机械及其转化汇总.docx
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机械及其转化汇总
初中物理2015各地亮题（56）——机械及其转化
1、2014年1月4日，北海舰队航空兵某机场，随着一颗信号弹升起，一架架直升机陆续起飞，交替起降，进行悬停、起落、定点着陆等课目训练。
关于该飞机，下列说法错误的是（ ）
A．飞机在悬停时，飞机受到的重力与垂直于机翼向上升力为平衡力
B．飞机飞行时能获得向上的压强差，是因为机翼上方空气流速小于机翼下方空气流速
C．飞机飞行时，通过发射和接收电磁波与地面取得联系的
D．飞机在匀速下落过程中，重力势能减小，机械能减小
答案B 解析飞机在悬停时，飞机受到的重力与垂直于机翼向上升力为平衡力，故A不符合题意；等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于上表面弯曲，下表面平直，所以空气通过机翼上表面的流速大，通过下表面的流速较小。
因为机翼上方的空气流速大，压强较小；机翼下方的空气流速小，压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，飞机受到向上的升力；故B符合题意；飞机飞行时，通过发射和接收电磁波与地面取得联系的，说法正确，故C不符合题意；飞机匀速下落过程中，重力势能减小，动能不变，机械能等于动能加重力势能，机械能减小，D符合题意；故选B。
2、如图a、b所示是体育比赛运动情景，主要反映力能使物体的运动状态发生改变的是 [选填“（a）”或“（b）”]；图a中弓被拉开，此时弓具有 能（选填“动”或“势”）．图c所示现象能说明 的存在．
答案解：
图（a）说明力可以改变物体的形状；图（b）说明力可以改变物体的运动状态；
图（a）中拉开的弓，具有弹性势能；
在图（c）中，由于杯内没有空气而只有水，故纸片在外界大气压的作用下将水压在杯中．
故答案为：
（b）；势；大气压强．
3、如图所示为滚摆运动的现象，下列解释中不正确的是（）
A．动能与势能可以相互转化
B．下降时重力势能减小、动能增大
C．上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用
D．有部分机械能转化为内能
答案C
4、“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。
如图9所示，人将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。
人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。
不计空气阻力，下列说法正确的是（）
A．从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功变快
B．到达C点时，人的动能为零，受到的合力为零
C．从B点到C点，人的重力势能转化为动能
D．从B点到C点，人的动能一直在减少
答案AD
5、过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下（如图）．不计能量损失，下列说法正确的是（ ）
A．a点机械能小于b点机械能
B．a点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C．由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变
D．由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
答案C
（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．
（2）重力势能的影响因素：
质量和高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（3）过山车在上升和下降的过程中，动能和重力势能不断转化．不计摩擦时，机械能是守恒的．
解答：
解：
A、不计摩擦时，过山车从a﹣b﹣c时机械能守恒．不符合题意．
B、a点的动能最大，b点的重力势能最大，a﹣b的过程中，动能转化为重力势能；b﹣c过程中，重力势能转化为动能．不计摩擦，a、b、c三点的机械能相等．不符合题意．
C、a﹣b的过程中，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大．a、b机械能不变．符合题意．
D、b﹣c过程中，重力势能转化为动能．重力势能减小，动能增大．机械能不变．不符合题意．
故选C．
6、一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是（ ）
A．重力势能减小，动能不变，机械能减小，减少的机械能转化为内能
B．重力势能减小，动能增加，机械能减小，减少的机械能转化为内能
C．重力势能减小，动能增加，机械能增加，增加的机械能由内能转化而来
D．重力势能减小，动能增加，机械能不变
答案B
7、人造地球卫星在大气层外绕地球运转，它的速度很大，一天可以绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取大量的信息．它运行的轨道为椭圆形，如图所示．它的轨道上有一点离地球最近，这个点叫近地点；有一点离地球最远，这个点叫远地点．卫星在运转的过程中，机械能是守恒的．回答下列问题：
