机械能及其转化(含答案)

机械能及其转化
一、单选题(共12道，每道8分)
1.为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示）：让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。

关于该实验的说法中，不正确的是( )
A.该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B.该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C.在实验器材的选择上，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素
D.实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
答案：C
解题思路：
A：转换法：在研究看不见的物质或现象时，可以通过研究该物质或现象所产生的可见的效果，由此进一步分析该物质或现象，这种方法叫转换法。

本实验中小球动能的大小不能直接看到，通过观察木块移动的距离，来判断动能的大小，采用了转换法。

该选项正确。

B：球的动能与质量和速度都有关系，当研究动能与其中一个影响因素的关系时，需要控制另外一个因素不变。

本实验采用了控制变量法。

该选项正确。

C：斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞后移动的距离。

如果选用过于粗糙，或质量太大的木块，可能导致木块移动距离较近，不便于比较。

故该选项错误。

D：小球从斜面上滚下的过程中，重力势能转化为动能，小球所处高度越高，滚落到平面上时获得的速度越大。

该选项正确。

故答案选C。

试题难度：三颗星知识点：探究动能的影响因素
2.如图所示，小车沿斜面匀速向下运动，在此过程中，小车的动能( )
A.增加
B.减小
C.不变
D.无法确定
答案：C
解题思路：
影响动能大小的因素：质量和速度。

小车沿斜面匀速向下运动时，质量和速度均不变，故动能不变。

试题难度：三颗星知识点：动能的影响因素
3.下列物体只具有势能的是( )
A.空中飞行的飞机
B.放在水平地面上的弹簧
C.悬挂着的电灯
D.站在上行扶梯上的乘客
答案：C
解题思路：
A：空中飞行的飞机：具有一定速度，因此具有动能；具有一定高度，因此具有重力势能。

飞机既具有动能又具有重力势能，该选项不符合题意。

B：放在水平地面上的弹簧：没有发生弹性形变，没有一定高度，也没有速度。

因此它既没有势能也没有动能，该选项不符合题意。

C：悬挂着的电灯：具有一定的高度，具有重力势能；由于是静止的，因此没有动能。

该选项符合题意。

D：站在上行扶梯上的乘客：相对地面来说，既具有速度又具有高度，因此既具有动能又具有重力势能。

该选项不符合题意。

故选答案选C。

试题难度：三颗星知识点：势能的概念
4.甲、乙两物体处在同一水平地面上，甲的动能比乙的动能大，下列说法中正确的是( )
A.甲的质量一定比乙大
B.甲能够做的功一定比乙多
C.甲的速度一定比乙大
D.以上说法都不正确
答案：B
解题思路：
影响动能的因素有两个：质量和速度。

故不能确定甲、乙的质量或速度的关系，但动能大的物体能够做的功一定多。

故答案选B。

试题难度：三颗星知识点：能的概念
5.如图是跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的动能与重力势能变化的情况是( )
A.动能一直减小，重力势能一直增大
B.动能一直增大，重力势能一直减小
C.动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
D.动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
答案：D
解题思路：
因运动员的质量不变，判断动能和势能变化的关键是，分析清楚速度和高度的变化。

动能变化的判断：
起跳时跳板的弹性势能完全转化为动能，此时速度最大。

从起跳至到达最高点，速度逐渐减小到零；由最高点至落到水面的过程中，速度又从零逐渐增大。

整个过程中，速度先减小到零，后增大。

所以动能也是先减小后增大。

重力势能变化的判断：
高度先增大后减小，因此重力势能先增大后减小。

故答案选D。

试题难度：三颗星知识点：重力势能的影响因素
6.关于重力势能，下列说法正确的是( )
A.离地面越高的物体重力势能越大
B.质量越大的物体重力势能越大
C.悬挂在顶棚上的电灯静止不动，它没有重力势能
D.任何被举高的物体都具有重力势能
答案：D
解题思路：
重力势能的大小与质量和高度两个因素有关。

A：物体离地面越高，只是高度大，没有考虑质量，因此它的重力势能不一定大。

故该选项错误。

B：只通过质量一个因素不能判断重力势能的大小。

故该选项错误。

C：悬挂在顶棚的电灯具有一定高度，因此它具有重力势能。

故该选项错误。

D：物体由于被举高而具有重力势能，因此任何物体只要被举高就具有重力势能。

该选项正确。

故答案选D。

试题难度：三颗星知识点：重力势能的概念
7.下列过程中属于重力势能转化为动能的是( )
A.电梯匀速上升的过程
B.铅球由静止自由下落的过程
C.投篮时篮球上升的过程
D.儿童沿滑梯向下匀速滑动的过程
答案：B
解题思路：
能量的转化过程，必然有一种能量增加，另一种能量减小。

