江西省2016-2020中考物理1年模拟真题分类汇编专题：13机械能及能量守恒定律含解析 13页

1 专题 13 机械能及能量守恒定律 真题再现 1．（2020 江西）给手机快速充电的过程，主要是将电能转化为______能，过一会儿，充电器发烫，这是 通过电流______的方式，增大了物体的内能｡ 【答案】化学做功 【解析】 【分析】 【详解】 [1][2]给手机快速充电的过程，消耗电能，主要产生化学能，主要将电能转化为化学能。过一会儿，充 电器发烫，通过电流做功的方式改变物体的内能。 2．（2019 江西）如图所示，悬挂着两个静止的易拉罐，一个装满湿沙子，另一个是空的． (1)用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐，哪个更难被推动?为什么? (2)用一个较大的力推装满湿沙子的易拉罐，使它来回摆动起来，假如易拉罐摆动到最高位置的瞬间， 绳子突然断了，此刻，易拉罐具有哪种形式的机械能？ 【答案】（1）见解析（2）重力势能 【解析】 【分析】 【详解】 (1)用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐，装满湿沙子的易拉罐质量大，惯性大，运动状态 不容易改变，因此更难被推动； (2)易拉罐摆动到最高位置时，速度为 0，动能为 0，动能全部转化为重力势能，此时，绳子突然断了， 易拉罐只受重力作用，因此易拉罐只有重力势能． 3．（2018 江西）．简单电路是电源、用电器、开关和导线组成的．给充电宝充电时，充电宝相当于简单 2 电路中的_____；充电宝给手机充电时，充电宝相当于简单电路中的_____． 【答案】用电器电源 【解析】 【分析】 【详解】 (1)在给充电宝充电的过程中，充电宝相当于电路组成中的用电器，电能转化为充电宝电池中的化学 能．(2)当充电宝与手机相连时，充电宝相当于该电路的电源，供手机工作，在这个过程中，化学能转 化为电能． 【点睛】 电路由电源、开关、导线、用电器组成，充电宝充电的过程中电能转化为化学能，对外供电的过程中化 学能转化为电能． 4．（2017 江西）如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景．不计空气阻力，请你回答下列 问题： （1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？ （2）乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？请说明理由． 【答案】（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的动能转化为重力势能，其机械能保持不变；（2）乒乓球 运动到最高点时，处于非平衡状态，因为在最高点速度为零，但受到一个重力的作用． 【解析】 【分析】 【详解】 （1）动能的大小与质量和物体运动的速度大小有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关．在乒 乓球上升的过程中，速度变小，动能减小，高度增大，重力势能增大，乒乓球的动能转化为重力势能， 由于不计空气阻力，动能和势能在相互转化过程中，机械能总量保持不变． （2）乒乓球运动到最高点时，虽然速度为零，但受到一个重力的作用，是非平衡力，故处于非平衡状 态． 3 5．（2016 江西）家庭取暖用的电油酊是一种电热器．电油酊工作时，其温度升高是通过电流__________ 的方式改变物体的内能；电油酊周围气温升高是通过__________的方式改变空气的内能． 【答案】做功热传递 【解析】 【详解】 电流通过电油酊时，电流做功把电能转化为内能，使电油酊的温度升高；电油酊周围气温升高是通过热 传递的方式改变空气的内能． 最新模拟 6．（2020·甘肃初三其他）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面，一小球由 A 点以一定的速度 υ沿轨道滚下，经另一侧与 A 等高点 B 后到达最高点 C。下列分析正确是 A．整个过程只有重力在对小球做功 B．小球在 A 点的惯性比在 C 点的惯性大 C．小球在 A 点的动能比在 B 点的动能大 D．小球在 A 具有的机械能等于它在 C 点具有的重力势能 【答案】C 【解析】 【分析】 (1)做功的条件是：有力，且沿力的方向运动一段距离； (2)惯性大小只与质量有关； (3)由于受到的阻力，所以小球下落过程中，有机械能的损失； (4)根据能量转化分析 【详解】 A．小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形 轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故选项 A 分析错误； 4 B．惯性大小只与质量有关，小球在运动过程中，质量不变，其惯性不变，故选项 B 分析错误； C．小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小；小球质量不变，小球在 A、B 两点时的高度相同， 其重力势能相同，因 A 点的机械能大于 B 点的机械能（机械能等于动能与势能的总和），所以可知 A 点 的动能要大于 B 点的动能，故选项 C 分析正确； D．