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11.4 机械能及其转化
一、选择题
1．（2021·江苏南通市·九年级月考）如图所示，某同学进行爬竿训练，爬上竿顶后，再从竿顶顺竿
滑到地面，每次所用时间各不相同，下列说法正确的是（ ）
A．向上爬竿过程中动能转化为重力势能
B．下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变
C．向上爬竿时受到的摩擦力方向向下
D．下滑时间短的那次速度大，重力做功快
2．（2021·山东日照市·九年级一模）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最
近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。关于运行的卫星，下列说法正确的是（ ）
A．卫星绕地球飞行的状态是平衡状态
B．从远地点向近地点运动时，实际是一个上升的过程，速度减小
C．从近地点向远地点运动时，实际是一个上升的过程，动能减小
D．在远地点和近地点的机械能不相等
3．（2021·广东广州市·铁一中学九年级月考）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过
M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球（ ）A．在M点的速度等于在S点的 B．在M点的速度小于在S点的
C．在M点的离地高度等于在S点的 D．经过M、S两点时其机械能守恒
4．（2021·江苏九年级专题练习）如图所示，小球沿光滑轨道由静止从A点向D点运动的过程中
（空气阻力不计），下列说法错误的是（ ）
A．小球在A点的动能为零 B．小球在B点的速度最大
C．小球在C点和B点的机械能相等 D．小球不能到达D点
5．（2021·全国八年级期末）2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，也
标志着中国第一次地外天体采样返回任务取得圆满成功｡返回舱在落向地面时，为安全着陆，在距
地面一定高度时，将向下喷出高压气体，做减速运动，则此过程（ ）
A．返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小
B．返回舱动能增加，重力势能减小，机械能不变
C．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变
6．（2021·全国八年级期末）如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放
置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小
球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（ ）A．到达A点时，小球的动能最大
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力
D．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能
7．（2021·广西河池市·九年级期末）汽车匀速上坡的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增大，重力势能增大 B．动能不变，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变 D．动能不变，重力势能不变
8．（2021·四川遂宁市·九年级期末）车辆由于紧急刹车，刹车片迅速夹紧刹车盘（不考虑刹车片磨
损），靠刹车片与刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动，导致刹车片和刹车盘温度升高。则下列
说法正确的是（ ）
A．车辆停止后，无速度，则刹车片内能为零
B．由于温度升高，刹车片内能增大
C． 由于质量没改变，则刹车片内能不发生变化
D．车辆在减速过程中，内能转化成机械能
9．（2021·全国九年级期末）2020年7月23日12时41分，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射
火星探测任务的“天问一号”探测器，迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中，对于
火箭搭载的“天问一号”探测器，下列叙述正确的是（ ）
A．探测器的机械能总量不变 B．探测器的机械能总量增加C．探测器的动能增加，重力势能不变 D．探测器的动能不变，重力势能增加
三、填空题
10．（2021·全国八年级期末）在抗击新冠肺炎的战疫中，城市的大街小巷都需要消毒，如图是一
辆消毒车正在街道上消毒，消毒车在水平路面上匀速行驶并向外洒消毒液的过程中，它的动能
______，机械能______（均选填“增大”“减小”或“不变”）。
11．（2021·全国八年级期末）在体育考试中，小超投出的实心球在空中的运动轨连如图所示。球
从最高点到落地点的过程中，重力势能______，忽略空气阻力，球的机械能______（均选填“增
加”、“不变”“减小”）。在最高点时球的动能______（选填“大于”或“等于”）零。
12．（2021·全国八年级课时练习）阅读短文并回答下列问题。
蹦极
蹦极（Bungeejumping），也叫机索跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。运动员
站在约40m以上（相当于10层楼）高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，把一端固定的
一根长长的橡皮绳绑在踝关节处，然后两臂伸开、双腿并拢、头朝下跳下去。绑在运动员踝部的橡
皮绳很长，足以使运动员在空中享受几秒钟的“自由落体”。当人体落到离地面一定距离时，橡皮
绳被拉开、绷紧，阻止人体继续下落，当到达最低点时橡皮绳再次弹起，人被拉起，随后又落下，
这样反复多次直到静止，这就是蹦极的全过程。
(1)蹦极运动员在跳下直到橡皮绳被拉到原长的过程中，是将运动员的重力势能转化为______能；
（不计空气阻力）
(2)从橡皮绳被拉开到最低点的过程中，运动员做______（选填“匀速”“加速”或“先加速再减
速”）运动。在速度最大时，运动员受到橡皮绳的弹力______（选填“大于”“小于”或“等
于”）运动员受到的重力；(3)从高处落到最低点时，运动员的重力势能全部转化为______能。
13．（2021·江苏扬州市·九年级期末）在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如
图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的动能______，球的机
械能______（以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能______
（选填“大于”或“等于”）零。
14．（2021·全国八年级单元测试）如图是某市轨道交通车站的示意图。在车进站时，要刹车慢慢
停下来，而车此时是有很大的______能的，若刹车，这些能量转化为内能而损耗了，若进站时让车
上坡，把______能转化为______能贮存起来，这样就减小因刹车消耗的机械能；出站时利用下坡，
则可以把重力势能转化为动能，便于启动，节省了燃料，起到节能的作用。
15．（2021·江苏常州市·九年级期末）在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，
正从最低点向最高点运动。此过程中，小明的动能_____（变小/不变/变大）、重力势能_____（变
小/不变/变大）、机械能_____（变小/不变/变大）。
16．（2021·甘肃酒泉市·九年级期末）2020年新年伊始，突如其来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情
蔓延全国，运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，机械能将_______，势能将______。（均选
填“增大”“不变”或“减小”）
17．（2021·全国八年级单元测试）如图所示，某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，
弹力对飞机_____（选填“做功”或“不做功”），橡皮条的弹性势能_____（选填“增大”“减
小”或“不变”）。四、实验题
18．（2021·江苏九年级专题练习）小明在实验室看到一科学玩具﹣﹣牛顿摆，如图1甲所示，它
由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着
排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把
最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。
这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：
被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他作出以下猜想：
I．可能与撞击球撞击时的速度大小有关
II．可能与撞击球的数量多少有关
将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为
A~E球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：
（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），释放后，A球向右摆动过程中，将
______能转化为动能。
（2）探究猜想I时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：______。释放后，当钢球
发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度______（选填：
“有关”或“无关”）。
（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛
顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一
个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想II，将A、B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的______
（选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请闸述你选择的理由：______。
