11.4机械能及其转化（同步练习）

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第十一章功和机械能第四节机械能及其转化同步练习
（学生用卷）
完成时间：40分钟 全卷g=10N/kg
一、单项选择题
1.（聊城中考）阳阳在蹦床上做游戏，从高处落到蹦床上又被弹起。在他从高处下落且尚未接触蹦床的过程中，忽略空气阻力的影响，以下说法正确的是（ ）
A.阳阳的重力势能不变
B.阳阳的动能逐渐增大
C.阳阳的机械能逐渐增大
D.阳阳受到的力逐渐增大
2.（成都中考）如图所示的是上海世博会中国馆——“东方之冠”。在一次参观中，李先生乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，李先生的（ ）
A.动能不断增大
B.重力势能不断增大
C.动能转化为重力势能
D.重力势能转化为动能
3.（山西中考）如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A.“套圈”由a到b的过程中，动能逐渐增大
B.“套圈”在b点的机械能大于在a点的机械能
C.“套圈”由b到c的过程中，机械能逐渐变小
D.“套圈”由a到b再到c的过程中，重力势能先变大后变小
4.（梅州中考）如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端时的动能是（ ）

第4题图 第5题图 第6题图
A.35J B.50J C.55J D.65J
5.（广州中考）如图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的（ ）
A.速度 B.动能 C.机械能 D.重力势能
6.（广州中考）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A.助跑阶段机械能不变 B.起跳时机械能为零
C.经过最高点时动能最大 D.经过最高点时重力势能最大
7.（烟台中考）坐过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动。过山车时而从轨道的最低点上升到最高点，时而从最高点飞驰而下（如图所示）。不计能量损失，下列说法正确的是（ ）
A.a点机械能小于b点机械能
B.a点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C.由a点到b点的过程中，动能减小，势能增大，机械能不变
D.由b点到c点的过程中，动能增大，势能减小，机械能变大
8.（广州中考）如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，则足球（ ）
A.在b、d两点的动能相等
B.在a、d两点的机械能相等
C.从b到c的过程机械能减少
D.从c到d的过程重力势能减少
9.（乌鲁木齐中考）质量为M的物体离地面高度为h时，它的重势能E，可以表示为EP=Mgh。现从地面竖直上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略。若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1；下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2。则（ ）
A.h1>2m，h2>2m B.h1<2m，h2<2m
C.h1>2m，h2<2m D.h1<2m，h2>2m
10.（潍坊中考）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。则（ ）
A.小球在A处的动能等于在D处的动能
B.小球在A处的动能大于在D处的动能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
11.（绵阳中考）如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一颗钉子P。位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与1之间的某点，位置2是1与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ ）
A.第一次过位置1后最高能到达位置2
B.第一次过位置1后最高能到达位置4
C.第二次过位置1后最高能到达位置5
D.第二次过位置1后最高能到达位置A
12.（武汉中考）如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业。关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）
A.机械能不变，重力势能不变
B.机械能变小，重力势能、动能变小
C.机械能不变，动能变小
D.机械能变小，动能不变
13.（长沙中考）如图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（ ）
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

第13题图 第14题图 第15题图
14.（温州中考）如图是高速公路避险车道示意图。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的哪种能量带来的危险（ ）
A.动能 B.势能 C.内能 D.电能
15.（上海中考）如图所示，杂技表演者在离开板后的上升过程中，她的（ ）
A.重力势能增大，动能减小 B.重力势能增大，动能增大
C.重力势能减小，动能减小 D.重力势能减小，动能增大
16.为了使“神舟九号”飞船返回舱安全着陆，在距离地面一定高度时，向下高速喷出高温高压气体减速，返回舱在从开始喷气到安全着陆的过程中（ ）
A.动能增大，重力势能减小，机械能不变
B.动能不变，重力势能减小，机械能减小
C.动能减小，重力势能减小，机械能减小
D.动能减小，重力势能增大，机械能不变
二、填空题
17.（广东中考）滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是 、机械能最大的是 、动能为零的是 。（填写位置序号）

