专题13机械能及其转化【2022中考物理一轮复习精讲集训】(附答案)

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专题13 机械能及其转化
1．（2021·江苏江都·）频闪照片通常是研究物体运动的重要手段，一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，下面说法正确的是（　　）
A．小球在最高点3时，动能为零
B．小球在1位置的重力势能比在2位置的大
C．小球在1、2位置的动能相同
D．小球在3位置的机械能比在2位置的大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，小球在3位置仍处于运动状态，速度不为零，动能不为零，故A错误；
B．由图可知，小球在1、2位置的高度相同，质量不变，所以重力势能相同，故B错误；
CD．小球在运动过程中高度会越来越低，说明小球在运动过程中受到阻力的作用，一部分机械能转化为内能，其机械能是越来越小的，因此小球在1位置的机械能最大，其次是2位置，3位置的机械能最小；由于1位置的机械能大于2位置的机械能，1位置的重力势能与2位置的重力势能相等，而机械能等于动能和势能之和，所以1位置的动能大于2位置的动能。故C错误；D正确。
故选D。
2．（2021·江苏江都·）如图，用小球和木块来探究“动能大小与哪些因素有关”：
（1）实验中是通过______比较来比较动能大小，本实验用到了什么物理方法1____；2____。
（2）本实验研究的对象是______（填序号）。
A．小球B．木块C．斜面
（3）比较图甲、乙是为了研究动能大小与______的关系。
（4）如图丙所示，小赵在实验时，先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，撞击放在A处木块，测出木块被撞击的距离AB为s1，保持木块在位置B不变，让同一小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被二次撞击的距离BC为s2，则可能出现s1______s2（＞/=/＜），你判断的依据是______。
【答案】 木块移动的距离 转换法 控制变量法 A 速度 > 第二次小球克服木板摩擦做的功多，木块获得的动能少
【解析】
【详解】
（1）[1]由图知，小球从斜面滚下，将木块推得越远，动能就越大，实验中是通过木块在水平面上被撞击后移动的距离来反映动能的大小。
[2][3]本实验中需要控制小球的质量不变探究动能与速度的关系；控制小球的速度不变探究动能与质量的关系，因此用到了控制变量法；实验中是通过木块在水平面上被撞击后移动的距离来反映动能的大小，因此还用到了转换法。
（2）[4]本实验研究的对象是小球，小球动能的大小是指撞击木块时的动能，小球部分动能转化为木块的动能，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）[5]由图知，两个质量相同的小球从不同高度滚下，小球到达斜面底端时的速度不相同，速度大的将木块推得较远，动能较大，此实验为了研究动能大小与速度的关系。
（4）[6][7]第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块，小球在平面上运动的过程中要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以小球在第二次撞击木块时的动能比第一次小，所以木块移动的距离。
1．动能 物体由于运动而具有的能，叫做动能；动能的大小与质量和速度有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。
　　要点诠释： （1）一切运动的物体都有动能。
　　（2）动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
【考纲要求】
　　1、知道动能、势能、重力势能及弹性势能；
　　2、理解动能及大小的决定因素，重力势能及大小的决定因素，弹性势能及有关的决定因素；机械能守恒；
　　3、掌握探究动能及大小的决定因素，重力势能及大小的决定因素，弹性势能及有关决定的因素；动能和势能可以相互转化。
【知识网络】
【考点梳理】
考点一 、动能、势能、机械能
1．动能
物体由于运动而具有的能，叫做动能；动能的大小与质量和速度有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。
　　要点诠释：
（1）一切运动的物体都有动能。
　　（2）动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
　　2．重力势能
物体由于高度所决定的能，叫做重力势能；重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。
　　要点诠释：
（1）一切被举高的物体都有重力势能。
　　（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
　　3．弹性势能
物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫做弹性势能；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。
　　要点诠释：
