10. 地球同步卫星在进入太空定点后，如图11 - 4 - 5所示，沿椭圆形轨道绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动的过程中()
A. 动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，机械能不变
B. 动能不变，重力势能减小，动能转化为重力势能，机械能不变
C. 动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，机械能不变
D. 动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，机械能变小

C

【解析】
卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，相对地球的高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，此过程中重力势能转化为动能。由于太空中没有空气阻力，卫星的机械能守恒（总量不变），故选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
动能与势能的转化、机械能守恒
【点评】
本题考查卫星运行过程中的能量转化，需结合影响动能、重力势能的因素及机械能守恒条件分析，明确太空中无空气阻力、机械能总量不变是解题的关键。
【难度系数】
0.7

11. 立定跳远是体育测试项目之一，如图11 - 4 - 6所示是某个同学立定跳远的情境图。

(1)请你说明该同学在腾起和下落过程中动能和重力势能是如何转化的？
(2)由于存在空气阻力，该同学在空中运动过程中，机械能大小如何变化？
(3)此项运动中涉及许多物理知识，示例：运动员腾起后最终会落地，原因是受到重力作用。请你根据示例，再举一条此项运动中涉及的其他相关物理知识。

(1)该同学在腾起的过程中，动能转化为重力势能；他在下落过程中，重力势能转化为动能。
(2)该同学在空中运动过程中，机械能会减小。
(3)例如：同学在空中做曲线运动，原因是力可以改变物体的运动状态。（合理即可）

【解析】
(1) 该同学腾起过程中，速度减小，高度增加，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；下落过程中，高度降低，速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。
(2) 由于存在空气阻力，该同学在空中运动时，部分机械能会转化为内能，因此机械能减小。
(3) 可从力的相互性、力改变运动状态等角度举例，比如：运动员起跳时用力蹬地，地面对运动员有反作用力，体现了力的作用是相互的。（合理即可）
【答案】
(1) 腾起过程中动能转化为重力势能；下落过程中重力势能转化为动能。
(2) 机械能减小。
(3) 示例：运动员起跳时用力蹬地，利用了力的作用是相互的。（合理即可）
【知识点】
动能与势能的转化；机械能的变化；力的作用相互性
【点评】
本题结合立定跳远的实际场景，将物理知识与生活运动相结合，考查了机械能转化、机械能损耗以及力的相关知识，引导学生发现生活中的物理现象，提升知识应用能力。
【难度系数】
0.7

12. 如图11 - 4 - 7所示，是火车进站和出站的示意图。请根据你所学的物理知识分析；站台为什么这样设计？这样的设计有什么好处？

(1)列车进站是处在刹车状态，将进站路径设计为上坡有两样好处，首先，上坡将动能转化为重力势能，这时动能减小，火车的速度就减小，可以帮助刹车；另外，既然帮助刹车，就可以减轻刹车瓦与车轮的摩擦，从而可以延长车轮和刹车瓦的使用寿命。
(2)出站时将路径设计为下坡，这样列车在起动时可以借助下坡时重力势能转化为动能，速度增大，列车较容易从静止变为运动。这样既节省了能源，又减小了车轮与钢轨的摩擦，延长了车轮的使用寿命。

【解析】
列车进站时路径设计为上坡：列车刹车过程中，动能转化为重力势能，列车动能减小、速度降低，可辅助刹车，同时减轻刹车瓦与车轮的摩擦，延长车轮和刹车瓦的使用寿命。
列车出站时路径设计为下坡：列车起动时，重力势能转化为动能，列车速度增大，便于从静止变为运动，既节省能源，又减小车轮与钢轨的摩擦，延长车轮使用寿命。
【答案】
站台设计为进站上坡、出站下坡，好处如下：
1. 进站上坡：列车进站刹车时，动能转化为重力势能，减小速度辅助刹车，减轻刹车瓦与车轮的摩擦，延长车轮和刹车瓦的使用寿命。
2. 出站下坡：列车出站起动时，重力势能转化为动能，增大速度，便于列车由静止变为运动，节省能源，减小车轮与钢轨的摩擦，延长车轮使用寿命。
【知识点】
动能与势能的转化
【点评】
本题结合火车进出站的实际场景，考查机械能的转化，体现了物理知识在生活生产中的实际应用，培养运用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6

13. 小敏和小青在玩荡秋千时，感到秋千的往返摆动时间有规律，于是对“哪些因素决定秋千往返摆动的时间”提出下列猜想：①可能由秋千的绳长决定；②可能由人与秋千坐垫的总质量决定；③可能由秋千的摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决定。于是她们进行了如图11 - 4 - 8所示实验，一细绳一端拴一小球，一端固定在铁架台上，让小球左右自由往返摆动，并记录数据如下表。


请回答下列问题：
(1)要完成上述实验，除如图器材外，还必需的实验器材是：天平、、。
(2)从本次实验可以得到的结论是：小球往返摆动一次的时间由决定。
(3)摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调。(填“长”或“短”)
(4)实验发现，小球只能摆动一段时间。你认为小球停下来的原因可能是什么？

秒表
刻度尺
摆长
短
受到空气阻力。

【解析】
(1) 实验中需要测量小球往返摆动的时间、摆长和摆动幅度，因此除天平外，还需要秒表来测量时间，刻度尺来测量长度；
(2) 分析实验数据可知，当摆长改变时，小球往返摆动一次的时间不同，而人与秋千坐垫的总质量、摆动幅度改变时，摆动时间不变，所以小球往返摆动一次的时间由摆长决定；
(3) 摆钟变慢，说明其摆动周期变长，根据实验结论，摆长越短，摆动周期越短，因此要调准摆钟，应将摆长调短；
(4) 小球在摆动过程中会受到空气阻力的作用，机械能不断转化为内能，最终小球会停下来。
【答案】
(1) 秒表；刻度尺
(2) 摆长
(3) 短
(4) 受到空气阻力
【知识点】
控制变量法；单摆周期因素；机械能转化
【点评】
本题通过控制变量法探究秋千摆动时间的影响因素，考查了实验器材的选择、实验结论的归纳以及知识在生活中的应用，注重物理与生活的联系，培养了科学探究能力。
【难度系数】
0.6