2023屆中考物理解答題練習(xí)：機械能及其轉(zhuǎn)化 含解析

2023屆中考物理解答題專練：機械能及其轉(zhuǎn)化

(共13題)

1.當(dāng)你在游樂場乘過山車奔馳之際，你是否會想到：過山車為什么不需要引擎來推動就能"翻山越嶺"

呢？過山車在開始旅行時，是靠一個機械裝置推上最高點的，但在第一次下行后，就再沒有任何

裝置為它提供動力了，從這時起帶動它沿軌道行駛的唯一"發(fā)動機"就是重力勢能，過山車的重力勢

能在處于最高點時達到最大值，當(dāng)它開始下行時，它的勢能不斷減小，動能不斷增大；由于摩擦,

損耗了少量的機械能，所以隨后的"小山丘"設(shè)計的比開始時的"小山丘"低(如圖所示)，像所有列

車一樣，過山車也安裝了機械制動裝置，使它在結(jié)束行程或在緊急情況下能夠準確地停下來。

(1)過山車在軌道的最低處，運動最快，動能最大，說明物體的動能與—有關(guān)，過山車上升階

段，其重力勢能—(選填"增加"、"減少"或"不變")。

(2)過山車通過A點向上運動過程中，動能(選填"變大"、"變小"或"不變")；后面的“小山

丘”設(shè)計的比開始時的"小山丘”低，是由于過山車在運動過程中會將部分機械能轉(zhuǎn)化為—。

(3)過山車第一次下行后，是利用—作為"發(fā)動機"的。

2.如圖是新建的華中第一高樓武漢中心大廈，己于4月16日封頂。

(1)武漢中心大廈竣工后，游客乘坐高速電梯從地面到410m的觀光層只需40s,電梯的平均

速度為____m/So

(2)電梯勻速上行時，動能—，機械能—=(填"變大""不變"或"變小")

3.2021年4月29日，中國天宮空間站天和核心艙發(fā)射成功，標志著我國空間站時代已經(jīng)到來。

如圖所示，天和核心艙沿橢圓軌道環(huán)繞地球運行，不受空氣阻力，因此機械能守恒。

?平地點

1…星

r

遠地點LJ

(1)天和核心艙與地面控剛中心通過電磁波傳遞信息，電磁波—(填"能"或"不能")在真空中傳

播；

(2)天和核心艙沿橢圓軌道從近地點經(jīng)遠地點再回到近地點的過程中，天和核心艙的動能

(填"減小""增大""先減小后增大"或"先增大后減小")；

⑶若天和核心艙在Imin內(nèi)運行的路程是456km,則它的平均速度是m∕s,

4.請回答下列問題。

(1)如圖甲，滾擺從位置1靜止釋放，下降經(jīng)過位置2繼續(xù)下降，再上升到達最高點位置3。

滾擺從位置1到位置2的過程中重力勢能—(選填"變大"、"不變"、"變小")；在這三個

位置中，滾擺重力勢能最大的位置是一、機械能最大的位置是一。

(2)如圖乙，過山車是依靠一個機械裝置的推力推上最高點，然后由靜止開始向下運動，機械裝

置就不再為它提供動力了。如圖所示的三種軌道設(shè)計方案中，較合理的方案是一。

方案1方案2方案3

Z

5.機械能

(1)動能：物體由于___而具有的能量叫做動能。質(zhì)量越____、速度越____,物體的動能越大。

(2)勢能：

i物體由于位置較高而具有的能量叫做—。物體的質(zhì)量越—、位置越一，它具有的重

力勢能越大。

ii物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能，彈性形變越大，彈性勢能越—。

iii重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為—。

(3)機械能：—能和—能統(tǒng)稱為機械能。

6,2019年衢江抽水蓄能電站開建，其工作原理如圖所示，用電低谷時(如深夜)，電站利用電網(wǎng)多

余電能把水從下水庫抽到上水庫中儲存起來；用電高峰時，再利用上水庫中的水發(fā)電。

(1)用電高峰期發(fā)電時，需要開閘放水，水從高處流下，此時水的—轉(zhuǎn)化為水的—(均選填

"動能""彈性勢能"、或"重力勢能")

