初中物理动能和势能的转化与守恒试题

2017年4月，我国“天舟一号”货运飞船在海南文昌发射场成功发射，它与“天宫二号”对接并送去 $6t$物资。关于“天宫二号”的说法中正确的是 $($　　 $)$

A．绕地飞行时，“天宫二号”受平衡力作用

B．物资从地面运到“天宫二号”，其质量变小，密度不变

C．“天宫二号”由近地点向远地点运动的过程中，动能减小

D．交会对接后，“天宫二号”静止不动

如图所示，弯曲的跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是 $($　　 $)$

A．动能减小，重力势能增大

B．动能增大，重力势能减小

C．动能先增大后减小，重力势能增大

D．动能先减小后增大，重力势能减小

撑杆跳高运动员在比赛时从助跑到翻越横杆时的情景如图所示，仿照示例，写出其中涉及到的两个不同的物理知识。

示例：运动员起跳前要助跑 $--$增大自身的动能

（1）　　；

（2）　　。

人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力），当它从远地点向近地点运动时 $($　　 $)$

A．动能减小，势能增大，机械能不变

B．动能减小，势能减小，机械能减小

C．动能增大，势能减小，机械能不变

D．动能增大，势能减小，机械能减小

如图，木块以一定的速度滑过 $A$ 、 $B$ 点，到 $C$ 点滑出下落至 $D$ 点， $A$ 和 $B$ 、 $C$ 和 $D$ 之间的垂直距离均为 $h$ 。若空气阻力忽略不计， $\mathit{BC}$ 之间的表面是粗糙的，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是 $($ 　　 $)$

A．	$D$ 点与 $A$ 点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．	$A$ 点到 $C$ 点减少的重力势能大于 $C$ 点到 $D$ 点减少的重力势能
C．	$B$ 点的动能可能等于 $A$ 点的动能，但一定大于 $C$ 点的动能
D．	$B$ 点的动能可能等于 $D$ 点的动能，但一定大于 $A$ 点的动能

如图所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．下降时重力势能转化为动能和内能

B．下降时减少的重力势能等于增加的动能

C．上升时减少的动能等于增加的重力势能

D．上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒

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

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

2018年5月14日，四川航空 $3U863$航班执行飞行任务时，驾驶舱右座前挡风玻璃破裂脱落。机长组织机组安全迫降，显示出过硬的技术和心理素质，下列分析正确的有 $($　　 $)$

A．飞机在匀速下降的过程中，机械能守恒

B．飞机在减速下降的过程中，动能转化为重力势能

C．关闭发动机后，飞机仍能在跑道上运动，是因为它具有惯性

D．关闭发动机后，飞机在跑道上运动过程中，动能转化为内能

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