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2025浙江中考物理专题复习【经典好题】
专题12 机械能及守恒定律（原卷版）
一．动能和势能的概念（共8小题）
1．（2023秋 余杭区期末）小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于h1、h2大小判断正确的是（ ）
A．h1大于h2 B．h1等于h2 C．h1小于h2 D．无法判断
2．（2024 上城区校级二模）10月7日，杭州亚运会射箭反曲弓女子个人铜牌决赛在两名中国选手李佳蔓和海丽玕之间展开，最终李佳蔓战胜海丽玕，获得铜牌，下列说法正确的是（ ）
A．离开弓的箭会继续向前运动，是因为受到惯性力的作用
B．手对弓的拉力大于弓对手的拉力
C．弓拉的越弯，弓的弹性势能越大
D．在空中向上飞行的箭，若所受的力全部消失，它将落向地面
3．（2024 瓯海区模拟）质量为M的物体离地面高度为h时，它的重力势能Er＝Mgh（g＝10N/kg）。现从地面竖直向上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略，若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则（ ）
A．h1＞2m，h2＞2m B．h1＜2m，h2＜2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
4．（2024秋 拱墅区校级月考）下列物体：A山顶上的石块；B天空中飞翔的小鸟；C在操场上滚动的铅球；D.被拉开的弓；E.掷出去的标枪。只有动能的是： ；只有势能的是： ；既有动能又有势能的是： 。
5．（2022秋 永康市期末）“跳远”是一项常见的体育运动。运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了（ ）
A．增大运动员的惯性 B．减小运动员的机械能
C．减小运动员的势能 D．增大运动员的动能
6．（2023秋 临平区期中）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 （选填“a”或“b”）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3m高时的机械能为 J。
7．（2022秋 瑞安市校级期末）健腹轮是一种健身器材，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，其中健腹轮内置的弹性钢圈会因形变而绕紧（如状态2），然后归位复原（如状态1），反复操作，如图所示。
（1）从状态1到状态2，健腹轮内置的钢圈弹性势能将 （选“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）体重为600牛的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心平均下降35厘米，重力所做的功为 焦。
8．（2023春 滨江区校级月考）如图1，大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在甲、乙两个水平地面上以相同速度做匀速直线运动，乙地面比甲地面更粗糙。M的动能随时间变化如图3。
（1）物体M受到的摩擦力 物体N受到的摩擦力，物体M的质量 物体N的质量（以上两空选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）请在图2中大致画出此过程N的动能随时间变化的图像。
二．动能和势能的大小比较（共10小题）
9．（2024秋 浙江月考）在今年巴黎奥运会中，中国选手邓丽娟、伍鹏先后在速度攀岩中摘银，再次点燃了国民对攀岩项目的热情。速攀采用男女通用的竖立面15米统一赛道，顶尖男选手在5秒左右即可到顶，优秀女选手在6到8秒间也能完赛，下列有关讨论不正确的是（ ）
A．顶尖男子攀岩运动员的上升速度可以达到3米/秒
B．优秀女子攀岩运动员速攀过程每秒做功大约200焦
C．在速度攀岩过程中运动员的重力势能越来越大
D．体重50千克某位国民完成15米攀爬需要做超7000焦的功
10．（2024秋 拱墅区校级月考）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A．E1＜E2＝E3 B．E1＞E2＞E3 C．E1＜E2＜E3 D．E1＝E2＜E3
11．（2024 上城区校级三模）如图，木块以某初速度从A滑过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。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（ ）
A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
12．（2024 余姚市校级四模）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（ ）
A．动能：E甲＞E乙 B．动能：E甲＝E乙
C．重力势能：E甲＞E乙 D．重力势能：E甲＝E乙
13．（2024 杭州模拟）原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
14．（2024 金华一模）立定跳远是中考体育常考项目，主要由起跳、腾空和落地等技术动作组成，分解动作如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．穿鞋底粗糙的运动鞋，增大地面对运动员的摩擦力
B．向后蹬地向前跳起，说明力是维持物体运动的原因
C．腾空到最高点时，运动员重力势能最大，动能为零
D．从最高点到落地，运动员速度变大，是因为惯性变大
15．（2024 台州一模）如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，重力势能最大的为（ ）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
16．（2024 温州模拟）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于压力大小的0.8倍，方管足够长且忽略空气阻力。则（ ）
A．甲、乙中P对Q的压力大小相同
B．甲、乙中Q对P的摩擦力大小相同
C．乙中P匀速向下运动
D．乙中P动能一直增大
17．（2024 瑞安市模拟）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（ ）
A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4
C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4
18．（2023秋 诸暨市校级期中）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，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的动能最大的点在哪里？（“B点”、“AB之间”或“BC之间”下同）。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的动能最大的点又在哪里（ ）
A．B点、AB之间 B．B点、BC之间
C．AB之间、BC之间 D．BC之间、AB之间
三．动能与势能的相互转化（共18小题）
19．（2024秋 拱墅区校级月考）如图，同一物体分别由静止开始沿三个光滑斜面从A点滑下。在到达斜面底部时的动能大小为（ ）
A．B处动能大 B．C处动能大
C．D处动能大 D．B、C、D处动能一样大
20．（2024 绍兴三模）同一篮球以不同弧线从A点投向B点，空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．从A点到B点，篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B．篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C．篮球沿着两条弧线运动，重力势能均一直增大
D．若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2
21．（2024 舟山模拟）把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
22．（2024 余姚市模拟）第19届亚运会的男足比赛将在龙湾区奥体中心举行。图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O为踢出的瞬间，足球经过最高点A，在B点落地后，最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
23．（2024 下城区校级三模）如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（ ）
①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段，物体A的机械能不变
③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能
④无人机匀速上升阶段对重物的拉力大于它匀速下降阶段对重物的拉力
A．只有②④正确 B．只有②③正确
C．只有①④正确 D．只有①正确
24．（2024 临安区一模）一颗番茄由静止开始下落，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增加的动能（ ）
A．小于番茄减少的重力势能
B．大于番茄减少的重力势能
