2025年中考物理寒假强基训练：机械能及其转化

2025年中考物理寒假强基训练：机械能及其转化 一、单选题 1．将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松开手，会发现圆珠笔将竖直向上跳起．下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中有关能量转化的分析，正确的是 A．动能──重力势能──弹性势能 B．内能──动能──重力势能 C．动能──重力势能──内能 D．弹性势能──动能──重力势能 2．2022年5月20日18时30分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号运载火箭，采取一箭三星方式，成功将3颗低轨通信试验卫星发射升空，火箭在加速上升的过程中（　　） A．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能不变 B．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能不变 C．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能变大 D．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能减小 3．小明在家里把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到紧贴自己鼻尖，之后松手，铁锁向前摆去，则下列说法中正确的是（　　） A．铁锁来回摆动过程中，铁锁上没有力做功 B．铁锁达到左侧最高点瞬间速度为零，处于平衡状态 C．铁锁向下摆动的过程中重力势能转化为动能 D．小明说“它打不着我”因为铁锁机械能守恒 4．如图是小明玩蹦极时的情景，不考虑空气阻力，则关于他在下降过程中的说法，正确的是（　　）    A．弹性绳伸直前，小明的重力势能增大，动能减小 B．弹性绳伸直前，小明的重力势能减小，动能减小 C．小明下降到最低点时动能为零，弹性绳的弹性势能最大 D．弹性绳刚伸直时，小明的速度最大，动能最大 5．如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，能上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．弹性绳的弹性势能在A点时最大 B．人在C点时动能最大 C．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 D．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 6．如图所示，在竖直平面内，小球从A点由静止释放，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，在小球摆动的过程中，最终会停在最低点B，下列分析正确的是（　　） A．由A到B的过程中，小球的机械能增加 B．由B到C的过程中，小球的动能全部转化为重力势能 C．小球从C点返回，摆到左侧的最大高度小于C点的高度 D．小球第二次经过B点的速度等于小球第一次经过B点的速度 二、填空题 7．如图所示，蹦蹦杆是一种可以健身的玩具，当你依靠自身重力挤压下端的弹簧时，机械能的转化情况是： 转化为 。 8．肇庆七星岩景区铁索桥旁边有一射箭场，供游客玩耍用。游客李阿姨射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的 能转化为箭的 能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的 能增大。 9．如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时 相同。 10．在第24届北京冬奥会上，我国滑雪运动员夺得单板滑雪男子大跳台冠军，展现出了拼搏精神。赛场是首钢滑雪大跳台，如图甲所示，图乙是大跳台及滑雪过程示意图。当运动员从起滑台A位置起滑，在助滑道滑行获得较大速度，运动员的动能 ，惯性大小 。从跳台末端B位置飞出，在空中做各种比赛动作，最后落在着陆坡的C位置后，完成比赛。若不计空气阻力，运动员从B位置起跳到着地前的过程中，机械能 。 11．判断下列物体具有能量的名称。 ①在水平地面上滚动的铅球： ； ②悬挂在室内的电灯： ； ③玩具汽车中被卷紧的发条： ； ④在空中飞行的波音747客机： 。 三、实验题 12．如图是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置图． （1）若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越 ，木块B被撞得越 ． （2）若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下，比较木块B被撞击后运动距离s的远近．