2022届中考物理知识点梳理精炼：机械能练习题

这是一份2022届中考物理知识点梳理精炼：机械能练习题，共14页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共20小题）
1. 如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是
A. 运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变
B. 足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大
C. 足球从被顶出至刚落地的过程中，足球机械能减小，内能增大
D. 足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力

2. 如图所示是两名运动员表演杂技的情景。关于运动员下降过程中正确的说法是
A. 动能减少，重力势能增加B. 动能增加，重力势能增加
C. 动能增加，重力势能减少D. 动能减少，重力势能减少

3. 下列事例中，机械能转化为内能的是
A. 爆竹点燃后腾空而起
B. 一壶水在火上加热沸腾后顶起壶盖
C. 冬天晒太阳取暖
D. 铁锤敲打铁块，铁块发热

4. 如图所示，小亮沿滑梯匀速下滑，下列说法中正确的是（不计空气阻力）
A. 他只受重力和摩擦力的作用
B. 他只受重力和支持力的作用
C. 他的重力势能转化为动能，机械能不变
D. 他的重力势能减小，动能不变，机械能减少

5. 如图所示，在"歼 −20 "飞机加速向上运动的过程中，关于飞行员的能量分析，下列说法正确的是
A. 动能增加，重力势能不变B. 动能不变，重力势能增加
C. 机械能总量不变D. 机械能总量增加

6. 5 月 15 日，天间一号着陆巡视器成功着陆于火星，这标志着我国首台火星车“祝融号”开启探索之旅。下列表述与实际不相符的是
A. 火星车表面铺设“纳米气凝胶”板，是利用了该材料密度极小、导热性极差的属性
B. 火星车上安装的“蝴蝶型”太阳能帆板可将太阳能转化为电能
C. 着陆器在临近火星表面悬停时，它受到的力一定是平衡力
D. 着陆器下降至着陆点的过程中，动能变大，重力势能变小，机械能变小

7. 牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是
A. 重力势能转化为动能，动能增加
B. 动能转化为重力势能，动能减小
C. 动能转化为重力势能，重力势能增加
D. 无能量的转化，重力势能和动能不变

8. 如图，质量为 2m 的物块 P 下方连接有一个质量为 m 的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为 2m 的物块 Q。将它们由静止释放，在物块 P 下落到地面的过程中，P 、 Q 间细线拉力大小为 F。（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）
A. 钩码落地前 F=3mg，Q 的机械能增大
B. 钩码落地前 F2mg，P 的机械能减小

9. 小孩在荡秋千游戏中，从最低处荡到最高处。关于动能和重力势能的转化的叙述，正确的是
A. 动能增大，重力势能增大B. 动能减小，重力势能增大
C. 动能不变，重力势能增大D. 动能不变，重力势能不变

10. 商场的自动扶梯将小明从二楼匀速送到四楼过程中，小明的
A. 势能增加，机械能不变B. 动能减少，势能增加
C. 动能不变，机械能增加D. 动能增加，势能不变

11. 2020 年 6 月，我国自主研发的北斗卫星导航系统的最后一颗组网卫星“北斗三号”发射成功。如图，卫星在大气层外运行，不受空气阻力，下列说法正确的是
A. 卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大
B. 卫星从远地点运行到近地点，势能增大，动能减小
C. 卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大
D. 卫星从近地点运行到远地点，势能减小，动能减小

12. 物体从粗糙的斜面滑下来，则
A. 机械能不变，内能不变B. 机械能增加，内能不变
C. 机械能减少，内能减少D. 机械能减少，内能增加

13. 一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法，拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始，每隔 0.3 s 曝光一次，得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片，如图所示。已知运动员从 a 点到 d 点可视为沿竖直方向运动，通过 ab 、 bc 和 cd 的时间间隔均为 0.6 s，空气阻力不能忽略。对于运动员从 a 点到 d 点的下落过程，下列分析中正确的是
A. 运动员下落过程中的速度的大小保持不变
B. 运动员所受的重力在 ab 段所做的功等于在 cd 段所做的功
C. 运动员所受的重力在 ab 段做功比在 cd 段做功慢
D. 运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能

14. 在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是
A. 运动员上升到最高点时重力势能为零
B. 运动员下降过程中机械能增大
C. 运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能
D. 运动员弹离蹦床后，上升的过程中弹性势能转化为动能

15. 如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从 A 点由静止释放，到达 D 点后返回，B 、 C 两点等高。下列说法正确的是
A. 球在 B 、 C 两点的动能相等
B. 球在 A 、 D 两点的机械能相等
C. 球从 B 点到 O 点的过程中机械能减少
D. 球从 O 点到 C 点的过程中重力势能减少