C．等于番茄减少的重力势能
D．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
25．（2024 宁波自主招生）针对如图三种现象，①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D；②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能在上下来回转动；③丙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在0点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点。其中不能成立的是（ ）
A．①②③ B．①② C．②③ D．③
26．（2024 富阳区一模）如图是高铁车站，车站的路轨建得高些，当车辆以确定的速度到达坡下A点时关闭发动机，在车上坡进站时通过刹车把握车速使其在B点正好停下。则该车从A到B的过程中（ ）
A．动能增加 B．动能减小
C．机械能守恒 D．重力势能减小
27．（2024春 杭州月考）小明在参加运动会体能测试中涉及的科学知识，下列说法中正确的（ ）
A．1分钟跳绳—每次跳绳人克服重力做功的功率约75瓦
B．立定跳远—人蹬地起跳；机械能转化为化学能
C．掷实心球—在最高点B时实心球重力势能不为零，动能为零
D．800m测试—人到达终点后不能马上停下来，是由于受到惯性的作用
28．（2024 江北区一模）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（ ）
A．到达B点时，弹性绳处于原长位置
B．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同
D．人从A点到B点的过程中，人的重力势能和动能都增加
29．（2023秋 新昌县期末）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中的有关说法错误的是（ ）
A．滚摆从起点到甲的过程中动能增大
B．滚摆从乙到最高点的过程中重力势能增大
C．滚摆在甲和乙处的动能相同
D．整个过程中滚摆机械能不守恒
30．（2023秋 绍兴期末）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，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。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（ ）
A．t1时刻小球的动能最大
B．t2时刻小球的动能最大
C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少
D．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
31．（2023秋 义乌市校级期末）频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能逐渐增大
B．小球的机械能逐渐减小
C．小球的重力在ab段做功比在cd段多
D．小球的重力在ab段做功比在cd段慢
32．（2023秋 海曙区校级期末）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受的弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点，运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（ ）
A．从A点到B点过程中运动员加速下落
B．从B点到C点过程中运动员匀速下落
C．t0时刻运动员刚好位于B点
D．运动员重力大小等于F0
33．（2024 路桥区一模）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中乙小球下落时将 能转化为 能，两小球在下落过程中重力所做功W甲 W乙，在A点时两球的速度v甲 v乙。（以上两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）
34．（2024 杭州二模）将甲、乙两物体用细线相连并绕过定滑轮，使两物体距离地面相同高度。如图1所示当由静止自由释放后，甲物体下降，乙物体上升，如图2所示。若不计摩擦，则物体在运动过程中，乙的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），甲减少的重力势能 乙增大的动能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
35．（2024 杭州模拟）如图甲所示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连。质量为m的物体从离水平面高h的A点由静止释放，BC长为3m，最后静止于水平面上的C点。如图乙所示，若在水平面上的D点处再连接一个光滑的圆弧槽，且BD长为0.7m，物体从A点由静止释放，第一次到达左侧圆弧槽的E点，之后再下滑直至最终静止。
（1）甲图中，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 （用题中符号表示）。物体从B点到C点的过程中，能量转化的情况是 。
（2）乙图中，最后物体静止于水平面上的位置距B点 m。
36．（2024春 拱墅区校级月考）如图甲轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L。如图乙现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的光滑水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，问：
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的 。（填能量形式）
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，物块P达到最高点时的机械能大小为 。
四．探究影响势能大小的因素（共6小题）
37．（2024 湖州二模）探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究。将光滑水平面与光滑斜面连接：
①如图将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2厘米，释放后，小球滚上A斜面，记录小球在斜面最高点时高度，重复三次，取平均值记录在下表中。更换B斜面，重复实验。
②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤。
③换用不同弹簧，重复实验①步骤。
实验序号 弹簧 弹簧长度（厘米） 弹簧材料 压缩量（厘米） 小球在斜面A上高度（米） 小球在斜面B上高度（米）
1 甲 20 合金1 2 0.18 0.18
2 甲 20 合金1 3 0.40 0.40
3 乙 20 合金2 2 0.22 0.22
4 丙 30 合金1 2 0.12 0.12
5 丁 30 合金2 2 0.15 0.15
（1）实验中，通过观察 判断弹簧弹性势能的大小，用到了科学方法是 。
（2）比较 （选填实验序号），说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关。
（3）由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的 有关。
38．（2024 宁波模拟）小宁用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。小宁认为笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能，而弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。为了探究相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的关系，小宁利用图乙所示的实验装置进行实验。
【不计小球滚动和碰撞的能量损失】
【实验步骤】：①用小球在水平面上压缩弹簧至一定位置；
②释放小球撞击木块，测得木块移动的距离s。
③改变小球在水平面上压缩弹簧的位置，重复实验多次。
（1）将弹簧压缩至不同位置后释放撞击木块，若出现 现象，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大。
（2）小宁在其中几次实验中，用小球压缩弹簧释放后撞击木块，发现木块移动到水平桌面末端并掉下桌面，影响实验的观测。在无法增加水平桌面长度的情况下，请你就上述实验提出一个合理化的改进建议： 。
39．（2023 江干区校级二模）小金探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示（摩擦力忽略不计）。
（1）将铁球从斜面静止释放后，滚动到水平面压缩弹簧，记录相关数据。铁球重力势能的大小可以用 来反映。
（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处静止释放：弹簧被压组后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），能得出的结论是 。
（3）若要利用实验中的斜面和弹簧探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路： 。
（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，在 位置（填“C”或“D”）更适合打通管道安装发电机。
