【2023名师导航】中考物理一轮复习学案 第12章 功 功率 机械能及其转化（考纲解读+思维导图+考点解析+易错分析＋真题训练）
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| 名称 | 【2023名师导航】中考物理一轮复习学案 第12章 功 功率 机械能及其转化（考纲解读+思维导图+考点解析+易错分析＋真题训练） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-28 19:42:08 | ||
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文档简介
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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第12章 功 功率 机械能及其转化
考点分布 考点内容 命题趋势
1.功 1.理解机械功和功率的概念，知道做功的过程是能量转化或转移的过程。 2.知道影响动能、势能大小的因素。3.理解动能和势能以及他们的转化和守恒。 4.能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。 本章内容常考：功、功率计算、影响动能势能的因素、或与机械、机械能及其转化，功和功率常与压强、浮力综合计算，多以选择题、实验计算形式出现，分值约8分。
2.功率
3.动能和势能
4.机械能及其转化
知识点一：功
1.做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动距离。
不做功的三种情况：①有力无距，如一位同学推车未动（劳而无功）；②有距无力，如足球离开脚后水平移动（不劳而功）；③力距垂直，如提着水桶水平移动（垂直无功）。
2.做功公式是W＝Fs，在国际单位制中功的单位是焦耳(焦)，符号是J。
公式W＝Fs中F和s的同体性、同向性和同时性。
3.功的原理：使用任何机械都不省功。
1.初中生小龙背着质量为25 kg的实验器材从实验楼的一楼走到三楼，又沿着走廊水平走了5 m到达实验室，若每层楼高3 m，整个过程中小龙对实验器材做功_____J，克服自身重力做功约为_______J.
参考答案：1500；3000.
知识点二：功率
1.功率：物体做的功与所用时间的比叫做功率，它是表示做功快慢的物理量。
2.公式P＝，其单位有瓦特(W)、千瓦(kW)。还可以推导出公式P＝＝＝＝Fv，由公式可知：当功率一定时，减小速度，可以增大牵引力，如汽车上坡要换低速挡等。
3.测功率原理是P＝，需测物理量有物重、上升高度、所用时间。
2.如图是建设火神山医院时的情景，一起重机将质量为2 t的重物以0.1 m/s的速度匀速提升10 m后又以同样的速度水平匀速移动10 m，在整个过程中，起重机对货物做的功为________J，平均功率是_______W．(g＝10 N/kg)
参考答案：2×105 ；1 000
知识点三：机械能
1.功和能的关系
(1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
(2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。
(3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。
2.能：一个物体能够做功，就说这个物体具有能量(或具有能)，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是焦(J)。
3.动能：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和运动速度有关，一切运动的物体都具有动能。
4.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与质量和被举的高度有关。
5．弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
6.机械能：动能和势能统称为机械能。
7.机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量不变，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变).
3.请完成下列各小题(均选填“增大”“减小”或“不变”)：
(1)正在进行洒水作业的洒水车在水平路面匀速行驶的过程中，它的动能______，重力势能______，机械能______．
(2)在体育考试中，投出的实心球在空中从最高点下落的过程中，重力势能______，忽略空气阻力，球的机械能_______．
(3)将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度，向下按笔的过程中弹簧的弹性势能_______，笔向上弹起的过程中其重力势能______.
参考答案：（1）减小；减小；减小；（2）减小；不变；（3）增大；增大。
易错点1 在做功的两个必要因素的理解中，误认为沿斜面的长度是就一定是物体在力的方向上移动的距离。
典例1：如图所示，用水平向右的推力F=50N，将重为60N小车从斜面的底端匀速推到顶端，这时推力F所做的功是（ ）
A．150 J B．200 J C．250 J D．300 J
【错解】C。理由：物体受大小为50N的力，且沿斜面移动了5m,因此由W=FS=50N×5m=250J。
【析错】功是指力与力的方向上移动距离的乘积，根据力的方向判断物体在力的方向上移动的距离，根据W=Fs即可计算水平推力所做的功。
【正解】由题可知，推力F的方向水平向右，根据图示可知，小车在水平方向移动的距离s=4m；
这时推力F所做的功：W=Fs=50N×4m=200J。
故选：B。
▲▲变式练习1
1. （2022春 通州区期中）小刚用200N的力将重为40N的铅球掷出9m远，铅球在空中飞行的过程中，小刚对铅球做的功为（ ）
A．0J B．360J C．1800J D．2160J
2. （2022 拱墅区二模）如图所示，一名中学生做一次引体向上，克服重力做的功约为（ ）
A．3J B．30J C．300J D．3000J
参考答案：1.Ａ；2.Ｃ。
易错点2 若每层楼高3 m，上到四楼误认为上升的高度是12 m。
典例2：小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（ ）
A．90J B．120J C．135J D．300J
【错解】答案为：C，上楼高度：h=3m×3=9m，托起两个鸡蛋的力大约是1牛顿，每层楼的高度大约为3米, 他提鸡蛋的力做功最接近上楼做功：W=Gh=15N×9m=135J.
【析错】托起两个鸡蛋的力大约是1牛顿，每层楼的高度大约为3米，估算出提起30个鸡蛋的力和爬楼的高度，再利用W=Fs可算出做功的多少。
【正解】由题知，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则提30个鸡蛋的力大约为F=每层楼的高度大约为3米，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h=3m×2=6m；小华提鸡蛋的力做功约为：W=Fs=15N×6m=90J。故选：A。
▲▲变式练习2
3. 家住东北的小轩同学平时可以在不休息的情况下，一次步行5km。他的每步步长75cm,每走一步需要消耗3.75J能量。然而今天早上路面有很深的积雪，小轩每走一步，需要额外多用200N的力将雪踩下25cm。则小轩同学去往2km外的运动场，途中至少需要休息（ ）
A．6次 B．5次 C．4次 D．3次
4.水平地面上有一重4N的球，小孩用16N的力踢球，球离脚后在地面上滚动了6m，那么小孩对球做的功是（ ）
A．0J B．24J C．96J D．不能确定
参考答案：3.B；4.D。
易错点3 误认为做功多的机械功率一定大。
典例3：下面关于功率、机械效率的几种说法中正确的是（ ）
A．做功所用的时间越多，功率越小 B．依据功的原理可知机械效率永远小于1
C．做的有用功越多，机械效率越高 D．功率越大，做功就越多
【错解】选C，理由：做功多的物体，功率一定大。
【析错】（1）功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大做功越快。（2）在使用机械做功时，不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功。（3）机械效率等于有用功与总功的比值。
【正解】选B，理由：A．功率和做功多少以及时间的长短有关，功率等于功与时间之比，在做功多少不确定的情况下，做功所用的时间越多，功率不一定大，故A错误。B．在使用机械做功时，不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功。所以机械效率总小于1，故B正确。C．机械效率等于有用功与总功的比值，机械效率与有用功和总功有关系，总功不确定，做有用功多的不能说明机械效率就高，故C错误。D．功率是表示做功快慢的物理量，功率与做功多少以及时间的长短有关，时间不确定，功率越大，做功不一定就越多，故D错误。故选：B。
▲▲变式练习3
5. （2022秋 惠山区）下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）
A．功率大的机械做功一定快 B．功率大的机械做功一定多
C．机械做功少，机械效率一定低 D．做有用功多的机械，机械效率一定高
6. （2021 建华区三模）关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械的功率越大效率越高
B．机械的功率越大做功就越快，效率不一定高
C．机械的效率高说明有用功所占的百分比大，功率也大
D．机械效率高的机械一定省力，功率不一定大
参考答案：5.A；6.B。
易错点4 在分析动能和势能变化时，往往容易忽略质量的变化。
典例4：如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法中正确的是（ )
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能变小，重力势能变小
C．机械能不变，动能变小
D．机械能变小，动能不变
【错解】选D或A，理由：速度不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，机械能不变.
【析错】动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
【正解】选B, 理由：洒水车在不断的洒水工程中，质量减小，因匀速行驶，所以速度不变，则动能减小；又在水平街道上，高度不变，重力势能减小，所以洒水车的机械能减小。故选：B。
▲▲变式练习4
7.（2022春 怀仁市期末）如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中（ ）
A．重力势能先减小后增大，机械能不变
B．动能先减小后增大，机械能不变
C．动能增加，机械能增加
D．重力势能减小，机械能减小
8. （2021秋 东台市期末）弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图，从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能先增加后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小车的动能先增加后减小
D．小车动能一直减小
参考答案：7.B；8.C。
易错点5 在蹦极现象，误认为橡皮绳只要伸长，人的动能一定减小。
典例6：某运动员做蹦极运动，如图所示，从高处0点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，运动员在B点时所受弹力恰好等于其重力，C点是运动员第一次下落时到达的最低点．下列判断正确的是（ ）
A．从A点到B点运动员减速下落
B．C点时运动员动能最大
C．B点时运动员动能最大
D．运动员从A点运动到C点的过程中，其动能和重力势能的总和保持不变
【错解】选B，理由：运动员的质量不变，下落过程中做加速运动，故C点速度最大，则动能最大。
【析错】（1）（2）合力与运动方向相同，则运动员将加速运动；动能的大小与质量和速度有关；（3）当速度为0时，动能最小；（4）从A-B-C的过程中一部分能量会转化为弹性势能．
【正解】选C，理由AC、B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，在B点时速度是最大的，动能最大；经过B点后，弹力大于重力，会做减速运动，故A错误，C正确；B、到达C点时，运动员的速度为0，动能为0，动能最小，故B错误；D、从A-B-C的过程中一部分能量会转化为弹性势能，故从A-B-C运动员的动能和重力势能的总和会变化，故D错误．故选：C．
▲▲变式练习5
9. （2022 邵阳模拟）如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上（弹簧下端固定），到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点。（不计碰撞能量损失）下列说法正确的是（ ）
A．由A下落到C过程中，小球重力势能一直减小、动能先增加后不变
B．由A到B的下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球的机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力等于弹簧的弹力
D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹簧的弹性势能
10. （2022 黄冈开学）小雨练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，其中BC段羽毛球加速下落，CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是（ ）
A．羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功
B．羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能
C．飞行过程中，羽毛球经过最高点B处时，动能最大
D．羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变
参考答案：9.D；10.B。
易错点6 不注意题目条件，误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
典例6： 2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（ ）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
【错解】选A，理由：机械能转化过程中机械能的总量总是不变的，A说法正确。
【析错】（1）动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和；（2）判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化；若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的；（3）地球自转周期约为24小时；（4）电磁波可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播。
【正解】B, 理由：A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。故选：B。
▲▲变式练习6
11. （2022 眉山模拟）如图所示是一种地面操控的无人机。以下关于无人机的说法中正确的是（ ）
A．无人机遥控器发出的是红外线
B．无人机在加速起飞时，机械能增加
C．无人机降落时声音达70分贝，会对人耳造成听力损伤
D．无人机机翼设计成“上凸下平”的形状，可以增加空气对飞机的浮力
12. （2022 牙克石市模拟）2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星着陆，下列有关“天问一号”的说法错误的是（ ）
A．“天问一号”发射时，火箭推力做功使“天问一号”机械能增加
B．“天问一号”在着陆火星减速下降过程中机械能不变
C．“天问一号”的太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能
D．“天问一号”与地面控制中心相互联系是通过电磁波进行的
参考答案：11.B；12.B.
