓶制作水火箭,先在瓶中装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气(如图所示);打开阀门后,水会从尾部的金属管向下喷出,使水火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是( )
A.上升过程中,水火箭瓶内气体的内能减少
B.上升过程中,喷出的水对水火箭有向下的推力
C.下降过程中,水火箭的动能转化为重力势能
D.下降过程中,水火箭的机械能逐渐增大
14.如图所示,40g的金属小球从导轨a处静止下滑,一次经过b处、c处,到达d处时恰好停下。下列说法错误的是( )
A.小球从a到b,重力做功0.24J
B.小球到达c点时动能为0
C.从a到d,小球损耗的机械能为0.16J
D.从b到c,小球的一部分动能转化为势能
15.(2023·南浔模拟)能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的分析正确的是( )
A.电能→化学能 B.重力势能→动能
C.电能→机械能 D.内能→机械能
考点二:知道机械能转化与守恒的条件和规律,能解释相关问题
1.(2024九下·平湖开学考)如图甲所示的消毒机器人沿水平路线不断喷洒消毒水,以此对商场二楼环境进行消毒,其运动速度和质量随时间变化情况如图乙所示。则在0~t秒时间内,该机器人的( )
A.重力势能一定减小 B.动能一定增大
C.重力势能一定不变 D.动能一定不变
2.(2024九下·平湖开学考)2022年11月29日23时,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,火箭所用燃料是偏二甲肼与四氧化二氮。随着我国科技的进步,未来我国的运载火箭将可以使用国产液态氢作为燃料。下列说法正确的是( )
A.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的热值
B.火箭加速升空的过程中,火箭的动能转化为重力势能
C.火箭加速升空的过程中,航天员的机械能守恒
D.火箭飞行过程中,燃料燃烧产生的内能全部转化为火箭的机械能
3.(2023·西湖模拟)如图弹簧左端固定,用力将木块压缩弹簧到O点,静止释放后木块在水平地面上向右滑行,经弹簧原长为S1点,继续滑行至S2点停下。木块从O点开始运动所经过的路程为S,则在整个运动过程中木块和弹簧所具有的机械能总量(E)与木块经过的路程(S)的关系正确的是( )
A. B. C.D.
4.(2024九下·龙湾开学考)手机具有录音和显示波形的功能。将一乒乓球从一定高度由静止释放,利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音,其波形随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.每次发声的时间间隔不相等
B.整个过程中乒乓球的机械能依次变小
C.乒乓球每次与台面碰撞的最大弹性势能都相同
D.整个过程依然遵循能的转化与守恒定律
5.(2023九上·安吉月考)2023年5月30日,景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船,成功进入中国空间站,与神舟十五号航天员会师天宫,如图所示。下列说法正确的是( )
A.飞船在升空过程中,只存在动能和势能的相互转化
B.漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零
C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行,在近地点时动能最小
6.(2023九上·奉化期中)轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上,另一端固定在竖直的墙上(保持弹簧与水平面平行),当弹簧处于自然状态时,物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放,发现物块向左移动,最终停在M处。下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,物块的机械能保持不变
B.从N到M的过程中,弹的弹性势能先减小后增大
C.物块经过O处时,受到的摩擦力方向发生改变
D.物块停在M处时,受到水平向右的摩擦力
7.(2023九上·舟山月考)如图所示,小球从左侧斜面的P点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点,M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是( )
A.小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B.小球从P点向Q点运动的过程中,机械能保持不变
C.小球通过M、N两点时的速度大小相等
D.小球从P点向Q点运动的过程中,所受支持力不做功
8.(2023·宁波模拟)2022年,工程师开发出一种“可穿戴微电网”,当人体运动时,穿戴设备通过摩擦发电,这些电可以收集并存储起来为小型电子设备供电。“可穿戴微电网”摩擦发电过程中的能量转化是 能转化成电能,该过程中能量 (填“守恒”或“不守恒”)。
1.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板,在光照时发电,给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是( )