第17题图 第18题图 第20题图
18.（广州中考）如图所示甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行中动能 （选填“增加”“不变”或“减少”）。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能 乙的重力势能，甲的机械能 乙的机械能（两空均选填“大于”“等于”或“小于”）。若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是 。
19.（重庆中考）许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”活动（按一定距离排列的骨牌，碰倒一块骨牌后，其他所有骨牌会依次倒下），其中的物理原理：骨牌倒下时， 转化为 （均选填“动能”或“重力势能”），这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越大。
20．如图所示，木块A下面拴有一铁球，当把细线剪断后，木块的机械能 ，铁球的重力势能 ，水的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”）。
三、综合应用题
21.如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图所示的是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度。请你说明这种设计可能节能的理由。
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第十一章功和机械能第四节机械能及其转化同步练习
（教师用卷）
完成时间：40分钟 全卷g=10N/kg
一、单项选择题
1.（聊城中考）阳阳在蹦床上做游戏，从高处落到蹦床上又被弹起。在他从高处下落且尚未接触蹦床的过程中，忽略空气阻力的影响，以下说法正确的是（ ）
A.阳阳的重力势能不变
B.阳阳的动能逐渐增大
C.阳阳的机械能逐渐增大
D.阳阳受到的力逐渐增大
【解析】：在阳阳从高处下落且尚未接触蹦床的过程中，质量不变，因为阳阳的速度越来越大，所以阳阳的动能越来越大，故B正确；因为阳阳所处高度越来越小，所以重力势能越来越小，故A错误；因忽略空气阻力的影响，重力势能转化为动能，机械能守恒，故C错误；由G=mg可知重力不变，因忽略空气阻力的影响，所以阳阳受到的力不变，因此D错误。故本题答案：B
2.（成都中考）如图所示的是上海世博会中国馆——“东方之冠”。在一次参观中，李先生乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，李先生的（ ）
A.动能不断增大
B.重力势能不断增大
C.动能转化为重力势能
D.重力势能转化为动能
【解析】：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；物体的重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。电梯匀速上升的过程中，李先生的质量不变，速度不变，高度变大，故动能不变，重力势能不断增大。故本题答案：B
3.（山西中考）如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A.“套圈”由a到b的过程中，动能逐渐增大
B.“套圈”在b点的机械能大于在a点的机械能
C.“套圈”由b到c的过程中，机械能逐渐变小
D.“套圈”由a到b再到c的过程中，重力势能先变大后变小
【解析】：从图示可以看出，“套圈”在由a到b的过程中是上升的，其动能减小，重力势能增大，而由b到c的过程中是下落的，其重力势能减小，动能增大，由于不计空气阻力，所以机械能不变，因此只有D正确。故本题答案：D
4.（梅州中考）如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端时的动能是（ ）

