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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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3.2.2 动能和势能的转化
一、单选题
1.如图各实验现象的分析中，不正确的是（ ）
A. 甲图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾说明气体对外做功后内能减少、温度降低
B. 乙图中，纸盒被撞击后移动的距离越大说明撞击时铁球具有的动能越大
C. 丙图中，滚摆的上下运动表明动能和弹性势能可以相互转化
D. 丁图中，迅速下压活塞，筒内空气温度升高是由于活塞压缩空气做功，空气内能增加
2.一番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图）,同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（ ）
A. 等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B. 大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C. 等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D. 小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
3.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行 过程中运动员姿势的自然(不用力)变化, 最有可能滑到滑台C处的是 （ ）
B.
C. D.
4.如图为杂技演员演出的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在空气阻力，故( )。
A. 男演员的质量必须大于女演员的质量
B. 甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C. 男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D. 女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
5.小金将一个小球第一次竖直上抛，第二次斜向上抛，若两次抛出的动能相等（不计空气阻力），则下列说法正确的是（ ）
A. 两次小球到达最高点时，动能相等且都为零，机械能不相等
B. 两次小球到达最高点时，动能都不为零，机械能相等
C. 两次小球到达最高点时，高度相等，机械能不相等
D. 两次小球到达最高点时，高度不相等，机械能相等
6.“模拟实验”是一种常用的科学研究方法，以下不属于该研究方法的是( )
A. 滚摆实验 B. 米勒实验
C. 研究宇宙膨胀实验 D. 研究地球形状实验
7.2018年1月19日12点12分，我国长征十一号固体运载火箭在酒泉卫星发射中心以“一箭六星”的方式，成功发射六颗卫星，并使卫星精确进入预定轨道。下列关于此次发射的说法不正确的是( )
A. 卫星发射升空时，动能增大
B. 卫星发射升空时，重力势能增大
C. 火箭升空的速度必须大于第三宇宙速度
D. 长征十一号运载火箭是一种新型的热机
8.如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50 J，若不计空气阻力，以下说法不正确的是（ ）
A. 小球到达底端时动能大于50J
B. 小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能
C. 小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能
D. 小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能
9.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器(压力不超过最大值)，压力传感器、电流表、定值电阻和电
源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是l0。t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示，则( )
A. t1时刻，小球动能最小
B. t2时刻，弹簧的弹性势能最小．
C. t2~t3 这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少
D. t2~t3这段时间内，小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
10.如图所示的四种情景中，属于重力势能转化为动能的是（ ）
A. 运动员把弯弓拉开将箭射出 B. 跳水运动员从空中下落
C. 运动员骑自行车冲向坡顶 D. 跳伞运动员从空中匀速下落
二、填空题
11.地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为岩石、泥土被雨水从高处冲下来时将 能转化为巨大的 能。灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速 飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将 。
12.周末，小科和爸爸妈妈前往码头乘船回海岛看望爷爷奶奶，路途中，小科结合自己所学的知识，对生活中的现象进行了分析：
（1）候船时发现码头侧面吊有数个轮胎(如图).他推测此装置可以将轮船靠拢时的一部分动能转化为________减少了过强撞击带来的震动和损坏。
（2）登船时，由于轮船入口远高于码头，乘务人员为了安全便捷，架设了登船梯《如图)，其近似可看做是个斜面。则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力________（填“大于”“等于”或“小于”）行李箱自身的重力。
（3）轮船启动后，在海面上变速行驶，小科判断在整个过程中，能量应该是________（填“守恒”或“不守恒”）的。
13.将表面涂墨（墨充足）的皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图所示。皮球第一次反弹后到达最高点P时 （选填“具有”或“不具有”）动能；皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是 。
14.中国跳水队被人们称为“梦之队”，如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的________(选填“动能”或“弹性势能”)让自己上升的更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，________时(选填“离开跳板”、“最高点”或“入水”）时动能最大。
15.如图所示，物体M与弹簧一端相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点。（图中C点是弹簧原长时的末端，均不计空气阻力）。
（1）小球从A到B的过程中，能量的转化情况是________。
（2）小球在最低点B时，受到的力________（选填“是”或“不是”）平衡力。
（3）物体M从C到D点的过程中，动能大小变化情况是________（选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）。
16.如图甲所示，弹簧一端固定在O点，另一端系一小球。现将小球置于A位置，此时弹簧水平且为原长状态。将球由静止释放，在运动到最低点B的过程中。试分析：