A.电能→机械能→光能 B.光能→机械能→电能
C.光能→电能→机械能 D.机械能→电能→光能
2.(2024九下·龙湾开学考)如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影,跳水运动员在起跳向上运动的过程中(忽略空气阻力)( )
A.动能不变,重力势能不变 B.动能增大,机械能增大
C.重力势能增大,机械能不变 D.动能减少,机械能减少
3.(2023九上·拱墅期末)2022年10月4日,我国神舟十四号返回舱成功着陆。如图所示为返回舱返回地面时的情境,返回舱打开降落伞后到着陆前,其运动可视为竖直向下的减速运动,则返回舱在这段时间内( )
A.动能不变
B.重力势能不变
C.机械能减小
D.所受重力不做功
4.(2023九上·浦江) 2023年5月搭载神舟十六号载人飞船的火箭所用燃料是偏二肼与四氧化二氮。随着我国科技的进步,未来我国的运载火箭技术可以使用国产液态氢作为燃料,下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空的过程中,航天员的机械能能守恒
B.火箭加速升空的过程中,火箭的动能转化为重力势能
C.火箭选用液态氢作燃料,主要是因为液态氢具有较大的热值
D.火箭飞行过程中,燃料燃烧产生的内能全部转化为火箭的机械能
5.(2024九下·义乌开学考)如图,甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛,乙以相同的速度v,与水平面成角向右上方抛出,有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能(不计空气阻力),说法正确的是( )
A.动能:E甲<E乙
B.动能: E甲=E乙
C.重力势能:E甲<E乙
D.重力势能:E甲=E乙
6.(2024九上·江北期末)杭州第19届亚运会帆船比赛在宁波象山亚帆中心举行,运动员借助风力,不时地调节舷杆,让帆船快速前行。下列说法正确的是( )
A.帆船在整个运动过程中势能保持不变
B.帆船在加速前进过程中动能保持不变
C.帆船在前进过程中机械能保持不变
D.运动员压低帆杆时重心降低,重力势能变小
7.(2024九下·温州开学考)把金属小球放在O处,由静止滚下,然后让它沿轨道先后通过轨道上的b处、c处,再通过b处,最终恰好在d处停下,如图所示。观察小球滚动的全过程,下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势,正确的( )
A. B. C. D.
8.(2024九下·义乌开学考)如图甲是蹦极运动过程示意图,小明从O点开始下落,OA长度是弹性绳的自由长度,在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力,C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙(忽略空气摩擦的影响),下列判断正确的是( )
A.a图像表示人的重力势能 B.时刻人在B点位置
C.时刻绳的弹性势能最大 D.时刻人的动能为零
9.(2023九上·平湖期中)下列有关如图所示四幅图的观点中(不计摩擦),分析错误的是( )
A.图甲中,起跳离开地面后,人只受到重力的作用
B.图乙中,在下降过程中,滚摆的动能逐渐减小
C.图丙中,卫星在近地点的速度最大
D.图丁中,小球运动到③位置时速度不为零
10.(2023九上·杭州期中)“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目,如图所示。一根弹性橡皮绳,一端系住人的腰部,另一端系于跳台,当人下落至图中A点时,橡皮绳刚好被伸直,C点是游戏者所能达到的最低点,当人下落至图中B点时,橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力),下列说法正确的是( )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者到达B点时,游戏者的动能增加到最大值
C.游戏者到达C点时,重力势能全部转化为动能
D.游戏者从C点向B点运动的过程中,重力势能转化为动能和弹性势能
11.(2022·镇海模拟)如图所示,一根质量不计的弹簧,上端固定,下端挂一个小g球,小球静止时距地面高度为h,现用力向下拉小球使其与地面接触,然后从静止释放小球,不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,则下列说法错误的是( )
A.小球上升到最高点时受力方向竖直向下
B.小球上升到距离地面高度为h时,速度最大
C.小球上升过程中,整个系统的势能不断增大
D.小球运动过程中,整个系统的机械能守恒
12.(2023九上·嘉兴期末)如图,金属小球放在a处,然后让它从静止沿光滑轨道滚下,先后经b、c、d、b'、e(b,b'均在轨道最低点)各点。若不计阻力,下列有关分析正确的是( )
A.在c点时,小球只具有势能
B.在e点时,小球只具有势能
C.从a→b与c→b',小球两次到达最低点时具有的动能相同
D.因轨道对小球有支持力,故滚动过程中小球的机械能不守恒
13.(2023·宁波模拟)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,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.运动过程中小球的机械能守恒
B.t1~t2这段时间内,小球的动能与重力势能一直在增加
C.t2时刻小球的速度最大
