第3章 能量的转化与守恒 培优练习（2-3节，含解析）

九上科学第三单元2-3节培优练习
一、单选题
1．某同学先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功，下列说法正确的是（　　）。
A．在粗糙地面上做功较多B．在光滑地面上做功较多
C．两次做功一样多D．条件不够，无法比较两次做功的多少
2．各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（　　）
A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C．图③，射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来
D．图④，运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
3．如表整理了部分中国运动员在2021年东京奥运会夺冠的成绩，根据这些信息进行科学研究，不正确的是 （　　）
杨倩 巩立姣 侯志慧 施廷懋、王涵
女子射击 10m气步枪 女子田径 铅球 女子举重 49公斤级 女子跳水 双人3m跳板
251.8环 20.58m 抓举94kg 326.40分
A．杨倩在瞄准靶心的时候，她肩膀对气步枪的支持力没有做功
B．已知铅球质量7.26kg，则根据巩立姣的成绩可算出她这一次投掷对铅球所做的功
C．想估算侯志慧抓举时对杠铃做功的功率，还需知道她举起杠铃的高度与所用时间
D．施廷懋体重比王涵小，故双人跳水过程中施廷懋的重力做功更小
4．豌豆果实成熟后豆荚会突然炸裂开，同时种子被弹射出去，我们把这种传播种子的方式称为弹力传播。在种子被弹射出去至落到地面的过程中（　　）
A．豌豆弹射出去瞬间，所受的弹力等于重力B．豌豆在空中飞行时，豆荚没有对豌豆做功
C．豌豆在空中飞行时，动能先增大后减小D．豌豆弹射过程中，豌豆的机械能始终不变
5．如图所示是孩子们在练习足球绕杆射球的场景。下列说法中正确的是（　　）
A．小明带球绕杆的过程中，人对足球没有做功
B．小科在绕杆的时候因球速过快，造成惯性过大
C．小军射出的球撞到门柱后反弹，说明力能改变物体的运动状态
D．小轩踢出的球在减速运动过程中，球受到的摩擦力一直在变小
6． 在体育课上，某同学练习爬竿。他第一次匀速爬到竿顶用时8秒，第二次匀速爬到竿顶用时10秒，则他两次爬竿的功率之比为 (　　)
A．5：4 B．4：5 C．25：16 D．16：25
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变化的图像最接近下列选项中的 (　　)
A．B．C． D．
8．如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点B和最低点C，然后摆动到与B点等高的D点后返回。小方从A摆到D的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小方在B点和D点时的机械能相等B．运动到C点时，小方受力平衡
C．从A点摆到C点，重力势能全部转化为动能D．当摆动到D点时，假设力全部消失，则小方将保持静止
9．如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出，依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球在B点时机械能为零
B．小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零
C．小球经过相同高度的A、D两点时动能相等
D．小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
10．常用Hippo roller（中间有转轴的塑料桶）运水。下列选项中，小华分别用背背，手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（　　）
A．B．C． D．
11．一块石头从离水面高为H处由静止开始下落，后落入足够深的水中至水底。已知石头密度为不计空气阻力，不计进入水中时机械能损失，而水中受到阻力始终为重力的，设在空中和水中分别下落H高度过程中，重力对石子所做的功分别是、，重力做功的平均功率分别是、，则（　　）
A．B．C． D．
12．如甲图所示，小柯用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同--木块得到的距离随时间变化的图像，下列说法不正确的是（　　）
A．两次木块运动的速度不相同
B．整个过程中克服摩擦力做功一样多
C．相同时间内两次拉力对木块做的功一样多
D．两次拉力对木块做功的功率不相同
13．如图所示，小晨用拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动做实验，A、C是小球能摆到的最高点，B点是小球的最低点，忽略空气阻力，下列分析不正确的是（　　）
A．如在B点把绳子剪断，小球此后至落地前的运动状态都将时刻在改变，机械能不变
B．如在D点绳子突然断了，小球不可能落到E点，如果落到E点左侧，则小球脱离绳子后动能先减小后增大
C．小球在整个运动过程中受到2个力的作用，这2个力都对小球做功，其中小球在B点受到平衡力的作用
D．A、C距地面高度相同，小球在A、C两点速度为零，但小球受到的力不平衡
14．滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。下列滑板模型中，一定无法滑行到滑台C处的是（　　）
A．B．C． D．
15．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为50厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的滑动摩擦力为4牛。若在长木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（　　）
A．0.5J B．1.0J C．2.0J D．5.0J
二、填空题
16．如图所示为四旋翼无人机，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面匀速竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上匀速飞行了30秒，仪表盘上显示离地高度为36米。无人机前10秒对摄像机所做的功为　 　焦，整个过程中，无人机克服摄像机重力做功的功率为　 　瓦。
17．重2牛的物体A挂于弹簧测力计下，分别做图甲、乙所示的匀速直线运动，运动的速度V1=0.1m/s，V2=0.2m/s，物体A沿速度方向均运动了0.5米。（不考虑空气阻力）
（1）图甲中弹簧测力计对A做功为　 　焦；