40．（2024春 拱墅区校级月考）研究性学习小组的同学在探究重力势能大小与哪些因素有关时，做了如图所示的实验，在透明容器中装入足够的细砂，将质量不同的实心铁块举高到距小桌面不同高处由静止释放（h1＜h2），铁块砸到小桌面上后与小桌一起运动，使小桌腿陷入细砂中，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度，通过比较这一深度的大小，可推知铁块重力势能大小与哪些因素有关。
（1）同学们还发现铁块离桌面越高，下落到桌面所用的时间越长。为了研究铁块下落高度与时间的关系，他们在老师的帮助下，测出了铁块由静止开始下落高度h和下落所用时间的平方t2的数据如下表。分析表中的数据可知，h与t2的关系式为h＝ 。
t2/s2 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.16
h/m 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8
（2）某同学认为如果用一个质量小、下落高度大的重物和另一个质量大、下落高度小的重物实验仍然是可以比较重力势能的大小，你认为他的理由是 。
（3）实验发现铁块容易把桌子撞歪，造成桌腿进入沙子的深度测量不准确，有人提议改用尖头短木桩来完成实验，现研究“重力势能大小与高度的关系”请写出实验操作： 。
（4）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，实验数据表明：一个60克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包；从8楼抛下来就可以让人头皮破损；从18楼甩下来就可以砸碎成年人的头骨：从25楼抛下可使人当场死亡。请你从物理的角度解释： 。（不计空气阻力）
41．（2023秋 滨江区校级月考）为了探究弹性势能与哪些因素有关，小滨在光滑水平面上设计了如图甲所示的实验装置，将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止开始释放，小球离开弹簧后撞击静止在桌面上的木块。分别测量木块在水平面滑行的距离s0，分析数据得出结论。
（1）本实验探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系。实验中，小滨又发现在水平桌面上运动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：
猜想1：与小球离开桌面的速度有关。
猜想2：与小球质量有关。
猜想3：与小球离地高度有关。
（2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 （填“正确”或“错误”）的。
（3）为探究猜想2，保持离地高度不变，小滨用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小滨的方案存在的问题是 。
42．（2023秋 西湖区校级月考）
同学们想研究弹簧弹性势能的大小跟什么因素有关呢？小文猜想：
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关。
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
（1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图所示的实验，此实验是为了验证猜想 ，实验中弹性势能的大小是通过 来体现的。
（2）小文设计了一个实验方案来验证另一个猜想。
a.将小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩2cm，放手后小球弹出，与木块相碰，木块移动的距离为s1。
b.把小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩的程度稍大一些，放手后小球弹出，与木块相碰，观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。再换弹簧B重复上述a、b两个步骤，比较两次实验中s1、s2的大小，得出结论。若s1＜s2，则说明 。
五．机械能守恒（共18小题）
43．（2024秋 滨江区校级月考）2024年9月11日18时32分，杭州机场迎来首个国产大飞机C919执飞的商业载客航班。C919最大起飞质量可达77t，在其加速上升阶段，不考虑消耗燃油带来的质量变化，对其分析正确的是（ ）
A．机械能守恒 B．动能转化为重力势能
C．重力势能减少 D．机械能增加
44．（2024秋 浙江月考）水平桌面上放一物块，物块上方固定一轻质弹簧，将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点，如图甲所示。将小球下压至B点，用轻质细线把物块和小球锁定，如图乙所示。烧断细线解锁后，小球向上弹起、不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中弹簧的弹性势能为零
B．图甲中物块对桌面的压力小于图乙中物块对桌面的压力
C．图乙中小球从B点运动到最高点过程中速度先变大后变小
D．图乙中小球从B点运动到最高点过程中机械能守恒
45．（2024 温州模拟）如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能增大，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变
D．动能减少，机械能减少
46．（2024秋 杭州月考）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。图甲为蹦床运动简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上，整个过程忽略空气阻力）则下列说法不正确的是（ ）
A．从O点下落到A点的过程中，小滨的机械能不变
B．小滨整个过程中动能增大的时间段为0～t2，t3～t4
C．从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能增大
D．在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力相等
47．（2024秋 拱墅区校级月考）如图所示，小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球A的（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能不变，重力势能变小，机械能变小
C．动能变大，重力势能变小，机械能不变
D．动能变大，重力势能变小，机械能变小
48．（2024 鄞州区校级模拟）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A． B．
C． D．
49．（2024 杭州模拟）如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水的机械能不变
B．水的机械能变小
C．水的重力势能增大，动能减小
D．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
50．（2023秋 鄞州区期末）2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．发射前，飞船重力势能为零
B．火箭加速上升过程中，燃料化学能全部转化成重力势能
C．火箭加速上升过程中，飞船动能增大
D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒
51．（2024 江干区校级三模）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（ ）
A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．a→c，弹簧的弹性势能全部转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大
D．在c状态时小金的机械能达到最大
52．（2024 嘉善县一模）我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（ ）
A．进入大气层前，返回舱机械能减小
B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能
C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能
D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
53．（2024 温州模拟）小衢在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球在b点时的机械能最大
B．皮球在a、c两点时动能相等
C．皮球由a到b时，动能逐渐增大
D．皮球由c到d时，机械能一直减小
54．（2024 滨江区二模）跳台滑雪是一项深受许多人喜爱的体育运动。如图是跳台滑雪区和某运动员的运动轨迹简化示意图，运动员从A点出发，最终在E点停下。下列说法正确的是（ ）
A．运动员的滑雪板长而宽，可以减小运动员落地时对雪地的压力
B．从A到B的过程中，运动员的动能变大，惯性大小也变大
C．从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
D．若忽略空气阻力，C点到D点（着陆前）过程中，运动员和滑雪板的总机械能守恒
55．（2024 镇海区模拟）2024年4月20日，乒乓球世界杯已经决出四强，林高远迎战张本智和。下列说法正确的是（ ）
A．林高远的鞋底凹凸不平，有利于增大摩擦力
