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5.【跨学科·地理】如图11-3-5所示,是我国某地的等高线图,若把同一物体分别放在A、B、C、D时,那么在哪一点,此物体的重力势能最大()
A.在A点
B.在B点
C.在C点
D.在D点
A.在A点
B.在B点
C.在C点
D.在D点
答案
B
解析
【分析】
要判断物体在哪一点重力势能最大，需明确：同一物体质量相同，重力势能的大小取决于物体所处的高度，高度越高，重力势能越大。因此需要通过等高线图判断A、B、C、D四点的海拔高度，比较得出最高的点。观察等高线可知等高距为100米：A点海拔低于100米，C点海拔为100米，B点位于400米闭合等高线的山峰区域，海拔高于400米；D点位于500米闭合等高线的盆地区域，海拔低于500米且低于B点海拔。综上，B点海拔最高，重力势能最大。
【解析】
1. 重力势能的规律：质量相同的物体，所处高度越高，重力势能越大。
2. 等高线判读各点海拔：
A点：位于海拔100米以下区域；
C点：在100米等高线上，海拔为100米；
B点：处于400米闭合等高线的山峰内部，海拔高于400米；
D点：处于500米闭合等高线的盆地内部，海拔低于500米，且海拔低于B点。
3. 比较可知，B点海拔最高，同一物体在B点的重力势能最大。
【答案】
B
【知识点】
重力势能影响因素，等高线判读
【点评】
本题为跨学科综合题，结合地理等高线判读与物理重力势能知识，考查学生的跨学科应用能力，需准确分析海拔高度与重力势能的关系。
【难度系数】
0.6
要判断物体在哪一点重力势能最大，需明确：同一物体质量相同，重力势能的大小取决于物体所处的高度，高度越高，重力势能越大。因此需要通过等高线图判断A、B、C、D四点的海拔高度，比较得出最高的点。观察等高线可知等高距为100米：A点海拔低于100米，C点海拔为100米，B点位于400米闭合等高线的山峰区域，海拔高于400米；D点位于500米闭合等高线的盆地区域，海拔低于500米且低于B点海拔。综上，B点海拔最高，重力势能最大。
【解析】
1. 重力势能的规律：质量相同的物体，所处高度越高，重力势能越大。
2. 等高线判读各点海拔：
A点：位于海拔100米以下区域；
C点：在100米等高线上，海拔为100米；
B点：处于400米闭合等高线的山峰内部，海拔高于400米；
D点：处于500米闭合等高线的盆地内部，海拔低于500米，且海拔低于B点。
3. 比较可知，B点海拔最高，同一物体在B点的重力势能最大。
【答案】
B
【知识点】
重力势能影响因素，等高线判读
【点评】
本题为跨学科综合题，结合地理等高线判读与物理重力势能知识，考查学生的跨学科应用能力，需准确分析海拔高度与重力势能的关系。
【难度系数】
0.6
1. 两发飞行中的炮弹,如果具有相同的机械能,那么()
A.它们的质量一定相等
B.它们的速度一定相等
C.它们的高度一定相等
D.它们具有的动能和势能之和一定相等
A.它们的质量一定相等
B.它们的速度一定相等
C.它们的高度一定相等
D.它们具有的动能和势能之和一定相等
答案
D
解析
【分析】
首先要明确机械能的定义：机械能是物体动能与势能（此处炮弹的势能主要为重力势能）的总和。解题时需逐一分析每个选项：
1. 对于选项A：机械能相同意味着动能与势能之和相同，但动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关，质量可以通过速度、高度的不同组合来弥补，因此质量不一定相等；
2. 对于选项B：同理，速度可以和质量、高度配合，使总机械能保持相同，所以速度不一定相等；
3. 对于选项C：高度也可以与质量、速度形成不同组合，满足总机械能相同，因此高度不一定相等；
4. 对于选项D：根据机械能的定义，机械能本身就是动能和势能的总和，所以机械能相同的两发炮弹，它们的动能和势能之和必然相等。
【解析】
机械能的定义为：物体的动能与势能（重力势能、弹性势能）的总和，即$E_{机}=E_{动}+E_{势}$。
选项A：两发炮弹机械能相同，即$\frac{1}{2}m_1v_1^2 + m_1gh_1 = \frac{1}{2}m_2v_2^2 + m_2gh_2$，质量$m_1$和$m_2$可通过$v$、$h$的不同取值使等式成立，因此质量不一定相等，A错误；
选项B：由上述等式可知，速度$v_1$和$v_2$可通过$m$、$h$的不同取值使等式成立，因此速度不一定相等，B错误；
选项C：同理，高度$h_1$和$h_2$可通过$m$、$v$的不同取值使等式成立，因此高度不一定相等，C错误；
选项D：根据机械能的定义，机械能就是动能与势能的总和，所以两发炮弹机械能相同，则它们的动能和势能之和一定相等，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械能的定义、动能的影响因素、重力势能的影响因素
【点评】
本题属于基础概念辨析题，重点考查对机械能定义的理解，同时需要明确动能和重力势能的影响因素。解题时需避免陷入“机械能相同则单一物理量必然相同”的误区，通过对概念的准确把握即可快速判断出正确选项。
【难度系数】
0.8
首先要明确机械能的定义：机械能是物体动能与势能（此处炮弹的势能主要为重力势能）的总和。解题时需逐一分析每个选项：
