2023届中考物理解答题专练：动能和势能
（共12题）
重力势能
(1) 定义：物体由于 而具有的能量。
(2) 决定因素： 。
说明下列物体具有哪种形式的机械能：
(1) 悬挂在天花板下静止的灯泡只具有 能。
(2) “神舟五号”飞船升空过程中具有 能和 能。
(3) 在水平地面上行驶的汽车只具有 能。
(4) 在高架桥上急速行驶的火车具有 能和 能。
重力势能
(1) 定义：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定 时所具有的能，叫做重力势能。
(2) 影响重力势能大小的因素：物体的 和 。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。
比较重力势能大小的方法：质量相同时比较高度，高度相同时比较质量。
举例：举高的重锤、高空落下的石头等都具有重力势能。
回答下列问题：
(1) 动能和重力势能相互转化时，当质量不变时，外在表现为物体的 和 同时改变了。
(2) 动能和弹性势能相互转化时，当质量不变时，外在表现为物体的 和物体的 同时改变了。
判断以下情况动能的变化：
(1) 一辆汽车加速运动，它的动能 。
(2) 火车进站时做减速运动，它的动能 。
(3) 一辆洒水车在马路上匀速前进并洒水，它的动能 。
年 月 日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆，标志着我国探月工程取得了历史性突破。
(1) “嫦娥四号”到达月球上方后，高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机 （属于/不属于）热机。“嫦娥四号”减速落月过程中，其动能不断 （增大/减小）。
(2) “嫦娥四号”降落到距月球表面 时，开始悬停并寻找着陆点。悬停时，“嫦娥四号”发动机的推力为 ，则“嫦娥四号”在月球上的重力为 。“嫦娥四号”从 高竖直降落到月球表面所用的时间为 ，其重力做的功的功率 。
能量
(1) 定义：物体能够 ，表明物体具有能量。
(2) 国际单位： ，符号： 。
(3) 一个物体能够 越多，表示这个物体的能量越大。
如图所示，小球从某一高处 点自由下落（不计空气阻力）， 点是小球刚刚接触弹簧时的位置， 点是小球从 点自由下落所能到达的最低点。
(1) 在小球从 点到 点运动的过程中，小球速度的变化情况是 。
(2) 在小球从 点到 点运动的过程中，小球动能的变化情况是 。
如图（）所示为某座山峰的立体图，其中的环状线为海拔高度相等的相邻各点所连成的闭合曲线，我们称之为“等高线”。将等高线投影到平面图上如图（）所示，其中射线与等高线垂直。
(1) 若山坡表面光滑，则静止的物体沿 方向运动时，动能会增大。
(2) 若将同一物体在山峰上重力势能相等的相邻各点连成闭合曲线构成“等势线”，则“势线”可以看作图（）中的 （选填“等高线”或“射线”）。理由是： 。
如 图所示， 年 月 日央视新闻报道，我国自行设计制造的新型磁浮列车工程样 车运行试验取得成功，时速可达 公里以上，列车由于车体与轨道不接触，无摩擦、具有噪音低、损耗小、易维护等优点，被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
(1) 磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互 ，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
(2) 如 图所示，列车站台设计成中间高、两边低的原因是：进站时列车由于 要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从较高的地方下滑，它的 ，不用消耗过多的电能或化学能等能量。
(3) 如 图所示，当列车进站时，乘客必须站在站台黄色线外的位置候车才安全的原因是 。
(4) 小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对地面正在向 行驶。
在真空管中，一个光滑小球被竖直向上弹出，每隔 用相机拍摄记录小球位置，制成图中的轨迹示意图， 点为小球上升的最高点。
(1) 到 高度为 ，小球从 上升到 的平均速度为 。
(2) 从 上升到 ，小球的动能 ，机械能 （两空均选填“增大”、“减小”、“不变”）。
(3) 如果到达 点小球受到的力全部消失，则小球会处于什么运动状态？ 。
进一步探究：研究带电粒子的运动：
(1) 磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号 表示，单位是特斯拉，符号是 可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小，磁感应强度小的地方，磁感线疏。条形磁体外部磁感线分布如图，则 、 两点磁感应强度较大的是 磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。
(2) 回旋加速器的原理如图， 和 是两个中空的半径为 的半金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为 的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上，从 的圆心 处释放不同的带电粒子（初速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能，改变带电粒子的质量 、电荷量 、磁感应强度 、金属盒半径 ，带电粒子的最大动能 随之改变。数据如下：