B．林高远扣球时，球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力
C．乒乓球离开球拍后仍能继续前进，是由于受到了惯性力的作用
D．乒乓球在水平桌面继续滚动的过程中，摩擦力和机械能均保持不变
56．（2024 江北区校级一模）如图所示，一个重力为10N的物块，以20m/s的速度冲上了高为5m、长为10m的光滑斜面，到达斜面顶端时，物块的速度恰好减小为0。对此过程，以下分析正确的是（ ）
A．物块将静止在斜面顶端
B．物块上升过程中机械能不断减小
C．物块克服重力做功50J
D．物块克服重力做功的功率为200W
57．（2023秋 路桥区期末）小柯将铁球用绳子悬挂起来，把其拉到自己鼻子附近由静止释放，如图所示。铁球来回摆动，且摆动幅度逐渐减小。下列说法正确的是（ ）
A．铁球摆动到最高点时受力平衡
B．铁球摆动过程中机械能守恒
C．铁球从最低点摆动到最高点的过程中，克服重力做功
D．铁球摆回时，可能会碰到小柯鼻子
58．（2023秋 西湖区期末）跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小欣的质量为50kg，每次跳起高度约为6cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳了100次，下列说法正确的是（ ）
A．向上起跳过程中小欣的动能持续增大
B．在整个跳绳过程中小欣的机械能守恒
C．小欣跳一次克服重力做功约3J
D．小欣在这1min内跳绳的功率约为50W
59．（2023 定海区校级模拟）轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上，另一端固定在竖直的墙上（保持弹簧与水平面平行），当弹簧处于自然状态时，物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放，发现物块向左移动，最终停在M处。下列说法正确的是（ ）
A．从N到M的过程中，物块的机械能保持不变
B．从N到M的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大
C．物块经过O处时，受到的摩擦力方向发生改变
D．物块停在M处时，受到水平向右的摩擦力
60．（2024秋 杭州月考）下图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点，图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。回答下列问题：
（1）过山车在B点时的重力势能 E点的动能。（选填“大于”“等于”“小于”）
（2）在这个过程中，过山车的机械能大小是 （选填“变大”“不变”“变小”）的，理由是 。
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2025浙江中考物理专题复习【经典好题】
专题12 机械能及守恒定律（解析版）
一．动能和势能的概念（共8小题）
1．（2023秋 余杭区期末）小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于h1、h2大小判断正确的是（ ）
A．h1大于h2 B．h1等于h2 C．h1小于h2 D．无法判断
【分析】使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是将动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的（B）皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即其所处的高度较高。
【解答】解：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时，下落高度越大，重力势能越大，转化成的动能、弹性势能越大，发生的弹性形变越大；圆斑B大，说明h2大，即h1小于h2。
故选：C。
【点评】本题综合考查了动能与势能的转化知识点，解题的关键是明皮球发生形变时，能量是怎样转化的。
2．（2024 上城区校级二模）10月7日，杭州亚运会射箭反曲弓女子个人铜牌决赛在两名中国选手李佳蔓和海丽玕之间展开，最终李佳蔓战胜海丽玕，获得铜牌，下列说法正确的是（ ）
A．离开弓的箭会继续向前运动，是因为受到惯性力的作用
B．手对弓的拉力大于弓对手的拉力
C．弓拉的越弯，弓的弹性势能越大
D．在空中向上飞行的箭，若所受的力全部消失，它将落向地面
【分析】（1）一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性
（2）根据相互作用力的特点作答；
（3）物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能；
（4）力是改变物体的运动状态的原因，如果没有力物体就会保持它的原来的运动状态。
【解答】解：A、射箭时，箭离开弓后仍然向前运动是因为箭具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性，故A错误；
B、手对弓的拉力与弓对手的拉力，是一对相互作用力，大小相等，故B错误；
C、被拉弯的弓发生形变，故具有弹性势能，弓越弯，形变越大，具有的弹性形变就越大，故C正确；
D、在空中飞行的箭，若所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，箭将做匀速直线运动，故D错误；
故选：C。
【点评】解决此类题目要根据选项，利用所学的物理知识进行分析判断，判断要有依据，不可盲目判断。
3．（2024 瓯海区模拟）质量为M的物体离地面高度为h时，它的重力势能Er＝Mgh（g＝10N/kg）。现从地面竖直向上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略，若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则（ ）
A．h1＞2m，h2＞2m B．h1＜2m，h2＜2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
【分析】不考虑空气阻力，物体自由下落过程中重力势能全部转化为动能；自由上升过程中动能全部转化为重力势能；由于物体在空气中运动时，受到空气阻力，所以一部分机械能转化为内能。
【解答】解：物体上升过程中到达离地面2m时，减少的动能等于此时的重力势能和因克服空气阻力做功而获得的内能之和，所以物体减小的动能大于此时的重力势能；又因为从离地面2m处上升到4m的过程中，再次减少的动能又等于4m处的重力势能的增量和因再次克服空气阻力做功而获得的内能之和，因而再次减少的动能大于重力势能的增量，由于再次减少的动能等于离地2m处的动能，而重力势能的增量又等于离地2m处的重力势能，所以在2m处这个地方剩余的动能大于该处的重力势能；那么要得到重力势能等于动能的地方，必须继续上升，这样又有动能转化为重力势能，二者才能相等。所以h1＞2m。下落过程中到达2m时，重力势能为原来重力势能的一半，而此时的动能小于原有重力势能的一半，因为减小的一半的重力势能转化为动能和内能，所以距地面2m时，重力势能大于动能，必须继续下落，这样又有重力势能转化为动能，二者才能相等，所以h2＜2m。
故选：C。
【点评】本题主要考查了动能定理的直接应用，难度不大，属于基础题。
4．（2024秋 拱墅区校级月考）下列物体：A山顶上的石块；B天空中飞翔的小鸟；C在操场上滚动的铅球；D.被拉开的弓；E.掷出去的标枪。只有动能的是： C ；只有势能的是： AD ；既有动能又有势能的是： BE 。
【分析】关于机械能，我们学习了三种：①物体由于运动而具有的能量叫做动能；②物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能；③物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。
利用各种能的定义，分析出物体具有哪种能的特征，从而可判定出选择项中提到的物体具有哪种能。
【解答】解：A、山顶上的石块，有高度，故具有重力势能；
B、在空中飞行的小鸟，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能；
C、地面上滚动的铅球在运动，在水平地面上，没有位置的升高，不具有重力势能，运动的铅球有质量有速度，所以其具有动能；
D、被拉弯的弓，发生了弹性形变，故具有弹性势能；
E、掷出去的标枪，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能。
故答案为：C；AD；BE。
【点评】判定物体具有什么形式的机械能，要利用该形式机械能的特征去判定：具有动能的特征是运动；重力势能的特征是举高；弹性势能的特征是发生弹性形变。
5．（2022秋 永康市期末）“跳远”是一项常见的体育运动。运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了（ ）
A．增大运动员的惯性 B．减小运动员的机械能
C．减小运动员的势能 D．增大运动员的动能
【分析】惯性是物体本身的性质，惯性的大小只与质量有关；动能是物体由于运动而具有的能，动能与质量和速度有关系。
【解答】解：运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这是为了利用人的惯性，可提高成绩，但由于人的质量不变，所以惯性不变；提高了运动员的速度，可增大运动员的动能。
故选：D。
【点评】本题考查了跳远助跑意义的理解，要知道惯性、动能等的因素影响，难度不大。
6．（2023秋 临平区期中）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 a （选填“a”或“b”）是动能﹣高度关系图线，小石块达到的最大高度为 4 m，小石块在3m高时的机械能为 2 J。