（1）小球机械能________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）小球减小的重力势能________（“等于”、“大于”、“小于”）小球增加的动能。
（3）若将小球直接挂在弹簧下，用力将小球拉到弹簧最大伸长限度内的最下端，放手后在小球竖直向上运动到最高点的过程中，小球的速度变化特点是________。
17.如图，摆球从A点向下摆动，在由A到B的过程中，摆球在________点的动能最大，如果没有摩擦，则摆球的机械能将会________（选填“增大”、“减小”、“不变”），将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，则沙堆的剖面应是下图中的________。
18.2022年，第19届亚运会将在杭州举行。如图，拉满的弓将箭射出，是弓的________能转化为箭的________能。手在拉弦的同时感到弦也在拉手，这是由于物体间力的作用是________的。箭离开弦后还能继续向前飞行，是因为箭具有________。
19.图为某蹦床运动员从床面上A点起跳后腾空瞬间的照片，根据照片信息估测此时运动员脚尖到床面的距离为________(选填“0.8m”“1.8m”或“3.8m”)；运动员在空中下落的过程中，他的________能转化为动能。
20. 2018年4月2日8时15分左右，天宫一号目标飞行器进入大气层，绝大部分器件在进入大气层过程中烧蚀销毁(如图所示)，剩余部分落入南太平洋中部区域。天宫一号飞行器在这个过程中，重力势能________（填“减小”或“增大”或“不变”）。内能是通过________（填“做功”或“热传递”）的方式改变的。
三、实验探究题
21.影响铅球掷得远近的因素有哪些呢？某同学以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究(如图所示)：
（1）熟悉手枪结构。玩具手枪的内部结构中有一根弹簧，弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时会将子弹射出，此时弹簧的 能转化成子弹的动能。
（2）探究过程。①提出假设：在相同条件下，子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关。②设计实验，记录数据：该同学把手枪固定在某一高度后，保持子弹从枪口射出的速度相同，改变枪管与水平面夹角，用同一颗子弹做了五次实验，记录数据如下表：
枪管与水平面夹角θ 15° 30° 45° 60° 75°
子弹落点到枪口的水平距离s(米) 7.5 10.1 10.9 9.2 5.3
③分析数据，得出结论。在相同条件下，子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关，夹角在 度左右时，子弹射程最远。④交流和评价。同桌同学认为对子弹射程与水平夹角θ的探究还可进一步完善。为获得更准确的结论，该同学应做的改进是 。
（3）完成上述探究后，该同学对于影响子弹射程的因素又提出一个合理的假设。他的假设是 。
22.在同一粗糙水平面固定两个不同斜面，小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动，用频闪照相机每隔0.1s拍摄了小球滚动时的不同位置，图上数字为闪光时刻编号，位置间距如图所示。
（1）甲图中A球的机械能________(选填“增加”、“减小”或“不变”)；
（2）乙图中B球沿斜面运动过程中的动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；
（3）若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞，碰撞之后图________(选填“甲”或“乙”)中木块运动距离较大。
四、解答题
23.浙江自行车公开赛第六站绿野爬坡赛在盘山公路上举行。此赛事激发了小科同学研究自行车的兴趣，通过研究发现了很多有趣的现象：自行车车架都要进行喷漆处理；当有大型卡车快速并排通过时，不能太过靠近，不然可能会被“吸”过去，发生危险；当经过很陡峭的上坡时，采用“S”路线比直线要省力的多；下坡时即使脚停止蹬脚踏板，车速也会越来越快；骑车强度要适度，如果强度过大，大腿肌肉会酸疼的厉害。请你解释上述现象所涉及的科学道理。
24.小明同学在做重力势能相关实验时，发现自由下落的弹性小球碰撞地面后反弹上升的最大高度总小于原来下落的高度，这说明弹性小球在碰撞地面过程中有机械能损失。为了探究自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小△E与哪些因素有关，他们分别让同一弹性小球从某一高度自由下落碰撞地面，通过测量该弹性小球下落高度与反弹上升的最大高度的差值△h，来比较损失的机械能的大小△E，实验过程如图(a)、(b)和(c)所示(△h3<△h1<△h2)。请仔细观察图中的现象和测量结果，并分析归纳得出初步结论。
（1）分析比较图中的(a)和(b)可知，自由下落的同一弹性小球碰撞同种材料的地面，损失的机械能△E的大小：
（2）分析比较图中的(b)和(c)同一弹性小球从相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面， 。
（3）损失的机械能去哪了？小科做实验时，发现多次碰撞后，地面碰撞处的温度略有升高，经过思考，他明白了其中的原因是 。
25.某司机驾驶一辆满载的货车，行至高速公路一处连续下坡路段时，因长时间刹车使汽车刹车片发热，导致刹车失灵。危急之下，他将汽车驶入右侧紧急避险车道。如图所示，避险车道是一个上坡道，且路面铺了一层厚厚的砂石，汽车迅速减速，避免了重大事故发生。请从能量转化的角度解释：汽车驶入避险车道后能迅速减速的原因。
答案解析部分
一、单选题
1.答案: C
考点:动能和势能的概念，动能的影响因素，动能和势能的转化与守恒，物体内能的改变方法
分析:（1）（4）根据做功改变物体内能的本质分析判断；
（2）根据影响动能因素的探究实验分析判断；
（3）根据能量转化的知识判断。
解答:A.甲图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾，说明气体对外做功后内能减少、温度降低，故A正确不合题意；
B.乙图中，纸盒被撞击后移动的距离越大，说明撞击时铁球具有的动能越大，故B正确不合题意；
C.丙图中，滚摆的上下运动表明动能和重力势能可以相互转化，故C错误符合题意；
D.丁图中，迅速下压活塞，筒内空气温度升高是由于活塞压缩空气做功，空气内能增加，故D正确不合题意。
故选C。
2.答案: B
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:根据机械能守恒的知识分析判断。
解答:番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能，一部分转化为番茄自身的动能，另一部分转化为溅起的水珠增加的机械能，则番茄减小的势能肯定大于溅起水珠增加的机械能，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
3.答案: B
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:根据能量转化和转移的知识分析判断。
解答:不计滑台摩擦和空气阻力，即运动过程中没有机械能的损失。运动员从滑台的A端滑下时，它只能到达与它等高的B处，要运动到C点就需要额外的能量。运动员在A端时站立，在滑下的过程中下蹲，那么运动员的重心下降，这部分减小的重力势能会转化为运动员的动能，使其可能继续沿水平面前进到达C点，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
4.答案: C
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:由于存在阻力，因此运动员克服阻力做功，根据能量的转化和守恒定律分析判断。
