11.4机械能及其转化 同步练习（有答案）初中物理人教版（2024）
文档属性
| 名称 | 11.4机械能及其转化 同步练习（有答案）初中物理人教版（2024） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-02-06 23:46:02 | ||
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文档简介
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11.4机械能及其转化
一、单选题
1．跳绳能有效地训练个人的反应和耐力，是强身健体的运动，深受同学们的喜爱，如图所示是某同学跳绳时的情景。下列对跳绳过程分析正确的是（ ）
A．该同学向上跳起到最高点时受平衡力的作用
B．该同学下落过程中受到惯性力的作用
C．下落过程中，该同学的重力势能转化为动能
D．跳绳手柄做得比较粗糙，是为了减小压强
2．“神舟五号”载人飞船的返回舱在进入大气层穿过黑障区后，迅速弹出减速伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船返回舱 （ ）
A．动能不变，势能减小，机械能减小
B．动能减小，势能减小，机械能减小
C．动能增大，势能减小，机械能增大
D．动能减小，势能增大，机械能不变
3．如图所示，物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端．在这一过程中，物体的速度v、通过的距离s、机械能E和动能Ek随时间t的变化如下图所示，则错误的是( )
A． B．
C． D．
4．在平昌冬奥会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示（b，d在同一高度），如果不计空气阻力，下列说法错误的是（ ）
A．从a点向b点运动的过程中，动能增加
B．从b点向c点运动的过程中，重力势能增加
C．b点的动能等于d点的动能
D．c点和d点的机械能相等
5．如图所示，踢毽子作为一种古老的传统民俗体育活动，由于其娱乐性和灵活性深受大家喜爱。当毽子离开脚后在空中运动时，下列说法正确的是（ ）
A．毽子在空中上升过程中，人对毽子做了功
B．毽子在空中上升过程中，重力势能转化为动能
C．踢出的毽子能上升，是由于它所受的惯性力大于自身重力
D．毽子在空中竖直上升到最高点时，受非平衡力作用
6．如图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一物块接触（不连接），物块在A处时弹簧处于原长，水平面不光滑。现缓慢推动物块将弹簧压缩至O点，松手后物块被向右弹出，最终停在B点。则下列说法正确的是（ ）
A．物块速度最大的位置在A点左侧
B．刚松手瞬间弹簧对物块的力大于物块对弹簧的力
C．从O点运动到A点过程，物块的动能不断增加
D．物块向右运动过程中，弹簧减小的弹性势能完全转化为物块增加的动能
二、多选题
7．图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球的动能先不断增加，后减少
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
三、填空题
8．在我市中学生篮球锦标赛进行过程中，某运动员将篮球投出，从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零。
9．如图是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒．卫星在远地点时 能最大，从远地点向近地点运动时，它的势能减小、 能增大，速度也就增大。
10．如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连．推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J．则木块最终静止的位置一定不可能位于 （B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是 J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 （B/C/D）点．
11．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，在人越过点继续向下的过程中，人的动能将 ，重力势能将 ，橡皮绳的弹性势能将 。填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”
12．图甲是皮球被水平抛出后的部分运动轨迹，皮球经过的M、N两点对应甲图①②③点的某两处，图乙是两点处的机械能占比。反弹过程中，皮球在①③两点处的 能相等；皮球在M点处的动能为 J；N点对应甲图中的 点。
13．如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面，现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，其大小关系是 （用“＞”、“＜”或“＝”连接）。
四、实验探究题
14．小明每天骑自行车上学（如图-1所示）。
（1）自行车轮胎上刻有花纹，是通过 来增大摩擦；车座设计得宽大是通过 来减小压强；
（2）在骑车上坡时，小明发现即使不踩踏板，自行车也能冲上斜坡一段距离。几次实验，他发现在坡底时的速度越大，自行车自行冲上斜坡的距离就越远。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？小明提出了下列猜想：
A．与其运动到坡底时速度的大小有关
B．与其在斜坡上受到摩擦力的大小有关
C．与其质量的大小有关
为了验证猜想，小明将一左侧光滑、右侧粗糙的弧形轨道固定在水平桌面上，并用小球模拟自行车，如图-2所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放，小球沿轨道向下运动，继而冲上右侧轨道，测出小球在右侧轨道运动的最大距离s（不计空气阻力）；
①小明将同一小球从左侧轨道的不同高度自由释放，分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s，这是为了探究猜想 （选填“A”“B”或“C”）；
②在探究猜想C时，小明将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放，分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s，数据如表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
