初中物理动能和势能的大小变化试题

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阳光动力2号

如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 $72m$，比一种大型波音飞机的翼展还要宽 $3.5m$；机长 $22.4m$，接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有 $2300\mathit{kg}$，与一辆中型轿车相差无几。

“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70\mathit{kW}$的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。

白天，它会爬升到 $9000m$的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500m$高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 $1.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，这个密度值表示的物理意义是：　                                                　。

（2）机身上的太阳能电池以最大功率工作，在 $30\mathit{min}$的时间内产生　       　 $\mathit{kW}·h$的电能。

（3）“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能　      　（填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”）。

下列关于能量的说法中正确的是 $($　　 $)$

A．在北方很多地区充分利用风力来发电，风能属于可再生能源

B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量

C．“神舟”飞船在加速升空过程中，它的动能增加，机械能不变

D．汽油机做功冲程中，将机械能转化为内能

近年来，人们致力于研发以电池为动力的纯电动汽车，期望更加节能环保、安全而高效，并取得了长足的进步，对于某成熟品牌的电动汽车，已知其质量恒为 $m$，在水平路面上行进过程中所受阻力恒定（不计空气阻力）。

（1）该汽车匀速爬上倾角为 $30°$的斜坡时，汽车的动能　    　，重力势能　    　，机械能　    　（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（2）若斜坡长为 $L$，爬坡速度为 $v_1$，求汽车爬坡所用时间；

（3）如果该汽车以 $v_2$的速度在水平路面上行驶，且牵引力的功率为 $P$，行驶 $t_2$时间内，消耗的电能为 $E$，求：在这个过程中，摩擦阻力大小及汽车的效率；

（4）若汽车在相同的水平路面上以 $\frac{1}{2}{v}_2$的速度匀速行驶时间为 $t_3$，试求牵引力在 $t_3$时间内做的功。

如图所示，无人机水平飞行过程中，机上悬挂小球的细线向左偏，且小球与无人机保持相对静止，不计空气阻力，则在飞行过程中 $($　　 $)$

A．无人机一定是向右飞行的

B．小球的运动状态保持不变

C．小球的机械能可能减小

D．若剪断细线，小球将向左下方运动

如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由零逐渐增大的水平作用力 $F$压在物块上，墙壁足够高，则物块 $($　　 $)$

A．运动速度变大B．所受摩擦力变大

C．动能先变大后不变D．机械能先减小后不变

2月22日，一架 $\mathit{ARJ}21$飞机从上海起飞，在内蒙古顺利降落，标志着国产喷气客机开启商业运营新征程，在空中飞行时，机翼上方空气流速比下方大，所以机翼上方空气压强比下方　　，飞机外壳与空气摩擦，温度升高。这是通过　　的方式增加内能，降落时，在逐渐靠近地面过程中飞机的重力势能　　。

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。

城市里尘土飞扬，空气中灰尘的运动　　（是 $/$不是）分子运动，如图是某城市新型除尘洒水车，洒水车在水平公路上一边向前匀速直线行驶一边向高空喷水雾，在此过程中，洒水车的机械能　　（变大 $/$变小 $/$不变），以洒水车为参照物，路边的树木是　　（运动 $/$静止）的，洒水车喷雾时后方常会出现彩虹，这是光的　　现象，最早通过实验研究这一现象的科学家是　　。

如图，一个小球在地面上弹跳，下列分析错误的是 $($　　 $)$

A．小球从 $A$处到 $B$处重力势能增大

B．小球从 $B$处到 $C$处动能增大

C．小球在 $B$处比 $D$处重力势能大

D．小球在 $A$、 $C$、 $E$三处机械能总量相等

如图为一辆正在匀速行驶喷射水雾的环保车，它的动能　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$，水雾喷出后一会儿就消失了，其中发生的物态变化是　　，此过程需要　　热。

北京世园会上，车身离地 $30\mathit{cm}$高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的 $($　　 $)$

A．动能不变，重力势能不变B．动能不变，重力势能变大

C．动能变大，重力势能不变D．动能变大，重力势能变大

如图所示，快递公司尝试用无人机运送包裹，在带着包裹匀速飞行过程中，无人机受到的升力的施力物体是　　，包裹的动能　　（填“变大”、“变小”或“不变” $)$，以无人机为参照物，包裹是　　的（填“运动”或“静止” $)$

2017年4月20日，搭载着“天舟一号”货运飞船的长征七号运载火箭在海南文昌发射中心升空，“天舟一号”进入太空后，与“天宫二号”自动对接成功，如图，以下说法中正确的是 $($　　 $)$

A．火箭升空时，“天舟一号”的重力势能不变

B．对接成功后，以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”是静止的

C．“天宫二号”的太阳能电池板工作时将光能转化为化学能

D．“天舟一号”进入太空后，质量减小

2016年8月，我国成功发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在火箭携带卫星加速升空的过程中，以火箭为参照物，卫星是　　的，卫星的机械能　　（增大 $/$减小 $/$不变）。

如图所示，我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号，由长征七号运载火箭发射升空，地面控制中心通过　　波向它发出指令，这种波在真空中传播速度为　　 $m/s$。天舟一号在随火箭加速上升过程中，动能　　（选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），机械能　　。