（1）当卫星从远地点向近地点运行的过程中，它的动能和势能的变化情况是：
；从近地点向远地点运转的过程中，它的动能和势能的变化情况是：
．
（2）卫星在近地点动能最 ，势能最 ；在远地点动能最 ，势能最 ．
答案分析：
卫星的动能和势能大小的变化，从动能和势能大小的影响因素考虑：
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．
势能大小的影响因素：
质量、相对距离．质量越大，相对距离越大，势能越大．
解答：
解：
（1）同一物体的重力势能随高度的增加而增加，同一物体的动能随速度的增加而增加．卫星从远地点向近地点运行的过程中，高度逐渐减小，所以它的重力势能逐渐减小，又因为机械能守恒，所以卫星减小的重力势能转化为它的动能，它的动能就会逐渐增加．反之它的重力势能逐渐增大，动能逐渐减小．
（2）在近地点，由于卫星的高度最小，它的重力势能最小，转化的动能最多，所以在近地点它的动能最大；相反，在远地点，卫星的动能最小，势能最大．
故答案为：
（1）动能逐渐增加，势能逐渐减小；动能逐渐减小，势能逐渐增加；
（2）大；小；小；大．
8、如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小球能够从A点运动到D点
B．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量
C．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于W
D．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差大于W
答案分析：
机械能包括动能和势能；动能和势能是可以相互转化的；在不计摩擦阻力的情况下，只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变．
解：
A、因为有摩擦力存在，少部分机械能转化成内能，使机械能总量减少．因此，小球不能够从A点运动到D点，故A错误；
B、从A点向B点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有摩擦存在，少部分转化成内能，因此，势能的减少量不等于动能的增加量．故B错误；
C、小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量和克服摩擦做的功．故C正确，D错误；
故选C．
9、立定跳远是中学生体育测试项目之一，如图6是立定跳远时的分解图，运动员起跳后仍能继续向前运动，是因为____________；运动员在完成立定跳远的过程中，能量转化过程为________________________。
答案运动员具有惯性 动能转化为重力势能、重力势能转化为动能
10、小明做了一个“魔罐”玩具，如图所示，在金属罐的盖子和罐底各开两个小孔，用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，然后将橡皮筋穿过盖子和罐底的小孔并固定起来．他将“魔罐”在水平桌面上向前滚出后将看到的现象是 ．你对此现象的解释是 能转化为 能．制作时橡皮筋的张紧度要适当，皮筋张得过松会导致 。
答案魔罐又滚了回来 弹性势 动 魔罐滚不回来
11、如图，一个用细线悬挂的小球从A点开始摆动，记住它向右能够达到的最大高度。
然后用一把直尺在P点挡住摆线，小球能继续向上达到相同的高度，原因是 。
答案小球在摆动过程中机械能守恒。
12、陈锋同学的家到学校本是一条在同一水平面上的直路，爱动脑的陈锋做了这样的设想：
要是从家到学校的路挖成一个“V”字形（如图所示），那么只要从家骑上自行车后，不用刹车也不用踩车，等车停下来就可以到达学校了．请你简要说明：
陈锋同学的设想的机械能转化过程．
陈锋同学的设想在现实中可以实现吗?
为什么?
（请根据有关物理知识说明）
答案重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 （2分）
不能 能量在转化过程中有损耗（2分）
13、如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的 能减小， 能增加.滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，这说明滚摆具有的机械能 （填“减小”，“增大”，“不变”）。
答案分析：
滚摆沿着悬线向下运动的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增加；说明重力势能转化为了动能；滚摆到最低点后又上升，每次上升的高度逐渐减小，说明存在阻力，故机械能减小。
故答案为：
重力势能；动能；减小．
14、如图表示撑杆跳高运动的几个阶段：
助跑、撑杆起跳、越横杆.在这几个阶段中能量的转化情况是：
①助跑阶段，运动员消耗体内的化学能 （选填大于／小于／等于）运动员和撑杆获得的动能.②撑杆起跳离开地面的初始阶段：
杠杆的弹性势能发生的变化是 （选填：
一直变大／一直变小／由大变小）.③在越横杆阶段：
运动员越过横杆后，运动员将 能转化 能.