一．选择题（共10小题）
1．（2022 兰州）如图所示的情境中，对物体不做功的是（ ）
A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处
C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程
2．（2022 南通）下列四个情境中，属动能转化为势能的是（ ）
3．（2022 攀枝花）2022年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（ ）
A．动能一直减小 B．重力势能一直减小
C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大
4．（2022 菏泽）2022年4月16日神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中（ ）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能减少
C．机械能不变 D．机械能减少
5．（2022 威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面CD搬运。下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面AB推动更省力
B．沿斜面CD推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
6．（2022 湖北）苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从a处到b处重力势能转化为动能
B．运动员在a处和c处的重力势能相等
C．运动员在b处时的机械能最大
D．运动员从b处到d处速度逐渐减小
7．（2022 临沂）北京路沂河大桥改造工程是我市今年重大工程之一，截至2月27日，质量为2.5万吨的南幅老桥桥面由560个液压千斤顶顶升到位（如图）。桥面被以5mm/min的速度共顶升3.1m，g取10N/kg，下列判断正确的是（ ）
A．南幅老桥桥面重2.5×105N
B．1h内桥面可被连续顶升3m
C．千斤顶共对桥面做功7.75×108J
D．千斤顶应用了流体压强的特点
8．（2022 毕节市）2022年2月北京冬奥会顺利举办，如图是我国运动员苏翊鸣在单板滑雪男子大跳台比赛中奋力拼搏的场景。他从加速助滑到跳台腾空而起完成技术动作，落地后滑行一段进行缓冲。以下说法正确的是（ ）
A．他在起跳前加速下滑的过程，动能增大
B．他在起跳点用力蹬地起跳后，受到平衡力
C．他起跳后在空中滑行时，重力势能保持不变
D．他落地后滑行时，看到观众向后退，是以观众为参照物
9．（2022 永州）在田径运动会上，小明参加掷铅球比赛，铅球脱手后在空中上升过程速度越来越慢，上升过程的运动轨迹如图所示，下列关于铅球能上升的原因及上升过程能量变化的说法正确的是（ ）
A．铅球在空中能上升，是因为铅球具有惯性
B．铅球在空中能上升，是因为铅球一直受到向上的推力
C．铅球在空中上升过程，动能逐渐增大
D．铅球在空中上升过程，重力势能逐渐减小
10．（2022 无锡）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（ ）
A．小车从斜面下滑过程中重力势能转化为动能
B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能
C．木块被撞击后移动的距离可反映小车动能大小
D．本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系
二．多选题（共4小题）
（多选）11．（2022 潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变 B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N D．电动机拉动绳子的功率为480W
（多选）12．（2022 长沙）如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（ ）
A．动能增大 B．重力势能减小
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
（多选）13．（2022 青岛）北京冬奥会的成功举办，大大激发了国民参与冰雪运动的热情。某滑雪爱好者从雪坡高处的A点由静止自由滑下，经坡底的B点后，继续在水平滑道上滑行，最后停在C点。关于滑雪者的机械能，下列分析正确的是（ ）
A．在A点动能为零，重力势能最大
B．从A到B的过程中重力势能逐渐减小
C．从B到C的过程中动能逐渐增大
D．从A到C的过程中机械能不变
（多选）14．（2022 深圳）如图为冬奥会男子滑雪过程中，空气阻力不计，下列正确的是（ ）
A．①到②，重力势能全部转化为动能
B．③，只受到重力作用
C．④到⑤，停下来是因为摩擦力的作用
D．⑤，失去惯性
三．填空题（共7小题）
15．（2022 朝阳）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，则在提升重物的过程中（不计绳重及摩擦），动滑轮的重力为 N，拉力做功的功率为 W。
16．（2022 齐齐哈尔）如图甲所示，在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为F2时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示，则F1 F2。若两次推力的功率分别为P1、P2，则P1 P2。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）
17．（2022 湘西州）神舟十四号载人飞船于2022年6月5日10时44分成功发射，在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减小”）。
18．（2022 广安）2022年2月，第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶由于 继续向前运动，此时水平冰面对冰壶的支持力 （选填“做功”或“不做功”）。
19．（2022 杭州）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 。
20．（2022 甘肃）小勇背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四层楼回到了家，小勇的重力为600N，则他在回家过程中对书包所做的功为 J。他上楼过程中克服总重力所做功的功率是 W。（沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化）
21．（2022 江西）如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比赛场景。运动员匍匐在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降， 转化为动能；在此过程中，运动员相对于 是运动的。
四．作图题（共1小题）
22．（2022 安顺）跳伞运动员从足够高的悬停直升机上跳下，其下落过程简化为竖直向下的直线运动（图甲）。运动员从O位置由静止开始加速运动到A位置，立即打开降落伞（开伞后人和伞所受空气阻力突然增大且大于总重力），在B位置安全着地。若下落过程中空气阻力随速度的增大而增大，请在图乙中画出运动员从O位置到B位置（刚好触地）这一过程中，动能Ek随位置S变化关系的大致图像。
五．简答题（共2小题）
23．（2022 安顺）如图所示，将形状相同的铜管和塑料管并排竖直固定，把甲、乙两块完全相同的磁体，从同一高度由静止同时释放，甲磁体从铜管内下落，乙磁体从塑料管内下落。若忽略空气阻力及甲、乙两磁体间的相互作用，请判断哪块磁体先离开管道，并说明理由。（提示：可从能量角度进行解释）
24．（2022 六盘水）如图所示，弹簧一端固定在竖直墙面，另一端固定在置于粗糙水平面的木块上。现将木块从弹簧原长位置O点拉至A点，松手后木块向右运动，最终将弹簧压缩至B点（图中未画出）。请比较lAO和lOB的大小关系，并从能量转化的角度说明理由（不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内）。
六．实验探究题（共3小题）
25．（2022 绥化）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
（1）该实验中所探究物体的动能是指 的动能。（选填“钢球”或“木块”）
（2）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）如甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的 由静止滚下，目的是 ，可得出结论： 。
（4）若斜面下方水平面光滑，本实验 达到实验目的。（选填“能”或“不能”）
26．（2022 甘肃）如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 直线运动（选填“减速”、“匀速”或““加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”）。
27．（2022 宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指 。
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。
七．综合能力题（共2小题）
28．（2022 赤峰）在建设桥梁时，需将一重为3×104N正方体桥梁部件从运输船上转移至河水中。
（1）用吊车将该部件从运输船上匀速向上提升，如图甲所示。20s时间内，拉力F对部件做了6×104J的功，计算这个过程中：
①拉力F做功的功率；
②部件上升的距离。
（2）如图乙所示，缓慢的将部件匀速投入水中。水对部件下表面的压力记作F1，水对部件上表面的压力记作F2，二者与部件下表面在水中的深度h的关系如图丙所示（忽略水的阻力）。求：图丙所示过程中，部件浸没时受到的浮力。
29．（2022 河南）小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。
（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？
（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。
（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
八．解答题（共2小题）
30．（2022 丽水）如图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙：枪身由内外两个套筒组成，外筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，再向下压内筒喷水，如此反复。
【原理分析】使用消防水枪吸水时，主要是利用了 ；
【方案设计】如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构，合理的是 ；
【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果，小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示，用30秒将20千克水喷到15米高处，求他们对水做功的功率。
31．（2022 丽水）萤石是我市的优势矿产资源，也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题。兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。
【萤石开采】萤石开采过程中，通常用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，再将岩石碎块装入车厢运出矿洞。乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中，化学能转化成 。
九．计算题（共7小题）
32．（2022 上海）用大小为5牛的水平方向的拉力F使重力为20牛的物体在10秒内匀速运动10米，求这段时间里物体拉力F做的功W和功率P。
33．（2022 济南）在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以3.5m/s的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为5min，牵引力是6×103N。取g＝10N/kg，通过计算回答：
（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？
（2）游船在护城河中受到的浮力多大？
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？
