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第2节 机械能
一、单选题
1.如图，旋翼式无人机被广泛的运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是（　　）
A.无人机在空中悬停时，旋翼相对于机身是静止的B.无人机无法勘探月球表面的月貌C.无人机匀速下降时，重力势能转化为动能D.无人机在空中飞行时，始终受到平衡力作用
2.如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是（? ）
A.动能增加，重力势能不变B.动能增加，重力势能增加C.动能不变，重力势能不变D.动能不变，重力势能增加
3.如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的(? ? )
A.重力势能减小，动能增大B.重力势能减小，机械能减小C.动能不变，机械能不变D.重力势能不变，机械能减小
4.甲、乙两个冰块的质量相同，温度均为0℃．甲冰块位于地面静止，乙冰块静止在10米高处，这两个冰块（? ? ）
A.机械能一样大B.乙的机械能大C.甲的内能大D.乙的内能大
5.为了研究动能的大小与哪些因素有关,教材中设计了“小钢球撞木块”的实验(如图所示),让静止的小钢球从斜面上滚下,观察木块木块被推动的距离.关于该实验的说法中,不正确的是(?? ?)
A.该实验的设计思路是采用转换法,用木块移动的距离来显示动能的大小B.该实验研究的基本方法是控制变量法,如分别控制小钢球滚下的高度和小球的质量等C.在实验器材的选择时,可以不考虑斜面的光滑程度、被撞木块的质量和软硬等因素D.实验过程中,让同一小球从不同高度滚下,目的是为了让小球获得不同的运动速度
6.如图所示，小球从斜面上某一高度由静止开始滑下，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A.小球在斜面上下滑的过程中，如果以木板为参照物，小球是静止的B.若木板的表面光滑且足够长，最终木块的动能保持不变C.木块对木板的压力就是木块的重力D.小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中，小球的机械能先变大后变小
7.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，足球（　　）
A.在b、d两点动能相等B.在a、d两点动能一定相等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
8.如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，在小球从a点到c点运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　）
A.小球到达b点时，受的合力为零B.小球到达c点时，受的合力为零C.小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小D.在c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大
9.图中属于势能逐渐变大的一组是（?? ）
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
10.两个完全相同的正方体均匀物块，分别沿各自虚线切割掉一半，将剩余部分a和b按照图示位置摆放在同一水平面上，比较两物块的重力势能（?? ）
A.a比较大 B.b比较大 C.一样大 D.无法判断
11.顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升。顾客在上升过程中(??? )
A.机械能保持不变B.运动状态在不断变化C.相对于其站立的台阶是静止的D.受到重力、支持力扣摩擦力的作用
12.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的重力势能相等，那么（?? ）
A.燕子比鸽子飞得快 B.燕子比鸽子飞得高
C.鸽子比燕子飞得快 D.鸽子比燕子飞得高
13.金红同学对知识进行了如下梳理归纳：①能发生弹性形变的物体都具有弹性势能；②物体受平衡力，重力势能和动能都保持不变；③物体的重心不一定在物体上；④人用力推车车未动，是因为推力小于摩擦力；⑤“哈雷彗星”不是太阳系的一员；⑥摩擦起电的两物体一定带异种电荷；⑦0℃时分子运动停止．其中说法全部错误的一组是（?? ）
A.②③④⑦ B.①②④⑦C.①③④⑦ D.①③④⑥
14.如图所示，右端固定的弹簧与粗糙的水平平台平行，在它的左侧有一个小球与它接触，这时弹簧处于自然伸直状态。水平地面上B点个物体。现将小球向右推固定的距离，弹簧压缩后，由静止释放，小球落在B点右侧。以下说法正确的是（? ）
A.落地时小球的动能由小球的重力势能转化而来B.为了能使小球击中小物体，可以增加小球的质量C.小球由静止释放后，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，此过程中机械能守恒D.若小球落地后静止不动，则小球的能量全部转化为内能
15.2016年3月，我市部分地区下了一场罕见的冰雹，此次冰雹给不少市民的财产造成了损失，如图所示为冰雹过后停在路边的一辆轿车，它的后窗已经千疮百孔，下列说法不正确的是（?? ）
A.冰雹是高空中的小水滴遇到更寒冷的气流液化成的小冰珠B.冰雹在下落过程中重力势能减小C.车窗玻璃被砸坏的同时冰雹自身也破碎是因为力的作用是相互的D.地上的冰雹熔化成水需要吸热
二、填空题
16.龙卷风是一种伴随高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋如图。空气旋转时，因其中心最大风速比涡旋外围的风速大得多，最高可达300m/s，所以漏斗状涡旋内部的压强远?________外部的大气压，从而“吸”起物体，极大的?________能使其破坏性极强。
