1. 如图所示是运油-20加油机给歼-20战斗机加油的情景。在加油过程中，加油机和战斗机均沿水平方向做匀速直线运动。下列分析正确的是()


A.战斗机动能增大，机械能不变
B.战斗机势能不变，机械能增大
C.加油机动能减小，机械能减小
D.加油机势能不变，机械能不变

1. C

【分析】
我们解题时首先要明确动能、重力势能的核心影响因素：动能由物体的质量和运动速度共同决定，重力势能由物体的质量和所处高度共同决定，机械能是动能与重力势能的总和。题目给出的已知条件是加油过程中加油机和战斗机都沿水平方向做匀速直线运动，说明二者的运动速度大小不变、所处的高度也保持不变。接下来我们先判断两个飞机的质量变化：加油时战斗机不断接收燃油，总质量变大；加油机不断向外输出燃油，总质量变小。最后结合速度、高度、质量的变化，分别推导二者的动能、势能、机械能的变化，逐一比对选项就能得到正确结果。
【解析】
我们分两步推导两个飞机的能量变化：
1. 分析战斗机的能量变化：
战斗机速度不变、高度不变，加油过程中总质量增大。根据动能的决定因素，速度不变质量增大，因此战斗机动能增大；根据重力势能的决定因素，高度不变质量增大，因此战斗机重力势能也增大；机械能为动能和重力势能之和，所以战斗机的机械能增大。因此选项A“机械能不变”、选项B“势能不变”的描述都是错误的。
2. 分析加油机的能量变化：
加油机速度不变、高度不变，加油过程中总质量减小。根据动能的决定因素，速度不变质量减小，因此加油机动能减小；根据重力势能的决定因素，高度不变质量减小，因此加油机重力势能也减小；机械能为动能和重力势能之和，所以加油机的机械能减小。因此选项C描述正确，选项D“势能不变，机械能不变”的描述错误。
【答案】
C
【知识点】
动能影响因素，重力势能影响因素，机械能概念
【点评】
本题属于机械能相关的基础应用题，易错点是很多同学会忽略加油过程中飞机的质量发生了变化，默认飞机质量不变直接判断能量变化，解题时只要抓住“加油时燃油转移导致两机质量改变”这个隐藏条件，结合速度、高度的已知条件推导，就能轻松得到正确结论。
【难度系数】
0.8

2. 如图所示，小梦在荡秋千(忽略空气阻力)，由A→B→C→B→A……下列说法正确的是()


A.小梦在A点和C点具有最大的动能
B.小梦在B点重力势能最大
C.小梦从A点荡到B点的过程中，动能转化为重力势能
D.小梦从B点荡到C点的过程中，动能转化为重力势能

2. D

【分析】
我们先梳理这道题的思考逻辑：首先明确荡秋千过程忽略空气阻力，机械能总量保持不变。先判断三个点的特点：A、C是摆动的两个最高点，此时小梦速度为0，所处高度最大；B是摆动的最低点，此时小梦速度最大，所处高度最小。接下来结合动能、重力势能的影响因素（动能和质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关）逐个判断选项：
1. 先看A选项：A、C点速度为0，动能是最小值，显然不是最大，直接排除A。
2. 再看B选项：B点是最低点，高度最小，重力势能最小，不可能最大，排除B。
3. 分析C选项：从A到B的过程，小梦高度降低、速度变大，是重力势能减小、动能增大，是重力势能转化为动能，不是动能转势能，排除C。
4. 最后看D选项：从B到C的过程，小梦高度升高、速度减小，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能，描述正确。
【解析】
解：忽略空气阻力时，小梦荡秋千的过程中机械能守恒：
选项A：A点和C点是摆动的最高点，小梦速度为0，动能为0，是动能最小的位置，并非动能最大，A错误；
选项B：B点是摆动的最低点，小梦所处高度最小，质量不变，因此重力势能最小，并非最大，B错误；
选项C：小梦从A点荡到B点的过程中，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能，C错误；
选项D：小梦从B点荡到C点的过程中，高度升高，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，D正确。
【答案】
D
【知识点】
动能的影响因素；重力势能的影响因素；动能与势能的相互转化
【点评】
本题结合荡秋千的生活场景考查机械能的转化，属于基础应用题，解题核心是明确摆动过程中最高点、最低点的速度和高度特点，区分上升、下落过程的能量转化方向，避免混淆两种转化过程即可轻松解题。
【难度系数】
0.8

