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机械能及其转化
1、机械能：动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。
2、动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
3、动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
4、自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能．大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电能。
一．选择题（共28小题）
1．2019年6月17日晚20时，我国四川省宜宾市长宁县境内发生6.3级地震，造成13人遇难，199人受伤及巨大财产损失。下列有关地震涉及物理知识的说法中错误的是（　　）
A．救灾直升飞机保持一定高度匀速飞行并空投物资过程中机械能不变
B．由于惯性，救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物资
C．直升飞机升空时，因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成压强差使直升机所受升力大于重力
D．强烈地震引发珠峰雪崩，冰雪、石块飞速涌下过程中重力势能减小，动能增大，机械能减小
【分析】①动能和势能合称机械能。动能与质量、速度有关；重力势能与质量和物体被举的高度有关；
②一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性；
③在流体中，流动速度越大的位置压强越小。
【解答】解：
A、在某一高度水平匀速飞行并空投物资，速度和高度是没有发生改变的，但是在空投物资的过程中，飞机的质量在减少；在速度不变时，质量减少，则动能减小；在高度不变时，质量减小，则重力势能减小，所以机械能减小。故A错误；
B、一切物体都有惯性，要保持原来的运动状态，为保证空投物资落到预定区域，救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物质。故B正确；
C、直升飞机升空时，因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成向上的压强差，使飞机所受升力大于重力，飞机才能起飞。故C正确；
D、冰雪石块飞速涌下过程中质量不变，高度减小，所以重力势能减小；速度增大，动能增大；但同时部分动能转化为内能，所以机械能减小。故D正确。
故选：A。
【点评】此题是一道力学综合题，考查的知识点较多，包括机械能的转化、惯性现象及流体压强与流速的关系，熟练掌握基本规律，确定每个选项考查的知识点，是正确解答的关键。
2．下列有关机械能的说法正确的是（　　）
A．物体从斜面上匀速滑下，其械能增大
B．物体从斜面上匀速滑下，其机槭能不变
C．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
D．人造地球同步卫星在大气层外绕地球运行时，机槭能不守恒
【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称机械能；
（2）近地点和远地点，卫星的动能和势能会发生改变。
【解答】解：AB、物体从斜面上匀速滑下，其质量不变，速度不变，故动能不变；高度减小，故重力势能减小，其机械能减小。因此，AB说法均错误；
C、滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小，故C正确；
D、人造地球卫星在大气层外绕地球运转时，从近地点向远地点运动的过程中，动能减少，重力势能增大；从远地点向近地点运动的时候，动能增大，重力势能减少，但机械能的总量保持不变，故机械能守恒，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了从斜面下滑物体的能量转化情况和汽油机工作时的能量转化情况，属基础知识的考查，紧扣相关原理，不难解答。
3．如图所示是荡秋千的模型，摆球从A点由静止释放，依次经过B、O、C，到达右侧最高点D，其中B、C两点等高，下列说法中正确的是（　　）
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球在B点的机械能比O点的小
D．球在B点的机械能比D点的大
【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能；物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。
【解答】解：A、球由B点运动到C点时，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以B点的机械能大于C点的机械能，BC高度相同重力势能相同，所以B点的动能等于C点的动能，故A错误。
B、球由A点到D点时，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以A点的机械能大于D点的机械能，故B错误。
C、球由B点到O点时，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以B点的机械能大于O点的机械能，故C错误。
D、球由B点到D点时，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以球在B点的机械能比D点的大，故D正确。
故选：D。
【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素，明确动能和势能转化过程中机械能的变化情况，是解答此题的关键。
4．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则（　　）
A．M点速度比在S点速度大
B．M点的机械能大于在S点的机械能
C．M点的机械能等于在S点的机械能
D．M点离地高度比在S点离地高度低
【分析】（1）动能和势能统称为机械能；
（2）影响动能大小的因素：质量和速度；
（3）影响重力势能大小的因素：质量和高度。
【解答】解：A、由图可知，M点的动能小于S点的动能，质量一定，所以球在M点的速度比在S点小，故A不符合题意；
BC、由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的运动和重力势能之和，故M点的机械能大于S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；
D、由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，质量一定，所以M点的离地的高度比在S点的高，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查的是机械能的相关知识，重点在于掌握影响动能和重力势能大小的因素。
5．小明在参观科技馆时，发现一个有趣的器材，如图甲所示，当把椎体（一种材质均匀的中心对称体）放在斜面底部时，发现椎体开始自己往上“爬”，该装置可简化成乙图，以下说法正确的是（　　）
A．椎体“爬坡”过程中，机械能一直在减小
B．椎体“爬坡”过程中，机械能增大
C．椎体“爬坡”过程中，椎体所受的重力与支持力是一对平衡力
D．椎体“爬坡”过程中，若椎体所受外力全部消失，椎体将保持静止
【分析】（1）动能和物体的质量、速度有关；
（2）重力势能和物体的质量、高度有关；
（3）物体处于平衡状态时所受的力才是平衡力；
（4）据牛一定律可知，若所有力都消失，运动的物体将做匀速直线运动，静止的物体将永远静止。
【解答】解：AB、据图乙可知，该装置爬坡时，质量不变，高度减小，故重力势能减小；同时据图能看出，此过程锥体和斜面之间是有摩擦的，所有会有一部分机械能转化为内能，故机械能会减小，故A正确，B错误；
C、由于锥体运动过程中，不是平衡状态，所以此时的重力和支持力不是平衡力，故C错误；
D、锥体“爬坡”过程中，若锥体所受外力全部消失，锥体将永远做匀速直线运动，故D错误；
故选：A。
【点评】此题考查了动能、重力势能的影响因素、平衡状态的判断、机械能的转化、牛顿第一定律等知识点，有一定的难度。
6．如图所示，物体在水平力F的作用下静止靠着粗糙的竖直墙面，撤去水平力F后，物体沿墙面竖直下落。忽略空气阻力，则下落过程中（　　）
A．物体只受重力作用，机械能减小
B．物体受重力和摩擦力作用，机械能减小
C．物体只受重力作用，机械能不变
D．物体受重力和摩擦力作用，机械能不变