重力势能转化为动能，是重力势能减小，动能增加的过程。

A：电梯匀速上升的过程：匀速，说明动能不变；电梯上升，说明重力势能增加。

不符合题意。

B：铅球由静止自由下落的过程：高度降低，重力势能减小；同时速度越来越快，动能增加。

符合题意。

C：篮球上升过程：高度增加，重力势能增加；同时速度越来越慢，动能减小。

是动能转化成重力势能。

不符合题意。

D：儿童沿滑梯向下匀速滑动的过程：高度减小，重力势能减小；但是速度不变，动能不变。

不符合题意。

故答案选B。

试题难度：三颗星知识点：机械能的转化
8.关于机械能，下列说法中正确的是( )
A.一个物体具有机械能时，它一定具有动能
B.热气球在匀速上升的过程中，机械能不变
C.匀速登山的运动员，他的动能和势能都增大
D.物体的动能减小，机械能可能增大
答案：D
解题思路：
A：动能和势能统称为机械能。

一个物体具有机械能，可能它只具有动能或只具有势能或既具有动能又具有势能。

故该选项错误。

B：匀速，说明热气球的动能不变；上升，说明热气球的重力势能增大。

故机械能增大。

该选项错误。

C：匀速，说明运动员的动能不变；登山时高度增加，说明他的重力势能增加。

该选项错误。

D：物体的动能减小时，如果势能增加，机械可能增大。

该选项正确。

故答案选D。

试题难度：三颗星知识点：机械能的概念
9.过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动。

如图所示为过山车的示意图，小车沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。

则下列说法中正确的是( )
A.A点机械能大于B点机械能
B.B点动能最大，C点势能最大，A点机械能最大
C.由A到B的过程中，动能增大，势能减少，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
解题思路：
仅有动能和势能互相转化时，机械能守恒。

故A、B、D错误。

C：由A到B的过程中，高度减小，重力势能减小；同时速度增大，动能增大。

这个过程中重力势能转化为动能，机械能不变。

试题难度：三颗星知识点：机械能的概念
10.如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极。

游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。

图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。

对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是( )
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C.游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D.游戏者到c点时，他的动能最大
答案：C
解题思路：
A：因游戏者的速度先增加，后减小至零，故动能并不是一直在增加。

该选项错误。

B：因游戏者最终的速度为零，故该选项说法错误。

减少的重力势能最终全部转化为弹性势能。

C：游戏者通过a点之后，绳子发生弹性形变，具有弹性势能。

该选项正确。

D：游戏者到达c点时，速度为零，所以动能为零。

该选项错误。

故答案选C。

试题难度：三颗星知识点：机械能的转化
11.下列事例中，不能说明“发生弹性形变的物体具有能量”的是( )
A.射箭运动中，箭被拉开的弓射出去
B.跳水运动中，运动员被弯曲的跳板弹起来
C.蹦床运动中，运动员被凹陷的蹦床弹起来
D.掷标枪运动中，高速运动的标枪能在空气飞行很远
答案：D
解题思路：
如果一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量。

A：拉开的弓发生了弹性形变，将箭射出去时，对箭做功。

能说明发生弹性形变的物体具有能量。

B：弯曲的跳板发生了弹性形变，把运动员弹起时，对运动员做功。

能说明发生弹性形变的物体具有能量。

C：凹陷的蹦床发生了弹性形变，把运动员弹起时，对运动员做功。

能说明发生弹性形变的物体具有能量。

D：高速运动的标枪没有发生弹性形变，能在空气飞行很远是由于惯性。

不能说明发生弹性形变的物体具有能量。

故答案选D。

试题难度：三颗星知识点：弹性势能
12.周末，小星陪爷爷游玩。

对于他们乘坐索道缆车匀速上山的过程，下列说法正确的是( )
A.动能转化为重力势能，机械能不变
B.动能转化为重力势能，机械能增大
C.动能不变，重力势能增大，机械能增大
D.动能不变，重力势能不变，机械能不变
答案：C
解题思路：
匀速，说明动能不变；上山过程中高度增加，说明重力势能增大。

故机械能增大。

试题难度：三颗星知识点：重力势能的影响因素。