球质量m/g 20 30 40 50 60
小球冲上轨道的最大距离s/cm 30.1 30.2 30.0 30.1 30.0
根据表中的数据可得出的结论是：小球冲上轨道的最大距离与小球的质量 （选填“有关”或“无关”）；
③将小球由左侧光滑轨道某一高度自由释放，小球在右侧粗糙的弧形轨道上上升的最大高度 （选填“大于”“小于”或“等于”）小球在左侧轨道释放时的高度，原因是 ；
（3）小明骑自行车上一个陡坡时，沿S形路线骑行，他这样做是为了 （选填“省力”或“省功”）。
五、综合题
15．如图，小丽站在商场的手扶电梯上，随梯匀速下楼，运动轨迹如图虚线所示。
（1）在图中画出小丽的受力示意图 。（图中“·”表示小丽）
（2）此过程中，小丽的动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），机械能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
16．（1）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图1所示。AB段返回器的动能 （变大/不变/变小）；BC段返回器的机械能 （变大/不变/变小）；CD段返回器动能增加量 （大于/等于/小于）重力势能的减小量；
（2）“鹊桥”是嫦娥五号月球探测器的中继卫星，与地球相距45万公里。“鹊桥”上安装了激光角反射器（如图2甲），开展了超地月距离的反射式激光测距试验。如图2乙，角反射器由相互垂直的小平面镜组合而成，激光射向它时，能被其“反向射回”
①角反射器的反射面制作得很 （平滑/粗糙），使射向它的激光发生 反射；
②图2乙中，反向射回的光线b与射入的光线a相互 （平行/不平行），光线b所对应的反射角 度。
17．三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直升降，大大缩短船只过坝的时间，为了确保运行的安全性，工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。“水力浮筒式”也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式，下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时，竖井中水位下降，两个相同的浮筒也随之下降，船厢就会上升；反之船厢就会下降。已知船厢装满水后船厢和水的总质量为kg，每个浮筒的质量为kg，求：
（1）船厢以20m/min的速度匀速上升3m，用时 s，船厢在此过程中机械能 （填“变小”“不变”或“变大”）；
（2）若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m，则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少 J？
（3）当质量为kg的“炽心号”驶入装满水的船厢，船厢上升到与上游水位相平时（即图中所示位置），进水阀、排水阀都关闭，此时每个浮筒排开水的体积是多少m3 ？（不计钢绳和滑轮的重力及摩擦）。
六、科普阅读题
18．阅读短文，回答问题：
嫦娥奔月
我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功，约5天后进入如图1所示的环月轨道。它的质量为2.3t，与“嫦娥一号”相同，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，更宜于对月球的精细测绘。
2013年年底，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测。已经探明，月球上无水。月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。也就是说，登上月球的月球车，进入月夜以后，它由于无法通过光能发电，又能自动醒来。月球表面白昼时温度高达150℃，黑夜时低至﹣180℃。“嫦娥三号”在登录月球时将使用软着陆方式，以减缓降落速度。它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，确保软着陆成功。
2020年11月24日4时30分在文昌航天发射场长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器成功发射，举世瞩目。2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。嫦娥五号探测器上有上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成，着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始，15min降落至月球表面。安全降落的着陆器和上升器组合体进行月球采样，上升器携带月球样品从月球表面起飞，进入环月轨道后与轨道器和返回器的合体进行对接，成为环月飞行的“卫星”，轨道器将会再护送返回器一程。最终，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。
（1）“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是 （选填“近月点”或“远月点”）；它在绕月匀速转动过程时 （“不受力”“受平衡力”或“受非平衡力”）的作用；
（2）“玉兔”月球车的轮子做得宽大，能减小 ，才不至于陷入松软的月壤中，月球车的轮子使用的是 （选填“充气”“非充气”）轮胎；
（3）总量达8200kg嫦娥五号探测器在月球上受到的重力为 N（g＝10N/kg，最后结果保留小数点后一位）；
（4）为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器在关闭发动机后，采用了“半弹道跳跃式再入”返回技术方案（如图2所示），下列说法正确的是 。
A．返回器在着陆过程中势能不断减小
B．返回器在着陆过程中动能不断增大
C．返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等
D．返回器从第二次再入到着陆过程中，势能全部转化为动能
七、计算题