1. 对于选项A：机械能相同意味着动能与势能之和相同，但动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关，质量可以通过速度、高度的不同组合来弥补，因此质量不一定相等；
2. 对于选项B：同理，速度可以和质量、高度配合，使总机械能保持相同，所以速度不一定相等；
3. 对于选项C：高度也可以与质量、速度形成不同组合，满足总机械能相同，因此高度不一定相等；
4. 对于选项D：根据机械能的定义，机械能本身就是动能和势能的总和，所以机械能相同的两发炮弹，它们的动能和势能之和必然相等。
【解析】
机械能的定义为：物体的动能与势能（重力势能、弹性势能）的总和，即$E_{机}=E_{动}+E_{势}$。
选项A：两发炮弹机械能相同，即$\frac{1}{2}m_1v_1^2 + m_1gh_1 = \frac{1}{2}m_2v_2^2 + m_2gh_2$，质量$m_1$和$m_2$可通过$v$、$h$的不同取值使等式成立，因此质量不一定相等，A错误；
选项B：由上述等式可知，速度$v_1$和$v_2$可通过$m$、$h$的不同取值使等式成立，因此速度不一定相等，B错误；
选项C：同理，高度$h_1$和$h_2$可通过$m$、$v$的不同取值使等式成立，因此高度不一定相等，C错误；
选项D：根据机械能的定义，机械能就是动能与势能的总和，所以两发炮弹机械能相同，则它们的动能和势能之和一定相等，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械能的定义、动能的影响因素、重力势能的影响因素
【点评】
本题属于基础概念辨析题，重点考查对机械能定义的理解，同时需要明确动能和重力势能的影响因素。解题时需避免陷入“机械能相同则单一物理量必然相同”的误区，通过对概念的准确把握即可快速判断出正确选项。
【难度系数】
0.8
2. 在一次参观中,吉先生从朝阳公园乘电梯到旋转餐厅,在电梯匀速上升的过程中,吉先生的()
A.重力势能不断增大
B.动能不断增大
C.机械能保持不变
D.动能转化为重力势能
A.重力势能不断增大
B.动能不断增大
C.机械能保持不变
D.动能转化为重力势能
答案
A
解析
【分析】
要解决此题，需先明确动能、重力势能、机械能的影响因素：
1. 动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；
2. 重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；
3. 机械能为动能与重力势能的总和。
已知吉先生随电梯匀速上升，分析各能量变化：速度不变则动能不变，高度升高则重力势能增大，进而机械能增大。再逐一对应选项判断对错。
【解析】
1. 分析动能变化：
吉先生匀速上升，质量不变、速度不变，根据动能的影响因素，动能大小保持不变，因此选项B“动能不断增大”错误。
2. 分析重力势能变化：
吉先生质量不变，高度随电梯上升不断增加，根据重力势能的影响因素，重力势能不断增大，因此选项A“重力势能不断增大”正确。
3. 分析机械能变化：
机械能=动能+重力势能，由于动能不变、重力势能增大，所以机械能不断增大，选项C“机械能保持不变”错误。
4. 分析能量转化：
动能转化为重力势能的过程中，动能会减小、重力势能增大，但此处动能不变，不存在动能向重力势能的转化，是电梯对吉先生做功使重力势能增加，选项D“动能转化为重力势能”错误。
【答案】
A
【知识点】
动能影响因素、重力势能影响因素、机械能组成
【点评】
本题属于基础概念应用题，核心是掌握动能、重力势能的影响因素，结合匀速运动的状态分析能量变化，只要理清各能量的决定因素，就能轻松判断选项对错。
【难度系数】
0.8
要解决此题，需先明确动能、重力势能、机械能的影响因素：
1. 动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；
2. 重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大；
3. 机械能为动能与重力势能的总和。
已知吉先生随电梯匀速上升，分析各能量变化：速度不变则动能不变，高度升高则重力势能增大，进而机械能增大。再逐一对应选项判断对错。
【解析】
1. 分析动能变化：
吉先生匀速上升，质量不变、速度不变，根据动能的影响因素，动能大小保持不变，因此选项B“动能不断增大”错误。
2. 分析重力势能变化：
吉先生质量不变，高度随电梯上升不断增加，根据重力势能的影响因素，重力势能不断增大，因此选项A“重力势能不断增大”正确。
3. 分析机械能变化：
机械能=动能+重力势能，由于动能不变、重力势能增大，所以机械能不断增大，选项C“机械能保持不变”错误。
4. 分析能量转化：
动能转化为重力势能的过程中，动能会减小、重力势能增大，但此处动能不变，不存在动能向重力势能的转化，是电梯对吉先生做功使重力势能增加，选项D“动能转化为重力势能”错误。
【答案】
A
【知识点】
动能影响因素、重力势能影响因素、机械能组成
【点评】
本题属于基础概念应用题，核心是掌握动能、重力势能的影响因素，结合匀速运动的状态分析能量变化，只要理清各能量的决定因素，就能轻松判断选项对错。
【难度系数】
0.8