要克服摩擦力做功，机械能减小，故在 A 点具有的机械能大于它在 C 点具有的重力势能，故选项 D 分析错误。 7．（2020·江苏天宁� 常州外国语学校初三其他）如图，“蹦床”是体育比赛项目，床面弹性很大，运 动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为 A 点，能到达的最低点为 B 点， 如图所示，运动员从 B 点反弹回 A 点的过程中，不计空气阻力，则（ ） A．运动员在 B 点速度为 0，受平衡力作用 B．在反弹的瞬间，运动员在 B 点所受重力大于弹簧弹力 C．从 B 点向上运动过程中，运动员的动能先增大后减小 D．从 B 点向上运动过程中，运动员的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【分析】 分析运动员在 B 点时的受力情况做出判断；重力势能大跟质量、高度有关；动能大小的影响因素是质量； 蹦床过程中，存在人的机械能与蹦床间的机械能相互转化过程。 【详解】 AB．运动员在 B 点时（最低点），蹦床弹性形变最大，对人的弹力最大，弹力大于运动员的重力，这两 个力是非平衡力，故 A、B 不符合题意； C．运动员在 B 点时受到蹦床弹力最大，弹力大于人的重力，合力向上，人开始加速向上运动；随着蹦 床形变逐渐变小，弹力逐渐减小，当弹力等于运动员重力时，运动员上升速度开始减小，达到最高点时 速度为零，所以运动员速度先增大后减小，则运动员的动能先增大后减小，故 C 符合题意； D．从 B 点向上运动过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员的机械能增大，故 D 不符 5 合题意。 故选 C。 8．（2020·广西兴业� 初三其他）2020 年 5 月，我国将用长征三号运载火箭发射第 55 颗北斗导航卫星， 实现北斗三号系统全球组网，提供全球服务，北斗系统正式迈入全球时代。长征火箭在加速上升的过程 中，其运载的卫星（） A．惯性变大 B．机械能保持不变 C．动能增加，重力势能减小 D．动能增加，重力势能增加 【答案】D 【解析】 【详解】 长征火箭在加速上升的过程中，质量不变，惯性不变，高度和速度增加，动能和重力势能增加，机械能 增加。 故选 D。 【点睛】 动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关 9．（2020·黄冈市启黄中学初三其他）人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近 地点，最远的一点叫远地点。关于运行的卫星，下列说法错误的是 A．由于不受空气阻力，只有动能和势能的转化 B．从远地点向近地点运动时，动能减小 C．从近地点向远地点运动时，速度减小 D．在远地点和近地点的机械能相等 【答案】B 【解析】 【详解】 AD、由于不受空气阻力，所以卫星在运行过程中只有动能和势能的转化，其机械能是守恒的，卫星在远 地点和近地点的机械能相等，故 AD 正确； 6 B、卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大， 故 B 错误； C、卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，同时速度减小，动能减小， 故 C 正确， 10．（2020·黎平县洪州中学初三一模）关于正在匀速上升的气球，下列说法正确的是（ ） A．动能增加，势能减少，机械能的总量保持不变 B．动能不变，势能减少，机械能的总量保持不变 C．动能不变，势能增加，机械能的总量增加 D．动能、势能、机械能都不变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 正在空中匀速上升的气球，质量不变，速度不变，动能不变。高度不断增大，重力势能增大。由于机械 能等于动能与势能之和，故此时的机械能增加。 故选 C。 11．（2020·山东历城� 初三一模）“一方有难，八方支援”，一场突如其来的疫情打乱了人们正常的 生活节奏，为此，北京紧急调拨 420 吨面粉驰援武汉市场。人们利用了如图所示的传动带将面粉装车， 面粉袋在传送带上匀速上升时（ ） A．动能增加，势能增加，机械能增加 B．动能不变，势能不变，机械能不变 C．动能变小，势能变小，机械能变小 D．动能不变，势能增加，机械能增加 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 面粉袋在传送带上匀速上升时，质量不变，速度不变，其动能不变；同时高度增大，则重力势能增大； 7 因面粉袋的动能不变、重力势能增大，且机械能等于动能与势能的总和，所以面粉袋的机械能增大。 故选 D 。 12．（2020·阳新县富川中学初三其他）如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上 并压缩弹簧．从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度 v 和弹簧被压缩的长度 △l 之间的关系，如图乙所示，其中 b 为曲线最高点．不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性 形变，则小球 A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大 C．