i ，其中 （填上数值和单位）。
ii 对于同一带电粒子，在同一回旋加速器中，获得的最大动能与磁感应强度 的关系可用图线 表示。
(3) 两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压，两板之间就有了电场。已知 ，质量 、电荷量 的电子离开置于磁感应强度 、半径 的回旋加速器，恰好进入如图丙的电场，若将电子沿着平行于两板的中线方向入射到电场中，电子就会发生偏转。若两板间距为 ，板长为 ，所加的电压为 ，电子入射速度为 ，离开电场时偏移的距离为 ，且 ，则开电场时偏移的距离与两板间距，板长，电压，质量、电荷量、磁感应强度、金属盒半径之间的关系为 。
答案
一、综合应用题（共12题）
1. 【答案】
(1) 被举高
(2) 被举高的高度和质量
2. 【答案】
(1) 重力势
(2) 动；重力势
(3) 动
(4) 动；重力势
3. 【答案】
(1) 高度
(2) 质量；位置
4. 【答案】
(1) 速度；高度
(2) 速度；弹性形变程度
5. 【答案】
(1) 增加
(2) 减小
(3) 减小
6. 【答案】
(1) 属于；减小
(2) ；
【解析】
(1) “嫦娥四号”到达月球上方后，使用高热值燃料发动机开始点火工作，该发动机将燃料燃烧产生的内能转化为发动机的机械能，是热机；“嫦娥四号”减速落月过程中，质量减小，速度减小，其动能减小。
(2) 悬停时，“嫦娥四号”处于平衡状态，受到重力和发动机的推力一对平衡力的作用，大小相等，即 ；
重力做的功为：；
其重力做的功的功率为：。
7. 【答案】
(1) 对外做功
(2) 焦耳；
(3) 做的功
8. 【答案】
(1) 变大
(2) 先变大后变小
【解析】
(1) 在小球从a点到b点运动的过程中，不计空气阻力，小球只受到重力作用，自由下落，速度越来越大。
(2) 在小球从 点到 点运动的过程中，即与弹簧接触后，随着小球的下落，弹簧的压缩程度变大，对小球施加的弹力越来越大，当重力大于弹力时，小球向下做加速运动，动能变大；当重力小于弹力时，小球向下做减速运动，当到 点时，速度变为 ，动能变小；所以小球从 点到 点运动的过程中，动能先变大后变小。
9. 【答案】
(1) 射线
(2) 等高线；物体质量不变，所处的高度相同时，重力势能相同
10. 【答案】
(1) 排斥
(2) 惯性；重力势能转化为动能
(3) 站台黄色线内的气体流速大，压强小，而黄色线外气体流速小，压强大，若乘客站在黄色线以内，会被“吸入”引发危险
(4) 西
【解析】
(1) 磁浮列车在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互排斥，从而使车体与轨道不接触，无摩擦。
(2) 列车站台设计成中间高、两边低的原因是：进站时列车由于惯性要保持原来的运动状态冲上站台，使动能转化为重力势能，当列车出站时从较高的站台下滑，又将重力势能转化为动能，让列车在不需要消耗过多电能或化学能的基础上获得一定启动速度，从而实现节能减排的目的。
(3) 列车进站时，还有比较大的速度，在站台黄色线内的气体流速较大，压强会比较小，而黄色线外的气体流速较小，压强较大，乘客若站在黄色线内就会被外侧的空气推向列车，造成伤亡事故，因此为了安全起见，乘客候车时必须站在站台黄色线外的位置。
(4) 小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，这是以列车为参照物观察到的结果，若以地面为参照物，则列车相对地面应该是向西行驶的。
11. 【答案】
(1)
(2) 减小；不变
(3) 静止
【解析】
(1) 到 高度：，每隔 拍一次照片， 到 的时间：，小球从 上升到 的平均速度为：。
(2) 从 上升到 小球的质量不变，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加，因为光滑小球在真空管中被竖直向上弹岀，机械能守恒，故机械能不变。
(3) 点为小球上升的最高点，速度为零，处于静止状态，如果到达 点小球受到的力全部消失，小球仍然静止。
12. 【答案】
(1)
(2) i ；
ii b
(3)
【解析】
(1) 根据题意可以知道，磁感线密集的地方磁感应强度大，磁感线稀疏的地方磁感应强度小，由图甲所示可以知道， 处磁感线密度， 点磁感应强度较大。
(2) i 由表中 、 两组实验数据刻度值，在 、 、 相同的情况下，磁感应强度变为原来的 倍，动能变为原来的 倍，由此可以知道，动能与磁感应强度 的平方成正比，
由表中 、 两组实验数据可以知道，在 、 、 相同的情况下，电荷量变为原来的 倍，动能变为原来的 倍，由此可以知道，动能与电荷量 的平方成正比，
由表中 、 两组实验数据可以知道，在 、 、 相同的情况下，质量变为原来的 倍，动能变为原来的一半，由此可以知道，动能与质量 成反比，
由表中 、 两组实验数据可以知道， 、 相同，质量变为原来的一半，半径变为原来的 倍，动能变为原来的 倍，则动能与半径 的平方成正比，
由以上分析可以知道：，把第一组使用数据代入计算得出 ；
ii 对于同一带电粒子，在不同的同旋加速器中， 、 相同， 、 不同，由 可以知道，，由此可以知道， 与 成反比，由图丙所示图象可以知道，图线b正确；
