初中物理动能和势能的转化与守恒试题

对下列图中物理知识的描述，正确的是（     ）

A．甲图中高压锅内气压升高，则锅中水的沸点降低

B．英国物理学家法拉第根据乙图的原理制成了发电机

C．丙图中秋千摆动的幅度越来越小，惯性也越来越小

D．飞机沿水平方向匀速飞行．同时向地面投放物资，飞机动能和重力势能均不变

荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会的一个比赛项目。小娟同学荡秋千时，在从一侧的最高点荡到另一侧的最高点这一过程中，小娟的

A．重力势能一直减小

B．动能一直增大

C．动能先减小后增大

D．重力势能先减小后增大

（Ⅰ）、小明用如下电路图所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，如下右图是小明未完成连接的实验电路。

（1）、电压表应选择　　　　的量程；现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，完成上图中实验电路的连接。
（2）、小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是                           。（写出一个）
（3）、小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示。

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

 
①、请根据表中数据在下图中画出电阻R的U－I关系图像。

②、小明在实验中所用电阻R的阻值为       Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R 消耗的电功率为       W。
（4）、如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动_________________________________。
（Ⅱ）、在探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。实验步骤如下：  A、让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。  B、让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 回答下列问题：  步骤A是为了研究动能大小与           的关系。步骤B是为了研究动能大小与                的关系。该实验中斜面的作用是为了控制钢球速度的大小，木块的作用是为了比较钢球                 的大小。

过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下．不计能量损失，下列说法正确的是

A．a点机械能小于b点机械能

B．d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大

C．由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变

D．由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大

如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中      （选填“a”或“b”）是重力势能一高度关系图线，小石块达到的最大高度为     m，小石块在最低点时的动能为      J．

(10分)小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关．
(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的              ．
②选用图甲探究的是动能与       的关系，得出的结论是：                          ．
③选用图乙探究的是动能与            的关系．

在做完探究“动能的大小与什么因素有关”的实验后，小华提出了这样一个问题：
“如果改变斜面的长度，仍使小球从同一高度滚下，小球的动能变不变呢?”
“当然不变了，”同桌小明立刻回答说，“因为高度并没有变.”
“可毕竟斜面的坡度变了呀!斜面的坡度对动能有没有影响呢?”小红说.
“做一做实验不就知道了吗?”
于是他们准备利用身边的实验器材，通过实验进行探究.他们还为这个探究活动设计了一个探究报告，以下就是这个探究报告的框架.在报告中有的地方没有填写，请你帮助他们尽可能地完善.
探究课题：同一钢球在不同坡度的斜面上从相同高度的位置滚下，到达斜面底端的动能是否相同?

猜想：尽管斜面的坡度不同，只要钢球从相同高度的位置开始滚下,到达斜面底端的动能是相同的.
(3) 实验器材和实验装置
如图所示.

 

(4)实验步骤                                                                
                                                                        .
(5)实验记录：(请在下面设计记录实验数据的表格，不必填写数据).
(6)预测：
如果实验结论与猜想一致，则在实验中应该看到的现象是：
___________________ _________________________________________________________

在盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中的细沙匀速流出，经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的（    ）

今年国庆节当天，我国自主研制的第二个月球探测器——“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心成功发射后，在地球轨道上经历调相轨道变轨，奔向月球，进入月球轨道．此后，卫星将继续工作一段时间，对月球进行科学探测．“嫦娥二号”在一个绕地椭圆轨道上运动的过程中，由近地点向远地点运行时，动能         ，势能       ，速度    (填“增大”、“减小”或“不变”)．(卫星在轨道上运行时，机械能不变)

在小球从O点由静止开始沿x轴竖直下落的过程中，小球某种形式的能量E随下落高度x变化的图象如图所示．若不计空气阻力，那么这种能量是（ ）

A．重力势能

B．动能

C．机械能

D．内能

为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为h_A、h_B、h_C的位置滚下（m_A＝m_B<m_C，h_A＝h_C>h_B），推动小木块运动一段距离后静止．请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行判断：

（1）用来研究超载安全隐患时，我们应选择       两个图所示实验进行比较．
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择       两个图所示实验进行比较．

某安全设备厂研发了一种新型抗压材料，要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示，材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关 $S$ ，将重物从样品正上方 $h=5m$ 处静止释放，撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品，并最终静止在样品上的过程中，电流表的示数 $I$ 随时间 $t$ 变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻 $R$ 随压力 $F$ 变化的图像如图丙所示。已知电源电压 $U=12V$ ，定值电阻 $R_0=10\Omega$ ，重物下落时空气阻力忽略不计。求：

（1）重物下落时，重物作 　　速直线运动，其重力势能转化为 　　能；

（2） $0~t_1$ 时间内，重物在空中下落，电流表示数是 　　 $A$ ，压力传感器的电阻是 　　 $\Omega$ ；

（3） $t_1~t_3$ 时间内，重物与样品撞击，通过电流表的最大电流是 　　 $A$ ，样品受到的最大撞击力是 　　 $N$ ；撞击后重物静止在样品上，定值电阻 $R_0$ 的功率是 　　 $W$ ；

（4）重物在空中下落的过程中，重力做功是多少？

体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小 $E_K=\frac{1}{2}m{v}^2$ ，重力势能大小 $E_p=\mathit{mgh}$ ，不计空气阻力， $g=10N/\mathit{kg}$ ，则：

（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 　      　；

（2）若足球的射程 $x$ 与抛出速度、抛射角 $\theta$ 之间满足公式 $x=\frac{2v^2\sin \theta \cos \theta }{g}$ ，当足球以 $20m/s$ 的速度且与水平方向成 $45°$ 角被踢出，足球的射程是 　      　；

（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度v _x和竖直速度v _y，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 　      　m。（小数点后保留2位数字）

如图所示的滚摆的滚轮在转动时，绳子能绕在轴上，滚轮上升直至最高点．然后滚轮反方向转动，滚轮又下降直至最低点．接着再上升、下降，如此上下往复运动，但每次上升的高度逐渐降低．对滚轮而言，下列说法正确的是（  ）

A．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小

B．滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能

C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒

D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小

小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示．

小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的滴水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h₁，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h₂．通过比较h₂与h₁的大小关系即可作出判断．
请你作答以下问题：
（1）A球从斜面滑下的过程中，  能转化为动能．
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了  能．
（3）已知重力势能的计算公式为E_p=mgh，动能的计算公式为E_k=mv²．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式v_A=  ；若h₂=h₁，则说明B球被撞后开始运动的速度v_B  v_A（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）在实际实验中，测出的h₂总小于h₁，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么，在阻力不可避免的情况下，你认为小静的设计是否还有价值？请说出你的理由                                    ．

一天，小明在家玩火柴盒．他反复让火柴盒从同一高度处自由下落，发现在甲情况下，火柴盒落到桌面后大多会反弹；乙情况下(火柴盒盒芯部分拉出)，火柴盒落到桌面后盒芯插回外盒而不反弹．对上述现象的解释，合理的是

A．甲情况中火柴盒与桌面碰撞后有弹力作用，而乙情况中则没有

B．甲情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变

C．乙情况中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变

D．乙情况中火柴盒与桌面碰撞时，盒芯与外盒发生摩擦，机械能大大减少