【分析】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。
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】解：如图，横坐标代表的小石块上升的高度，纵坐标代表的是能量。
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，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能变大，动能全部转化为重力势能，即动能随高度的增加而减小，由此可知a图象代表：高度﹣﹣动能的关系。
小球的动能为0时，高度最高，由图可知，小石块达到的最大高度为4m；
小石块在3m高时的机械等于2m时的机械能，即1J+1J＝2J。
故答案为：a；4；2。
【点评】（1）掌握动能和重力势能大小的影响因素，根据图象能确定动能和势能的大小。
（2）根据机械能＝动能+势能 计算机械能的大小。
7．（2022秋 瑞安市校级期末）健腹轮是一种健身器材，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，其中健腹轮内置的弹性钢圈会因形变而绕紧（如状态2），然后归位复原（如状态1），反复操作，如图所示。
（1）从状态1到状态2，健腹轮内置的钢圈弹性势能将 增大 （选“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）体重为600牛的人，身体从状态1到状态2的过程中，其重心平均下降35厘米，重力所做的功为 210 焦。
【分析】（1）弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；
（2）根据W＝Gh求出重力所做的功。
【解答】解：（1）从状态1到状态2，健腹轮内置的钢圈的弹性形变程度变答，弹性势能增大；
（2）身重为600牛的人身体从状态1到状态2的过程中重力所做的功：W＝Gh＝600N×0.35m＝210J。
故答案为：（1）增大；（2）210。
【点评】本题考查了弹性势能的变化、做功公式的应用，属于基础题。
8．（2023春 滨江区校级月考）如图1，大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在甲、乙两个水平地面上以相同速度做匀速直线运动，乙地面比甲地面更粗糙。M的动能随时间变化如图3。
（1）物体M受到的摩擦力 等于 物体N受到的摩擦力，物体M的质量 大于 物体N的质量（以上两空选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）请在图2中大致画出此过程N的动能随时间变化的图像。
【分析】（1）已知大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做匀速直线运动，则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，可知摩擦力大小相等，又乙地面比甲地面更粗糙，根据摩擦力公式：f＝μ×Fn可比较两个物体的质量；
（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，据此分析物体在两个地面的动能大小。
【解答】解：（1）已知大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上做匀速直线运动，则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，可知物体M受到的摩擦力等于物体N受到的摩擦力，又乙地面比甲地面更粗糙，则物体M的质量大于物体N的质量；
（2）物体M与物体N的速度大小相等，而物体M的质量大于物体N的质量，所以物体M的动能大于物体N的动能，N的动能随时间变化的图像如图所示：
故答案为：（1）等于；大于；（2）见解答图。
【点评】此题考查摩擦力、质量、动能的大小比较，涉及到影响滑动摩擦力大小的因素，二力平衡条件的应用，总体难度不大，属于中档题。
二．动能和势能的大小比较（共10小题）
9．（2024秋 浙江月考）在今年巴黎奥运会中，中国选手邓丽娟、伍鹏先后在速度攀岩中摘银，再次点燃了国民对攀岩项目的热情。速攀采用男女通用的竖立面15米统一赛道，顶尖男选手在5秒左右即可到顶，优秀女选手在6到8秒间也能完赛，下列有关讨论不正确的是（ ）
A．顶尖男子攀岩运动员的上升速度可以达到3米/秒
B．优秀女子攀岩运动员速攀过程每秒做功大约200焦
C．在速度攀岩过程中运动员的重力势能越来越大
D．体重50千克某位国民完成15米攀爬需要做超7000焦的功
【分析】（1）顶尖男选手在5秒左右即可到顶，由速度公式v＝计算出攀岩运动员的上升的最大速度；
（2）优秀女选手在6到8秒间也能完赛，根据P＝算出优秀女子攀岩运动员速攀过程每秒做功的多少；
（3）重力势能的大小与物体的质量和高度有关；
（4）根据W＝Gh＝mgh算出体重50千克攀岩运动员完成15米攀爬需要做的功。
【解答】解：A、顶尖男选手在5秒左右即可到顶，则攀岩运动员上升时的最大速度为：v＝＝3m/s，故A正确；
B、优秀女子攀岩运动员速攀过程每秒做功大约P＝＝＝1250W，即每秒做功大约1250焦，故B错误；
C、在速度攀岩过程中运动员的质量不变，高度越来越大，重力势能越来越大，故C正确；
D、体重50千克某位国民完成15米攀爬需要做的功为：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×15m＝7500J＞7000J，故D正确。
故选：B。
【点评】本题通过攀岩运动考查了重力势能、速度的计算、功的计算以及功率的计算等，有一定的综合性，难度适中。
10．（2024秋 拱墅区校级月考）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A．E1＜E2＝E3 B．E1＞E2＞E3 C．E1＜E2＜E3 D．E1＝E2＜E3
【分析】动能的大小与质量和速度有关；根据图像分析速度的变化，从而得出动能的变化。
【解答】解：根据图像可知，雨滴在t1﹣t2时刻中，速度逐渐变大，质量不变，动能变大，所以E1＜E2，雨滴在t2﹣t3时刻中，速度保持不变，质量不变，动能不变，所以E2＝E3，故动能的大小关系是：E1＜E2＝E3。
故选：A。
【点评】本题考查了图象的识别、动能的大小，明确动能的影响因素是解题的关键。
11．（2024 上城区校级三模）如图，木块以某初速度从A滑过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。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（ ）
A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，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，不具有弹性势能，势能只考虑重力势能。不计空气阻力，机械能守恒；考虑空气阻力，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大。
【解答】解：A、D点与A点相比，高度减小，则重力势能减少，由于接触面可能存在摩擦，则部分机械能可能会转化为内能，机械能可能减小，忽略空气阻力，D点的动能大于A点的动能，故A错误；
B、A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B正确；
C、木块以一定的速度滑过AB点，若AB是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，若BC之间是光滑的，则木块的速度不变，所以B点、C点的动能可能等于A点的动能，忽略空气阻力，D点的动能大于A点的动能，故C错误；
D、木块从B到C，木块与地面有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，但与A点的动能不确定，故D错误。
故选：B。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
（2）要注意是否考虑摩擦阻力作用，当考虑摩擦阻力时，机械能不断减小；当不考虑摩擦阻力时，机械能守恒。
12．（2024 余姚市校级四模）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（ ）
A．动能：E甲＞E乙 B．动能：E甲＝E乙
C．重力势能：E甲＞E乙 D．重力势能：E甲＝E乙
【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；根据动能和重力势能的转化分析。
【解答】解：开始时，甲、乙是完全相同的小球，质量相同，速度相同，则动能大小相同；高度为0，所以两个个小球的重力势能都为0；
甲、乙小球都到达最高点时，小球的质量不变，甲小球在最高点时的速度为0，小球的动能全部转化为重力势能；乙小球在最高点时在水平方向上具有一定的速度，具有一定的动能，所以此时乙小球的重力势能小于甲小球的重力势能，乙小球的动能大于甲小球的动能，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了动能、重力势能的转化，属于基础题。
13．（2024 杭州模拟）原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】小球下降过程，重力势能转化为动能的过程；小球拉动橡皮筋，小球动能转化为橡皮筋的弹性势能，动能逐渐变小，据此分析小球动能随移动距离变化并做出判断。
【解答】解：橡皮筋长为l，小球从初始状态下降至l过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；