解答:由于存在阻力，因此运动员克服阻力做功，将机械能转化为内能，因此运动过程中机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能，故C正确；
男演员向上跳起时，同时具有动能和重力势能；女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量。如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量，故A错误；
男演员向上跳起，可能同时具有动能和重力势能，则男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能，故B错误；
女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能，故D错误。
故选C。
5.答案: D
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:动能与质量和速度大小有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，根据能量转化的知识判断。
解答:不计空气阻力，那么小球的机械能没有损失，即机械能守恒。
竖直上抛时，小球在水平方向速度为零，它只在竖直方向运动。当到达最高点时，动能全部转化为重力势能，即此时的重力势能等于开始时的机械能；
斜向上抛时，小球在水平方向的速度保持不变，即到达最高点时，小球的动能不为零。根据械能=动能+重力势能可知，此时它的重力势能肯定小于前者。
那么后者的高度肯定小于前者。
故D正确，而A、C、D错误。
故选D。
6.答案: A
考点:实验探究的其他思想方法，动能和势能的转化与守恒
分析:模拟实验是科学探究中的一种方法，用模型来做实验，或者模仿实验中的某些条件来做实验，结合实验图片思考解题。
解答:滚摆实验是为了研究动力与重力势能的相互转化，不需要利用模型进行实验，A符合题意。米勒实验、研究宇宙膨胀实验、研究地球形状实验均为模型实验，实验中运用了物理模型，并模仿实验中的某些条件，A符合题意。
故答案为：A
7.答案: C
考点:动能和势能的转化与守恒，人类对宇宙的认识
分析:（1）第三宇宙速度是物体为摆脱太阳系的吸引飞向太阳系之外所需的最小发射速度。
（2）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关，运动的物体能够做功，具有的能叫动能。
（3）由于被举高或者弹性形变而具有的能叫势能。
解答:火箭离开地面后刚升空的一段时间内，其质量不变，速度增大，故动能增大；同时高度增加，故重力势能增加，火箭升空把卫星送入轨道只要达到第一宇宙速度就可以了，达到第三宇宙速度可以使物体脱离太阳系， 第一宇宙速度是环绕地球的最大速度，发射成为地球卫星的最小速度，第三宇宙速度是脱离太阳系的最小发射速度，所以要想发射成为火星卫星，速度应介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，C符合题意。
故答案为：C
8.答案: C
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:不计空气阻力，且斜面光滑，那么小球没有能量损失，根据机械能守恒的知识分析判断。
解答:A.小球在A点时动能肯定不为零，重力势能为50J，根据机械能=动能+重力势能可知，它的机械能肯定大于50J。小球到达底端时时，重力势能全部转化为动能，那么动能肯定大于50J，故A正确不合题意；
B.小球从顶端到达底端的过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能，故B正确不合题意；
CD.根据机械能守恒定律可知，小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能，故C错误符合题意，D正确不合题意。
故选C。
9.答案: D
考点:力与运动的关系，势能的影响因素，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）当电流表示数为I0时，表示压力传感器不受力，t1时刻小球刚好接触弹簧，根据小球的受力情况判定小球速度的变化。
（2）当电流表示数变大时，表示压力传感器的电阻阻值减小，表明压力传感器受到的压力增大，说明此时小球处于下落压缩弹簧的过程；电流表示数最大时，说明小球下落到最低点。
（3）当电流表示数变小时，表示压力传感器的电阻阻值增大，表明压力传感器受到的压力减小，说明此时是弹簧把小球弹起的过程，小球处于上升过程，根据弹簧形变程度分析弹性势能的变化。
（4）小球在向上弹起的过程中，注意速度和高度都在增大，据此分析弹性势能的转化情况。
解答:A.t1时刻时，电流表示数为I0 ， 表示压力传感器不受力，t1时刻小球刚好接触弹簧，此时小球受到重力和弹力的作用，重力大于弹力，小球继续向下做加速运动，动能会变大，故A错误；
B.t2时刻时，电流表示数最大，表示压力传感器的电阻阻值最小，表明压力传感器受到的压力最大，说明此时小球把弹簧压缩到最低点，弹簧的弹性形变程度最大，弹性势能最大，故B错误；
C.t2～t3这段时间内，电流表示数变小，表示压力传感器的电阻阻值增大，表明压力传感器受到的压力减小，说明此时是弹簧把小球弹起的过程。这个过程中，弹簧逐渐恢复原来的长度，即形变程度逐渐减小，则弹性势能逐渐减小，故C错误；
D.t2～t3这段时间内，弹簧恢复原状，小球的高度增大且速度增大，则弹簧的弹性势能转化成动能和重力势能，因此小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能，故D正确。
故选D。
10.答案: B
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:哪个现象中重力势能减小而动能增大，哪个选项就是正确选项。
解答:A.运动员把弯弓拉开将箭射出，将弓的弹性势能转化为箭的动能，故A不合题意；
B. 跳水运动员从空中下落，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，将重力势能转化为动能，故B符合题意；
C. 运动员骑自行车冲向坡顶，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小，将动能转化为重力势能，故C不合题意；
D. 跳伞运动员从空中匀速下落，高度减小，重力势能减小；速度不变，动能不变，二者没有转化关系，故D不合题意。
故选B。
二、填空题
11.答案: 重力势；动；变小
考点:动能和势能的大小变化，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关，据此分析能量的转换过程；
（2）首先分析动能和重力势能的变化，再根据“机械能=动能+重力势能”分析机械能的变化。
解答:（1）岩石、泥土被雨水从高处冲下来时，质量不变、高度减小，则重力势能减小；质量不变、速度增大，则动能增大，因此这个过程将重力势能转化为巨大的动能。
（2）在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，它的速度不变、质量减小，则动能减小；它的高度不变、质量减小，则重力势能减小。根据机械能=动能+重力势能可知，飞机的机械能减小。
12.答案: （1）弹性势能
（2）小于
（3）守恒
考点:能量的转化与守恒定律，动能和势能的转化与守恒，斜面及其工作特点
分析:（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）使用斜面时，通过增大距离的方式减小所用的力；
（3）能量不会创生也不会消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，这就是能量转化和守恒定律。
解答:（1）轮船靠岸时，轮胎受到挤压变形，从而将轮船的部分动能转化为轮胎的弹性势能，减小了过强撞击带来的震动和损坏。
（2）使用斜面的目的就是省力，则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力小于行李箱自身的重力。
