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第十一章 功和机械能
第4课 时机械能及其转化
1．下列过程中，动能转化为重力势能的是（ ）
A．直升飞机匀速上升
B．人骑车匀速下桥
C．火车徐徐进站
D．将小球向上抛出，小球在上升阶段
【答案】D。
【解析】解：动能转化为重力势能必然是动能减少而重力势能增加。
A、直升飞机匀速上升：飞机速度不变，所以动能不变；高度增加，所以重力势能增大。不符合题意。
B、人骑车匀速下桥：速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小。不符合题意。
C、火车徐徐进站：速度是不变的，动能不变；站台一般较高，重力势能增大。不符合题意。
D、将小球向上抛出，小球在上升阶段：小球上升时，速度在减小，动能减小；高度在增加，重力势能
增大。
2．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（不
计空气阻力），你认为小球最远可以运动到（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
【答案】C。
【解析】解：本实验中，不计空气阻力，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故
小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点。
3．把一个小球从手中抛出，当它离开手时具有的机械能是 20J，如果不考虑空气的阻力，当小球下落到某
一高度时具有的重力势能是6J，动能为（ ）A．15J B．14J C．13J D．12J
【答案】B。
【解析】解：不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，
因机械能等于动能和势能之和，且小球最初具有的机械能是20J，
所以，当小球的重力势能为6J时，动能为20J﹣6J＝14J。
4．4月27日雅安地震后，灾区急缺生活物资，但由于灾区道路不畅，所以只能临时采取空投物资的办法
来解决灾区百姓的生活问题，空降兵某部接到任务后，用直升机将物资空运到震中地区，物资在降落伞
的保护下徐徐下降到地面，下列有关说法不正确的是（ ）
A．物资出机舱后匀速下降过程中，机械能不断变小
B．物资出机舱后匀速下降过程中，物资受到的力是平衡力
C．以飞机为参照物，在空中下降的物资是静止的
D．物资下落后接触地面的瞬间又会向上反弹，这是因为力的作用是相互的
【答案】C。
【解析】解：A、在展开降落伞匀速下降过程中，其质量不变，但其运动的速度不变，故其动能不变；
同时其质量不变，其高度减小，故其重力势能减小，即其机械能变小，即一部分机械能转化为了内能，
故A正确，不符合题意；
B、物体下落速度与受力情况有关，此时降落伞受到重力和空气阻力两个力的共同作用，这两个力大小
相等，所以受到的是平衡力的作用；故B正确，不符合题意；
C、以飞机为参照物，在空中下降的物资相对于飞机的位置不断发生变化，所以是运动的，故 C错误，
符合题意；
D、因为力的作用是相互的，所以物资下落后接触地面的瞬间又会向上反弹，故D正确，不符合题意。
5．下列情况中机械能不发生变化的是（ ）
A．汽车刹车后在水平地面上向前滑行
B．抛向空中正在上升的石块（不计空气阻力）
C．小孩从滑梯上匀速滑下
D．用滑轮组把物体匀速提高
【答案】B。
【解析】解：A、刹车时由于摩擦力做功，消耗机械能转化为内能，故机械能减小，A错。
B、石块在空中不受阻力，则只有重力做功，故机械能守恒，B对。
C、小孩从滑梯上匀速滑下，动能不变，势能减小，故不守恒，C错。
D、物体被匀速提高，动能不变，势能增加，机械能不守恒，D错。6．下列物体机械能总量不发生改变的是（ ）
A．从光滑斜面滑下来的木块
B．蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中的运动员
C．水平路面上匀速行驶的正在洒水的洒水车
D．草地上自由滚动的足球
【答案】A。
【解析】解：
A、从光滑斜面滑下来的木块，由于没有摩擦力，所以木块的机械能是守恒的，故A正确；
B、蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中，由于要克服空气阻力做功，人接触蹦床后要克服蹦
床的弹力做功，所以运动员的机械能会减小，故B错误；
C、匀速行驶的洒水车在洒水时，其质量减小，速度不变，动能减小，其机械能减小，故C错误；