34．（2022 济宁）为支援上海疫情防控、保障民生，蔬菜运输车（如图所示）从山东寿光出发，历经9小时15分钟，行程777公里，于4月18日上午8点抵达上海徐汇区。该蔬菜运输车总质量为31t，轮子与地面的总接触面积为6200cm2。（g取10N/kg）求：
（1）运输车全程的平均速度；
（2）运输车对水平路面的压强；
（3）在某段平直公路上，运输车匀速行驶9km用时6min，受到的阻力为2.6×103N，则运输车牵引力做功的功率。
35．（2022 呼和浩特）如图为某盘山公路。汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时10min。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求：
（1）货车克服重力做的功和发动机对货车做的功；
（2）货车所受阻力大小。
36．（2022 黔东南州）据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力，对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里，设计时速100公里。周末，小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩，人和车的总质量为1.5t，四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍（取g＝10N/kg）。求：
（1）因车发生故障，当车停在水平的应急道上（人未下车）时，车对水平地面的压强。
（2）若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s，此过程小汽车牵引力的功率。
37．（2022 福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
38．（2022 东营）如图所示，某电动叉车抬升石材的情景。电动叉车将1500kg石材完成一次最大起升高度，用时30s，其项目参数如下表。（g取10N/kg）
项目 参数
额定载重（kg） 1500
最大起升高度（m） 3
空载行驶速度（km/h） 5
空载质量（kg） 720
轮胎接地总面积（m2） 0.08
（1）求石材被抬升的速度；
（2）求电机对石材做的功及做功功率；
（3）求空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．【解答】A、图中人用力搬石头，搬而未起，只有力没有距离，所以人对物体没有做功，故A正确；
B、图中人拉重物从地面提到高处，重物在拉力的方向上移动了距离，所以人对物体做功，故B错误；
C、推车向前运动，车在人的推力的方向上通过了距离，对车做功，故C错误；
D、挺举杠铃的过程，杠铃在力的方向上通过了距离，人对杠铃做了功，故D错误。
故选：A。
2．【解答】A、拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B、踩板下滑的过程是重力势能转化为动能，故B错误；
C、秋千上摆的过程，是动能转化为重力势能，故C正确；
D、弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能，故D错误。
故选：C。
3．【解答】谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起时，高度增加，质量不变，故重力势能增加，同时她的运动速度减小，故动能减小；当她从高处往下落时，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时运动速度加快，故动能增大。所以她的动能是先减小后增大，重力势能先增大后减小，故C正确。
故选：C。
4．【解答】返回舱减速下落的过程中，其质量不变，速度变小，则它的动能减少；同时高度变小，则它的重力势能减少；因机械能等于动能与势能的总和，所以返回舱的机械能减少。
故选：D。
5．【解答】A、沿斜面CD推动更省力，因为CD斜面的倾斜角度更小，故A错误；
B、由W＝Gh可知，G与h均相等，所以斜面CD推动和AB推动，工人克服货物重力做的功相等，故B错误；
C、由P＝可知，W相同，时间的大小不确定，所以沿两个斜面推货物，工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故C错误；
D、沿斜面匀速推动货物的过程中，货物的质量、速度不变，动能不变，由于高度变大，重力势能变大，所以机械能增大，故D正确。
故选：D。
6．【解答】
A、运动员从a处到b处，运动员的高度变高，因此重力势能变大，速度逐渐减小，由动能转化为重力势能，故A错误；
B、运动员在a处和c处的质量不变，高度相等，所以重力势能相等，故B正确；
C、机械能等于动能和势能的和，b处是由动能转化为重力势能，整个过程机械能是不变的，故C错误；
D、从b处到d处时，重力势能转化动能，速度增大，故D错误；
故选：B。
7．【解答】A、南幅老桥桥面的重力G＝mg＝2.5×104×103kg×10N/kg＝2.5×108N，故A错误；
B、由v＝可知，1h内桥面可被连续顶升的高度h＝s＝vt＝5mm/min×60min＝300mm＝0.3m，故B错误；
C、千斤顶共对桥面所做的功W＝Gh′＝2.5×108N×3.1m＝7.75×108J，故C正确；
D、千斤顶没有应用流体压强的特点，利用的是帕斯卡原理，故D错误。
故选：C。
8．【解答】A、他在起跳前加速下滑的过程中质量不变，速度越来越大，所以动能越来越大，故A正确；
B、他在起跳点用力蹬地起跳后，速度和方向不断变化，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故B错误；
C、重力势能的大小与物体质量和高度有关，他起跳后在空中滑行时质量不变，高度不断变化，重力势能不断变化，故C错误；
D、他落地后滑行时看到观众向后退，是以他自己为参照物，故D错误；
故选：A。
9．【解答】AB、铅球在空中上升飞行，由于铅球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，铅球不再受推力作用，故A正确，B错误。
CD、铅球在上升过程中，因为质量不变、速度减小、高度增大，所以铅球的动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能，故CD错误。
故选：A。
10．【解答】A、在重力的作用下，小车沿斜面下滑，将重力势能主要转化为动能，故A正确；
B、小车由于惯性，在水平面上向前运动撞击木块做功，使木块由静止变为运动，获得动能，故B正确；
C、物体动能的多少不能直接观察。小车具有动能的多少是通过木块被撞出的距离大小来反映的，运用了转换法，故C正确；
D、让小车先后三次从斜面的同一位置自由滑下，撞击置于水平面上相同位置的木块，但第一次只有小车、第二次小车加一个钩码、第三次小车加两个钩码（改变质量），可以研究动能大小与质量的关系，故D错误。
故选：D。
二．多选题（共4小题）
11．【解答】
A、吊篮匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，故A正确；
B、吊篮匀速上升，质量不变，高度变大，重力势能变大；动能不变，机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，机械能不守恒，故B错误；
C、由图可知，有4段绳子拉着动滑轮，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力为：F＝G＝mg＝×（40kg+200kg）×10N/kg＝600N，故C错误；
D、绳子自由端移动的距离为：s＝4h＝4×6m＝24m；
绳子自由端移动的速度为：v＝＝＝0.8m/s；
根据P＝＝＝Fv可知，电动机拉动绳子的功率为：P＝Fv＝600N×0.8m/s＝480W，故D正确。
故选：AD。
12．【解答】AB、小庆加速下滑过程中，他的质量不变，速度变大，动能增大，高度变小，重力势能减小，故AB正确；
CD、收起雪杖加速下滑，重力势能转化为动能，机械能不变，故CD错误。
故选：AB。
13．【解答】
A、在A点高度最高，重力势能最大，速度为零，动能为零，故A正确；
B、从A到B的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减少，故B正确；
C、从B到C的过程中速度减小，动能逐渐减小，故C错误；
D、从A到C的过程，克服摩擦做功，机械能转化为一部分内能，故机械能减小，故D错误。
故选：AB。
14．【解答】A、①到②的过程中，运动员质量不变、高度减小、速度增大，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦，还会有一部分转化为内能，故A错误；
B、由于不计空气阻力，在③位置，即运动员在空中，此时运动员只受重力，故B正确；
C、④到⑤过程中，运动员停下来是因为摩擦力的作用，是摩擦力改变了运动员的运动状态，故C正确；
D、惯性是一切物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性，因此在⑤位置时，运动员仍有惯性，故D错误。
故选：BC。
三．填空题（共7小题）
15．【解答】有用功W有＝Gh＝900N×1m＝900J，
由机械效率公式可知总功W总＝＝＝1200J。
额外功W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J，
动滑轮的重G动＝＝＝300N。
拉力做功的功率为P＝＝＝120W。
故答案为：300；120。
16．【解答】由图像乙可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝＝＝3m/s；
由图像丙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v丙＝5m/s；
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力为：F1＝F2；
已知v1＜v2，由P＝＝＝Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。
故答案为：等于；小于。
17．【解答】飞船加速升空的过程中，航天员的质量不变，速度增加，动能增加；质量不变，高度增加，重力势能增加；动能和重力势能都增多，所以机械能增加。
故答案为：增加。
18．【解答】冰壶离开手后，由于惯性会继续保持原来的运动状态，继续向前运动；
冰壶在水平冰面上滑行过程中，冰壶在水平冰面的支持力方向上没有移动距离，所以水平冰面对冰壶的支持力不做功。
故答案为：惯性；不做功。
19．【解答】（1）O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变；
（2）在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。
故答案为：（1）不变；（2）增大；先增大后减小。
20．【解答】（1）小勇在水平路面上行走时，对书包的作用力竖直向上，但在竖直方向上移动的距离是0，此过程对书包做功为0J；
在登楼时，将书包提升，克服书包重力做的功：W＝G书包h＝40N×9m＝360J，
即他在回家的过程中对书包所做的功为360J；
（2）他在上楼的过程中克服自身重力所做的功W′＝G人h＝600N×9m＝5400J；
他克服总重力所做的功：W总＝360J+5400J＝5760J，
总时间t＝1min＝60s，
则他克服总重力所做功的功率P＝＝＝96W。
故答案为：360；96。
21．【解答】运动员匍匐在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，所以是重力势能转化为动能；
钢架雪车在赛道上高速行驶，以冰道为参照物，运动员的位置不断变化，所以运动员是运动的。
故答案为：重力势能；冰道。
四．作图题（共1小题）
22．【解答】运动员从O位置由静止开始加速运动到A位置，开始时的速度为0，动能为0；下来了过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大，A位置的速度最大，动能最大；打开降落伞后，由于空气的阻力大于重力，运动员向下做减速运动，动能逐渐变小；当空气的阻力等于运动员和伞的总重力时，运动员做匀速直线运动，速度不变，动能不变；到B点时，速度为0，动能为0；动能Ek随位置S变化关系的大致图像如下所示：
五．简答题（共2小题）
23．【解答】纽扣形永磁体在铜管中下落时，产生电磁感应，一部分的机械能转化为电能，机械能减小；
纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中下落过程中不产生电磁感应，纽扣形永磁体在塑料管中做自由落体运动，机械能守恒，因此，纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中速度更大，乙磁体先离开管道。
24．【解答】答：由题意可知，水平面是粗糙的，则木块在运动过程中，整个装置的机械能不守恒；弹簧被拉伸后具有弹性，对木块产生弹力，弹簧在恢复原状时对木块做功，使得木块的速度变大，动能变大，到O点时弹簧恢复原状，弹力为0，此时弹簧的弹性势能转化为木块的动能和内能，机械能减小；
