专题12机械能及能量守恒定律第5期解析版.docx
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专题12机械能及能量守恒定律第5期解析版
专题12机械能及能量守恒定律
一、填空题
1．《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝___________好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的___________能转化为箭的___________能。
【答案】弹性弹性势机械
【解析】
弓的弦需要发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好。
拉弯的弓具有弹性势能，拉弯的弓把箭射出去，将弹性势能转化为机械能。
2．我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能___________，机械能___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】变小不变
【解析】
“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器高度增加，重力势能增加，探测器的动能将变小，动能转化成重力势能。
因为运动过程中，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，故机械能守恒，由近火点向远火点运动时，机械能不变。
二、单选题
3．如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。
下列说法正确的是（ ）
A．舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
C．舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
D．舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态
【答案】D
【解析】
A．舰载机加速升空的过程中，质量不变，速度增加，高度增加，所以动能增加，重力势能增加，所以它的机械能增加，故A错误；
B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机的速度不变，质量增加，所以动能增加，故B错误；
C．舰载机的惯性只与它的质量有关，与速度无关，质量不变，则惯性不变，故C错误；
D．舰载机着舰时，在阻拦索的拉力的作用下，速度减小，所以改变了它的运动状态，故D正确。
故选D。
4．周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩，如图所示，小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时，她们的（ ）
A．势能减小B．势能增大C．动能减小D．动能增大
【答案】B
【解析】
缆车匀速上山的过程中，质量不变，速度不变，但高度增大，所以动能不变，重力势能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5．如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平高度。
下列说法中正确的是（ ）
A．小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能
B．小球在b点的机械能大于在c点的机械能
C．小球在b点的动能等于在d点的动能
D．小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能
【答案】B
【解析】
A．由题意可知，小球从a点运动到c点，要克服摩擦力做功，重力势能会部分转化为内能，故A错误；
B．小球从b点运动到c点时，克服摩擦力做功，会损失部分机械能，故小球在b点的机械能大于在c点的机械能，故B正确；
C．小球从b点运动到d点时，克服摩擦力做功，会损失部分机械能，小球在b点的机械能大于在d点的机械能，其中b和d两点在同一水平高度，重力势能相等，故小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；
D．小球从a点运动到d点的过程中，由于摩擦，机械能部分转化为内能，故D错误。
故选B。
6．撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。
如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（ ）
A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小
B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大
C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小
D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大
【答案】D
【解析】
图示中，不计空气阻力，竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中，竿逐渐恢复原状，则竿的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。
小球在这两点的动能和重力势能如图所示，则小球在B点的（ ）
A．动能等于在A点的B．机械能大于在A点的
C．速度比在A点的大D．离地高度比在A点的高
【答案】C
【解析】
AC．由图可知，小球在B点的动能大于A点的动能，动能大小跟物体的质量和速度有关，小球的质量不变，所以小球在B点的速度大于A点速度，故A不符合题意，C符合题意；
B．球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在A点动能和B点重力势能相等，A点的重力势能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能，故B不符合题意；
D．A点的重力势能大于B点的重力势能，重力势能跟物体的质量和高度有关，球的质量不变，所以球在A点的高度大于B点的高度，故D不符合题意。
故选C。
8．2021年5月29日晚，由“长征七号”火箭助推发射的“天舟二号”货运飞船顺利升空，进入预定轨道，开始追赶“天和”核心舱。
30日凌晨，“天舟二号”与“天和”成功对接。
下列说法正确的是（ ）
A．“天和”核心舱通过超声波与地面基站传递信息
B．“天舟二号”的太阳能电池将太阳能转化为机械能
C．追赶过程中，以“天舟二号”为参照物，“天和”是运动的
D．“天舟二号”加速升空，动能、重力势能增加，机械能守恒
【答案】C
【解析】
A．超声波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播，“天和”核心舱通过电磁波与地面基站传递信息，故A错误；
B．“天舟二号”的太阳能电池将太阳能转化为电能，故B错误；
C．追赶过程中，以“天舟二号”为参照物，“天和”相对于“天舟二号”位置发生改变，“天和”是运动的，故C正确；
D．“天舟二号”加速升空，速度变大，动能增加，高度变大，重力势能增加，机械能增加，故D错误。
故选C。
9．2021年4月13日，中国女足淘汰韩国女足，晋级东京奥运会。
如图所示为一队员传球的情景，下列分析正确的是（ ）
A．足球上升到最高点时受平衡力的作用
B．足球下降过程中动能转化为重力势能
C．足球由于惯性离开脚后继续向前运动
D．假如正在向前运动的足球所受的力全部消失，它将会静止
【答案】C
【解析】
A．足球上升到最高点时，只受到重力作用，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故A错误；
B．足球下降过程中，高度降低，速度增大，是将重力势能转化为动能，故B错误；
C．足球离开施力物体后，还能继续向前运动，是因为自身的惯性，故C正确；
D．根据牛顿第一定律可知正在向前运动的足球所受的力全部消失，它将会做匀速直线运动，故D错误。