16. 如图所示的一款多米诺骨牌，每张骨牌呈长方形。若第一枚骨牌翻倒，会导致其余骨牌产生连锁反应翻倒。关于多米诺骨牌的物理现象解释，以下说法正确的是
A. 骨牌倒下过程中动能转化为重力势能
B. 它们依次倒下的速度会越来越慢
C. 每张骨牌倒下时的动能都一样大
D. 所有骨牌倒下后的机械能总和减小

17. 一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示），甲中装水，乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从 O 处静止释放，下落到 P 处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从 O 处到 P 处的下落情况，则小球
A. 重力势能变化量不相同B. 获得的动能相同
C. 在食用油中重力做功慢D. 机械能不变

18. 某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处 O 点开始下落，A 点是弹性绳的自由长度，在 B 点运动员所受弹力恰好等于重力，C 点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力 F 的大小随时间 t 变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是
A. 从 A 点到 B 点过程中运动员加速下落
B. 从 B 点到 C 点过程中运动员重力势能增大
C. t0 时刻运动员动能最大
D. 运动员重力大小等于 F0

19. 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

20. 运动员站在地面用力竖直下抛乒乓球，球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置．下列有关说法中正确的是
A. 球开始下落时动能为零
B. 球弹跳到原抛球位置时仍具有动能
C. 球离地后的上升过程中势能转化为动能
D. 球在整个运动过程中机械能增加

二、填空题（共5小题）
21. 如图所示，人造地球卫星从近地点运动到远地点过程中，它的 能转化为 能，在近地点的速度比它在远地点的速度 。

22. 2021 年 4 月 29 日，天和核心舱成功发射，标志着我国空间站在轨组装建造全面展开，搭载空间站天和核心舱的长征五号 B 遥二运载火箭成功升空，火箭向下喷火，自身腾空而起，是因为物体间力的作用是 的；火箭腾空而起的过程其机械能 （选填“不变”、“增大”或“减小”）。

23. 物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的 A 、 B 两球连在一起，A 球重 4 N 、 B 球重 5 N。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），轻绳的拉力 N。

24. 中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重 0.5 N 的鸡蛋从 20 m 高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为 能，重力对鸡蛋所做的功为 J。

25. 现代农业利用喷药无人机喷洒农药，安全又高效。如图所示，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷洒农药，此过程中，喷药无人机的动能 ，机械能 。（均填“变大”“变小”或“不变”）

三、简答题（共4小题）
26. 许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的?人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化?（不计空气阻力）

27. 如图所示，足够长的粗糙水平桌面上静止一木块，轻质无弹性细线的一端系在木块上，另一端绕过定滑轮挂有托盘。往托盘中添加砝码后，木块向右做加速运动，在木块运动一段时间的过程中，请判断木块增加的动能 E 与砝码重力做的功 W 的大小关系，并通过完整分析阐述理由。（不计托盘质量、空气阻力、细线与滑轮间的摩擦）

28. 2011 年蹦床世锦赛中我国运动员以优异成绩夺得金牌和奖牌总数第一。设想有一个重物从蹦床上方某点下落，经蹦床反弹后上升。请你说说这个过程中机械能是如何转化的。

29. 把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回来。出于安全考虑。
（1）你需不需要躲开? 。
（2）为什么? 。

四、计算题（共4小题）
30. 在一次物理拓展课上，老师用如图所示的装置为大家讲解了重力势能和动能的计算公式。重力势能的表达式为 Ep=mgℎ，动能的表达式为 Ek=12mv2。在能量守恒的状态下，物体的重力势能会全部转化为动能，两者大小相等。在动能全部转化为某个力做的功时，两者在数值上也是相等的。如图所示，图中半径为 r=0.45 m 的 14 光滑圆弧轨道 AB 与粗糙平面 BC 相连，质量 m=2 kg 的小物块由静止开始从 A 点滑下，经 B 点进入水平面，最后静止在 C 点。求：（g 取 10 N/kg）
（1）小物块在 A 点的重力势能?
（2）小物块经 B 点时的速度大小?
（3）小物块沿水平面运动过程中克服摩擦力做多少功?
（4）若将 BC 面换成平直光滑的轨道，则小物块的做功情况是怎样的?为什么?