经过O点后，木块压缩弹簧，弹簧会缩短，木块对弹簧做功，木块的动能转化为弹簧的弹性势能和内能，木块的动能减小，速度变小，到B点时，木块的动能转化为弹性势能，动能为0，速度为0，木块的机械能进一步减小，做的功更少，所以lAO＞lOB。
六．实验探究题（共3小题）
25．【解答】（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系；
（2）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）换用质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下，由于高度相同，则到达水平面的速度是相同的，由于质量是不同的，所以探究钢球的动能大小与物体质量的关系为：当物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（4）从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，钢球不受摩擦力作用，钢球所受合力为0，所以钢球将做匀速直线运动，不能达到实验目的。
故答案为：（1）钢球；（3）同一高度；使钢球运动到水平面时速度相同；当物体速度相同时，质量越大，动能越大；（4）不能。
26．【解答】（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关；
（2）实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，木块C被撞得越远，可观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：物体的动能大小与速度有关；
（4）由实验可知，小车受到的阻力越小，小车速度变化越慢，小车滑行距离越远，由此可以合理推理：如果小车不受力，小车将做匀速直线运动；
（5）在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。
故答案为：（1）质量；（2）木块移动的距离；转换法；（3）速度；（4）匀速；（5）相等；错误。
27．【解答】（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故选A；
（2）根据甲、乙两图可知，乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量，甲图的高度大于乙图的高度，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同；
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。
故答案为：（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。
七．综合能力题（共2小题）
28．【解答】（1）①20s时间内，拉力F对部件做了6×104J的功，则拉力F做功的功率为：
P＝＝＝3000W；
②由于该部件从运输船上匀速向上提升，根据二力平衡，F＝G＝3×104N；
由P＝＝可知，部件上升的距离为：
s＝＝＝2m；
（2）由图像可知，当部件在水中的深度为h2时，水对部件上表面的压力F2＝0N，水对部件下表面的压力F1＝1×104N，此时部件刚好完全浸没在河水中，根据压力差法，部件浸没时受到的浮力为：
F浮＝F1﹣F2＝1×104N。
答：（1）①拉力F做功的功率为3000W；
②部件上升的距离为2m；
（2）部件浸没时受到的浮力为1×104N。
29．【解答】（1）展品的重力：G＝mg＝12kg×10N/kg＝120N，
对展品做的功：W＝Gh＝120N×1.2m＝144J；
（2）展品对水平台面的压力：F＝G＝120N，
则展品与台面的压强：p＝＝＝3×104Pa＝30kPa＜40kPa，故台面不会被压坏；
（3）因为水平方向与竖直方向垂直，所以可以利用重锤线配合直角支架检查台面是否水平。
答：（1）他至少需要对展品做144J的功；
（2）展品与台面的压强为30kPa＜40kPa，故台面不会被压坏；
（3）利用重锤线配合直角支架检查台面是否水平。
八．解答题（共2小题）
30．【解答】（1）使用消防水枪吸水时，首先用力推动活塞，将水枪筒内的空气排出，然后将进水口浸入水中，再拉动活塞，此时筒内气压减小，在外界大气压的作用下，水被压入水枪筒内，故使用消防水枪吸水时，主要是利用了大气压；
（2）将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，此时在阀门应打开，再向下压内筒喷水，阀门应关闭，由消防水枪的结构看，丙符合要求，而丁图中结合吸水时阀门会关闭，喷水时阀门会打开；
（3）喷水时对水做的功：
W＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×15m＝3000J，
对水做功的功率：
P＝＝＝100W。
故答案为：（1）大气压；（2）丙；（3）对水做功的功率为100W。
31．【解答】根据题意可知，乳化炸药具有化学能，用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，岩石碎块飞出，具有机械能，所以该过程中化学能转化为机械能。
故答案为：机械能。
九．计算题（共7小题）
32．【解答】物体拉力F做的功W＝Fs＝5N×10m＝50J，
拉力F的功率P＝＝＝5W。
答：拉力做的功是50J；拉力的功率5W。
33．【解答】（1）黑虎泉站到泉城广场站河段的长度s＝vt＝3.5m/s×300s＝1050m；
（2）游船在护城河中受到的浮力F浮＝G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N；
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做的功W＝Fs＝6×103N×1050m＝6.3×106J；
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率P＝＝＝2.1×104W。
答：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约长1050m；
（2）游船在护城河中受到的浮力为3×104N；
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了6.3×106J的功；
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率为2.1×104W。
34．【解答】（1）蔬菜运输车的运行时间为t＝9小时15分钟＝9.25h，
运输车全程的平均速度为：
v＝＝＝84km/h；
（2）蔬菜运输车满载时车对水平路面的压力：
F＝G总＝m总g＝31×103kg×10N/kg＝3.1×105N；
满载时车对地面的压强；
p＝＝＝5×105Pa；
（3）蔬菜运输车做匀速直线运动，F牵＝F阻＝2.6×103N，
蔬菜运输车牵引力做的功为：
W＝F牵s＝2.6×103N×9×103m＝2.34×107J；
运输车牵引力做功的功率为：
P＝＝＝6.5×104W。
答：（1）运输车全程的平均速度为84km/h；
（2）运输车对水平路面的压强为5×105Pa；
（3）在某段平直公路上，运输车匀速行驶9km用时6min，受到的阻力为2.6×103N，则运输车牵引力做功的功率为6.5×104W。
35．【解答】（1）货车的重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
货车克服重力做的功：W有＝Gh＝5×104N×900m＝4.5×107J，
由P＝可知，发动机对货车做的功：W总＝Pt＝165×103W×10×60s＝9.9×107J；
（2）克服阻力做的功：Wf＝W总﹣W有＝9.9×107J﹣4.5×107J＝5.4×107J，
由Wf＝fs可知，货车所受阻力：f＝＝＝9000N。
答：（1）货车克服重力做的功为4.5×107J，发动机对货车做的功为9.9×107J；
（2）货车所受阻力大小为9000N。
36．【解答】（1）人和车的总重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，
车对水平地面的压力：F压＝G＝1.5×104N，
则车对水平地面的压强：p＝＝＝7.5×105Pa；
（2）小汽车在行驶过程中受到的阻力：f＝0.04G＝0.04×1.5×104N＝600N，
因为小汽车在水平路面上做匀速直线运动，所以由二力平衡条件可知，小汽车的牵引力：F＝f＝600N，
小汽车的速度：v＝72km/h＝20m/s，
此过程小汽车牵引力的功率：P＝＝＝Fv＝600N×20m/s＝1.2×104W。
答：（1）车对水平地面的压强为7.5×105Pa；
（2）此过程小汽车牵引力的功率为1.2×104W。
37．【解答】（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力F浮＝G潜水器＝5N；
（2）潜水器的底面积S1＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2；
由F浮＝ρ液V排g＝ρ水gS1h1得，漂浮时浸入水中的深度：
h1＝＝0.05m，即等于潜水器边长的一半，
则此时潜水器的重心恰好与水面相平，所以潜水器下降的距离h2＝h﹣h1＝0.25m﹣0.05m＝0.2m；
潜水器的重力所做的功：W＝G潜水器h2＝5N×0.2m＝1J；
（3）潜水器匀速下沉时，F随l的变化关系式为：
F＝F浮﹣G潜水器＝ρ水gS1（h﹣l）﹣G潜水器＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×（0.25m﹣l）﹣5N＝（20﹣100l）N；
依题意，潜水器浸没后加速下沉，F随l的变化关系不变，即F＝（20﹣100l）N；
潜水器沉底静止时，l＝0，受到的吸引力F＝20N；
潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25cm深的水重G水；
容器的底面积S2＝1000cm2＝0.1m2；
潜水器和水的总重：G总＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m＝250N；
潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力：F压＝F+G总＝20N+250N＝270N；
由p＝可得，容器对铁板的压强：p＝＝2700Pa。
答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功为1J；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。
38．【解答】（1）最大起升高度为3m，电动叉车将石材完成一次最大起升高度，用时30s，
石材被抬升的速度为；
（2）石材的重力为G＝mg＝1500kg×10N/kg＝1.5×104N，
电机对石材做的功为W＝Fs＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J，
电机对石材做功功率为；
（3）由题意可知，空载叉车静止时，其对地面的压力与受到的重力大小相等，空载叉车对地面的压力为F压＝G'＝m'g＝720kg×10N/kg＝7.2×103N，
空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为p＝＝＝9×104Pa。
答：（1）石材被抬升的速度为0.1m/s；
（2）电机对石材做的功为4.5×104J及做功功率为1.5×103W；
（3）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为9×104Pa。
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【名师导航】中考物理一轮复习学案
第12章 功 功率 机械能及其转化
考点分布 考点内容 命题趋势
1.功 1.理解机械功和功率的概念，知道做功的过程是能量转化或转移的过程。 2.知道影响动能、势能大小的因素。3.理解动能和势能以及他们的转化和守恒。 4.能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。 本章内容常考：功、功率计算、影响动能势能的因素、或与机械、机械能及其转化，功和功率常与压强、浮力综合计算，多以选择题、实验计算形式出现，分值约8分。
2.功率
3.动能和势能
4.机械能及其转化
知识点一：功
1.做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动距离。
不做功的三种情况：①有力无距，如一位同学推车未动（劳而无功）；②有距无力，如足球离开脚后水平移动（不劳而功）；③力距垂直，如提着水桶水平移动（垂直无功）。
2.做功公式是W＝Fs，在国际单位制中功的单位是焦耳(焦)，符号是J。
公式W＝Fs中F和s的同体性、同向性和同时性。
3.功的原理：使用任何机械都不省功。
1.初中生小龙背着质量为25 kg的实验器材从实验楼的一楼走到三楼，又沿着走廊水平走了5 m到达实验室，若每层楼高3 m，整个过程中小龙对实验器材做功_____J，克服自身重力做功约为_______J.
