培优考点练：第4节 机械能及其转化（原卷版）

第4节机械能及其转化目录题型分组练TOC\o"1-3"\h\u 2题型01机械能及其转化 2题型02水能和风能的利用 7创新拓展练 8链接中考 11新题速递 12

题型分组练题型01机械能及其转化1．关于机械能，下列说法正确的是（）A．匀速上升的气球只具有重力势能B．静止在水平桌面的物体机械能可能为零C．动能为零的物体一定不具有机械能D．机械能守恒的物体一定不受阻力作用2．2024年11月4日， 神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，3名航天员顺利“回家”。在返回舱减速下落的过程中，返回舱的（

）A．动能减少，机械能减少B．动能不变，机械能不变C．重力势能减小，机械能不变D．重力势能不变，机械能减少3．如图所示，是《清明上河图》中荡秋千的场景。秋千从下向上荡的过程中（空气阻力不可忽略），下列说法正确的是（）A．人的机械能减小 B．人的重力势能不变C．人的动能增大 D．人的重力势能主要转化为动能4．如图所示的几种情景中，说法正确的是（）A．发条带动钟表的齿轮和指针转动，弹性势能转化为动能B．小明脚踩滑板从高处滑下，速度越来越大，机械能增大C．荡秋千的人从低处向高处运动时，重力势能转化为动能D．列车出站下坡过程中，动能转化为重力势能5．如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．小球经过O、P两点时动能相等B．小球到达最高点N时速度一定为零C．小球到达的最高点N不可能高于M点D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能6．小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，则小球在B点的（）A．动能等于在A点的 B．机械能大于在A点的C．速度比在A点的大 D．离地高度比在A点的高7．如图甲，是猎鹰重型火箭降落回收的过程，通过控制推力，沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且，如图乙。忽略火箭质量的变化。则（

）A．火箭的机械能在段减小，段不变B．火箭在段时，只有重力对火箭做了功C．段重力做功的功率大于段D．段火箭的重力势能转化为动能8．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）A．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用B．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小C．小石块过B点后，动能和重力势能都减少，橡皮筋的弹性势能增大D．从A点下落到C点的过程中，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能9．如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳上端固定在O点，自然下垂时下端位于C点，拉长后将下端固定在体验者身上，并与地面扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，向上运动过程中经B点时速度最大，最高能到达D点。不计空气阻力，下列说法正确的是（

）A．到达D点时，若一切外力消失，人将竖直向下做匀速直线运动B．到达C点时，人受到的重力小于弹性绳的弹力C．由B到C，人的动能转化为重力势能，弹性绳的弹性势能不变D．由A到C，弹性绳弹性势能的减小量大于人动能的增加量10．2024年9月19日9时14分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭与远征一号上面级，成功发射第五十九颗、六十颗北斗导航卫星。如图所示是北斗卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景。下列说法正确的是（

）A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变大，动能不变，机械能变大B．北斗卫星绕轨道运行时受到平衡力的作用C．北斗卫星由远地点前往近地点时，机械能变大D．北斗卫星由远地点前往近地点时，动能变大11．武汉一景区推出“窝囊版”蹦极，五一期间吸引很多游客纷纷打卡，其原理是通过绳索调速系统，使游客跳下后能平稳缓慢降落。如图，游客从O点自由下落较小的距离后，到达A点弹性绳自然伸直，A到B为第一缓冲区，通过B点之后以不超过5km/h的速度匀速下降到达最低点C，若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．游客从O点到A点过程中，人减小的重力势能全部转化为动能B．到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大C．游客从O点运动到B点过程中，机械能守恒D．游客从B点到C点过程中，人的重力势能转化为动能和弹性势能12．如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（）A．a点 B．b点 C．c点 D．d点13．如图所示，AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力）。则下列说法正确的是（

）A．小球从A点到O点重力势能减小，机械能增大B．小球离开B点后将做匀速直线运动C．小球离开B点后运动轨迹可能如图中的虚线①D．小球离开B点后运动轨迹可能如图中的虚线②14．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力，小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为和，小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为和，则（）A．， B．，C．， D．，15．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在点最大，在这个过程中，过山车的机械能是（选填“变化”或“不变”）的。16．蹦床运动有“空中芭蕾”之称，深受观众的喜爱。在2024年巴黎奥运会蹦床项目中，中国选手王梓赛、严浪宇分获银铜两枚奖牌。比赛时，运动员从蹦床反弹起来一定高度后，再完成空翻转体等技巧。如图所示，运动员从O处由静止开始下落到最低点C期间运动员用腿向下用力蹬蹦床，不考虑空气阻力及碰撞过程中能量损耗，他能反弹至比原先更高的位置。O：运动员静止下落处A：蹦床原位置B：蹦床对运动员的弹力与运动员的重力大小相等处C：运动员运动的最低点(1)运动员从O点下落至A点过程中，运动员的机械能（选填“守恒”或“不守恒”）；(2)运动员下落至（选填“A”、“B”或“C”）点时其动能达到最大值；(3)某次运动员下落至A点时的动能大小为，后反弹至比原先更高的位置，在反弹过程中向上经过A点时的动能大小为，请比较（选填“大于”、“小于”或“等于”）。17．(1)如图甲所示，在一光滑水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置，小球从A位置释放后运动到B位置，则小球从A位置运动到O位置过程中为（选填“加速”“减速”或“匀速”）直线运动，小球在整个运动过程中，动能最大点位于（选填“A”“B”或“O”）点。(2)如图乙所示是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码。当你用力将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是能转化为能；如图丙所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中，A为外表面，B为内表面，实验时应把（A/B）面紧贴桌面。18．如图所示，小球在无摩擦轨道的A点由静止滚下（忽略空气阻力）。经过B点和C点时，小球的动能、重力势能如表所示，A和E、B和D、C和G分别等高，则：(1)小球从点运动到点的过程中，能转化为能。(2)小球经过点时，动能为。(3)小球能否运动到点？若能，请判断：小球在该点的机械能为多少。若不能，小球运动到右边的最高点在哪里（选填“处”、“处”、“处”、“之间”或“之间”）？。位置动能重力势能B24C60题型02水能和风能的利用19．抽水蓄能电站是一种既能抽水蓄能，又能放水发电的多功能水电站，也被称为“超级充电宝”，为我国推动绿色低碳发展提供条件。下列说法正确的是（

