考点3 机械能及其转化-沪粤版九年级上册期中专项（初中物理）

原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 专项 3 机械能及其转化 1．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（　　） A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能 C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能 2．2022年 5月 31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。 返航时，飞机在减速下降过程中（　　） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，机械能减小 3．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。球从最高点到落地点的过 程中，动能 ，重力势能 ，忽略空气阻力，球的机械能 。 （均选填“增加”“不变”或“减小”） 4．如图，人和秋千在位置 1由静止释放，下降到最低点 2，再上升到达最高点 3，则人和秋千 是（ ） A．由位置 1到位置 2，动能转化重力势能 B．由位置 2到位置 3，重力势能减小 C．在位置 1和位置 3的动能相等 D．1、2、3三个位置机械能都相等 5．我国已成功发射的“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打 水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如题图所示。关于此过程（只考虑空气 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 阻力和重力的影响），下列说法正确的是（　　） A． AB 段返回器的动能变大 C．CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小 量 B．BC 段返回器的机械能减小 D．A 到D的全过程中返回器机械能守恒 6．草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀 速飞行喷洒农药时，它的（　　） A．动能不变，势能不变，机械能不变 B．动能减小，势能增大，机械能不变 C．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能减小，势能不变，机械能减小 7．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为 m的小球，b 点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从 a点自由下落所能到达的最 低点，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．小球到达 b点时速度最大 C．小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小 B．小球到达 c点时，受的合力为零 D．在 c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大 8．如图所示，小球沿光滑轨道由静止从 A点向 D点运动的过程中（空气阻力不计），下列说法 错误的是（　　） A．小球能到达 D点 B．小球在 B点的速度最大 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 C．小球在 C点的动能为零 D．小球在 C点和 B点的机械能相等 9．巴黎奥运会上中国乒乓球队包揽了奥运会 5个单项的全部金牌，大获丰收，为本届奥运会 乒乓球比赛画上了圆满的句号。小明同学兴趣高涨，和同学一起去球馆打球，他们发现如图 甲所示一款乒乓球发球机，发球机可以在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出 a、 b、c三个质量相同的乒乓球，如图乙所示。若不计空气阻力，三个乒乓球到达乒乓球台时 的机械能 ，三个乒乓球到达乒乓球台的速度 。（选填“相同”或“不相同”） 10．2020年 6月 23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，成功 入轨。火箭加速上升过程中，火箭顶端的卫星的动能将 ，机械能将 （以上两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。卫星上展开的太阳能电池板给蓄电池充电时， 蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）。 11．2022 年 9 月 13 日，我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭，成功将“中星 1E” 卫星发射升空，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值较 。在升空过程中， 随着液态氢质量的减少，液态氢的热值 ，卫星从远地点向近地点运动时，其动 能 （后两空均选填“增大”“不变”或“减小”）。 12．如图甲所示，在水平面上测量木块滑动摩擦力时，作用在木块上的水平拉力F 大小随时间 t变化情况的图像如图乙所示，木块运动速度 v随时间 t变化情况的图像如图丙所示。由以上 情况可知，木块在 s至 s时间段内动能减小，此时动能转化为 能；木块在第 15s时受到 的摩擦力为 N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 专项 3 机械能及其转化 1．C 【解析】A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故 A错误； B．下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，故 B错误； C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故 C正确； D．上升过程中，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，故 D错误。 