31. 人类探索太空的奥秘的过程中产生了大量垃圾，为探究太空垃圾对飞行器造成的危害，科学家做了一个模拟太空实验：用质量约为 1 g 的塑料圆柱体代替垃圾碎片，用固定不动的大块铝板代替飞行器，当塑料圆柱体以 6700 m/s 的速度撞击铝板时，在铝板上形成一个比塑料圆柱体直径大好多倍且表面光滑的圆形大坑，如图所示，请你解释铝板上光滑圆形大坑的形成原因。（物体的动能 E=12mv2）。

32. 如图所示，质量为 m 的小球从 A 点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动（其中 BC 段水平）。已知重力势能为 E势=mgℎ（ℎ 为小球离轨道 BC 的高度，当小球运动到 B 点时，ℎ=0），动能为 E动=12mv2（v 为小球运动的速度）。
（1）小球在 A 点的机械能 E机= （用题目所给物理量符号表示）。
（2）小球从 A 点静止释放到达 B 点时的速度为 vB。
① 请根据题目所给信息，推导出 vB=2gℎ。
② 根据 vB=2gℎ，推测 vB 与小球的质量 m 是否有关。
（3）现有形状大小相同的小球，这些小球有的质量相等，有的质量不等，写出验证你的推测的实验步骤（若有需要，可补充器材）。