【分析】首先判断物体是否受摩擦力，从而做出正确的受力分析。再根据不计空气阻力，来判断机械能是否变化。
【解答】解：当撤去水平作用F后，物体与墙面无挤压，竖直下落的过程中，不再受摩擦力的作用只受重力，在下落的过程中，忽略空气阻力，只是动能与重力势能的相互转化，故机械能不变，故ABD错误，C正确；
故选：C。
【点评】解答本题的关键是要知道当物体与墙面之间没有压力存在的时候，摩擦力也不存在，也就不存在摩擦做功对机械能的消耗。
7．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
【分析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举得高度有关。被举得高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
（3）物体不发生弹性形变时，机械能＝动能+重力势能。
【解答】解：
A、蓄势待发的火箭（即火箭是静止的），火箭的质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变，所以火箭的机械能不变。故A不合题意；
B、水平匀速飞行的小鸟，质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变，所以机械能不变，故B不合题意；
C、匀速下降的气球，质量不变，速度不变，动能不变；高度变小，重力势能变小，所以机械能减小，故C符合题意；
D、加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大；高度增大，重力势能变大，所以机械能增大，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
8．如图所示，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（　　）
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，重力势能全部转化为动能
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，机械能在减小
【分析】弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小；
影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；
影响重力势能大小的因素：质量、高度，即物体的质量越大，高度越高，其重力势能越大；
动能和势能统称为机械能，动能和势能可以相互转化；
在存在摩擦的情况下，物体的机械能不守恒。
【解答】解：
A、弹簧被压缩到最短时，其弹性形变程度最大，此时弹簧的弹性势能最大，故A错误；
B、小物块从c向a运动的过程中，需要克服摩擦力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以重力势能没有全部转化为动能，故B错误；
C、小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，但受到水平向左的摩擦力作用，所以其速度会逐渐减小，动能会减小，故C错误；
D、小物块在整个运动过程中，由于要克服摩擦力做功，所以其机械能会减小，即机械能不守恒，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了动能和势能的转化，以及机械能守恒的条件，明确动能和势能大小的影响因素是解答此题的关键。
9．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将一个小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部，穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后用力推，使它沿水平地面滚出，观察到的现象是（　　）
A．罐子滚动不远便很快停止运动
B．罐子滚出一段距离后又滚回原处停止运动
C．罐子一直在水平地面上来回滚动
D．罐子在水平地面上来回滚动，直到停止运动
【分析】利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个铁罐，其质量一定，只通过比较铁罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化。
【解答】解：罐子开始滚动时具有动能，滚动的过程中，动能转化为弹性势能，当动能为0时，罐子停止运动，此时弹性势能最大，然后罐子开始向回滚动，此时弹性势能转化为动能，来回滚动的过程中，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以最后会停止运动。
故选：D。
【点评】本题考查动能和弹性势能的影响因素，相对比较简单，属于基础题。
10．针对如上图三种现象，其中不能成立的是（　　）
①甲图是一个无摩擦的连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D；
②乙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点；
③丙图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，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b；
A．①②③
B．②③
C．①③
D．②
【分析】在只有动能和势能进行转化时，机械能的总量是守恒的，据此结合图中的实验现象进行分析。
【解答】解：①甲图中无摩擦，机械能是守恒的，因此，小球从A点经B、C能滑到D；故正确；
②乙图中，将单摆从A点放手，能摆到B点，若在0点放一小棒，抵住细绳，小球仍只能摆到B点，而不可能上升到更高的C点。故错误。
③由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒；
小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能；整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；
b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的；
c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合实际；
d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不可能。所以符合实际的是c；故错误；
故正确的是①，错误的是②③。
故选：B。
【点评】了解机械能守恒的条件，会根据实际分析机械能的转化情况，是正确解答的关键。
11．一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯A、B上分别滑下到底端，如图所示，下列说法中（　　）
①忽略运动阻力，他的重力势能全部转化为动能
②不忽略运动阻力，他在滑下过程中，机械能守恒
③忽略运动阻力，从B滑梯上滑到底端速度较大
④不忽略运动阻力，从A滑梯上滑到底端速度较大
A．只有①③正确
B．只有②③正确
C．只有①④正确
D．只有②④正确
【分析】影响动能的因素是质量和速度，从相同的高度滑下，忽略摩擦，物体滑到底端时具有的速度相同；如果考虑摩擦，运动路程越长，产生的阻力越大，物体最后的速度越小。
【解答】解：①忽略运动阻力，机械能是守恒的，所以他的重力势能全部转化为动能，故①正确；
②不忽略运动阻力，他在滑下过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不守恒，故②错误；
③忽略运动阻力，机械能是守恒的，在底端时重力势能相同，动能相同，速度相同，故③错误；
④不忽略运动阻力，从A滑梯上受到的摩擦力要小于B的摩擦力，路程也短，克服摩擦力所做的功小，到达底端时的机械能大，滑到底端速度较大，故④正确。
故选：C。
【点评】本题考查速度大小的比较，关键是分析物体滑动前后的受力情况，有一定的难度。
12．如图是网球运动员挥拍击球的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．网球在下落的过程中，重力势能转化为动能
B．网球在空中运动的过程中，受到平衡力的作用
C．球拍的网面凹陷，说明力可以改变物体的运动状态
D．网球在惯性的作用下，向前运动
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（2）在平衡力的作用下物体保持静止或匀速直线运动状态。