D、草地上自由滚动的足球，由于受到草地的摩擦力的作用，动能逐渐减小，其机械能减小，故D错误。
7．下列事例中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A．用打气筒给自行车打气，打气筒壁发热
B．冬大对着手哈气，手会变热
C．内燃机做功冲程中，燃气对外做功
D．太阳能热水器中的水变热
【答案】A。
【解析】解：A、用打气筒打气时，压缩空气做功，将机械能转化为内能，符合题意；
B、冬天对手哈气，手吸热温度升高，属于能量的转移，不是能量的转化，不符合题意；
C、内燃机做功冲程中，燃气对外做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，不符合题意；
D、太阳能热水器中的水变热，是通过热传递的方式，改变物体的内能，不符合题意。
8．如图所示，掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低，它减少的机械能转化为（ ）
A．动能 B．重力势能 C．弹性势能 D．内能
【答案】D。
【解析】解：
因小球在弹跳的过程中克服摩擦做功，一部分机械能机械能转化内能，机械能逐渐减小，内能逐渐在增
多。9．如图所示，站在扶梯上的人随扶梯斜向上作匀速直线运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．人的机械能不变 B．扶梯对人做功为零
C．人的运动状态在改变 D．人受到两个力的作用
【答案】D。
【解析】解：A、人随扶梯斜向上作匀速直线运动的过程中，质量不变、速度不变，动能不变；质量不
变、高度变大，重力势能变大，机械能变大，故A错误。
B、扶梯对人的支持力竖直向上，在竖直方向上移动了距离，扶梯对人做功，故B错误。
C、由于人做匀速直线运动，其运动状态不变，故C错误。
D、扶梯上的人受到重力和支持力的作用，且两个力是一对平衡力，故D正确。
10 ． 如 图 所 示 的 四 个 实 例 中 ， 机 械 能 正 在 减 小 的 是 （ ）
A．甲图中，匀速下降的热气球
B．乙图中，起飞的飞机
C．丙图中，蓄势待发的火箭
D．丁图中，在同一高度匀速飞行的飞艇
【答案】A。
【解析】解：A、匀速下降的热气球，速度不变，故其动能不变，由于高度变小，重力势能减小，故机
械能变小。故A正确。
B、起飞的飞机速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，故机械能增加。故B错误。
C、蓄势待发的火箭，处于静止状态，故机械能不变。故C错误。
D、在同一高度匀速飞行的飞艇，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故机械能不变。故
D错误。11．下列过程中，机械能增大的是（ ）
A．火箭加速上升 B．热气球匀速下落
C．用弓将箭水平射出 D．雨滴在空中加速下落
【解析】解：A、火箭加速上升，质量不变，其速度变大，故动能增大，由于高度升高，重力势能增大，
故机械能增大，故A正确。
B、热气球匀速下落，动能不变，由于高度减小，故重力势能减小，故机械能减小，故B错误。
C、用弓将箭水平射出，箭在飞行过程中克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，故机械能减小，故 C
错误。
D、雨滴在空中加速下落过程中，雨滴克服空气阻力做功，消耗一部分机械能，故机械能减小，故 D错
误。
【答案】A。
12．如图所示，下列事例中机械能不变的是（ ）
A． 火箭加速升空
B． 小孩慢慢滑下
C． 汽车水平路减速中D． 卫星绕地转动
【解析】解：A、火箭加速升空的过程中，质量不变，速度变大，动能变大；质量不变、高度变大，重
力势能变大，所以机械能变大，故A不符题意。
B、小孩从滑梯慢慢滑下，由于克服摩擦做功，消耗一部分机械能转化为内能，机械能变小，故 B不符
题意。
C、汽车减速过程中，质量不变，速度变小，动能变小；质量不变、高度不变，重力势能不变，所以机
械能变小，故C不符题意。
D、卫星绕地球转动，动能和势能相互转化，由于没有能量损失，机械能不变，故D符合题意。
【答案】D。
13．载重汽车在高速公路的长下坡路段，容易发生意外。某高速公路的避险车道如图所示，当高速行驶的
载重汽车出现刹车失灵时，可借助避险车道避免意外，下列说法错误的是（ ）
A．汽车下坡时速度越大，惯性越大
B．汽车下坡时速度越大，动能越大
