章末过关检测（六） 第12章 机械能
(考试时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(共10小题，每小题3分，共30分)
1．三峡水库修建大坝可以提高水位，是为了增加水的( B )
A．浮力 B．重力势能
C．弹性势能 D．动能
2．下列物体具有动能的是( C )
A．停止在站台上的火车 B．悬挂在天花板上的吊灯
C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓
3．无人机拍照摄像已被广泛应用于生活。如图所示，无人机在匀速上升拍摄地面景物的过程中，以下分析正确的是( A )
A．动能不变，重力势能增大
B．动能不变，重力势能不变
C．动能减小，重力势能增大
D．动能增大，重力势能减小
4．我们上楼梯时，下列有关机械能变化的情况，有可能的是( D )
①动能不变，势能变大 ②动能变大，势能不变 ③动能不变，势能不变 ④动能变大，势能变大
A．①② B．③④
C．②③ D．①④
5．如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，由静止释放，小球在A、B间往复摆动，C是摆动过程中的最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是( B )
A．小球从A到C的过程中，动能减小
B．小球从A到C的过程中，重力势能转化为动能
C．小球从C到B的过程中，重力势能减小
D．小球从C到B的过程中，重力势能转化为动能
6．下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是( D )
A．人将重物向上提起的过程
B．热气球上升的过程
C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程
D．铅球自由下落的过程
7．某地区出现冰雹天气，当冰雹在空中加速下落时(不计空气阻力及冰雹质量的变化)，下列说法正确的是( A )
A．冰雹的动能增大 B．冰雹的重力势能增大
C．冰雹的动能减小 D．冰雹的重力势能不变
8．下列实例中物体的机械能增大的是( B )
A．飞机在空中水平匀速飞行 B．运载火箭迅速升入高空
C．乒乓球触地后向上弹起 D．滑雪运动员从山坡上滑下
9．如图所示，小明将小球由a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高。下列说法正确的是( B )
A．从a到c的过程中，小球重力势能不变
B．小球在c、d两点的动能可能相等
C．从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大
D．从a到d的过程中，小球机械能守恒
a点略高于c点，从a到c的过程中，小球重力势能先变小，后变大，a点的重力势能大于c点的重力势能，故A错误；cd段内壁粗糙，小球从c点到d点克服摩擦阻力，小球的机械能减小，小球在c点的机械能大于d点，小球在c点的重力势能大于d点，因此c、d两点的动能可能相等，故B正确；b点与d点等高，b点与d点的重力势能相同，从a到d的过程中，ab段和bc段内壁光滑，ac段机械能守恒，cd段由于小球克服摩擦阻力，小球的机械能减小，机械能不守恒，小球在b点的机械能大于d点，小球运动到b点时，动能最大，故C、D错误。
10．如图所示是跳水运动员比赛中的几个瞬间，其中①位置时运动员把跳板压到最低处。若不计空气阻力，关于该过程，下列判断正确的是( D )
A．位置①到②的过程，运动员的重力势能转化为动能
B．位置②到③的过程，运动员的重力势能转化为动能
C．位置④时运动员的动能等于位置②时运动员的动能
D．位置③到④的过程，运动员减小的重力势能等于增加的动能
位置O到②的过程中运动员的高度在增大，弹性势能转化为动能，故A错误；位置②到③的过程中不计空气阻力，运动员的机械能守恒，运动员动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误；起跳后运动员运动过程中机械能守恒，位置②时运动员的动能等于与位置②相同高度处的动能，位置②和位置④高度不同，动能不同，故C错误；由③到④位置的过程中机械能守恒，重力势能全部转化为动能，即此过程中运动员减小的重力势能等于增加的动能，故D正确。
二、多选题(共2小题，每小题4分，共8分)
11．图甲中过山车从A点出发，从B点自由滑行先后经过C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的柱形图，则关于B到E点的过程下列说法正确的是( AD )
A．过山车在C点的动能比在E点大
B．若在D点时，一切外力消失，过山车将保持静止
C．从D到E的过程中，过山车的重力势能全部转化为动能
D．在B点时，过山车的机械能最大
12．某巡航导弹的飞行轨迹如图所示，发射升空段(OF)，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段(FI)，发动机关闭，导弹被加速到极高的速度；巡航阶段(IJ)，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。下列关于该巡航导弹的说法正确的是( BD )