19．如图所示，竖直平面内有一半径R=0.4m的竖直光滑绝缘圆弧轨道BCD和绝缘粗糙水平轨道在B点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OC和OD之间的夹角为θ=37°，整个装置处于水平向左的匀强电场中，电场强度大小E=500N/C，场强方向与粗糙水平轨道平行。质量为m=40g、电荷量为q=+6×10-4C的带正电的小滑块从A点由静止释放，小滑块恰好能通过竖直光滑绝缘圆弧轨道BCD。已知小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，小滑块可视为质点，sin37°=0.6，g取10m/s2。求：
（1）小滑块在通过圆弧轨道BCD中的最小速率；
（2）小滑块第一次通过B点时对轨道的压力大小；
（3）A、B点间的距离。
20．已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为Ek=0.5mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能Ek1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能Ek2。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】机械能及其转化；重力及其大小的计算；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法
2．【答案】B
【知识点】机械能及其转化
3．【答案】C
【知识点】机械能守恒条件；时间速度路程的图像分析
4．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
5．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；平衡状态的判断；是否做功的判断
6．【答案】A
【知识点】动能的影响因素；机械能及其转化；弹力；二力平衡的条件及其应用
7．【答案】A,D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
8．【答案】减小；大于
【知识点】机械能及其转化
9．【答案】重力势；动
【知识点】机械能及其转化
10．【答案】C；24；B
【知识点】势能大小的比较；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
11．【答案】先变大后变小；变小；变大
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
12．【答案】重力势；80；②
【知识点】机械能及其转化
13．【答案】
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
14．【答案】增大接触面的粗糙程度；增大受力面积；A；无关；小于；见解析；省力
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；机械能及其转化；增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用
15．【答案】；不变；减小
【知识点】机械能及其转化；力的三要素及力的示意图
16．【答案】变小；不变；小于；平滑；镜面；平行；40
【知识点】光的反射定律；动能的影响因素；机械能及其转化
17．【答案】9；变大；；
【知识点】机械能及其转化；阿基米德原理；功的计算及应用
18．【答案】远月点；受非平衡力；压强；非充气；13666.7；C
【知识点】机械能及其转化；重力及其大小的计算；减小压强的方法及其应用
19．【答案】（1）；（2）2.7N；（3）4.6m
【知识点】机械能及其转化；功的计算及应用
20．【答案】（1）6J， 0.8J；（2）6J；（3）6.8J
【知识点】机械能及其转化
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11.4机械能及其转化
一、单选题
1．跳绳能有效地训练个人的反应和耐力，是强身健体的运动，深受同学们的喜爱，如图所示是某同学跳绳时的情景。下列对跳绳过程分析正确的是（ ）
A．该同学向上跳起到最高点时受平衡力的作用
B．该同学下落过程中受到惯性力的作用
C．下落过程中，该同学的重力势能转化为动能
D．跳绳手柄做得比较粗糙，是为了减小压强
2．“神舟五号”载人飞船的返回舱在进入大气层穿过黑障区后，迅速弹出减速伞和主伞。从弹出减速伞和主伞到着陆的过程中，飞船返回舱 （ ）
A．动能不变，势能减小，机械能减小
B．动能减小，势能减小，机械能减小
C．动能增大，势能减小，机械能增大
D．动能减小，势能增大，机械能不变
3．如图所示，物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端．在这一过程中，物体的速度v、通过的距离s、机械能E和动能Ek随时间t的变化如下图所示，则错误的是( )
A． B．
C． D．
4．在平昌冬奥会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示（b，d在同一高度），如果不计空气阻力，下列说法错误的是（ ）
A．从a点向b点运动的过程中，动能增加
B．从b点向c点运动的过程中，重力势能增加
C．b点的动能等于d点的动能
D．c点和d点的机械能相等
5．如图所示，踢毽子作为一种古老的传统民俗体育活动，由于其娱乐性和灵活性深受大家喜爱。当毽子离开脚后在空中运动时，下列说法正确的是（ ）
A．毽子在空中上升过程中，人对毽子做了功
B．毽子在空中上升过程中，重力势能转化为动能
C．踢出的毽子能上升，是由于它所受的惯性力大于自身重力
D．毽子在空中竖直上升到最高点时，受非平衡力作用
6．如图为一轻质弹簧，左端固定在竖直墙壁上，右端与一物块接触（不连接），物块在A处时弹簧处于原长，水平面不光滑。现缓慢推动物块将弹簧压缩至O点，松手后物块被向右弹出，最终停在B点。则下列说法正确的是（ ）
A．物块速度最大的位置在A点左侧
B．刚松手瞬间弹簧对物块的力大于物块对弹簧的力
C．从O点运动到A点过程，物块的动能不断增加
D．物块向右运动过程中，弹簧减小的弹性势能完全转化为物块增加的动能
二、多选题
7．图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球的动能先不断增加，后减少
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
三、填空题
8．在我市中学生篮球锦标赛进行过程中，某运动员将篮球投出，从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零。