（1）一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。
　　（2）弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。
4．机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
考点二、动能和势能之间的相互转化
1、在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。
2、在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
3、机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律叫做机械能守恒。
1．（2021·江苏沭阳·）2021年5月15日，我国自主研制的“天问一号”火星探测器成功着陆火星表面。当探测器着陆前向火星表面减速下落时，下列有关探测器的能量说法中正确的是（　　）
A．探测器的机械能保持不变 B．探测器的动能和重力势能都减少
C．探测器的动能和重力势能都增加 D．探测器的重力势能增加，动能不变
2．（2021·陕西吴起·）2021年6月17日，搭载着神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。如图所示，火箭加速上升的过程中，它所运载的载人飞船（　　）
A．动能增大、重力势能减小
B．动能减小、重力势能增大
C．机械能减小、重力势能增大
D．机械能增大、动能增大
1．（2021·辽宁丹东·多选）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置，则小球由a点运动到c点过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
B．小球在b点，小球的动能最大
C．从a点到b点，弹簧的弹性势能转化为小球的动能
D．从b点到c点，小球的机械能守恒
2．（2020·山东历城·多选）如图装置，我们在研究“动能大小跟哪些因素有关"时，下列说法正确的是（　　）
A．我们研究的是木块所具有的动能与哪些因素有关
B．小球具有的动能的大小是通过木块被撞出距离的远近来体现的
C．在研究小球动能和速度的关系时，要控制小球质量不变，这是常用的控制变量法
D．小球速度是通过改变释放小球的高度来实现的
一、单选题
1．（2020·安徽南陵·）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动（图甲）。如图乙为过山车部分简图，小车沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化。则下列说法正确的是（　　）
A．小车在A点机械能大于B点机械能
B．小车在B点动能最大，C点势能最大，A点机械能最大
C．小车由A到B的过程中，动能增大，势能减少，机械能不变
D．小车由B到C的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
2．（2021·广西三江·）下列物体既有动能又有重力势能的是（　　）
A．停止在站台上的火车 B．悬挂在天花板上的吊灯
C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓
3．（2021·广西环江·）在一条长绳的一端系一个小铁块就做成了一个摆，某同学测出它摆动一个来回所用的时间（周期）是0.9s，下列做法中能使这个摆的周期刚好为1s的是（　　）
A．减小摆绳的长度 B．增加摆绳的长度
C．将铁块换小一点 D．将铁块换大一点
4．（2022·上海·）如图，小球先以速度v竖直向上抛出，后以速度v沿光滑斜面向上运动（斜面足够长），两次上升的高度分别为h1和h2，则h1和h2的关系是（不计空气阻力）（　　）
A．h1>h2 B．h1

5．（2018·重庆綦江·）下列四个实例中，机械能正在减小的是（　　）
A．空中加速上升的飞艇 B．空中水平匀速飞行的飞机
C．地面上蓄势待发的火箭 D．高空中匀速下降的热气球
6．（2021·江苏徐州·）关于以下两个探究实验，说法不正确的是（　　）
A．图甲实验表明：小车受到的阻力越小，它在水平面上运动的距离越远
B．图乙实验表明：钢球A的动能越大，水平面上的物体B被撞得越远
C．图甲实验中，为使小车到达水平面时的速度相同，让小车从斜面的相同高度由静止下滑
D．图乙实验中，运用了推理法得出实验结论
7．（2021·江苏高邮·）将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，说法正确的是（　　）
A．皮球落地后第一次达到最高点P时，动能为0
B．如图乙所示，能反映皮球在空中的动能E随时间变化t的关系
C．若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D．皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等
8．（2021·山西晋城·）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（　　）
A．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能变小
