12.2 机械能的转化 12.3 水能和风能（含答案解析）

第十二章　2.机械能的转化　3.水能和风能
一、选择题
1．如图23－K－1所示，用绳子把一个铁锁悬挂起来。林红同学把铁锁贴近自己的鼻子，稳定后松开手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回来。下列说法正确的是(　　)
图23－K－1
A．铁锁在摆动过程中机械能保持不变
B．铁锁摆动到最低点时动能最小
C．铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能
D．铁锁在上升过程中，重力势能转化为动能
2．下列事例中，由弹性势能转化为动能的是(　　)
A．风吹动树叶
B．秋千从高处向低处摆动
C．汽车沿盘山公路匀速前进
D．拉弯的弓把箭射出
3．2018·烟台 如图23－K－2所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是(　　)
图23－K－2
4．如图23－K－3所示，滑雪运动员从最高处的A点由静止开始下滑到最低处B点的过程，下列说法中正确的是(　　)
图23－K－3
A．滑雪运动员在A点时没有动能，只有重力势能
B．滑雪运动员在A点时只有动能，没有重力势能
C．滑雪运动员从A点到B点的过程中，机械能不变
D．滑雪运动员从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能
5．如图23－K－4所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后，滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是(　　)
图23－K－4
A．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小
B．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
C．滚摆到最低点后又上升，重力势能全部转化为动能
D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
6．如图23－K－5所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法正确的是(　　)
图23－K－5
A．从O点到C点运动员速度一直减小
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D．从O点到A点运动员的机械能不变
7．风能是一种清洁无污染的可再生能源，风力发电中的能量转化是(　　)
A．内能转化为机械能
B．电能转化为机械能
C．机械能转化为电能
D．电能转化为内能
8．近年来，我国沿海地区利用潮汐现象建成了潮流能发电站，其原理就是利用海水的流动来推动发电机工作。从能量转化的角度来说，潮流能发电是将(　　)
A．海水的机械能转化成电能
B．海水的化学能转化成电能
C．电能转化成海水的势能
D．电能转化成海水的机械能
二、填空题
9．骑自行车下坡，不须用力踩脚踏板，自行车的速度也会越来越大，这是因为自行车和人的________逐渐减小，________逐渐增加。自行车和人的________能转化为________能。
10．如图23－K－6所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的________能转化为箭的__________能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的________能增大。
图23－K－6
11．如图23－K－7所示，木球从斜槽滚入水平槽，接触弹簧片时把弹簧片压弯。紧接着，弹簧片恢复原状，把木球弹回，在这一过程中弹簧片的________转化为木球的________。
图23－K－7
12．如图23－K－8所示，弹簧将小球向上弹起。在离开弹簧上升的过程中，小球的________能转化为________能。(不计空气阻力)
图23－K－8
13．如图23－K－9所示是小球弹跳的频闪照片，小球在A、B位置的高度一样。由图可知，小球在位置A的重力势能________小球在位置B的重力势能，小球在位置A的动能________小球在位置B的动能。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
图23－K－9
14．如图23－K－10所示，点燃蜡烛会使它上方的扇叶旋转起来。这里利用了燃料燃烧所释放出来的________能转化为扇叶的________能的道理。
图23－K－10
15．如图23－K－11所示为撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越过横杆。
