初中物理动能和势能的转化与守恒试题

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：

（1）将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
根据上述三次实验，回答下列问题：
（1）钢球沿斜面滚下过程中，重力势能  动能 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）观察木块被撞击后移动距离的长短，是为了判断           ；这里用到的物理学研究问题的方法叫     法；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
（3）为探究动能大小与物体运动速度的关系，应选用 两个图来分析。
（4）分析乙、丙两图，得到的实验结论是                                    。

跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小金的质量为50千克，每次跳起高度约为6厘米（人整体上升，如图所示），一分钟跳100次，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	向上起跳过程中小金的动能持续增大
B．	在整个跳绳过程中小金的机械能守恒
C．	小金跳一次克服重力做功约3焦
D．	小金在这一分钟内跳绳的功率约为50瓦

如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能   B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；此过程中皮球的机械能  （选填“增大”、“减小”或“不变”）。

下列说法中，错误的是（  ）

A．甲图表明：被举高的物体具有重力势能

B．乙图表明：在内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能

C．丙图表明：气体对外做功，内能减少，温度降低

D．丁图表明：小明在自家小区滑滑梯时，动能增加，重力势能减少，机械能不变

如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直．B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是

A．从O点到C点运动员速度一直减小

B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大

C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小

D．从O点到A点运动员的机械能不变

张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放，不考虑空气阻力，关于人在蹦极下降过程中的能量分析，下列选项中正确的是 $($ 　　 $)$

A．	弹性绳绷直前，人的重力势能减小，动能增大，机械能增大
B．	弹性绳刚好绷直时，人的重力势能最小，动能最大
C．	下降到最低点的过程中人的机械能守恒
D．	下降到最低点时，人的重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大

频闪照片是研究物体运动的重要手段．如图所示，是橡胶小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2 位置的高度一样．下面说法中正确的是（   ）

A．小球弹跳上升到最高点3位置的瞬间是静止的，不受任何力的作用

B．小球在1、2 位置的重力势能相同，且机械能大小也相同

C．小球在1、2 位置的重力势能相同，机械能1比2位置时要大

D．小球在2 位置的重力势能比1位置时小，且机械能也比1位置时小

如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在 $t_1\text{"}C{t}_3$ 三个时刻中具有的动能分别是 $E_1$ 、 $E_2$ 、 $E_3$ ，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是 $($ 　　 $)$

A．

$E_1<E_2<E_3$

B．

$E_1>E_2>E_3$

C．

$E_1<E_2=E_3$

D．

$E_1=E_2<E_3$

2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船，5月30日，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B．	天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C．	天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D．	对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态

如图所示为游乐园过山车的轨道示意图。过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力 　　（选填"不"或"要" $)$ 做功，过山车重力势能 　　（选填"增加"、"减少"或"不变" $)$ 。

根据题目所给信息，判断以下说法正确的是 $($　　 $)$

A．图甲，工人用 $200N$的力将重 $300N$的物体匀速提升 $3m$（忽略绳重和摩擦），则滑轮组的机械效率为 $75\%$             

B．图乙，将质量为 $1\mathit{kg}$的物体从距离地面 $1.6m$的高度沿水平方向以 $2m/s$的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地，整个过程中机械能保持不变。则落地时的速度为 $5m/s$（重力势能表达式 $\mathit{mgh}$，动能表达式 $\frac{1}{2}m{v}^2$）

C．图丙为汽车四冲程汽油发动机。发动机每个工作循环吸入或排出气体的体积为 $2L$，吸气冲程中，吸入汽油和空气的混合物，混合物密度 $\rho =1.44\mathit{kg}/m^3$，汽油和空气的质量之比为 $1:15$，汽油的热值 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。发动机 $1\mathit{min}$转动1200转，发动机效率为 $40\%$，则汽车在 $1\mathit{min}$内做的有用功是 $1.99\times {10}^{6}J$             

D．图丁是大亚湾核电站。以原子核 ${}_{92}^{235}U$为燃料，当 ${}_{92}^{235}U$俘获一个慢中子后发生的裂变反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量，单位为 $u$。伟大的爱因斯坦认为，质量与能量相互转化，裂变过程中总质量减少，转化为核能。已知减少1个 $u$的质量对应产生的能量为 $9.3\times {10}^2\mathit{MeV}$．根据以上信息，此裂变反应释放出的能量约为 $180\mathit{MeV}$

在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为 $m$的小球悬挂起来，将小球从位置 $B$拉到位置 $A$，由静止释放小球，观察小球从 $A\to B\to C$的过程中的高度和速度的变化，并测出了小球在 $A$、 $B$、 $C$三个位置时动能和重力势能的值，从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如表所示。

运动过程或位置	$A$	$A\to B$	$B$	$B\to C$	$C$
动能 $E_k\left(J\right)$	0	增加	4.98	减少	0
重力势能 $E_P\left(J\right)$	5.00	减少	0	增加	4.97

（1）小球在图中的 $C$位置，受到　　个力的作用。

（2）从实验中可以看出，小球从 $A\to B$的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为　　；在能量转化的过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球由于受到　　造成的。

（3）在实验中，如果换用质量为 $2m$的小球，其他条件不变。那么，小球到达 $B$位置时的机械能　　质量为 $m$的小球到达 $B$位置时的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。

2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星，如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大，机械能守恒

B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能增大，动能减小，机械能守恒

C．卫星从近地点运行到远地点，重力势能增大，动能增大，机械能不守恒

D．卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小，动能减小，机械能不守恒

如图所示是踢毽子时的情景。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．毽子在向上运动过程中，若所受的力都消失，会落向地面

B．毽子向下运动时速度越来越大，是因为受到重力作用

C．毽子在下落过程中，机械能增加

D．毽子落在水平地面上时，受到的重力和支持力是一对相互作用力

阅读短文，回答下列问题：
汽车安全带
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲．安全带结构一般由软带、等部分组成．汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛．当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全．

（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害．这时人和车具有的      能也急剧变化．
（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将      （变大/变小/不变）．
（3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是     

（4）下列说法正确的是     

A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩

B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用

C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些

D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动．