资源简介

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章 机械能
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分值：100 分 时间：60分钟
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分）
1．光滑斜面甲与水平面PQ平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到Q点静止，如图甲。在PQ上的N点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知，如图乙。小球冲到乙斜面上的h高处。则小球最终将停在( )
A.P处 B.N处 C.甲斜面上 D.乙斜面上
2．如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端被固定在墙上，右端连接一金属小球，O点是弹簧处于原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球在A、B间做往复运动，已知。下列说法错误的是( )
A.小球从A往B运动过程中速度先增大后减小
B.小球在O点两侧所受弹力方向不同
C.小球在B点动能为零
D.小球在往复运动过程中机械能守恒
3．如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是( )
A.飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能
B.飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能增大
C.飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小
D.飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小
4．一名普通中学生从地上拿起一实心球并把它举过头顶，此过程中他对实心球做功约为( )
A.0.4J B.4J C.40J D.400J
5．如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.小球在C点和F点的机械能相等
B.小球在C点和F点的动能相等
C.小球从E点到F点的过程中，机械能变小
D.小球在E点的动能不为零
6．如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是( )
A.飞机腾空而起的过程中，重力势能转化为动能
B.飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能增大
C.若飞机加速飞行，动能增大，则重力势能一定减小
D.在飞机减速下降的过程中，机械能一定减小
7．如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是( )
A.动能增大，势能增大 B.动能减小，势能增大
C.动能增大，势能减小 D.动能减小，势能减小
8．探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示，下列关于该实验的说法正确的是( )
A.实验研究的是木块的动能大小
B.小球由斜面滚下，重力势能转化为动能
C.实验表明动能大小与物体的高度有关
D.在探究动能大小与质量的关系时，应保持小球质量不变
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分）
9．如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置时速度达到最大，到达C位置时铁球的速度为零。整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是( )
A.从A位置到C位置铁球的机械能一直减小
B.铁球在C位置时弹簧的弹性势能最大
C.从A位置到B位置铁球的动能和重力势能之和不变
D.从A位置到C位置铁球的动能和重力势能之和一直增大
10．白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程，如图所示。下列说法正确的是( )
A.水力发电是把水的内能转化为电能 B.利用水能来发电有利于减少碳排放
C.水越用越少，水能是不可再生能源 D.电能输送有损失，是因导线有电阻
11．如图是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法正确的是( )
A.滚摆运动过程中，机械能守恒
B.滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能
C.滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能
D.滚摆上升的最大高度逐渐升高
12.东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示，下列说法正确的是( )
A.海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B.海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C.海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D.海豚在海面下加速下潜过程，动能变大
三、填空题（每空2分，共20分）
13．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置.则小球从a运动到c的过程中，在_____________（选填“a”、“b”或“c”）位置机械能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的__________________.
14．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中图线__________________描述的是动能与石块所处高度关系，小石块达到的最大高度为_________m，小石块在3m高时的重力势能为_________J。
15．2025年央视春晚《秧BOT》节目火遍全网。一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌，还玩着转手绢、抛手绢等花样。图是机器人“抛手绢”环节，抛出去的手绢在上升过程中，动能_______________，重力势能_______________。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