这是为了探究动能的大小与 的关系． 四、计算题 13．作为用于森林灭火、水上/海上救援的大型水陆两栖飞机，AG600飞机系国家航空重大工程研制项目，是首次按照中国民航规章要求研制的大型特种用途民用飞机，为海路航行提供了最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h，最大航程为4500km，巡航速度（经济、节油的飞行速度）为500km/h。某次起飞前，飞机静止在水平跑道上，总质量为51t，轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）起飞后，飞机在空中直线飞行1960km，所需要的最短时间是多少？ （2）飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少？ （3）某次飞机到达目的地降落后，漂浮在水面上，排开水的体积为48m3，此时飞机受到的浮力是多少？ （4）若飞机执行森林灭火任务时，在火点上空沿水平方向匀速直线飞过，并打开水仓洒水，此过程中飞机的机械能如何变化？ 五、简答题 14．我们在公路旁经常看到“严禁超速，严禁超载”的标志，请用学过的物理知识解释其中的道理？（至少说出两点） 15．物体重力势能的大小与其所受的重力及被提升的高度有关，用EP表示，关系式为EP=Gh=mgh，如图所示，光滑的圆弧轨道AB与粗糙平面BC相连，现有一物块由静止开始从A点滑下，经B点进入水平面，最后静止在C点，若水平面上所受阻力为f，从A点到C点重力所做的功全部用来克服阻力做功，请证明BC的长度。 16．据交管部门统计，很多车祸都是车辆超速超载所引起的，对社会和家庭造成了难以弥补的损失。为此，交管部门制定了超载处理办法。请用所学知识回答下列问题： （1）为什么要限载？ （2）司机紧急刹车时，身体会向哪里倾斜，为什么？（请用所学知识解释） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D C C C A C 1．D 【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，弹性势能的大小与弹性形变有关；根据速度、高度、弹性形变程度的变化来分析动能、重力势能和弹性势能的变化情况，从而得出能量的转化情况． 【详解】将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，弹簧发生弹性形变，具有了弹性势能；松手后，弹簧弹性形变变小，弹性势能减小，圆珠笔由静止变为运动，具有动能，圆珠笔的弹性势能转化为动能；圆珠笔上升的过程中，质量不变，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能． 故选D． 2．C 【详解】火箭在加速上升的过程中，质量不变、速度变大，动能变大；质量不变、高度变高，重力势能变大；火箭的机械能是动能和重力势能之和，故火箭的机械能变大。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．C 【详解】A．铁锁来回摆动过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力对铁锁做了功，故A错误； B．铁锁达到左侧最高点瞬间速度为零，此时拉力和重力不在同一直线上且大小不相等，所以二力不是平衡力，则铁锁不是处于平衡状态，故B错误； C．铁锁向下摆动的过程中，质量不变，高度降低，同时速度增大，则铁锁的重力势能减小，动能增大，所以是重力势能转化为动能，故C正确； D．小明说“它打不着我”，是因为铁锁在摆动过程中会受到空气阻力的作用，其机械能逐渐减少，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】AB．弹性绳伸直前，小明的质量不变，高度降低，速度加快，重力势能增大，动能增大，故AB错误； C．小明下降到最低点时速度为0，动能为零，弹性绳的形变量最大，弹性势能最大，故C正确； D．弹性绳刚伸直时，小明受到的力只有重力，方向竖直向下，则小明还将继续做向下做加速直线运动，速度不是最大，动能不是最大，故D错误。 故选C。 5．A 【详解】A．弹性绳在A点时最长，形变量最大，弹性势能在A点时最大，故A正确； B．动能的大小与质量和速度有关，在B点时速度最大，动能最大，故B错误； C．人从A到B的过程中，在B点时速度最大，则速度和高度一直变大，动能和重力势能均增加，故C错误； D．在B点时速度最大，人从A到C的过程中，速度先增加后减小，高度一直变大，动能先变大后变小，重力势能一直增加，故D错误。 故选A。 6．C 【详解】在小球摆动的过程中，最终会停在最低点B，表明在此过程中存在机械能的损失，即由于空气摩擦向内能的转化。 A．由A到B的过程中，小球高度变小，速度增加，重力势能转化为动能，由于存在机械能的损失，小球的机械能减小，故A错误； B．