答案分析：
（1）由于能量转化时的效率都小于100%，故在助跑阶段，运动员消耗体内的化学能大于转化成的动能；
（2）弹性势能大小和物体发生弹性形变的大小有关，弹性形性变越大，弹性势能越大，撑杆起跳阶段，杆的弹性形变逐渐变小，所以它的弹性势能由大变小；（3）运动员越过横杆后，运动员的高度下降，速度增加，所以重力势能减小，动能增大，故是重力势能转化为动能。
故本题答案依次为：
大于 由大变小 重力势能 动能。
15、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.
答案分析：
图形横坐标代表石头上升的高度，单位m，纵坐标代表能量，单位J。
物体由于运动而具有的能量叫动能，动能的大小与物体的质量、速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，大小取决于物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
动能与势能之和叫机械能。
石块在上升过程中，质量不变，高度越来越高，所以重力势能越来越大，而速度越来越小，所以动能越
来越小，所以a是动能—高度关系图线，b是势能—高度关系图像。
小石块在上升过
程中，速度越来越小，到达最高点时，速度为0m/s，动能为0J，由图可知，石头上升的最高高度为4m；石头上升到最高点时，速度为0m/s，动能为0J，势能为2J，所以机械能=动能+势能=0J+2J=2J
16、卓筒井被誉为中国古代第五大发明，如图甲所示．卓筒井的钻探原理是通过如图乙所示的装置，使钻头一起一落上下运动，连续不断，即可将井中岩石击碎，然后再用专用工具将井中泥沙、碎石取出，直至打到食盐水层．卓筒井一般深约100m，井口直径10～12cm，为了防止井壁坍塌，古人用一种粗如碗口大小的竹子，将竹节掏空，筒筒相连，插入井中，起到了固定井壁的作用．取食盐水时，将钻头换成取水桶，放入井底，将食盐水装满，再扳起花车，食盐水便取出来．请回答下列问题：
（1）打井时，为了增强击碎岩石的效果，钻头的质量取 一些好．（选填“小”或“大”）
（2）花车属于轮轴，使用它提升重物时的优点是 ．（选填“省力”或“省距离”）
（3）把食盐水变成盐主要经过“晒”和“煎”两个过程，“晒”和“煎”涉及到的物态变化都是 ．
答案分析：
（1）钻头在下落时，将重力势能转化为动能，相同的高度时，质量越大、重力势能越大，下落时可以转化为更多的动能，击石效果更好；
（2）花车属于轮轴，动力作用在轮上，可以省力；
（3）在“晒”和“煎”两个过程中，都是将液态的水变成气态的水蒸气跑掉，发生的都是汽化现象；
17、如图是竖直向上抛出的小球上升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片。
从图中可以判断：
小球在a、b位置间的平均速度________（选填“大于”、“小于”或“等于”）在c、d位置间的平均速度；在上升过程中，小球的重力势能________（选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”）。
答案大于，逐渐增大
18、图3所示的跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（）
A．动能一定增大 B．机械能一定不变
C．重力势能一定减小 D．机械能一定增加
答案C
19、完全相同的铜质球甲、乙；甲放置在水平桌面，乙悬挂在不可伸长的细线上，若要使用两球升高相同的温度，哪个球吸收的热量多？
答案分析与解：
温度升高，两球体积增大；甲球重心升高重力势能增加，乙球重心下降重力势能减少，故甲球吸收更多的热量。
20、“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。
如上图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。
当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直。
那么，在人越过Q点继续向下的过程中，人的动能变化情况是 （ ）
A．先变大
后变小 B．变大 C变小 D．不变
答案A
21、某城市铁路车站的设计方案如图4所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。
从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？
答案车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用。
22、如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的___________转化为小球的__________和____________。
（选填“动能”、“重力势能”
和“弹性势能”）
答案弹性势能 动能 重力势能
23、去年2月15日，一颗数十吨的陨石被地球俘获，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧，犹如一颗火球扑向地球。
陨石下落过程中，其能量转化过程是（）
