【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-机械能-动能和势能的转化与守恒（含答案21题）

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【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-机械能-动能和势能的转化与守恒（含答案21题） 一．选择题（共12小题）1．（2021•西藏）如图所示，光滑的半圆形轨道固定在水平桌面上，轨道上的A点、C点在同一高度，B点为最低点，小球从A点由静止自由释放，不计空气阻力，则小球（　　）A．不能到达C点 B．到达C点时速度为0，惯性也为0 C．运动到B点时受到的支持力和重力不是一对平衡力 D．从A点运动到B点的过程中动能转化为重力势能，机械能守恒2．（2021•鞍山）如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是（　　）A．小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能 B．小球在b点的机械能大于在c点的机械能 C．小球在b点的动能等于在d点的动能 D．小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能3．（2021•梧州）2021年4月13日，中国女足淘汰韩国女足，晋级东京奥运会。如图所示为一队员传球的情景，下列分析正确的是（　　）A．足球上升到最高点时受平衡力的作用 B．足球下降过程中动能转化为重力势能 C．足球由于惯性离开脚后继续向前运动 D．假如正在向前运动的足球所受的力全部消失，它将会静止4．（2021•南通）跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动，降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（　　）A．加速运动时动能转化为重力势能 B．减速运动时所受的阻力大于重力 C．匀速直线运动时机械能保持不变 D．整个过程中所受的阻力保持不变5．（2021•兰州）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（　　）A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能 B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变 C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功 D．小球通过M、N两点时的速度大小相等6．（2021•凉山州）如图所示，将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置两次抛出，初速度大小相等，小球第一次落地速度为v1，小球第二次落地速度为v2，不计空气阻力，比较v1和v2的大小，正确的是（　　） A．v1＝v2 B．v1＜v2 C．v1＞v2 D．无法比较7．（2021•黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法正确的是（　　）A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面 D．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能8．（2021•无锡）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　　）A．从A点到B点的过程中机械能守恒 B．在B点时处于平衡状态 C．在O点时重力势能最大 D．从A点到O点动能转化为重力势能9．（2021•郴州）2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船，5月30日，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心舱完成了交会对接。下列说法正确的是（　　）A．天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒 B．天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能 C．天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能 D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心舱处于相对静止状态10．（2021•江西）如图所示是物理爱好者小明同学在实验时观察到的情景，则下列分析正确的是（　　） A．小球在水平桌面上受到的摩擦是滑动摩擦 B．小球从斜面滚下的过程中，动能转化为势能 C．小球在水平桌面上运动时，竖直方向受到平衡力的作用 D．小球在水平桌面上做曲线运动，说明力可以改变物体的形状11．（2021•成都）牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是（　　）A．重力势能转化为动能，动能增加 B．动能转化为重力势能，动能减小 C．动能转化为重力势能，重力势能增加 D．无能量的转化，重力势能和动能不变12．（2021•泰安）在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是（　　）A．运动员上升到最高点时重力势能为零 B．运动员下降过程中机械能增大 C．运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能 D．运动员弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能二．填空题（共6小题）13．（2021•西宁）龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，提高了水的 　   　能。水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，水的能量最终转化为 　   　能。14．（2021•徐州）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中 　   　能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度 　   　（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的 　   　力。 15．（2021•常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 　   　好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 　   　能转化为箭的 　   　能。