小球从l继续下降至2l过程中，受到橡皮筋向上的拉力作用；当拉力小于重力时，合力向下，小球仍加速，动能仍然增大；当拉力大于重力时，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，最后变为零；
对照选项中的图象可知，只有D选项符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了动能和势能的转化过程分析以及动能随运动距离变化的关系图象的画法，弄清橡皮筋从l到2l过程的能量转化是关键。
14．（2024 金华一模）立定跳远是中考体育常考项目，主要由起跳、腾空和落地等技术动作组成，分解动作如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．穿鞋底粗糙的运动鞋，增大地面对运动员的摩擦力
B．向后蹬地向前跳起，说明力是维持物体运动的原因
C．腾空到最高点时，运动员重力势能最大，动能为零
D．从最高点到落地，运动员速度变大，是因为惯性变大
【分析】（1）摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关；
（2）根据力是改变物体运动状态的原因来进行分析判断；
（3）动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关；
（4）惯性的大小只与质量有关，与速度无关。
【解答】解：A、摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，鞋底粗糙的运动鞋，在压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦，故A正确。
B、跳远时用力蹬地快速跳起，说明力是改变物体运动状态的原因；不是维持物体运动状态的原因，故B错误；
C、腾空到最高点时，运动员的质量不变，高度最高，重力势能最大，水平方向上有一定的速度，动能不为零，故C错误；
D、从最高点到落地过程中，速度越来越大，由于质量不变，所以惯性大小不变，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查摩擦力、力与运动和动能与惯性的分析，属于中档题。
15．（2024 台州一模）如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，重力势能最大的为（ ）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
【分析】影响重力势能的因素：质量、高度，同一物体高度越高，重力势能越大。
【解答】解：小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，质量相同，B点位置最高，重力势能最大。
故选：B。
【点评】本题考查重力势能的有关因素，属于中档题。
16．（2024 温州模拟）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于压力大小的0.8倍，方管足够长且忽略空气阻力。则（ ）
A．甲、乙中P对Q的压力大小相同
B．甲、乙中Q对P的摩擦力大小相同
C．乙中P匀速向下运动
D．乙中P动能一直增大
【分析】（1）根据甲图滑块受力平衡，分析风力大小，得出乙图的压力大小，从而比较两图中的压力和摩擦力大小。
（2）根据摩擦力与压力关系分析比较重力和摩擦力大小，判断运动状态。
【解答】解：AB、图甲中，滑块P竖直方向上受到的重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力，滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力，所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力，即F压＝G，
其受到方管Q的摩擦力f甲＝0.8G，
又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动，所以风力等于摩擦力，F风＝f＝0.8G；
图乙中，滑块P竖直方向受到竖直向下的重力，竖直向上的摩擦力，
水平方向上，滑块P对Q压力等于风力的大小，即F压'＝F风＝0.8G，故A错误；
滑块P受到方管Q的摩擦力f乙＝0.8F压'＝0.8F风＝0.8×0.8G＝0.64G，故B错误；
CD、图乙中，由于竖直向上的摩擦力0.64G小于竖直向下的重力，滑块P的合力向下，所以滑块P向下做加速运动，滑块P的速度一直增大，而质量不变，所以滑块P的动能一直增大，故C错误，D正确；
故选：D。
【点评】解答本题的关键要正确分析滑块P的受力情况，来判断其运动情况，从而确定动能的变化情况。
17．（2024 瑞安市模拟）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（ ）
A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4
C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4
【分析】动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；根据动能和重力势能的转化分析。
【解答】解：（1）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，速度相同，则动能大小相同；
甲小球到达最高点时，速度为0，则动能为0，乙小球到达最高点时，在水平方向上速度不为0，则动能大于0，
所以甲小球的动能小于乙小球的动能，即E1＜E2，故A、B错误；
（2）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，高度为0，所以重力势能都为0；
不计空气阻力和一切摩擦，小球的机械能守恒，甲、乙两个小球都到达最高点时，机械能相等，
甲小球的动能小于乙小球的动能，
所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了动能和重力势能的大小比较，难度不大，关键是掌握动能和势能大小的影响因素。
18．（2023秋 诸暨市校级期中）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，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的动能最大的点在哪里？（“B点”、“AB之间”或“BC之间”下同）。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的动能最大的点又在哪里（ ）
A．B点、AB之间 B．B点、BC之间
C．AB之间、BC之间 D．BC之间、AB之间
【分析】弹簧被压缩和拉伸时，都会发生弹簧形变，具有弹性势能，当弹簧将物体弹出时，弹性势能转化为动能，当物体将弹簧拉伸时，动能转化为弹簧势能。
如果物体G与地面没有摩擦力，则机械能守恒；有摩擦力，则机械能不守恒。
【解答】解：由C到A的整个过程中，如果地面光滑，不存在摩擦力，故弹簧的弹性势能与物体G的动能的总和不变；当弹簧的弹性势能全部转化为G的动能时，G的动能最大；所以，当物体运动至B处时（弹簧没有形变），弹性势能为0，物体G的动能最大；
由C到A的整个过程中，如果地面存在摩擦力，则物体受到水平向右的摩擦力；
弹簧缩短时，弹性势能转化为G的动能，当弹簧向左的弹力等于G受到的摩擦力时，此时物体的速度最大，动能最大，则弹簧向左运动但未恢复至原长时，即在BC之间时，G的动能最大。
故选：B。
【点评】本题解题的关键是能够分析出弹簧在不同情况下，动能和弹性势能的转化情况。
三．动能与势能的相互转化（共18小题）
19．（2024秋 拱墅区校级月考）如图，同一物体分别由静止开始沿三个光滑斜面从A点滑下。在到达斜面底部时的动能大小为（ ）
A．B处动能大 B．C处动能大
C．D处动能大 D．B、C、D处动能一样大
【分析】只存在动能与势能的相互转化时，机械能是守恒的。本题中斜面为光滑斜面，说明没有摩擦，在铁块下滑过程中只有动能和势能的转化。
【解答】解：光滑斜面说明没有摩擦力，物体在从斜面上滑下时，只存在动能和重力势能的相互转化，机械能是守恒的；
物体从同一高度沿不同斜面由静止滑下，最初的重力势能是相等的，滑到底端时转化为相同的动能，即B、C、D处动能一样大。
故选：D。
【点评】此题考查了机械能的守恒。机械能的守恒是有一定条件的：只存在动能与势能的相互转化。
20．（2024 绍兴三模）同一篮球以不同弧线从A点投向B点，空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．从A点到B点，篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B．篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C．篮球沿着两条弧线运动，重力势能均一直增大
D．若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2
【分析】（1）重力势能与质量和高度有关；
（2）动能与质量和速度有关；
（3）空气阻力不可忽略且大小恒定，篮球运动过程中克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能。
【解答】解：A、重力势能与质量和高度有关，从A点到B点，弧线1与弧线2两种情况下，篮球的质量不变，增加的高度相同，所以篮球重力势能的增加量相等，故A错误；
B、篮球在弧线1和弧线2的最高点速度不为零，动能都不为零，故B错误；
C、篮球上升时，重力势能增加，篮球下落时重力势能减小，整个过程重力势能先增大后减小，故C错误；