参考答案：1500；3000.
知识点二：功率
1.功率：物体做的功与所用时间的比叫做功率，它是表示做功快慢的物理量。
2.公式P＝，其单位有瓦特(W)、千瓦(kW)。还可以推导出公式P＝＝＝＝Fv，由公式可知：当功率一定时，减小速度，可以增大牵引力，如汽车上坡要换低速挡等。
3.测功率原理是P＝，需测物理量有物重、上升高度、所用时间。
2.如图是建设火神山医院时的情景，一起重机将质量为2 t的重物以0.1 m/s的速度匀速提升10 m后又以同样的速度水平匀速移动10 m，在整个过程中，起重机对货物做的功为________J，平均功率是_______W．(g＝10 N/kg)
参考答案：2×105 ；1 000
知识点三：机械能
1.功和能的关系
(1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
(2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。
(3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。
2.能：一个物体能够做功，就说这个物体具有能量(或具有能)，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是焦(J)。
3.动能：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和运动速度有关，一切运动的物体都具有动能。
4.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与质量和被举的高度有关。
5．弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
6.机械能：动能和势能统称为机械能。
7.机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量不变，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变).
3.请完成下列各小题(均选填“增大”“减小”或“不变”)：
(1)正在进行洒水作业的洒水车在水平路面匀速行驶的过程中，它的动能______，重力势能______，机械能______．
(2)在体育考试中，投出的实心球在空中从最高点下落的过程中，重力势能______，忽略空气阻力，球的机械能_______．
(3)将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度，向下按笔的过程中弹簧的弹性势能_______，笔向上弹起的过程中其重力势能______.
参考答案：（1）减小；减小；减小；（2）减小；不变；（3）增大；增大。
易错点1 在做功的两个必要因素的理解中，误认为沿斜面的长度是就一定是物体在力的方向上移动的距离。
典例1：如图所示，用水平向右的推力F=50N，将重为60N小车从斜面的底端匀速推到顶端，这时推力F所做的功是（ ）
A．150 J B．200 J C．250 J D．300 J
【错解】C。理由：物体受大小为50N的力，且沿斜面移动了5m,因此由W=FS=50N×5m=250J。
【析错】功是指力与力的方向上移动距离的乘积，根据力的方向判断物体在力的方向上移动的距离，根据W=Fs即可计算水平推力所做的功。
【正解】由题可知，推力F的方向水平向右，根据图示可知，小车在水平方向移动的距离s=4m；
这时推力F所做的功：W=Fs=50N×4m=200J。
故选：B。
▲▲变式练习1
1. （2022春 通州区期中）小刚用200N的力将重为40N的铅球掷出9m远，铅球在空中飞行的过程中，小刚对铅球做的功为（ ）
A．0J B．360J C．1800J D．2160J
2. （2022 拱墅区二模）如图所示，一名中学生做一次引体向上，克服重力做的功约为（ ）
A．3J B．30J C．300J D．3000J
参考答案：1.Ａ；2.Ｃ。
易错点2 若每层楼高3 m，上到四楼误认为上升的高度是12 m。
典例2：小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（ ）
A．90J B．120J C．135J D．300J
【错解】答案为：C，上楼高度：h=3m×3=9m，托起两个鸡蛋的力大约是1牛顿，每层楼的高度大约为3米, 他提鸡蛋的力做功最接近上楼做功：W=Gh=15N×9m=135J.
【析错】托起两个鸡蛋的力大约是1牛顿，每层楼的高度大约为3米，估算出提起30个鸡蛋的力和爬楼的高度，再利用W=Fs可算出做功的多少。
【正解】由题知，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则提30个鸡蛋的力大约为F=每层楼的高度大约为3米，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h=3m×2=6m；小华提鸡蛋的力做功约为：W=Fs=15N×6m=90J。故选：A。
▲▲变式练习2
3. 家住东北的小轩同学平时可以在不休息的情况下，一次步行5km。他的每步步长75cm,每走一步需要消耗3.75J能量。然而今天早上路面有很深的积雪，小轩每走一步，需要额外多用200N的力将雪踩下25cm。则小轩同学去往2km外的运动场，途中至少需要休息（ ）
A．6次 B．5次 C．4次 D．3次
4.水平地面上有一重4N的球，小孩用16N的力踢球，球离脚后在地面上滚动了6m，那么小孩对球做的功是（ ）
A．0J B．24J C．96J D．不能确定
参考答案：3.B；4.D。
易错点3 误认为做功多的机械功率一定大。
典例3：下面关于功率、机械效率的几种说法中正确的是（ ）
A．做功所用的时间越多，功率越小 B．依据功的原理可知机械效率永远小于1
C．做的有用功越多，机械效率越高 D．功率越大，做功就越多
【错解】选C，理由：做功多的物体，功率一定大。
【析错】（1）功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越大做功越快。（2）在使用机械做功时，不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功。（3）机械效率等于有用功与总功的比值。
【正解】选B，理由：A．功率和做功多少以及时间的长短有关，功率等于功与时间之比，在做功多少不确定的情况下，做功所用的时间越多，功率不一定大，故A错误。B．在使用机械做功时，不可避免地要做额外功，所以有用功总小于总功。所以机械效率总小于1，故B正确。C．机械效率等于有用功与总功的比值，机械效率与有用功和总功有关系，总功不确定，做有用功多的不能说明机械效率就高，故C错误。D．功率是表示做功快慢的物理量，功率与做功多少以及时间的长短有关，时间不确定，功率越大，做功不一定就越多，故D错误。故选：B。
▲▲变式练习3
5. （2022秋 惠山区）下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（ ）
A．功率大的机械做功一定快 B．功率大的机械做功一定多
C．机械做功少，机械效率一定低 D．做有用功多的机械，机械效率一定高
6. （2021 建华区三模）关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．机械的功率越大效率越高
B．机械的功率越大做功就越快，效率不一定高
C．机械的效率高说明有用功所占的百分比大，功率也大
D．机械效率高的机械一定省力，功率不一定大
参考答案：5.A；6.B。
易错点4 在分析动能和势能变化时，往往容易忽略质量的变化。
典例4：如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法中正确的是（ )
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能变小，重力势能变小
C．机械能不变，动能变小
D．机械能变小，动能不变
【错解】选D或A，理由：速度不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，机械能不变.
【析错】动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
【正解】选B, 理由：洒水车在不断的洒水工程中，质量减小，因匀速行驶，所以速度不变，则动能减小；又在水平街道上，高度不变，重力势能减小，所以洒水车的机械能减小。故选：B。
▲▲变式练习4
7.（2022春 怀仁市期末）如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中（ ）
A．重力势能先减小后增大，机械能不变
B．动能先减小后增大，机械能不变
C．动能增加，机械能增加
D．重力势能减小，机械能减小
8. （2021秋 东台市期末）弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图，从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（ ）
A．弹簧的弹性势能先增加后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小车的动能先增加后减小
D．小车动能一直减小
参考答案：7.B；8.C。
易错点5 在蹦极现象，误认为橡皮绳只要伸长，人的动能一定减小。
典例6：某运动员做蹦极运动，如图所示，从高处0点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，运动员在B点时所受弹力恰好等于其重力，C点是运动员第一次下落时到达的最低点．下列判断正确的是（ ）
A．从A点到B点运动员减速下落
B．C点时运动员动能最大
C．B点时运动员动能最大
D．运动员从A点运动到C点的过程中，其动能和重力势能的总和保持不变
【错解】选B，理由：运动员的质量不变，下落过程中做加速运动，故C点速度最大，则动能最大。
【析错】（1）（2）合力与运动方向相同，则运动员将加速运动；动能的大小与质量和速度有关；（3）当速度为0时，动能最小；（4）从A-B-C的过程中一部分能量会转化为弹性势能．
【正解】选C，理由AC、B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，在B点时速度是最大的，动能最大；经过B点后，弹力大于重力，会做减速运动，故A错误，C正确；B、到达C点时，运动员的速度为0，动能为0，动能最小，故B错误；D、从A-B-C的过程中一部分能量会转化为弹性势能，故从A-B-C运动员的动能和重力势能的总和会变化，故D错误．故选：C．
▲▲变式练习5
9. （2022 邵阳模拟）如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上（弹簧下端固定），到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点。（不计碰撞能量损失）下列说法正确的是（ ）
A．由A下落到C过程中，小球重力势能一直减小、动能先增加后不变
B．由A到B的下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球的机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力等于弹簧的弹力
D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹簧的弹性势能
10. （2022 黄冈开学）小雨练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图中曲线所示，其中BC段羽毛球加速下落，CD段羽毛球匀速下落。下列有关说法正确的是（ ）
A．羽毛球离拍后继续上升过程中球拍在对球做功
B．羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能
C．飞行过程中，羽毛球经过最高点B处时，动能最大
D．羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变
参考答案：9.D；10.B。
易错点6 不注意题目条件，误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
典例6： 2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（ ）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
【错解】选A，理由：机械能转化过程中机械能的总量总是不变的，A说法正确。
【析错】（1）动能与物体的质量和速度有关，物体的质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大；机械能等于动能与势能之和；（2）判断一个物体是运动的还是静止的，要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化；若位置有变化，则物体相对于参照物是运动的；若位置没有变化，则物体相对于参照物是静止的；（3）地球自转周期约为24小时；（4）电磁波可以在真空中传播，而声音不能在真空中传播。
【正解】B, 理由：A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。故选：B。
▲▲变式练习6
11. （2022 眉山模拟）如图所示是一种地面操控的无人机。以下关于无人机的说法中正确的是（ ）
A．无人机遥控器发出的是红外线
B．无人机在加速起飞时，机械能增加
C．无人机降落时声音达70分贝，会对人耳造成听力损伤
D．无人机机翼设计成“上凸下平”的形状，可以增加空气对飞机的浮力
12. （2022 牙克石市模拟）2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星着陆，下列有关“天问一号”的说法错误的是（ ）
A．“天问一号”发射时，火箭推力做功使“天问一号”机械能增加
B．“天问一号”在着陆火星减速下降过程中机械能不变
C．“天问一号”的太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能
D．“天问一号”与地面控制中心相互联系是通过电磁波进行的
参考答案：11.B；12.B.