D.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
14.(2023九上·上城期末)电动自行车轻便、无污染,充电一次可以行驶几十公里,很受人们喜爱。如图,电动自行车在平直公路由A匀速行驶至B后,又沿上坡匀速行驶至C,则该电动自行车( )
A.充电时将电能转化为内能储存在蓄电池中
B.在平直公路上匀速行驶时,机械能不断减少
C.沿上坡匀速行驶时,牵引力大于摩擦力
D.在上坡行驶时只具有动能
15.(2023·宁波模拟)2022年02月08日,北京冬奥会女子自由式滑雪决赛上,中国选手谷爱凌最后一跳稳定地完成1620度转体的超高难度动作,从而逆转对手夺得冠军。下图是模拟运动员在滑雪赛场上的几个瞬间,整个过程不计空气阻力,下列说法错误的是( )
A. 运动员在⑦位置时的动能比在②位置时的动能大
B.运动员在④位置时上升到最高点,但处于不平衡状态
C.2→④过程中,运动员的重力势能不断增加,但机械能始终守恒
D.②→⑥过程,运动员的动能先减小再增大,④位置时动能最小,动能大小为零
16.(2023·拱墅模拟)轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上,另一端固定在竖直的墙上(保持弹簧与水平面平行),当弹簧处于自然状态时,物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放,发现物块向左移动,最终停在M处。下列说法正确的是( )
A.从N到M的过程中,物块的机械能保持不变
B.从N到M的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大
C.物块经过O处时,受到的摩擦力方向发生改变
D.物块停在M处时,受到水平向右的摩擦力
17.(2023·龙港模拟)如图所示,光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后,经过A点和B点后落到地面,又被多次弹,图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动,描述正确的是( )
A.小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
B.小球反弹经过D点时动能为零
C.若将弹性小球表面涂黑,则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D.小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
18.(2023九上·慈溪月考)如图所示,甲、乙两个质量相同的小球从相同高度同时开始运动,甲球由静止释放,乙球以一水平初速度抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点,乙球下落过程中经过O点,P点与O点位于同一高度。忽略空气阻力,则下列说法错误的是( )
A.释放瞬间,两球的重力势能相等
B.甲球先后经过P、Q两点时的机械能相等
C.位于P点的甲球与O点的乙球,机械能相等
D.整个下落过程,甲乙两球动能的增加量相等
19.(2024·浙江模拟)小金在参观科技馆时看到一种有趣的科学玩具——牛顿摆,如图1甲所示,它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成,每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上,并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球,释放后,它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球,仅把最右侧的钢球撞出,其他球几乎静止不动。
这引发了小宁的思考:为什么碰撞后仅有一个球摆动,而其余球仍然保持静止 于是他提出问题:被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关 接着他作出以下猜想:
猜想一:可能与撞击球撞击时的速度大小有关。
猜想二:可能与撞击球的数量多少有关。
将牛顿摆等效为单摆模型,如图1乙所示是一个钢球撞击其他钢球的情形,五个钢球自左向右标为A~E球。若不考虑能量损失,请回答下列问题:
(1)将A球作为撞击球拉至一定的高度(保持细线绷直),静止释放后,A球向右摆动过程中,将 能转化为动能;
(2)探究猜想一时,为了改变撞击球撞击时的速度,可行的操作办法是: 。释放后,当钢球发生碰撞时,仅有E球被撞出,由此可判断:被而摆动的钢球数量与撞击球的速度 (选填“有关”或“无关”);(第2空1分)
(3)通过上述实验,小宁还是不明白为什么仅有一个球被撞出,于是他向老师请教,老师说:牛顿摆的钢球间发生碰撞时,撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球,所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解,小宁继续探究猜想二,将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放,A,B球向右摆动并与C球相撞,则此时可观察到的现象是如图2中的
(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
20.(2023九上·东阳期中)在学习了“机械能”相关内容后,同学们在老师的指导下为我市某游乐园体验项目设计了“过山车模型”,同时针对该模型的科学性设计了评价表。