图23－K－11
在这几个阶段中能量的转化情况是：助跑阶段，运动员消耗体内的化学能________(选填“大于”“小于”或“等于”)运动员和撑竿获得的动能；撑竿起跳阶段，运动员的________能增加；运动员越过横杆后，运动员将________能转化为________能。
16．如图23－K－12所示是某科技馆的一台“永动机”。由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，进入热水后因叶片伸展“划水”而转动，离开热水后叶片形状迅速复原。则“永动机”在转动过程中水的________能转化为转轮的________能。
图23－K－12
17．如图23－K－13所示，2只相同的塑料瓶，分别装有相等质量的水和沙子，从斜面的相同高度同时由静止滚下，结果装水的瓶子会先到达终点。原因是装水的瓶子在下滚过程中，通过克服摩擦做功把________能转化成的________能较少，从而获得较大的________能。
图23－K－13

详解详析
1.C　[解析] 在摆动中，铁锁受到了空气阻力，机械能将减小，故A错误；铁锁在最低点时，重力势能最小，动能最大，故B错误；铁锁在下降过程中，重力势能减小，动能增加，即重力势能转化为动能，故C正确；铁锁在上升过程中，重力势能增加，动能减小，即动能转化为重力势能，故D错误。
2.D
3.A　[解析] 滑滑梯时，人的高度降低，速度变大，是重力势能转化为动能，没有发生动能转化为势能，故A符合题意；荡秋千时，在从低处向高处运动时，人与秋千的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B不合题意；在跳水比赛中，人向上弹起的过程中，高度增大，速度减小，是动能转化为重力势能，故C不合题意；在单杠上翻转时，若人由下向上运动，人的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故D不合题意。
4.A　[解析] 滑雪运动员在A点时，只具有高度没有运动，所以他具有重力势能，没有动能，故A正确；运动员在A点，没有运动所以不具有动能，故B错误；滑雪运动员从A点到B点的过程中，由于滑板与雪之间的摩擦，一部分机械能克服摩擦对外做功，转化为内能，机械能减小，故C错误；滑雪运动员从A点到B点的过程中，A点的势能最大，在向B点滑动过程中，高度降低，速度变大，重力势能转化为动能，故D错误。
5.D　[解析] 滚摆下降时，质量不变，速度增大，故动能增加，高度减小，则重力势能减小，故A错误；由于空气的摩擦，整个过程中，一部分机械能会转化为内能，所以滚摆每次上升的高度逐渐减小，机械能是减小的，故B错误，D正确；长时间后，滚摆停止上下滚动，机械能减小，滚摆到最低点后又上升，是将部分动能转化为重力势能的过程，故C错误。
6.D　7.C　
8.A
9.重力势能　动能　重力势　动
[解析] 骑自行车下坡，高度越来越小，重力势能越来越小，减小的重力势能转化为自行车的动能，所以它的速度越来越大。
10.弹性势　动　重力势
11.弹性势能　动能
[解析] 弹簧片将木球弹回的过程中，弹簧片逐渐恢复原状，弹性势能逐渐减少，小球的速度越来越大，动能增加，所以这一过程中，弹簧片的弹性势能转化为小球的动能。
12.动　重力势
[解析] 小球离开弹簧由于惯性继续上升，在上升过程中，小球的速度减小，高度增大，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
13.等于　大于
[解析] A、B两点的高度一样，故小球在位置A的重力势能等于小球在位置B的重力势能；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，由于小球在A、B两位置的高度相同，所以重力势能相同，又因为小球在位置B的机械能小，故小球在位置B的动能较小，小球在位置A的动能大于小球在位置B的动能。
14.内　机械
[解析] 燃料燃烧放出热量，是燃料的化学能转化为内能。蜡烛上方的空气，吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度减小，密度小的热空气上升，形成对流，吹动扇叶转动。这样燃料燃烧所释放出来的内能转化为扇叶的机械能。
15.大于　重力势　重力势　动
[解析] 由于能量转化时的效率都小于100%，故在助跑阶段，运动员消耗体内的化学能大于运动员和撑竿获得的动能；撑竿起跳阶段，运动员的高度上升，故重力势能增加；运动员越过横竿后，运动员的高度下降，速度增加，故重力势能转化为动能。
16.内　机械
[解析] 由于能量的转化或转移具有方向性，如果不给它提供热水，它就不转化了，故该过程中消耗了内能，产生了机械能，是将内能转化为机械能的过程。
17.重力势　内　动　[解析] 瓶子滚下时，水和瓶子的摩擦比沙子的小，克服摩擦做功机械能损失较少，从而获得较大的动能。