（3）力可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态。
（4）一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫做惯性；惯性是物体本身的一种属性，不是力；
【解答】解：A、网球下落时，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化成动能，故A正确；
B、乒乓球在空中飞行过程中速度和方向都发生变化，所以不是受到平衡力的作用，故B错误；
C、球拍的网面凹陷，说明力可以改变物体的形状，故C错误；
D、网球由于惯性向前运动，惯性不是力，不能说惯性的作用，故D错误。
故选：A。
【点评】本题借助网球运动考查了动能和势能的相互转化、平衡力、力的作用效果和惯性等知识的应用，注重了物理和生活的联系，体现了物理来源于生活，生活之中处处有物理。
13．伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下，由于不受阻力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。其模拟实验如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球在运动过程中只受重力作用
B．在滚下斜面的过程中，小球的动能转化为重力势能，机械能减少
C．另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越小
D．如果另一斜面变成水平面，则小球达不到同样的高度而会永远运动下去
【分析】（1）对小球进行受力分析即可解答；
（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
（3）根据机械能守恒分析；
（4）根据牛顿定律进行分析，即物体在不受任何外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解：
A．小球在运动过程中除受到重力作用外，还受到支持力的作用，故A错误；
B．在滚下斜面的过程中，小球的质量不变，高度变小，速度变大，则重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能；小球运动时不受阻力，其机械能是守恒的，故B错误；
C．因为小球在运动过程中机械能守恒，所以，另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越大，故C错误；
D．如果斜面变成水平面，水平面光滑，不受阻力，则小球会做匀速直线运动，永远运动下去，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了动能和重力势能的转化、机械能守恒、牛顿第一定律。明确动能、重力势能的影响因素是解题的关键。
14．下列有关机械能及其转化的说法正确的是（　　）
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造地球卫星从近地点飞向远地点的过程中，势能减小，动能增大
【分析】动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。弹性势能的影响因素是物体弹性形变的程度。
【解答】解：A、弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B、拦河大坝使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力势能，故B正确；
C、蹦床运动员从高处落下，其重力势能转化为动能，故C错误；
D、人造卫星从近地点飞向远地点时，速度减小，相对高度增加，则动能减小，势能增大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查了重力势能、弹性势能与动能之间的转化，了解各自的影响因素是判断的关键。
15．如图是一小球从密度均匀的油中A处由静止释放后竖直上浮的图景，小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，①和②是小球经过的两个位置。则小球（　　）
A．在位置②受到的浮力等于重力
B．在位置①受到的浮力比位置②受到的浮力大
C．一定受到随速度大小而变化的力作用
D．从B到C的过程中，小球的机械能不变
【分析】（1）平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；
（2）根据F浮＝ρ液gV排判断小球经过位置①处所受浮力与②处的大小；
（3）根据“小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动”来受力分析；
（4）根据影响动能、重力势能的因素分析。
【解答】解：
A、小球在BC段做匀速运动，受到平衡力的作用，受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下油的阻力（满足F浮＝G+f），所以浮力大于重力，则在位置②受到的浮力不等于重力，故A错误；
B、小球在上浮过程中（没有露出液面），油的密度不变，排开油的体积不变，根据F浮＝ρ液gV排知，小球所受浮力不变，所以在位置①受到的浮力等于位置②受到的浮力，故B错误；
C、整个过程中，小球受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和竖直向下油的阻力；
在AB段做加速运动，则F浮＞G+f1，在BC段做匀速运动，则F浮＝G+f2，因F浮、G均不变，则可知f2＞f1（即阻力变大），且在B点时速度达到最大，所以一定受到随速度大小而变化的力作用，故C正确；
D、从B到C的过程中，小球做匀速直线运动，速度不变，动能不变，同时高度变大，重力势能变大，因机械能等于动能与势能的总和，所以小球的机械能变大，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了浮沉条件、阿基米德原理、机械能的变化、受力分析等知识，是一道综合题，有一定的难度。
16．荡秋千运动在我国已有几千年的历史，在摇摆过程中通过不断重复的站立下蹲使秋千越荡越高，在荡秋千过程中，下列说法正确的是（不考虑秋千中绳子重力）（　　）
A．在越荡越高的过程中人消耗化学能转化为人的机械能
B．在从最高点到最低点的过程中机械能守恒
C．在最高点绳子突然断开人将保持静止状态
D．在荡秋千的过程中人总有一点受力平衡
【分析】将秋千的运动看成是化学能、动能与重力势能的相互转化；结合平衡力分析最低点时的运动状态。
【解答】解：A、由题意可知，该同学在最低点做功，将身体内的一部分化学能转化为机械能，所以某同学在秋千上越荡越高，是化学能向机械能的转化，故A正确；
B、在从最高点到最低点的过程中，人做功了，机械能不守恒，故B错误；
C、同学在荡秋千时，在最高点绳子突然断开，但仍然受到竖直向下的重力，不能保持静止状态。故C错误；
D、同学在秋千上荡秋千时，没有任何一点是静止或匀速直线运动的，所以没有一点受力平衡的，故D错误。
故选：A。
【点评】本题主要考查曲线运动中的能量问题和平衡力问题，注意在最低点时由于人肌肉紧张，消耗化学能转变为重力势能。属于中档题目。
17．下面说法中正确的是（空气阻力不计）（　　）
A．从阳台上抛出的石块，在空气中飞行过程中机械能逐渐增加
B．钟表里的发条拧得越紧，势能越大
C．在水平面上匀速滚动的皮球，它的动能越来越小
D．从空中匀速下落的降落伞，它的机械能保持不变
【分析】（1）机械能是动能和重力势能的和，在铁球运动的过程中，空气阻力忽略不计，所以机械能守恒；
（2）同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大；
（3）重力势能大小的影响因素：物体的质量、物体的高度。质量一定，所处的位置越高，重力势能越大。
动能大小的影响因素：物体的质量、物体的速度。质量一定，速度越大，动能越大。
【解答】解：
A、从阳台上抛出的石块，在空气中飞行过程中，不计空气阻力，石块的机械能守恒，即机械能不变，故A错误；
B、钟表上的发条拧得越紧，形变量越大，弹性势能越大，故B正确；
C、在水平面上匀速滚动的皮球，它的质量不变、速度不变，则动能不变，故C错误；
D、从空中匀速下落的降落伞，质量不变，速度不变，则动能不变；同时高度减小，重力势能减小；因机械能等于动能与势能的总和，所以其机械能减小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题关键明确动能、重力势能、弹性势能的概念，知道影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素，基础题。