B．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
C．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
D．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
9．（2021·河南封丘·）如图所示，天和核心舱绕地球沿椭圆轨道运动，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。它在大气层外运行，不受空气阻力，则下列关于核心舱的说法正确的是（　　）
A．在远地点的势能最大、动能为零
B．在近地点的动能最大、势能为零
C．从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
10．（2021·甘肃会宁·）如图所示，直升飞机向地面空投物资时，物资在空中匀速下落的过程中（　　）
A．动能不变，重力势能减小 B．动能不变，机械能不变
C．动能不变，机械能增加 D．动能减少，机械能减少
11．（2021·江苏玄武·）如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，AB=BC，木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C，AB过程中加速运动，BC过程中匀速运动，下列说法中正确的是（　　）
A．木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B．水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C．木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小
D．水平拉力F在AB段的功率大于在BC段的功率
12．（2021·江苏丹徒·）北京时间2021年9月17日13时34分，神舟十二号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十二号着陆器为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出高压气体，做减速运动，则此过程（　　）
A．动能不变，重力势能减小，机械能减小
B．动能增加，重力势能减小，机械能不变
C．动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．动能减小，重力势能增加，机械能变大
13．（2021·湖南道县·）用运载火箭发射卫星，在卫星加速升空的过程中，关于卫星的能量分析，下列说法正确的是（　　）
A．动能增加，势能不变 B．动能不变，势能增加
C．机械能总量不变 D．机械能总量增加
14．（2021·江苏江都·）下列现象中物体动能和重力势能都不发生变化的是（　　）
A．跳伞运动员在空中匀速下降 B．匀速上坡的汽车
C．在水平轨道上匀速行驶的列车 D．匀速行驶的正在洒水的洒水车
二、多选题
15．（2021·河北栾城·）关于功和能量，下列说法正确的是（　　）
A．苹果自由下落过程中，重力对物体做了功
B．当作用在物体上的力与物体的运动方向总是垂直时，这个力对物体不做功
C．跳水运动员从最高点下落到水面的过程中，重力势能转化为动能
D．用运载火箭发射宇宙飞船加速升空时，宇宙飞船的动能转化为重力势能
16．（2021·辽宁营口·）如图所示，人造地球卫星沿椭圆形轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，关于运行的卫星下列说法正确的是（　　）
A．由于不受空气阻力，所以只有动能和势能相互转化
B．从远地点向近地点运动时，动能减少
C．从近地点向远地点运动时，速度减小
D．在远地点和近地点机械能相等
17．（2021·北京东城·）如图所示，小东将一把铁锁用绳子悬挂起来，把它拉到自己的鼻子附近，由静止释放，铁锁来回摆动，如图所示。铁锁摆动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳子对铁锁的拉力与铁锁受到的重力是一对平衡力
B．铁锁始终不会超过释放时的高度
C．铁锁的动能和势能不断相互转化
D．若铁锁摆动到最低点时绳子突然断开，则铁锁将沿竖直方向下落
18．（2021·辽宁西岗·）如图所示，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上。压缩弹簧后，a点是小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。不计空气阻力，则小球由a点运动到c点的过程中（　　）
A．弹簧的弹性势能先变大后变小
B．小球运动到b点时的动能最大
C．在a、c两点弹簧的弹性势能相等
D．小球和弹簧的机械能的总量保持不变
19．（2021·江西·）如图所示，木块在恒定不变的拉力F作用下沿斜面做匀速直线运动，下列物理量随时间变化的图像正确的是（　　）
A．拉力F所做的功与时间的关系
B．木块的动能与时间的关系
C．拉力F做功的功率与时间的关系
D．木块的机械能与时间的关系
三、实验题
20．（2021·江西南昌·）小红猜想动能大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了实验，探究动能大小与哪些因素有关，实验情况如图甲、乙所示。
