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专题训练三 机械能
1、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
2、如图所示是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近的是图中的（　 　）
A． B． C． D．
3、将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（　 　）
A. 向下按笔的过程中，弹簧的弹性热能减小
B. 向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C. 笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
D. 笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
4、滚摆运动过程中，每次上升的高度逐渐降低，对此以下说法中错误的是（　 　）
A．滚摆运动到最高处时，动能为零
B．滚摆下落过程中重力势能转变成动能
C．滚摆运动过程中克服阻力做功，机械能不断减小
D．滚摆运动过程中它的重力势能不变
5、无人机已被应用于诸多领域，如图所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（　 　）
A．质量增加 B．动能增加
C．重力势能增加 D．机械能不变
6、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
7、在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程：先加速竖直降落，后匀速竖直降落。雨滴（忽略质量变化）在（　 　）
A. 加速降落过程中只受重力作用
B. 加速降落过程中机械能逐渐增大
C. 匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D. 匀速降落过程中机械能保持不变
8、小林在玩球的时候将球抛出（从 A→D），落地时的轨迹如图（A、C 等高）分析可知（　 　）
A. A 与 C 点动能相等
B. B 点动能为零
C. C 点机械能大于 D
D. C 点的重力势能大于 A 点
9、如图所示，质量为m的小球从某一高度处静止下落，竖直落到直立于地面的轻弹簧上，在A点小球开始与弹簧接触，到B点时小球受到的重力与弹簧的弹力大小相等，C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）下列说法正确的是（　 　）
A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能不守恒
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力
D．从B到C，小球重力势能减小、动能先增大后减小，弹簧的势能一直增大
10、如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一高度。现将质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时，下列说法中错误的是（　 　）
A.两球的速度各自达到最大值
B.两球具有相同的惯性
C.两球的机械能相等
D.两球的速度大小相等
11、如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是（　 　）
A.物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B.物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
C.物体从A到C动能一直在减小
D.物体动能最大的位置在B和C之间
12、如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（　 　）
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A，B两点具有的动能相同
C.小球在A，B，C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
13、2020 年 5 月 5 日，我国自主研发的长征 5 号 B 型运载火箭圆满完成发射任务。起飞阶段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能　 　（选填 “增大”、“减小” 或 “不变”），火箭整体的机械能　 　（选填 “增大”、“减小” 或 “不变”）。
第13题图 第14题图
14、如图，摆球从 A 点向下摆动，在由 A 到 B 的过程中，摆球在　 　点的动能最大；将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的　 　。
15、在今年盛大的70周年国庆大阅兵中，展示了我国许多世界先进的尖端武器装备，歼20飞机匀速水平直线飞过天安门前。飞机在空中匀速水平直线飞过时，飞机推力　 　功（选填“做”或“没有做”）；两飞机匀速水平直线飞过天安门的过程中，机械能是　 　（选填“增加”、“不变”或“减少”）。