第4题图 第5题图 第6题图
A.35J B.50J C.55J D.65J
【解析】：小球由静止从光滑曲面滑下，也就是说在顶端时只有重力势能，下滑过程中重力势能全部转化为动能，所以滑到底端时的动能为65J。故本题答案：D
5.（广州中考）如图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的（ ）
A.速度 B.动能 C.机械能 D.重力势能
【解析】：小球下落的过程中，速度越来越大，高度越来越小，因此动能越来越大，重力势能越来越小，重力势能转化为动能，因忽略空气阻力，所以机械能总量保持不变，因此在B、C两位置时具有相同的机械能。故本题答案：C
6.（广州中考）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）
A.助跑阶段机械能不变 B.起跳时机械能为零
C.经过最高点时动能最大 D.经过最高点时重力势能最大
【解析】：运动员助跑时速度越来越大，其动能变大，机械能变大，A错误；运动员起跳时速度不为零，其机械能不为零，B错误；经过最高点时高度最大，其重力势能最大，速度不是最大，动能不是最大，C错误。故本题答案：D
7.（烟台中考）坐过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动。过山车时而从轨道的最低点上升到最高点，时而从最高点飞驰而下（如图所示）。不计能量损失，下列说法正确的是（ ）
A.a点机械能小于b点机械能
B.a点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C.由a点到b点的过程中，动能减小，势能增大，机械能不变
D.由b点到c点的过程中，动能增大，势能减小，机械能变大
【解析】：物体的动能由物体的质量和速度共同决定，物体质量越大，速度越大，动能越大；物体的重力势能是由物体的质量和物体被举高的高度共同决定的，物体质量越大，高度越大，重力势能越大；动能和势能统称为机械能；不计能量损失，过山车在a点比在b点速度大，高度小，所以过山车在a点动能最大，b点势能最大，在a点、b点和c点的机械能相同，故A、B错误；过山车由a点到b点的过程中，动能减小，势能增大，机械能不变，故C正确；由b点到c点的过程中，动能增大，势能减小，机械能不变，故D错误。故本题答案：C
8.（广州中考）如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，则足球（ ）
A.在b、d两点的动能相等
B.在a、d两点的机械能相等
C.从b到c的过程机械能减少
D.从c到d的过程重力势能减少
【解析】：足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，由于足球与草地之间存在摩擦，足球在运动过程中机械能转化为其他形式的能（如内能)，因此机械能减少，B错误，C正确；b、d两点相比，机械能减少，而重力势能相同，因此动能减少，A错误；从c到d的过程中，足球的动能主要转化为重力势。故C正确；由b点到c点的过程中，动能增大，势能减小，机械能不变，故D错误。故本题答案：C
9.（乌鲁木齐中考）质量为M的物体离地面高度为h时，它的重势能E，可以表示为EP=Mgh。现从地面竖直上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略。若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1；下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2。则（ ）
A.h1>2m，h2>2m B.h1<2m，h2<2m
C.h1>2m，h2<2m D.h1<2m，h2>2m
【解析】：如果没有空气阻力，则物体上升到2m时，重力势能和动能相等，但现在空气阻力不能忽略，所以有一部分动能会克服空气阻力做功转化为内能，因此要想使重力势能和动能相等，只能多上升一些，即h1>2m。同理，物体在下降过程中，有一部分重力势能克服空气阻力做功转化为内能，所以要想使重力势能和动能相等，只能多下降一些，即h2<2m。故本题答案：C
10.（潍坊中考）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。则（ ）
A.小球在A处的动能等于在D处的动能
B.小球在A处的动能大于在D处的动能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
【解析】：忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，小球在运动过程中机械能守恒，所以小球在A处、B处、C处和D处的机械能相等，即动能和重力势能的和不变，故C错误，D正确；A处比D处高，所以小球在A处比D处的重力势能大，动能小，故A、B错误。故本题答案：D
11.（绵阳中考）如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一颗钉子P。位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与1之间的某点，位置2是1与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ ）
A.第一次过位置1后最高能到达位置2
B.第一次过位置1后最高能到达位置4
C.第二次过位置1后最高能到达位置5
D.第二次过位置1后最高能到达位置A
【解析】：小球从A点静止释放，在摆动过程中，不考虑空气阻力，小球的机械能是守恒的，它能够摆到的最高位置的重力势能应与A点的重力势能相等（最高点时速度为零，动能为零），即高度相等，而位置4高于A点，位置2、5均低于A点，所以A、B、C错误。故本题答案：D
12.（武汉中考）如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业。关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）
A.机械能不变，重力势能不变
B.机械能变小，重力势能、动能变小
C.机械能不变，动能变小
D.机械能变小，动能不变
【解析】：洒水车在不断地洒水工作中，虽然速度是不变的，但是由于质量减小，所以动能减小。虽然在水平街道上，但是由于质量减小，所以重力势能也会减小，所以洒水车的机械能减小。故本题答案：B
13.（长沙中考）如图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（ ）
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