）A．水电站的上下水位落差越大，水库中储水的重力势能就越大B．水电站发电时，将电能转化为水的机械能C．水电站可以在电力负荷低谷时抽水蓄能D．水电站可以在电力负荷高峰时抽水蓄能20．如图是水电站剖面图。其工作原理是：水从上游流下时带动水轮发电机转动，水的能转化为能。一定质量的水，上、下游水位差越，能发出的电越多。创新拓展练21．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到最大高度后又下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，可测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则（）A．此运动过程中，小球的机械能守恒B．t1~t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小C．t2~t3这段时间内，小球的机械能逐渐增大D．在t2时刻，小球的动能最大22．如图甲所示，在垂直升降电梯的轿厢天花板上固定一轻质弹簧，弹簧的另一端连接木块1，木块2与木块1完全相同。某一过程中，轿厢的v-t图像和弹簧的l-t图像分别如图乙、丙所示（弹簧长度l变化时的快慢情况为近似处理），则下列判断正确的是（）A．时间内，轿厢处于下降过程中B．时间内，木块1所受弹簧拉力大小大于其重力大小C．时间内，木块2的机械能保持不变D．时间内，弹簧的弹性势能先增大后减小23．某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，动能和重力势能的参数如图乙所示，则N点的重力势能有J，若M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点，则M点应该是这3个点中的（①/②/③），小球在点①的动能应大于J。24．如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，小球的速度的变化为（选填“一直变大”、“先变大再变小”或“先变大再不变”），在（选填“a”、“b”或“c”）位置机械能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的。25．如图甲所示，是全红婵在巴黎奥运会10m跳台跳水决赛的场景。运动过程轨迹可简化为乙图。从跳台O点起跳，到达最高点A点后，下落到B点入水，整个过程不计空气阻力。全红婵运动过程中动能随着离水面高度h变化的图像如丙所示。分析图像可知：全红婵能达到的最大高度距离水面为m，从跳台O点跳起时的动能是J，O到B的整个过程中，重力做功J。26．小明利用小球做了下面几个实验：(1)把小球抛向空中，忽略空气阻力，下图中哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与小球离地高度（h）的关系（

）A． B． C． D．(2)小明一次将小球竖直向上抛出，小球在运动到最高点时，动能（选填“大于”、“等于”、“小于”，下同）零；小明一次将小球斜向上抛出，小球在运动到最高点时，动能零。(3)小明将小球放置在弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，b处是ac中间的一位置，在小球在点速度为零。（选填a、b、c）。27．阅读短文，回答问题。动能和重力势能在生活中，动能和势能是常见的能量形式，其中势能包含重力势能、弹性势能等，它们之间的转化或单独存在的现象无处不在。其中动能和重力势能是物理学中两种重要的能量形式，二者既相互区别又存在密切联系，以下是关于它们的详细介绍：物体由于运动而具有的能量叫动能，用符号“Ek”表示，公式：；物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号“EP”表示，属于物体和地球组成的系统，公式：EP=mgh。不计空气阻力，只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，机械能（E=Ek+EP）的总量保持不变，机械能守恒。(1)如图甲是小明掷实心球离手后在空中的运动轨迹，不计空气阻力，实心球动能EK随时间t变化的大致图像如图乙中；实心球机械能E随时间t变化的大致图像如图乙中；(2)如图丙所示，掷铅球是田径运动中的投掷项目，投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能EK与距离地面的高度h的关系如图所示。不计空气阻力，由图可知：g=10N/kg。①铅球在最高点时的机械能为J；②铅球的质量为kg；③当铅球在下落离地面高度h为2m时，铅球的动能为J，此时铅球的速度为m/s。链接中考28．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（）A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大29．（2025·山东济南·中考真题）科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提高了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中农药）的机械能可能保持不变的是（）A．水平向前匀速飞行 B．竖直向下匀速飞行C．斜向上匀速飞行 D．斜向下匀速飞行30．（2025·山东潍坊·中考真题）运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌。某次发球，她在点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为，触地过程中有一部分机械能转化成了内能，点与点等高，则（）A．网球在点的动能为零B．网球在点的机械能等于在点的机械能C．网球在点的动能大于在点的动能D．网球由点运动到点，减小的重力势能全部转化为动能31．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，一起重机从a处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过b、c两处且ab段与bc段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是（

）A．重物可能先加速再减速B．拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功C．重物经过ab段所用的时间等于经过bc段所用的时间D．重物的动能转化为重力势能新题快递32．（2025·湖北武汉·模拟预测）2024年11月4日，我国神舟十八号载人飞船返回舱进入大气层后，关闭发动机后先加速下降一段距离，再打开降落伞减速下降，在距离地面约1m时反推