A．重力势能→动能→内能 B．动能→重力势能→内能
C．重力势能→内能→动能 D．内能→重力势能→动能
答案A
24、 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
答案 解：
A、助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变．机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此机械能增大．
B、起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最大值．
C、经过最高点时，竖直方向速度为零，动能为零；高度最大，重力势能最大．
D、最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值．
故选D．
25、如图所示的各个过程中，物体的动能不变、重力势能增大的是（）
答案C
26、图6所示，小伟在玩蹦蹦杆，蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小伟的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是
A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减小
C．重力势能减小，弹性势能减小 D．重力势能增大，弹性势能增大
答案B
27、如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角α＜β。
（1）图甲中将摆球从图示位置由静止释放，摆球向下摆动的过程中，观察到它的速度越来越大，则摆球的动能逐渐_________，重力势能逐渐________。
（2）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。
这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的______无关。
（3）悬线与竖直方向的夹角越大，开始向下摆动时具有的重力势能__________，到达最低点时具有的动能___________。
（4）小明设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。
本实验中通过______________________反映小球撞击木块C前的动能大小；如图乙、丙所示实验中，可得出初步结论：
______。
答案
28、阅读短文并回答下列问题：
滑 雪
当滑雪者从雪山顶峰风驰电掣般下滑时，你是否想到为什么白雪轻飘飘、软绵绵的，却可以承托高速奔驰的滑雪者呢？
白雪内有很多小孔，小孔内充满空气。
踏着滑雪板的人把重力都压在滑雪板上时，雪内的空气就会被逼出；因此，滑雪板不是与雪地直接接触，而是在一层气垫上滑行。
这层气垫不但对滑雪板施加一个向上的力，并且减小了雪地与滑雪板之间的摩擦。
然而，这层气垫只能维持一段很短的时间。
如果滑雪者在雪地上停留超过一
秒，就会沉下去。
（1）滑雪者从雪山顶峰向下运动过程中，重力势能减小，动能增大，机械能 。
（2）滑雪板可以轻易在雪地上滑行，是由于 。
（3）若滑雪板的长1.5m、宽12cm，滑雪者的速度最小为 m/s，他才不会在雪地上下沉。
（4）若滑雪者与滑雪板总重为720N，当其站立在水平雪地上时，滑雪板对雪地的压强为 Pa。
答案
（1）减小;
（2）滑雪板与雪地之间形成气垫，减小了滑雪板与雪地之间的摩擦;
（3）1.5;
（4）2000
29、甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能 （选填“增加”、“不变”、“减少”）．某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能 乙的重力
势能，甲的机械能 乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小于”）．
答案不变 等于 小于
30、小明在用单摆做动能和势能转化的实验中，感到小球往返摆动的时间很有规律。
于是猜想，小球往返摆动一次的时间可能与小球的质量、摆长l以及摆动的幅度s有关。
小明用图16所示的装置，对猜想进行探究。
（1）用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动次数和所用的时间；在摆长不的条件下，用质量不同的小球，重复实验。
小明经计算分析得出结论：
在摆长不变的条件下，小球往返摆动一次所用的时间与小球的质量无关。
针对猜想，小
明在实验过程中可能忽视的一个因素是：
。
（2）为了研究小球往返摆动一次所用时间与摆长的关系，请你写出实验方法。
。
答案
（1）小球摆动的幅度应保持不变（或摆动幅度）
（2）用同一小球，再保持摆动幅度不变的条件下，比较摆长不同时，小球往返摆动一次所用的时间。
解析本题母题来自课后习题，来源于课本，但侧重实验方法的考查。
要求考生很好的掌握控制变量法，并能自如应用。
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