18．下列哪个选项中，物体的机械能守恒（　　）
A．水平公路上匀速行驶洒水的洒水车
B．加速升空的火箭
C．从苹果树下自由落下的苹果
D．绕地球旋转的人造卫星
【分析】机械能守恒时，机械能会保持不变，根据每个选项其动能、势能、机械能的变化。
【解答】解：A、水平公路上匀速行驶洒水的洒水车，高度不变，速度不变，质量变小，动能和势能减小，机械能减小，机械能不守恒，故A错误；
B、加速升空的火箭，速度变大，高度变大，动能变大，重力势能变大，所以机械能变大，机械能不守恒，故B错误；
C、从苹果树下自由落下的苹果，由于受到空气阻力的作用，机械能转化为内能，机械能不守恒，故C错误；
D、绕地球旋转的人造卫星，由于没有阻力，所以其机械能是守恒的，故D正确。
故选：D。
【点评】该题考查机械能的变化，解题的关键是判断动能和势能的影响因素是否变化，或者判断机械能是否和其他形式的能发生转化。
19．如图所示，2020年5月，中国2020珠峰高程测量登山队向珠峰发起冲击，并于5月27日11时从北坡成功登顶。他们综合运用多种传统和现代测绘技术，精确测定珠峰高程。并以此方式向登山前辈致敬，纪念中国人首登珠峰60周年。关于登山队员登山的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．向上攀登的人，其机械能守恒
B．向上攀登的人，需要克服重力做功
C．攀登相同的高度，人做功的快慢相同
D．向上攀登，气压减小，水的沸点升高
【分析】（1）机械能为动能和势能的和，根据动能和势能的变化分析；
（2）根据做功的两个条件分析；
（3）人做功的快慢与功的大小、时间的多少有关；
（4）水的沸点随气压的减小而降低。
【解答】解：
A、向上攀登的人，速度基本不变，动能不变，但高度增加，重力势能变大，所以其机械能变大，机械能不守恒，故A错误；
B、向上攀登的人，需要克服自身的重力做功，即在重力的方向上向上移动距离，故B正确；
C、攀登相同的高度，人做的功不一定相同，所用的时间不一定相同，根据P＝可知，做功的快慢可能不同，故C错误；
D、向上攀登，气压减小，水的沸点会降低，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能的变化、做功的条件、功率的比较、沸点与气压的关系，难度不大，都是基础知识，要掌握。
20．下列说法中正确的是（　　）
A．物体受平衡力作用时，机械能不一定守恒
B．二力平衡的结果是使物体保持静止
C．竖直上抛的小球运动到最高点时，它的速度为零，是二力平衡的结果
D．小阳乘电梯匀速上升时，他对电梯的压力和电梯对他的支持力二力平衡
【分析】（1）根据动能、势能的影响因素判断机械能的大小变化；
（2）静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用；
（3）对小球进行受力分析可做出判断；
（4）根据二力平衡条件进行判断：作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
【解答】解：
A、物体受平衡力作用时，一定处于平衡状态，平衡状态有两种：静止状态、匀速直线运动状态。
当物体处于静止状态时，物体的动能、势能都不变，所以机械能也不变；
当物体在水平方向上做匀速直线运动时，其动能、势能都不变，则机械能不变；
当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，其动能不变，但其势能要发生变化，所以机械能也随之变化；故A正确；
B、二力平衡的结果是使物体保持静止或匀速直线运动状态，故B错误；
C、竖直上抛的小球运动到最高点时，它的速度为零，但此时只受重力的作用，受力不平衡，故C错误；
D、他对电梯的压力是电梯受到的，电梯对他的支持力是小阳受到的，两个力没有作用在同一物体上，所以不是一对平衡力，而是一对相互作用力，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了对物体运动状态及受力情况进行分析，并能判断物体机械能的变化等，有一定综合性，但难度不大。
21．以下过程中机械能守恒的是（　　）
A．雨滴落地之前在空中匀速下落
B．物体沿光滑斜面下滑
C．飞船搭乘火箭加速上升
D．汽车刹车后在水平路面上滑行
【分析】物体机械能守恒的条件是没有机械能转化为其它形式的能，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒。
【解答】解：A、雨滴落地前在空中匀速下落的过程，说明雨滴处于受力平衡状态，这一过程中，会有一部分机械能转化为内能，其机械能不守恒，故A错误。
B、物体沿光滑斜面下滑的过程，不受摩擦力，所以只有重力势能和动能的转化，机械能守恒，故B正确；
C、飞船搭乘火箭加速升空的过程，动能和重力势能都增大，所以机械能不守恒，故C错误。
D、汽车刹车后在水平路面上滑行的过程，克服摩擦做功，机械能不守恒，故D错误。
故选：B。
【点评】掌握住机械能守恒的条件：不计摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能守恒，该题难度不大，属于基础题。
22．2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
【分析】（1）动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和；
（2）判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化；若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的；
（3）地球自转周期约为24小时；
（4）电磁波可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播。
【解答】解：
A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；
B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；
C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；
D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能的影响因素、运动和静止的判断、地球同步卫星的运转周期以及卫星通信等问题，涉及的知识较多，但难度不大，是一道基础题。
23．2019年12月27日20时45分，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，如图所示。2000多秒后，火箭与实践二十号卫星成功分离，最后卫星成功进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。关于火箭发射，下列说法中正确的是（　　）
A．火箭升空过程中，机械能减小
B．火箭与实践二十号卫星分离后火箭与卫星是相对静止的
C．火箭加速上升时，卫星的动能一定增大，机械能一定增大
D．火箭放置在发射台上准备发射时，发射台对火箭做了功
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
机械能等于动能和势能之和。
（2）判断物体的运动和静止，首先确定一个参照物，被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化，被研究的物体是运动的，否则是静止的。
（3）做功的两个必要因素：一是对物体有力的作用，二是在力的方向上通过了距离。
【解答】解：A、当火箭加速上升时，火箭的质量不变，速度增大，高度增加，则火箭的动能和重力势能都增大，所以它的机械能也增大，故A错误；
B、火箭与实践二十号卫星分离后，火箭相对于卫星的位置发生了改变，因此火箭与卫星是相对运动的，故B错误；
C、当火箭加速上升时，卫星的质量不变，速度增大，高度增加，则卫星的动能和重力势能都增大，所以它的机械能也增大，故C正确；
D、火箭放置在发射台上，准备发射时，发射台对火箭有力的作用，但在力的方向上没有移动距离，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查影响动能和势能大小的因素、运动与静止的相对性以及做功的两个必要因素，掌握每个知识点的要点是解答此题的关键。
24．羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，相比A点，羽毛球在B点时（　　）
A．机械能较小，重力势能较大
B．机械能较大，重力势能较大
C．机械能较小，重力势能较小
D．机械能较大，重力势能较小