（2）图乙中弹簧测力计对A做功的功率为　 　瓦；
18．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B点时，克服摩擦力所做的功为　 　。
（2）C点距离水平面的高度为　 　。
19．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　 　（填字母）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。
20．长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落：继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为　 　牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为　 　米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功　 　焦。
21．如图甲所示，将一根弹簧穿过铁架台的金属杆AB并固定在底部，把一中间直通的金属球套进AB金属杆。将小球提到B端后松手，小球的高度随时间z变化的情况如图乙所示。
（1）请指出小球动能最大的时刻　 　（选填“t1”、“t2”、“t3”或“t4”）
（2）小球从t1时刻运动到t2时刻的过程中，小球的机械能　 　（选填“增大”、“保持不变”或“减小”）
22．随着生活水平的提高，人们越来越注重健身运动。健腹轮是一种常见健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。
（1）图甲所示，身重为600牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为　 　焦。
（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，体重较大的人更适合安装　 　（填“A”或“B”）型钢圈。
23．如图甲所示，小球从某高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餐压缩最短的过程中，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，则小球到达　 　（选填“a”、“b”或“c”）点时，弹簧的弹性势能最大。小球到达　 　（选填“a”、“b”或“c”）时，小球的动能最大。小球到达b点时　 　（选填“是”或“否”）处于平衡状态。
24．如图甲是小建同学在校运动会上投掷实心球的场景，当实心球脱手时，重心离地面的高度是1.8m，当实心球至最高点时，重心上升了0.9m。已知实心球质量为2千克，小建的质量为55千克。
（1）实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功：　 　J
（2）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），图乙中关于其动能、重大势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，顺序组合正确的是____。
A．①③② B．②③④ C．②①③ D．④③②
25．一根重力为30N，2米长金属棒置于水平地面上，金属棒的重心在中点O，现通过弹簧测力计将棒的右端B缓慢拉起，在此过程中，A端相对于地面没有滑动。据图回答下列问题：
（1）如图甲用弹簧测力计始终垂直于棒将棒的右端B缓慢拉至图甲位置时，弹簧测力计示数F=　 　N；弹簧测力计对棒所做的功W至少为　 　J；
（2）用弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起至竖直的过程中，弹簧测力计的示数将如何变化？　 　；若拉力用F表示，物体重力用G表示，则拉力与物体重力的关系式是　 　。
26．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时，物体处于　 　状态，第6秒末到第9秒末，推力F做功是　 　焦耳，3-6秒时物体受到的滑动摩擦力为　 　牛。
27．一个边长为10厘米的正方体木块，下表面通过一细线与容器底相连（容器足够高）。现向容器中慢慢加水，木块位置随加水深度的变化如图甲所示。用F浮表示木块受到的浮力，h表示容器中水的深度，细线长为20厘米，则图乙可以正确描述F浮随深度h变化的图象 。（g取10N/kg）（整个过程木块克服重力所做的功是　 　焦。
三、实验探究题
28．斜面在生活生产中常用，在科学实验中也常有，以下多个科学实验都用到了斜面。
（1）如图甲所示利用斜面测S段的平均速度，为了提高实验测量的准确度，可以　 　(填“增大”或“减小”)斜面坡度，让小车斜面顶端由静止开始滑下。
（2）如图乙所示利用斜面研究阻力对物体运动的影响。小车同一斜面的同一高度由静止滑下，在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功的大小分别为W1、W2、W3，它们的关系是　 　。
（3）小明同学尝试改用如图丁所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，设计了以下两个实验方案：方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击距离。关于他的实验方案____。(填序号)
A．只有方案一可行 B．只有方案二可行
C．两个方案均可行 D．两个方案均不可行
29．小夏用图甲装置探究影响物体动能大小的因素，在光滑的水平面右端固定一个强力磁铁，一辆绑有磁铁的小车从光滑斜面上滑下后在水平面上向右运动（确保不与强力磁铁碰撞），小车在水平面上运动的距离记为sOA（A点为小车离强力磁铁最近的位置）。小车所受斥力F水与sOA的关系如图乙所示。
（1）A点与强力磁铁的距离越远，反映小车到达水平面时的初始动能越　 　。
（2）为探究物体质量大小对动能的影响，小夏应该选择图丙中的　 　（选填“①“或“②”）装置与图甲进行对照实验。
（3）图乙中阴影部分面积表示的科学量是　 　。
30．古人使用的投石机是应用杠杆及能量转化的原理制成的。项目化学习小组对其开展研究，并利用木板、橡皮筋、瓶盖、等体积实心小球(木球a、石球b、铁球c)制作了简易的投石机，如图。投射时，只要下压抛掷杆及小球，改变橡皮筋的形变程度，松手后抛掷杆即可绕固定轴转动，当抛掷杆碰撞到挡板时，瓶盖内的小球会被抛出。制作完成后，小组依据如下评价表开展了自评。
投石器制作的评价量表
评价指标(总投射10次) 评价等级
优秀 良好 待改进
指标一：投远(平均射程) 射程最远 射程较远 射程较近
指标二：投准 7-10次能投射到指定区域 4-6次能投射到指定区域 3次及以下能投射到指定区域
指标三： ？ ..... ..... .....
