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黑龙江省2021-2023三年中考物理真题分类汇编-14动能和势能、机械能的相互转化
一、单选题
1．（2022·黑龙江牡丹江·统考中考真题）如图，小红在做“测量滑轮组机械效率”的实验中，得出数据：物体重力为2.6N，拉力F为1.5N，在1s内将物体迅速提升0.2m，据此实验数据，下列说法正确的是（ ）
A．拉力所做的有用功为0.3J B．绳子自由端的移动速度为0.1m/s
C．拉力所做的总功为0.6J D．提升时，物体的重力势能变小
2．（2021·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）如图，小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，测得：物体重力为3N、在1s的时间内将物体匀速提升0.2m、拉力F为1.8N。此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．提升时物体的重力势能变小 B．拉力所做的有用功为1.2J
C．滑轮组的机械效率为55.6% D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
3．（2021·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）下列生活现象与其对应的物理知识，说法不正确的是（ ）
A．轮胎有花纹可以增大摩擦 B．由于惯性，刹车时人体容易前倾
C．荡秋千时，小孩机械能守恒 D．盘山公路可省力，但费距离
4．（2021·黑龙江大庆·统考中考真题）关于各图所涉及的物理现象及说明的问题，下列说法中不正确的是（ ）
A．图甲：筷子“断”为两截，说明光线从一种物质斜射入另一种物质时发生折射
B．图乙：小球向下摆动过程中速度变大，说明小球位置越低动能越大，机械能越大
C．图丙：红墨水在热水中扩散得快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈
D．图丁：向小船中间的水域冲水时，两小船相互靠近，说明液体流速越大的地方压强越小
5．（2022·黑龙江牡丹江·统考中考真题）如图所示的情景中，属于动能转化为重力势能的是（ ）
A．热气球匀速下降 B．拉弓射箭
C．渔网散开落下 D．滑板车滑上坡顶
6．（2022·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）自行车是一种低碳环保的交通工具，它的结构及使用与物理知识密切相关，下列对应关系不正确的是（ ）
A．停止蹬车，车不会立即停下来——物体具有惯性
B．自行车车把——省力杠杆
C．自行车轮胎表面有凸起的花纹——增大摩擦力
D．骑自行车上坡的过程——动能全部转化成内能
7．（2022·黑龙江牡丹江·统考中考真题）日常生活中的许多现象都与我们所学习的物理知识有关，下列说法不正确的是（ ）
A．轮胎上的花纹可以增大摩擦力
B．荡秋千时，小孩的机械能不守恒
C．盘山公路不省距离，但是省力
D．投掷出去的铅球在空中飞行的过程，是受到了运动员对它做的功
8．（2022·黑龙江大庆·统考中考真题）雨滴从高空沿直线竖直下落，由于空气阻力的作用，雨滴先加速后匀速运动，可认为雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变。关于雨滴下落过程中下列说法正确的是（ ）
A．匀速下落时，质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大
B．雨滴一直处于平衡状态
C．雨滴下落过程中机械能保持不变
D．雨滴只有在加速下落过程中才有力对它做功
二、填空题
9．（2022·黑龙江·统考中考真题）2022年2月12日，冬奥会比赛中，我省运动员高亭宇在500米速度滑冰比赛中，以34.32s的优异成绩刷新该项目奥运会记录，他全程的平均速度约为__________m/s（保留整数位）；在冲刺阶段，他全力向后蹬冰使自己向前加速滑行，该过程中他的动能会变__________。
10．（2021·黑龙江鸡西·统考中考真题）在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有______；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，______（选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。
11．（2021·黑龙江·统考中考真题）2020年5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是内能转化为______能。
12．（2022·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）2022年6月5日，神舟十四号完美飞天，振奋国人。火箭通常选用热值较 ___________（选填“大”或“小”）的物质作为燃料；在飞船加速上升过程中，它的机械能 ___________。
13．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，当卫星从远地点向近地点运动过程中，势能___________，速度___________。（均选填“增大”或“减小”）
三、实验题