16、人造地球卫星的运行轨道是椭圆的，在运行过程中发生重力势能与动能的相互转化。当卫星在近地点时，　 　能最大；在远地点时，　 　能最大。
第16题 第17题
17、如图所示，A 点的高度 H 大于 B 点的高度 h，让小球由 A 点静止开始自由滑下，沿光滑轨道 AOB 到达 B 点后离开（不计空气阻力），则小球由 A 点运动到 O 点的过程中，小球的重力势能是　 （填 “增大”、“不变” 或 “减小”），小球在 B 点的机械能　 在 A 点的机械能（填 “大于”、“等于” 或 “小于”），小球离开 B 点后的运动轨迹应该是图中的　 曲线。
18、在探究 “物体动能的大小与哪些因素有关” 的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1) 要探究动能大小与物体质量的关系应选用　 　两图；实验中应保证速度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是　 　。
(2) 该实验是通过观察纸盒移动距离的远近来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是　 　。
A. 认识电压时，我们可以用水压来类比
B. 用磁感线来描述磁场
C. 通过电灯是否发光来判断电流的有无
D. 保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系
(3) 若斜面的表面绝对光滑，本实验将　 　（选填 “能” 或 “不能”）达到实验探究目的。
19、小鹭想探究弹性势能的大小与哪些因素有关．她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验．如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处．
（1）实验时可通过观察同一滑块　 　来判断弹性势能的大小．
（2）比较如图（a）、（b）两个实验可以初步得出，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就　 　。
（3）若物块冲上斜面的最大高度ha=hc＜hb ， 弹性形变的大小la＜lb=lc ， 则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是　 　。
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专题训练三 机械能
答案与解析
1、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（　　）
答案：B。
解析：动能大小与物体的质量与速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。动能相等时质量小的速度大，鸽子比大雁飞得快。
2、铅球离手后，在空中飞行过程中重力势能 Ep 随时间 t 变化的曲线最接近的是（　　）
答案：D。
解析：铅球离手时已有一定高度，先上升（重力势能增大）后下降（重力势能减小），Ep t 曲线应从某一正值出发、先升后降，D 符合。
3、将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。下列关于该过程中能量变化的叙述，正确的是（　　）
答案：C。
解析：向下按压：弹簧形变增大，弹性势能增大，笔的高度降低重力势能减小（A、B 错）；向上弹起：高度升高重力势能增大，弹簧形变减小弹性势能减小（C 对、D 错）。
4、滚摆运动过程中，每次上升的高度逐渐降低，以下说法中错误的是（　　）
答案：D。
解析：滚摆上下运动，重力势能不断变化（下降减小、上升增大），D 说“重力势能不变”错误；A、B、C 均正确。
5、无人机匀速上升过程中，对其分析正确的是（　　）
答案：C。
解析：匀速上升：质量不变、速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增加；机械能=动能+重力势能，增大。
6、下列关于能的叙述中，正确的是（　　）
答案：A。
解析：一个物体能够做功，就说这个物体具有能，A 正确；挂在树枝上的苹果具有重力势能（B 错）；做功多少与能的大小有关但无必然数值关系（C 错）；静止的物体可具有势能（D 错）。
7、无风环境中雨滴的降落可简化为先加速竖直降落、后匀速竖直降落。雨滴（忽略质量变化）在（　　）
答案：C。
解析：加速下落时受重力和空气阻力（A 错），加速降落过程中，由于空气阻力存在，克服阻力做功，机械能部分转化为内能，机械能逐渐减小（B 错）；匀速下落时动能不变，减少的重力势能全部转化为内能（C 对），机械能减小（D 错）。
8、小林将球抛出（从 A→D），落地时的轨迹如图（A、C 等高）。分析可知（　　）
答案：C。
解析：小球高度越来越低，机械能不断减小。A、C 等高，重力势能相等，A 点机械能大于 C 点，故 A 点动能大于 C 点（A 错）；B 点有水平速度，动能不为零（B 错）；C 点机械能大于 D 点（C 对）；C 点与 A 点等高，重力势能相等（D 错）。
9、质量为 m 的小球从某一高度处静止下落，竖直落到直立于地面的轻弹簧上，A 点开始接触弹簧，B 点重力与弹力大小相等，C 点是最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）
答案：B。
