3.1-3.2 能量及其形式 机械能 同步练习（含答案）

3.1+3.2：能量及机械能同步训练
一．选择题
1．下列关于能的叙述中，正确的是（　　）
A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能
C．一个物体做的功的多少与这个物体具有的能有必然联系
D．运动的物体具有能，静止的物体没有能
2．行驶中的摩托车，加足马力以恒定速度冲上斜坡，它在上坡的过程中（　　）
A．动能逐渐减少，势能保持不变 B．动能逐渐减少，势能逐渐增大
C．动能保持不变，势能逐渐增大 D．动能和势能之和保持不变
3．一个物体在平衡力的作用下，会出现的情况是（　　）
A．它的重力势能一定不变 B．它的动能一定不变
C．它的机械能一定不变 D．它的机械能一定增加
4．如图所示，甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球，在离地同一高度处以大小相等的速度v，将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失，则（　　）
A．抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B．抛出后乙球的机械能先增大后减小
C．第一次落地时甲球的动能最大，丙球的动能最小
D．落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
5．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧，至弹簧压缩最大，在这过程中（不计空气阻力），机械能转化的情况是（　　）
A．重力势能→动能
B．重力势能→动能→弹性势能
C．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
D．小球机械能不断减小
6．一个小石块由紧贴地面的弹簧装置竖直弹射出后，若不计空气阻力，小石块的重力势能随高度变化的图象如右图所示。则小石块的动能或机械能随高度的图象是（　　）
A．B．
C．D．
7．关于能量，下列说法中错误的是（　　）
A．动能是跟物体运动有关的物理量
B．声能传递能量，光不能传播能量
C．能量有多种形式
D．利用能量的过程就是能量的转化和转移的过程
8．如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上。分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时（不计空气阻力）（　　）
A．A球的速度较大 B．B球的动能较大
C．两球的动能相等 D．两球的机械能相等
9．如图所示，AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点到O点重力势能减小，机械能增大
B．小球离开B点后将做匀速直线运动
C．小球离开B点后运动轨迹可能如图中的虚线①
D．小球离开B点后运动轨迹可能如图中的虚线②
10．将一个木块从粗糙的斜面A点静止释放，下滑到B点时的速度为v，则从A点到B点的下滑过程中（　　）
A．木块的机械能守恒
B．木块动能不变，重力势能减少
C．木块动能的增加量等于重力势能的减少量
D．木块动能的增加量小于重力势能的减少量
11．如图所示是体能测试中掷出的实心球运动的情景，下列说法正确的是（　　）
A．实心球从a点运动到b点的运动过程中，惯性越来越小
B．实心球在b点时，受推力和重力的作用
C．实心球从b点运动到c点的过程中，重力势能转化为动能
D．实心球在c点时，内能为零
12．对课本《机械能》这节中的四幅图进行了分析，正确的是（　　）
A．图①摆锤从A点运动到O点的过程中动能转化为重力势能
B．图②运动员起跳后上升到最高点时势能最大，动能为零
C．图③高处滚下的小球在C点动能达到最大值
D．图④卫星在近地点动能最大，远地点势能最大，机械能守恒
13．在如图所示的滚摆实验中，下列说法正确的是（　　）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为其它形式的能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，一切外力突然消失，滚摆会继续向上转动
14．大游轮向东匀速直线行驶，王大面朝游轮前进方向站立，以相同的速度抛出相同的三个小球。a球竖直向上抛出，b球水平向左抛出，c球水平向右抛出（不计空气阻力），下列说法错误的是（　　）
A．三个球在出手后都只受重力，机械能守恒
B．a球在最高点的时候速度为零，重力势能最大动能最小
C．在三球中a球落地前一刻速度最大
D．三球的落地点在同一直线上
15．如图，轻弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球（　　）
A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．运动至O点时，动能最大
C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D．从O点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
二．填空题
16．如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示，不计空气阻力。
（1）在整个运动过程中，小球的机械能　 　（填“守恒”或“不守恒”）
（2）小球动能最小的时刻是　 　（填t1、t2或t3）
（3）在t2～t3这段时间内，小球的动能　 　（填“先增大后减小”，“先减小后增大”，“一直增大”，“一直减小”）
