第12章 机械能
(答题时间:90分钟 总分:100分)
一、选择题(每题只有一个正确答案,请将正确选项前的英文字母填入答题表中对应位置。每题2分,共40分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案
1.下列物体具有动能的是( )
A.正在下落的雨点 B.被拉长的橡皮筋 C.阳台上的花盆 D.上了堂的子弹
2.屹立在山上的巨石给人以危险的感觉,原因是它具有较大的( )
A.重力 B.高度 C.动能 D.重力势能
3.下列物体中具有弹性势能的是( )
A.被拉开的弹弓 B.压扁的橡皮泥
C.悬挂在天花板上的吊灯 D.自然伸长的弹簧
4.2019年6月5日,我国航天完成首次海上发射,用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中,这七颗卫星的动能( )
A.变小 B.不变 C.变大 D.无法判断
5.将一石子竖直向上抛出,在它上升过程中,不计空气阻力,那么它的( )
A.动能不变,重力势能增加,机械能不变
B.动能减少,重力势能增加,机械能不变
C.动能减少,重力势能增加,机械能减少
D.动能增加,重力势能减少,机械能增加
6.在探究动能大小与哪些因素有关的活动中,让小车沿斜面从不同高度滑下去撞击木块,这是为了探究动能与哪个因素的关系( )
A.高度 B.路程 C.质量 D.速度
7.司机开车上坡前,往往加大油门,以提高速度。这是为了( )
A.增大重力势能 B.增大弹性势能 C.增大动能 D.增大惯性
8.如图是物体离手后,在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线,运动的物体可能是( )
A.斜向上投掷出去的铅球 B.一松手由静止下落的乒乓球
C.竖直向上垫起的排球 D.离开脚后在地上滚动的足球
9.质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行。如果它们的动能相等,那么( )
A.大雁比鸽子飞得快 B.鸽子比大雁飞得快
C.大雁比鸽子飞得高 D.鸽子比大雁飞得高
10.如图,在表面粗糙的斜面上,物块从A点静止释放下滑到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.物块的重力势能减少量等于动能的增加量
B.物块的动能不一定增加
C.物块的重力势能减少量小于动能的增加量
D.物块的重力势能一定减小
11.以下的四个实例中,机械能正在减小的是( )
A.蓄势待发的火箭 B.水平匀速飞行的小鸟
C.匀速下降的气球 D.加速上升的飞艇
12.如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中,让同一辆小车从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块,下列说法正确的是( )
A.该实验探究的是木块动能大小与小车速度的关系
B.该实验探究的是小车动能大小与小车高度的关系
C.该实验中,木块的起始位置对实验没有影响
D.该实验结论可以解释为什么要对机动车限速
13.下列四个过程中将动能转化为势能的是( )
A.张紧的弓把箭射出去 B.钟表里的发条带动齿轮转动
C.向上抛出的石块在空中上升 D.一儿童从滑梯的顶端滑到底端
14.小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”,下列说法正确的是( )
A.实验研究对象是三脚小桌
B.让同一木块从三个不同的高度由静止下落
C.让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
D.用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小
15.把一个小球从手中抛出,当它离开手时具有的机械能是20J,如果不考虑空气的阻力,当小球下落到某一高度时具有的重力势能是6J,动能为( )
A.15J B.14J C.13J D.12J
16.如图,人和秋千在位置1由静止释放,下降到最低点2,再上升到达最高点3,则人和秋千是( )
A.由位置1到位置2,动能转化重力势能
B.由位置2到位置3,重力势能减小
C.在位置1和位置3的动能相等
D.1、2、3三个位置机械能都相等
17.下列实例,属于内能转化为机械能的是( )