17.极限跳伞是一项惊险的体育运动，如图，跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其重力势能将________?（选填“增大”、“减少”或“不变”）。减速下降时，跳伞员及降落伞所受的阻力________?（选填“大于”、“等于”、“小于”）他们的重力。若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以________?为参照物的，若从跳下到落地用时200s，则其下落的平均速度为________?m/s。
18.?在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s﹣t图象如图所示。由图可知，甲车的动能________（选填“大于” “小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为_______?。（空气阻力忽略不计）
19.?如图，被压弯的撑杆恢复原状时，使船离岸。这个过程中，撑杆的弹性势能转化为船的________?能。
20.如图是自动回转的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是________能转化为________能。
21.在如图所示，探究动能大小与质量关系的实验中，木板固定在水平面上，小球从同一高度由静止开始释放，撞击木块，通过比较木块在木板上滑行的距离来比较小球动能的大小。实验2中错误之处是________。改正后进行实验2，发现此时木块会从木板右端滑出。若再次改进实验2，下列改进方法最合理的是________（选填序号）。
①换用较长的同种木板；
②换一个质量较大的木块；
③降低钢球下摆的高度
22.如图为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮形和皮带曰的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成1、2、3三堆，达到分离的目的。其中2是________。从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为________。
23.2016年10月17日，神舟十一号载人飞船成功发射，并于19日凌晨与天宫二号成功对接。天宫二号是中国第一个真正意义上的空间实验室，第一次实现航天员中期驻留，并成功开展了50余项空间科学实验与应用实验。
(1)神舟十一号与天宫二号对接后，以神舟十一号为参照物，天宫二号是________。
(2)神舟飞船在与天宫二号对接后的组合体会沿一椭圆型的轨道绕地球运动，其间从近地点往远地点运行过程中，动能如何变化？________。
(3)火箭在发射过程中，由于速度极快，与大气摩擦会生热，产生高温，易熔化一些金属。因此在火箭头部和返回舱的表面涂一层“烧蚀层”的特殊物质，在汽化时能________从而起到保护作用。
24.如图所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向________。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是________；排球在上升过程中动能将________（选填“增大”或“减小”）。
25.建在布伦特冰架上的英国“哈雷六号”南极科考站，是世界上第一个可移动的科考站。2017年1月，该科考站所在的冰川出现了大裂口，将危及科考站，该站决定搬迁。如图是搬迁过程中的照片。
(1)布伦特冰架虽然与陆地上的冰相连，但每年会远离大陆向大海漂移400米。以陆地为参照物，布伦特冰架漂移的速度为________米/天。(计算结果精确到0.1米/天)
(2)为便于移动，需要使用液压装置将舱体抬高，以确保科考站可以进行整体移动。在缓慢上升过程中，舱体的重力势能逐渐________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
(3)牵引车的轮胎有很深的斜花纹，是为了在行驶过程中增大________，防止打滑。
三、探究题
26.一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了30min．汽车所受阻力为1000N，问：
(1)汽车发动机所做的功为多少焦耳？
(2)汽车发动机的功率是多少瓦特？
(3)如图所示，请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
四、综合题
27.阅读短文，回答文后的问题。2015年是世界反法西斯和中国抗日战争胜利70周年，我国将举行盛大阅兵仪式。99式主战坦克预计会再次成为本次阅兵的一大亮点。99式主战坦克为我国自行研制，火炮威力居于世界领先地位。炮弹初速为1940m/s，居世界第一。炮管中部的抽烟装置，由储气筒、喷嘴等组成。炮塔内炮手发射炮弹，弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体，弹丸飞离炮口后，储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出，迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出，净化了车内空气。炮管外装有隔热套，隔热套分为内外两层，外层是为了减少环境对炮管的影响，内层是为了能使火炮发射时产生的热量快速传递，使炮管温度趋于一致，减少变形。99式坦克还配备红外夜视仪、激光测距仪等先进设备，能够全天候作战。
(1)高速飞行的炮弹能够击穿2000m外900mm厚的装甲，是因为它具有较大的________?能。
(2)抽烟装置喷嘴的开口方向，你认为图中哪一选择最符合要求________?。?