（1）小组自评“投远”这一指标为良好。如何增大射程呢 小组对射程的影响因素展开了探究。
①小组认为，同一木球射程与橡皮筋的形变程度有关。下压抛掷杆分别位于不同位置进行实验。发现在橡皮筋的形变程度越大时，木球的射程越远。从能量转化的角度分析木球射程越远的原因　 　。
②小组根据能量转化和动能的影响因素分析，可知射程与抛掷小球的质量有关，当橡皮筋的形变程度相同时，3个小球射程由远到近排序为　 　(用字母表示)。小组后来通过实验验证了分析。
（2）利用该投石器，小组希望让铁球能投得更远，简单可行的改进为　 　。
（3）根据评价需要，请你提出一项指标写在指标三“ ”处。　 　。
31．如图甲所示是我们常见的按压式圆珠笔。小明利用圆珠笔开展了以下实验研究。
实验一：研究弹簧弹力与压缩量的关系，实验数据记录如下表：
序号 钩码质量m（g） 弹簧压缩量X（mm） 弹簧弹力F（N） 弹簧的劲度系数k（　　）
1 50 2 0.5 0.25
2 100 4 1 0.25
实验二：先将笔倒立向下按压然后放手，笔将向上弹起一定的高度。弹跳过程可以分为三个阶段：
①把笔竖直倒立于水平硬桌面，下压外壳使其下端接触桌面（见位置a）；
②由静止释放，外壳竖直上升，弹簧恢复到原长（见位置b）；
③笔继续上升到离桌面2cm的最高处（见位置c）开始下落。
（1）实验一表中的“弹簧的劲度系数k”中应填入的单位是：　 　；
（2）笔在上升过程中，笔的外壳的最大速度处于位置　 　之间；（选填“ab”或“bc”）
（3）若不计一切摩擦，请说明从a到b到c位置笔的内芯的机械能变化情况？　 　。
四、解答题
32．周末，重为的550N小海同学沿情侣路骑行，其路程与时间关系图像如图甲所示，小海所骑的单车如图乙所示，单车质量为20kg，g取，试计算：
（1）整个过程中小海的平均速度；
（2）单车与地面的接触总面积为，求骑行过程中单车对水平路面的压强；
（3）若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍，求小海前5min的骑行功率。
33．在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。如图甲是他在决赛中的部分飞行轨迹，图乙是运动简图。运动员以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定运动员滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦力所做的功。运动员在运动过程中动能变化的部分曲线图如图丙所示：
（1）下列选项能正确反应运动员在CD段动能变化曲线的是________。
A．B．C．
（2）运动员从A点到D点整个过程中能量是否守恒？请用所学的科学知识进行解释。
34．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：枪身由内外两个套简组成，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，先向上提内简吸水，再向下压内筒喷水，如此反复。
（1） [原理分析]使用消防水枪吸水时，主要是利用了　 　。
（2） [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　 　。
（3） [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。
35．步行是一种简易方便的健身运动，人正常步行时，步距（指步行一步的距离）变化不大，步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m，他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图，对步行时重心的变化进行了分析，当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。
（已知小东的腿长是65cm，质量是50kg）（g取10N/kg）求：
（1）小东正常步行的速度是多少？
（2）小东每走一步克服重力所做的功是多少？
（3）小东正常步行克服重力做功的功率是多少？
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【分析】根据W=Fs分析判断。
【解答】根据题目条件可知，拉动木箱的拉力相等，且前进的距离相等，根据W=Fs可知，两次做功一样多。
故选C。
2．【答案】C
【解析】【分析】（1）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。
【解答】A：图①，铅球运动到最高点时，速度不为零，所以动能不为零，A错误。
B：图②，运动员从高处落下，在接触蹦床前，在重力的作用下做加速运动，接触蹦床后，受到蹦床竖直向上的弹力的作用，开始弹力小于重力，运动运动员继续向下做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大，动能最大，B错误。
C：图③，用弓将箭射出，由于弓发生弹性形变具有弹性势能，将弓的弹性势能转化为箭的动能，C正确。
D：图④，运动员起跳时的动能转化为撑杆的弹性势能，还有重力势能，D错误。
故答案为：C。
3．【答案】B
【解析】【分析】（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）根据W=Fs分析；
（3）根据功率的计算式分析；
（4）根据W=Gh分析。
【解答】A.杨倩在瞄准靶心的时候，她的肩部对气步枪的支持力向上，而步枪并没有在这个方向上通过距离，因此不做功，故A正确不合题意；
B.铅球离开巩立姣后，虽然运动了一段距离，但是并没有受到她的推力，因此这段距离她没有对铅球做功，故B错误符合题意；
C.根据公式在已知杠铃的重力、上升高度和时间的条件下，可以计算出她对杠杆做功的功率，故C正确不合题意；
D.双人跳水时，两人下落的高度相同，根据W=Gh可知，施廷懋的体重小，则她的重力做功更小，故D正确不合题意。
故选B。
4．【答案】B