“过山车模型”评价表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,运行过程安全,体验感好。 能正常使用 不能正常运行
指标二 更好的利用地理优势,摆脱外界能源依赖。 适当使用外界能源 能量完全依靠外界
同学们利用凹槽,拼接软管,小车等器材设计了如下模型、注射器等材料制作了如图所示的模型。
(1)在某次实验中小车从A点匀速下滑至点B该过程小车的机械能 (选填“增大”,“减小”或“不变”)
(2)该小组设计的作品,小车不借助外界能量,从A点静止下滑,不考虑能量损失,小车能否顺利通过点C (选填“能”或“否”)
(3)根据评价表,该模型“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“待改进”。为使该模型的“指标二”达到优秀水平,请你针对该模型提出更合理的设计方案: 。
21.(2023·慈溪模拟)同学们所用的笔,有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧(如图1所示)。
小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些,小文分析:笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关,那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢?小文猜想:
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关;
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关
(1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块,在同一水平面上进行了如图2所示的实验,此实验是为了验证猜想 ,实验中弹性势能的大小是通过 来体现的。
(2)小文设计了一个实验方案来验证另一个猜想:
a.将小球置于弹簧A右端,使弹簧压缩2cm,放手后小球弹出,与木块相碰,木块移动的距离为s1;
b.把小球置于弹簧A右端,使弹簧压缩的程度稍大一些,放手后小球弹出,与木块相碰,观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。再换弹簧B重复上述a、b两个步骤,比较两次实验中s1、s2的大小,得出结论。若s1<s2,则说明 。
22.(2023·柯桥模拟)小科在探究影响物体的动能大小的因素时,设计了如图甲的实验,用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆,将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。然后进行以下三步实验操作:
①将铁球挪到a点位置静止释放,打到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离为S1。
②滑块放回原处后,将铁球挪到b点位置静止释放,打到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离为S2。
③换一等体积的实心铝球(ρ铁>ρ铝),将铝球挪到b点位置静止释放,打到放回原处的滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离为S3.
(1)小科进行“步骤①”和“步骤②”的实验,他基于的猜想是:物体动能的大小可能与 有关。
(2)小科在实验中测得S2>S3,由此可得结论:
(3)实验后,小科进一步思考,若AB、AC、AD均为光滑斜面,其中AD为曲面,如图乙。让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下,撞击放在B、C、D位置的相同物块(不计碰撞时的能量损耗),判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离SB、SC、SD的大小关系 。
23.(2023九上·台州期末)光滑斜面甲与水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到B点静止,如图甲,在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙。已知AB=3AC,如图乙,回答下列问题:
(1)如果小球从斜面甲高H处静止释放,说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
(2)要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h,小球应在甲斜面上多高处静止释放,并说明理由。
24.(2023九上·温州月考)蹦床运动有“空中芭蕾”之称,深受观众的喜爱。在今年杭州亚运会蹦床项目中,中国队包揽男女蹦床2枚金牌。运动员从蹦床反弹起来一定高度后,再完成空翻转体等技巧。如图所示,运动员从0处由静止开始下落到最低点C,期间运动员用腿向下用力蹬蹦床,不考虑空气阻力及碰撞过程中能量损耗,他能反弹至比原先更高的位置。
(1)请分段说明下落过程中,运动员的动能和重力势能及蹦床的弹性势能的转化情况,并从能量转化的角度解释反弹高度高于原先下落高度的原因。
(2)在图乙中画出运动员0-C段动能大小随时间变化的大致图像。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)