机械能及其转化 （分值：100分 时间：50分钟）

一、选择题(每小题4分，共40分) 1．(2010中考变式题)李白赋诗“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了瀑布的壮观，瀑布飞流而下时，水的( ) A．动能增加，重力势力增加 B．动能减小，重力势能增加 C．动能减小，重力势能减小 D．动能增加，重力势能减小 解析：瀑布飞流而下时，水的高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，所以D正确． 答案：D

2．(2011·广州)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( ) A．助跑阶段机械能不变 B．起跳时机械能为零 C．经过最高点时动能最大 D．经过最高点时重力势能最大 解析：助跑阶段速度越来越大，动能越来越大，重力势能不变，机械能变大，故A选项错误；起跳时运动员具有较大的动能，因此机械能不为零，故B选项错误；经过最高点时，动能转化为重力势能，因此重力势能变大，动能变小，故C选项错误；经过最高点时，运动员位置最高，重力势能最大，故D选项正确． 答案：D

3．(2011·桂林)如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图．关于“引体向上”，下列说法中正确的是( ) A．身体悬挂不动时，势能为零 B．身体上升时，重力做功，势能减少 C．身体下降时，重力做功，势能增加 D．身体上升时，克服重力做功，势能增加 解析：重力势能的大小决定于物体的质量和高度，身体悬挂不动时，人仍然有一定高度，所以重力势能不为零，故A选项错误；身体上升时．克服重力做功，高度增加，重力势能增加，故B选项错误，D选项正确；身体下降时，重力做功，高度减小，重力势能减小，故C选项错误． 答案：D

4．(2011·广安)在一次参观中，外地游客丁先生从渠江公园乘电梯到思源广场，在电梯匀速上升的过程中，丁先生的( ) A．重力势能不断增大 B．动能不断增大 C．机械能保持不变 D．动能转化为重力势能 解析：电梯匀速上升时，丁先生的动能不变，重力势能增加，机械能增加，这一过程是电能转化为机械能，因此只有选项A正确． 答案：A

5．(2010中考变式题)如下图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关”实验的示意图．小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下．下面的一些判断正确的是( ) A．从a到b，小球的势能不变，动能增大 B．从b到c，小球的势能增大，动能增大 C．到达c处，小球的势能最小，动能最大 D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大

解析：小球从a到b，高度减小、速度增大，重力势能减小，动能增大，势能转化为动能，A错误；从b到c，小球继续下降，势能减小，动能增大，B错误；到达c处，小球高度最低，势能最小，动能最大，C正确；到达d处时，小球与木块共同停下，所以二者的动能都变成零，D也错误． 答案：C

6．(2012中考预测题)一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，向地面投放救灾物资．投下物资后，飞机的( ) A．动能不变，势能变小 B．动能变小，势能不变 C．动能和势能都变小 D．动能和势能都不变 解析：飞机沿水平方向匀速飞行，其高度和速度均不变，但投下物资后，其质量变小，因此飞机的动能和重力势能均变小，C项正确． 答案：C

7．(2011·成都)2010年9月27日上午，成都地铁1号线一期工程首发仪式在天府广场举行．下图所示为一列正在减速进站的载有乘客的地铁，小李同学坐在该车的座位上．在进站过程中，以站台为参照物，对该列车和小李同学的叙述正确的是( ) A．小李同学的运动状态保持不变 B．小李同学的动能不变

C．列车的运动状态保持不变 D．列车的动能减小 解析：以站台为参照物，列车在进站时，列车和小李同学的质量保持不变，速度都逐渐减小，所以列车和小李同学的运动状态都发生了变化，动能都减小．故D选项正确． 答案：D

8．(2012中考预测题)载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图所示，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙．下列说法正确的是( ) A．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能 B．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能

C．飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施 D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船 解析：飞船在返回地球过程中，离地面越来越近，速度很大，进入大气层，与空气摩擦产生热量而使飞船成为一个火球，暗示其内能增大．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而吸收大量的热保护了飞船．本题答案为B. 答案：B

9．(2011·北京)(多选)小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面．不计空气阻力．关于排球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是( ) A．排球在上升过程中，小阳对排球做功 B．排球在下落过程中，排球的重力势能变小 C．排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下 D．排球在下降过程中，排球所受的重力做功越来越快 解析：排球在上升的过程中，小阳对排球已经没有力的作用，故不可能做功，A选项错误；排球下落的过程中，高度降低，故重力势能变小，B选项正确；排球在上升的过程中，排球受到的力只有重力，

故方向是竖直向下，C选项正确；排球在下落的过程中，速度越来越大，即单位时间通过的s变大，做功越来越快，D选项正确． 答案：BCD

10．(2011·绍兴)如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路．压力传感器不受力时电流表示数是I0.t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则(　　)

A．t1时刻，小球动能最小 B．t2时刻，弹簧的弹性势能最小 C．t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少 D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能 解析：t1时刻只说明小球对弹簧没有压力，小球处于什么状态无法判断，t2时刻电流最大，说明弹簧对传感器压力最大，应是小球的动能全部转化为弹簧的弹性势能，弹性势能最大；t2～t3时间电流越来越小，弹簧伸长，弹性势能减小，此过程中弹性势能一部分转化为小球的动能，一小部分转化为弹簧的动能，故选项D正确． 答案：D