【解析】【分析】物体受力不平衡时，运动状态改变；做功的两个必要因素是力和物体在力的方向移动的距离；动能与质量和速度有关；除重力以外的外力对物体做功，物体的机械能改变。
【解答】A．豌豆弹射出去瞬间，运动状态改变，受力不平衡，所受的弹力不等于重力，故A错误；
B．豌豆在空中飞行时，豆荚对豆子没有作用力，没有对豌豆做功，故B正确；
C．豌豆斜向上弹射飞出去时，先上升后下降，动能先变小后变大，故C错误；
D．无论向哪个方向弹射，弹射出去的豌豆在运动过程中受到空气阻力，豌豆的机械能减小，故D错误。
故答案为：B。
5．【答案】C
【解析】【分析】滑动摩擦力的大小与接触的粗糙程度和压力大小有关，接触面越粗糙，滑动摩檫力越大；压力大小越大，滑动摩擦力越大； 做功的条件是物体受到力的作用，并且在力的方向上移动一段距离；惯性是物体维持静止或者匀速直线运动的状态的性质，惯性只和物体的质量有关；
【解答】A. 做功的条件是物体受到力的作用，并且在力的方向上移动一段距离，所以小明带球绕杆的过程中，人对足球有做功，A错误；
B. 惯性只和物体的质量有关，所以小科在绕杆的时候因球速过快，但是他的惯性不会变，B错误；
C.小军射出的球撞到门柱后反弹，说明力能改变物体的运动状态 ，正确；
D.小轩踢出的球在减速运动过程中，球受到的摩槟力一直不变，因为滑动摩擦力的大小与接触的粗糙程度和压力大小有关，和运动速度无关，D错误；
故答案为：C.
6．【答案】A
7．【答案】A
8．【答案】D
【解析】【分析】机械能包括动能与势能，其中动能的影响因素是质量与速度，重力势能的影响因素是质量与高度，弹性势能的影响因素是弹性形变量。
【解答】】A．小方质量不变，在 B 点和 D 点时的高度相等，B 点具有一定的速度，而D 点时速度为零，则B 点动能大于D点动能，所以B 点机械能能大于D点机械能，故A错误；
B．小球从A点摆到 D点，做曲线运动，运动状态改变，则受力不平衡，所以运动到C点时，小方受力不平衡，故B错误；
C．从A点摆到 C点，由于还要克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以重力势能没有全部转化为动能，故C错误；
D．当摆动到 D 点时，速度为零，根据牛顿第一定律知道，假设力全部消失，则小方将保持静止，故D正确。
故答案为：D。
9．【答案】D
【解析】【分析】影响重力势能的因素：质量、高度；影响动能的因素：质量、速度；影响弹性势能的因素：弹性形变程度；小球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以小球的机械能一次比一次少。
【解答】A．小球在B点时，质量一定，高度最低，速度最大，所以动能最大，重力势能最小，动能和势能统称为机械能，机械能不为零，故A错误；
B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，第一次反弹后到达最高点C时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在C点的动能不为零，故B错误；
C．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而A点在D点之前，因此小球在D点的机械能小于在A点的机械能，由于A、D两点高度相同，重力势能相等，所以D点的动能小于A点的动能，故C错误。
D．由图可知，小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而C点在D点之前，所以小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能，故D正确。
故答案为：D。
10．【答案】C
【解析】【分析】物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积。先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W=Fs分析判断。【解答】由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，即力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
在其他条件相同时，滑动摩擦力大于滚动摩擦力，则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力。又因为匀速拉动水桶向前运动，所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力，且水平移动的距离s相同，根据W=Fs可知C做功最多，故A、B、D不合题意，C符合题意。
故选C。
11．【答案】B
【解析】【分析】根据W=Gh比较做功大小，根据P=Fv比较功率大小。
【解答】 根据图片可知，石头在空中和水中下落的高度相等， 石头的重力G不变，
根据W=Gh可知，在空中和水中重力对石子所做的功相等，即W空=W水；
石头在水中仍在加速，且速度大于在空中， 根据P=Gv可知，做功的功率P空气故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
12．【答案】C
【解析】【分析】（1）比较木块两次相同时时间内通过的路程得出其运动的速度关系。
（2）根据摩擦力大小的影响因素分析两次木块受到的摩擦力大小关系，然后利用W=fs分析整个过程中克服摩擦力做功多少；
（3）先判断木块两次的运动状态，然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系，利用公式W=Fs比较两次做功的多少。
（4）根据公式P=Fv进行分析。【解答】A.从图象中可看出，相同时间第一次通过路程大于第二次，所以第一次实验的速度大于第二次的速度，故A正确不合题意；
B.两次拉动同一木块沿水平木板匀速滑动过程中，木块对水平木板的压力相等，接触面的粗糙程度相同，所以木块受到的摩擦力相等，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，则根据W=fs可知，整个过程中克服摩擦力做功一样多，故B正确不合题意；
