周周测七 第3章 能量的转化与守恒（3.1-3.2）（含解析）

周周测七 第三章 能量的转化与守恒（3.1-3.2）
、选择题
当前市场上有一种声控玩具，只要在它附近拍一下手就会动起来。这种玩具接收信号的能量形式是（　　）
A．电磁能 B．光能 C．声能 D．化学能
据媒体报道，10月11日一颗陨石坠落在吉林省松原市附近，天空火光一片，犹如科幻电影。下落过程中陨石质量因燃烧而减小，则该过程中（　　）
A．重力势能不断减小，机械能不变
B．重力势能不断增加，机械能不变
C．重力势能不断增加，机械能增加
D．重力势能不断减小，机械能减小
如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。下列说法正确的是（　　）
A．该实验探究的是物体动能大小与高度的关系
B．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系
C．该实验中，物体的动能是指木块B的动能
D．该实验结论可以解释为什么要对机动车限速
如图所示为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动示意图。下列关于卫星运动的近地点和远地点的说法正确的是（　　）
A．从近地点到远地点，卫星动能增加
B．从远地点到近地点，卫星势能增加
C．卫星在绕地运动过程中机械能守恒
D．卫星在近地点的速度小，远地点速度大
2022年11月29日，我国自主研制的“神舟十五号”载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中(　　)
A．动能增加，势能增加 B．动能不变，势能减少
C．动能减少，势能不变 D．动能减少，势能减少
如图所示，一小钢球从光滑固定斜面的a点由静止释放，相继经过b、c两点，ab=bc，则下列判断正确的是（忽略空气阻力的影响）（　　）
A．小钢球下滑过程中惯性越来越大
B．小钢球在ab、bc两端内运动的平均速度相等
C．小钢球在ab段重力势能的减少量与bc段动能的增加量相等
D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大
如图是滑雪运动员从山上滑下的情景，下列说法中正确的是（　　）
A．运动员加速下滑过程中动能增大
B．运动员下滑过程中，若一切外力都消失，他将处于静止状态
C．运动员穿上滑雪板，因增大了与雪地的接触面积，而增大了摩擦力
D．运动员弓着腰，是通过降低重心来增大重力的
如图所示是荡秋千的简化模型。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两点的动能相等
B．球在A，D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
如图所示，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中(小球和轨道间存在摩擦)，下列说法错误的是(　　)
A．小球在A点的重力势能最大 B．小球在B点的速度最大
C．小球在C点和B点的机械能相等 D．小球不能到达D点
下列现象中，利用了自然界的机械能资源的是（　　）
A．村庄里的沼气池 B．齐跃山风力发电
C．新疆地热发电 D．硅光电池板供电
、填空题
唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动、形象地反映了这两条大河蕴藏了大量的　 　能。
如图所示，抛出的乒乓球在空中经过A．B、C三点（没有画出B、C两点），表中记录了球经过这三点的部分信息。（忽略空气阻力）
　 A B C
重力势能/J 0.4 0.4 ①
动能/J 0.8 未记录 1.0
（1）物体所在A点的高度　 　所在B点的高度。（选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）表格中，①的数据为　 　。
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，若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中能量转化情况是　 　；甲球落地时速度　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)乙球落地时速度。

如图，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验：
（1）若甲乙斜面光滑，沿斜面匀速向上拉动物体的力分别是F甲和F乙，则拉力F甲　 　F乙 。
（2）将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲　 　v乙 。（选填“>”、“<”或“=”）
踢毽子是一项方便且有益的体育运动。某同学在踢毽子时毽子被踢出后竖直上升经过某一位置时毽子的机械能为E1，动能为Ek1，重力势能为Ep1。毽子下落经过同一位置时，毽子的机械能为E2，动能为Ek2，重力势能为Ep2。根据实际则E1　 　E2，Ek1　 　Ek2，Ep1　 　Ep2(均选填”>”“=”和“<”)
、实验探究题
某实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”。他们将钢球用绳系着，从某一高度由静止释放。钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。经过实验，获得三组数据，如下表：