16．如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为_____________J；摆球从A点到O点的过程中，________________能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小_______________（选填“不变”或“减小”）。
四、实验题（共20分）
17．（10分）如图是某学习小组利用小钢球A和B、木块、木板等器材探究物体的动能大小与哪些因素有关。小钢球沿光滑斜面由静止向下运动，撞击木块使木块在水平木板上移动一段距离后静止。
(1)本实验是通过观察__________来判断物体的动能的大小；
(2)如图甲所示①②两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的相同高度处静止滚下，目的是为了研究动能与__________的关系；分析这两次实验，可初步得出结论：__________。
18．（10分）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关“的实验中，所用钢球质量，分别从图中的位置由静止释放（）。
(1)实验中，小明是通过____________来比较钢球动能大小的，这种研究方法是____________；
(2)木块被钢球撞出一段距离后停了下来，这是因为木块受到____________的作用；若水平面是光滑且足够长的，木块被撞后将做____________运动；
(3)根据甲、丙两次实验，____________（选填“能”或“不能”）得出结论：物体的动能大小与质量有关，原因是____________；
(4)汽车行驶过程中为了保证安全，需要限速，能说明这一原因的是____________两次实验。
五、计算题（共16分）
19．（6分）如图所示是某款双人智能电动飞行汽车，其机身采用碳纤维结构，空机含电池的质量为560kg，可搭载两位乘客，最大起飞质量为760kg，续航时间为35min，最大飞行速度为130 km/h 。（g取10N/kg）
（1）碳纤维材料打造机身，是因为碳纤维具有硬度大和__________________小的物理特性；飞行汽车匀速上升的过程中，汽车的动能__________________。
（2）空机静止在水平地面上，单侧底杠与地面的接触面积为，此时空机对地面的压强是多大？
（3）某次试航中，飞行汽车和乘客的总质量为700 kg， 飞行汽车在80s 内垂直上升到400m的高度，此过程中克服重力做的功和功率分别是多少？
20．（10分）家住范村乡的小龙家盖起了新楼房，他周末用滑轮组来运输沙土以便铺设地板砖。如图所示，小龙利用滑轮组匀速提升沙土袋，沙土袋中沙土的质量为，施加在绳端的拉力F为，在内将沙土袋匀速提升，不计绳重、袋子重与摩擦（）。
（1）图中的滑轮A的作用是：__________________；沙土袋匀速提升过程中，沙土袋的机械能将__________________（选填“减小”、“不变”或“增大”）。
（2）小龙使用滑轮组的机械效率为多少？
（3）小龙的拉力做功的功率为多少？
（4）请你说出提高图中滑轮组机械效率的一种措施。
参考答案
1．答案：A
解析：滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，所以小球在水平面上受到的滑动摩擦力不变。因两次小球开始下滑的高度H相同，故两次具有的机械能相同，所以，小球最终静止时损失的机械能相同。因小球在光滑的斜面上运动时没有机械能的损失，且，所以，小球从P到N损失的机械能是PQ上的，再从N到P损失，P到N损失，N到P损失，最终在P处静止。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
2．答案：D
解析：A.小球从A往O运动过程中，弹簧的形变程度变小，但产生的弹力与小球运动的方向相同，因此先做加速运动；当从O往B运动过程中，弹簧的形变程度逐渐变大，但产生的弹力与小球运动方向相反，因此小球做减速运动，故小球从A往B运动过程中速度先增大后减小，故A正确，不符合题意；
B.小球在往复运动过程中弹簧在AO段是缩短的，弹力方向向右，弹簧在OB段是伸长的，弹力方向向左，所受弹力方向不同，故B正确，不符合题意；
C.小球运动到B点时，速度减小到0，动能为0，故C正确，不符合题意；
D.小球在光滑的水平台面上AB间做往复运动，且，这表明小球和弹簧的整体机械能是守恒的，在任一位置，小球的动能与弹簧的弹性势能的总和保持不变，小球在往复运动过程中机械能不守恒，故D错误，符合题意。
故选D。
3．答案：C
解析：A.飞机腾空而起的过程，质量不变，速度变大，动能增加，高度增大，重力势能增加，不是重力势能转化为动能，故A错误；
B.飞机沿水平方向匀速飞行时，速度不变，质量不变，动能不变，故B错误；
C.飞机减速下降的过程中，质量不变，速度减小，高度降低，动能减小，重力势能减小，所以机械能减小，故C正确；
D.飞机加速飞行，其高度不变，则重力势能不变，其高度增加，则重力势能增加，故D错误。故选C。
4．答案：C
解析：一般来说，中学生从地上拿起一实心球并把它举过头顶的高度大约在2m左右，可以合理估测其质量为2kg，则从地上拿起一实心球并把它举过头顶，此过程中他对实心球做功约为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．答案：D
解析：A.小球在C点到F点过程中，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，故小球在C点的机械能大于F点的机械能，故A错误；
B.在C点的机械能大于F点的机械能，高度相同，重力势能相同，动能不等，故B错误；
C.小球从E点到F点的过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能不变，故C错误；
D.小球E点有速度，小球在E点的动能不为零，故D正确。
故选D。
6．答案：D
解析：A.飞机腾空而起的过程，质量不变，速度变大，动能增加，高度增大，重力势能增加，不是重力势能转化为动能，故A错误；
B.飞机沿水平方向匀速飞行时，速度不变，质量不变，动能不变，故B错误；
C.飞机加速飞行，质量不变，速度变大，动能增大。若其高度不变，则重力势能不变，若其高度增加，则重力势能增加，故C错误；
D.飞机减速下降的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小。机械能为动能和势能之和，所以机械能减小，故D正确；
故选D。
7．答案：B
解析：当卫星从近地点向远地点运行时，机械能守恒；卫星的质量不变，高度增大，重力势能逐渐增大。机械能不变，则动能减小，速度减小，动能转化为重力势能。