C.用弹簧测力计拉木块沿水平木板匀速滑动，木块做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力，两次木块受到的拉力相等。相同时间内木块运动的距离不相同，由W=Fs可知，相同时间内两次拉力对木块做的功不一样多，故C错误符合题意；
D.从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块所受的拉力不变，根据公式P=Fv可知，拉力第一次做功的功率大，故D正确不合题意。
故选C。
13．【答案】C
【解析】【分析】A.速度大小和运动方向改变，叫做运动状态改变。根据是否有能量损失判断机械能的变化；
B.根据惯性的知识分析。根据小球高度的变化分析重力势能变化，进而确定动能变化即可；
C.做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
D.根据最高点时动能为零分析速度的关系。根据平衡力的条件分析判断。
【解答】 A.如在B点把绳子剪断，小球此后至落地前的速度和方向都在改变，即运动状态改变。由于没有空气阻力，因此机械能守恒，故A正确不合题意；
B.小球无论是上升还是下降，由于惯性小球保持原来的运动状态，不能落到绳子断开点的下方E点。如果落到E点左侧， 说明小球从B向A运动过程中，小球脱离绳子，小球由于惯性还在处于上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小；小球在下降过程中重力势能转化为动能，速度在增大，所以小球的速度先变小后增大，故B正确不合题意；
C.小球受到绳子的拉力和自身重力，由于运动方向始终和拉力方向垂直，即没有在拉力方向上通过距离，因此拉力对小球不做功。小球在B点时开始做减速运动，因此受力不平衡，故C错误符合题意；
D.A、C 距地面高度相同，重力势能相同；整个过程忽略空气阻力，机械能守恒，小球的动能相等，小球在A、C两点速度为零。此时小球受到竖直向下的重力和拉绳子方向的拉力作用，这两个力方向不是相反的，所以不是平衡力，故D正确不合题意。
故选C。
14．【答案】C
【解析】【分析】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，则运动员在整个过程中机械能守恒，只有重力势能和动能的转化。【解答】不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒；
A.若运动员站立着从A速度为零开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着，则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零。实际上运动员到此点时下蹲，则到达B点时重力势能小于A点，此时动能不为零，所以运动员会继续向前滑行，可能到达C点，故A不合题意；
B.若运动员下蹲从A开始滑行时速度不为零，到达U形滑台另一侧最高位置B点当它站立时，此时A点的重力势能和动能之和可能大于B点时的重力势能，即到达B点时动能不为零，可以继续运动到C点，故B不合题意；
C.若运动员站立着从A速度为零开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着，则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零，即不能继续运动到达C点，故C符合题意；
D.运动员站立着从A速度不为零开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点站立着，则A点的重力势能和动能之和可能大于B点，即到达B点时动能不为零，可以继续运动到C点，故D不合题意。
故选C。
15．【答案】B
【解析】【分析】首先根据二力平衡的知识计算出木板受到的推力，再确定木板移动的距离，最后根据W=Fs计算推力对它做的功。
【解答】当木板水平向右做匀速直线运动时，它受到的推力与摩擦力相互平衡，即F=f=4N。
当木板水平向右移动时，一旦它的重心到达桌面以外，它就会从桌面上掉下来。
而均匀直木板的重心在25cm处，
则水平推力做功W=Fs=4N×0.25m=1J。
故选B。
16．【答案】20；0.9
【解析】【分析】功是力在力的方向上移动一段距离；功率形容做功的快慢，是指单位时间内所做的功；
【解答】 无人机前10秒对摄像机所做的功=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×20m=20J ；整个过程中无人机所做的功=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×36m=36J；P=W/t=36J /40s=0.9w；
故答案为：20、0.9
17．【答案】（1）1
（2）0.4
【解析】【分析】 （1）物体匀速运动，拉力等于重力，根据W=Fs=Gh求解；
（2）物体匀速运动，拉力等于重力，知道运动的速度，根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】 （1）物体竖直向上匀速运动，F=G=2N，s=h=0.5m，
测力计对A做的功W=Fs=2N×0.5m=1J；
（2）物体竖直向上匀速运动，拉力F'=G=2N，v=0.2m/s，
测力计对A做功的功率P=F'v=2N×0.2m/s=0.4W。
18．【答案】（1）mg（H﹣h）
（2）2h﹣H
【解析】【分析】（1）根据W=Gh求分别计算物体在A点和B点重力势能大小，而二者的能量差就是AB之间克服摩擦做的功；
（2）当物体在B点时，根据W=Gh求得物体的重力势能，结合原来的重力势能，求得物体在水平面上损失的机械能，进一步求得C点的高度。
【解答】 （1）根据题意可知，物体从A点滑到水平面时，重力做的功为：W=GH=mgH，
即物体在A处具有的重力势能为：EpA=mgH，
物体在B处具有的重力势能为：EpB=mgh，
则物体在水平面上消耗的机械能为：ΔE=EpA-EpB=mgH-mgh=mg(H-h)。
则 物体从A点滑到B点时，克服摩擦力所做的功为mg(H-h)。