二、填空题(每空2分，共42分) 11．(2010中考变式题)撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如下图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落．到达最高点的过程中是动能和__________转化为__________；下落过程中__________能逐渐增加．

解析：运动员持杆助跑具有动能，撑杆起跳时，部分动能转化为弹性势能，上升过程中动能和弹性势能转化为重力势能；下落时，重力势能转化为动能，动能越来越大． 答案：弹性势能 重力势能 动

12．(2011·新疆)公园中有一种叫“蹦床”的游戏深受同学们的喜爱．如图所示，该同学离开蹦床上升的过程中动能变________，这一过程中动能逐渐转化为______能． 解析：动能大小取决于物体的质量和速度，重力势能的大小取决于物体的质量和高度．该同学在离开蹦床上升的过程中，质量不变，速度越来越小，所以动能变小，而高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能． 答案：小 (重力)势

13．(2011·扬州)如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的装置．让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上，目的是探究小车动能的大小与________的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块________越多，从而判断小车的动能越________(填“大”或“小”)；若水平面绝对光滑，本实验将________(填“能”或“不能”)达到探究目的．

解析：物体动能的大小决定于物体的质量和速度，同一小车，质量不变，从斜面的不同高度滑下时，速度不同，目的是探究动能大小与速度的关系；物体能够做功多，我们就说物体具有的能量大，所以小车的动能可以用它对木块做功的多少衡量，对木块做功越多，物体的动能就越大；如果水平面绝对光滑，则木块被小车碰撞后就不会停止，这样就无法衡量小车对木块做功的多少，也就无法判断小车动能的大小． 答案：速度 做功 大 不能

14．(2010中考变式题)修拦河坝是为了提高上游水位，增加水的________能，使水下落时可以获得更多的________能，从而带动发电机发电，水坝下部总要比上部建造的宽一些，这是因为_______________． 解析：拦河坝使河水水位升高，其重力势能增加，河水下泄时能转化成较大的动能，推动水轮机转动发电，液体压强随深度的增加面增大，修拦河坝时坝体修成上窄下宽的形状． 答案：重力势 动 水坝下部受到的水的压强比上部大

15．(2012中考预测题)洒水车在工作时做匀速直线运动．一辆洒水车从街道的一头工作到街的另一头，它的动能将__________，车轮所受路面的摩擦力将________．(填“增大”“减小”或“不变”) 解析：洒水车匀速直线运动，速度不变，但洒水后其质量减小，因此动能减小．洒水车的重力减小，对地面的压力减小，因此所受地面的摩擦力也会减小． 答案：减小 减小

16. (2010中考变式题)如图是人造地球卫星的轨道示意图，卫星在大气层外环绕地球运行的过程中，在近地点的动能________(填“大于”“小于”或“等于”)它在远地点的动能；它从近地点向远地点运动的过程中，机械能________(填“变大”“变小”或“不变”)． 解析：人造地球卫星运行过程中，在近地点动能最大，远地点动能最小；卫星运行过程中机械能是守恒的． 答案：大于 不变

17．(2012中考预测题)唐朝诗人杜甫的诗作《登高》中有这样的两句诗“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”，从物理学的角度来说，“不尽长江滚滚来”所揭示的机械能的转化关系是________能转化为________能． 解析：江水从高处流下，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能． 答案：重力势 动

18．(2010中考变式题)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________是动能－高度关系图线，小石块上升的最大高度为________m，小石块在最高点时的机械能为________J. 解析：小石块上升时，动能转化为重力势能，动能越来越小，势能越来越大，由图知a表示动能－高度的关系，小石块上升的最大

高度为4 m．小石块在上升过程中没有空气阻力，只有动能和势能的转化，机械能守恒，所以在最高点时的机械能为2 J. 答案：a 4 2

三、实验探究题(18分) 19．(2011·烟台)小明利用装有细沙的盒子、小桌、砝码、木块等器材，探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，其过程如图所示． (1)小明通过观察什么来判断重力势能的大小？ (2)分析比较甲、乙两图中的实验现象，得出的结论是什么？

(3)图乙和图丙探究的问题是什么？ 解析：砝码下落时击打小桌进入细沙的深度取决于砝码对小桌做功的多少，做功越多，说明砝码的重力势能越大；从装置图可看出，乙图中砝码的高度大，击打小桌后，小桌陷入沙中的深度大，说明物体高度越高，重力势能越大；图丙中换为木块，其高度与乙图中砝码高度相同，而击打小桌后，小桌陷入沙中的深度小于砝码击打小桌进入沙中的深度，说明重力势能的大小与物体的质量有关，质量越大，重力势能越大． 答案：(1)观察小桌陷入沙中的深度． (2)质量相同，高度越高，重力势能越大． (3)重力势能的大小与物体的质量的关系．