故选B。
8．答案：B
解析：A.实验通过木块移动的距离来反映小球的动能大小利用了转换法，探究的是小球的动能，故A错误；
B.小球从斜面滚下，重力势能越来越小，速度越来越快，动能越来越大，是将重力势能转化为动能，故B正确；
C.让小球从斜面的不同高度滚下，小球的质量相同，达到水平面时的速度不同，因此实验表明动能大小与物体运动的速度有关，故C错误；
D.在探究动能大小与质量的关系时，根据控制变量法，应保持小球释放的高度不变，改变小球的质量，故D错误。故选B。
9．答案：AB
解析：A.从A位置到C位置，铁球压缩弹簧，铁球的机械能会转化为弹簧的弹性势能，所以铁球的机械能一直减小，故A正确；
B.弹性势能的大小与弹簧的形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大。在C位置时，弹簧的形变程度最大，所以此时弹簧的弹性势能最大，故B正确；
C.从A到B的运动过程中，弹簧被压缩，其弹性势能增大，即该过程中铁球的机械能（动能和势能）转化为弹簧的弹性势能，故铁球的动能和重力势能之和是减小的，故C错误；
D.从A位置到C位置，铁球的动能和重力势能之和一直转化为弹簧的弹性势能，所以是一直减小的，故D错误。
故选AB。
10．答案：BD
解析：A.利用水能发电是利用水的机械能较大，将水的机械能转化为电能，故A错误；
B.水能属于清洁能源，利用水能发电有利于减少碳排放，故B正确；
C.水能可以在自然界源源不断地得到，属于可再生能源，故C错误；
D.由焦耳定律可知，电流在通过有电阻的导线时会产生热量，将一部分电能转化为内能，故D正确。
故选BD。
11．答案：BC
解析：A.由于空气阻力的影响，滚摆运动过程中，机械能不守恒；故A错误；
B.滚摆向下运动时，高度减小、速度增大，质量不变，即重力势能减小、动能增加，由于阻力作用，将重力势能部分转化为动能，故B正确；
C.滚摆向上运动时，高度增加、速度减小，质量不变，即重力势能增加、动能减小，由于阻力作用，将动能部分转化为重力势能，故C正确；
D.由于阻力的作用，机械能减小，滚摆上升的最大高度逐渐降低，故D错误。
故选BC。
12．答案：BD
解析：A.海豚跃出海面减速上升过程，质量不变，速度减小，动能减小，故A错误；
B.海豚跃起到最高点时，质量不变，高度最大，重力势能最大，故B正确；
C.海豚从高处落回海面过程，质量不变，高度减小，重力势能减小，故C错误；
D.海豚在海面下加速下潜过程，质量不变，速度增大，动能变大，故D正确。
故选BD。
13．答案：b；弹性势能
解析：由题意可知，不计摩擦时，小球从a运动到b的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能；到达b点时，弹簧恢复原状，其弹性势能全部转化为小球的动能，此时小球的速度最大；
再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能会变小.因此，在b点时小球的机械能最大.
14．答案：b；4；
解析：竖直向上抛小石块，上升过程中，高度增加，重力势能变大，速度减小，动能减小，所以重力势能随高度的增加而增加，动能随高度的增加而减小，则b描述的是动能与石块所处高度关系。
由图可知，小石块达到的最大高度时重力势能最大，动能为0，所以最大高度为4m。
由于机械能守恒，小石块在上升过程中，重力势能是成比例增大的，所以在3m高时的重力势能为
15．答案：减小；增大
解析：手绢在上升过程中，因为质量不变、速度减小，所以手绢的动能减小。手绢在上升过程中，因为质量不变、所处的高度变大，所以手绢的重力势能增大。
16．答案：0；重力势；不变
解析：小球在A点时静止，动能为零，从A点由静止释放，能达到与A点等高的B点，说明没有能量损失，即机械能守恒。由于B点与A点等高，重力势能相等，所以B点动能与A点相同也为0。摆球从A点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。
如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。说明摆球在运动过程中没有能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变。
17．答案：(1)木块被推动的距离
(2)质量；速度相同的不同物体，质量越大，物体的动能就越大
解析：（1）本实验采用转换法，是通过观察木块被推动的距离来判断物体的动能的大小。
（2）钢球从斜面上滑下，可以获得到达水平面的速度，如图甲所示①②两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的速度，探究动能与质量的关系。由图①②得，从斜面同一高度下滑的钢球，质量越大，木块移动的距离越大，说明速度相同的不同物体，质量越大，物体的动能就越大。
18．答案：(1)木块移动的距离；转换法
(2)阻力；匀速直线
(3)不能；没有控制钢球到达水平面时的速度相同
(4)甲、乙
解析：（1）实验中通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（2）力是改变物体运动状态的原因，木块被钢球撞出一段距离后停了下来，这是因为木块受到阻力的作用。
若水平面是光滑且足够长的，根据牛顿第一定律可知，木块被撞后将做匀速直线运动。
（3）甲、丙两图中没有控制钢球下落的高度相同，则钢球到达水平面时的速度不相同，不能得出物体的动能大小与质量的关系。
（4）汽车行驶过程中为了保证安全，需要限速，探究动能与速度的关系，应控制质量相同，只改变速度大小，故能说明这一原因的是甲、乙两实验。
19．答案：（1）密度；不变
（2）
（3），
解析：（1）碳纤维材料打造全机身，对材料的要求兼顾了安全性和轻量化，故碳纤维具有硬度大和密度小的物理特性。
汽车在匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变。
（2）空机对地面的压力
单侧底杠与地面接触面积
空机对地面压强
（3）克服重力做的功为
功率为
20．答案：（1）改变动力方向；增大
（2）
（3）
（4）增加提升物体的重
解析：（1）图中滑轮A是定滑轮，作用是改变动力的方向。
在沙土袋被匀速提升的过程中， 沙土袋的质量不变、速度不变，其动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大；而机械能为动能和势能的和，所以沙土袋的机械能增大。
（2）提升沙土袋做的有用功
由图可知，吊着动滑轮的绳子段数为，则绳端移动的距离
拉力做的总功
滑轮组的机械效率
（3）拉力F做功的功率
（4）若增加提升物体的重，则提升相同高度时，所做的有用功增大，而额外功不变，有用功在总功所占的比例增大，滑轮组的机械效率增高。

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