⑵蓄能時，水被抽到上水庫，此過程是將電能轉(zhuǎn)化為水的—。

⑶抽水蓄能電站選址衢江黃壇口，不僅因當(dāng)?shù)厮Y源豐富，同時還考慮到當(dāng)?shù)氐貏葺^陡，這樣

建成的電站上、下水庫的高度差比較—，有利于蓄能與發(fā)電。

7.機械能：

(1)定義：____、____和___的統(tǒng)稱。

(2)轉(zhuǎn)化：和可以相互轉(zhuǎn)化，如小球從A擺到B,能轉(zhuǎn)化為能，小球從B

擺到C,—能轉(zhuǎn)化為—能。

(3)守恒：如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能和勢能的大小會變化，但機械能的總和

如果不計空氣阻力，小球在擺動的過程中機械能—。

8.運動員從高空豎直向下跳傘，人(包括裝備)的質(zhì)量為90kg。只考慮人受到重力和空氣阻力，下

落時的速度-時間圖線如圖所示，g=10N∕kg,完成下列問題。

（1）人（包括裝備）所受重力，在第20s到第30s、第40s到第50s這兩個過程中，做功

分別為W20~30、^z40~50,功率分別為。20~30、^40~50,則____

A.卬20~30=4.5XIO4J

B.P20~30=5.4XIO6W

C?W20~30=*0~50

D?P20-30>PΦ0-50

（2）從第IOs到第30s這個過程中，人（包括裝備）—

A.動能一直在變大

B.重力勢能先變大后不變

C.機械能一直在變小

D.重力勢能一直在轉(zhuǎn)化為動能

9.如圖甲所示，將一根彈簧和一個質(zhì)量為Ikg的金屬球（球上有一過重心的小孔）套在鐵架臺上的

金屬桿AB上面?，F(xiàn)將小球提到B端后松手，小球的高度隨時間變化的情況如圖乙所示。

⑴壓縮的彈簧可以將小球向上彈起，說明彈性形變的物體具有一。

⑵小球離開彈簧后可以繼續(xù)向上運動，但是小球每一次反彈的高度逐漸變小，因為在此過程中

小球的—轉(zhuǎn)化為一。（均選填"機械能""內(nèi)能"或"化學(xué)能"）

⑶在整個過程中小球在___時動能最大。

10.完成下列各題。

（1）唐詩中有"黃河遠上白云間"和"不盡長江滾滾來”的詩句，從機械能的角度看，前一句生動形象

地表明黃河水存儲著大量的—能，后一句表明長江水具有大量的—能。

(2)在探究"物體動能的大小與哪些因素有關(guān)"的實驗中，讓小車從斜面上由靜止釋放，小車下滑

后撞擊斜面底端的木塊。實驗時通過—來比較動能的大小。

11.如圖甲所示，光滑的斜面與粗糙水平面AB平滑連接，從斜面甲高H處靜止釋放小球，小球運

動到B點靜止；如圖乙在AB上的C點平滑拼接另一光滑斜面乙，若不計空氣阻力。

(1)圖甲中，小球最終停下來的原因是____O

H

圖甲

(2)圖乙中，如果小球從斜面甲高H處靜止釋放，小球在乙斜面到達的最大高度八與H的關(guān)

系為____。(填字母)

A.h<H

B.h>H

C.h=H

D.無法確定

圖乙

⑶若將軌道換成如圖丙AOB的完全光滑軌道，4點的高度H大于B點的高度h,讓小球從

A點在由靜止開始自由滑下，沿軌道AOB到達B點后離開，則小球離開B點后最符合實

際的運動軌跡是—。(填字母)

圖內(nèi)

12.回答下列問題：

(1)如圖所示，一物體在水平向右的拉力Fl作用下以lm/s的速度在水平地面上勻速運動了

拉力F所做的功為功率為若該物體在水平向右的拉力F作用下以

IOm,1IV1,P1.2

2m/s的速度在同一水平地面上勻速運動了IOm,拉力F2所做的功為W2,功率為P

則W1____W2,P1______P2O（兩空均選填或"="）

(2)暴雨天，在山體滑坡的地方，極易發(fā)生泥石流。原因之一是，在雨水的作用下，滑坡處的泥

石與地面(泥石)之間的—減小了。泥石流在向下游流動的過程中，—(填主要的能量

轉(zhuǎn)化)。與水流相比，由于相同體積泥石流的質(zhì)量較大，故具有的—能較大，其造成的破壞

和損失更大，因此，暴雨天，尤其在山體滑坡的地方，要加強防范泥石流災(zāi)害。

13.如圖是我國用長征火箭發(fā)射"嫦娥五號”探測器時的壯觀情景。

(1)火箭升空過程中動能—，機械能一。(前兩空均選填"變大""變小"或"不變")火箭的燃料

使用液態(tài)氫，主要是因為它的密度小且—比較大，同時將其制成液態(tài)的優(yōu)點是—。

(2)當(dāng)火箭在大氣層中快速飛行時，會與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，內(nèi)能會—,這是通過—的方

式改變物體的內(nèi)能。

⑶在沒有太陽照射時，衛(wèi)星表面的溫度會急劇下降，這時衛(wèi)星的內(nèi)能會減小，這種改變內(nèi)能的

方式屬于。

答案

一、綜合應(yīng)用題(共13題)

1.【答案】

(1)速度；增加

(2)變??；內(nèi)能

(3)重力勢能

【解析】

(1)過山車運動到最低點時，重力勢能最小，但速度最快，動能最大，所以說明物體的動能同速

度大小有關(guān)；過山車上升階段，質(zhì)量不變，高度增加，所以過山車的重力勢能增加。

(2)過山車通過A點向上運動時，過山車的速度越來越小，因此其動能會變小，此過程中的動能

轉(zhuǎn)化為重力勢能；因為過山車與軌道間有摩擦，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這樣過山車就不能達到原