A．整个过程中，在F点动能最大
B．O点到E点过程中，机械能增大
C．G点到H点过程中，重力势能不变
D．G点到H点过程中，重力势能转化为动能
依题意得，导弹在OF段与FI段均处于加速阶段，IJ段导弹处于匀速阶段，则导弹在I点速度最大，导弹运动过程中质量不变，导弹在I点动能最大，故A错误；O点到E点过程中，导弹质量不变，速度增大，高度升高，则导弹的动能增大，重力势能增大，机械能增大，故B正确；G点到H点过程中，导弹质量不变，高度下降，重力势能减小，故C错误；G点到H点过程中，重力势能减小，质量不变，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故D正确。
三、填空题(共7小题，每空2分，共28分)
13．“撑竿跳高”完整的过程可以简化成三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越杆下落。运动员撑竿起跳上升到最高点时，重力势能__最大__(选填“最大”或“最小”)；从最高点下落过程中__动__能逐渐增加。
14．图甲为一款乒乓球发球机。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，如图乙。若不计空气阻力，请你猜测三球到达乒乓球台的速度__相同__(选填“相同”或“不相同”)，理由是__乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，即小球的质量、速度及高度均相同，则小球的机械能相同，不计空气阻力，机械能守恒，三球到达乒乓球台时高度相同，所以重力势能相同，所以动能相同，小球质量相同，所以小球的速度相同__。
15．“交通安全，事关你我。”当我们在公路上骑自行车时，不能过快。从能量转化的角度来看：自行车的速度越大，其动能就__越大__，用相同的刹车阻力，自行车运动的距离就__越长__，不能在较短的距离内停下来，容易发生交通事故。
动能的大小与物体的质量和速度有关。在质量一定的情况下，物体的速度越大，其动能就越大；当我们骑自行车时，如果速度过快，那么自行车的动能就会很大，能够做的功就越多。用相同的刹车阻力刹车时，自行车运动的距离就越长。当遇到紧急情况需要刹车时，自行车就不能在安全的距离内停下来，从而导致发生交通事故。
16．一小球从水平桌面A点滚动到B点，然后落到地面弹起，其运动轨迹如图中的虚线所示，B到C的过程中，重力势能转化为__动__能，其中D和E的高度相同，E点比D点小球的动能小，因此小球弹跳的过程中，小球的机械能__变小__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17．神舟十三号乘组共在轨飞行183天，创造了中国航天员连续在轨飞行时间的最长纪录。如图所示，神舟十三号载人飞船与空间站组合体沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，当它从远地点向近地点运动时，势能__减小__，机械能__不变__。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
18．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。球从最高点到落地点的过程中，动能__增大__，重力势能__减小__。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
19．如图甲所示，拦河坝使上游水位升高，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的__重力__势能越大，能发出的电就越多；巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题，解决这个问题的方法就是修建船闸，如图乙所示，船闸利用了__连通器__原理。
四、实验题(共2小题，每空1分，共13分)
20．小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处(图中水平虚线处)由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为mA＜mB＜mC 。请回答下列问题：
(1)比较__甲、乙__两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
(2)比较甲、丙、丁三次的实验结果可知，__高度__相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
(3)设乙实验中物体A释放前的重力势能为EA ，丁实验中物体C释放前的重力势能为EC，则EA__＜__(选填“＞”“＜”或“＝”)EC。
21．小明在“探究动能的大小与哪些因素有关”实验中，用质量为m、2m的钢球从同一斜面上由静止滚下撞击同一水平木板上的木块。
(1)实验中通过观察__木块移动的距离__来判断__钢球__(选填“木块”或“钢球”)的动能大小。若水平面绝对光滑，本实验将__不能__(选填“能”或“不能”)达到探究目的；
(2)由甲、乙两次实验可初步得出结论：物体动能大小与__速度大小__有关；
(3)分析__甲、丙__两次实验可得：物体动能大小与质量有关，质量越大，动能越大；
