初中物理动能和势能的转化与守恒试题

如图所示，水桶通过定滑轮与水平桌面上的滑块相连，当沙桶和沙的总重为 $5N$时，滑块水平向左做匀速直线运动，若不考虑空气阻力、绳重及滑轮和轴之间的摩擦，下列分析正确的是 $($　　 $)$

A．当沙桶落地后，由于惯性滑块继续向左运动

B．滑块对桌面的压力和桌面对滑块的支持力是一对平衡力

C．沙桶匀速下落的过程中，重力势能转化为动能

D．若通过滑块拉动沙桶匀速上升，则施加在滑块上水平向右的拉力为 $10N$

如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于 $O$点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中 $A$位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球 $($　　 $)$

A．运动至最高点时，受平衡力作用

B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力

C．从 $A$点向上运动过程中，速度先增大后减小

D．从 $O$点向上运动过程中，重力势能转化为动能

用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能　　下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能　　小球在最高点所具有的势能。（填“大于”、“等于”或“小于” $)$

中国女排夺得2016年里约奥运会冠军，决赛中，朱婷精彩的扣球让人难忘，迎面飞来的球被她跳起击回，是因为手对球的作用力改变了球的　　。球与手接触做减速运动过程中，发生形变，其动能转化为　　能。球离开手后，由于　　仍向前运动。

下列由日常生活联想到的物理知识中，正确的是 $($　　 $)$

A．雪橇从山坡上滑下越来越快，是因为它的动能转化为重力势能

B．打开放有樟脑丸的箱子闻到樟脑气味，是因为发生了扩散现象

C．窗外有风时窗帘飘到窗外，是因为流体中流速大的位置压强大

D．放在桌面上的书处于静止状态，是因为书受到的重力和书对桌面的压力相互平衡

2017年4月，我国成功发射天舟一号飞船，如图，天舟一号关闭发动机后，从椭圆轨道上离地球较近的 $P$点向离地球较远的 $Q$点运动。该过程中天舟一号 $($　　 $)$

A．相对地球静止B．受到平衡力

C．动能转化为势能D．不受力作用

图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（　　）

A．	动能减小	B．	重力势能不变
C．	机械能增大	D．	机械能不变

下列关于力学现象的解释，正确的是 $($　　 $)$

A．手压桌面，桌面对手有作用力，这力是由桌面的形变产生的

B．苹果在空中下落得越来越快，是因为苹果的机械能在增大

C．足球在草坪上越滚越慢，是因为足球的惯性越来越小

D．书本静止在课桌上，是因为书本受到的重力和书本对桌面的压力平衡

如图所示，跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的 $($　　 $)$

A．动能增大，重力势能减小，机械能不变

B．动能减小，重力势能增大，机械能不变

C．动能不变，重力势能减小，机械能不变

D．动能不变，重力势能减小，机械能减小

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