【分析】动能和势能统称为机械能。不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。据此分析即可解答。
【解答】解：空中飞行的羽毛球需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以B点的机械能小于A点的机械能；
动能和势能统称为机械能，A、B两点时的动能相等，故相比A点，羽毛球在B点时的重力势能较小。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
【点评】此题考查机械能和其它形式的能的转化，属于基础知识考查，难度不大。
25．下列实例中，将动能转化为重力势能的是（　　）
A．自由下落的雨滴
B．水平行驶的汽车
C．向上投出的篮球
D．向坡底滑行的小车
【分析】动能转化为重力势能的，必然是动能是逐渐减少的，重力势能是逐渐增加的。动能的变化一般都体现在速度的变化上，重力势能的变化一般都体现在高度的变化上。
【解答】解：动能转化为重力势能必然是动能减少而重力势能增加。
A、自由下落的雨滴，质量不变，速度变大，则动能增加；高度变小，则重力势能减少，所以重力势能转化为动能，不符合题意。
B、水平行驶的汽车，质量不变，高度不变，重力势能不变，所以动能没有转化为重力势能，不符合题意。
C、向上投出的篮球，质量不变，速度变小，则动能减少，高度变大，则重力势能增加，所以动能转化为重力势能，符合题意。
D、向坡底滑行的小车，质量不变，速度变大，则动能增加，高度变小，则重力势能减少，所以重力势能转化为动能，不符合题意。
故选：C。
【点评】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
26．如图所示，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（　　）
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，机械能守恒
【分析】影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；
影响重力势能大小的因素：质量、高度，即物体的质量越大，高度越高，其重力势能越大；
弹性势能的影响因素：弹性形变的大小，动能和势能统称机械能，三者之间可以相互转化；
三种能量可以相互转化，在存在摩擦的情况下，其机械能不守恒。
【解答】解：
A、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；
B、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；
C、小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，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；
D、小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查动能、势能及弹性势能的转化，以及机械能守恒的条件，明确动能和势能大小的影响因素是解答此题的关键。
27．一艘刚好悬浮在海洋深处的潜水艇缓慢匀速上升（假设海水密度均匀），在露出海面之前，下列说法正确的是（　　）
A．潜水艇不断对外做功，导致潜水艇机械能不断增大
B．海水重力势能下降，导致潜水艇动能不断增大
C．海水内能下降，导致潜水艇机械能不断增大
D．海水不断对潜水艇做功，导致潜水艇机械能不断增大
【分析】根据做功的两个必要因素，判断是什么力在做功。同时知道动能与重力势能的影响因素，据此判断动能、重力势能和机械能的变化情况。
【解答】解：
A、在潜水艇缓慢匀速上升，潜水艇并没有对外做功，因此，其机械能变化的原因不是它对外做功，故A错误；
B、潜水艇的质量、速度都不变，所以其动能不变，而海水的高度不变，其重力势能也没有变化，故B错误；
C、在整个过程中，海水的内能并没有明显的变化，所以这也不是导致潜水艇机械能增大的原因，故C错误；
D、潜水艇缓慢匀速上升是受到浮力的作用，在浮力的方向上通过了距离，因此，是海水不断对潜水艇做功，导致潜水艇机械能不断增大，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查了做功与机械能改变的关系，要深入理解做功的原理以及机械能的变化情况，才能顺利解答。
28．2020年5月5日18时00分，中国载人空间站工程研制的相当于18层楼高的长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，在文昌航天发射场点火升空。在现役的各国运载火箭中，长征五号B运载火箭的运力是世界一流水平，如图所示是火箭发射时的情景，关于试验船加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能变大，势能变大，机械能变大
B．动能变小，势能变大，机械能变大
C．动能变大，势能变小，机械能保持不变
D．动能变小，势能变大，机械能保持不变
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。
【解答】解：
试验船加速上升的过程中，实验船的质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；实验船升空时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能＝动能+重力势能，机械能增大。
故选：A。
【点评】本题考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素，属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时，要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
二．填空题（共12小题）
29．2020年新年伊始，突如其来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情蔓延全国，运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，机械能将　减小　，势能将　减小　。（均选填“增大”“不变”或“减小”）
【分析】机械能等于动能和势能的总和，势能包括弹性势能和重力势能，此时没有发生弹性形变，不具有弹性势能，从动能和重力势能大小的影响因素进行分析。
【解答】解：飞机在减速下降的过程中，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，飞机只具有动能和重力势能。
动能大小跟质量和速度有关，飞机的质量不变，速度减小，动能减小。
重力势能跟质量和高度有关，飞机的质量不变，高度减小，重力势能减小，不具有弹性势能，所以飞机的势能减小。
飞机的机械能等于动能和势能之和，动能减小，势能减小，机械能减小。
故答案为：减小；减小。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
30．甲站在以0.5m/s的速度匀速上行的自动扶梯上，乙站在以0.7m/s的速度匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲在上行过程中机械能　增加　（选填“增加”、“不变”或“减少”），某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的动能　小于　乙的动能，甲的机械能　小于　乙的机械能（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
【分析】机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能；物体发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。
【解答】解：甲在上行过程中，由于质量和速度不变，所以动能不变，由于高度变大，所以重力势能变大，故机械能增加。如图所示，由于甲的速度小于乙的速度，他们的质量相同，所以该时刻甲的动能小于乙的动能。由于甲乙的高度相同，甲乙的重力势能相同，所以甲的机械能小于乙的机械能。
故答案为：增加；小于；小于。
【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素，是解答此题的关键。
31．在抗击新冠肺炎的战疫中，城市的大街小巷都需要消毒，如图是一辆消毒车正在街道上消毒。消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，机械能　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”），司机相对于消毒车是　静止　（选填“运动”或“静止”）的。