（3）轮船启动后，在海面上变速行驶，小科判断在整个过程中，能量应该是守恒的。
13.答案: 具有；部分机械能转化为内能，机械能减小，最大弹性势能减小，最大弹性形变变小，墨迹变小（合理即可）。
考点:动能的影响因素，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）动能与物体的质量和速度有关；
（2）墨迹的大小说明皮球发生弹性形变的大小，进而判断弹性势能的大小，然后根据能量转化的知识分析产生这种现象的原因即可。
解答:（1）根据图片可知，排球在竖直方向做上下运动，在水平方向不断向右运动。当皮球到达最高点P时，它在竖直方向上的速度为零，但是水平方向的速度不为零，因此此时仍然具有动能；
（2）皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是：部分机械能转化为内能，机械能减小，最大弹性势能减小，最大弹性形变变小，墨迹变小。
14.答案: 弹性势能；入水
考点:动能和势能的概念，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）根据重力势能与动能的相互转化分析。
解答:（1）跳水前用力下压跳板，跳板发生弹性形变而具有弹性势能，可以让运动员上升的更高；
（2）不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，即将重力势能转化为动能。因为入水时下降的高度最大，所以重力势能转化为的动能最多，所以入水时动能最大。
15.答案: （1）重力势能转化为动能
（2）不是
（3）一直变小
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:（1）根据影响动能和重力势能的因素分析它们的变化，然后得出能量的转化情况；
（2）当物体受平衡力作用时运动状态将不会改变，运动状态发生改变时一定是受非平衡力作用；
（3）弹簧的弹力与弹簧的形变有关，形变越大，弹力越大；物体受到的合力与运动的方向相反时做减速运动，速度越小，动能越小。
解答:（1）小球从A到B的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，则动能增大，重力势能减小，所以能量的转化情况是重力势能转化为动能；
（2）小球在最低点B时，速度最大，并且运动轨迹为圆周运动，因此小球受力不是平衡力；
（3）物体M从C到D点的过程中，弹簧的形变越来越大，受到与运动方向相反的弹力越来越大，物体做减少运动，速度越来越来，动能越来越小。
故答案为：（1）重力势能转化为动能；（2）不是；（3）一直变小
16.答案: （1）变小
（2）大于
（3）先增大后减小
考点:力与运动的关系，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）注意小球的机械能与弹簧的弹性势能的转化；
（2）将小球和弹簧看做一个整体，分析二者之间能量的转化；
（3）当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力为零时，物体加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动。
解答:（1）在小球下落的过程中，弹簧的长度增大，即小球的机械能会部分转化为弹簧的弹性势能，因此小球的机械能变小。
（2）在小球下落的过程中，小球的重力势能会转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，因此小球减小的重力势能大于小球增加的动能。
（3）在开始的一段时间内，小球受到的弹力大于重力，合力向上，与运动方向一致，做加速运动；当小球受到的弹力和重力相等时，合力为零，小球加速停止，此时速度最大；此后，小球受到的弹力小于重力，合力向下，小球向上做减速运动，因此小球的速度变化特点为：先增大后减小。
17.答案: B；不变；乙
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:（1）在摆球从最高点向最低点运动的过程中，重力势能转化为动能。当到达最低点时，重力势能减小的最大，转化为的动能也最大；
（2）如果没有摩擦，那么就没有能量损失，即机械能守恒；
（3）摆球在某点的速度越大，停留时间越短，那么在改点漏下的沙子就越少，最终这个点上的沙面就越低。
解答:（1）摆球从A点向下摆动，在由最高点A到最低点B的过程中，摆球在最低点B点的动能最大；（2）如果没有摩擦，则摆球的机械能将保持不变；
（3）将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。因为摆球在最高点A和C点时速度最小，停留时间最长，因此漏下的沙子最多，沙面最高；而最低点B时速度最大，停留时间最短，漏下的沙子最少，因此沙面最低，因此形成两端高，中间低的形状，故选乙。
18.答案: 弹性势；动；相互；惯性
考点:力的作用是相互的，惯性，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）物体发生弹性形变具有弹性势能，运动的物体具有动能，据此分析拉弓射箭的能量转化；
（2）根据物体间力的作用的相互性分析解答；
（3）物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
解答:（1）拉满的弓发生弹性形变具有弹性势能，将箭射出，箭产生动能，因此是弓的弹性势能转化为箭的动能；
（2）手在拉弦的同时感到弦也在拉手，这是由于物体间力的作用是相互的；
（3）箭离开弦后还能继续向前飞行，是因为箭具有惯性。
19.答案: 1.8m；重力势
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:（1）将人跳起的高度与人的身高进行比较即可；
（2）重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度大小有关，据此分析能量转化的过程。
解答:（1）根据图片可知，当运动员腾空时，他的脚尖到床面的距离与它的升高差不多。而人的身高大约在1.5m~2.0m之间，那么运动员的脚尖到床面的距离为1.8m；
（2）运动员在下落的过程中，高度减小，重力势能减小；速度增大，那么动能增大，因此它的重力势能转化为动能。
20.答案: 减小；做功
考点:动能和势能的转化与守恒，物体内能的改变方法
分析:重力热能的大小与高度和物体质量有关。改变物体内能的方式有热和做功两种，消耗机械能，物体内能增大，是通过做功改变了物体的内能；热量从一个物体转移到另一个物体或从物体的高温部分转移到低温部分，是通过热传递改变了物体的内能。
解答:天宫一号飞行器在下落的过程中，高度不断减小，重力势能也不断地减小；同时与空气摩擦做功，致使它的内能增大。
故答案为：减小；做功。
三、实验探究题
21.答案: （1）弹性势
（2）45；在30°到60°之间多测几组数据(或在45°附近多测几组数据)
（3）子弹射程可能与子弹射出枪口时的速度有关(答案合理即可)
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:（1）物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能；
（2）③根据表格数据，确定子弹射程最远时的枪口角度；
④根据表格可知，相邻两个枪口的角度差为15°，数据的跳跃性非常大，为了获得更准确的数据，可以在原来的数据间添加几组数据，即减小枪口的角度差，再多做几次实验。
（3）在实验探究过程中，探究子弹射程与枪口角度的关系时，控制了子弹的速度相同，那么可以猜测，子弹的射程应该与子弹的速度有关，据此分析解答。
解答:（1）玩具手枪的内部结构中有一根弹簧，弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时会将子弹射出，此时弹簧的弹性势能转化成子弹的动能。