C．汽车失控冲上避险车道时，部分动能转化为重力势能
D．避险车道路面铺设碎石，是为了增大对汽车的阻力
【答案】A。
【解析】解：
AB、汽车下坡时速度越大，质量不变，动能越大，惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，故
A错误，B正确；
C、货车冲上避险车道时，动能一部分转化为重力势能，由于存在摩擦，克服摩擦做功，还有一部分动能转化为内能，故C正确；
D、避险车道路面铺设碎石，是通过增大接触面的粗糙程度来增大对汽车的阻力的，故D正确。
本题选错误的。
14．电梯匀速上升过程中，电梯的（ ）
A．动能转化为重力势能 B．动能保持不变
C．机械能保持不变 D．重力势能保持、不变
【答案】B。
【解析】解：电梯匀速上升的过程中，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大；由于动能不变，
所以不是动能转化为重力势能。机械能等于动能和势能的和，故机械能变大。综上所述，只有选项B正
确。
15．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处由静止自由下落，在纸上留下黑色
圆斑甲、乙，如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路是（
）
球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大
①球的形变量较大，在地面上形成的圆斑较大
②球下落过程中重力势能转化为动能
③球在较高处具有较大的重力势能
④球在接触地面前具有较大的动能
⑤
A． B． C． D．
【答②案①】B⑤。④③ ④③⑤①② ②④⑤③① ④⑤③①②
【解析】解：（1）皮球在高处具有较大的重力势能，球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，
速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；
（2）当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能；
（3）球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大；
综上所述，顺序为 。
16．用轻绳将小球系好④后③，⑤固①定②在天花板上，做成一个摆，如图所示，小球在 a点由静止释放，经过最低
点b点后到达右端最高点c点，整个运动过程中存在空气阻力，对小球从a点向右摆动到c点的过程，
下列说法中正确的是（ ）A．a点和c点等高 B．小球的机械能守恒
C．小球在c点机械能最小 D．小球在b点机械能最大
【答案】C。
【解析】解：由于存在空气阻力，小球的机械能会转化为内能，即小球的机械能不守恒，机械能会一直
变小，所以小球从a到b到c的过程中，小球在c点机械能最小；
由题意可知在a、c两点时小球的速度为0，动能相同，由于c点的机械能最小，且机械能等于动能与势
能的总和，所以小球在c点的重力势能小于在a点的重力势能，则c点的高度要小于a点的高度，综上
所述，C正确。
17．下列现象中属于内能转化为机械能的是（ ）
A．使用电暖器取暖 B．钻木取火
C．汽油机的做功冲程 D．棉被在阳光下暴晒升温
【答案】C。
【解析】解：A、使用电暖器取暖，电能转化为内能，故A错误；
B、钻木取火，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B错误；
C、汽油机的做功冲程中，燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能，故C正确；
D、棉被在阳光下暴晒升温，属于热传递改变内能，是内能的转移，故D错误。
18．下列关于机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A．张弓待发，弓静止，所以没有能量
B．紫坪铺大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．跳水运动员从高处落下，重力势能增大，动能减小
D．人造卫星从近地点飞向远地点时其重力势能转化为动能
【答案】B。
【解析】解：A、张弓待发，弓发生了弹性形变，具有弹性势能，故A错误；
B、拦河大坝使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力势能，故B正确；