一．选择题（共10小题）
1．（2022 兰州）如图所示的情境中，对物体不做功的是（ ）
A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处
C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程
2．（2022 南通）下列四个情境中，属动能转化为势能的是（ ）
3．（2022 攀枝花）2022年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（ ）
A．动能一直减小 B．重力势能一直减小
C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大
4．（2022 菏泽）2022年4月16日神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中（ ）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能减少
C．机械能不变 D．机械能减少
5．（2022 威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面CD搬运。下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面AB推动更省力
B．沿斜面CD推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大
6．（2022 湖北）苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从a处到b处重力势能转化为动能
B．运动员在a处和c处的重力势能相等
C．运动员在b处时的机械能最大
D．运动员从b处到d处速度逐渐减小
7．（2022 临沂）北京路沂河大桥改造工程是我市今年重大工程之一，截至2月27日，质量为2.5万吨的南幅老桥桥面由560个液压千斤顶顶升到位（如图）。桥面被以5mm/min的速度共顶升3.1m，g取10N/kg，下列判断正确的是（ ）
A．南幅老桥桥面重2.5×105N
B．1h内桥面可被连续顶升3m
C．千斤顶共对桥面做功7.75×108J
D．千斤顶应用了流体压强的特点
8．（2022 毕节市）2022年2月北京冬奥会顺利举办，如图是我国运动员苏翊鸣在单板滑雪男子大跳台比赛中奋力拼搏的场景。他从加速助滑到跳台腾空而起完成技术动作，落地后滑行一段进行缓冲。以下说法正确的是（ ）
A．他在起跳前加速下滑的过程，动能增大
B．他在起跳点用力蹬地起跳后，受到平衡力
C．他起跳后在空中滑行时，重力势能保持不变
D．他落地后滑行时，看到观众向后退，是以观众为参照物
9．（2022 永州）在田径运动会上，小明参加掷铅球比赛，铅球脱手后在空中上升过程速度越来越慢，上升过程的运动轨迹如图所示，下列关于铅球能上升的原因及上升过程能量变化的说法正确的是（ ）
A．铅球在空中能上升，是因为铅球具有惯性
B．铅球在空中能上升，是因为铅球一直受到向上的推力
C．铅球在空中上升过程，动能逐渐增大
D．铅球在空中上升过程，重力势能逐渐减小
10．（2022 无锡）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（ ）
A．小车从斜面下滑过程中重力势能转化为动能
B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能
C．木块被撞击后移动的距离可反映小车动能大小
D．本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系
二．多选题（共4小题）
（多选）11．（2022 潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变 B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N D．电动机拉动绳子的功率为480W
（多选）12．（2022 长沙）如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（ ）
A．动能增大 B．重力势能减小
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
（多选）13．（2022 青岛）北京冬奥会的成功举办，大大激发了国民参与冰雪运动的热情。某滑雪爱好者从雪坡高处的A点由静止自由滑下，经坡底的B点后，继续在水平滑道上滑行，最后停在C点。关于滑雪者的机械能，下列分析正确的是（ ）
A．在A点动能为零，重力势能最大
B．从A到B的过程中重力势能逐渐减小
C．从B到C的过程中动能逐渐增大
D．从A到C的过程中机械能不变
（多选）14．（2022 深圳）如图为冬奥会男子滑雪过程中，空气阻力不计，下列正确的是（ ）
A．①到②，重力势能全部转化为动能
B．③，只受到重力作用
C．④到⑤，停下来是因为摩擦力的作用
D．⑤，失去惯性
三．填空题（共7小题）
15．（2022 朝阳）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，则在提升重物的过程中（不计绳重及摩擦），动滑轮的重力为 N，拉力做功的功率为 W。
16．（2022 齐齐哈尔）如图甲所示，在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时，物体运动的路程与时间关系如图乙所示；当水平推力为F2时，物体运动的速度与时间关系如图丙所示，则F1 F2。若两次推力的功率分别为P1、P2，则P1 P2。（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）
17．（2022 湘西州）神舟十四号载人飞船于2022年6月5日10时44分成功发射，在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减小”）。
18．（2022 广安）2022年2月，第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶由于 继续向前运动，此时水平冰面对冰壶的支持力 （选填“做功”或“不做功”）。
19．（2022 杭州）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 。
20．（2022 甘肃）小勇背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四层楼回到了家，小勇的重力为600N，则他在回家过程中对书包所做的功为 J。他上楼过程中克服总重力所做功的功率是 W。（沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化）
21．（2022 江西）如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比赛场景。运动员匍匐在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降， 转化为动能；在此过程中，运动员相对于 是运动的。
四．作图题（共1小题）
22．（2022 安顺）跳伞运动员从足够高的悬停直升机上跳下，其下落过程简化为竖直向下的直线运动（图甲）。运动员从O位置由静止开始加速运动到A位置，立即打开降落伞（开伞后人和伞所受空气阻力突然增大且大于总重力），在B位置安全着地。若下落过程中空气阻力随速度的增大而增大，请在图乙中画出运动员从O位置到B位置（刚好触地）这一过程中，动能Ek随位置S变化关系的大致图像。
五．简答题（共2小题）
23．（2022 安顺）如图所示，将形状相同的铜管和塑料管并排竖直固定，把甲、乙两块完全相同的磁体，从同一高度由静止同时释放，甲磁体从铜管内下落，乙磁体从塑料管内下落。若忽略空气阻力及甲、乙两磁体间的相互作用，请判断哪块磁体先离开管道，并说明理由。（提示：可从能量角度进行解释）
24．（2022 六盘水）如图所示，弹簧一端固定在竖直墙面，另一端固定在置于粗糙水平面的木块上。现将木块从弹簧原长位置O点拉至A点，松手后木块向右运动，最终将弹簧压缩至B点（图中未画出）。请比较lAO和lOB的大小关系，并从能量转化的角度说明理由（不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内）。
六．实验探究题（共3小题）
25．（2022 绥化）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
（1）该实验中所探究物体的动能是指 的动能。（选填“钢球”或“木块”）
（2）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）如甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的 由静止滚下，目的是 ，可得出结论： 。
（4）若斜面下方水平面光滑，本实验 达到实验目的。（选填“能”或“不能”）
26．（2022 甘肃）如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 直线运动（选填“减速”、“匀速”或““加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”）。
27．（2022 宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指 。
A.钢球撞击木块时的动能
B.钢球撞击木块后的动能
C.木块被钢球撞击后的动能
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。
七．综合能力题（共2小题）
28．（2022 赤峰）在建设桥梁时，需将一重为3×104N正方体桥梁部件从运输船上转移至河水中。
（1）用吊车将该部件从运输船上匀速向上提升，如图甲所示。20s时间内，拉力F对部件做了6×104J的功，计算这个过程中：
①拉力F做功的功率；
②部件上升的距离。
（2）如图乙所示，缓慢的将部件匀速投入水中。水对部件下表面的压力记作F1，水对部件上表面的压力记作F2，二者与部件下表面在水中的深度h的关系如图丙所示（忽略水的阻力）。求：图丙所示过程中，部件浸没时受到的浮力。
29．（2022 河南）小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。
（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？
（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。
（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。
八．解答题（共2小题）
30．（2022 丽水）如图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙：枪身由内外两个套筒组成，外筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，再向下压内筒喷水，如此反复。
【原理分析】使用消防水枪吸水时，主要是利用了 ；
【方案设计】如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构，合理的是 ；
【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果，小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示，用30秒将20千克水喷到15米高处，求他们对水做功的功率。
31．（2022 丽水）萤石是我市的优势矿产资源，也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题。兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。
【萤石开采】萤石开采过程中，通常用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，再将岩石碎块装入车厢运出矿洞。乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中，化学能转化成 。
九．计算题（共7小题）
32．（2022 上海）用大小为5牛的水平方向的拉力F使重力为20牛的物体在10秒内匀速运动10米，求这段时间里物体拉力F做的功W和功率P。