33. 有甲、乙两个运动物体，甲的机械能为 9 J，乙的机械能为 17 J。已知甲的动能是乙的 2 倍，乙的势能是甲的 3 倍。求甲、乙物体的动能和势能分别是多少?
答案
第一部分
1. C
【解析】运动员在跑步阶段不一 定匀速，所以运动状态可能改变，故A错误；
足球与运动员相互作用的过程中，弹性势能先增大后减小，故B错误；
足球从被顶出至刚落地的过程中，有空气阻力，部分机械能转化为内能，所以机械能减小，内能增大，故C正确；
足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力不在同一物体上，不是一 对平衡力，故D错误。
2. C
3. D
4. D
5. D
【解析】本题考查了动能和重力势能、机械能的知识，难度较小。飞机加速上升，速度变大，而飞行员的质量不变，因此动能增加；向上运动是指飞行员的高度变高，重力势能增加；机械能等于重力势能与动能之和，机械能总量增加。正确选项为D。
6. D
7. A
8. B
9. B
【解析】从最低处荡到最高处，速度越来越小，动能减小，高度越来越高，重力势能增大，即动能转化为重力势能；所以A、C、D不符合题意，只有B符合题意。.
10. C
11. A
12. D
13. C
【解析】运动员下落过程中是加速运动，选项A错。ab 段距离小于 cd 段距离，运动员所受重力在 ab 段所做的功较小，选项B错。由于受到空气阻力，部分机械能转化为内能，选项D错。
14. C
15. C
【解析】由荡秋千的简化模型可知，此过程重力势能与动能相互转化，但由于受空气阻力影响，机械能逐渐减少，B 、 C 两点等高，重力势能相等，但 C 点的机械能小于 B 点的机械能，故 C 点的动能小于 B 点的动能，A项错误；D 点的机械能小于 A 点的机械能，B项错误；球从 B 点到 O 点的过程中，机械能减少，部分机械能转化为内能，C项正确；球从 O 点到 C 点的过程中，高度增加，重力势能增大，D项错误。
16. D
【解析】骨牌倒下过程中，高度下降，重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错误。前一张骨牌倒下的动能会转移到后一张骨牌上，使每张骨牌倒下时的动能都将比前一块骨牌的动能大，所以它们依次倒下的速度会越来越快，故B、C错。所有骨牌倒下后，重力势能减小，一部分重力势能转化为内能，机械能总和减小。
17. C
【解析】两个完全相同的金属小球从 O 处静止释放，下落到 P 处，下落的高度相同，小球的质量相同，则小球的重力势能变化量相同，故A错误；
小球在食用油中下落的时间更长，则小球在食用油中的速度小，质量相同，小球在食用油中的动能小，故B错误；
小球的质量相同，重力相同，根据 P=Wt=Gℎt=Gv 可知，小球在食用油中重力做功慢，故C正确；
小球在运动过程中受到液体的阻力，克服阻力做功，机械能会变小，故D错误。
18. A
19. D
【解析】铅球由 a→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。A不符合题意。
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。B不符合题意。
不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。铅球由 b→c 时，机械能都相等。C不符合题意。
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，ℎb>ℎa>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。D符合题意。
20. B
【解析】由于乒乓球不是自由下落，是运动员向下抛的，所以球在开始下落时的速度不是零，故动能不是零，故A错误；据题目可知，球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置，所以当乒乓球反弹至原位置时仍是运动的，即此时仍有动能，故B正确；球离地后的上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，同时高度增加，势能增大，所以是将动能转化为势能的过程，故C错误；球在整个运动过程中，会与空气、地面摩擦，故会损失掉一部分机械能，故机械能减少，故D错误；
第二部分
21. 动；重力势；大
22. 相互；增大
23. 减小；0.5
24. 动；10
25. 变小；变小
【解析】无人机沿水平方向匀速飞行，均匀喷洒农药时，无人机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能变小，重力势能变小，机械能变小。
第三部分
26. 势能转化为动能；动能和重力势能减小、蹦床的弹性势能增大
27. 木块增加的动能 E 小于砝码重力做的功 W。因为在往托盘中加砝码后，木块和砝码都会做加速运动，而且木块在桌面上运动时要克服摩擦力做功，因此砝码重力做的功会转化为木块和砝码的动能及由于摩擦产生的内能。所以木块增加的动能 E 小于砝码重力做的功 W。
28. 重物在最高点时重力势能最大，当与蹦床将要接触时具有一定的动能。重物与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，重物的动能转化成蹦床的弹性势能。当床面达到最大形变时弹性势能最大，重物的速度为 0，动能最小。床面在恢复原状过程中，弹性势能转化成重物的动能。重物在上升过程中，动能转化为重力势能。
29. （1） 不需要
（2） 因为即使不考虑空气阻力和绳子摆动时的能量耗损，机械能守恒，锁摆回来也只能达到和放开时一样的高度，也就是自己的鼻子附近，并不会撞击到自己，所以不需要躲开。
第四部分
30. （1） 9 J
【解析】小物块在 A 点的重力势能：Ep=mgℎ=2 kg×10 N/kg×0.45 m=9 J。
（2） 3 m/s
【解析】物块由 A 点滑到 B 点的过程中，经过的是光滑圆弧轨道 AB，没有摩擦，物体的重力势能全部转化为动能，即 Ep=Ek=9 J，在 B 点时，物体的动能 Ek=12mv2，所以小物块经 B 点时的速度：v=2Ekm=2×9 J2 kg=3 m/s。
（3） 9 J
【解析】小物块沿水平面运动过程中只有摩擦力做功，物体先运动，最后静止，原先所具有的能量全部用来克服摩擦力做功了，所以小物块沿水平面运动过程中克服摩擦力做功：W=Ek=9 J。
（4） 若将 BC 面换成平直光滑的轨道，则小物块不做功，因为在力的方向上没有距离。
【解析】若将 BC 面换成平直光滑的轨道，则小物块在水平面上只受重力和支持力，重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上，在力的方向上没有移动距离，所以小物块此时不做功，即做功为零。
31. 动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大。
当塑料圆柱体以 6700 m/s 的速度撞击铝板时，产生的动能为
E=12mv2=12×10−3 kg×(6700 m/s)2=22445 J，
由以上计算可知，质量约为 1 g 的塑料圆柱体以 6700 m/s 的速度撞击铝板时，产生了巨大的内能，所以铝板上会形成光滑圆形大坑。
32. （1） mgℎ
【解析】小球在 A 点时是静止的，不具有动能，但具有重力势能，则小球在 A 点的机械能 E机=mgℎ。
（2） ① 小球从 A 点静止释放到达 B 点时的速度为 vB，由于没有空气阻力和摩擦，小球的机械能是守恒的，且小球在 A 点的机械能 E机=mgℎ；到达 B 点时，高度为 0，重力势能为 0，此时小球的机械能等于动能大小，即 E机=12mvB2，则：mgℎ=12mvB2，整理得：vB=2gℎ
② 根据 vB=2gℎ 可知，vB 的大小与小球的质量 m 没有关系
（3） 需补充停表。①让一个小球从轨道上的 A 点由静止开始滚下，用停表测出小球从 B 运动到 C 时的时间；②让另一个质量不同的小球从同一轨道上的 A 点由静止开始滚下，用停表测出小球从 B 运动到 C 时的时间；③再换用质量不同的小球，重复上面的实验。实验结束后对比测址的时间的关系，如果时间都相等，即小球到达轨道底端的速度都相等，则说明小球的速度与质量无关。
【解析】要验证速度与质量是否有关，需要测出路程和时间，故实验中需要补充停表；根据控制变量法实验思想设计实验操作步骤即可。
33. Ek甲 为 4 J，Ek乙 为 2 J；Ep甲 为 5 J，Ep乙 为 15 J
【解析】设甲的动能为 Ek甲，则势能为 9 J−Ek甲；乙的动能为 Ek乙，则势能为 17 J−Ek乙，
由题意，得 Ek甲=2Ek乙 ⋯⋯①；17 J−Ek乙=3(9 J−Ek甲) ⋯⋯②，
解由 ①、② 组成的方程得 Ek甲=4 J，Ek乙=2 J，
所以甲具有的势能为 Ep甲=9 J−4 J=5 J；乙具有的势能为 Ep乙=17 J−2 J=15 J。