故选 C。 2．D 【解析】飞机在减速下降过程中，质量不变，速度减小，动能减小；质量不变，高度变小， 重力势能减小，则飞机的机械能减小，故 ABC不符合题意，D符合题意。 故选 D。 3． 增加 减小 不变 【解析】[1][2][3]实心球从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低， 所以动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能。由于不计空气阻力，机械能是守恒 的，即球的机械能保持不变。 4．C 【解析】A. 由位置 1到位置 2，人和秋千的质量不变，速度变大，动能变大；同时高度减 小，重力势能减小，故是将重力势能转化为动能的过程，故 A错误； B. 由位置 2到位置 3，该过程中人和秋千的质量不变，高度增加，故重力势能增大，故 B 错误； C. 据图可知，人和秋千在 1位置和 3位置的速度都是 0，所以动能相同，故 C正确； D. 由位置 1到位置 3的过程中，由于存在阻力和摩擦，所以一部分机械能转化成内能，故 机械能减小，故 D错误． 5．C 【解析】A．AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，此过程中返回器的动能 转化为重力势能，还要克服和空气的摩擦做功，所以返回器的动能变小，故 A错误； B．BC段在大气层外，没有受到空气的阻力，只有重力做功，机械能是守恒的，机械能保持 不变，故 B错误； C．CD段，返回器的质量不变，高度变小，重力势能减小；返回器速度变大，动能变大，是 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 重力势能转化为动能，由于克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以在 CD段 返回器动能增加量小于重力势能的减小量，故 C正确； D．除 BC段外，A到 D的过程中，由于克服空气阻力做功，使得机械能减小，返回器机械能 不守恒，故 D错误。 故选 C。 6．C 【解析】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不 变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减小。所以机械能的 总量也减小。 故选 C。 7．D 【解析】A．b 点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，橡皮筋处于自然下垂状态， 但此时小球速度未达到最大，故 A错误； B．c点是小球从 a点自由下落所能到达的最低点，对小球的拉力大于小球的重力，故 B错 误； C．小球从 a 到 b 的过程中，动能一直在增加，小球开始时速度增大，由于此时合力向上， 在达到 c点时，动能为零，小球的重力势能一直在减小，故 C错误； D．当小球经过 b点后，当橡皮筋对小球的拉力大于小球的重力时，则小球的速度才逐渐减 小，动能也逐渐减小，逐渐转化为弹性势能，在 c点小球的动能为零，则弹性势能最大， 故 D正确。 故选 D。 8．C 【解析】A．不计空气阻力，轨道是光滑的，小球在整个运动过程中，机械能守恒，所以小 球在 A点和 D点的机械能相等，小球的质量保持不变，小球所在的高度是相同的，小球可 以到达 D点，故 A正确，不符合题意； B．不计空气阻力，轨道是光滑的，小球从 A点运动到 B点，小球的重力势能全部转化为动 能，此时动能最大，小球的质量保持不变，所以速度最大，故 B正确，不符合题意； C．小球在 C点时的高度小于 A点的高度，C点的重力势能小于 A点的重力势能，由于机械 能守恒，所以 C点有动能，故 C错误，符合题意； 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3 D．不计空气阻力，轨道是光滑的，小球在整个运动过程中，机械能守恒，所以小球在 C点 和 B点的机械能相等，故 D正确，不符合题意。 故选 C。 9． 相同 相同 【解析】[1]乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出 a、b、c三个球 机械能相同，不计空气阻力，则三个球机械能守恒，因此三个乒乓球到达乒乓球台时的机 械能是相同的。 [2]不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所 以三个小球到达桌面时的机械能相同， 由于高度相同，重力势能相同，则动能也相同，所以三球到达 乒乓球台的速度相同。 10． 增大 增大 用电器 【解析】[1]在火箭携带卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，但是其速度变大，故其 动能增大。 [2]火箭在升空过程中其高度增加，故重力势能增大。由于机械能等于动能与势能之和，故 机械能也增大。 [3]太阳能电池板给蓄电池充电过程中，蓄电池消耗电能，相当于用电器。 11． 大 不变 增大 【解析】[1]火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量 的液态氢和其他燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。 [2]热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量多少无关，所以在升空过程中，随着液态 氢质量的减少，液态氢的热值不变。 [3]卫星从远地点向近地点运行过程中，质量不变，相对地面的高度减小，重力势能减小； 同时速度增大，动能增大。 12． 40 50 内 4 【解析】[1][2][3]根据图像可知，木块在 40s 50s 内的速度是减小的，质量不变，动能减 小；木块与水平面之间有摩擦力的作用，克服摩擦力做功，动能转化为内能。 [4]由F t 图像可知，30s ~ 40s内的拉力 4NF  ，由 v t 图像可知，木块做匀速直线运动，处 于平衡状态，则此时木块受到的摩擦力为4N；由 v t 图像可知，15s时木块做变速直线运动， 因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与运动的速度无关，所以，木块 受到的滑动摩擦力不变，则第15s时受到的摩擦力为4N。