【分析】（1）机械能包括动能和势能，动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关。
（2）物体相对于参照物的位置不变，物体是静止的，若物体相对于参照物的位置改变了，物体是运动的。
【解答】解：消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，消毒车的速度不变、高度不变，但质量减小，则动能和重力势能均减小，故机械能减小；
司机相对于消毒车的位置没有变化，故司机是静止的。
故答案为：减小；静止。
【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素，会运用参照物判断物体的运动状态，是解答此题的关键。
32．如图图所示的四种情景中：
（1）如图（a）是子弹射穿木板的情景，表明运动的子弹具有　动　能。
（2）如图（b）所示，其他条件不变，若卡片上的二个卡口之间的间隔越小，则卡片会跳得越　低　（选填“高”或“低”）。
（3）（c）图所示的是自动回转的“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，它自动滚回来的过程中能量转化情况是　弹性势能转化为动能　。
【分析】（1）运动的物体具有动能，动能大小与速度和质量有关；
（2）将卡片压平后，卡口之间的橡皮筋被拉伸，发生弹性形变，具有弹性势能。松手后，橡皮筋恢复，将弹性势能转化为动能，卡片就会跳起。在上升的过程中，卡片的动能又转化成重力势能；
（3）动能的影响因素：质量和速度；弹性势能的影响因素：物体的形变程度。
【解答】解：（1）图示的是子弹射穿木板的情景，子弹高速运动，说明子弹具有动能；
（2）若两个卡口之间的间隔越小，卡片压平后橡皮筋发生弹性形变的程度就越小，则橡皮筋具有的弹性势能就越小，当然最终转化成卡片的能量就越小，卡片会跳得低一些。
（3）魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
故答案为：（1）动；（2）低；（3）弹性势能转化为动能。
【点评】本题考查了动能的影响因素、机械能的转化，属于基础知识的考查，比较简单。
33．一架执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行并不断向下抛撒“液氮”，在此过程中，飞机的动能逐渐　减小　，重力势能逐渐　减小　；上述过程中飞机的动能和重力势能之间　没有　（选填“有”或“没有”）相互转化。
【分析】（1）动能是指物体由于运动而具有的能量，动能的大小和物体的质量、运动速度大小有关，质量越大、运动速度越大，物体的动能越大；
（2）重力势能是指物体由于被举高而具有的能量，重力势能的大小和物体的质量、被举得高度有关，质量越大、高度越高。物体的重力势能越大；
（3）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行，并不断向下抛撒“液氮”的过程中，飞机的质量在减少；在速度不变时，质量减少，则动能减小；在高度不变时，质量减小，则重力势能减小；故此时动能和势能都是减小的，所以没有动能和重力势能之间的转化。
故答案为：减小；减小；没有。
【点评】在分析动能和重力势能的变化时，同学们往往考虑到速度、高度的变化，而忽略质量的变化，这是学生最容易出错的地方。
34．如图是“蹦极”的示意图，a点是跳台的位置，b点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是人下降的最低点，从a点至b点人的　重力势　能转化为　动　能，从b点至c点人的速度　先变大后变小　（填变化情况）。
【分析】动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关；从b到c时，重力势能转化为动能和弹性势能；从a到b过程，重力势能转化为动能。
从a点到c点的过程中，人受到弹力和重力作用，分成两段：上段受到向下的合力改变物体的运动状态，速度越来越快。下段受到向上的合力改变物体的运动状态，速度越来越慢，到最低点速度为零。
【解答】解：从a到b的过程中，质量不变，高度降低，速度越来越大，重力势转化为动能。
从b到c的过程中，弹簧弹性绳发生形变，产生向上的弹力，开始时弹力小于重力，人向下做加速运动；当弹力等于重力时，速度最大；继续向下运动，弹力大于重力，人做减速运动，到最低点，速度为0，所以从b点至c点人的速度是先变大后变小。
故答案为：重力势；动；先变大后变小。
【点评】对于从b到c过程中，上半段受到向下的合力，速度越来越大，这是解题的关键。
35．小华把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。铁锁摆回时　不会　（选填“会”或“不会”）打到他的鼻子。如果铁锁在摆动的过程中不受阻力，它的机械能总量　不变　（选填“增加”、“不变”或“减少”）。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（2）物体上升过程中动能转化为重力势能；物体下落时重力势能转化为动能；不计摩擦时，机械能的总量是不变的。
【解答】解：铁锁在摆动过程，不断与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，机械能减小；鼻子和铁锁的初始高度相同，整个过程中铁锁的机械能减小，所以铁锁摆回时重力势能也会减小，达不到鼻子的高度，故铁锁摆回时不会打到鼻子。
如果铁锁在摆动的过程中不受阻力，它的机械能总量不变。
故答案为：不会；不变。
【点评】本题考查摆动物体的能量转化，注意在考虑空气阻力时，动能和重力势能转化过程中，有小部分机械能转化成内能。
36．如图所示，斜面和水平面均光滑，在水平面上固定一弹簧，其初始位置在C点，现将一小球从A点由静止释放，经过BC段，然后压缩弹簧至D点后不再压缩。不考虑小球在拐角B处的能量损失和空气阻力，整个过程中机械能　守恒　（填”守恒”或”不守恒”），小球在A处的重力势能　等于　弹簧在D点时的弹性势能（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【分析】根据机械能守恒的条件判断机械能是否守恒。
【解答】解：不考虑小球在拐角B处的能量损失和空气阻力，整个过程中只有动能与势能相互转化，机械能守恒；
由于系统机械能守恒，小球减小的机械能等于弹簧的弹性势能的增加量，即小球在A处的重力势能等于弹簧在D点时的弹性势能。
故答案为：守恒；等于
【点评】解决本题的关键掌握机械能守恒的条件，知道从A到D的过程，系统机械能守恒。
37．2017年4月20日19时41分，搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭，在我国海南文昌发射成功，约596秒后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。聚集的人群用手机记录下发射的经典画面、手机的镜头相当于一个　凸透　镜。加速升空的天舟一号的机械能　不守恒　（填“守恒”或“不守恒”）。
【分析】（1）手机的镜头相当于一个凸透镜。
（2）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称为机械能。
【解答】解：
聚集的人群用手机记录下发射的经典画面，手机的镜头相当于一个凸透镜；
天舟一号加速升空过程中，质量不变，速度增大，所以动能增大；同时高度增大，所以重力势能增大；动能和势能统称为机械能，因天舟一号的动能和势能均能大，所以其机械能不守恒。
故答案为：凸透；不守恒。
【点评】本题以火箭发射为背景，考查了凸透镜的应用，能量的转化等知识的应用，属于基础知识的考查。
38．古人“钻木取火”，机械能转化为　内　能。
【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能。
【解答】解：钻木取火是克服摩擦做功，消耗了机械能，增大了内能，故将机械能转化为内能。
故答案为：内。
【点评】此题考查的是我们对于能量转化现象的分析能力，难度不大。
39．2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图，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。
（1）蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将　电　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　大　，有利于蓄能与发电。