（1）选用图甲探究的是动能与___________的关系，理由是：两球 ___________相等。
（2）选用图乙探究的是动能与 ___________的关系，乙图中让两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的 ___________，得出的结论是：___________。
（3）物理研究方法有许多，本实验中运用了两种研究方法，一是 ___________法：二是转换法，就是用 ___________来表示小球动能的大小。
21．（2020·北京通州·）小明在研究“物体具有的重力势能是否与高度有关”时，做了如下实验。
①第一次实验时，小明让一个沾有水的篮球从高处释放，由静止自由下落到地面上，观察并记录球与地面接触面积的大小为；
②第二次实验时，小明把同样的篮球从高处释放，由静止自由下落到地面上，观察并记录球与地面接触面积的大小为，根据实验过程，回答下列问题：
（1）该实验中，小明是用___________来反映重力势能的大小；
（2）如果小明记录的大小如图所示，那么的大小就应是图___________（选填“”“”或“”）；
（3）小明的两次实验可以得到的结论是：___________；
（4）从能量角度看，篮球下落并在地面上留下印迹的过程中，经历了篮球的重力势能先转化为___________能，再转化为___________能的过程。
22．（2020·安徽淮南·）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小林同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答。
（1）进行甲、乙实验时，让同一个小球从斜面不同高度自由向下运动，是为了研究______；
（2）小林进行甲、乙两个图所示实验并进行比较，是为了研究______（填“超载”或“超速”）带来的安全隐患；
（3）小林进行甲、丙两个图所示的实验并进行比较，可以得到的初步结论是：小球的速度一定时，______。
23．（2020·安徽庐江·）在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中（不计空气阻力）
（1）如图甲所示，让两个不同质量的钢球分别从同一斜面的同一高度由静止释放。质量越______（填“大”或“小”）的钢球把木块B撞得越远，说明钢球的动能就越大；
（2）如图甲，若让同一钢球A从同一斜面的不同高度由静止释放，若不用木块B，在桌面上铺一条足够长的毛巾______（填“可以”或“不可以”）用钢球A在毛巾表面滚动的距离来体现钢球A动能的大小；
（3）如图乙所示，若斜面光滑，不计空气阻力，钢球机械能守恒；钢球从斜面静止滑下碰撞木块后，木块在水平面上滑动一段距离后停下来；增大斜面的倾角，仍让钢球从同一高度处由静止滑下，则木块在水平面上移动的距离______（填“变大”、“不变”或“变小”）。
24．（2021·江苏宝应·）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球和的质量大于，分别从不同的高度和静止开始放下，观察纸盒被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。
（1）小明通过观察纸盒移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里他利用的研究方法是________（选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（2）由甲、乙两图，可得到的实验结论是：___________；
（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？___________（选填“正确”或“错误”），理由是：___________。
五、计算题
25．（2019·安徽全椒·）已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2，其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg．如图所示，滑雪场的弯曲滑道由AB、BC两部分组成，AB段高度H＝20m，BC段高度h＝10m．总质量m＝70kg的运动员从A点由静止开始沿AB滑道下滑，经过B点后沿BC滑道运动．不计摩擦和空气阻力．
（1）求运动员在A点处的重力势能Ep．
（2）求运动员经过B点时的速度大小v．
（3）判断运动员到达C点时速度是否为零，请说明理由．
26．（2021·安徽潜山·）已知物体动能的表达式为，重力势能的表达式为，如图所示，高为h＝0.8m的光滑斜面AB与均匀粗糙的水平面相连，将质量为m＝200g的物体在A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面，最后静止在水平面的C点。已知物体在水平面上滑行时所受摩擦力为其重力的0.2倍，物体在水平面上滑行时克服摩擦力所做的功等于其动能的减小值，请计算：
（1）物体在A点时具有的重力势能是多少？
（2）物体到达B点时的速度是多少？
（3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是多少？
（4）物体在水平面上滑行的距离是多少？
