【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-机械能-机械能守恒（含答案11题）

【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-机械能-机械能守恒（含答案11题）

一．选择题（共5小题）

1．（2021•青岛）如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是（　　）

A．舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变 

B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变 

C．舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大 

D．舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态

2．（2021•苏州）如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放。在物块P下落到地面的过程中，P，Q间细线拉力大小为F，（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（　　）

A．钩码落地前F＝3mg，Q的机械能增大 

B．钩码落地前F＜3mg，Q的机械能增大 

C．钩码落地后F＝2mg，P的机械能不变 

D．钩码落地后F＞2mg，P的机械能减小

3．（2021•温州）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）

A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 

B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 

C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 

D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

4．（2021•绍兴）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（　　）

A． 

B． 

C． 

D．

5．（2021•泸州）2021年5月15日我国自主研制的天问一号火星探测器成功登陆火星，已知火星表面引力约为地球表面引力的38%，其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。下列关于探测器的描述正确的是（　　）

A．进入火星大气层后，探测器下降过程中其表面与大气层摩擦，机械能转化为其它形式的能             

B．探测器为了找到最佳着陆点，着陆前在火星上空有短暂悬停时间，悬停时探测器不受火星的引力             

C．探测器从悬停点减速降落火星表面过程中，动能逐渐增大 

D．停在火星表面的探测器受到的引力与它对火星表面的压力是一对平衡力

二．多选题（共1小题）

（多选）6．（2021•威海）如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（　　）

A．小球在c处受力平衡 

B．小球在a处释放瞬间受力不平衡 

C．由a运动到b，小球的机械能增加 

D．由b运动到c，小球的机械能守恒

三．填空题（共4小题）

7．（2021•丹东）如图人站在匀速上升的自动扶梯上，以地面为参照物人是 　   　（选填“运动”或“静止”）的；人匀速上升过程中的机械能 　   　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

8．（2021•恩施州）如图，天问号火星探测器准备登陆火星表面，着陆器设计了四个脚、每个脚上都安装了一个较大的圆盘，这是为了 　   　；刚着陆的瞬间着陆器周围尘土飞扬，这 　   　（选填“能”或“不能”）说明分子在做无规则运动；火星表面有稀薄的空气，在降落过程中着陆器的机械能 　   　（选填“增大”、“不变”或“减小”）；地面是通过 　   　遥控使降落伞张开的。

9．（2021•铜仁市）如图所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻力。 　   　能会先减小后增大：机械能总和 　   　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

10．（2021•邵阳）小芳的爸爸开车带着一家人出去旅游，在汽车下坡的过程中，为保证行驶安全轻踩刹车使其匀速下坡，汽车的机械能 　   　（选填“增大”或“减小”）。

四．实验探究题（共1小题）

11．（2021•荆州）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EKmv2，重力势能大小Ep＝mgh，不计空气阻力，g＝10N/kg，则：

（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 　   　；

（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 　   　；

（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 　   　m。（小数点后保留2位数字）

参考答案与试题解析

一．选择题（共5小题）

1．【解答】解：A、舰载机加速升空的过程中，质量不变，由于速度增大所以动能变大，由于高度增大，所以重力势能变大，故它的机械能变大，故A错误；

B、空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，由于舰载机的质量变大，所以舰载机动能变大，故B错误；

C、舰载机的着舰速度越快，它的惯性不变，因为惯性只与质量有关，故C错误；

D、舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态，使舰载机由运动变为静止，故D正确。

故选：D。

2．【解答】解：（1）钩码落地前，物体P及钩码下落速度越来越快，故F＜3mg；物体Q则上升越来越快，机械能增大。故A不正确、B正确。

（2）钩码落地后，因物体P、Q的重力大小都为2mg，则物体P、Q都做匀速直线运动且F＝2mg；因为惯性物体依然保持原来的运动状态，物体P动能不变，势能减小，机械能减小；物体Q动能不变，势能增大，机械能增大。故：C、D不正确。

故选：B。

3．【解答】解：番茄从开始下落至刚好浸没时，此时番茄仍有较大速度，末状态与初状态相比，番茄的速度增大，其动能增大；番茄的高度减小，重力势能减小；同时溅起许多水珠，则这些水珠的动能和重力势能都增大（即所有溅起的水珠的机械能增大）；