3. 把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上，用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后，发现它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A:按下后放手”到“B:获得一个向上的速度”再到“C:向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为。

3. 弹性势能 重力势能

【分析】
解题时我们可以通过分析过程中各能量相关的影响因素变化，判断能量转化方向：首先看A→B阶段，按下圆珠笔时弹簧被压缩发生弹性形变，储存了弹性势能，放手后弹簧逐渐恢复原状，弹性形变程度减小，弹性势能减小，同时圆珠笔从静止开始获得向上的速度，动能增大，因此减少的弹性势能转化为动能。再看B→C阶段，圆珠笔已经获得向上的速度，向上运动到最高点的过程中，速度逐渐减小，动能减小，同时圆珠笔的高度不断升高，重力势能增大，因此减少的动能转化为重力势能。
【解析】
1. 在“A→B”阶段：被压缩的弹簧弹性形变逐渐恢复，弹性势能不断减小，圆珠笔的速度从0开始增大，动能不断增加，因此是弹簧的弹性势能转化为圆珠笔的动能。
2. 在“B→C”阶段：圆珠笔向上运动时速度逐渐减小，动能不断减小，同时它的高度不断升高，重力势能不断增大，因此动能转化为重力势能。
【答案】
弹性势能；重力势能
【知识点】
能量转化，弹性势能，重力势能
【点评】
本题结合生活中常见的圆珠笔弹起的场景，考察机械能之间的相互转化，解题核心是通过分析弹性形变、速度、高度的变化判断对应能量的增减，进而确定转化方向，题目贴近生活，能引导学生用物理知识解释日常现象。
【难度系数】
0.9

4. 神舟十五号宇宙飞船于2022年11月29日由长征二号运载火箭发射升空。飞船加速上升时，它的机械能逐渐，到达预定轨道后与天宫空间站对接成组合体(如图甲所示)。当空间站组合体在运行轨道上由近地点向远地点运行的过程中(如图乙所示)，空间站组合体的重力势能。(填“增大”“减小”或“不变”)

4. 增大 增大

【分析】
我们可以分两步梳理解题思路：第一步判断飞船加速上升时的机械能变化，首先明确机械能是动能与重力势能的总和，先分别分析两个能量的变化：飞船质量几乎不变，加速意味着速度变大，动能随之增大；上升过程高度不断升高，重力势能也随之增大，两者相加的总机械能自然逐渐增大。第二步判断组合体从近地点向远地点运行时的重力势能变化，重力势能的大小由质量和高度共同决定，组合体质量不变，从近地点到远地点离地高度持续升高，因此重力势能会增大。
【解析】
1. 飞船加速上升阶段：飞船质量不变，速度不断增大，因此动能增大；同时飞船的高度持续升高，重力势能也增大。由于机械能等于动能与重力势能之和，因此飞船的机械能逐渐增大。
2. 空间站组合体由近地点向远地点运行阶段：组合体质量保持不变，所处的轨道高度不断增加，根据重力势能的影响规律，可知组合体的重力势能增大。
【答案】
增大；增大
【知识点】
机械能变化判断；重力势能影响因素
【点评】
本题结合我国航天热点场景考察机械能相关基础概念，属于常规基础题，只需要牢记动能、重力势能的对应影响因素，匹配题目给出的速度、高度变化条件，就可以直接推导得到结果，侧重考察学生对基础概念的掌握程度。
【难度系数】
0.9