27．（2020·天津·）如图所示，边长为A，材料密度为的正方体物体，被夹在两块固定相向竖直放置的平板中间，现用力F推动物体从A点匀速向上运动，当达到B点后，撤去推力F，物体将上升到达最高点C。由于重力作用，物体回到A点时的速度为v，请你结合上述过程，解答下列问题。
（1）物体匀速上升时所受摩擦力的大小；
（2）请用已知量求出A点到C点距离的表达式。
1.【答案】B
【解析】
【详解】
当探测器着陆前向火星表面减速下落时，其质量不变，速度变小，动能减少；质量不变，高度变小，重力势能减少；机械能为动能和势能的和，所以机械能减少，故B正确，ACD错误。
故选B。
2.【答案】D
【解析】
【详解】
火箭加速上升阶段，飞船质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；飞船上升时没有发生弹性形变，不具有弹性势能；由于机械能是动能与重力势能的总和，故机械能增大，故D正确。
故选D。
1.【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，故A错误；
B．因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会做加速运动，在b点时小球的速度最大，动能最大，故B正确；
C．小球质量一定，从a点到b点时速度越来越快，所以动能逐渐增大，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，弹性势能转化为动能，故C正确；
D．从b点到c点，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能变小，故D错误。
故选BC。
2.【答案】BCD
【解析】
【详解】
A．实验中研究对象是小球，研究的是小球具有的动能与哪些因素有关，故A错误；
B．采用转换法，通过观察木块被推动距离的远近来反映小球对木块做功的多少，故B正确；
C．研究小球动能和速度的关系时，控制小球质量不变，改变小球的速度，用到控制变量法，故C正确；
D．通过改变释放小球的高度可以改变小球到达水平面的速度，故D正确。
故选BCD。
1.【答案】C
【解析】
【详解】
A．因为略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，故过山车从A、B、C时机械能守恒，故A错误；
B．A到B的过程中，重力势能转化为动能，A点高度最大所以A点重力势能最大；不计摩擦，三点的机械能相等，故B错误；
C．A到B的过程中，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大。因为忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，故机械能不变，故C正确；
D．B到C过程中，动能转化为重力势能。动能减小，重力势能增大。机械能不变，故D错误。
故选C。
2.【答案】C
【解析】
【详解】
A．停止在站台上的火车，并没有运动，因此没有动能。故A不符合题意；
B．挂在天花板上的吊灯虽然有高度但没有速度，因此具有重力势能却没有动能。故B不符合题意；
C．在空中飞行的飞机有高度也有速度，因此具有重力势能和动能。故C符合题意；
D．被拉开的弹弓发生了形变，具有的是弹性势能。故D不符合题意。
故选C。
3.【答案】B
【解析】
【详解】
单摆的周期与摆长有关，与铁块大小无关，摆长越长，周期越大，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4.【答案】C
【解析】
【详解】
由题知，同一小球先以速度v竖直向上抛出，后以速度v沿光滑斜面向上运动（斜面足够长），则两种情况最初的动能相同，都从水平面向上运动，最初的重力势能都为0；不计空气阻力、斜面光滑，小球在向上运动时，都是将动能转化为重力势能，两球到达最高点时，速度都为0，动能全部转化为重力势能，所以两球到达最高点时的重力势能相等，故两次上升的高度h1和h2的关系是h1=h2。
故选C。
5.【答案】D
【解析】
【详解】
A．空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故A不符合题意；
B．空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故B不符合题意；
C．地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故C不符合题意；
D．高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故D符合题意。
故选D。
6.【答案】D
【解析】
【详解】
A．甲实验中可以看出，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，它在水平面上运动的距离越远，速度减小得越慢，故A正确，不符合题意；
C．图甲是探究阻力对物体运动的影响，实验中，必须让小车从斜面的同一高度滑下，这是为了使小车在水平面运动的初速度相同，这里运用了控制变量法，C故正确，不符合题意；
BD．图乙是探究影响动能大小的因素，实验中通过木块被撞击后移动的距离来反映小球动能的大小，用到了转换法，通过实验现象直接得出实验结论，若钢球A的动能越大，则水平面上的物体B被撞得越远；故B正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