D、由图可知，篮球通过弧线1运动的路程较大，克服空气阻力做功消耗的机械能较多，若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查的是机械能的转化，掌握动能和重力势能的影响因素是解题的关键。
21．（2024 舟山模拟）把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，在动能和势能的转换过程中，如果存在摩擦阻力，机械能的总量减小。
【解答】解：把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下，d处的高度比O处小，说明机械能减小了；
AB、根据质量不变，重力势能与高度有关，高度越高，重力势能越大，故O点重力势能最大，其次是c点，d点比c点低，重力势能比c点小，b点的高度最低，重力势能为0，而c到d过程重力势能增大，但d点重力势能不为0，小于O点，故AB错误；
CD、从O到b过程中速度逐渐增大，动能增大，b到c再到b，由于摩擦力阻力的存在，第二次到经过b点的动能比第一次小，且在c点的速度不为0，动能不为0，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查动能与势能的有关因素及其转化过程，属于中档题。
22．（2024 余姚市模拟）第19届亚运会的男足比赛将在龙湾区奥体中心举行。图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O为踢出的瞬间，足球经过最高点A，在B点落地后，最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】动能的大小与物体的质量和速度有关，结合足球运动的速度可判断其动能变化；由于空气阻力和摩擦阻力的作用，足球在运动时机械能在不断减小。
【解答】解：AB、足球在踢出的瞬间速度最大，所以动能最大，从O点上升到A点时，动能转化为重力势能，因此动能变小，但不会为零；下落时，重力势能转化为动能，动能再次增大；到达B点时，具有一定动能，但小球O点时的动能；从B点到C点，足球速度越来越小，动能越来越小，最终变为零，故A正确、B错误；
CD、由于空气阻力和摩擦阻力的作用，足球在运动时机械能在不断减小，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题能根据足球的运动情况分析其动能和机械能的变化过程，并能与图像进行比对，是解答的关键。
23．（2024 下城区校级三模）如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（ ）
①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段，物体A的机械能不变
③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能
④无人机匀速上升阶段对重物的拉力大于它匀速下降阶段对重物的拉力
A．只有②④正确 B．只有②③正确
C．只有①④正确 D．只有①正确
【分析】机械能是动能和势能的总和；
动能与速度、质量有关；
匀速运动时，受力平衡；
【解答】解：①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的，故①正确；②匀速上升阶段，物体A的机械能变大，因为动能不变，势能增加，机械能变大，故②错误；③匀速下降阶段，物体A的动能不变，故③错误；④无人机匀速上升阶段受力平衡，所以上升阶段对重物的拉力等于它匀速下降阶段对重物的拉力，故④错误；
故选：D。
【点评】本题考查了机械能的概念，力与运动的关系，动能势能间转化，属于基础题。
24．（2024 临安区一模）一颗番茄由静止开始下落，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增加的动能（ ）
A．小于番茄减少的重力势能
B．大于番茄减少的重力势能
C．等于番茄减少的重力势能
D．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
【分析】番茄从开始下落至刚好浸没时，此时番茄仍有较大速度，末状态与初状态相比，番茄的速度增大，其动能增大；番茄的高度减小，重力势能减小；同时溅起许多水珠，则这些水珠的动能和重力势能都增大（即所有溅起的水珠的机械能增大）；不计一切机械能损耗，根据机械能守恒定律即可判断出结果。
【解答】解：番茄从开始下落至刚好浸没时，此时番茄仍有较大速度，末状态与初状态相比，番茄的速度增大，其动能增大；番茄的高度减小，重力势能减小；同时溅起许多水珠，则这些水珠的动能和重力势能都增大（即所有溅起的水珠的机械能增大）；
不计一切机械能损耗，根据机械能守恒定律可知，此过程中番茄减少的势能＝番茄增加的动能+所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和，所以番茄增加的动能小于番茄减少的重力势能，不一定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；
综上分析可知，A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查机械能的概念，动能与势能之间的相互转换以及机械能守恒，只要正确选择研究对象和研究过程，即可得出结果。
25．（2024 宁波自主招生）针对如图三种现象，①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D；②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能在上下来回转动；③丙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在0点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点。其中不能成立的是（ ）
A．①②③ B．①② C．②③ D．③
【分析】在只有动能和势能进行转化时，机械能的总量是守恒的，据此结合图中的实验现象进行分析。
【解答】解：①甲图中无摩擦，机械能是守恒的，因此，小球从A点经B、C能滑到D；故正确；
②乙图中无摩擦，将细绳绕轴转到A点，放手后，滚摆能在上下来回转动，故正确；
③丙图中，将单摆从A点放手，能摆到B点，若在0点放一小棒，抵住细绳，小球仍只能摆到B点，而不可能上升到更高的C点。故错误。
故选：D。
【点评】了解机械能守恒的条件，会根据实际分析机械能的转化情况，是正确解答的关键。
26．（2024 富阳区一模）如图是高铁车站，车站的路轨建得高些，当车辆以确定的速度到达坡下A点时关闭发动机，在车上坡进站时通过刹车把握车速使其在B点正好停下。则该车从A到B的过程中（ ）
A．动能增加 B．动能减小
C．机械能守恒 D．重力势能减小
【分析】（1）影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；
影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；
（2）高铁在运动的过程中克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能。
【解答】解：ABD、高铁的质量不变，到达坡下A点时关闭发动机，此时有一定的速度，从A到B的过程中速度逐渐减小，则动能逐渐减小；高度增大，重力势能增大，故AD错误，B正确；
C、高铁从A到B的过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以高铁从A到B的过程中机械能不守恒，故C错误。
故选：B。
【点评】本题考查了动能、重力势能影响其大小的因素、机械能守恒条件等知识的理解和应用，难度不大。
27．（2024春 杭州月考）小明在参加运动会体能测试中涉及的科学知识，下列说法中正确的（ ）
A．1分钟跳绳—每次跳绳人克服重力做功的功率约75瓦
B．立定跳远—人蹬地起跳；机械能转化为化学能
C．掷实心球—在最高点B时实心球重力势能不为零，动能为零
D．800m测试—人到达终点后不能马上停下来，是由于受到惯性的作用
【分析】（1）根据G＝mg算出重力，根据G＝mg算出跳一次克服重力做功，根据图像确定次数，根据P＝计算功率。
（2）明确消耗的能量和得到的能量，判断能量的转化情况。
（3）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。
（4）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的一种属性，不是力。
【解答】解：A、中学生的重力约为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，高度6cm＝0.06m，
跳一次克服重力做功：W＝Gh＝500N×0.06m＝30J，一个周期0.4s，1分钟跳＝150次；
平均功率P＝＝＝75W，故A正确。
B、立定跳远时，人蹬地用力起跳，消耗人体能量，由静止变为运动，得到机械能，化学能转化为机械能；故B错误；
C、实心球在B点时，有一定高度，重力势能不为零；处于运动状态，有水平方向的速度，动能不为零；故C错误；
D、达终点后不能马上停下来，是由于人具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用。故D错误。
故选：A。
【点评】本题的综合性较强，包括惯性现象、平衡状态的判断、功的计算和功率、能量的转化等，但难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
28．（2024 江北区一模）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（ ）
A．到达B点时，弹性绳处于原长位置
B．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同