第13题图 第14题图 第15题图
【解析】：从O点到B点的过程中，重力大于绳的拉力，运动员的速度一直增大，从B点到C点的过程中，重力小于绳的拉力，运动员的速度一直减小，故从O点到C点的过程中，运动员的速度先增大后减小，A错误；从O点到A点的过程中绳不做功，运动员的机械能不变，从A点到C点过程中绳做功，运动员的机械能减小，故B、C错误。故本题答案：D
14.（温州中考）如图是高速公路避险车道示意图。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的哪种能量带来的危险（ ）
A.动能 B.势能 C.内能 D.电能
【解析】：当汽车高速行驶时，其速度非常大，动能非常大。若汽车出现刹车失灵，在发生交通事故时，其能对外做的功多，造成的危害非常大，故该情况下可以进入避险车道，即让汽车的动能转化为重力势能，可以快速地降低车速，避免交通事故的发生。故本题答案：A
15.（上海中考）如图所示，杂技表演者在离开板后的上升过程中，她的（ ）
A.重力势能增大，动能减小 B.重力势能增大，动能增大
C.重力势能减小，动能减小 D.重力势能减小，动能增大
【解析】：重力势能大小决定于物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大，杂技表演者在上升过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大；动能决定于物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能也越大，杂技表演者在上升过程中，质量不变，速度减小，所以动能减小，因此A正确。故本题答案：A
16.为了使“神舟九号”飞船返回舱安全着陆，在距离地面一定高度时，向下高速喷出高温高压气体减速，返回舱在从开始喷气到安全着陆的过程中（ ）
A.动能增大，重力势能减小，机械能不变
B.动能不变，重力势能减小，机械能减小
C.动能减小，重力势能减小，机械能减小
D.动能减小，重力势能增大，机械能不变
【解析】：物体运动状态发生改变，一定受到外力的作用。“神舟九号”飞船返回舱在从开始喷气到安全着陆的过程中，飞船向下高速喷出高温高压气体，使飞船获得一个向上的反作用力，飞船下落的速度不断减小，同时飞船的高度也逐渐减小，因此飞船的动能和重力势能都将减小，机械能减小，动能和重力势能间无转化。故本题答案：C
二、填空题
17.（广东中考）滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是 、机械能最大的是 、动能为零的是 。（填写位置序号）

第17题图 第18题图 第20题图
【解析】：滚摆的质量不变，高度越高，重力势能越大，所以位置1的重力势能最大；滚摆在位置1和位置3时，运动的速度都为零，所以这两个位置动能为零；滚摆从位置1静止释放，下降后再上升到达的最高点3比位置1的高度低一些，这说明滚摆在运动过程中有一部分机械能转化为其他形式的能，机械能在逐渐减小，所以滚摆原来位置1的机械能是最大的。故本题答案：1 1、3 1
18.（广州中考）如图所示甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行中动能 （选填“增加”“不变”或“减少”）。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能 乙的重力势能，甲的机械能 乙的机械能（两空均选填“大于”“等于”或“小于”）。若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是 。
【解析】：动能的大小与物体质量和速度大小有关。甲的质量不变，速度不变，因此动能不变。重力势能与物体质量和被举高的高度有关。甲、乙质量相等，高度相同，故甲、乙重力势能相同。上行的扶梯突然停止运动，甲的脚随电梯停止，由于惯性，甲的身体要保持原来的运动状态，所以向前倾。故本题答案：不变 等于 小于 甲具有惯性，要保持原来的运动状态。
19.（重庆中考）许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”活动（按一定距离排列的骨牌，碰倒一块骨牌后，其他所有骨牌会依次倒下），其中的物理原理：骨牌倒下时， 转化为 （均选填“动能”或“重力势能”），这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越大。
【解析】：骨牌倒下，其重心降低，将重力势能转化为动能，倒下的骨牌碰撞另一块骨牌，将动能转移给另一块骨牌，使另一块骨牌倒下时的能量更大，最终的动能越来越大，所以骨牌被推倒的速度越来越大。故本题答案：重力势能 动能
20．如图所示，木块A下面拴有一铁球，当把细线剪断后，木块的机械能 ，铁球的重力势能 ，水的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”）。
【解析】：当把细线剪断后，木块将向上运动，最后漂浮在水面上，一开始木块的状态是悬浮在水中，速度为零，最后漂浮在水面上，速度仍为零，但木块的高度发生变化，所以木块的重力势能增大，动能不变，机械能增大。细线剪断后，铁球的密度大于水的密度，最后沉在水底，所以铁球的重力势能减小。当细线剪断后，木块漂浮在水面上，水的深度减小，水的重心降低，而容器中所装水的质量不变，所以水的重力势能减小，即水的机械能减小。故本题答案：增大 减小 减小
三、综合应用题
21.如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。如图所示的是某轻轨车站的设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度。请你说明这种设计可能节能的理由。
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【解析】：一般的车站轨道都是水平连接的，车进站时需要刹车减速，车开出时需要克服摩擦力加速，这样造成了能量的浪费。将站台设计在小坡上，车进站时，让车驶上小坡，将动能转化为重力势能，车速减小了，重力势能增大了；车再启动出站时，由于下坡，车的重力势能转化为动能，在不需要消耗能量的情况下，车速加快，减少了因加速消耗的能量。故本题答案：进站时将动能转化为重力势能“储藏”起来，出站时将重力势能转化为动能“释放”出来，从而达到节约能源的目的。





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