(3)炮管隔热套内层材料的性质最应该具有( ? ?)
A.熔点低 B.熔点高 C.导热性好 D.导热性差
(4)红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石、坦克，是因为被识别物体的________?不同，发出的红外线强度不同。
?
28.同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧(如图所示)。
小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？小文猜想：①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
(1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图所示的实验，此实验是为了验证猜想________，实验中弹性势能的大小是通过________来体现的。
(2)请你设计一个实验方案来验证另一个猜想(写出简要的实验步骤，分析可能出现的现象并得出结论)。
五、解答题
29.排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹加的高度都低于落下时的高度。
(1)解释整个过程中能量是否守恒。
(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
30.避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到（如图一、二）。这种车道很特别，一般长度在50～100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来（如图三、四）。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患。请你谈谈避险车道设置所包含的科学知识并作简要解释。
参考答案
一、单选题
1.B 2.D 3.B 4.B 5.C 6.B 7.C 8.D 9.B 10.A
11.C 12.B 13.B 14.D 15.A
二、填空题
16.小于 动（或机械）
17.减小 大于 自身 18
18.小于 1：4
19.动
20.弹性势 动
21.实验2中木块没放到木板最左端 ①
22.谷粒 动能不同
23.（1）静止 （2）变小 （3）吸热
24.相反 排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”） 减小
25.（1）1.1 （2）增大 （3）摩擦
三、探究题
26.（1）由 可得， ，因为汽车在平直公路上匀速行驶，牵引力等于阻力，即F=f=1000N，汽车发动机所做的功W=Fs=1000N×36000m=3.6×107J；（2）汽车发动机的功率 （3）机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；大车质量大，在速度相同时，其惯性大、动能也大，所以遇到紧急情况不容易刹车，且发生事故时伤害更严重。
四、综合题
27.（1）动（机械） （2）A （3）C （4）温度
28.（1）① 木块被推动的距离（2）步骤：①将小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩2cm，放手后小球弹出，与木块相碰，木块推动的距离为s1；②将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧A右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。③比较s1、s2得出结论：若s1＝s2 ， 说明弹簧弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；若s1＞s2 ， 说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能越大；若s1＜s2 ， 说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能越小。
五、解答题
29.（1）排球下落和与地板的每次碰撞、及排球上升过程中，能量始终守恒。由于排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有机械能转化成内能和转移出去，但这些能量的总和仍然保持不变。（2）排球接触地面后，受到重力和地面的弹力，弹力小于重力，排球的重力势能转化成动能和弹性势能。到B点时，排球重力等于受到地面弹力，动能达到最大。从B点到形变最大，弹力大于重力，重力势能和动能全部转化成弹性势能。30.长陡坡下坡，刹车失灵的汽车，势能转化为动能，速度会越来越快，需要通过一定方式来减速。⑴避险车道设置在下坡拐弯处的右边，是利用光的直线传播，便于司机看到，有充足的反应时间，能做出合理判断⑵有一定的坡度，是利用动能转化为势能，使车减速⑶铺上疏松的碎石、沙土，是为了增大摩擦，使车减速⑷废旧轮胎和防撞桶，起到缓冲的作用，车的动能转化为内能，使车减速避险车道通过上述设置，实现安全减速。

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