33．（2022 济南）在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以3.5m/s的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为5min，牵引力是6×103N。取g＝10N/kg，通过计算回答：
（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？
（2）游船在护城河中受到的浮力多大？
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？
34．（2022 济宁）为支援上海疫情防控、保障民生，蔬菜运输车（如图所示）从山东寿光出发，历经9小时15分钟，行程777公里，于4月18日上午8点抵达上海徐汇区。该蔬菜运输车总质量为31t，轮子与地面的总接触面积为6200cm2。（g取10N/kg）求：
（1）运输车全程的平均速度；
（2）运输车对水平路面的压强；
（3）在某段平直公路上，运输车匀速行驶9km用时6min，受到的阻力为2.6×103N，则运输车牵引力做功的功率。
35．（2022 呼和浩特）如图为某盘山公路。汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时10min。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求：
（1）货车克服重力做的功和发动机对货车做的功；
（2）货车所受阻力大小。
36．（2022 黔东南州）据新华社报道，5月31日上午，贵阳至黄平高速公路全线通车。贵黄高速的通车，将极大地方便沿线群众出行，提升贵阳市、黔南州、黔东南州至长江三角洲、长株潭城市群通道运输能力，对完善全省高速公路网络、推动沿线资源开发、振兴乡村经济提供强有力的交通支撑。贵黄高速主线全长120.6公里，设计时速100公里。周末，小明与他爸爸从黄平开着小汽车到贵阳游玩，人和车的总质量为1.5t，四轮与地面接触总面积为200cm2。若小汽车在行驶过程中受到的阻力是人和车总重力的0.04倍（取g＝10N/kg）。求：
（1）因车发生故障，当车停在水平的应急道上（人未下车）时，车对水平地面的压强。
（2）若该车在某平直路段以72km/h的速度匀速行驶了25s，此过程小汽车牵引力的功率。
37．（2022 福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
38．（2022 东营）如图所示，某电动叉车抬升石材的情景。电动叉车将1500kg石材完成一次最大起升高度，用时30s，其项目参数如下表。（g取10N/kg）
项目 参数
额定载重（kg） 1500
最大起升高度（m） 3
空载行驶速度（km/h） 5
空载质量（kg） 720
轮胎接地总面积（m2） 0.08
（1）求石材被抬升的速度；
（2）求电机对石材做的功及做功功率；
（3）求空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．【解答】A、图中人用力搬石头，搬而未起，只有力没有距离，所以人对物体没有做功，故A正确；
B、图中人拉重物从地面提到高处，重物在拉力的方向上移动了距离，所以人对物体做功，故B错误；
C、推车向前运动，车在人的推力的方向上通过了距离，对车做功，故C错误；
D、挺举杠铃的过程，杠铃在力的方向上通过了距离，人对杠铃做了功，故D错误。
故选：A。
2．【解答】A、拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B、踩板下滑的过程是重力势能转化为动能，故B错误；
C、秋千上摆的过程，是动能转化为重力势能，故C正确；
D、弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能，故D错误。
故选：C。
3．【解答】谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起时，高度增加，质量不变，故重力势能增加，同时她的运动速度减小，故动能减小；当她从高处往下落时，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时运动速度加快，故动能增大。所以她的动能是先减小后增大，重力势能先增大后减小，故C正确。
故选：C。
4．【解答】返回舱减速下落的过程中，其质量不变，速度变小，则它的动能减少；同时高度变小，则它的重力势能减少；因机械能等于动能与势能的总和，所以返回舱的机械能减少。
故选：D。
5．【解答】A、沿斜面CD推动更省力，因为CD斜面的倾斜角度更小，故A错误；
B、由W＝Gh可知，G与h均相等，所以斜面CD推动和AB推动，工人克服货物重力做的功相等，故B错误；
C、由P＝可知，W相同，时间的大小不确定，所以沿两个斜面推货物，工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故C错误；
D、沿斜面匀速推动货物的过程中，货物的质量、速度不变，动能不变，由于高度变大，重力势能变大，所以机械能增大，故D正确。
故选：D。
6．【解答】
A、运动员从a处到b处，运动员的高度变高，因此重力势能变大，速度逐渐减小，由动能转化为重力势能，故A错误；
B、运动员在a处和c处的质量不变，高度相等，所以重力势能相等，故B正确；
C、机械能等于动能和势能的和，b处是由动能转化为重力势能，整个过程机械能是不变的，故C错误；
D、从b处到d处时，重力势能转化动能，速度增大，故D错误；
故选：B。
7．【解答】A、南幅老桥桥面的重力G＝mg＝2.5×104×103kg×10N/kg＝2.5×108N，故A错误；
B、由v＝可知，1h内桥面可被连续顶升的高度h＝s＝vt＝5mm/min×60min＝300mm＝0.3m，故B错误；
C、千斤顶共对桥面所做的功W＝Gh′＝2.5×108N×3.1m＝7.75×108J，故C正确；
D、千斤顶没有应用流体压强的特点，利用的是帕斯卡原理，故D错误。
故选：C。
8．【解答】A、他在起跳前加速下滑的过程中质量不变，速度越来越大，所以动能越来越大，故A正确；
B、他在起跳点用力蹬地起跳后，速度和方向不断变化，处于非平衡状态，受到非平衡力的作用，故B错误；
C、重力势能的大小与物体质量和高度有关，他起跳后在空中滑行时质量不变，高度不断变化，重力势能不断变化，故C错误；
D、他落地后滑行时看到观众向后退，是以他自己为参照物，故D错误；
故选：A。
9．【解答】AB、铅球在空中上升飞行，由于铅球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，铅球不再受推力作用，故A正确，B错误。
CD、铅球在上升过程中，因为质量不变、速度减小、高度增大，所以铅球的动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能，故CD错误。
故选：A。
10．【解答】A、在重力的作用下，小车沿斜面下滑，将重力势能主要转化为动能，故A正确；
B、小车由于惯性，在水平面上向前运动撞击木块做功，使木块由静止变为运动，获得动能，故B正确；
C、物体动能的多少不能直接观察。小车具有动能的多少是通过木块被撞出的距离大小来反映的，运用了转换法，故C正确；
D、让小车先后三次从斜面的同一位置自由滑下，撞击置于水平面上相同位置的木块，但第一次只有小车、第二次小车加一个钩码、第三次小车加两个钩码（改变质量），可以研究动能大小与质量的关系，故D错误。
故选：D。
二．多选题（共4小题）
11．【解答】
A、吊篮匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，故A正确；
B、吊篮匀速上升，质量不变，高度变大，重力势能变大；动能不变，机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，机械能不守恒，故B错误；
C、由图可知，有4段绳子拉着动滑轮，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力为：F＝G＝mg＝×（40kg+200kg）×10N/kg＝600N，故C错误；
D、绳子自由端移动的距离为：s＝4h＝4×6m＝24m；
绳子自由端移动的速度为：v＝＝＝0.8m/s；
根据P＝＝＝Fv可知，电动机拉动绳子的功率为：P＝Fv＝600N×0.8m/s＝480W，故D正确。
故选：AD。
12．【解答】AB、小庆加速下滑过程中，他的质量不变，速度变大，动能增大，高度变小，重力势能减小，故AB正确；
CD、收起雪杖加速下滑，重力势能转化为动能，机械能不变，故CD错误。
故选：AB。
13．【解答】
A、在A点高度最高，重力势能最大，速度为零，动能为零，故A正确；
B、从A到B的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减少，故B正确；
C、从B到C的过程中速度减小，动能逐渐减小，故C错误；
D、从A到C的过程，克服摩擦做功，机械能转化为一部分内能，故机械能减小，故D错误。
故选：AB。
14．【解答】A、①到②的过程中，运动员质量不变、高度减小、速度增大，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦，还会有一部分转化为内能，故A错误；
B、由于不计空气阻力，在③位置，即运动员在空中，此时运动员只受重力，故B正确；
C、④到⑤过程中，运动员停下来是因为摩擦力的作用，是摩擦力改变了运动员的运动状态，故C正确；
D、惯性是一切物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性，因此在⑤位置时，运动员仍有惯性，故D错误。
故选：BC。
三．填空题（共7小题）
15．【解答】有用功W有＝Gh＝900N×1m＝900J，
由机械效率公式可知总功W总＝＝＝1200J。
额外功W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J，
动滑轮的重G动＝＝＝300N。
拉力做功的功率为P＝＝＝120W。
故答案为：300；120。
16．【解答】由图像乙可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝＝＝3m/s；
由图像丙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v丙＝5m/s；
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力为：F1＝F2；
已知v1＜v2，由P＝＝＝Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。
故答案为：等于；小于。
17．【解答】飞船加速升空的过程中，航天员的质量不变，速度增加，动能增加；质量不变，高度增加，重力势能增加；动能和重力势能都增多，所以机械能增加。
故答案为：增加。
18．【解答】冰壶离开手后，由于惯性会继续保持原来的运动状态，继续向前运动；
冰壶在水平冰面上滑行过程中，冰壶在水平冰面的支持力方向上没有移动距离，所以水平冰面对冰壶的支持力不做功。
故答案为：惯性；不做功。
19．【解答】（1）O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变；
（2）在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。
故答案为：（1）不变；（2）增大；先增大后减小。
20．【解答】（1）小勇在水平路面上行走时，对书包的作用力竖直向上，但在竖直方向上移动的距离是0，此过程对书包做功为0J；
在登楼时，将书包提升，克服书包重力做的功：W＝G书包h＝40N×9m＝360J，
即他在回家的过程中对书包所做的功为360J；
（2）他在上楼的过程中克服自身重力所做的功W′＝G人h＝600N×9m＝5400J；
他克服总重力所做的功：W总＝360J+5400J＝5760J，
总时间t＝1min＝60s，
则他克服总重力所做功的功率P＝＝＝96W。
故答案为：360；96。
21．【解答】运动员匍匐在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，所以是重力势能转化为动能；
钢架雪车在赛道上高速行驶，以冰道为参照物，运动员的位置不断变化，所以运动员是运动的。
故答案为：重力势能；冰道。
四．作图题（共1小题）
22．【解答】运动员从O位置由静止开始加速运动到A位置，开始时的速度为0，动能为0；下来了过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大，A位置的速度最大，动能最大；打开降落伞后，由于空气的阻力大于重力，运动员向下做减速运动，动能逐渐变小；当空气的阻力等于运动员和伞的总重力时，运动员做匀速直线运动，速度不变，动能不变；到B点时，速度为0，动能为0；动能Ek随位置S变化关系的大致图像如下所示：