（2）当物体从B处到达C处时，物体具有的重力势能为：EpC=EpB-ΔE=mgh-（mgH-mgh）=2mgh-mgH，
则C点距离水平面的高度为。
19．【答案】a；4；2
【解析】【分析】（1）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。
（3）机械能=动能+势能。物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能，只考虑重力势能。
【解答】 （1）小石块上升时质量保持不变。b图象表示，高度越高，能量越大，所以b图象代表：高度--重力势能的关系。
不计空气阻力，小石块上升时，动能全部转化为重力势能，动能减小，重力势能增大。所以a图象代表：高度--动能的关系。
（2）如图，小石块到达的最大高度是4m。
（3）动能=0J，重力势能=2J，
机械能=动能+势能=0J+2J=2J
20．【答案】（1）3
（2）0.05
（3）1.2
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识计算出AB整体受到的摩擦力；
（2）当木块A的重心到达桌面边缘以外时，A会从桌面上掉落，据此确定木块A移动的距离，然后根据公式计算速度；
（3）推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功；分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功。
【解答】（1）推力为3N时，木块静止，则摩擦力和推力是一对平衡力。根据二力平衡条件可知，摩擦力f=F=3N；
（2）当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，
此时移动的距离；
木块A在桌面上匀速运动的速度；
（3）木块A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，
从A掉落到B掉落，一共移动距离s′=0.1m+0.1m=0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，
所以推力；
这段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功：W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。
21．【答案】（1）t1
（2）减小
【解析】【分析】物体的动能和势能之和称为物体的机械能，势能可以是引力势能、弹性势能等。只有在重力（或弹簧的弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势能）和动能发生相互转化，但总机械能保持不变。
【解答】（1） 请指出小球动能最大的时刻是t1；因为从图中可以看出从100m到40m的过程中，重力势能转换为动能和少部分的内能；此时动能最大；
（2）从图中可以看出，小球最终停在了40m处，说明整个过程中，机械能不断转化为内能，说明整个过程中机械能都在减小，所以小球从t1时刻运动到t2时刻的过程中，小球的机械能减小；
故答案为：（1） t1 （2） 减小
22．【答案】（1）180
（2）A
【解析】【分析】重力做功等于重力乘以上升高度，体重较大，上升相同高度，克服重力做功越多，必须使用弹性势能更大的产品。
【解答】（1）重力做的功W=Gh=600N×0.3m=180J
（2）根据图乙可知，A型钢圈的弹性势能大于B型，因此在健腹轮中安装A型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。
23．【答案】c；b；是
【解析】【分析】（1）弹簧形变程度越大，小球受到弹力越大；
（2）物体的动能与质量和速度有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大；重力势能的大小与质量、高度有关；
（3）对b点的小球受力分析，判定其是否处于平衡状态。
【解答】[1]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，弹簧形变程度逐渐变大，在c点时弹簧的形变程度最大，弹性势能最大。
[2]由图像可知，小球速度先变大，后变小，小球质量不变，b点时的速度是最大的，所以此时小球的动能最大。
[3]小球从a到b的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随弹簧压缩量增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等，两力是一对平衡力，处于平衡状态，小球的速度达到最大值。
24．【答案】（1）54
（2）A
【解析】【分析】 （1）利用W=G球h=m球gh得出实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功。
（2）影响动能的因素是物体的质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大；
影响重力势能的因素是物体的质量和高度，质量越大、高度越大，重力势能越大；
不计空气阻力，动能和重力势能的相互转化过程中，机械能守恒。
【解答】 （1）实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功W=G球h=m球gh=2kg×10N/kg×（0.9m+1.8m）=54J；
（2）实心球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小；当上升到最高点时，水平方向上速度不为零，仍然具有动能；下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。
所以，动能是先减小，上升到最高点动能达到最小值但不为0，然后又增大；故图①错误，图②正确；
实心球脱手时有一定的高度，实心球上升的过程中，高度越来越大，则势能越来越大；当上升到最高点时势能最大；下落的过程中，高度越来越小，则势能越来越小；当实心球落地后，势能为0，所以，实心球自脱手至落地的过程中势能是先变大，然后减小，最后为0，故图③正确；保存进入下一题