解析：A→B 重力大于弹力，小球加速；B→C 弹力大于重力，小球减速，动能先增大后减小；高度一直降低，重力势能一直减小；不计空气阻力，小球和弹簧组成的系统机械能守恒。A、C、D 均错误。
10、两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一高度。质量相同的两个小球分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时，下列说法中错误的是（　　）
答案：D。
解析：光滑，机械能守恒：两球初始重力势能相同（碗口等高），机械能相等（C 对）；最低点速度最大（A 对）；惯性只与质量有关，相同（B 对）；半径大的碗最低点更低，重力势能转化为动能更多，速度更大（D 错）。
11、一轻质弹簧一端系在墙上的 O 点，自由伸长到 B 点，将小物块 m 连在弹簧上并压缩到 A 点后释放，小物体能运动到 C 点，物体与水平地面间的摩擦力恒定。下列说法中正确的是（　　）
答案：B。
解析：A→B 过程中，弹力逐渐减小：弹力大于摩擦力时加速、弹力等于摩擦力时速度最大（A、B 之间某点）、弹力小于摩擦力后减速，动能先增大后减小；B→C 弹簧被拉伸产生阻碍运动的弹力，物体一直减速，动能一直减小。故选 B。
12、粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由 A 点以速度 v 沿轨道滚下，经另一侧等高点 B 后到达最高点 C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（　　）
答案：C。
解析：轨道粗糙，有摩擦力，机械能有部分转化为内能，机械能不断减小。A、B 等高但 A 点机械能大，vA>vB；B→C 高度增大、动能转化为势能且有损失，vB>vC，故 vA>vB>vC。重力、摩擦力均做功（A 错），A、B 动能不同（B 错），A 点机械能大于 C 点重力势能（D 错）。
13、长征 5 号 B 型运载火箭起飞阶段加速上升，该过程中内部的新型返回舱的动能______（选填“增大”“减小”或“不变”），火箭整体的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
答案：增大；增大。
解析：加速上升速度增大，动能增大；高度升高重力势能增大，动能也增大，机械能增大。
14、摆球从 A 点向下摆动，在由 A 到 B 的过程中，摆球在______点的动能最大；将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的______。
答案：B；乙（中间凹、两端高）。
解析：B 点最低，重力势能最小、动能最大。漏斗摆动时，中间（平衡位置）速度大、停留时间短，落沙少；两端速度小、停留时间长，落沙多，故沙堆剖面中间凹、两端高，选乙。
15、歼 20 飞机匀速水平直线飞过天安门前，飞机推力______功（选填“做”或“没有做”）；两飞机匀速水平直线飞过天安门的过程中，机械能是______（选填“增加”“不变”或“减少”）。
答案：做；不变。
解析：推力方向与运动方向一致，推力做功；匀速水平飞行，动能、重力势能均不变，机械能不变。
16、人造地球卫星的运行轨道是椭圆的，在运行过程中发生重力势能与动能的相互转化。当卫星在近地点时，______能最大；在远地点时，______能最大。
答案：动；重力势。
解析：近地点离地最近，重力势能最小、动能最大；远地点离地最远，重力势能最大、动能最小。
17、A 点的高度 H 大于 B 点的高度 h，让小球由 A 点静止开始自由滑下，沿光滑轨道 AOB 到达 B 点后离开（不计空气阻力）。
（1）答案：减小。
解析：A→O 高度降低，重力势能减小。
（2）答案：等于。
解析：轨道光滑、不计空气阻力，机械能守恒。
（3）答案： b 曲线。
解析：机械能守恒，离开 B 点后只受重力，斜抛运动最高点可达 A 点高度 H，即与 A 点水平虚线齐平的 b 轨迹。
18、探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，让铁球从斜面上某处由静止向下运动，与水平面上的纸盒相碰，共同移动一段距离后静止。
（1）答案：甲、乙两图；让铁球从斜面同一高度由静止释放。
解析：探究动能与质量关系需控制速度相同（质量不同），甲（m、h）与乙（ m、h）质量不同、高度相同，故选甲、乙，让铁球从同一高度释放以保证到达水平面时速度相同。
（2）答案：C。
解析：通过纸盒移动距离反映动能大小，是转换法；C（通过电灯是否发光判断电流有无）也是转换法。A 类比法、B 模型法、D 控制变量法。
（3）答案：不能。
解析：若斜面绝对光滑，铁球到达水平面的速度无法反映质量影响（高度相同速度相同），且水平面光滑时纸盒不能停下，无法比较动能大小，故不能达到实验目的。
19、小鹭探究弹性势能的大小与哪些因素有关，利用一段弹簧、光滑轨道、物块 A 和 B 等器材进行实验。
（1）答案：冲上斜面的最大高度。
解析：同一滑块冲上斜面的高度越大，说明获得的动能越大，弹性势能越大。
（2）答案：越大。
解析：比较（a）（b）：弹性形变越大，冲上高度越大，弹性势能越大。
（3）答案：Ea＜Eb=Ec。
解析：光滑轨道，弹性势能全部转化为最高处重力势能；弹簧相同，弹性势能与形变量有关：la＜lb=lc，故 Ea＜Eb=Ec。
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