不计一切机械能损耗，根据机械能守恒定律可知，此过程中番茄减少的势能＝番茄增加的动能+所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和，所以番茄减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。

故选：B。

4．【解答】解：不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒；

A、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着，则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零，所以运动员不会继续向前滑行，就不会到达C点，故A错误；

B、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是全蹲着，则此时重力势能小于A点的重力势能，则A点部分重力势能转化为动能，动能此时不为零，所以运动员会继续向前滑行，就可能会到达C点，故B正确；

CD、若运动员全蹲着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，也应该是全蹲着（前后两次重力势能相等，动能均为零），因为若是站着到达或者平蹲着到达B点，则运动员在B点的重力势能大于初始的A点（违反机械能守恒定律），故CD错误。

故选：B。

5．【解答】解：A、进入火星大气层后，探测器下降过程中其表面与大气层摩擦，机械能转化为内能，故A正确；

B、探测器着陆前在火星上空悬停时，探测器继续受火星的引力，故B错误；

C、探测器从悬停点减速降落火星表面过程中，质量不变、速度变小，所以动能逐渐减小，故C错误；

D、停在火星表面的探测器受到的引力与它对火星表面的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D错误。

故选：A。

二．多选题（共1小题）

6．【解答】解：A、小球在c处达到最高点，只受到重力的作用，因此受力不平衡，故A错误；

B、小球在a处释放瞬间浮力大于重力，因此受力不平衡，故B正确；

C、由a运动到b，小球的速度增大、高度增大，因此动能和重力势能都增大，机械能增加，故C正确；

D、由b运动到c，小球在脱离水面时液面下降，液体的重力势能减小，所以小球的机械能增加；当小球完全离开水面后小球的机械能将保持不变，故D错误。

故选：BC。

三．填空题（共4小题）

7．【解答】解：（1）以地面为参照物，人和地面之间位置发生变化，所以人是运动的。

（2）人乘电梯匀速上升时，人的质量不变，速度不变，动能不变；上升时，人的质量不变，高度增大，重力势能增大，故机械能增大。

故答案为：运动；增大。

8．【解答】解：（1）火星探测器在每个支脚的底部都安装了一个面积较大的底盘，这是为了在压力大小一定时，通过增大受力面积来减小对火星表面的压强；

（2）沙尘是固态颗粒物，尘土飞扬是物体的机械运动，不能说明分子的无规则运动；

（3）着陆器降落火星过程中，与火星空气有摩擦。部分机械能转化为内能，所以着陆器的机械能减小；

（4）电磁波可以在真空中传播，地面是通过电磁波对着陆器进行控制，使着陆器的降落伞打开的。

故答案为：减小压强；不能；减小；电磁波。

9．【解答】解：小球从A 点开始向B 点摆动过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，从B点摆到C 点的过程中，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小。所以重力势能会先减小后增大，动能先增大后减小；整个过程没有空气阻力，即只有动能和势能的相互转化，所以机械能守恒，即机械能的总和不变。

故答案为：重力势；不变。

10．【解答】解：汽车匀速下坡时，其质量不变，速度不变，高度减小，则汽车的动能不变、重力势能减小，机械能减小。

故答案为：减小。

四．实验探究题（共1小题）

11．【解答】解：（1）取地面为零势能面，从地面踢出时足球具有的动能EK1＝120J，具有的重力势能EP1＝0J，

足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能EP2＝mgh＝0.4kg×10N/kg×5m＝20J，

因不计空气阻力时足球的机械能守恒，

所以，有E1＝E2，即EK1+EP1＝EK2+EP2，

则足球在最高点时具有的动能EK2＝EK1+EP1﹣EP2＝120J+0J﹣20J＝100J；

（2）当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，

足球的射程x40m；

（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，

则水平方向的速度vx＝v′cos45°＝10m/s10m/s，

因足球在空中飞行时，水平速度保持不变，

所以，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，足球的速度v″m/s，

因不计空气阻力时足球的机械能守恒，

所以，有EK1′+EP1′＝EK2′+EP2′，即m（v′）2+0m（v″）2+mgh′，

此时足球距地面的高度h′m≈3.33m。

故答案为：（1）100J；（2）40m；（3）3.33。