故选C。
10．如图所示，滑板运动员从高处沿坡道加速下滑的过程中，运动员的（ ）
A．动能减小B．重力势能增大C．动能不变D．重力势能减小
【答案】D
【解析】
加速下滑的过程中，高度变小，重力势能减小，速度增大，动能变大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
11．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，
时刻，将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一髙度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（ ）
A．
时刻小球的动能最大
B．
时刻小球的重力势能最大
C．
时刻小球的机械能等于
时刻小球的机械能
D．从开始下落到第一次到达最低点，小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量
【答案】D
【解析】
AB．t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，故AB不符合题意；
C．
时刻弹簧具有弹性势能，
时刻弹簧没有弹簧弹性势能，所以小球机械能变小，故C不符合题意；
D．从开始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，故D符合题意。
故选D。
12．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，由此判断下列说法正确的是（ ）
A．物体受到力的作用，运动状态一定改变
B．物体在平衡力的作用下，机械能可能不变
C．只有运动的物体才具有惯性
D．加速、减速的物体运动状态一定是改变了，但匀速转动的物体运动状态没有改变
【答案】B
【解析】
A．当物体受到力，但所受合力为零时物体运动状态不变，故A错误；
B．物体在平衡力的作用下静止时，其机械能不变，故B正确；
C．惯性是物体本身的一种性质，任何物体在任何情况下都具有惯性，故C错误；
D．匀速转动的物体运动方向随时间发生了改变，所以运动状态改变了，故D错误。
故选B。
13．撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。
目前，男子撑杆跳世界纪录（6.18m）比跳高世界纪录（2.45m）高很多，从能量的角度分析，原因之一是在“举腿引体”过程中（ ）
A．利用了人体的惯性
B．人体的重力势能转化为了动能
C．人体的化学能转化为了重力势能
D．人体的动能转化为了撑杆的弹性势能
【答案】C
【解析】
A．在举腿引体的过程中，利用的是能量的转化，不是利用惯性，故A不符合题意；
BCD．在举腿引体的过程中，人以撑杆为支撑物，对自己做功，消耗人体的化学能，转化为重力势能，使重力势能增大，使得人继续向上运动，所以跳的更高，故C符合题意，BD不符合题意。
故选C。
14．水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如图）。
对于蹦床运动的分析，下列说法错误的是（）
A．游客每次蹦跳一定到达同一最高点，因为能量是守恒的
B．游客接触蹦床向下运动到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C．游客离开蹦床向上运动过程中，他的动能减小，重力势能增大
D．游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，此过程将消耗游客体能
【答案】A
【解析】
A．从整个系统来说能量是守恒的。
但游客在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为人的内能，所以会越跳越低。
故A错误，符合题意；
B．游客在最低点时蹦蹦床的弹性形变最大，其弹力最大，故B正确，不符合题意；
C．游客离开蹦床向上运动过程中，质量不变，速度变慢，高度增加，因此他的动能减小，重力势能增大，故C正确，不符合题意；
D．想弹得更高，就要增加蹦床的弹性势能，而蹦床的弹性势能是通过消耗人体的能量来获得的，故D正确，不符合题意。
故选A。
15．一摞棋子静止在水平桌面上，用钢尺快速击打中间的一颗棋子，该棋子飞出而上面棋子落下，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．棋子飞出后，不再受到力的作用
B．棋子飞出后，其动能转化为重力势能
C．棋子被击飞后，在惯性的作用下会继续运动
D．棋子被击飞，说明力改变了物体的运动状态
【答案】D
【解析】
A．棋子飞出后，仍然受到重力的作用，故A错误；
B．棋子飞出后，其速度变大，动能变大，高度降低，重力势能变小，故其重力势能转化为动能，故B错误；
C．惯性是物体本身的一种属性，惯性不是力，故“惯性的作用”这一说法错误，故C错误；
D．棋子受到钢尺力的作用被击飞，由静止变为运动状态，说明力可以改变物体的运动状态，故D正确。
故选D。
16．滑雪是人们喜爱的运动。
如图所示，某同学坐在轮胎上从雪道的A点由静止开始滑下，经最低点B滑行到右边坡道的最高点C，轮胎与雪道之间有摩擦力存在。
从A到C的过程中（ ）
A．重力势能一直减少B．动能一直减少C．动能一直增加D．机械能一直减少
【答案】D
【解析】
ABC．某同学从A到B的过程中，高度变小，质量不变，重力势能变小；速度变大，质量不变，动能变大；从B到C的过程中，高度变大，质量不变，重力势能变大；速度变小，质量不变，动能变小；从A到C的过程中，动能先变大后变小，重力势能先变小后变大，故ABC错误；
D．由于轮胎与雪道之间有摩擦力存在，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能会变少，故D正确。
故选D。
17．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。
关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】
A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；
B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；
C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；
D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。
故选A。
18．高空坠物危害大，就算一个苹果从十层高楼自由落下都可能把汽车玻璃砸烂。
下列说法正确的是（ ）
A．运动的苹果具有动能B．高空的苹果没有重力势能
C．下落过程中苹果的动能减小D．下落过程中苹果的重力势能增大
【答案】A
【解析】
A．物体由于运动而具有的能叫做动能，所以运动的苹果具有动能，故A正确；
B．物体由于处在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力势能，高空的苹果具有重力势能，故B错误；
CD．苹果下落过程中质量不变，速度越来越快，所以动能增大，高度降低，所以重力势能减小，故CD错误。
故选A。
三、双选题
19．如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。
请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（ ）
A．小球在c处受力平衡B．小球在a处释放瞬间受力不平衡
C．由a运动到b，小球的机械能增加D．由b运动到c，小球的机械能守恒
【答案】BC
【解析】
A．小球在c处只受重力作用，受力不平衡，故A错误；
B．小球在a处释放瞬间受到竖直向上的浮力大于竖直向下的重力，故受力不平衡，故B正确；
C．由a运动到b，小球的质量不变，速度变大，高度变大，小球的动能和重力势能都变大，所以小球的机械能增加，故C正确；
D．由b运动到c，除重力外，浮力对小球做了功，小球的机械能不守恒，故D错误。
故选BC。
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