9．如图是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒．卫星在远地点时 能最大，从远地点向近地点运动时，它的势能减小、 能增大，速度也就增大。
10．如图所示，原长为l的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端与水平面上的木块相连．推动木块压缩弹簧，当其左端至A点时，弹簧具有的弹性势能为25J；松手后，木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止，此时弹簧具有的弹性势能为1J．则木块最终静止的位置一定不可能位于 （B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是 J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于 （B/C/D）点．
11．“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，在人越过点继续向下的过程中，人的动能将 ，重力势能将 ，橡皮绳的弹性势能将 。填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”
12．图甲是皮球被水平抛出后的部分运动轨迹，皮球经过的M、N两点对应甲图①②③点的某两处，图乙是两点处的机械能占比。反弹过程中，皮球在①③两点处的 能相等；皮球在M点处的动能为 J；N点对应甲图中的 点。
13．如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面，现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，其大小关系是 （用“＞”、“＜”或“＝”连接）。
四、实验探究题
14．小明每天骑自行车上学（如图-1所示）。
（1）自行车轮胎上刻有花纹，是通过 来增大摩擦；车座设计得宽大是通过 来减小压强；
（2）在骑车上坡时，小明发现即使不踩踏板，自行车也能冲上斜坡一段距离。几次实验，他发现在坡底时的速度越大，自行车自行冲上斜坡的距离就越远。自行车冲上斜坡的最大距离与哪些因素有关呢？小明提出了下列猜想：
A．与其运动到坡底时速度的大小有关
B．与其在斜坡上受到摩擦力的大小有关
C．与其质量的大小有关
为了验证猜想，小明将一左侧光滑、右侧粗糙的弧形轨道固定在水平桌面上，并用小球模拟自行车，如图-2所示。将小球从左侧轨道某位置自由释放，小球沿轨道向下运动，继而冲上右侧轨道，测出小球在右侧轨道运动的最大距离s（不计空气阻力）；
①小明将同一小球从左侧轨道的不同高度自由释放，分别记下小球冲上右侧轨道的最大距离s，这是为了探究猜想 （选填“A”“B”或“C”）；
②在探究猜想C时，小明将质量不同的小球由左侧轨道相同高度自由释放，分别测出它们在右侧轨道运动的最大距离s，数据如表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
球质量m/g 20 30 40 50 60
小球冲上轨道的最大距离s/cm 30.1 30.2 30.0 30.1 30.0
根据表中的数据可得出的结论是：小球冲上轨道的最大距离与小球的质量 （选填“有关”或“无关”）；
③将小球由左侧光滑轨道某一高度自由释放，小球在右侧粗糙的弧形轨道上上升的最大高度 （选填“大于”“小于”或“等于”）小球在左侧轨道释放时的高度，原因是 ；
（3）小明骑自行车上一个陡坡时，沿S形路线骑行，他这样做是为了 （选填“省力”或“省功”）。
五、综合题
15．如图，小丽站在商场的手扶电梯上，随梯匀速下楼，运动轨迹如图虚线所示。
（1）在图中画出小丽的受力示意图 。（图中“·”表示小丽）
（2）此过程中，小丽的动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），机械能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
16．（1）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图1所示。AB段返回器的动能 （变大/不变/变小）；BC段返回器的机械能 （变大/不变/变小）；CD段返回器动能增加量 （大于/等于/小于）重力势能的减小量；
（2）“鹊桥”是嫦娥五号月球探测器的中继卫星，与地球相距45万公里。“鹊桥”上安装了激光角反射器（如图2甲），开展了超地月距离的反射式激光测距试验。如图2乙，角反射器由相互垂直的小平面镜组合而成，激光射向它时，能被其“反向射回”
①角反射器的反射面制作得很 （平滑/粗糙），使射向它的激光发生 反射；
②图2乙中，反向射回的光线b与射入的光线a相互 （平行/不平行），光线b所对应的反射角 度。
17．三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直升降，大大缩短船只过坝的时间，为了确保运行的安全性，工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。“水力浮筒式”也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式，下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时，竖井中水位下降，两个相同的浮筒也随之下降，船厢就会上升；反之船厢就会下降。已知船厢装满水后船厢和水的总质量为kg，每个浮筒的质量为kg，求：
（1）船厢以20m/min的速度匀速上升3m，用时 s，船厢在此过程中机械能 （填“变小”“不变”或“变大”）；
（2）若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m，则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少 J？
（3）当质量为kg的“炽心号”驶入装满水的船厢，船厢上升到与上游水位相平时（即图中所示位置），进水阀、排水阀都关闭，此时每个浮筒排开水的体积是多少m3 ？（不计钢绳和滑轮的重力及摩擦）。
六、科普阅读题
18．阅读短文，回答问题：
嫦娥奔月
我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功，约5天后进入如图1所示的环月轨道。它的质量为2.3t，与“嫦娥一号”相同，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，更宜于对月球的精细测绘。