17．如图所示，弹簧一端与小车相连，另一端固定在左侧的墙壁上，小车放在光滑的水平木板上。小车位于A点时弹簧恰好为自然长度，用力压缩弹簧使小车到达B点；松手后，小车由位置B运动至位置C，在位置C时速度为零。则小车从位置B运动至位置C的过程中，速度达到最大的位置在　 　（选填“A点”、“A点的左侧”、或“A点的右侧”），弹簧的弹性势能的变化情况是　 　（选填“减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“增大”）；小车从位置A运动到C点的过程中，能量转化的情况为　 　。
18．2015年在苏州举行的第53届世乒赛中首次使用了“40+”新球，新球与“40”旧球如图甲所示。
小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验：将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示，多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。
（1）乒乓球下落过程中重力势能逐渐　 　；
（2）该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和　 　。
19．如图，两个质量不相等的实心铁球甲和乙（m甲＞m乙）相距s，在无限长的光滑水平面上以相同的速度向右运动（空气阻力不计），则　 　（选填“甲”或“乙”）球的动能大，随着时间的延长，甲球　 　（选填“可能”或“不可能”）撞上乙球。
20．相关资料表明，大部分重大交通事故都是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经过讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象。如图，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在同一水平面上向前移动一段距离s后停下来。完成甲、乙、丙三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC。
（1）把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制　 　相同；
（2）实验中超载超速带来的危害程度用　 　表示；
（3）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的　 　进行比较。
21．如图同一个实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。小球到达B点的动能　 　（选填“大于”“小于”或“等于”下同）到达D的动能，小球通过甲弧槽的时间　 　小球通过乙弧槽的时间。（空气阻力不计）
三．实验探究题
22．在探究重力势能与哪些因素有关时，小乐将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放（小球质量mA＞mB＝mC，下落高度hA＝hB＜hC）；都落在同样的水平细沙面上，如图所示。实验发现，A、B、C都使沙面凹陷，其中A使沙面凹陷最深、B最浅。请回答：
（1）该实验中，钢球具有的重力势能大小可以通过比较　 　来反映出来。
（2）对比　 　，可知物体的质量越大，重力势能越大；对比B、C两次撞击，可知　 　。
23．小金用如图所示的装置探究“物体动能大小的影响因素”。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：
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
40
20
58
3
60
20
（1）实验中，让质量不同的钢球从同一高度由静止释放，目的是　 　。
（2）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板。若只重做第3次实验，则下列几种改进方案中，你认为可行的是　 　。
A．换用一块更长的同种木板B．降低钢球下摆的高度C．换用适当质量的钢球
（3）分析实验结果，可得出的结论是　 　。
（4）如果要探究物体动能大小与物体运动速度的关系，他们应该进行的操作是　 　。
四．计算题
24．物体重力势能的大小与其所受的重力及被提升的高度有关，用EP表示，关系式为EP＝Gh＝mgh．如图所示，光滑的圆弧轨道AB与粗糙平面BC相连，现有一物块由静止开始从A点滑下，经B点进入水平面，最后静止在C点，若水平面上所受阻力为f，从A点到C点重力所做的功全部用来克服阻力做功，请证明BC的长度SBC＝。
参考答案
选择题
1．A； 2．C； 3．B； 4．D； 5．B； 6．D； 7．B； 8．A； 9．D； 10．D； 11．C； 12．D； 13．B； 14．B； 15．C；
二．填空题
16．不守恒；t2；先增大后减小； 17．A点；先减小后增大；小车的动能转化为弹簧的弹性势能； 18．减小；弹跳时间； 19．甲；不可能； 20．速度；小木块移动的距离；甲、丙； 21．等于；小于；
三．实验探究题
22．沙面凹陷程度；A、B；物体被举得越高，重力势能越大； 23．为了使钢球摆到竖直位置时具有相同的速度；AC；当速度相同时，物体的质量越大，具有的动能也越大；用质量相同的小球，从不同高度由静止释放，分别测出木块在水平木板上运动的距离，再得出相应结论。；
四．计算题
24．因为圆弧轨道AB光滑，所以物块由静止开始从A点滑下到达B点时，机械能守恒，即动能W=EP=Gh=mgh，
从A点到C点重力所做的功全部用来克服阻力做功，水平面上所受阻力为f，根据W=fs可得，可得最终答案。