12.2-12.3 机械能的转化 水能和风能 同步练习（含解析）

第十二章　2.机械能的转化　3.水能和风能
一、选择题
1．下列过程中，重力势能转化为动能的是 (　　)
A．电梯加速上升 B．热气球匀速下落
C．用弓将箭水平射出 D．雨滴在空中加速下落
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．如图1所示，小勇分别沿三条路径滑到地面，在不考虑空气阻力和摩擦的情况下，滑到地面时速度最大的路径是(　　)
图1
A．1　　　 B．2　　　 C．3　　　 D．都一样
4．如图2所示，铅球从出手到将要落地的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是(　　)
图2
A．铅球由a→b时，重力势能转化为动能
B．铅球到达c点时动能最大
C．铅球由b→c时，机械能逐渐减小
D．铅球在b点时动能为零
5．如图3所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是(　　)
图3
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能总量不变
6．如图4所示，小球以速度v从A点沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的C点，下列说法中正确的是(　　)
图4
A．因为最终到达了与A点等高的C点，所以小球机械能守恒
B．小球在B点的机械能最大
C．小球从B到C的过程只是动能转化为重力势能
D．小球从A到C的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做的功
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．如图5所示是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电板在光照下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是(　　)
图5
A．叶片将太阳能转化为化学能
B．小花左右摆动过程中，机械能守恒
C．太阳能电板将太阳能转化为电能
D．小花将动能转化为化学能
二、填空题
9．骑自行车下坡，不需用力踩脚踏板，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6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6
11．如图7所示是玩弹弓的情景。橡皮筋拉得越长，能将同样的“子弹”射得越________(选填“远”或“近”)。此过程中，橡皮筋的________能转化为“子弹”的________能。
图7
12．小敏同学站在地面上，手中托着篮球，手松开后，篮球落向地面的过程中，__________能转化为________能；当它撞击地面时，发生了弹性形变，____________能转化为________能；它在恢复原状的过程中____________能又转化为________能，使它离开地面向上弹起。
13．如图8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)，则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是________，小球到达运动轨迹最高点时________(选填“有”或“没有”)动能。
图8
14．如图9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9
15．2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图10所示，用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。
图10
(1)蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将________能转化为水的机械能。
(2)抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样建成的电站上、下水库的高度差比较________，有利于蓄能与发电。
三、实验探究题
16．如图11所示，林红同学探究了单摆实验和滚摆实验。单摆是在竖直平面内左右摆动，滚摆是在竖直平面内上下往复运动。
图11
根据实验，回答下列问题：
(1)这两个实验可以说明的同一个物理问题是：
________________________________________________________________________。
(2)在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，可以看到它们上升的高度逐渐降低。产生此现象的原因是：_______________________________________________________。
(3)单摆小球从A点摆到O点的过程跟滚摆从________到________的过程能量转化一致。(均选填“上”或“下”)
(4)图乙中的滚摆上升时正在将__________能转化为____________能。
详解详析
1.D
2.D
3.D　[解析] 滑梯的高度一定，小勇的质量一定，所以小勇下滑前的重力势能一定，因为不计摩擦和空气阻力，沿不同路径下滑时小勇的重力势能全部转化为动能，所以到达滑梯底端时小勇的动能相同，速度相同。
4.B　[解析] 铅球由a→b时，质量不变，高度增大，所以重力势能增大；速度减小，动能减小，动能逐渐转化为重力势能，故A错误。
铅球由b→c时，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，到达c点时高度最小，重力势能最小，速度最大，动能最大，故B正确。
铅球由b→c时，重力势能转化成动能，不考虑空气阻力，所以机械能总量保持不变，故C错误。
铅球在b点时，在水平方向上有一定的速度，动能不为零，故D错误。
5.B　[解析] 弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；
小物块从c向a运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；
小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹簧的弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；
小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减小，故D错误。
6.D　[解析] 小球最终刚好到达等高的C点，则在A、C两点的重力势能相同，但A处的速度为v，小球具有动能，而小球在C点时速度为零，小球的动能为零；因机械能等于动能与势能的总和，所以A、C两点的机械能不相等，机械能不守恒，故A错误。
A、C两点的重力势能相等，但A点的机械能大于C点的机械能，说明整个运动过程中，机械能减少，所以A点的机械能最大，故B错误。
小球从B到C的过程中，高度先减小后增大，重力势能先转化为动能，然后动能再转化为重力势能，由于机械能不守恒，则有一部分机械能会转化为其他形式的能，故C错误。
由于轨道存在摩擦力，小球在运动的过程中，一部分机械能转化为内能；小球从A到C的整个过程中，重力势能不变，动能减小了，根据能量守恒定律可知，动能的变化量等于克服摩擦力做的功，故D正确。
7.C　
8.C　[解析] 塑料小花不是真正的植物，其叶子不能进行光合作用，不能将太阳能转化为化学能，故A不符合题意；小花左右摆动过程中是将电能转化为机械能，机械能不守恒，故B不符合题意；花盆表面的太阳能电板在光照下产生电流，将太阳能转化为电能，故C符合题意；小花没有将动能转化为化学能的条件或装置，故D不符合题意。
9.重力势能　动能　重力势　动
10.动　重力势
11.远　弹性势　动
12.重力势　动　动　弹性势　弹性势　动
13.c　有　[解析] 根据题意，小球从A点由静止滑下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，机械能守恒，a轨迹的最高点超过了A点的高度；
b轨迹的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b轨迹的机械能大于A点的机械能；
c轨迹的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其机械能可能与开始时的机械能相等；
小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度。
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.（1）电　（2）大
16.（1）动能和势能可以相互转化
（2）存在摩擦阻力，机械能减小
（3）上　下
（4）动　重力势
[解析] （1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是：动能和重力势能是可以相互转化的。
（2）由于实验中存在摩擦阻力，所以有机械能损失，故在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，将会看到它们上升的高度逐渐降低。
（3）单摆小球从A点摆到O点的过程，其质量不变，高度减小，故其重力势能减小，同时其动能增大，故是将重力势能转化为动能的过程，故该过程跟滚摆从上到下的过程能量转化一致。
（4）图乙中的滚摆上升时，其质量不变，高度增加，故其重力势能增大，同时其速度变小，故其动能减小，所以该过程是将动能转化为重力势能的过程。