14．（2022·黑龙江绥化·统考中考真题）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
（1）该实验中所探究物体的动能是指___________的动能；（选填“钢球”或“木块”）
（2）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大；
（3）如甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的___________由静止滚下，目的是___________，可得出结论：___________；
（4）若斜面下方水平面光滑，本实验___________达到实验目的。（选填“能”或“不能”）
四、简答题
15．（2021·黑龙江鸡西·统考中考真题）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
五、综合题
16．（2022·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题）阅读短文，回答问题。
2022年6月5日，我国在酒泉卫星发射中心成功将搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F运载火箭发射升空。神舟十四号载人飞船入轨后，采用自主快速交会对接模式，对接于天和核心舱径向端口，与天和核心舱及天舟三号、天舟四号货运飞船形成组合体，神舟十四号飞行任务期间将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造，建成国家太空实验室。这是中国人的第九次太空之旅，也是首次全部由我国第二批航天员组成的飞天英雄集体远征。
（1）长征二号F运载火箭是用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的___________（选填“热值”或“比热容”）；
（2）神舟十四号载人飞船受到火箭的推力加速升空，说明力可以改变物体的___________；
（3）长征二号F运载火箭搭载神舟十四号载人飞船加速升空过程中，飞船中宇航员的重力势能___________。（选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（4）升空后，神舟十四号载人飞船与长征二号F运载火箭成功分离前，飞船相对于火箭是___________（选填“静止”或“运动”）的；
（5）天和核心舱宽大的太阳能电池板能提供电能，太阳能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
参考答案：
1．C
【详解】A．拉力所做的有用功为
故A错误；
B．由图可知，动滑轮上的绳子为2根，则绳子自由端的移动的距离为
由可知，绳子自由端的移动速度为
故B错误；
C．拉力所做的总功为
故C正确；
D．提升时，物体质量不变，高度增加，所以提升时，物体的重力势能变大，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．提升时物体的高度升高、质量不变，重力势能变大，故A错误；
B．拉力所做的有用功为
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．在1s的时间内将物体匀速提升0.2m，滑轮组由两股绳承担物重，因此绳子自由端在1s的时间内移动的距离是0.4m，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．轮胎有花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故A正确，不符合题意；
B．刹车时，由于惯性，人要保持原来的运动状态继续向前运动，因此人体容易前倾，故B正确，不符合题意；
C．荡秋千时，由于小孩要克服空气阻力做功，因此小孩的机械能不守恒，故C错误，符合题意；
D．盘山公路相当于斜面，可省力，但要费距离，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】A．筷子“断”为两截，是光从水射向空气发生折射，故A正确，不符合题意；
B．因为存在空气阻力，要克服阻力做功，所以机械能要减小，故B错误，符合题意；
C．红墨水在热水中扩散得快，因为温度高分子运动剧烈，故C正确，不符合题意；
D．向小船中间的水域冲水时，中间流速大压强小，小船在外界大气压作用下靠近，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A．热气球匀速下降，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，所以不是动能转化为重力势能，故A不符合题意；
B．拉弓射箭时，弓的弹性形变程度逐渐减小，弹性势能减小；箭由静止变为运动，动能增大，弹性势能转化为动能，故B不符合题意；
C．渔网散开落下，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故C不符合题意；
D．滑板车滑上坡顶，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故D符合题意。
故选D。
6．D
【详解】A．停止蹬车后，车由于惯性，要保持原来的运动状态，所以车不会立即停下来，故A正确，A不符合题意；
B．自行车车把，使用过程中阻力臂小于动力臂，所以是省力杠杆，故B正确，B不符合题意；
C．自行车轮胎表面有凸起的花纹，在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确，C不符合题意；