运动过程机械能不变 D．在 b 点时重力等于弹力 【答案】D 【解析】 【详解】 A．弹簧的弹力大小与弹簧的形变有关，形变越大弹力越大，A 说法错误； B．动能的大小与速度有关，在质量不变时，速度越大，物体动能越大，由乙图可得小球的速度先增大 后减小，B 说法错误； C．在小球与弹簧发生作用时，有能量转移，即小球的机械能转移到弹簧上，C 说法错误； D．小球在 b 点时速度最大，小球向下的合力为零，即此时重力等于弹力，D 说法正确． 13．（2020·广西藤县� 初三一模）如图所示，“长征”火箭在加速升空过程中 A．惯性变大 B．机械能保持不变 C．动能增加，重力势能减小 D．动能增加，重力势能增加 【答案】D 8 【解析】 【详解】 A．物体保持运动状态不变的性质叫惯性，物体的质量不变、惯性不变，火箭在加速升空过程中，质量 不会变大，故惯性不会变大，故 A 错误； BCD．火箭在加速升空时，火箭质量不变、速度增大，动能增大；火箭的质量不变、高度增加，重力势 能增加；因为动能和势能统称为机械能，所以，机械能增加，故只有 D 正确。 14．（2020·辽宁营口� 初三其他）在抗震救灾中，要空投救灾物资．物资在加速下落的过程中 A．动能不变，重力势能变小 B．动能不变，重力势能不变 C．动能变大，重力势能变小 D．动能变小，重力势能变小 【答案】C 【解析】 【分析】 ①影响动能的因素是质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大； ②影响重力势能的因素是质量和高度，质量越大，高度越大，重力势能越大． 【详解】 根据影响动能和势能大小的因素分析，空投物资在加速下落的过程中： 质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小． 故 ABD 错误，C 正确． 故选 C． 15．（2020·广西初三其他）如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是（ ） A．甲图中，匀速下降的热气球 B．乙图中，加速升空的飞机 C．丙图中，落势待发的火箭 D．丁图中，在同一高度匀速飞行的飞艇 【答案】A 【解析】 9 【分析】 【详解】 A．甲图中，匀速下降的热气球，速度不变，高度下降，动能不变，重力势能减小，机械能减小，故 A 符合题意； B．乙图中，加速升空的飞机，速度变大，高度升高，动能变大，重力势能变大，机械能变大，故 B 不 符合题意； C．丙图中，落势待发的火箭，速度不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，机械能不变，故 C 不 符合题意； D．丁图中，在同一高度匀速飞行的飞艇，速度不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，机械能不 变，故 D 不符合题意。 故选 A。 16．（2020·湖北洪山� 华师一附中初中部初三其他）如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后 把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，直到最后停下。下列说法错误 的是（） A．铁锁下降过程中，重力势能全部转化为动能 B．铁锁摆回后一定不能碰到鼻子 C．铁锁来回摆动过程中机械能逐渐减小 D．铁锁第一次摆动到最低点时，速度最大 【答案】A 【解析】 【详解】 A．铁锁下降过程中，与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，机械能总量逐渐减小，故 A 错误，符 合题意。 B．铁锁摆动过程中，与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，机械能总量逐渐减小，摆回后，无法 达到上次位置，故 B 正确，不符合题意。 C．铁锁摆动过程中，与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，机械能总量逐渐减小，故 C 正确，不 10 符合题意。 D．机械能总量逐渐减小，所以第一次到最低点时动能最大，速度最大，故 D 正确，不符合题意。 故选 A。 17．（2020·广东初三其他）跳伞运动员打开降落伞后在空中匀速下降，此时运动员和伞受到的空气阻 力_____重力（填“>”“<”或“=”），运动员的重力势能_____（填“变大”“变小”或“不变”）； 以_____为参照物，运动员是静止的． 【答案】=变小降落伞 【解析】 【详解】 第一空．运动员打开降落伞后在空中匀速下降，处于平衡状态，受力平衡，因此空气阻力等于重力 第二空．运动员在下落过程中,高度降低了,重力势能变小; 第三空．运动员和降落伞之间的位置没发生变化,所以运动员相对于降落伞是静止的。 18．（2020·哈尔滨市第十七中学校初三一模）如图所示，加油机正在给一沿水平方向匀速直线运动歼 击机加油，以__为参照物，歼击机是静止的；在这个过程中，加油机的机械能在__。（选填“变大”“变 小”“不变”） 【答案】加油机变小 【解析】 【详解】 [1]歼击机是静止的，相对于参照物的位置没有发生变化，故参照物是加油机。 [2]在加油过程中，加油机的高度、速度没有变化，质量在不断减小，机械能变小。 【点睛】 动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关。 