卷子答案网-一个不只有答案的网站12.3 水能和风能
知识梳理
1．水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为____能，水的一部分动能____到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为____能。
2．一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量_________。
3．物体由于_________而具有的能，叫做动能。_________的物体都具有动能。
4．_________能和_________能是天然的机械能。
5．水能：利用水能发电，修筑拦河坝提高上游水位，水的_________重力势能越大，能发出的电就越多。
风能：风能也可以用来_________发电，风吹动风车，可以带动发电机发电。
基础知识
1．频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置。不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球的重力势能逐渐增大
B. 小球的机械能逐渐减小
C. 小球的重力在ab段做功比在cd段多
D. 小球的重力在ab段做功比在cd段慢
2．滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是( )
A. 飞行员的动能先增加后减少
B. 飞行员的机械能一直减少
C. 飞行员的机械能一直增加
D. 飞行员的机械能先不变后增加
3．如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B(不超过弹簧弹性限度)，小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小球的重力势能一直在减少，动能一直在增加
B. 小球减少的重力势能全部转化为动能
C. 弹簧的弹性势能不断增大
D. 小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
4．泸州市中考体育测试中有必考、抽考和选考科目，包括短跑、跳绳、实心球、立定跳远、带足球绕杆、运篮球上篮等。以下关于体考中的物理知识，说法正确的是( )
A. 学生在短跑过程中，机械能转化为化学能
B. 学生带足球绕杆的运动，说明力可以改变物体的运动状态
C. 学生投掷的实心球在飞行的整个过程中，动能一直在减小
D. 学生在立定跳远的整个过程中，他的重力势能一直不变
5．如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是( )
A. 球在B、C两点的动能相等
B. 球在A、D两点的机械能相等
C. 球从B点到O点的过程中机械能减少
D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少
6．如图所示，乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( )
A. va＞vb＞vc B. vb＞vc＞va
C. va＞vc＞vb D. va＝vb＝vc
7．如图所示，某同学站在电梯内的电子秤上，在电梯向下匀速运动的过程中，该同学的重力势能_________，机械能_________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
8．如图甲所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。则0～3 s推力F大小为_________N，3～6 s物体所受摩擦力大小为_________N，6～9 s内推力F对物体所做的功为_________J。
重难点突破
9．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是( )
A. 人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B. 人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
C. 人在B点时动能最大
D. 人和弹性绳的弹性势能在B点时最大
10．在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。关于皮球两次下落形成圆斑的过程，下列说法正确的是( )
A. 皮球对纸的最大压力相等
B. 皮球刚到达纸面时的速度相等
C. 皮球刚到达纸面时的动能相等
D. 皮球获得的最大弹性势能不等
11．(多选)在一次沿竖直竿滑降训练中，消防员从5 m高处滑到离地面20 cm处悬停，先后经历了a、b、c、d四个阶段(每个阶段经历的时间相同)。整个训练过程，速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是( )
A. 消防员的重力在b阶段做功最多
B. 只有b阶段，消防员处于平衡状态
C. 消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D. a阶段，滑竿受到的摩擦力小于消防员的重力
12．蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中(忽略空气阻力)，其重力势能逐渐转化为_________能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的__________能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时__________(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。
13．如图所示，一款新型无人驾驶电动汽车，总质量为1.5×103 kg。在性能测试中，沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重力的0.1倍。(g取10 N/kg)求：
(1)汽车匀速行驶的速度。
(2)汽车受到的牵引力。
(3)此过程中汽车牵引力所做的功和做功功率。
能力提升
14．如图所示为游乐园的过山车运行的情境，下列说法正确的是( )
A. 过山车从高处加速滑下的过程中，动能增加
B. 过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用
C. 过山车从低处上升的过程中，重力势能增加
D. 过山车从低处上升的过程中，重力势能转化为动能
15．如图所示，在粗糙的轨道内，小球从a点静止释放，小球沿轨道运动到达c点时速度为0，b为轨道的最低点。下列正确的是( )
A. 小球从a点运动到b点的过程，重力势能逐渐减小
B. 小球从b点运动到c点的过程，动能逐渐增大
C. 小球从a点运动到c点的过程，机械能守恒
D. 小球运动到c点后，小球一定沿原路径返回到达a点