实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm
1 20 20 30
2 20 40 58
3 20 60 　
（1）钢球动能的大小是通过观察　 　来判断的。
（2）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要改进方案并只重做第3次实验。下面有几种建议，你认为可行的是 ；
A．甲同学建议换用一块更长的同样木板
B．乙同学建议换一个较大的木块
C．丙同学建议降低钢球下摆的高度
D．丁同学建议换用适当质量的钢球
（3）通过本实验可得出的结论是：　 　；
（4）该实验中物体的动能是指（　　）
A．小球在撞击木块前的平均动能 B．木块的动能
C．小球撞击滑块后，木块的动能 D．小球撞击滑块时的动能
如图所示，小金同学在探究物体动能大小与质量的关系时，设计了如下方案：让质量分别为 m1 和 m2(m1（1）小金同学是根据　 　判断小球动能大小的；若实验中所使用的斜面不够光滑　 　（选填“会”或“不会”）给实验带来影响。
（2）小金同学顺利完成步骤①，记录下纸盒移动的距离 x1，在进行步骤②时，纸盒被撞后滑出木板，导致无法记录移动的距离x2，此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤②，乙同学建议降低小球m2的释放高度重做步骤②，你认为哪位同学的建议是合理的？　 　（选填“甲同学”“乙同学”“都合理”或“都不合理”）。
（3）上述实验操作可以得出的结论是：　 　。
、解答题
（1）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A．B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了　 　，使皮球具有弹性势能。分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中的　 　（“A”或“B”）。
（2）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。已知正常情况下空气阻力大小随迎风面积和速度的增大而增大。
①OA段跳伞运动员的机械能　 　（填“增加”“减小”或“不变”）。
②当t=　 　s时，运动员打开降落伞。
如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景，不计空气阻力，请你回答下列问题：
（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？
（2）乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？请说明理由。
=将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录　 　。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与　 　的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接，验证“重力势能大小与质量的关系”。请你写出实验步骤。
周周测七 第三章 能量的转化与守恒（3.1-3.2）答案解析
、选择题
C
【解析】声音是由物体的振动产生的，声音能传递能量.
拍手时手发出声音，引起空气的振动，声音在空气中以声波的形式向外传播，玩具接收到声能，玩具内部电路接通，就会动作起来.故答案为C.
D
【解析】重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关，利用能量转化的知识确定机械能的大小变化。
下落过程中，陨石的质量因燃烧而减小，高度也减小，那么它的重力势能减小；由于与大气摩擦，陨石的机械能不断的转化为内能，因此机械能不断减小，故D正确，而A．B、C错误。
故选D。
D
【解析】动能与物体的质量和速度有关，根据探究动能影响因素实验的现象、过程、结论分析判断
根据题意可知，小球的质量相同，从斜面上不同高度滚下时速度不同，因此探究的是动能与速度的大小关系，故A．B错误；
该实验中，小球撞击木块，木块克服阻力做功。根据W=fs可知，木块移动距离越大，克服阻力做功越多，则小球的动能越大，故C错误；
根据实验可知，当质量相同时，速度越大，物体的动能越大，据此可以解释为啥限速，故D正确。
故选D。
C
【解析】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。
从近地点到远地点时，卫星的质量不变高度增大，则重力势能增大；质量不变速度减小，则动能减小。由于机械能没有能量损失，因此在运动过程中，卫星的机械能守恒，故A错误，C正确；
从远地点到近地点时，卫星的质量不变高度减小，则重力势能减小；质量不变速度增大，则动能增大。卫星在近地点时重力势能最小而动能最大，在远地点时重力势能最大而动能最小，故B、D错误。
故选C。
A
【解析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关。
在飞船刚离地上升的过程中，它的质量不变，高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度增大，则动能增大。
故选A．
C
【解析】解：A．钢球下滑过程中，质量不变，惯性大小不变．故A错误；
B、匀加速直线运动的速度逐渐增加，知bc的运动时间小于ab段的时间，可知bc段的平均速度大于ab段的平均速度．故B错误．
