14. 2023年5月21日，武汉大学牵头研制的“珞珈二号01星”随长征二号丙运载火箭以“一箭三星”的方式发射升空，成功入轨。如图甲所示是卫星在随火箭加速上升的情景，如图乙所示是人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地运行的示意图。下列说法正确的是()


A.火箭加速上升过程中，动能转化为重力势能
B.卫星从近地点运动到远地点，势能转化为动能
C.卫星进入轨道后，绕地飞行的过程中处于平衡状态
D.卫星随火箭加速上升时机械能一直增大

14.D

【分析】
要解决这道题，需明确动能、重力势能的影响因素，机械能的概念，平衡状态的判断条件，再逐一分析每个选项：
1. 动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关，机械能为动能与势能之和；
2. 平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态，运动方向改变则不是平衡状态；
3. 火箭上升时消耗燃料的化学能，卫星轨道运动时无空气阻力，火箭加速上升时机械能增加。
【解析】
对各选项分析如下：
选项A：火箭加速上升过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大，机械能增大，此过程是燃料的化学能转化为机械能，并非动能转化为重力势能，故A错误。
选项B：卫星从近地点运动到远地点，质量不变，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减小，是动能转化为重力势能，故B错误。
选项C：卫星绕地飞行时，运动方向不断发生变化，不属于匀速直线运动或静止状态，因此不处于平衡状态，故C错误。
选项D：卫星随火箭加速上升时，速度增大导致动能增大，高度增大导致重力势能增大，机械能=动能+势能，所以机械能一直增大，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械能转化、平衡状态判断
【点评】
本题结合航天情景考查机械能相关知识，需准确掌握动能、势能的影响因素及平衡状态的判断，易错点是混淆能量转化方向和平衡状态的条件，整体难度适中。
【难度系数】
0.6

15. 在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物 A、B、C 的质量关系为 $m_{\mathrm{A}}=m_{\mathrm{B}}＜m_{\mathrm{C}}$。木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示。重物由静止释放后，木桩被打击陷入沙中，如图乙所示，重物 B、C 将木桩打入沙中的深度相同。

(1)重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断（选填“重物”或“木桩”）的重力势能大小。
(2)经比较，B 的重力势能（选填“小于”或“等于”）C 的重力势能。

15.(1)重物 (2)等于

【分析】
本题考查探究重力势能大小的实验，解题思路是利用转换法：重力势能的大小无法直接观察，通过重物对木桩做功的多少（即木桩陷入沙中的深度）间接判断重物的重力势能大小；对于第(2)问，木桩陷入深度相同说明重物对木桩做功相同，结合重力势能与做功的关系即可判断B和C的重力势能关系。
【解析】
(1) 实验中，重物的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙中的深度就越深，因此通过观察木桩陷入沙中的深度可判断重物的重力势能大小，该方法为转换法。
(2) 由图乙可知，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同，说明它们对木桩做的功相同，而重力势能的大小可通过做功多少反映，因此B的重力势能等于C的重力势能。
【答案】
15.(1)重物 (2)等于
【知识点】
重力势能、转换法
【点评】
本题是探究重力势能影响因素的基础实验题，核心考查转换法的应用，要求学生理解实验中通过木桩陷入深度反映重物重力势能的原理，属于学生应掌握的基础知识点。
【难度系数】
0.5