16．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m)，分别从不同的高度h和H(H＞h)由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图(一)所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是__________(选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑，本实验将________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由图(一)甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_________有关。
(3)小丽根据图(一)甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？________(选填“正确”或“错误”)，理由是：________________________。
(4)某同学用图(二)所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度(h2＞h1)由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_________(选填“正确的”或“错误的”)。
参考答案与解析
知识梳理
1．动；电。
2．越大。
3．运动。
4．水；风。
5．重力势能；发电。
基础知识
1．D
【解析】 小球在ab段和cd段下降所用时间相同，在ab段下降的距离小于在cd段下降的距离，所以在ab段比cd段重力所做的功少，根据P＝可知，重力在ab段做功比在cd段慢。
2．C
3．C
【解析】 小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力，物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A项错误；弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B项错误；弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C项正确；小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D项错误。
4．B
【解析】 学生在短跑过程中，化学能转化为机械能；足球的运动方向不断发生变化，说明力可以改变物体的运动状态；实心球下落过程中，质量不变、高度减小、速度增大，重力势能减小，动能增大；学生在立定跳远的整个过程中，他的质量不变，高度先变大后变小，所以重力势能先变大后变小。
5．C
【解析】 由于存在空气的摩擦，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；球在B、C两点重力势能相同，球在A点的机械能大于在D点的机械能，在B点的动能大于在C点的动能，故A、B项错误；C项正确。
6．D
【解析】 乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出，则机械能是相同的；不计空气阻力，三个小球的机械能是守恒的，所以三个小球到达桌面时的机械能相同，由于高度相同，重力势能相同，则动能相同，速度相同。
7．减小；减小
8．2；4；24
【解析】 由图乙可知，在0～3 s内，处于静止状态，F＝2 N。在6～9 s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，摩擦力f＝F′＝4 N。3～6 s物体做匀加速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，虽然速度变化，但压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，因此物体受到的摩擦力仍是4 N。在6～9 s内， s＝vt＝2 m/s×3 s＝6 m，推力F对物体所做的功W＝Fs＝4 N×6 m＝24 J。
重难点突破
9．C
【解析】 人从A到B的过程中弹性绳的弹力大于人的重力，人加速上升，动能增加，重力势能增加，故B项错误；人在B点时弹性绳的弹力等于人的重力，速度最大即在B点时动能最大，故C项正确；从B到C的过程弹性绳的弹力变小，小于人的重力，人减速上升，重力势能增加，动能减小，所以人从A到C的过程中，重力势能增加，动能先增加后减少，故A项错误；弹性绳的形变量在最开始时最大，即弹性势能在A点最大，故D项错误。
10．D
【解析】 由图可知，黑色圆斑B比较大，而力的大小影响力的作用效果，力越大作用效果越明显，球形变量越大，可知从B处落下的皮球对纸的最大压力较大，故A项错误；皮球从不同的高度落下时，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能；在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此过程是动能转化为弹性势能，由图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的B皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即B所处的高度较高；可知形成B的皮球刚到达纸面时的速度较大，此时动能也较大，故B、C项错误；D项正确。
11．AD
【解析】 由v t图象可知，消防员在b阶段速度最大，由s＝vt可知b阶段通过的距离(下降的高度)最大；消防员的重力在b阶段做功最多，故A项正确；b阶段为匀速直线运动，在d阶段为静止，都处于平衡状态，故B项错误；d阶段消防员没有通过距离，所以没有克服摩擦力做功；故C项错误；a阶段，消防员加速下滑，则消防员的重力大于滑竿对消防员的摩擦力，故D项正确。
动；弹性势；不是
【解析】 游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能；从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为0，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。
13．解 (1)汽车行驶的路程
s＝5.4 km－3.6 km＝1.8 km＝1.8×103 m
汽车匀速行驶的速度
v＝＝＝10 m/s
(2)汽车匀速行驶，受力平衡，汽车受到的牵引力
F牵引＝F阻＝0.1G＝0.1mg＝0.1×1.5×103 kg×10 N/kg＝1.5×103 N
(3)牵引力做功W＝Fs＝1.5×103 N×1.8×103 m＝2.7×106 J
牵引力做功的功率 P＝＝＝1.5×104 W
能力提升
14．AC
【解析】 从高处加速滑下的过程中，质量不变，速度变大，故A项正确；惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故B项错误；过山车从低处上升的过程中，质量不变，动能转化为重力势能，故C项正确，D项错误。
15．A
【解析】 由于存在摩擦阻力，小球的机械能会转化为内能，其机械能会一直变小。
16．(1)转换法；不能。
(2)速度。
(3)错误；没有控制速度一定。
(4)错误的
【解析】 探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其他因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故错误的。
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