16．（2021•广元）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能 　   　，机械能 　   　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。17．（2021•湘西州）小青上学去经过一段下坡路时，发现不蹬自行车，车速也能越来越快。从机械能的角度来看，速度变快的原因是重力势能转化为 　   　。18．（2021•常德）如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞，先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部，使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 　   　。滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面反向向上滚动，则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会 　   　（填“增大”“减小”或“不变”）。三．解答题（共3小题）19．（2021•黔西南州）阅读下面的短文：满载游客的过山车，在机械的带动下向着轨道的最高端攀行……忽然，它像一匹脱缰的野马，从轨道的最高端飞驰而下!它又如一条蛟龙，时而上下翻腾，时而左摇右摆，时而驰上高高耸立着的大回环顶端……仿照示例，指出短文中包含的任意两种物理过程（示例除外），并说明能的转化情况。[示例]机械将过山车拉向最高端，对过山车做功使它的重力势能增加。（1）　   　。（2）　   　。20．（2021•安顺）如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。（不计空气阻力）21．（2021•黑龙江）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）
参考答案与试题解析一．选择题（共12小题）1．【解答】解：AB、轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，小球从A点由静止自由释放，AC的高度相同，根据机械能守恒可知，小球能到达C点，到达C点时的速度为0，到达C点后仍然具有惯性，故AB错误；C、运动到B点时做的是变速运动，受到的支持力和重力不是一对平衡力，故C正确；D、从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，速度变大，重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，机械能守恒，故D错误。故选：C。2．【解答】解：A、从a点到c点过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，同时速度变大，动能变大，重力势能会转化为动能，由于小球在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分重力势能会转化为内能，故A错误；B、因小球在滚动过程中要克服摩擦力做功，机械能会逐渐减小，所以小球在b点的机械能大于在c点的机械能，故B正确；C、小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能+势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；D、小球运动到d点时具有一定的高度，有一定的机械能，所以，小球从a到d的过程中，机械能不是全部转化为内能，故D错误。故选：B。3．【解答】解：A、足球上升到最高点时受到阻力和重力的作用，这两个力的方向不同，不是平衡力，故A错误；B、足球下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，球的速度不断变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B错误；C、踢出去的足球由于本身具有惯性，仍向前运动，故C正确；D、假如正在向前运动的足球所受的力全部消失，它的运动状态不变，将会做匀速直线运动，故D错误。故选：C。4．【解答】解：A、加速运动时，整体的质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，故A错误；B、减速运动时合力的方向是向上的，所受的阻力大于重力，故B正确；C、匀速直线运动时，整体的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度不变，动能不变，机械能为动能和势能的和，所以机械能保持减小，故C错误；D、加速运动时，合力的方向向下，阻力小于装备的总重力；匀速直线运动时，阻力等于装备的总重力；减速运动时阻力大于重力，所以阻力是变化的，故D错误。故选：B。5．【解答】解：AB、由图可知，小球从P点由静止释放，能到达最右侧的Q点，Q点的高度要小于P点的高度，则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能，小球的速度为0，动能为0，则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能，这说明小球在运动的过程中，机械能变小了；小球在左侧斜面向下运动的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，由于机械能逐渐变小，所以重力势能没有全部转化为动能，故AB错误；C、小球从P点向Q点运动的过程中，没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功，故C正确；D、小球通过M、N两点时，高度相同，质量不变，则重力势能相同，由于机械能逐渐变小，则M点的机械能要大于N点的机械能，所以M点的动能要大于N点的动能，即M点的速度大于N点的速度，故D错误。故选：C。6．【解答】解：同一个小球，则质量相等，在同一高度，则重力势能相等，以相同的速度分别向两个不同方向抛出去，此时动能相等，如果不计空气阻力，其机械能守恒，则其落地时高度相同，重力势能相等，故刚落地时的动能相等，所以其速度大小关系：v1＝v2。故选：A。7．【解答】解：A、罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大，故A正确；B、罐子从A点滚动到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大；由于罐子最后停在水平面上，罐子的机械能变小了，这说明罐子在运动的过程中，罐子克服摩擦做功，机械能转化为了内能；此过程中，橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能，所以罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为了动能、弹性势能和内能，故B错误；C、若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有弹性势能，所以不会返回斜面，故C错误；D、第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故D错误。