2013年年底，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测。已经探明，月球上无水。月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天。也就是说，登上月球的月球车，进入月夜以后，它由于无法通过光能发电，又能自动醒来。月球表面白昼时温度高达150℃，黑夜时低至﹣180℃。“嫦娥三号”在登录月球时将使用软着陆方式，以减缓降落速度。它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，确保软着陆成功。
2020年11月24日4时30分在文昌航天发射场长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器成功发射，举世瞩目。2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。嫦娥五号探测器上有上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成，着陆器和上升器的组合体从距月面15km处开始，15min降落至月球表面。安全降落的着陆器和上升器组合体进行月球采样，上升器携带月球样品从月球表面起飞，进入环月轨道后与轨道器和返回器的合体进行对接，成为环月飞行的“卫星”，轨道器将会再护送返回器一程。最终，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。
（1）“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是 （选填“近月点”或“远月点”）；它在绕月匀速转动过程时 （“不受力”“受平衡力”或“受非平衡力”）的作用；
（2）“玉兔”月球车的轮子做得宽大，能减小 ，才不至于陷入松软的月壤中，月球车的轮子使用的是 （选填“充气”“非充气”）轮胎；
（3）总量达8200kg嫦娥五号探测器在月球上受到的重力为 N（g＝10N/kg，最后结果保留小数点后一位）；
（4）为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器在关闭发动机后，采用了“半弹道跳跃式再入”返回技术方案（如图2所示），下列说法正确的是 。
A．返回器在着陆过程中势能不断减小
B．返回器在着陆过程中动能不断增大
C．返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等
D．返回器从第二次再入到着陆过程中，势能全部转化为动能
七、计算题
19．如图所示，竖直平面内有一半径R=0.4m的竖直光滑绝缘圆弧轨道BCD和绝缘粗糙水平轨道在B点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OC和OD之间的夹角为θ=37°，整个装置处于水平向左的匀强电场中，电场强度大小E=500N/C，场强方向与粗糙水平轨道平行。质量为m=40g、电荷量为q=+6×10-4C的带正电的小滑块从A点由静止释放，小滑块恰好能通过竖直光滑绝缘圆弧轨道BCD。已知小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，小滑块可视为质点，sin37°=0.6，g取10m/s2。求：
（1）小滑块在通过圆弧轨道BCD中的最小速率；
（2）小滑块第一次通过B点时对轨道的压力大小；
（3）A、B点间的距离。
20．已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为Ek=0.5mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能Ek1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能Ek2。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】机械能及其转化；重力及其大小的计算；惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法
2．【答案】B
【知识点】机械能及其转化
3．【答案】C
【知识点】机械能守恒条件；时间速度路程的图像分析
4．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
5．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；惯性及其现象；平衡状态的判断；是否做功的判断
6．【答案】A
【知识点】动能的影响因素；机械能及其转化；弹力；二力平衡的条件及其应用
7．【答案】A,D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
8．【答案】减小；大于
【知识点】机械能及其转化
9．【答案】重力势；动
【知识点】机械能及其转化
10．【答案】C；24；B
【知识点】势能大小的比较；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
11．【答案】先变大后变小；变小；变大
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
12．【答案】重力势；80；②
【知识点】机械能及其转化
13．【答案】
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
14．【答案】增大接触面的粗糙程度；增大受力面积；A；无关；小于；见解析；省力
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；机械能及其转化；增大或减小摩擦的方法；减小压强的方法及其应用
15．【答案】；不变；减小
【知识点】机械能及其转化；力的三要素及力的示意图
16．【答案】变小；不变；小于；平滑；镜面；平行；40
【知识点】光的反射定律；动能的影响因素；机械能及其转化
17．【答案】9；变大；；
【知识点】机械能及其转化；阿基米德原理；功的计算及应用
18．【答案】远月点；受非平衡力；压强；非充气；13666.7；C
【知识点】机械能及其转化；重力及其大小的计算；减小压强的方法及其应用
19．【答案】（1）；（2）2.7N；（3）4.6m
【知识点】机械能及其转化；功的计算及应用
20．【答案】（1）6J， 0.8J；（2）6J；（3）6.8J
【知识点】机械能及其转化
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