來的高度，因此后面的"小山丘”設(shè)計的比開始時的"小山丘”低。

⑶第一次是靠一個機械裝置推上最高點的，后面就可以把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能繼續(xù)運動，然后

動能又轉(zhuǎn)化為重力勢能，但因有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以后面的高度將有所降低；所以過山車

第一次下行后，是利用重力勢能作為"發(fā)動機”的。

2.【答案】

(1)10.25

(2)不變；變大

【解析】

(1)電梯的平均速度為:

八”喏=325m∕s°

(2)電梯勻速上行時，質(zhì)量不變、速度不變，動能大小不變，高度上升，重力勢能增大，機械能

變大。

3.【答案】

⑴能

(2)先減小后增大

⑶7600

【解析】

(1)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播。

⑵天和核心艙沿橢圓軌道從近地點到遠地點的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能變大，動能減小;

從遠地點到近地點的過程中，重力勢能變?yōu)閯幽?，動能增大?/p>

⑶天和核心艙的平均速度

IH=空等=7.6XM/S。

4.【答案】

(1)變小，1,1

(2)方案1

【解析】

(1)在滾擺滾動的過程中，其質(zhì)量不變，在1位置時高度最高，故重力勢能最大；在2位置時,

高度最低，重力勢能最小，此時動能最大，速度最大；由于滾擺下降過程中受到空氣阻力和繩子摩

擦力的作用，導(dǎo)致機械能總量不斷減少，故上升到3位置時機械能最小，所以機械能最大的位置

是1。

(2)因為過山車運行時會受到空氣阻力，同時與軌道間有摩擦，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這樣過

山車就不能達到原來的高度，因此后面的"小山丘”設(shè)計高度比開始時"小山丘"的高度要低，所以如

圖所示的三種軌道設(shè)計方案中，較合理的方案是方案Io

5.【答案】

(1)運動；大；快

(2)i重力勢能；大；高

ii大

iii勢能

(3)動；勢

6.【答案】

(1)重力勢能；動能

(2)重力勢能(或機械能)

(3)大

7.【答案】

(1)動能；重力勢能；彈性勢能

(2)動能；勢能：重力勢：動；動：重力勢

(3)不變；保持不變

8.【答案】

(1)D

(2)C

【解析】

(1)由公式s=Vt可知，這兩段時間內(nèi)的路程分別為S20~30=60m/SXloS=600m,

S40~50=10m∕SXlOS=IoOm,又由公式G=mg可得，人(包括設(shè)備)所受的重力G=

90kgX10N/kg=900N,所以根據(jù)W=Fs,兩段時間內(nèi)做功分別為lV20-30=900N×

600m=540000J,‰~50=900N×100m=90000J,故AC錯誤；

由W=Fs和P=γ得P=Fv,所以兩段時間內(nèi)的功率分別為P20~30=900NX60m/s=

54000W,P40-SO=900N×10m/s=9000W,故B錯誤，D正確。

(2)動能大小的影響因素有速度和質(zhì)量，在整個過程中，質(zhì)量不變，速度先變大再不變再變小，

因此動能也是先變大再不變再變小，故A錯誤；

重力勢能大小的影響因素有質(zhì)量和高度，在整個過程中，質(zhì)量不變，高度逐漸變小，因此重力勢能

減小，故B錯誤；

在下落過程中，阻力做功導(dǎo)致機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此機械能減小，故C正確；

由圖象可知，有兩段速度不變的過程，在這兩段過程中，動能不變，不存在重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的

情況，故D錯誤。

9.【答案】

(1)彈性勢能

(2)機械能；內(nèi)能

(3)t1

10.【答案】

(1)重力勢；動

(2)木塊被撞后移動的距離

【解析】

(1)從前一句中詩可看出黃河之水高高在上，由于有一定的高度而具有重力勢能；后一詩句可看

出長江之水在流動，由于運動而具有動能。

(2)動能的大小無法直接進行測量，因此可采用轉(zhuǎn)換法，通過觀察小木塊被推出的距離來進行比

較。

11.【答案】

(1)由于摩擦力作用，機械能逐漸減小至零

(2)A

(3)C

【解析】

(1)如圖甲所示，光滑的斜面與粗糙水平面AB平滑連接，從斜面甲高H處靜止釋放小球，由

于小球在粗糙的水平面上運動，受到摩擦作用，機械能不守恒，小球運動到B點停止。

⑵如圖乙，小球經(jīng)過AB面上的C點滑上光滑斜面乙，由于在粗糙的AB面上滑動過，存在

摩擦，所以會有一部分的機械能損失，故在乙斜面上的上升高度h會低于W.

⑶根據(jù)題意，若將軌道換成如圖丙AOB的完全光滑軌道，則機械能守恒；小球