A.壶中水烧开时,壶盖被顶起 B.给风扇通电,扇叶转动
C.两手相互摩擦,两手变热 D.向饮料中加入冰块,饮料变凉
18.如图所示,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( )
A.铅球由a→b时,重力势能转化为动能
B.铅球到达b点时重力势能最大
C.铅球由b→c时,机械能逐渐增大
D.铅球在c点时机械能为零
19.下列四位同学关于汽车刹车时能量的转化的说法中,正确的是( )
A.小丁说:“刹车时动能转化为势能”
B.小胡说:“刹车时动能转化为化学能”
C.小兰说:“刹车时动能转化为风能”
D.小明说:“刹车时动能转化为内能”
20.如图所示,用斜向放置的传送带将货物匀速地自低处运送到高处。在这过程中,货物的重力势能不断增加。这是因为( )
A.静摩擦力做功 B.重力做功 C.支持力做功 D.动能转化为势能
二、填空题(每空1分,共22分)
21.暑假期间第9号台风“利奇马”来袭,阵阵大风吹弯了小树的腰,大风主要具有 能,被吹弯了腰的小树具有 能。
22.蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动,玩者登上高处,从而具有了一定的 能;若不计橡皮条自身重力,当玩者从高台跳下,处于如图所示的状态时,橡皮条中 (选填“有”或“无”)弹力;当玩者下落到最低点时,橡皮条被拉伸,从而具有一定的 能。
23.甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图甲、乙所示(空气阻力忽略不计)。由图可知,在前4s内甲车的动能 乙车的动能;在4s至6s之间,甲车甲车的动能 乙车的动能。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
24.一农用飞机在空中某固定高度一边匀速飞行,一边喷洒农药,在此飞行过程中,其动能将 ,机械能将 (分均选填“变大”、“变小”或“不变”)
25.如图所示,滚摆从位置1静止释放,下降经过位置2后继续下降,再上升到达最高点位置3。则滚摆重力势能最大的是位置 ,动能为零的是位置1和位置 (前两空请填写位置序号),整个过程中滚摆的机械能的变化情况是 (选填“一直变小”、“一直变大”或“保持不变”)。
26.公路上都有限制汽车速度的标志以减少交通事故,这是因为汽车的速度越大, 能越大;大卡车限制的速度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小轿车限制的速度。
27.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,某时刻他们的位置如图所示,则此时甲和乙的 能相等,而甲的机械能 乙的机械能(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
28.在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由落下时,能在纸上留下黑色圆斑A、B.在下落过程中(不计空气阻力),球的 转化为动能,并且球从较高处落下所成的圆斑是其中的 。(选“A”或“B”)
29.如图是卫星的轨道示意图。人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中机械能守恒。当卫星从远地点向近地点运动时,它的重力势能 (选填“增大”或“减小”),速度越来越 (选填“快”或“慢”)。
30.如图所示,质量为100g的金属小球从导轨的a处从静止开始自由滑下,依次经过b处、c处,最后到达d处。则小球在a处时的重力势能为 J,当小球恰好停止在d处时,小球克服导轨摩擦消耗的机械能为 J。(不计空气阻力,重力势能计算公式为Ep=mgh)
三、作图和简答题(每小题2分,共6分)
31.一单摆小球,从A点放手后,经最低点B荡至另一侧的C点,若不考虑能量损失,请在图上画出C点所在位置。
32.如图,在探究影响动能大小的实验中,铜球的质量大于铁球的质量,两球分别从同一斜面的同一高度处滚动下来。图中已标示出了铜球碰撞木块后,木块运动后的位置,请你在下图中标示出铁球碰撞木块后,木块运动后的大致位置。
33.如图所示,小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,动能和势能如何变化?下滑过程中为什么臀部觉得发热?