五．简答题（共2小题）
23．【解答】纽扣形永磁体在铜管中下落时，产生电磁感应，一部分的机械能转化为电能，机械能减小；
纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中下落过程中不产生电磁感应，纽扣形永磁体在塑料管中做自由落体运动，机械能守恒，因此，纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中速度更大，乙磁体先离开管道。
24．【解答】答：由题意可知，水平面是粗糙的，则木块在运动过程中，整个装置的机械能不守恒；弹簧被拉伸后具有弹性，对木块产生弹力，弹簧在恢复原状时对木块做功，使得木块的速度变大，动能变大，到O点时弹簧恢复原状，弹力为0，此时弹簧的弹性势能转化为木块的动能和内能，机械能减小；
经过O点后，木块压缩弹簧，弹簧会缩短，木块对弹簧做功，木块的动能转化为弹簧的弹性势能和内能，木块的动能减小，速度变小，到B点时，木块的动能转化为弹性势能，动能为0，速度为0，木块的机械能进一步减小，做的功更少，所以lAO＞lOB。
六．实验探究题（共3小题）
25．【解答】（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系；
（2）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）换用质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下，由于高度相同，则到达水平面的速度是相同的，由于质量是不同的，所以探究钢球的动能大小与物体质量的关系为：当物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（4）从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，钢球不受摩擦力作用，钢球所受合力为0，所以钢球将做匀速直线运动，不能达到实验目的。
故答案为：（1）钢球；（3）同一高度；使钢球运动到水平面时速度相同；当物体速度相同时，质量越大，动能越大；（4）不能。
26．【解答】（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关；
（2）实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，木块C被撞得越远，可观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：物体的动能大小与速度有关；
（4）由实验可知，小车受到的阻力越小，小车速度变化越慢，小车滑行距离越远，由此可以合理推理：如果小车不受力，小车将做匀速直线运动；
（5）在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故错误。
故答案为：（1）质量；（2）木块移动的距离；转换法；（3）速度；（4）匀速；（5）相等；错误。
27．【解答】（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故选A；
（2）根据甲、乙两图可知，乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量，甲图的高度大于乙图的高度，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同；
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。
故答案为：（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。
七．综合能力题（共2小题）
28．【解答】（1）①20s时间内，拉力F对部件做了6×104J的功，则拉力F做功的功率为：
P＝＝＝3000W；
②由于该部件从运输船上匀速向上提升，根据二力平衡，F＝G＝3×104N；
由P＝＝可知，部件上升的距离为：
s＝＝＝2m；
（2）由图像可知，当部件在水中的深度为h2时，水对部件上表面的压力F2＝0N，水对部件下表面的压力F1＝1×104N，此时部件刚好完全浸没在河水中，根据压力差法，部件浸没时受到的浮力为：
F浮＝F1﹣F2＝1×104N。
答：（1）①拉力F做功的功率为3000W；
②部件上升的距离为2m；
（2）部件浸没时受到的浮力为1×104N。
29．【解答】（1）展品的重力：G＝mg＝12kg×10N/kg＝120N，
对展品做的功：W＝Gh＝120N×1.2m＝144J；
（2）展品对水平台面的压力：F＝G＝120N，
则展品与台面的压强：p＝＝＝3×104Pa＝30kPa＜40kPa，故台面不会被压坏；
（3）因为水平方向与竖直方向垂直，所以可以利用重锤线配合直角支架检查台面是否水平。
答：（1）他至少需要对展品做144J的功；
（2）展品与台面的压强为30kPa＜40kPa，故台面不会被压坏；
（3）利用重锤线配合直角支架检查台面是否水平。
八．解答题（共2小题）
30．【解答】（1）使用消防水枪吸水时，首先用力推动活塞，将水枪筒内的空气排出，然后将进水口浸入水中，再拉动活塞，此时筒内气压减小，在外界大气压的作用下，水被压入水枪筒内，故使用消防水枪吸水时，主要是利用了大气压；
（2）将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，此时在阀门应打开，再向下压内筒喷水，阀门应关闭，由消防水枪的结构看，丙符合要求，而丁图中结合吸水时阀门会关闭，喷水时阀门会打开；
（3）喷水时对水做的功：
W＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×15m＝3000J，
对水做功的功率：
P＝＝＝100W。
故答案为：（1）大气压；（2）丙；（3）对水做功的功率为100W。
31．【解答】根据题意可知，乳化炸药具有化学能，用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，岩石碎块飞出，具有机械能，所以该过程中化学能转化为机械能。
故答案为：机械能。
九．计算题（共7小题）
32．【解答】物体拉力F做的功W＝Fs＝5N×10m＝50J，
拉力F的功率P＝＝＝5W。
答：拉力做的功是50J；拉力的功率5W。
33．【解答】（1）黑虎泉站到泉城广场站河段的长度s＝vt＝3.5m/s×300s＝1050m；
（2）游船在护城河中受到的浮力F浮＝G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N；
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做的功W＝Fs＝6×103N×1050m＝6.3×106J；
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率P＝＝＝2.1×104W。
答：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约长1050m；
（2）游船在护城河中受到的浮力为3×104N；
（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了6.3×106J的功；
（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率为2.1×104W。
34．【解答】（1）蔬菜运输车的运行时间为t＝9小时15分钟＝9.25h，
运输车全程的平均速度为：
v＝＝＝84km/h；
（2）蔬菜运输车满载时车对水平路面的压力：
F＝G总＝m总g＝31×103kg×10N/kg＝3.1×105N；
满载时车对地面的压强；
p＝＝＝5×105Pa；
（3）蔬菜运输车做匀速直线运动，F牵＝F阻＝2.6×103N，
蔬菜运输车牵引力做的功为：
W＝F牵s＝2.6×103N×9×103m＝2.34×107J；
运输车牵引力做功的功率为：
P＝＝＝6.5×104W。
答：（1）运输车全程的平均速度为84km/h；
（2）运输车对水平路面的压强为5×105Pa；
（3）在某段平直公路上，运输车匀速行驶9km用时6min，受到的阻力为2.6×103N，则运输车牵引力做功的功率为6.5×104W。
35．【解答】（1）货车的重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
货车克服重力做的功：W有＝Gh＝5×104N×900m＝4.5×107J，
由P＝可知，发动机对货车做的功：W总＝Pt＝165×103W×10×60s＝9.9×107J；
（2）克服阻力做的功：Wf＝W总﹣W有＝9.9×107J﹣4.5×107J＝5.4×107J，
由Wf＝fs可知，货车所受阻力：f＝＝＝9000N。
答：（1）货车克服重力做的功为4.5×107J，发动机对货车做的功为9.9×107J；
（2）货车所受阻力大小为9000N。
36．【解答】（1）人和车的总重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，
车对水平地面的压力：F压＝G＝1.5×104N，
则车对水平地面的压强：p＝＝＝7.5×105Pa；
（2）小汽车在行驶过程中受到的阻力：f＝0.04G＝0.04×1.5×104N＝600N，
因为小汽车在水平路面上做匀速直线运动，所以由二力平衡条件可知，小汽车的牵引力：F＝f＝600N，
小汽车的速度：v＝72km/h＝20m/s，
此过程小汽车牵引力的功率：P＝＝＝Fv＝600N×20m/s＝1.2×104W。
答：（1）车对水平地面的压强为7.5×105Pa；
（2）此过程小汽车牵引力的功率为1.2×104W。
37．【解答】（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力F浮＝G潜水器＝5N；
（2）潜水器的底面积S1＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2；
由F浮＝ρ液V排g＝ρ水gS1h1得，漂浮时浸入水中的深度：
h1＝＝0.05m，即等于潜水器边长的一半，
则此时潜水器的重心恰好与水面相平，所以潜水器下降的距离h2＝h﹣h1＝0.25m﹣0.05m＝0.2m；
潜水器的重力所做的功：W＝G潜水器h2＝5N×0.2m＝1J；
（3）潜水器匀速下沉时，F随l的变化关系式为：
F＝F浮﹣G潜水器＝ρ水gS1（h﹣l）﹣G潜水器＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×（0.25m﹣l）﹣5N＝（20﹣100l）N；
依题意，潜水器浸没后加速下沉，F随l的变化关系不变，即F＝（20﹣100l）N；
潜水器沉底静止时，l＝0，受到的吸引力F＝20N；
潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25cm深的水重G水；
容器的底面积S2＝1000cm2＝0.1m2；
潜水器和水的总重：G总＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m＝250N；
潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力：F压＝F+G总＝20N+250N＝270N；
由p＝可得，容器对铁板的压强：p＝＝2700Pa。
答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功为1J；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。
38．【解答】（1）最大起升高度为3m，电动叉车将石材完成一次最大起升高度，用时30s，
石材被抬升的速度为；
（2）石材的重力为G＝mg＝1500kg×10N/kg＝1.5×104N，
电机对石材做的功为W＝Fs＝Gh＝1.5×104N×3m＝4.5×104J，
电机对石材做功功率为；
（3）由题意可知，空载叉车静止时，其对地面的压力与受到的重力大小相等，空载叉车对地面的压力为F压＝G'＝m'g＝720kg×10N/kg＝7.2×103N，
空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为p＝＝＝9×104Pa。
答：（1）石材被抬升的速度为0.1m/s；
（2）电机对石材做的功为4.5×104J及做功功率为1.5×103W；
（3）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为9×104Pa。
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