D．骑自行车上坡的过程中，有部分动能转化成内能，也有部分动能转化为重力势能，故D不正确，D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】A．轮胎上的花纹可以通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力，故A正确，不符合题意；
B．荡秋千时，克服摩擦力做功，小孩的机械能不守恒，故B正确，不符合题意；
C．盘山公路费距离，但是省力，因为在斜面上，推力小于物体的重力，故C正确，不符合题意；
D．投掷出去的铅球在空中飞行的过程，是由于惯性继续前进，此时运动员对铅球没有力的作用，故运动员对球不做功，故D错误，符合题意。
故选D。
8．A
【详解】A．匀速下落时，雨滴受到的重力与阻力是平衡力，大小相等，而质量大的雨滴，重力也大，故阻力也大，而阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变，故质量大的雨滴速度也比较大，故A正确；
B．雨滴先加速后匀速运动，雨滴加速时，运动状态一直在改变，不是平衡状态，故B错误；
C．雨滴下落过程中，克服空气阻力做功，机械能转化为内能，故机械能减小，故C错误；
D．雨滴不管是在加速下落还是匀速下落过程中，重力都对其做功，故D错误。
故选A。
9． 15 大
【详解】[1] 全程的平均速度
[2]物体的动能与物体的质量和速度有关，运动员加速滑行时，运动员的质量不变，运动速度变大，可得运动员的动能变大。
10． 惯性 动能
【详解】[1]在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有保持原来运动状态的性质，即惯性，一切物体都有惯性。
[2]动能的大小与物体的质量和速度有关，质量、速度越大，动能越大；汽车质量一定时，其行驶速度越大，动能越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重，因此交通规则要求汽车不能超速行驶。
11． 热值 机械能
【详解】[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值较大，燃烧同样质量的液氢和其他燃料，液氢放出的热量更多。
[2] 火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是燃气对火箭做功，使火箭机械能增加，是内能转化为机械能能。
12． 大 变大
【详解】[1]火箭常选用热值较大的物质作为燃料，因为在燃料质量相同时，热值越大的释放出的热量越多。
[2]飞船加速升空的过程中：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；又因为机械能等于势能和动能之和，所以机械能变大。
13． 减小 增大
【详解】[1][2]卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，质量不变，重力势能减小，由于卫星在运行过程中机械能保持不变，则动能增大，速度增大。
14． 钢球 同一高度 使钢球运动到水平面时速度相同 当物体速度相同时，质量越大，动能越大 不能
【详解】（1）[1]实验中通过比较滚下的钢球撞击木块移动的距离，来比较钢球动能的大小，这里用到了转换法。
（3）[2][3][4]用不同质量的两个钢球从同一斜面的相同高度自由滚下，钢球到达水平面的速度是相同的；探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，质量不同，故需要比较甲、丙两次实验，根据实验现象可知，当物体速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）[5]若斜面下方水平面光滑，根据牛顿第一定律，钢球和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的，即此时达不到实验目的。
15．势能转化为动能；动能和重力势能减小、蹦床的弹性势能增大
【详解】（1）人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的质量不变，高度降低，速度变大，人的势能减小，动能增大，势能转化为动能。
（2）人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的质量不变，高度降低，速度变小，人的势能减小，动能减小。蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大。
16． 热值 运动状态 变大 静止 可再生
【详解】（1）[1]火箭是用液态氢作为燃料，因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其他燃料时，液态氢可以放出更多的热量。而比热容描述的是物质的吸热能力强弱，与题意不符。
（2）[2]力的作用效果：改变物体的形状，改变物体的运动状态。飞船受到推力加速升空的过程，说明力可以改变物体的运动状态。
（3）[3]重力势能大小与质量和高度有关，载人飞船加速升空过程中，质量不变，高度增加，故飞船中宇航员的重力势能变大。
（4）[4]分离前，以运载火箭为参照物，飞船相对于火箭的位置没有发生改变，因此是静止的。
（5）[5]太阳能可以在自然界中源源不断地得到补充，所以太阳能属于可再生能源。
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