（2）③根据表格数据可知，在相同条件下，子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关，夹角在45度左右时，子弹射程最远。
④为获得更准确的结论，该同学应做的改进是：在30°到60°之间多测几组数据(或在45°附近多测几组数据)；
（3）完成上述探究后，该同学对于影响子弹射程的因素又提出一个合理的假设。他的假设是：子弹射程可能与子弹射出枪口时的速度有关(答案合理即可)。
22.答案: （1）减小
（2）增大
（3）乙
考点:速度与物体运动，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）首先根据分析甲中A球的速度变化，再判断A球的动能变化和重力势能的变化，最后根据机械能=动能+重力势能分析机械能的变化。
（2）首先根据分析乙中B球的速度变化，再判断它的动能变化；
（3）哪个小球的动能大，那么它撞击木块运动的距离就大。
解答:（1）根据甲图可知，小球A在相同的时间内通过相同的路程，根据可知，它的速度保持不变，且质量不变，因此动能不变；因为质量不变，高度减小，所以它的重力势能减小。根据机械能=动能+重力势能可知，A球的机械能减小。
（2）根据乙图可知，小球B在相同的时间内运动的距离逐渐增大，根据可知，它的速度不断增大变，但质量不变，因此它的动能增大。
（3）因为B球的动能大于A球，所以若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞，碰撞之后图乙中木块运动的距离较大。
四、解答题
23.答案: 解：：①自行车车架进行喷漆处理是通过隔绝空气防止金属生锈
②当有大型卡车快速并排通过时，人与卡车之间的空气流速增大，气压减小 ，小于另外 一侧气压，人容易被压向卡车
③采用 “S”路线比直线要省力是因为根据公式 W=Fs， 在做功相同时，通过的距离越 长，所需要的力越小
④下坡时脚停止蹬脚踏板，车速也会越来越快是因为势能转化为动
⑤强度过大大腿肌肉酸疼是因为大腿肌肉在缺氧的情况下进行了无氧呼吸，产生了乳酸
考点:流体压强与流速的关系，功的计算公式的应用，动能和势能的转化与守恒，金属的腐蚀与防护
分析:①金属腐蚀的条件；与氧气和水接触，因此最常用的防锈处理就是喷漆隔绝空气和水分；
②流体流速越大的地方压强越小，根据流体压强和流速的关系分析；
③根据功的计算式W=Fs分析距离和力的大小关系；
④根据重力势能与动能的转化分析；
⑤根据无氧呼吸的产物分析。
24.答案: （1）下落高度较大时，损失的机械能△E也较大（合理给分，下同）
（2）损失的机械能的大小△E不同
（3）损失的机械能通过做功转化为地面的内能（答出损失的机械能转化为地面的内能即可）
考点:动能和势能的转化与守恒
分析:（1）比较a、b两个实验中哪个因素不同即可；
（2）高度差越大，说明机械能的损失越大，比较b、c实验中高度差的大小即可。
（3）弹性小球的机械能减小，而地面碰撞处的温度升高内能增大，根据能量转化和守恒定律可知，应该是机械能通过做功的形式转化为地面的内能。
解答:（1）a、b两个实验中，b小球下落的高度大，反弹后的高度差也大，因此得到结论：下落高度较大时，损失的机械能△E也较大。
（2）b、c两个小球从相同高度下落，碰撞不同材料时，高度差也不相等，即损失的机械能的大小△E不同。
（3）损失的机械能去哪了？小科做实验时，发现多次碰撞后，地面碰撞处的温度略有升高，经过思考，他明白了其中的原因是：损失的机械能通过做功转化为地面的内能。
25.答案: 上坡时动能转化为重力势能；摩擦阻力作用下动能（机械能）转化为热能
考点:影响摩擦力大小的因素，动能和势能的转化与守恒
分析:①重力势能与质量和高度有关，即高度越大，重力势能增大；动能与质量和速度有关，即速度越大，动能越大，根据动能和重力势能的相互转化分析；
②滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，受到的摩擦力越大，克服摩擦做的功越多，消耗的机械能越大，据此分析解答。
解答:汽车驶入避险车道后能迅速减速的原因：上坡时，汽车的高度增大，重力势能增大，即动能转化为重力势能，汽车的动能减小；砂石表面非常粗糙，摩擦阻力非常大，克服摩擦力做的功很多，即动能（机械能）转化为热能非常多，速度减小，车会迅速停下来。(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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)
3.2.1 动能和势能
一、单选题
1.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台甲处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，不可能滑到滑台丙处的是（ ）
A. B.
C. D.
2.如图，“蹦床”是体育比赛项目，床面弹性很大，运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点，能到达的最低点为B点，如图所示，运动员从B点反弹回A点的过程中，不计空气阻力，则（ ）
A. 运动员在B点速度为0，受平衡力作用
B. 在反弹的瞬间，运动员在B点所受重力大于弹簧弹力
C. 从B点向上运动过程中，运动员的动能先增大后减小
D. 从B点向上运动过程中，运动员的机械能保持不变
3.在平昌冬奥会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示（b，d在同一高度），如果不计空气阻力，下列说法错误的是( )
A. 从a点向b点运动的过程中，动能增加
B. 从b点向c点运动的过程中，重力势能增加
C. b点的动能等于d点的动能
D. c点和d点的机械能相等
4.如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其势能的大小随时间变化的曲线中，正确的是（ ）
A. B. C. D.
5.如图各实验现象的分析中，不正确的是（ ）
A. 甲图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾说明气体对外做功后内能减少、温度降低
B. 乙图中，纸盒被撞击后移动的距离越大说明撞击时铁球具有的动能越大
C. 丙图中，滚摆的上下运动表明动能和弹性势能可以相互转化
D. 丁图中，迅速下压活塞，筒内空气温度升高是由于活塞压缩空气做功，空气内能增加
6.2021年10月3日，我国自主研制的“神舟十三号”载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的 过程中 （ ）
A. 动能增加，势能增加 B. 动能不变，势能减少
C. 动能减少，势能不变 D. 动能减少，势能减少
7.在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是（ ）
A. B.
C. D.
8.学校将举行运动会，如图为小科同学在练习跳远时的几个阶段，则他（ ）
A. 在助跑阶段机械能不变 B. 在起跳时机械能为零
C. 经过最高点时重力势能最大 D. 经过最高点时动能最大
9.如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（ ）
A. 受到的弹力始终不变 B. 运动过程动能一直增大
C. 运动过程机械能不变 D. 在b点时重力等于弹力
10.如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、填空题
11.2021年9月份，我国教育部再次强调要将体育与数学、语文分数相同。2022年我市体育中考将更加引起社会关注，现有关我市中考体育项目回答以下问题：
（1）如图甲所示为某同学投实心球的过程，实心球在b点离手，经过最高点c，最后落在d点。
①该同学对实心球有做功的阶段是 （填“ab”、“bc”或“cd”）。
②经过最高点c点时，实心球的动能 0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（2）如图乙所示为某同学跳绳的过程。该同学体重600牛，在1分钟内跳200次，若每次平均高度达到0.05米。这1分钟内该同学克服自身重力做功的功率是 瓦。