实心球自脱手至落地的过程中，由于不计空气摩擦，没有能量的损失，则机械能守恒，即机械能保持不变，故图④正确；故A正确，BCD错误；
故选：A。
25．【答案】（1）12.75；15
（2）不变；F= G
【解析】【分析】（1）由甲图可知动力的作用点为B，动力臂的长度为金属棒的长度，阻力即金属棒的重力，阻力作用点为重心O，阻力臂的长度为，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知弹簧测力计示数。弹簧测力计对棒所做的功即克服重力做功，根据做功公式W=Gh计算弹簧测力计对棒所做的功；
（2）用弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起至竖直的过程中，阻力即金属棒的重力是不变的，动力臂和阻力臂的比值是不变的，根据杠杆平衡条件判断弹簧测力计的示数是否改变，进一步推导拉力与物体重力的关系式。
【解答】（1）由甲图可知，动力的作用点为B，动力臂的长度为金属棒的长度，即L1=2m。
阻力即金属棒的重力，阻力作用点为重心O，阻力臂的长度为：，
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到：F1×2m=30N×0.85m；
解得：弹簧测力计示数F=12.75N；
弹簧测力计对棒所做的功即克服重力做功，重心上升的高度为：，
所以弹簧测力计对棒所做的功至少为：W=Gh=30N×0.5m=15J；
（2）在图乙中，用弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起至竖直的过程中，阻力即金属棒的重力是不变的，动力臂和阻力臂的比值是不变的，动力臂始终为阻力臂的2倍，
根据杠杆平衡条件可知FL1=GL2可知，弹簧测力计的示数不变，
则拉力。
26．【答案】静止；24；4
【解析】【分析】根据乙图中速度—时间图线可知不同时间时物体的运动状态；根据公式W=Fs可以计算出推力F所做的功；滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力的大小有关，3—6秒时和6—9秒时表面粗糙程度和压力大小都不变，所以滑动摩擦力大小相同。利用6—9秒时匀速运动时物体受力平衡求出滑动摩擦力的大小。
【解答】由图乙中速度—时间图线可知，在2秒末时物体处于静止状态。第6秒末到第9秒末时，推力的大小为4N，运动的距离为s=vt=2m/s×3s=6m，所以W=Fs=4N×6m=24J。由分析可知3—6秒时的摩擦力与6—9秒时的大小相同，6—9秒时物体做匀速直线运动，推力F与摩擦力是一对平衡力，所以f=F=4N。
故答案为：静止；24；4
27．【答案】1.2
【解析】【分析】首先将甲图描述的木块的运动过程与乙图中的图像对应起来，找到木块受力平衡的时刻，根据二力平衡的原理计算出木块的重力；然后分析木块向上运动的距离和细线长度的关系，最后根据公式W=Gh计算克服重力所做的功。
【解答】分析乙图可知，刚开始向容器内注水时，木块处于静止状态，这时浮力小于重力，随着浸入水体积的不断增大，它受到的浮力也在不断增大；
当浮力达到6N时就不再增大，说明此时浮力等于重力，木块随着水面上升，但细线这时并没有拉直，因此木块的重力G=6N；
当细线拉直后木块不能再继续上升，这时排开水的体积继续增大，浮力不断增大；
当浮力到达10N时木块全部浸没，排开水的体积不变，浮力最终保持不变。
在这个过程中，木块运动的距离就是细线的长度，即h=20cm=0.2m；
整个过程木块克服重力做的功为：。
故答案为：1.2
28．【答案】（1）减小
（2）W1=W2=W3
（3）A
【解析】【分析】（1）当斜面的坡度减小时，小车的速度减小，而运动时间变长，从而使测出的时间误差更小；
（2）根据能量转化的知识分析解答；
（3） 结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求。
【解答】（1）为了提高实验测量的准确度，可以减小斜面坡度，让小车斜面顶端由静止开始滑下。
（2）小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，小车下滑到水平面的速度相同，因质量不变，故小车具有的动能相同。在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止，此过程中小车克服阻力做功的大小都等于下滑到水平面的动能大小，故它们的关系是W1=W2=W3；
（3）方案一：质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，小球撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能不同，小球撞击的动能不同，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行 比较，故可以研究铁球的动能大小与速度的关系，故方案一可行；
方案二：若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，因弹簧势能相同，转化成小球的动能相同，而质量不同，因此没有控制速度相等，方案二不可行。
故选A。
29．【答案】（1）小
（2）①
（3）克服斥力做的功
【解析】【分析】通过小车在水平面上运动的距离来反映物体动能大小，采用控制变量法实验注意单一变量原则。
【解答】（1）实验中小车从斜面滑下，到达水平面具有动能，动能越大，停止时距离强磁铁距离越远，在 水平面运动距离越短，通过小车在水平面上运动的距离来反映物体动能大小，故A点与强力磁铁的距离 越远，反映小车到达水平面时的初始动能越小。
（2）为探究物体质量大小对动能的影响，根据控制变量法的操作原则及要求，实验中只改变小车 质量大小，而其它条件相同，①图中在原有的磁体 加铜块改变了质量，并且铜块不能磁化，车与强磁 体磁力作用不变，故①符合实验操作要求；②中在 原有磁体上加铁块改变了质量，但铁块会被磁化， 也会改变与强磁体的磁力作用，故②不符合实验操 作要求。故应该选择图丙中的①装置与图甲进行对 照实验。