【分析】（1）电动机抽水时，将电能转化为机械能；
（2）水力发生的过程中，水的机械能转化为电能，据此分析水位差的大小。
【解答】解：
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的机械能；
（2）抽水蓄能电站在发电时，从能量的角度看，是将水的机械能最终转化为电能，水的机械能越大转化获得的电能越多，所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大，最初水的重力势能较大，有利于蓄能与发电。
故答案为：（1）电；（2）大。
【点评】本题以抽水蓄能电站，即水电站不背景，考查了在利用水能发电的过程中所涉及的部分物理知识，体现了物理与社会生活的联系，有一定的现实意义。
40．“天宫一号”于2018年4月2日圆满完成使命，光荣退役，天宫一号目标飞行器的绝大部分器件会在穿越大气层过程中烧蚀销毁（如图），这是由于“天宫一号”进入大气层后与空气摩擦，　机械　能迅速转化成　内　能造成的。
【分析】判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
【解答】解：“天宫一号”进入大气层后与空气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化成内能，从而使飞行器的绝大部分器件内能增大、温度升高，进而烧蚀销毁。
故答案为：机械；内。
【点评】此题考查机械能和其他形式的能的转化，难度不大，属于基础题目。机械能及其转化
1、机械能：动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。
2、动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
3、动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
4、自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能．大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电能。
一．选择题（共28小题）
1．2019年6月17日晚20时，我国四川省宜宾市长宁县境内发生6.3级地震，造成13人遇难，199人受伤及巨大财产损失。下列有关地震涉及物理知识的说法中错误的是（　　）
A．救灾直升飞机保持一定高度匀速飞行并空投物资过程中机械能不变
B．由于惯性，救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物资
C．直升飞机升空时，因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成压强差使直升机所受升力大于重力
D．强烈地震引发珠峰雪崩，冰雪、石块飞速涌下过程中重力势能减小，动能增大，机械能减小
2．下列有关机械能的说法正确的是（　　）
A．物体从斜面上匀速滑下，其械能增大
B．物体从斜面上匀速滑下，其机槭能不变
C．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
D．人造地球同步卫星在大气层外绕地球运行时，机槭能不守恒
3．如图所示是荡秋千的模型，摆球从A点由静止释放，依次经过B、O、C，到达右侧最高点D，其中B、C两点等高，下列说法中正确的是（　　）
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球在B点的机械能比O点的小
D．球在B点的机械能比D点的大
4．球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则（　　）
A．M点速度比在S点速度大
B．M点的机械能大于在S点的机械能
C．M点的机械能等于在S点的机械能
D．M点离地高度比在S点离地高度低
5．小明在参观科技馆时，发现一个有趣的器材，如图甲所示，当把椎体（一种材质均匀的中心对称体）放在斜面底部时，发现椎体开始自己往上“爬”，该装置可简化成乙图，以下说法正确的是（　　）
A．椎体“爬坡”过程中，机械能一直在减小
B．椎体“爬坡”过程中，机械能增大
C．椎体“爬坡”过程中，椎体所受的重力与支持力是一对平衡力
D．椎体“爬坡”过程中，若椎体所受外力全部消失，椎体将保持静止
6．如图所示，物体在水平力F的作用下静止靠着粗糙的竖直墙面，撤去水平力F后，物体沿墙面竖直下落。忽略空气阻力，则下落过程中（　　）
A．物体只受重力作用，机械能减小
B．物体受重力和摩擦力作用，机械能减小
C．物体只受重力作用，机械能不变
D．物体受重力和摩擦力作用，机械能不变
7．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
8．如图所示，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（　　）
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，重力势能全部转化为动能
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，机械能在减小
9．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将一个小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部，穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后用力推，使它沿水平地面滚出，观察到的现象是（　　）
A．罐子滚动不远便很快停止运动
B．罐子滚出一段距离后又滚回原处停止运动
C．罐子一直在水平地面上来回滚动
D．罐子在水平地面上来回滚动，直到停止运动
10．针对如上图三种现象，其中不能成立的是（　　）
①甲图是一个无摩擦的连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D；
②乙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点；
③丙图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，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b；
A．①②③
B．②③
C．①③
D．②
11．一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯A、B上分别滑下到底端，如图所示，下列说法中（　　）
①忽略运动阻力，他的重力势能全部转化为动能
②不忽略运动阻力，他在滑下过程中，机械能守恒
③忽略运动阻力，从B滑梯上滑到底端速度较大
④不忽略运动阻力，从A滑梯上滑到底端速度较大
A．只有①③正确
B．只有②③正确
C．只有①④正确
D．只有②④正确
12．如图是网球运动员挥拍击球的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．网球在下落的过程中，重力势能转化为动能
B．网球在空中运动的过程中，受到平衡力的作用
C．球拍的网面凹陷，说明力可以改变物体的运动状态
D．网球在惯性的作用下，向前运动
13．伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下，由于不受阻力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。其模拟实验如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球在运动过程中只受重力作用
B．在滚下斜面的过程中，小球的动能转化为重力势能，机械能减少
C．另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越小
D．如果另一斜面变成水平面，则小球达不到同样的高度而会永远运动下去
14．下列有关机械能及其转化的说法正确的是（　　）
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造地球卫星从近地点飞向远地点的过程中，势能减小，动能增大
15．如图是一小球从密度均匀的油中A处由静止释放后竖直上浮的图景，小球在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，①和②是小球经过的两个位置。则小球（　　）
A．在位置②受到的浮力等于重力
B．在位置①受到的浮力比位置②受到的浮力大