12.物体G和弹簧相连固定于墙壁上，开始时弹簧没有形变，物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，弹簧的势能 （填“不变”、“增大”或“减少”）．物体在A、C间往复运动，如图所示，如果物体G与地面都是光滑的，则物体G由C到A过程中，物体G的动能最大的点在 （B点、AB之间或BC之间）．如果物体G与地面存在一定的摩擦力，则物体G由C到A过程中物体G的动能最大的点在 （B点、AB之间或BC之间）。
13.如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中 是动能—高度关系图线，小石块达到的最大高度为 m，小石块在最高点时的机械能为 J。
14.2020 年 5 月 5 日，我国自主研发的长征 5 号 B 型运载火箭圆满完成发射任务。起飞阶段加速上升的火箭，内部的新型返回舱的动能 (选填“增大”、 “减小”或“不变“)，火箭整体的机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
15.如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为________。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了________。(物体比热容用c表示)
（3）C点距离水平面的高度为________。
16.如图，皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知，下落过程中，皮球的速度 ；离开地面上升的过程中，皮球的重力势能 ， 动能 。皮球在整个运动过程中的机械能 。
17.地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为岩石、泥土被雨水从高处冲下来时将 能转化为巨大的 能。灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速 飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将 。
18.如图为人造地球卫星的轨道示意图，在大气层外环绕地球运行的过程中，人造地球卫星在近地点的动能 它在远地点的动能；在从近地点向远地点运行的过程中，它的重力势能的变化情况是 。
19.物体由于 而具有的能叫动能。动能的大小与 和 有关。
20.某兴趣小组制作了一枚火箭，重为8牛(不包含燃料)，发射后获取火箭的飞行高度与时间的关系如图所示。
（1）在图中标注的A，B，C三个位置中，火箭的重力势能最小的是 。
（2）火箭从最高点B下落到地面过程中，重力做功的功率是 瓦。
三、实验探究题
21.小明在探究“物体的动能大小与什么因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面上的同一高度有静止释放，撞击水平面上同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。
（1）该实验基于的假设是 。
（2）为了使不同铁球的实验现象差异更明显，除了可以选用更光滑的水平面外，还可以怎样改进？ 。（写出一种）
（3）有同学将实验装置改成图乙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该方案是否合理？说明理由。
22.某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3 ， 实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的科学方法是 (选填“转换法“或“类比法”)。
（2）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为 能。
（3）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为 。
实验次数 1 2 3 4 5 6
h/米 2.45 4.9 7.35 9.8 12.25 14.7
t2/秒2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
四、解答题
23.无人机以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、激光扫描仪等设备获取信息，广泛应用在航拍、交通等领域。如图为某型号无人机，整机质量2千克，停放时与水平地面总接触面积0.002米2 ， 摄像机拍摄速度11000帧/秒。在轿车限速120千米/时的某高速公路上，交警利用该无人机进行道路通行情况实时监测。
（1）在60米高空，以24千米/小时的速度水平匀速跟拍过程中。判断该过程中无人机动能不变的理由是________。
（2）无人机竖直向上爬升60米的过程中克服重力做了多少功？
（3）无人机在某轿车通行0.6米的过程中拍摄220帧，通过计算判断该轿车是否超速。
24.小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B点时消除外力F。然后，小球冲上竖直平面内半圆环，能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试画出小球在整个过程中动能随时间变化的图形，并说明理由。（AB和半圆环表面光滑，整个过程中不计空气阻力）
25.许多同学都很喜欢设计和参加“多米诺骨牌效应”活动。如图所示，按一定距离排列的骨牌，碰倒第一块骨牌后，其它所有骨牌会依次倒下，且骨牌被推倒的速度会越来越大。
（1）请运用能量转化的知识解释上述现象。
（2）如图，用A、B、C、D、E五块多米诺骨牌分别表示Fe2O3、O2、H2、Na2CO3溶液和H2SO4溶液五种物质中的其中一种，要求相邻两种物质之间可以发生化学反应，则C物质的名称是________，上述化学反应没有涉及的基本类型是________。
答案解析部分
一、单选题
1.答案: C
考点:动能和势能的大小变化
分析:重力势能的大小与质量和高度有关，据此分析判断。
解答:运动员在下滑的过程中，不计滑台摩擦和空气阻力，那么整个过程没有能量损失，即机械能守恒。
A.开始时运动员站立，下滑过程中它始终站立，根据机械能守恒可知，只有到达丙时，它的重力势能才等于开始时的重力势能，因此能够到达丙，故A不合题意；
B.开始时运动员站立，运动过程中逐渐下蹲，则到达丙时，它的重力势能小于开始时的重力势能。根据机械能守恒可知，不但能够达到丙，还会有部分动能，故B不合题意；
C.开始时下端，运动过程中站立，到达丙时，那么运动员的重力势能会大于开始时的重力势能。根据机械能守恒可知，这是不可能的，即不可能到达丙，故C符合题意；
D.开始和结束时都是下蹲，则结束时的重力势能等于开始时的重力势能。根据根据机械能守恒可知，运动员能够到达丙，故D不合题意。
故选C。
2.答案: C
考点:平衡力的辨别，力与运动的关系，动能和势能的大小变化
分析:（1）（2）分析运动员在B点时的受力情况即可。
（3）根据力与运动的关系分析速度的变化，进而判断动能的变化；
（4）根据运动员和蹦床的能量转化判断。
解答:运动员在B点时（最低点），蹦床弹性形变最大，对人的弹力最大，弹力大于运动员的重力，这两个力是非平衡力，故A、B错误；
运动员在B点时受到蹦床弹力最大，弹力大于人的重力，合力向上，人开始加速向上运动；随着蹦床形变逐渐变小，弹力逐渐减小，当弹力小于运动员重力时，合力向下，运动员上升速度开始减小，达到最高点时速度为零，所以运动员速度先增大后减小，则运动员的动能先增大后减小，故C正确；
从B点向上运动过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员的机械能增大，故D错误。
故选C。
3.答案: C
考点:动能和势能的大小变化