(4)甲、乙两次实验中木块通过水平面上A、B两点时受到的摩擦力分别为fA和fB，则fA__＝__(选填“>”“＝”或“<”)fB；
(5)若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板需要重做实验，在不更换器材的前提下，小明可以__减小钢球下滚的高度__；
(6)另一小组设计了如图丁的装置。用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放(小球与地面的摩擦忽略不计)，撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案__不可行__(选填“可行”或“不可行”)，原因是__小球的动能来自于弹簧的弹性势能，弹簧压缩到相同的程度，获得的动能相同__，若按此方案操作，会看到木块移动的距离__相同__(选填“相同”或“不相同”)。
(1)“探究影响动能大小的因素”实验中，研究对象是钢球，钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞得越远，说明钢球的动能越大，被撞得越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动，由于无法比较木块移动距离的大小，故本实验将不能达到探究目的。(2)由甲、乙两次实验可知，钢球的质量相同，钢球高度不同，即速度不同，木块被推动的距离不同，说明物体动能大小与速度有关。(3)要探究物体动能大小与质量有关，根据控制变量法可知，应控制钢球的速度相同，质量不同，由图可知，甲、丙两次实验满足要求，且钢球的质量越大，推动木块移动的距离越远，说明钢球的动能越大。(4)两次实验操作中，木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，所受摩擦力相等，即fA＝fB。(5)若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板，说明钢球的动能较大，为使木块不滑出木板，在不更换器材的前提下，可以减小钢球的速度即减小钢球下滚的高度。(6)同一弹簧被压缩相同形变量，则每次实验中，弹簧的弹性势能相同，在不考虑小球与地面间的摩擦力时，由机械能守恒定律知，小球每次碰撞时的动能相同，则碰撞后，木块移动的距离相同，所以该实验方案不可行。
五、综合题(共21分)
22．我国首个火星探测器“天问一号”由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功着陆于火星并开展巡视探测。如图所示，“天问一号”探测器着陆火星表面经历了“恐怖七分钟”，分四个阶段安全着陆。
第一阶段：气动减速通过与火星大气的摩擦，给探测器来个急刹车；
第二阶段：降落伞减速，减速至342 km/h；
第三阶段：动力减速，探测器反推发动机点火工作速度减至3.6 m/s；
第四阶段：着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察，寻找合适的位置着陆。
(1)探测器第一阶段气动减速过程能量转化：__机械能转化为内能__；
(2)探测器着陆火星表面的第二阶段动能__变小__，机械能__变小__；(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)“天问一号”探测器携“祝融号”火星车从地球运动到火星的过程中，其惯性__不变__(选填“增大”“不变”或“减小”)；理由：__惯性的唯一衡量标准是质量，因此天问一号探测器携“祝融号”火星车从地球运动到火星的过程中，位置发生了变化，但其质量不变，所以其惯性不变__；
(4)设在火星上物体所受重力与其质量的比值为g火，质量为m的探测器在火星上空悬停时，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为__mg火__(用物理符号表示)；
(5)若“祝融号”火星车总质量240 kg，火星车成功实现软着陆后网状轮子与火星表面接触的总面积为400 cm2，火星车静止时对火星表面的压强是多少？火星车在行进过程中所受的阻力是重力的，火星车匀速直线前进20 m用8 min，牵引力做功的功率是多少？(取g火＝5 N/kg)
3×104 Pa 10 W
(1)由题意知，第一阶段气动减速通过与火星大气的摩擦，给探测器来个急刹车，所以减速过程通过摩擦做功，将机械能转化为内能。(2)探测器在着陆火星表面的第二阶段速度和高度都减小，则动能和重力势能都变小，而机械能等于动能和势能之和，所以探测器的机械能变小。(3)惯性的唯一衡量标准是质量，因此天问一号探测器携“祝融号”火星车从地球运动到火星的过程中，位置发生了变化，但其质量不变，所以其惯性不变。(4)在火星上重力与质量的比值为g火，探测器在火星上空悬停时其质量为m，探测器在火星上空悬停时受到的重力为G火＝mg火，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力与探测器受到的重力相互平衡，故气体对探测器的作用力大小为F＝G火＝mg火。(5)火星车水平静止时，对火星表面的压力F＝G＝m火g火＝240 kg×5 N/kg＝1 200 N，对火星表面的压强p＝＝＝3×104 Pa；火星车在行进过程中受到的阻力是重力的，则阻力f＝G＝×1 200 N＝240 N，由于火星车匀速直线前进，受平衡力的作用，则牵引力F牵＝f＝240 N，则牵引力做的功W＝F牵s＝240 N×20 m＝4 800 J，牵引力做功的功率P＝＝＝10 W。章末过关检测（六） 第12章 机械能