C．一定受到随速度大小而变化的力作用
D．从B到C的过程中，小球的机械能不变
16．荡秋千运动在我国已有几千年的历史，在摇摆过程中通过不断重复的站立下蹲使秋千越荡越高，在荡秋千过程中，下列说法正确的是（不考虑秋千中绳子重力）（　　）
A．在越荡越高的过程中人消耗化学能转化为人的机械能
B．在从最高点到最低点的过程中机械能守恒
C．在最高点绳子突然断开人将保持静止状态
D．在荡秋千的过程中人总有一点受力平衡
17．下面说法中正确的是（空气阻力不计）（　　）
A．从阳台上抛出的石块，在空气中飞行过程中机械能逐渐增加
B．钟表里的发条拧得越紧，势能越大
C．在水平面上匀速滚动的皮球，它的动能越来越小
D．从空中匀速下落的降落伞，它的机械能保持不变
18．下列哪个选项中，物体的机械能守恒（　　）
A．水平公路上匀速行驶洒水的洒水车
B．加速升空的火箭
C．从苹果树下自由落下的苹果
D．绕地球旋转的人造卫星
19．如图所示，2020年5月，中国2020珠峰高程测量登山队向珠峰发起冲击，并于5月27日11时从北坡成功登顶。他们综合运用多种传统和现代测绘技术，精确测定珠峰高程。并以此方式向登山前辈致敬，纪念中国人首登珠峰60周年。关于登山队员登山的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．向上攀登的人，其机械能守恒
B．向上攀登的人，需要克服重力做功
C．攀登相同的高度，人做功的快慢相同
D．向上攀登，气压减小，水的沸点升高
20．下列说法中正确的是（　　）
A．物体受平衡力作用时，机械能不一定守恒
B．二力平衡的结果是使物体保持静止
C．竖直上抛的小球运动到最高点时，它的速度为零，是二力平衡的结果
D．小阳乘电梯匀速上升时，他对电梯的压力和电梯对他的支持力二力平衡
21．以下过程中机械能守恒的是（　　）
A．雨滴落地之前在空中匀速下落
B．物体沿光滑斜面下滑
C．飞船搭乘火箭加速上升
D．汽车刹车后在水平路面上滑行
22．2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
23．2019年12月27日20时45分，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，如图所示。2000多秒后，火箭与实践二十号卫星成功分离，最后卫星成功进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。关于火箭发射，下列说法中正确的是（　　）
A．火箭升空过程中，机械能减小
B．火箭与实践二十号卫星分离后火箭与卫星是相对静止的
C．火箭加速上升时，卫星的动能一定增大，机械能一定增大
D．火箭放置在发射台上准备发射时，发射台对火箭做了功
24．羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，相比A点，羽毛球在B点时（　　）
A．机械能较小，重力势能较大
B．机械能较大，重力势能较大
C．机械能较小，重力势能较小
D．机械能较大，重力势能较小
25．下列实例中，将动能转化为重力势能的是（　　）
A．自由下落的雨滴
B．水平行驶的汽车
C．向上投出的篮球
D．向坡底滑行的小车
26．如图所示，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（　　）
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，机械能守恒
27．一艘刚好悬浮在海洋深处的潜水艇缓慢匀速上升（假设海水密度均匀），在露出海面之前，下列说法正确的是（　　）
A．潜水艇不断对外做功，导致潜水艇机械能不断增大
B．海水重力势能下降，导致潜水艇动能不断增大
C．海水内能下降，导致潜水艇机械能不断增大
D．海水不断对潜水艇做功，导致潜水艇机械能不断增大
28．2020年5月5日18时00分，中国载人空间站工程研制的相当于18层楼高的长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，在文昌航天发射场点火升空。在现役的各国运载火箭中，长征五号B运载火箭的运力是世界一流水平，如图所示是火箭发射时的情景，关于试验船加速上升的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能变大，势能变大，机械能变大
B．动能变小，势能变大，机械能变大
C．动能变大，势能变小，机械能保持不变
D．动能变小，势能变大，机械能保持不变
二．填空题（共12小题）
29．2020年新年伊始，突如其来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情蔓延全国，运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，机械能将　
　，势能将　
　。（均选填“增大”“不变”或“减小”）
30．甲站在以0.5m/s的速度匀速上行的自动扶梯上，乙站在以0.7m/s的速度匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲在上行过程中机械能　
　（选填“增加”、“不变”或“减少”），某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的动能　
　乙的动能，甲的机械能　
　乙的机械能（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
31．在抗击新冠肺炎的战疫中，城市的大街小巷都需要消毒，如图是一辆消毒车正在街道上消毒。消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，机械能　
　（选填“增大”“减小”或“不变”），司机相对于消毒车是　
　（选填“运动”或“静止”）的。
32．如图图所示的四种情景中：
（1）如图（a）是子弹射穿木板的情景，表明运动的子弹具有　
　能。
（2）如图（b）所示，其他条件不变，若卡片上的二个卡口之间的间隔越小，则卡片会跳得越　
　（选填“高”或“低”）。
（3）（c）图所示的是自动回转的“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，它自动滚回来的过程中能量转化情况是　
　。
33．一架执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行并不断向下抛撒“液氮”，在此过程中，飞机的动能逐渐　
　，重力势能逐渐　
　；上述过程中飞机的动能和重力势能之间　
　（选填“有”或“没有”）相互转化。
34．如图是“蹦极”的示意图，a点是跳台的位置，b点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是人下降的最低点，从a点至b点人的　
　能转化为　
　能，从b点至c点人的速度　
　（填变化情况）。
35．小华把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。铁锁摆回时　
　（选填“会”或“不会”）打到他的鼻子。如果铁锁在摆动的过程中不受阻力，它的机械能总量　
　（选填“增加”、“不变”或“减少”）。
36．如图所示，斜面和水平面均光滑，在水平面上固定一弹簧，其初始位置在C点，现将一小球从A点由静止释放，经过BC段，然后压缩弹簧至D点后不再压缩。不考虑小球在拐角B处的能量损失和空气阻力，整个过程中机械能　
　（填”守恒”或”不守恒”），小球在A处的重力势能　
　弹簧在D点时的弹性势能（填“大于”、“小于”或“等于”）。
37．2017年4月20日19时41分，搭载着天舟一号货运飞船的长征七号遥二运载火箭，在我国海南文昌发射成功，约596秒后，飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。聚集的人群用手机记录下发射的经典画面、手机的镜头相当于一个　
　镜。加速升空的天舟一号的机械能　
　（填“守恒”或“不守恒”）。
38．古人“钻木取火”，机械能转化为　
　能。
39．2019年衢江抽水蓄能电站开建，其工作原理如图，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。
（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。
40．“天宫一号”于2018年4月2日圆满完成使命，光荣退役，天宫一号目标飞行器的绝大部分器件会在穿越大气层过程中烧蚀销毁（如图），这是由于“天宫一号”进入大气层后与空气摩擦，　
　能迅速转化成　
　能造成的。

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