分析:动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，根据二者相互转化的知识判断即可。
解答:A.从a点向b点运动的过程中，质量不变，高度减小，即重力势能减小。此时重力势能转化为动能，则动能增加，故A正确不合题意；
B.从b点向c点运动的过程中，质量不变高度增大，则重力势能增加 ，故B正确不合题意；
C.b点和d点在同一高度，则重力势能相等；但由于滑雪板与雪地之间存在摩擦，从b点沿雪地向上运动的过程中，部分机械能会转化为内能，所以b点的机械能大于d点的机械能，则b点的动能大于d点的动能，故C错误符合题意；
D.从c点下落到d点过程中，运动员处于腾空状态，与雪脱离即没有摩擦，在不计空气阻力的情况下，机械能保持不变，即c点和d点的机械能相等，故D正确不合题意。
故选C。
4.答案: A
考点:势能的影响因素
分析:根据重力势能的影响因素，结合实心球的运动过程分析判断。
解答:实心球在空中，高度先增大后减小，则它的重力势能先增大后减小，故C、D错误；
在开始时，实心球距离地面有一定高度，因此此时它的重力势能不为零，故A正确，而B错误。
故选A。
5.答案: C
考点:动能和势能的概念，动能的影响因素，动能和势能的转化与守恒，物体内能的改变方法
分析:（1）（4）根据做功改变物体内能的本质分析判断；
（2）根据影响动能因素的探究实验分析判断；
（3）根据能量转化的知识判断。
解答:A.甲图中，瓶盖起跳后瓶口出现白雾，说明气体对外做功后内能减少、温度降低，故A正确不合题意；
B.乙图中，纸盒被撞击后移动的距离越大，说明撞击时铁球具有的动能越大，故B正确不合题意；
C.丙图中，滚摆的上下运动表明动能和重力势能可以相互转化，故C错误符合题意；
D.丁图中，迅速下压活塞，筒内空气温度升高是由于活塞压缩空气做功，空气内能增加，故D正确不合题意。
故选C。
6.答案: A
考点:动能和势能的大小变化
分析:动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。
解答:当飞船离地上升时，它的质量不变速度增大，则动能增大；质量不变高度增大，则重力势能增大，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
7.答案: A
考点:动能和势能的大小变化
分析:根据速度的变化分析动能的变化即可。
解答:在排球上升时，它的质量不变速度减小，则动能减小。当排球下降时，它的质量不变速度增大，则动能增大，故C、D错误；
当排球到达最高点时，竖直方向上的速度为零，即它的动能最小值是零，故A正确，B错误。
故选A。
8.答案: C
考点:动能和势能的大小变化
分析:动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
解答:A.在助跑阶段，小科的速度越来越大，则动能越来越大，因此机械能增大，故A错误；
B.在起跳时，他的高度为零，即重力势能为零，但是速度很快，即动能不为零，因此他的机械能不为零，故B错误；
C.经过最高点时，他的高度最大，则重力势能最大，故C正确；
D.经过最高点时，他的速度最小，即动能最小，故D错误。
故选C。
9.答案: D
考点:力与运动的关系，弹力，动能和势能的大小变化
分析:（1）弹力的大小与形变程度的大小有关；
（2）根据速度的变化确定动能的变化；
（3）根据机械能与弹簧弹性势能的转化判断；
（4）根据力与运动的关系判断。
解答:A.弹簧的长度越来越小，形变程度越来越大，则弹力不断增大，故A错误；
B.根据乙图可知，小球的速度先增大后减小，则它的动能先增大后减小，故B错误；
C.小球的机械能不断的转化为弹簧的弹性势能，故C错误；
D.开始时，弹力小于小球的重力，合力向下，小球做加速运动；当弹力等于重力时，合力为零，加速停止，此时速度最大，则b点时重力等于弹力，故D正确。
故选D。
10.答案: B
考点:速度公式及其应用，动能和势能的大小变化
分析:（1）根据匀速直线运动的定义判断；
（2）动能的大小与质量和速度大小有关；
（3）重力势能的大小与质量和高度有关；
（4）机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
解答:A.物体沿斜面做匀速直线运动，则v不变，根据s=vt可知，它通过的路程与时间成正比，图像为一条通过坐标原点的斜线，故A错误；
B.物块的速度不变，质量不变，那么它的动能不变，故B正确；
C.物块的高度增大，质量不变，那么它的重力势能增大，故C错误；
D.根据机械能=动能+重力势能可知，物块的机械能不断增大，故D错误。
故选B。
二、填空题
11.答案: （1）ab；＞
（2）100
考点:力是否做功的判断，功的计算公式的应用，功率计算公式的应用，动能和势能的大小变化
分析:（1）①做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
②分析c点时实心球的速度是否为零分析。
（2）首先根据W总=nW=nGh计算1分钟内克服重力做功，再根据计算出该同学做功的功率。
解答:（1）①ab段，实心球受到推力，且在推力的方向上通过距离，因此对实心球做功；bc段和cd段，该同学没有力作用在实心球上，肯定对它不做功。
②c点为最高点，实心球在竖直方向上的速度为零，而在水平方向上的速度不变，因此动能>0.
（2）该同学1分钟内克服重力做功W总=nW=nGh=600N×0.05m×200=6000J；
则该同学克服自身重力做功：。
12.答案: 减少；B；BC之间
考点:动能和势能的大小变化，势能的影响因素
分析:（1）弹性势能的大小与形变程度大小有关；
（2）根据动能与弹性势能的转化过程分析；
（3）根据弹性势能转化为物体的动能和内能分析。
解答:（1）物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，因此弹簧的形变程度在不断减小，因此弹簧的势能减少。
（2）如果地面是光滑的，那么没有能量损失，即弹簧的弹性势能会全部转化为物体的动能。当物体到达B点时，弹簧恢复原状，此时弹性势能为零，即势能最小，则该点时物体的动能最大。
（3）如果物体和地面之间存在摩擦力，那么弹簧的弹性势能会转化为物体的动能和内能。由于有能量损失，因此物体的动能会在到达B点之前就达到最大值，即动能最大的点在BC之间。
13.答案: a；4；2
考点:动能和势能的大小变化
分析:动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，结合图像分析判断。
解答:（1）在小石块上升过程中，质量不变高度增大，则重力势能增大；质量不变，速度减小，则重力势能减小，故b是重力势能的变化图像，a为动能的变化图像。
（2）根据图像可知，当重力势能最大时，小石块到达的最大高度为4m；
（3）根据图像可知，当小石块到达最高点4m时，重力势能为2J，而动能为0J，则机械能=2J+0J=2J。
14.答案: 增大；增大
考点:动能和势能的大小变化
分析:动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能，据此分析判断。
解答:（1）起飞阶段加速上升的火箭，内部的新型返回舱的质量不变，速度增大，则动能增大；
（2）返回舱的质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，火箭整体的机械能增大。
15.答案: （1）mgH
（2）(H-h)gη /c
（3）2h-H
考点:功的计算公式的应用，动能和势能的大小变化
分析:（1）根据W=Gh计算出重力做的功；
（2）根据W=Gh分别计算出A、B两点时的机械能，然后将它们相减再乘以η计算出水平面上物体克服阻力做的功，也就是它增加的内能，最后根据公式计算升高的温度。
（3）物体从A到B，再从B到C，会在水平面上克服阻力做两次功，用物体最初的机械能减去克服摩擦做功的2倍得到物体在C点时的机械能，最后根据计算C点到水平面的高度。
解答:（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为：W=Gh=mgH；