故选：A。8．【解答】解：A、A、B两点等高，说明摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，即从A点到B点的过程中机械能守恒，故A正确；B、当小球摆至B点时，摆球只受到竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力作用，这两个力没有作用在同一直线上，不是平衡力，所以在B点时摆球受力不平衡，不是平衡状态，故B错误；C、由图可知，摆球在O点时高度最低，则重力势能最小，故C错误；D、摆球从A点到O点质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增多，重力势能转化为动能，故D错误。故选：A。9．【解答】解：ABC、天舟二号货运飞船加速上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，质量不变，速度变大，动能变大，机械能变大，机械能是不守恒的，此过程中不是动能和势能的相互转化，故ABC错误；D、对接成功后，天舟二号货运飞船与天和核心舱之间没有位置的变化，处于相对静止状态，故D正确。故选：D。10．【解答】解：A、小球在斜面上滚动，与斜面之间的摩擦是滚动摩擦，故A错误；B、小球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程，故B错误；C、小球在水平桌面上运动时，竖直方向受到的重力和支持力是一对平衡力，大小相等，故C正确；D、小球在水平桌面上做曲线运动，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。故选：C。11．【解答】解：苹果加速下落的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A正确，BCD错误。故选：A。12．【解答】解：A、运动员上升到最高点时，有一定的高度，重力势能不为零，故A错误；B、运动员下降过程中，会克服空气阻力做功，机械能减小，故B错误；C、运动员从高处下落到蹦床前，高度变小，质量不变，重力势能减小；速度变大，质量不变，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；D、运动员弹离蹦床后只有重力势能和动能的转化，上升的过程中，高度变大、速度变小，质量不变，则动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能，故D错误。故选：C。二．填空题（共6小题）13．【解答】解：龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，水的质量变大，高度变大，水的重力势能变大；水从上游流下来时水的重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能；冲击水轮机的叶轮，使水的动能转移到叶轮上；水轮机的叶轮，带动发电机发电，将叶轮上的机械能转化成电能。故答案为：重力势；电。14．【解答】解：小球从斜面上由静止滚下，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；在粗糙水平面滚动的过程中，小球由于受到摩擦力的作用，速度越来越小。故答案为：重力势；变小；摩擦。15．【解答】解：在拉弓时，弦会发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好；拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有机械能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。故答案为：弹性；弹性势；动。16．【解答】解：探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，机械能是守恒的，保持不变；探测器相对于火星的高度增加，质量不变，重力势能变大，动能转化为重力势能，动能变小。故答案为：变小；不变。17．【解答】解：下坡时，质量不变，速度变快，动能变大；同时质量不变，高度变小，重力势能变小，故是将重力势能转化为动能；故答案为：动能18．【解答】解：金属罐从不太陡的斜面上滚下，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上面一段滚动主要是重力势能减小，金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；金属罐在斜面上滚到最低处时，橡皮筋形变到最大程度，具有较大弹性势能。在橡皮筋恢复的过程中，金属罐会由斜面底部自动滚上去，质量不变，高度变大，重力势能变大。故答案为：弹性势能；增大。三．解答题（共3小题）19．【解答】解：（1）过山车从轨道的最低端上升到最高端的过程：质量不变，高度增加，重力势能增加；速度减小，动能减小，动能转为重力势能；（2）过山车从最高端下降到最低端的过程：质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转为动能。20．【解答】解：不计空气阻力，物块在下滑的过程中，重力做功，所做的功W1等于减小的重力势能；物块在下滑的过中，会克服斜面的摩擦做功，同时弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能；此过程中物体的重力势能最终转化为克服摩擦力做功（W2）产生的内能和克服弹簧弹力做功产生的弹性势能，所以W1＞W2。21．【解答】答：当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，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大，人的重力势能转化为动能；人从接触蹦床到下落到最低处的过程中，开始人的重力大于弹力，继续向下做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大；继续运动，弹力大于重力，人做减速运动，直至速度变为0；此过程中速度先增大后最终减小为0，动能先变大后减小，同时高度变小，重力势能变小，蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大，重力势能先转化为动能和弹性势能，达到最大速度继续向下运动的过程中，是动能和重力势能转化为弹性势能。