（3）图像中横坐标是小车在水平面运动的距离，纵轴为斥力的大小，根据W=Fs可知，图乙中阴影部分面积表示的科学量是克服斥力做的功。
30．【答案】（1）橡皮筋的形变程度越大，势能越大，转化为动能越大，木球的射程越远。；a> b > c
（2）再加一个橡皮筋，增大形变程度。
（3）投快
【解析】【分析】 (1) 根据能量的转化分析。
(2)根据能量守恒定律分析。
(3)根据表格指标进行分析。
【解答】(1)①橡皮筋的形变程度越大，势能越大，转化为动能越大，木球的射程越远。
当橡皮筋的形变程度相同时，势能一样，转化为的动能一样，小球越轻，射程越远，故由远到近排序为木球a> 石球b > 铁球c 。
(2)让铁球能投得更远，所需要的能量越多，简单可行的方法比如增加橡皮筋的形变程度，可以再加一个橡皮筋，增大形变程度。
(3)根据投石机的用途设计，比如投快。
31．【答案】（1）N/mm
（2）ab
（3）先不变后增大
【解析】【分析】（1）实验表明：弹簧弹力的大小F和弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。公式表示为F=kx，其中k是比例常数，叫做弹簧的劲度系数，在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。劲度系数跟弹簧的长度、材料、粗细等都有关系。弹簧丝粗的硬弹簧比弹簧丝细的软弹簧劲度系数大。这个规律是英国科学家胡克发现的，叫做胡克定律；
（2）由a到b时，开始弹力大于笔的外壳重力，笔的外壳向上做加速运动，当弹力等于笔的外壳重力时，笔外壳的速度最大，据此分析笔的外壳的最大速度所处的位置；
（3）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；
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；
弹性势能与物体的弹性形变程度有关。
【解答】 （1）实验表明：弹簧弹力的大小F和弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比。公式表示为F=kx，其中k是比例常数，叫做弹簧的劲度系数；故实验一表中的“k”应该填入的项目是：弹簧的劲度系数k（N/mm）；
（2）由a到b时，开始弹力大于笔的外壳重力，笔的外壳向上做加速运动，当弹力等于笔的外壳重力时，笔外壳的速度最大，此时弹簧还未恢复原状，故笔外壳的最大速度处于位置ab之间；
（3）由题知，位置a是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大；
从位置a到b，弹簧恢复至原长，弹簧的弹性势能全部转化为外壳的动能和重力势能，内芯速度和高度均不变，所以其机械能不变；从位置b到c，外壳带着内芯向上运动，外壳的一部分机械能转移给内芯，内芯的机械能增大。所以从a到b到c位置笔的内芯的机械能先不变后增大；
32．【答案】（1）（1）由图甲可知，整个过程中小梅通过的路程s=2400m，运动的时间为t=25min=1500s
则整个过程中小梅的平均速度
（2）单车对水平路面的压力
单车对水平路面的压强
（3）由图甲知道，0~5min内小梅骑行时做匀速直线运动，且通过的路程s1=1500m，则小梅骑行的速度
因小梅骑行时做匀速直线运动，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，所以，小梅骑行时的牵引力
则小梅前5min的骑行功率
【解析】【分析】根据速度的公式得到平均速度；单车对水平路面的压力和自身的重力相等，得到骑行过程中单车对水平路面的压强。根据图甲可知0～5min内小梅骑行时做匀速直线运动，并读出通过的路程，
求出小梅骑行的速度，小海骑行时做匀速直线运动，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，根F=f=0.02G求出小海骑行时的牵引力，利用P=Fv得到前5min的骑行功率。
33．【答案】（1）C
（2）整个过程中运动员在AB和BC段克服摩擦力做功，CD段只有重力做功，对运动员来说能量不守恒，能量只会发生转化或转移
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识分析判断。
（2）根据整个过程中的能量变化分析解答。
【解答】（1）运动员通过A、B时速度相同，则AB段运动员的动能不变。在BC段，运动员要克服水平面的摩擦力做功，将机械能转化为内能，因此运动员的动能减小。在CD段，运动员处于腾空状态，此时只有重力做功，将重力势能转化为动能，即动能增大。但是由于阻力的存在，最终的动能会小于到达B点时的动能。
故选C。
（2）动员从A点到D点整个过程中能量不守恒，理由是：整个过程中运动员在AB和BC段克服摩擦力做功，CD段只有重力做功，对运动员来说能量不守恒，能量只会发生转化或转移。
34．【答案】（1）大气压
（2）丙
（3）喷水时对水做的功，对水做功的功率。
【解析】【分析】 （1）使用消防水枪吸水主要利用的是大气压；
（2）根据先向上提内筒吸水，再向下压内筒喷水，结合图示分析判断；
（3）由W=Gh=mgh计算喷水时对水做的功，由计算对水做功的功率。
35．【答案】（1）小东1min经过的路程为：s=ns'=0.5m×180=90m，
他的步行速度为：；
（2）重心升高的高度h=65cm-=5cm=0.05m；
小东每走一步克服重力所做的功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m=25J；
（3）1min做的总功：W总=180W=180×25J=4500J，
功率：。
【解析】【分析】（1）已知步行一步的距离，可求正常走180步通过的路程，根据公式可求步行的速度；
（2）根据勾股定理求出重心升高的高度，再利用公式W=Gh求出做的功。
（3）求出1min做的总功，然后利用计算功率。
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