7.【答案】B
【解析】
【详解】
A．皮球落地后第一次达到最高点P时，小球达到最高点，此时小球在水平方向上速度不为0，所以在P时动能不为0，故A错误；
B．皮球向下运动的过程中，速度变大，动能越大，弹起的过程中，速度先变大后变小，动能先变大后变小，由于皮球在运动的过程中的机械能变小，则皮球在最低点时的动能会变小，所以该图能反映皮球动能E随时间t变化的关系，故B正确；
C．每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小，所以看到黑色墨迹逐渐变小，即B点比A点留下的黑色圆斑小，故C错误；
D．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在CD两点高度相同则重力势能相同，所以在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】
【详解】
A．卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒，故A错误；
B．卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒，故B正确；
C．卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒，故C错误；
D．卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒，故D错误。
故选B。
9.【答案】C
【解析】
【详解】
A．卫星质量一定，在远地点时相对地球的高度最大，势能最大，卫星仍在运动，故动能不为零；故A错误；
B．卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定高度，势能不为零；故B错误；
CD．卫星在运行过程中不受空气阻力，机械能保持不变，从近地点向远地点运动过程中，速度变小，动能变小；高度变大，势能变大，动能转化为势能；故C正确，D错误。
故选C。
10.【答案】A
【解析】
【详解】
物体匀速下落由于质量和速度不变，所以动能不变；高度变小，重力势能变小。而机械能等于动能和势能的总和，所以机械能减小。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11.【答案】B
【解析】
【详解】
A．木块在AB段做加速运动，木块受力不平衡，则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小，即，木块在BC段做匀速运动，此时木块受力平衡，则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小，即，因水平拉力F大小不变，所以木块在AB段受到的摩擦力小于木块在BC段的摩擦力，故A错误；
B．木块在AB段和BC段运动的距离相等，拉力F是恒力，则根据W=Fs可知，水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功，故B正确；
C．木块在AB段做加速运动，则木块的动能增大，木块的高度不变，质量不变，则木块的势能不变，因机械能等于动能与势能之和，所以木块在AB段的机械能逐渐增大，故C错误；
D．由题知，木块在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，整个过程中速度的变化是连续的（即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动），所以木块在AB段的平均速度小于BC段的速度，拉力F是恒力，则根据公式可知，水平拉力在AB段的功率小于在BC段的功率，故D错误。
故选B。
12.【答案】C
【解析】
【详解】
神舟十二号着陆器在距地面一定高度时，向下喷出高压气体，做减速运动，此过程中着陆器的质量不变，速度变小，其动能减小；同时高度变小，其重力势能减小；因动能与势能的和称为机械能，所以该着陆器的机械能减小，故C正确。
故选C。
13.【答案】D
【解析】
【详解】
在卫星加速升空的过程中，其质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，势能增大；卫星在升空过程中没有发生弹性形变，则卫星不具有弹性势能；机械能等于动能和重力势能之和，所以卫星的机械能总量增加。
故选D。
14.【答案】C
【解析】
【详解】
A．跳伞运动员在空中匀速下降时，速度不变，质量不变，故其动能不变，而距离地面的高度降低，故其重力势能减小，故A不符合题意；
B．匀速上坡的汽车，其速度不变，质量不变，故其动能不变，而距离地面的高度增加，故其重力势能增加，故B不符合题意；
C．在水平轨道上匀速行驶的汽车，其速度不变，质量不变，故其动能不变，距离地面的高度不变，故其重力势能也不变，故C符合题意；
D．匀速行驶的正在洒水的洒水车，速度不变，而由于洒水车向外洒水，故其质量减小，故其动能与重力势能均减小，故D不符合题意。
故选C。
15.【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体沿力的方向移动一段距离。苹果自由下落过程中，受到竖直向下的重力的作用，且在重力的方向上移动了距离，故重力对物体做功，故A正确；
B．当作用在物体上的力与物体的运动方向总是垂直时，物体在力的方向上没有移动距离，故这个力对物体不做功，故B正确；