C、因为斜面光滑，所以小钢球在ab段重力势能的减少量与bc段动能的增加量相等，故C选项正确；
D、因为下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒．故D错误．
故选C．
（1）惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，质量越大，惯性越大．
（2）钢球下滑过程中做匀加速直线运动，通过时间的大小比较平均速度的大小；
（3）根据小球从斜面上滑下时，速度越来越大，高度越来越低，分析小球的动能和重力势能的变化情况；
（4）结合能量守恒定律进行分析．
A
【解析】A．动能的大小由物体的质量和速度决定；B、当物体不受外力作用时具有保持原来静止或匀速直线运动状态的能力；C、摩擦力大小只与物体粗糙程度以及发力有关；D、物体重力大小只与物体质量有关。
A．运动员加速下滑过程中，质量不变，速度变大，所以动能增大，故A正确；
B、运动员下滑过程中处于运动状态，此时仍具有速度，所以根据牛顿第一定律会以此时的速度一直做匀速直线运动，故B错误；
C、运动员穿上滑雪板，对雪地的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，故C错误；
D、重力大小只与物体质量有关，与其运动状态无关，故D错误。
故选A
C
【解析】（1）（3）比较A．D两点的重力势能大小，然后根据机械能=重力势能+动能判断机械能的大小，进而分析运动过程中机械能是否有损失；
（2）根据（1）中的结论比较B、C两点机械能的大小，再判断两点重力势能的大小，最后根据机械能=重力势能+动能分析动能的大小；
（4）重力势能与质量和高度有关。
当小球在A点和D点时，都处于最高点，此时动能为零，因为D点高度小于A点，所以D点的重力势能小于A点，根据机械能=重力势能+动能可知，D点的机械能小于A点，即运动过程中，小球的机械能有损失，故B错误，C正确；
B点和C点的高度相等，那么重力势能相等；因为C点在B点的后面，所以C点的机械能小于B点，根据机械能=重力势能+动能可知，C点的动能小于B点，故A错误；
C点高度大于O点，因此从O点到C点时，重力势能增大，故D错误。
故选C。
C
【解析】（1）重力势能与质量和高度有关；
（2）根据能量转化的过程判断；
（3）注意小球会克服摩擦消耗机械能；
（4）根据能量转化和守恒定律判断。
A．小球在A点时高度最大，因此它的重力势能最大，故A正确不合题意；
B.在小球下滑的过程中，它的重力势能会转化为动能，因为B点的高度最小，因此它的重力势能转化为的动能最大，即小球的速度最大，故B正确不合题意；
C.由于小球要克服摩擦消耗机械能，所以C点的机械能小于B点，故C错误符合题意；
D.由于能量损耗，最终小球的重力势能会小于A点的重力势能，因此它不能到达与A点等高的D点，故D正确不合题意。
故选C。
B
【解析】机械能包括动能和重力势能，据此分析判断。
A．村庄里的沼气池，利用的化学能，故A不合题意；
B．齐跃山风力发电，运动的空气具有机械能，故B符合题意；
C．新疆地热发电，利用煤具有的化学能，故C不合题意；
D.硅光电池板供电，利用的太阳能，故D不合题意。
故选B。
、填空题
机械
【解析】机械运动的物体具有机械能.
由于江水是运动的，所以这两条大河蕴藏了大量的机械能.
（1）等于
（2）0.2
【解析】（1）重力势能的大小与质量和高度有关；
（2）根据机械能守恒的知识解答。
（1）乒乓球的质量相同，A和B点时重力势能相等，因此A．B两点的高度相等。
（2）忽略空气阻力时，没有机械能的损失，即动能和重力势能的和保持不变。那么①处的数值为：0.4J+0.8J-1J=0.2J。
动能转化为重力势能；等于
【解析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，根据动能和重力势能的大小变化确定能量转化即可；
（2）根据机械能守恒的知识分析解答。
（1）若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中，质量不变，高度增大，则重力势能增大；速度减小，则动能减小，那么将动能转化为重力势能；
（2）如果不计空气阻力，那么小球在运动过程中没有能量损失，则小球落地时的动能等于小球出手时的动能与重力势能之和。根据题意可知，出手时高度和速度相同，则出手时动能和重力势能相等，那么落地时动能相等，最终落地时的速度相同。
（1）<
（2）=
【解析】（1）根据甲乙斜面做功相等利用公式W= Fs，可以比较F的大小关系；（2）根据光滑斜面上机械能守恒可以得出到底端的速度关系。
（1）由于甲乙斜面光滑，F甲和F乙对木块所做的功就是木块势能的增加，所以做功相等，F甲s甲=F乙s乙，由s甲>s乙，可推知F甲故答案为：<；=
>；>；=
【解析】（1）在毽子运动的过程中，要克服空气阻力做功，因此运动时间越长，机械能的损耗越大；
（2）重力势能与质量和高度有关，据此比较两个重力势能的大小；根据运动时间的长短，比较两个机械能的大小，最后根据“机械能=动能+重力势能”比较两个动能的大小。
毽子下落经过同一位置时的运动时间比上升时经过同一位置时的时间长，因此机械能转化为内能更多，那么机械能E1>E2；毽子的质量不变，高度相同，因此两个重力势能相同，即Ep1=Ep2；
根据机械能=动能+重力势能可知，毽子两次经过同一位置时的动能Ek1>Ek2。
、实验探究题
（1）木块滑行距离
（2）A
（3）质量一定时，速度越大动能越大
（4）D
