备战2021 中考科学 重难点练习 专题2

备战2021 中考科学 重难点练习 专题2

机械能、机械能守恒与能量守恒1.如图所示，人造地球卫星在从近地点向远地点运动的过程中，下列说法正确的是A.卫星的动能一直增大B.卫星的动能先增大后减小C.卫星的势能转化为动能D.卫星的机械能保持不变【答案】D【解析】从近地点向远地点运动的过程是一个上升的过程，在这个过程中，是由动能转化为重力势能。即动能减小，重力势能增大，机械能不变。2.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。针对该过程，以下说法正确的是（　　）A.动能逐渐增大，机械能增大B.势能逐渐减小，机械能减小C.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变D.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小【答案】C【解析】当卫星从远地点向近地点运动时，卫星质量不变，所处高度减小，重力势能减小；但运动的速度增大，动能增大。减小的重力势能等于增加的动能，也就是说在能量的转化过程中，机械能的总量保持不变。3.9月22日18时左右，天舟一号货运飞船结束在轨五个月正常工作，受控离轨进入大气层。经两次制动，轨道高度不断下降，最后在大气层因摩擦而烧毁。假设飞船绕地球工作时机械能保持不变，轨道如下图，则处于点时，重力势能最大；处于近地点时，飞行速度最。飞船坠落过程中，机械能最终转化为能。 【答案】远地；大；内【解析】略4.如下图所示，“嫦娥一号”卫星成功实施了三次近月制动，顺利完成“太空刹车”动作，建立了正常姿态，进行环月飞行。在制动过程中“嫦娥一号”的机械能__________.（填“增加”“减少”或“不变”）【答案】减小【解析】近月制动，说明相对于月球高度减小，速度减小，卫星的质量几乎不变，高度减小重力势能减小，速度减小动能减小，所以机械能减小。5.我们小时候都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞……，你知道其中能量的转化吗？对于图中荡秋千的小孩，下列分析错误的是（    ）A.小孩在A点具有最大动能B.小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能D.如果没有能量损失，他将一直荡下去C.小孩在B点势能最小【答案】A【解析】从A到B的下降过程和从C到B的下降过程、都是将重力势能转化为动能的过程，在这个过程中，A、C两点位置最高，重力势能最大，此时小孩是静止的，所以动能为零；B点的动能最大，由于位置最低，所以重力势能最小。从B到C的上升过程和从B到A的上升过程是将动能转化为重力势能的过程。A.小孩在A点的重力势能最大，动能为零。故A的说法错误。B.小孩在B点的动能最大，重力势能最小。故B的说法正确。C.从B到C的上升过程中，小孩的动能转化为重力势能，故C的说法正确。 D.在现实中，小孩的高度是越来越低，最后停下来，那是因为在运动的过程中有能量的损失。若没有能量的损失，他将一直运动下去。故D的说法正确。故选A。6.如图所示，在一根结实的细绳的一端栓一个小球，绳子的一端固定在悬挂点O上，做成一个单摆。拉动小球到B处，放手后使它摆动起来，则小球在摆动过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是()A.小球在摆动的过程中拉力做功B.小球在摆动的过程中小球的机械能不守恒C.小球运动到最低处A时，细绳对它拉力与它受到重力平衡D.在摆动到C点，小球的速度为零【答案】D【解析】A.拉力一直垂直运动方向，故拉力不做功；B.在整个运动过程中，只有重力做功。故机械能守恒；C.小球的运动轨迹是一个曲线，根据牛顿第一定律，小球没有受力平衡。D.C点是运动的最高点，故速度为0。故选D。7.一个原长为L的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m的物体挂在弹簧的下端，用手托住物体将它缓慢放下，并使物体最终静止在平衡位置。在此过程中，系统的重力势能减少，而弹性势能增加，以下说法正确的是（）A.减少的重力势能大于增加的弹性势能B.减少的重力势能等于增加的弹性势能C.减少的重力势能小于增加的弹性势能D.系统的机械能增加【答案】A【解析】A、B、C,设物体重力做功为W1,物体克服弹力做功为W2,物体克服手的力做功为W3，则得W1−W2−W3=0得到W1=W2+W3则W1>W2 又重力做的功等于物体重力势能的减小量，物体克服弹力做功等于弹性势能的增加量那么减少的重力势能大于增加的弹性势能，故A正确，BC错误D.由于手用的力做负功，根据功能关系，系统的机械能减小。故D错误。故选A。8.如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球．位置1在O点的正下方，位置4与A点等高，位置2是A与l之间的某点，位置3是l与4之间的某点．小球从A点静止释放第一次过位置l后最高能到达位置4，则下列说法一定正确的是A.小球在A点位置时，刚好受到平衡力的作用B.小球第一次过位置l到达位置3时，如果此时绳子突然断裂，则小球一定仍能到达位置4C.小球第二次过位置1后可能会到达位置AD.研究小球的摆动，能得出动能与势能是可以转化的【答案】D【解析】A.在A点的物体松手后不能保持静止或做匀速直线运动，所以没有受到平衡力的作用。故A错误；B.小球过位置l到达位置3时，如果此时绳子突然断裂，由于小球具有惯性，会继续向前运动；同时受到重力的作用，会向下运动，所以无法到达位置4.故B错误；C.小球从A到1、到4的过程中，如果不考虑空气阻力，机械能守恒，可以到达4的位置；而实际空气有阻力，部分机械能转化为内能，所以小球不能到达4的位置。故C错误；D.小球从A到1过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大。所以此过程重力势能转化为动能；小球从1到4过程中，质量不变，高度增加，重力势能增加；速度减小，动能减小。所以此过程动能转化为重力势能。因此整个过程说明动能和重力势能可以相互转化。故D正确。故选D.9.如图所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释小球,不计空气阻力,小球可在A、F、B三点间来回摆动,A和B是最高点,F是最低点。下列说法正确的是() A.小球到达最低点F时撤去一切外力，由于惯性，它将保持原来的圆周运动B.