四、实验探究题(每空1分,共22分)
34.如图所示,在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB)推动纸盒运动一段距离后静止。
(1)要研究动能与质量的关系,我们要选择 两图来进行比较。控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是把质量 的小球先后从同一斜面 高处滚下。(后两空选填“相同”或“不同”)
(2)要研究动能与速度的关系,我们应该选择 两图来进行实验。保证两个小球的 相等,当两个小球撞击纸盒时, (选填“A”、“B”或“C”)小球的速度较大。
(3)物理研究方法有许多,本实验运用了两种研究方法:一是 法;二是转换法,就本题来说,用 来表示小球动能大小的方法就是转换法。
35.在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,己知木块A、B、C的质量关系为mA=mB<mC;三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示;木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示,木块B、C将木粧打入沙中的深度相同。
(1)实验时,木块应在木粧的 (选填“正上方”或“后上方”)释放,将木桩打入沙中;
(2)比较木块A和B将木桩打入沙中的深度,可得:在质量一定时,物体高度 (选填“越高”或“越低”),重力势能 (选填“越大”或“越小”);
(3)比较木块B和C将木桩打入沙中的深度相同,小刚认为:物体重力势能的大小与质量无关,你认为小刚的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(4)实验时,我们可以通过观察木粧陷入沙中的 来判断重力势能的大小;下列实验与该步骤采用探究方法类似的是 。
A.学习光的三原色时,与颜料三原色做比较
B.研宄发声的音叉是否振动,把音叉放进水里观察到水花四溅
36.在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中,采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,由静止释放小球,观察小球从A→B→C的过程中的高度和速度的变化,并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值,从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化,数据如表所示。
(1)小球在图中的C位置,受到 个力的作用。
(2)从实验中可以看出,小球从A→B的过程中速度不断 ,高度不断降低,这个过程中是 能逐渐转化为 能;在能量转化的过程中,机械能在逐渐减少,这主要是小球由于受到 ,部分机械能转化为 能导致的。
(3)在实验中,如果换用质量为2m的小球,其他条件不变。那么,小球到达B位置时的机械能 质量为m的小球到达B位置时的机械能(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
五、应用理解题(每空1分,共10分)
37.过山车是一项富有刺激性的娱乐工具,那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。过山车的运动包含了许多物理学原理,如能量的转化。请试着理解并回答下列问题。
(1)过山车上升阶段,其重力势能 ,动能 ;(均选填“增加”、“减少”、“不变”)
(2)过山车在轨道的最低处,运动最快,动能最大,说明物体的动能同 有关;
(3)设计师所设计的过山车轨道中,过山车依次通过的竖直回环的高度一次比一次低的原因是 ;
38.如图为我国研制的大型客机C919,飞机的部分技术参数如下表所示,飞机油耗为3t每百公里,请回答下列问题:
(1)飞机在海拔10000m高空处匀速水平飞行2h过程中动能 ,重力势能 ,机械能 。(三个空均选填“增加”、“减小”或“不变”)
(2)某一时刻,飞机在10000m高空处的质量为70.8t,飞机的重力势能为 J(重力势能计算公式为Ep=mgh,g=10N/kg),以巡航速度飞行了0.5h,此时飞机的动能为 J(动能计算公式为),飞机做的功为 J。
参考答案
一、选择题(每题只有一个正确答案,请将正确选项前的英文字母填入答题表中对应位置。每题2分,共40分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A D A C B D C A B D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 C D C D B C A B D A
二、填空题(每空1分,共22分)
21.动;弹性势; 22.重力势;无;弹性势;
23.大于;小于; 24.变小;变小;
25.1;3;一直变小; 26.动;小于;
27.重力势;小于; 28.重力势能;B;
29.减小;快; 30.0.5;0.3。
三、作图和简答题(每小题2分,共6分)
31. 32.
33.答:小朋友匀速下滑,重力势能减小,动能不变,克服摩擦力做功,内能增加,重力势能转化为内能,使温度升高,所以小朋友的臀部觉得发热。
四、实验探究题(每空1分,共22分)
34.(1)AC;不同;相同;(2)AB;质量;A;(3)控制变量;纸盒被推动的距离。
35.(1)正上方;(2)越高(越低);越大(越小);(3)错误;B、C两木块释放的高度不同(或没有控制变量);(4)深度;B。
36.(1)2;(2)增加;重力势;动;空气阻力;内;(3)大于。
五、应用理解题(每空1分,共10分)
37.(1)增加;减少; (2)速度大小;(3)过山车的车轮与轨道的摩擦产生热量,部分机械能转化成内能损耗了。
38.(1)减小;减小;减小;(2)7.08×109;1.2×109;1.296×1010。