C．跳水运动员在最高点时，重力势能最大，下落的过程中，高度变小，重力势能变小，而速度增大，运动员的动能变大，故把重力势能转化为动能，故C正确；
D．宇宙飞船加速升空时，宇宙飞船的动能变大，而高度变大，宇宙飞船重力势能也增大，故不是动能转化为重力势能，故D错误。
故选ABC。
【点睛】
本题考察做功的两个必要因素，同时考察影响动能、势能大小的因及转化情况。
16.【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
AD．由于不受空气阻力，所以卫星在运行过程中只有动能和势能的转化，其机械能是守恒的，卫星在远地点和近地点的机械能相等，故AD正确；
B．卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B错误；
C．卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，同时速度减小，动能减小，故C正确。
故选ACD。
17.【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．铁锁曲线运动，不是平衡状态，不受平衡力，故A错误；
B．铁锁受到空气阻力，要克服阻力做功，机械能减小，高度始终不会超过释放时的高度，故B正确；
C．铁锁从高处向低处摆动过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，所以是重力势能转化为动能，从低处到高处相反，故C正确；
D．小球运动到最低点，速度最大，若此时绳子突然断开，速度方向水平，重力竖直向下，做曲线运动，故D错误。
故选BC。
18.【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，b点是弹簧原长时小球的位置，弹性势能为0，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹性势能逐渐变大，弹簧的弹性势能先变小后变大，故A不符合题意；
B．因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会做加速运动，在b点时小球的速度最大，动能最大，故B符合题意；
C．a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，动能为0，从a点运动到b点的过程中，弹簧的弹性形变减小，弹性势能减少，转化为小球的动能，小球的动能增加。小球在b点的动能最大，弹簧在b点的弹性势能为零，弹性势能全部转化为动能，小球从b点运动到c点的过程中弹簧的弹性形变增大，弹性势能增加，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，小球的动能减少。小球运动到c点，小球的动能为零，弹簧的弹性势能最大，动能全部转化为弹性势能，在a、c两点弹簧的弹性势能相等，故C符合题意；
D．水平杆光滑，不计空气阻力，小球和弹簧的机械能守恒，机械能的总量保持不变，故D符合题意。
故选BCD。
19.【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，b点是弹簧原长时小球的位置，弹性势能为0，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹性势能逐渐变大，弹簧的弹性势能先变小后变大，故A不符合题意；
B．因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会做加速运动，在b点时小球的速度最大，动能最大，故B符合题意；
C．a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，动能为0，从a点运动到b点的过程中，弹簧的弹性形变减小，弹性势能减少，转化为小球的动能，小球的动能增加。小球在b点的动能最大，弹簧在b点的弹性势能为零，弹性势能全部转化为动能，小球从b点运动到c点的过程中弹簧的弹性形变增大，弹性势能增加，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，小球的动能减少。小球运动到c点，小球的动能为零，弹簧的弹性势能最大，动能全部转化为弹性势能，在a、c两点弹簧的弹性势能相等，故C符合题意；
D．水平杆光滑，不计空气阻力，小球和弹簧的机械能守恒，机械能的总量保持不变，故D符合题意。
故选BCD。
20.【答案】 速度 质量 质量 速度 当物体的运动速度相同时，质量越大，动能越大 控制变量 木块被撞击后运动的距离的大小
【解析】
【详解】
（1）[1][2]选用图甲，让质量相同的小球沿斜面的不同高度由静止滚下，到达水平面的速度不同，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与运动速度的关系。
（2）[3][4][5]选用图乙，让质量不同的小球，由斜面的同一高度滚下，撞击水平板上的木块，这是控制了小球的运动速度相同，目的是探究物体的动能与质量的关系，可以得到当物体的运动速度相同时，质量越大动能越大。
（3）[6][7]因物体的动能与质量和速度有关，所以当研究与其中一个因素关系时，应采取控制变量法；实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，这种研究问题的方法是转换法。