当小球从A点摆动到F点的过程中，动能转化为重力势能C.当小球到达最高点A时撤去一切外力，它将做匀速直线运动D.当小球摆动到B点时，细线恰好断开，则小球将沿BE方向运动【答案】B【解析】A.小球到达最低点时，速度达到最大值，若撤去一切外力，由于惯性，将保持匀速直线运动状态；故A错误；B.当小球从A点摆动到F点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小；质量不变，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；故B错误；C.当小球到达最高点时，处于静止状态，若此时一切外力消失，据牛顿第一运动定律知，小球将保持静止状态；故C错误。D.由于小球被静止释放，不计摩擦，它可在A、B两点间来回摆动。当小球摆到B点时，小球速度恰好为零，此时若细线恰好断开，则小球只受重力作用而竖直下落。所以，将沿BE方向运动；故D正确。故选D.10.如图，一根不可伸长的细绳一端固定在在O点．另﹣端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P．位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与1之间的某点，位置2是1与3之间的某点，位置4是高于3的某点．不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（　　）A.第一次过位置1后最高能到达位置2B.第一次过位置1后最高能到达位置4C.第二次过位置1后最高能到达位置5D.第二次过位置1后最高能到达位置A【答案】D 【解析】本题中不考虑空气阻力，则小球的机械能守恒，又知道小球能到达的最高点是动能为零的位置，而初始时动能也为零，所以小球在能到达的最高点的重力势能与处于A点时的重力势能相等，则最高位置必然与A点有相同的高度，即第一次过位置1后能到达的最高位置应为3，第二次过位置1后能到达的最高位置应为A，故选项D符合题意，选项A、B、C不符合题意。故选D。11.在盛沙的漏斗下面放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中的细沙匀速流出，经过一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的（）。A.B.C.D.【答案】A【解析】漏斗摆动时,经过最大位移处(左右两个端点)时，漏斗的速度最小，通过相同距离所用时间较长，而细沙匀速流出，则木板上沙子堆积较多；漏斗经过平衡位置时速度最大，通过相同距离所用时间较短，而细沙匀速流出，说明平衡位置堆积的沙子较少。所以沙堆的剖面是B.故选B.12.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．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.d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【解析】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.13.玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动.如图所示，过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A，时而从最高点A飞驰而下．过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化．下列说法正确的是（）A.A点机械能小于B点机械能B.D点动能最大，A点势能最大C.D点动能最大，A点机械能最大D.A点势能最大，机械能最大【答案】B【解析】A、若不计能量损失，过山车从A点到B点机械能守恒，即机械能大小相等，故A错误；B、过山车质量不变，在D点速度最大，所以动能最大；过山车质量不变，在A点高度最大，所以重力势能最大，故B正确；C、过山车在D点动能最大，由于机械能守恒，机械能不是最大，故C错误；D、过山车在A点势能最大，由于机械能守恒，机械能不是最大，故D错误．(动能和势能的转化与守恒【机械能及其转化】)故选B．14.如图，是将一个小球放到光滑的半圆形容器顶端放手后由A点经过B点到达C点的频闪照片．分析小球在不同位置时动能和重力势能的大小，下列说法不正确的是（　　）A.小球从A到B的过程中速度越来越快，动能越来越大B.小球从B到C的过程中速度越来越慢，重力势能越来越大 C.小球在A点和C点的高度相同，重力势能相同D.小球到达C点后如果继续拍照，可以拍到小球高出C点的画面【答案】D【解析】A.从A到B的过程中，高度减小，速度增加，是重力势能转化为动能，说法正确；B.从B到C的过程中，速度变小，高度增加，是动能转化重力势能，说法正确；C.在从A到C的过程中，动能和重力势能的总量不变，而小球在A点和C点的高度相同，重力势能相同，说法正确；D.在A和C处速度为零，不会再向高处运动，说法错误。故选D.15.取一个很轻的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，如图放置在不太陡的斜面上，松开手会发现盒盖向上滚动。关于滚动过程，下列说法正确的是（）。A.由于整体上移，滚动过程中整体的重力势能增加B.虽然整体上移，但滚动过程中整体的重力势能不增加C.向上滚动时动能转化为重力势能D.向上滚动过程可以滚过完整的一圈【答案】B【解析】盒盖很轻，整体质量集中在铁球上，整体上升时，整体质量不变，但是铁球的重心降低，重力势能减小。整体向上滚动时，铁球的重力势能转化为整体的动能。整体可以看成支点在盒盖和斜面接触点的杠杆，盒盖在铁球重力作用下向斜面上滚动，整体向上只能滚过半圈，由于惯性会继续滚到，但是很快又会滚回到铁球的重力方向和支点在同一条直线的位置，最终静止。故选B.16.如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则下列说法错误的是（　　）A.小物块从P向M运动过程中，重力势能减少B.小物块从P向M运动过程中，机械能减少 C.小物块从P向M运动过程中，机械能不变D.弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大【答案】B【解析】A、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A正确；BC、物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失，机械能守恒；小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，机械能不变；故B错误，C正确；D、弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，故D正确．故选：B17.小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是()A.皮球由a到b时，动能逐渐增大B.皮球在b点时的机械能最大C.皮球由c到d时，机械能一直减小D.皮球在a、c两点时动能相等【答案】C【解析】略18.如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（）A.在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左B.乒乓球弹跳时机械能守恒C.乒乓球弹跳时机械能不守恒D.乒乓球运动过程中重力势能一直减小【答案】C【解析】A.从图可知，乒乓球的弹跳高度自左向右越来越低，所以在图中乒乓球的弹跳方向为自左向右，故A错误。B.由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中机械能转化为其他形式的能，所以机械能逐渐减小，故B错误。C.不计摩擦，乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能应等于此过程任一位置机械能的总和，由于与空气的摩擦，上升过程中存在能量的损耗，所以弹起瞬间的动能大于此过程任一位置机械能的总和，故C正确。 D.由于与空气的摩擦，乒乓球运动过程中机械能一直减小，而不是重力势能一直减小，故D错误。故选C.19.如图所示，甲乙丙三个相同的小球从相同的高度以相同的速度分别沿所示的方向抛出,若不记空气阻力,则关于小球落地的速度与落地过程所需要的时间的叙述正确的是（）A.落地速度甲最小,落地最晚B.乙的落地速度大小与落地时间都居中C.落地的速度大小与所需时间都一样D.落地速度大小都一样,但是丙最早落地【答案】D【解析】D正确，落地速度大小（即速率）相同，可有动能定理（机械能守恒也可)判断。重力做的功=末动能-初动能，相同高度，重力做的功一样，初动能相同，可知末动能相同，即落地速度大小都一样，（但注意方向不一样）。20.有甲、乙两个完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是()A.抛出时刻，甲、乙两球的机械能相等B.抛出时刻，甲球的动能小于乙球的动能C.乙球在上升过程中，重力势能转化为动能D.甲球在下落过程中，重力势能增大，动能减小【答案】C【解析】A.甲、乙的质量相同，并且在抛出时的速度及所处的高度相等，所以它们的动能和重力势能相等，机械能相等，符合题意；B.是两个完全相同的网球，又以大小相等的速度抛出，所以两球被抛出时的动能相等，故选项说法错误，不符合题意。C.乙球上升过程中，速度减小，高度增大，是动能转化为重力势能，故选项说法错误，不合题意； D.甲球在空中下落时，其所处高度不断降低，速度越来越大，它的重力势能减小，动能增加，故选项说法错误，不合题意；故选A.21.如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）A.铅球由a→b时，动能逐渐增大B铅球在b点的机械能大于a点的机械能C.铅球由b→c时，机械能逐渐减小D.铅球在c点时动能最大【答案】D【解析】解:A.铅球由a到b时,动能转化为重力势能,动能逐渐减小,重力势能不断增大.不符合题意.B.不计空气阻力,不考虑摩擦生热,机械能守恒。a、b、c三点的机械能相等.不符合题意.C.不计空气阻力,不考虑摩擦生热,机械能守恒.铅球由b到c时,机械能都相等.不符合题意.D.a、b、c三点的机械能相等.机械能=动能+势能.铅球的质量不变,ha>hb>hc.b点的铅球的重力势能大于a点铅球的重力势能大于c点的铅球的重力势能,b点的铅球的动能小于a点铅球的动能小于c点的铅球的动能.所以铅球在c点时动能最大.符合题意.故选D.22.如图，我国空气加油机正在给歼10战斗机加油．加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的（）A.动能增加，势能减小，机械能不变B.动能不变，势能不变，机械能不变C.动能减小，势能不变，机械能减小D.动能增加，势能增加，机械能增加【答案】D【解析】解：战斗机的速度不变，质量不断增大，动能增大．高度不变，质量不断增大，重力势能增大．机械能=动能+势能，动能增大，势能增大，所以机械能增大．故选D．23.如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之间的垂直距离均为h，若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是() A.D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变B.A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能C.B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能D.B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能【答案】C【解析】A.D点与A点相比，势能减少，由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；B.A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B错误；C.若斜面光滑，则B的速度一定大于A的速度，且大于C的速度，则B点的动能大于A点的动能，大于C点的动能；若斜面粗糙，则AB段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度，所以，B点的动能等于A点的动能，但一定大于C点的动能。故C正确；D.木块从B到C，若木块与地面有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，但与A点的动能不确定，故D错误。故选C。24.