由B到C的过程中，小球高度变大，速度减小，动能转化为重力势能，由于存在机械能的损失，小球的动能一部分转化为内能，并没有全部转化为重力势能，故B错误； C．小球从C点返回，在此过程中存在机械能的损失，即由于空气摩擦向内能的转化，小球的机械能减小，摆到左侧的最大高度小于C点的高度，故C正确； D．小球在此过程中存在机械能的损失，第二次经过B点的机械能减小，重力势能不变，则动能减小，故速度小于小球第一次经过B点的速度，故D错误。 故选C。 7． 重力势能 弹性势能 【详解】[1][2]在挤压过程中，人的质量不变，所处高度减小，重力势能减小。弹簧发生弹性形变的难易程度不变，弹簧的形变越来越大，弹簧的弹性势能越来越大。在此过程中重力势能转化为弹性势能。 8． 弹性势 机械 重力势 【详解】[1][2]用力将弓拉开，弓发生弹性形变，具有弹性势能，在放开箭的瞬间，弓的弹性势能转化为箭的机械能，箭向上飞出。 [3]箭在空中向上飞行的过程中，质量不变，高度变高，因此箭的重力势能增大。 9．速度大小 【详解】在探究动能与质量的关系时，需要保持物体的速度不变，在探究时，让钢球从斜面的同一高度静止滚下，静止在同一高度的钢球具有相同的重力势能，则滚下到斜面底端时，转化为的动能相同，所以此时钢球的速度相同。 10． 增大 不变 不变 【详解】[1][2]当运动员从起滑台A位置起滑，在助滑道滑行过程中其质量不变，速度变大，动能变大，由于质量不变，则惯性不变。 [3]运动员从B位置起跳到着地前的过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的，保持不变。 11． 动能 重力势能 弹性势能 动能和重力势能 【详解】[1]在水平地面上滚动的铅球由于运动具有动能。 [2]悬挂在室内的电灯由于受到重力且处于一定的高度具有重力势能。 [3]玩具汽车中被卷紧的发条由于发生弹性形变具有弹性势能。 [4]在空中飞行的波音747客机由于运动具有动能，由于受到重力且离地面有一定的高度具有重力势能。 12． 大 远 质量 【详解】（1）同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度越高，钢球运动到水平面时速度越大，所具有的动能越大，则木块B被撞得越远； （2）不同质量的钢球分别从斜面相同的高度由静止开始滚下，钢球运动到水平面时的速度相同，比较木块B被撞击后运动距离的远近，根据控制变量法可知探究动能的大小与质量的关系． 13．（1）3.5h；（2）8.5×105Pa；（3）4.8×105N；（4）减小 【详解】解：（1）飞机的最大飞行速度为560km/h，飞机所需的最短时间为 （2）飞机静止在跑道上，对跑道的压力为 F=G=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N 飞机对跑道的压强为 （3）飞机到达目的地降落后，漂浮在水面上，由阿基米德原理可得，飞机受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×48m3=4.8×105N （4）若飞机执行森林灭火任务时，在火点上空沿水平方向匀速直线飞过，并打开水仓洒水，飞机的质量减小，速度不变，动能减小；高度不变，飞机的重力势能减小；飞机在喷洒水时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，机械能等于动能和势能之和，所以飞机的机械能减小。 答：（1）起飞后，飞机在空中直线飞行1960km，所需要的最短时间是3.5h； （2）飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5×105Pa； （3）飞机受到的重力是4.8×105N； （4）机械能减小。 14．见解析 【详解】答：（1）动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大，所以，超速、超载后汽车的动能变大，当遇到紧急情况刹车时，克服摩擦做的功多，制动距离远，容易发生交通事故。 （2）汽车超载增大了对路面的压力，从而增大了对路面的压强，易损坏路面，因此，严禁汽车超载。 （3）超载的汽车质量大，惯性大，遇到紧急情况刹车时，刹车距离长，容易发生交通事故。 15．见解析 【详解】因为圆弧轨道AB光滑，所以物块由静止开始从A点滑下到达B点时，机械能守恒，即动能 W=Ep=Gh=mgh 从A点到C点重力所做的功全部用来克服阻力做功，水平面上所受阻力f，根据W=fs可得，BC的长度 16．（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）速度一定时，质量越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对汽车进行限载。 （2）司机紧急刹车时，脚与车一起因刹车而减速，而身体由于惯性要保持原有速度继续向前运动，所以身体会向哪里倾斜。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$