21.【答案】 球与地面接触面积的大小 在质量一定时，重力势能的大小与高度有关，高度越高，重力势能越大 动 弹性势
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]篮球从空中下落时，篮球的重力势能转化为动能，篮球与地面接触后会留下痕迹，根据球与地面接触面积的大小来反映重力势能的大小，采用的是转换法。
(2)[2]前后两次实验中，在质量相同时，高度越高，落在地面上时，球与地面接触面积越大，即小于，故的大小就应是图。
(3)[3]实验一和实验二中，篮球的质量是相同的，下落的高度不同，高度越高，球与地面接触面积就越大，所以结论为：在质量一定时，重力势能的大小与高度有关，高度越高，重力势能越大。
(4)[4][5]篮球下落并在地面上留下印迹的过程中，高度先减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，当篮球与地面接触后，篮球的动能会转化为篮球的弹性势能。
22.【答案】 小球动能的大小是否与速度有关 超速 质量越大，其动能越大
【解析】
【详解】
（1）[1]A、B两小球质量相同，所处高度不同，则运动到平面上时速度不同，因此是为了研究，质量相同时，动能与速度的关系。
（2）[2]由甲、乙两图可知，质量相同的两个物体，速度越大，物体的动能越大，能够对外做的功越多，因此这是为了研究超速带来的安全隐患。
（3）[3]甲、丙两图中，mA＜mC，hA＝hC，由图可知，小球的速度一定时，质量越大，动能越大。
23.【答案】 大 可以 不变
【解析】
【详解】
（1）[1]让两个不同质量的钢球分别从同一斜面的同一高度由静止释放，两个小球到达斜面底端的速度相等，质量越大，动能越大，推动木块运动越远。
（2）[2]若不用木块B，在桌面上铺一条毛巾，钢球在毛巾上运动的远说明钢球克服摩擦做功多，动能大，所以钢球的动能可以通过在毛巾上滚动的距离来体现。
（3）[3]钢球从不同倾斜角度的斜面，同一高度处由静止滑下，同一小球的重力势能相同，斜面光滑，没有摩擦力，机械能守恒，钢球从斜面上滑下，重力势能全部转化为动能，重力势能相等，动能相等，所以小球运动距离不变。
24.【答案】 转换法 不能 物体的动能大小与速度有关 错误 没有控制小球到达水平面时的速度相同
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]实验中通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
(2)[3]由甲、乙图可知，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，所以得出的实验结论为：物体的动能大小与速度有关。
(3)[4][5]要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下，没有控制小球的速度相同，所以小明的看法错误。
25.【答案】（1）1.4×104J（2）20m/s．（3）不为零；不计摩擦和空气阻力，运动员在运动过程中机械能守恒，由于A点的高度大于C点的高度，所以，运动员在A点的重力势能大于在C点的重力势能，则运动员在C点还应具有动能，即运动员在C点的速度不为零．
【解析】
【详解】
（1）运动员在A点处的重力势能：Ep＝mgH＝70kg×10N/kg×20m＝1.4×104J；
（2）运动员从A到B的过程中，速度变大，高度变小，故动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能，不计摩擦和空气阻力，从A到B的过程中运动员的机械能守恒，则B处的动能等于A处的重力势能，故有：mvB2＝mgH，
则运动员经过B点时的速度：．
（3）不计摩擦和空气阻力，运动员在运动过程中机械能守恒，由于A点的高度大于C点的高度，所以，运动员在A点的重力势能大于在C点的重力势能，则运动员在C点还应具有动能，即运动员在C点的速度不为零．
26.【答案】（1）1.6J；（2）4m/s；（3）0.4N；（4）4m
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体在A点时具有的重力势能为
（2）由于机械能守恒，所以
即
可得物体到达B点时的速度
（3）根据
由题意知：
（4）根据题意
即
解得
答：（1）物体在A点时具有的重力势能是1.6J；
（2）物体到达B点时的速度是4m/s；
（3）物体在水平面上滑行时受到的摩擦力是0.4N；
（4）物体在水平面上滑行的距离是4m。
27.【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）由题意知，物体的边长为A，则物体的体积为由密度公式可得，物体的质量
为
由重力公式可得，物体的重力为
当物体受到竖直向上的推力F时，物体沿夹板向上做匀速直线运动，故此时物体处于平衡状态如解图所示
则有
，
故物体所受的摩擦力大小为
；
（2）当物体沿夹板运动时，压力不变，接触面粗糙程度不变，故摩擦力不变当物体从C点运动到A点时，物体受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力做功，且物体在C点由静止开始运动，在A点时的速度为v，依据动能定理可得
，
解得
。
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