(考试时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(共10小题，每小题3分，共30分)
1．三峡水库修建大坝可以提高水位，是为了增加水的( )
A．浮力 B．重力势能
C．弹性势能 D．动能
2．下列物体具有动能的是( )
A．停止在站台上的火车 B．悬挂在天花板上的吊灯
C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓
3．无人机拍照摄像已被广泛应用于生活。如图所示，无人机在匀速上升拍摄地面景物的过程中，以下分析正确的是( )
A．动能不变，重力势能增大
B．动能不变，重力势能不变
C．动能减小，重力势能增大
D．动能增大，重力势能减小
4．我们上楼梯时，下列有关机械能变化的情况，有可能的是( )
①动能不变，势能变大 ②动能变大，势能不变 ③动能不变，势能不变 ④动能变大，势能变大
A．①② B．③④
C．②③ D．①④
5．如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，由静止释放，小球在A、B间往复摆动，C是摆动过程中的最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．小球从A到C的过程中，动能减小
B．小球从A到C的过程中，重力势能转化为动能
C．小球从C到B的过程中，重力势能减小
D．小球从C到B的过程中，重力势能转化为动能
6．下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是( )
A．人将重物向上提起的过程
B．热气球上升的过程
C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程
D．铅球自由下落的过程
7．某地区出现冰雹天气，当冰雹在空中加速下落时(不计空气阻力及冰雹质量的变化)，下列说法正确的是( )
A．冰雹的动能增大 B．冰雹的重力势能增大
C．冰雹的动能减小 D．冰雹的重力势能不变
8．下列实例中物体的机械能增大的是( )
A．飞机在空中水平匀速飞行 B．运载火箭迅速升入高空
C．乒乓球触地后向上弹起 D．滑雪运动员从山坡上滑下
9．如图所示，小明将小球由a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高。下列说法正确的是( )
A．从a到c的过程中，小球重力势能不变
B．小球在c、d两点的动能可能相等
C．从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大
D．从a到d的过程中，小球机械能守恒
10．如图所示是跳水运动员比赛中的几个瞬间，其中①位置时运动员把跳板压到最低处。若不计空气阻力，关于该过程，下列判断正确的是( )
A．位置①到②的过程，运动员的重力势能转化为动能
B．位置②到③的过程，运动员的重力势能转化为动能
C．位置④时运动员的动能等于位置②时运动员的动能
D．位置③到④的过程，运动员减小的重力势能等于增加的动能
二、多选题(共2小题，每小题4分，共8分)
11．图甲中过山车从A点出发，从B点自由滑行先后经过C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的柱形图，则关于B到E点的过程下列说法正确的是( )
A．过山车在C点的动能比在E点大
B．若在D点时，一切外力消失，过山车将保持静止
C．从D到E的过程中，过山车的重力势能全部转化为动能
D．在B点时，过山车的机械能最大
12．某巡航导弹的飞行轨迹如图所示，发射升空段(OF)，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段(FI)，发动机关闭，导弹被加速到极高的速度；巡航阶段(IJ)，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。下列关于该巡航导弹的说法正确的是( )
A．整个过程中，在F点动能最大
B．O点到E点过程中，机械能增大
C．G点到H点过程中，重力势能不变
D．G点到H点过程中，重力势能转化为动能
三、填空题(共7小题，每空2分，共28分)
13．“撑竿跳高”完整的过程可以简化成三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越杆下落。运动员撑竿起跳上升到最高点时，重力势能__ __(选填“最大”或“最小”)；从最高点下落过程中__ __能逐渐增加。
14．图甲为一款乒乓球发球机。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，如图乙。若不计空气阻力，请你猜测三球到达乒乓球台的速度__ __(选填“相同”或“不相同”)，理由是__ __。