（2）物体从A点滑到B点的过程中，机械能减少：mgH-mgh；
物体吸收的热量Q=（mgH-mgh）η=mg（H-h）η；
物体到达B点时温度升高了：；
（3）物体从A点到B点，再回到C点时具有的机械能：mgH-2（mgH-mgh）=2mgh-mgH；
则C点到地面的高度为：。
16.答案: 增大；增大；减小；减小
考点:动能和势能的大小变化
分析:动能与速度和质量有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析能量转化的过程。
解答:（1）由图可知，下落过程中，皮球的质量不变但高度减小，那么重力势能减小，即重力势能转化为动能，则皮球的速度增大；
（2）离开地面上升的过程中，皮球的重力势能质量不变但高度增大，则动能转化为重力势能，因此动能减小。
（3）在运动过程中，由于不断的克服空气阻力做功，因此将机械能转化为内能，那么皮球在整个运动过程中的机械能减小。
17.答案: 重力势；动；变小
考点:动能和势能的大小变化，动能和势能的转化与守恒
分析:（1）重力势能与质量和高度有关，动能与质量和速度有关，据此分析能量的转换过程；
（2）首先分析动能和重力势能的变化，再根据“机械能=动能+重力势能”分析机械能的变化。
解答:（1）岩石、泥土被雨水从高处冲下来时，质量不变、高度减小，则重力势能减小；质量不变、速度增大，则动能增大，因此这个过程将重力势能转化为巨大的动能。
（2）在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，它的速度不变、质量减小，则动能减小；它的高度不变、质量减小，则重力势能减小。根据机械能=动能+重力势能可知，飞机的机械能减小。
18.答案: 大于；变大
考点:动能和势能的大小变化
分析:（1）重力势能与质量和高度有关。
（2）机械能=动能+重力势能，根据机械能守恒分析动能的大小变化。
解答: （1）在从近地点向远地点运行的过程中， 它到地面的高度不断增大，而质量不变，则它的重力势能变大。
（2）根据机械能守恒可知，它的动能不断减小，即近地点的动能大于远地点的动能。
19.答案: 运动；质量；速度
考点:动能和势能的概念
分析:根据动能的定义和影响因素分析解答。
解答:物体由于运动而具有的能叫动能。动能的大小与质量和速度有关。
20.答案: （1）C
（2）70
考点:功率计算公式的应用，动能和势能的大小变化
分析:（1）重力势能的大小与物体的质量和高度有关；
（2）首先根据W=Gh计算火箭重力做的功，再根据计算重力做功的功率。
解答:（1）在图中标注的A，B，C三个位置中，C点的高度最小，则火箭的重力势能最小的是C。
（2）火箭重力做的功：W=Gh=8N×140m=1120N；
重力做功的功率：。
三、实验探究题
21.答案: （1）物体的动能大小与质量有关；
（2）高度变得更高；木块质量变得更小(答案合理即可)。
（3）不合理，存在两个变量（答案合理即可)。
考点:动能的影响因素
分析:（1）根据题目条件的描述，分析影响动能的哪个因素不同即可；
（2）铁球从斜面上滚下，撞击水平面上的木块，木块克服摩擦力做功。使实验现象差异更加明显，其实就是增大木块移动的距离差异。可以增大铁球的动能，即铁球开始滚下的高度更大；也可以换用质量更小的木块，它对地面的压力减小，摩擦力减小，而运动的距离增大，据此分析解答。
（3）探究动能的大小与质量大小的关系时，必须控制铁球的速度相同而改变铁球的质量。根据乙图可知，弹簧压缩到相同程度时，具有的弹性势能相同，则推动铁球时的动能就相同。根据动能与质量和速度有关可知，质量大的铁球速度小，质量小的铁球速度大小，两个都是变量，因此无法分析。
解答:（1）该实验基于的假设是：物体的动能大小与质量有关。
（2）为了使不同铁球的实验现象差异更明显，除了可以选用更光滑的水平面外，还可以这样改进：高度变得更高；木块质量变得更小。
（3）有同学将实验装置改成图乙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该方案不合理，说明理由：存在两个变量。
22.答案: （1）转换法
（2）内
（3）h=4.9t2
考点:势能的影响因素
分析:（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（2）小铁球进入细沙后，会受到细沙对它的摩擦力，即它在不断的克服摩擦做功，将机械能转化为内能；
（3）先将相邻的数据比较，从而确定下落高度与时间平方之间的数量关系，然后假设出它们之间的关系式，最后代入任意一组数据得到比例系数，从而最终得到这个数量关系式。
解答:（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的科学方法是转换法。
（2）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为机械能。
（3）将第1、2、3组数据比较可知，第②组高度是第一组的2倍，那么时间也是第一组的2倍；
第③组高度是第一组的3倍，那么时间也是第一组时间的3倍。
因此下落的高度h与时间的平方成正比。
设它们之间的关系式为h=at2；
代入第②组数据得到：4.9m=a×（1s）2；
解得：a=4.9m/s2；
则它们之间的关系式为：t=4.9t2；
四、解答题
23.答案: （1）质量和速度不变
（2）解：G=mg=2千克×10牛/千克=20牛
W=Gh=20牛×60米=1200焦
（3）解：220帧/(11000帧/秒)=0.02秒
v=s/t=0.6米/0.02秒=30米/秒=108千米/时＜120千米/时，所以不超速
考点:速度公式及其应用，功的计算公式的应用，动能和势能的大小变化
分析:（1）动能与物体的质量和速度大小有关，即质量越大、速度越大，物体的动能越大。
（2）根据G=mg计算出无人机的重力，然后根据W=Gh计算克服重力做的功。
（3）根据时间即计算出轿车行驶的时间，再根据计算轿车的速度，最后与限速比较即可。
24.答案: 0-t1此段小球加速直线运动，质量一定，速度增大，动能增大；
t1-t2小球上升过程中动能转化为势能，动能减小
t2时水平方向速度不为0，动能不为0；
t2-t3小球的重力势能转化为动能，动能增大；
B点到C点所增加的重力势能在C点到A点过程中转化为动能，t3时动能大小等于t1时动能；
考点:动能和势能的大小变化
分析:①动能与物体的质量和速度有关，即速度越大，动能越大；
②根据动能和重力势能的转化分析从B→D→C的动能变化；
③根据重力势能和动能的转化分析从C→A的动能变化。
④整个过程没有能量损失，注意分析A点动能和B点动能的大小关系，据此画出对应的图像即可。
25.答案: （1）骨牌倒下时，其部分重力势能转化为动能，当它推倒下一张骨牌时，这部分能量又转移给下一张骨牌，使得下一张骨牌倒下时具有的能量更大，导致骨牌被推倒的速度越来越大。
（2）氧化铁(或三氧化二铁)；分解反应
考点:动能的影响因素，化合反应和分解反应，物质的鉴别、推断
分析:（1）当物体倒下时，它的重心下降，即重力势能会转化为动能；相邻的骨牌的动能可以不断传递并累积；动能与速度的大小有关，即速度越大，动能越大，据此分析即可；
（2）中间的D、C、B都能与两种物质反应，而E和A只能与一种物质反应，先确定E和A，再确定D和B，最后确定C即可。四种基本反应类型为：化合反应、分解反应，复分解反应和置换反应，据此分析判断。
解答:（1）运用能量转化的知识解释上述现象：骨牌倒下时，其部分重力势能转化为动能，当它推倒下一张骨牌时，这部分能量又转移给下一张骨牌，使得下一张骨牌倒下时具有的能量更大，导致骨牌被推倒的速度越来越大。
（2）①O2只能与H2反应， Na2CO3 只能和 H2SO4 反应，则E、A肯定是O2和Na2CO3 ，B、D肯定是H2和H2SO4 ， 而C肯定是氧化铁 Fe2O3 ；
②氧气和氢气的反应生成水，为化合反应；氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，为复分解反应；氢气和氧化铁反应生成水和铁，为置换反应；硫酸与碳酸钠反应，生成硫酸钠、水和二氧化碳，为复分解反应，因此没有涉及的基本反应类型为分解反应。