在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能B.在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等C.从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能D.在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等【答案】C 【解析】A.从a点向b点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有滑动摩擦，少部分转化成内能，故A错误；B.在a点速度都为零，说明在a点动能都为零，但是水平速度不可能为零，故c点动能不为零，说明两点高度不同，所以，重力势能就不相同，故B错误；C.从c点下落到d点过程中，忽略空气阻力，高度减小、速度增大，则重力势能全部转为动能，故C正确；D.从a点运动e点的过程中，有阻力做功，故机械能不守恒，即a点和e点机械能不相等，故D错误。故选：C。25.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.若实心球重20N，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为2.7m，则（）A.实心球到达最高点时动能为零B.从最高点到落地点重力做功为零C.实心球从最高点到落地点的过程中将重力势能转化为动能D.实心球在空中飞行时小明一直对球做功【答案】C【解析】A.实心球到达最高点时会继续往前运动，故有速度，动能不为零．A不正确.B.从最高点到落地点过程中，球在重力方向上移动了一段距离，所以重力做了功，重力做功不为零．B不正确．C.实心球从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度越来越小，速度越来越快，所以重力势能越来越小，动能越来越大，将重力势能转化为动能．C正确．D.实心球在空中飞行时，小明对球没有了力的作用，所以小明对球不做功．D不正确．26.如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（） A、男演员的质量必须要大于女演员的质量B、甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能C、男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能D、女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等【答案】C【解析】解: A.甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处,由于乙处高于甲处,男演员的机械能一定大于女演员的机械能,男演员向上跳起,同时具有动能和重力势能,女演员到达乙处静止不动,只具有重力势能,所以男演员的质量不一定大于女演员质量.如果男演员自由下落时,男演员的质量一定大于女演员质量.不符合题意.B.男演员向上跳起,同时具有动能和重力势能,女演员到达乙处静止不动,只具有重力势能,男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能.如果男演员自由下落时,男演员的重力势能一定大于女演员重力势能.不符合题意.C.由于存在阻力,克服阻力做功,机械能转化为内能,机械能不断减小,所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能.符合题意.D.女演员弹起时动能转化为重力势能,由于存在阻力,克服阻力做功,动能没有完全转化为重力势能,所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能.不符合题意.故选C.27.如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时的速度分别为V1、V2、V3，则：（　　）A.V1＞V2＞V3B.V1＜V2＜V3C.V1=V2=V3D.无法确定 【答案】C【解析】小球从抛出到落地，发生了重力势能和动能的转化；在不计空气阻力和摩擦的条件下，转化过程中，机械能守恒，即机械能的总和不变。小球抛出时的机械能与小球落地时的机械能相等；而小球落地时的势能为零，故机械能大小就是动能大小，即动能相等所以速度相同，v1=v2=v3.28.如图AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度,让小球由A点静止开始自由落下,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)，则小球离开B点后的运动轨迹a，b，c，d最符合实际的是，小球到达运动轨迹最高点时动能（“有”或“没有”）。【答案】C,有。【解析】由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒；小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能；整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的；c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合实际；d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不可能。所以符合实际的是c。29.“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目．如图9-9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.不变B.变大C.变小D.先变大后变小 【答案】D【解析】越过Q点后，由绳子被拉长，发生弹性形变产生弹力，即对人的拉力；因此人共受两个力的作用，即：人的自重G，绳子的拉力F；分三个过程讨论：①如图①，刚越过Q时，G>F，此时人受到的合力方向向下，加速运动，速度不断增加；在人的质量不变时，速度越大，则动能越大；②如图②，当人刚好下落到G=F时，人受到的合力为零；人不再做加速运动，速度达到最大，动能也最大；③如图③，当人继续下落，且处于G

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