15．“交通安全，事关你我。”当我们在公路上骑自行车时，不能过快。从能量转化的角度来看：自行车的速度越大，其动能就__ __，用相同的刹车阻力，自行车运动的距离就__ __，不能在较短的距离内停下来，容易发生交通事故。
16．一小球从水平桌面A点滚动到B点，然后落到地面弹起，其运动轨迹如图中的虚线所示，B到C的过程中，重力势能转化为__ __能，其中D和E的高度相同，E点比D点小球的动能小，因此小球弹跳的过程中，小球的机械能__ __(选填“变大”“变小”或“不变”)。
17．神舟十三号乘组共在轨飞行183天，创造了中国航天员连续在轨飞行时间的最长纪录。如图所示，神舟十三号载人飞船与空间站组合体沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，当它从远地点向近地点运动时，势能__ __，机械能__ __。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
18．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。球从最高点到落地点的过程中，动能__ __，重力势能__ __。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
19．如图甲所示，拦河坝使上游水位升高，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的__ __势能越大，能发出的电就越多；巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题，解决这个问题的方法就是修建船闸，如图乙所示，船闸利用了__ __原理。
四、实验题(共2小题，每空1分，共13分)
20．小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处(图中水平虚线处)由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为mA＜mB＜mC 。请回答下列问题：
(1)比较__ __两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
(2)比较甲、丙、丁三次的实验结果可知，__ __相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
(3)设乙实验中物体A释放前的重力势能为EA ，丁实验中物体C释放前的重力势能为EC，则EA__ __(选填“＞”“＜”或“＝”)EC。
21．小明在“探究动能的大小与哪些因素有关”实验中，用质量为m、2m的钢球从同一斜面上由静止滚下撞击同一水平木板上的木块。
(1)实验中通过观察__ __来判断__ __(选填“木块”或“钢球”)的动能大小。若水平面绝对光滑，本实验将__ __(选填“能”或“不能”)达到探究目的；
(2)由甲、乙两次实验可初步得出结论：物体动能大小与__ __有关；
(3)分析__ __两次实验可得：物体动能大小与质量有关，质量越大，动能越大；
(4)甲、乙两次实验中木块通过水平面上A、B两点时受到的摩擦力分别为fA和fB，则fA__ __(选填“>”“＝”或“<”)fB；
(5)若在这组实验中的某一次，木块被撞后滑出木板需要重做实验，在不更换器材的前提下，小明可以__ __；
(6)另一小组设计了如图丁的装置。用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放(小球与地面的摩擦忽略不计)，撞击水平地面上同一木块，使木块运动一段距离。该实验方案__ __(选填“可行”或“不可行”)，原因是__ __，若按此方案操作，会看到木块移动的距离__ __(选填“相同”或“不相同”)。
五、综合题(共21分)
22．我国首个火星探测器“天问一号”由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功着陆于火星并开展巡视探测。如图所示，“天问一号”探测器着陆火星表面经历了“恐怖七分钟”，分四个阶段安全着陆。
第一阶段：气动减速通过与火星大气的摩擦，给探测器来个急刹车；
第二阶段：降落伞减速，减速至342 km/h；
第三阶段：动力减速，探测器反推发动机点火工作速度减至3.6 m/s；
第四阶段：着陆缓冲，将探测器悬停在空中，对火星表面观察，寻找合适的位置着陆。
(1)探测器第一阶段气动减速过程能量转化：__ __；
(2)探测器着陆火星表面的第二阶段动能__ __，机械能__ __；(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)“天问一号”探测器携“祝融号”火星车从地球运动到火星的过程中，其惯性__ __(选填“增大”“不变”或“减小”)；理由：__ __；
(4)设在火星上物体所受重力与其质量的比值为g火，质量为m的探测器在火星上空悬停时，反推发动机喷出的气体对探测器的作用力大小为__ __(用物理符号表示)；
(5)若“祝融号”火星车总质量240 kg，火星车成功实现软着陆后网状轮子与火星表面接触的总面积为400 cm2，火星车静止时对火星表面的压强是多少？火星车在行进过程中所受的阻力是重力的，火星车匀速直线前进20 m用8 min，牵引力做功的功率是多少？(取g火＝5 N/kg)