C、跳水运动员从高处落下，速度变大，高度减小，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，
故C错误；
D、人造卫星从近地点飞向远地点时，速度减小，相对高度增加，则动能减小，势能增大，动能转化为重力势能，故D错误。
19．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喷洒消毒液的过程中，机械能 减小 （选填“增大”、“减小”或“不
变”）。
【答案】减小。
【解析】解：消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，速度和高度不变，但是由于质
量变小，消毒车的动能和重力势能都减小，所以机械能减小。
20．2020年6月23日，长征三号运载火箭把北斗三号最后一颗全球组网卫星送入预定轨道。在火箭携卫
星加速升空阶段，卫星的机械能 变大 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】变大。
【解析】解：在火箭携卫星加速升空阶段，其质量不变，速度变大导致动能变大，高度变大导致重力势
能变大，所以卫星的机械能变大。
21．为了防控疫情，玉溪、昆明等地深夜开展城市“大消毒”，通过洒水车在城市干道喷洒消毒制剂，以
期达到杀灭潜在致病源的目的。匀速行驶的洒水车在喷洒消毒剂时，机械能 变小 （填“变大”“变
小”或“不变”）。司机通过两边的后视镜看到后方车辆情况，这是光的 反射 现象。
【答案】变小；反射。
【解析】解：洒水车在水平路上一边向前匀速直线行驶、一边向高空喷洒水雾，由于洒水车质量变小、
速度不变，洒水车的动能变小；质量变小、高度不变，重力势能变小，所以机械能变小；
司机能通过两边的后视镜看到后方车辆情况，后视镜是凸面镜，可以扩大视野，这是利用了光的反射原
理。
22．“弓开如满月，箭上似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形，如图所示，在这个过程中弓的 弹性
势 能转化为 动 能；拉弓时弓弯曲，说明力可以使物体发生 形变 。【答案】弹性势；动；形变。
【解析】解：拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有动能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动
能。拉弓时弓弯曲，说明力可以使物体发生形变。
23．篮球在自由下落的运动过程中，是 重力势 能转化为 动 能。
【答案】重力势；动。
【解析】解：篮球在自由下落的运动过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势
能转化为动能。
24．如图，是一只皮球从空中下落又上升的一系列过程，皮球形变最大后反弹的过程： 弹性势 能转化
为 动 能；皮球从空中下落又上升的一系列过程中，皮球的机械能 减小 （增大/减小/不变）。
【答案】弹性势；动；减小。
【解析】解：皮球形变最大时弹性势能最大，反弹的过程中，弹性势能转化为皮球的动能；由图可知，
皮球反弹的高度越来越小，即机械能越来越小，是因为皮球在运动的过程中一部分机械能克服摩擦做功，
机械能转化为了内能。
25．2020年11月6日我国成功发射全球第一颗6G试验卫星“电子科技大学号”。当卫星在火箭的推力下
加速上升时，卫星的机械能 不守恒 （填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】不守恒。
【解析】解：火箭发射升空时，燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能
转化为卫星的机械能，使得卫星的机械能增大，所以机械能不守恒。
26．踢出去的足球在草坪上滚动一段距离后会停下来，此过程足球的机械能 不守恒 ，能的总量 守恒
。（两空选填“守恒”或“不守恒”）
【答案】不守恒；守恒。
【解析】解：踢出去的足球在草坪上滚动一段距离后会停下来，此过程中足球克服摩擦做功，机械能会
转化为内能，所以足球的机械能不守恒，但能的总量不变，即能的总量守恒。
27．玩滑梯时，小朋友沿滑梯下滑得越来越快，同时地觉到臀部发热，在此过程中，小朋友的机械能 减小 ，内能 变大
【答案】减小；变大。
【解析】解：从滑梯上下滑时，感到臀部灼热，是因为克服摩擦做功，使其内能增大，因此会有一部分
机械能转化为内能，所以机械能减小，内能变大。