【解析】（1）钢球撞击水平面上的木块，木块克服地面阻力做功。根据W=fs可知，木块移动的距离越大，则克服阻力做的功越大，说明钢球的动能越大；
（2）根据控制变量法的要求分析判断；
（3）分析实验中哪个因素相同，哪个因素不同，然后根据控制变量法的要求描述实验结论；
（4）根据实验的过程分析判断。
（1）钢球动能的大小是通过观察木块滑行距离来判断的。
（2）根据表格可知，实验要探究钢球的动能与速度的关系，此时需要控制钢球的质量相同，故D错误；
因为要通过木块移动的距离反映钢球动能的大小，因此必须控制木块对水平面的压力相同，即木块重力相等，故B错误；
钢球下摆的高度已定，此时只能通过换一块更长的同样木板来解决这个问题，故C错误，A正确。
故选A．
（3）根据表格数据可知，钢球的质量都是20g时，钢球下摆的高度越大，木块滑行的距离越远，那么得到结论：质量一定时，速度越大，动能越大。
（4）根据图片可知，木块获得的动能来自于小球撞击滑块的瞬间，因此该实验中的动能是指小球撞击滑块时的动能，故选D。
（1）纸盒移动的距离；不会
（2）都不合理
（3）速度一定时，质量越大，动能越大
【解析】（1）小球从斜面上滚下，撞击水平面上的纸盒，纸盒在移动过程中克服摩擦做功。根据W=fs可知，纸盒移动的距离越远，做的功越多，说明小球的动能越大。如果斜面不够光滑，那么小球滚下会受到摩擦力，但是仍然是斜面越高，到达水平面时的速度越大，则对实验几乎没有影响。
（2）根据控制变量法的要求可知，只有纸盒受到的摩擦力相同时，才能通过距离反映小球动能的大小。如果换用更重的木块后，则受到的阻力增大，因此方法不可行。探究小球质量对动能的影响时，必须控制小球在斜面上的高度相同，即控制小球到达水平面时的速度相同，据此分析判断。
（3）比较两个实验可知，当小球在斜面上的高度相同时，即速度相同时，小球的质量越大，木块移动的距离越远，据此描述动能与质量的关系即可。
（1）小金同学是根据纸盒移动的距离判断小球动能大小的；若实验中所使用的斜面不够光滑不会给实验带来影响。
（2）根据控制变量法的要求可知，我认为两位同学的建议都不合理。
（3）上述实验操作可以得出的结论是： 速度一定时，质量越大，动能越大 。
、解答题
（1）弹性形变；B
（2）减小；40
【解析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。重力势能的大小与质量和高度有关。
（2）①根据机械能和内能的转化解答；
②根据力与运动的关系解答。
（1）①在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使完全相同的皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A．B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，使皮球具有弹性势能。
②圆斑的大小与弹性势能大小有关，而弹性势能由球的重力势能转化而成。球从较高处下落时，重力势能较大，转换成的弹性势能较大，则圆斑较大，故选B。
（2）①OA段运动员的速度在不断增大，他受到的空气阻力不断增大，会不断有机械能转换为内能，因此它的机械能减小。
②当打开降落伞时，运动员受到的阻力突然大于重力，此时应该开始做减速运动，因此打开降落伞的时间为t=40s。
（1）解：在乒乓球上升的过程中，乒乓球的动能转化为重力势能，机械能不变。
（2）解：乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，所以处于非平衡状态。(合理即可)
【解析】（1）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化。如果不计空气阻力，那么机械能没有损失，据此判断机械能的变化；
（2）如果物体受到的外力为零，那么它处于平衡状态。
（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的高度增大，那么重力势能增大；速度减小，那么动能减小，因此乒乓球的动能转化为重力势能。由于不计空气阻力，那么机械能不会转化为内能，即机械能不变。
（2）乒乓球运动到最高点时，处于非平衡状态，因为乒乓球此时只受重力的作用，它受到的外力不为零。
（1）滑块移动距离；速度大小
（2）将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
【解析】（1）水管①和②正好构成一个斜面，滑块从②中不同高度的缺口处放入，相当于从斜面上不同高度下滑，那么它到达水平管①时速度不同。根据滑块在水平管①里面运动的距离，可以判断动能的大小。
（2）滑块在管①中运动时会受到阻力，它受到小球的撞击后，向下运动的距离越大，说明上面小球具有的重力势能越大。如果要探究重力势能与质量的关系，那么就要控制小球下落的高度相同，而改变小球的质量，据此设计实验过程即可。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录滑块移动距离。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与速度大小的关系。
（2）实验步骤为：将一钢球从管②的任一口放入，静止释放，观察并记录滑块移动距离；取出钢球，将滑块移回原位。将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
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