19．（2020·江苏天宁� 常州外国语学校初三其他）实验小组的同学用如图所示的装置探究”物体动能 的大小与质量和速度的关系”将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的 木块，将木块撞出一段距离. 11 实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 20 2 40 20 58 3 60 20 （1）本实验使钢球获得动能的操作方法是_______，钢球动能的大小是通过观察________来判断的。 （2）在第 3 次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第 3 次实验，甲同学建议换用同样较长的木板， 乙建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用________同学的建议。 （3）由上述实验数据和现象可得出结论：_____________. 【答案】让钢球从某一高度由静止释放木块移动的距离甲速度一定时，质量越大动能越大 【解析】 【详解】 (1)让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来 体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大； (2)上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距 离的大小表现出来的，因此改变木板的长度，应采用甲的建议； (3)根据表中的数据，可知，速度相同时，质量大的推动木块运动的距离远，故得出结论：速度一定时， 质量越大动能越大。 20．（2020·广西初三其他）在操究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置， 让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，如图甲、乙所示。请完成以下实验。 12 (1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可得出：质量相同时，物体的________越大，动能 越大。对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能________。在甲、乙两 次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力________（选填“相同＂或“不同”）。 (2)如果做图乙实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏，改进图乙实验再与 图甲实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下________方法。 A．换用质量更小的钢球 B．给水平木板铺上毛巾 C．适当降低钢球的高度 D．换用一个较重的硬纸盒 (3)若要採究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是；选择两个不同的钢球，从同一斜面的 ________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下。 (4)小阳在原硬盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，採究影响滑动摩擦力大小的因素，通过 比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力大小与______有关。 【答案】速度越大相同 C 相同压力大小 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]通过比较甲、乙两次实验知道，两球质量相同，释放的高度不同，即达到水平面时的速度不同， 根据硬纸盒被推的远近，可以得出结论是：质量相同时物体的速度越大，动能越大。 [2]重力势能的大小与质量和高度有关；对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高， 重力势能越大。 [3]在甲、乙两次实验中，硬纸盒对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，所以受滑动摩擦力相同。 (2)[4]做图乙实验时，为了防止造成硬纸盒掉落造成损坏，可适当降低钢球的高度，这样小球的动能减 小，撞击纸盒后前进的距离变小，就不会掉落了，同时还控制了质量和接触面相同，故 C 正确，应选 C。 (3)[5]物体的动能与物体的质量和速度有关，若要探究影响动能大小与质量的关系，需要控制小球的速 13 度相同，具体操作方法是：选择两个质量不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。 (4)[6]摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，改变了压力 的大小，可以探究影响滑动摩擦力大小的因素，所以通过比较甲、丙两次实验可得出的结论是：滑动摩 擦力与压力大小有关。