5. 高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道:一个50g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与有关。下落过程中(忽略空气阻力)鸡蛋的重力势能转化为。

5. 高度 动能

【分析】
首先我们先梳理已知条件：题目里的鸡蛋质量固定为50g，从不同楼层也就是不同高度抛下时造成的伤害差异很大，说明鸡蛋具备的重力势能大小不同。首先回忆重力势能的相关影响因素，在质量一致的情况下，高度越高重力势能越大，由此就能推出第一个空的答案。接下来分析下落过程的能量变化：忽略空气阻力时，鸡蛋下落速度越来越快，高度不断降低，对应重力势能减小、动能增大，就能判断出能量的转化方向。
【解析】
1. 重力势能的大小和物体的质量、所处高度有关，本题中是同一个鸡蛋，质量保持50g不变，从18楼、25楼不同高度抛下时，最终的破坏效果不同，说明鸡蛋的重力势能不同，因此可以得出鸡蛋的重力势能与高度有关。
2. 下落过程中忽略空气阻力，鸡蛋的质量不变，高度逐渐降低，重力势能随之减小；同时鸡蛋的速度不断增大，动能随之增大，因此该过程中鸡蛋的重力势能转化为动能。
【答案】
高度 动能
【知识点】
重力势能的影响因素；机械能的转化
【点评】
本题结合生活中高空抛物的实际场景出题，属于机械能模块的基础概念题，既考察了核心知识点，也能让学生直观认识到高空抛物的危险性，只要牢记重力势能的影响因素和能量转化的判断逻辑就可以顺利得出答案。
【难度系数】
0.9

6. 为提升城市形象，某市对火车站进行了升级改造。爱动脑的小明对火车站进站段铁路工程设计了甲、乙两种方案，你认为图的设计方案更为合理。简要说明理由:。

6. 甲 图甲进站时火车上坡，将动能转化为重力势能，便于刹车;出站时还可以将储存的重力势能转化为动能，节省能源

【分析】
首先我们需要结合火车进站、出站的实际需求，利用动能和重力势能的转化规律对比两个方案的优劣：第一步先观察两个方案的轨道走向差异，甲方案进站段为上坡、出站段为下坡，乙方案进站段为下坡、出站段为上坡；第二步分析火车进站的需求是减速刹车，出站的需求是加速启动，再对应分析两种轨道下的能量转化效果：甲方案进站上坡时，火车的动能会不断转化为重力势能，自然降低车速，减少刹车的能量损耗，出站下坡时储存的重力势能又可以转化为动能辅助火车加速，节约能源；而乙方案进站下坡会让车速进一步提升，刹车难度变大，出站上坡还需要额外消耗更多能量克服重力做功，显然甲方案更合理。
【解析】
对比甲、乙两种铁路设计方案：
1. 火车进站时需要减速制动，甲方案的进站段为上坡，火车上坡过程中动能逐步转化为重力势能，无需完全依靠刹车系统消耗能量就能大幅降低车速，便于刹车制动；
2. 火车出站时需要加速启动，甲方案的出站段为下坡，之前储存的重力势能会逐步转化为动能，辅助火车提速，能够减少机车动力的消耗，起到节约能源的作用。
而乙方案进站段为下坡，会使火车速度增大，提升刹车难度，出站段为上坡，需要额外消耗大量能量克服重力做功，因此甲方案更合理。
【答案】
甲；图甲进站时火车上坡，将动能转化为重力势能，便于刹车;出站时还可以将储存的重力势能转化为动能，节省能源
【知识点】
动能与势能转化；机械能利用
【点评】
本题结合火车站铁路改造的实际场景，考察机械能转化知识的实际应用，引导学生将课本物理规律和生活工程设计结合起来，学会从能量利用效率的角度分析方案的合理性，解题时紧扣进站减速、出站加速的核心需求，对应分析能量转化的优势即可快速判断方案优劣。
【难度系数】
0.7