D．人从A点到B点的过程中，人的重力势能和动能都增加
【分析】影响弹性势能的因素是弹性形变的程度，弹性形变程度越大，弹性势能越大；
影响动能的因素有：质量和速度，质量一定时，速度越大，动能越大；
影响重力势能的因素有：质量和高度，质量一定时，高度越高，重力势能越大；
机械能等于动能和势能的总和，如果有摩擦阻力，机械能转化时总量减小。
【解答】解：A、人在B点时速度最快，此时弹力与人的重力相等，此时弹性绳对人还有弹力，则不是绳的原长位置，故A错误；
B、扣环打开前，弹性绳的弹性形变程度最大，弹性势能最大，最高点C弹性绳没有形变，没有弹性势能，故B错误；
C、上下震荡后静止在空中，说明受到了空气阻力，因而整个过程机械能逐渐减小，因而人上升和下降时最大速度不同，故C错误；
D、从A到B的过程中，人的质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，所以机械能增大，故D正确。
故选：D。
【点评】在蹦极的过程中，是重力势能与动能、弹性势能之间的相互转化，掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素是解题的关键。
29．（2023秋 新昌县期末）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中的有关说法错误的是（ ）
A．滚摆从起点到甲的过程中动能增大
B．滚摆从乙到最高点的过程中重力势能增大
C．滚摆在甲和乙处的动能相同
D．整个过程中滚摆机械能不守恒
【分析】（1）滚摆下降时将重力势能转化为动能，上升时将动能转化为重力势能。据此分析滚摆从起点到甲的过程中动能变化；
（2）根据重力势能的影响因素分析滚摆从乙到最高点的过程中重力势能变化；
（3）根据图中滚摆起点位置和滚摆上升的最高位置分析滚摆这个过程中机械能的变化，根据重力势能的影响因素分析甲、乙位置滚摆重力势能的大小关系，根据机械能等于重力势能加动能分析甲、乙两位置滚摆动能的大小关系。
【解答】解：A、滚摆从起点到甲的过程中将重力势能转化为动能，重力势能减少，动能增大，故A正确；
B、滚摆从乙到最高点的过程中，质量不变，高度变大，则重力势能增大，故B正确；
CD、由图可知，滚摆在起点时的高度大于上升到最高点时的高度，说明整个过程中滚摆机械能不断减少；滚摆在甲和乙处高度相同，则重力势能相同，而机械能等于重力势能加动能，所以滚摆在甲处的动能大于乙处，故C错误、D正确。
故选：C。
【点评】本题考查重力势能的影响因素和机械能的概念，关键是根据图中滚摆的位置分析滚摆运动的过程中机械能的变化。
30．（2023秋 绍兴期末）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，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。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（ ）
A．t1时刻小球的动能最大
B．t2时刻小球的动能最大
C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少
D．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
【分析】根据影响动能、重力势能、弹性势能的大小因素和机械能守恒分析。
【解答】解：
A、由图象可知，t1时刻弹力为0，此时小球刚接触弹簧，在重力作用下小球会继续做加速运动，所以t1时刻小球的动能不是最大，故A错误；
B、由图象可知，t2时刻弹力最大，此时小球压缩弹簧到最低点，此时小球的速度减小为0，动能最小，故B错误；
C、t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述，t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少，故C正确；
D、t2～t3段时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程中小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，故D错误。
故选：C。
【点评】本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析。
31．（2023秋 义乌市校级期末）频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能逐渐增大
B．小球的机械能逐渐减小
C．小球的重力在ab段做功比在cd段多
D．小球的重力在ab段做功比在cd段慢
【分析】（1）影响重力势能大小的因素是质量和高度，质量一定时，根据高度变化判断重力势能变化；
（2）不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒；
（3）根据公式W＝Gh，判断重力做功的大小；
（4）屏闪照片在ab段和cd段间隔时间相同，根据P＝判断功率的大小；
【解答】解：A、小球在下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小；故A错误；
B、小球在整个下落过程中，由于不计空气阻力，机械能没有转化为内能，机械能守恒，所以小球的机械能不变；故B错误；
C、小球的重力G不变，小球在ab段比cd段下落高度小，根据W＝Gh可知，小球的重力在ab段做功比在cd段少；故C错误；
D、小球在ab段和cd段下降所用时间相同，又知在ab段比cd段重力所做的功少，根据P＝可知，重力在ab段做功比在cd段慢；故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查影响重力势能大小的因素、机械能大小的变化、功和功率的大小比较，是一道综合性较强的题目，但难度不大。
32．（2023秋 海曙区校级期末）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受的弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点，运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（ ）
A．从A点到B点过程中运动员加速下落
B．从B点到C点过程中运动员匀速下落
C．t0时刻运动员刚好位于B点
D．运动员重力大小等于F0
【分析】（1）（3）动能和物体的运动速度、质量有关；
（2）根据弹力与重力的关系分析；
（4）运动员最后静止的位置，重力与弹力相等的位置。
【解答】解：A、由题知，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，运动员从A点到B点过程中，由于重力大于弹力，所以人的运动速度增大，向下做加速运动，故A正确；
B、从B点到C点过程中，绳子的长度越来越长，弹性越来越大，弹力大于重力，运动员做减速运动，故B错误；
C、由图乙可知，t0时刻弹力最大，则绳子的弹性形变是最大的，所以运动员应达到了最低点C，此时速度为零，动能最小为零，故C错误；
D、由图乙可知，最后绳的弹力几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时弹力与重力平衡，由图象可知，运动员的重力小于F0，故D错误。
故选：A。
【点评】此题是有关能量的转化及运动和力的关系，能够分析出运动员在运动过程中速度的变化及受力变化是关键。
33．（2024 路桥区一模）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中乙小球下落时将 重力势 能转化为 动 能，两小球在下落过程中重力所做功W甲 ＝ W乙，在A点时两球的速度v甲 ＜ v乙。（以上两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）
【分析】（1）该过程中乙小球下落时将重力势能转化为动能；根据W＝Gh可比较两球重力所做功的大小；
（2）两小球初始状态时，处于同一高度，质量相等，重力势能相等；下摆过程中，不计空气阻力，机械能相等，甲球的重力势能转化为动能和橡皮绳的弹性势能，而乙球的重力势能全部转化为动能，这样，在最低点时，乙球的动能大，从而就能比较两球速度大小。
【解答】解：（1）该过程中乙小球下落时将重力势能转化为动能；由题知，两球的质量相同，则重力相等，
当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W＝Gh可知，该过程中小球重力所做功W甲＝W乙；
（2）由题知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，
下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，这样，在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲＜v乙。
故答案为：重力势；动；＝；＜。
【点评】本题考查了学生对机械能守恒、做功的大小的理解和掌握，掌握机械能守恒定律是解题的关键，有一定的难度。
34．（2024 杭州二模）将甲、乙两物体用细线相连并绕过定滑轮，使两物体距离地面相同高度。如图1所示当由静止自由释放后，甲物体下降，乙物体上升，如图2所示。若不计摩擦，则物体在运动过程中，乙的动能 增大 （选填“增大”、“减小”或“不变”），甲减少的重力势能 大于 乙增大的动能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【分析】根据甲、乙的运动情况判定甲、乙的重力、质量的大小关系；动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关。
【解答】解：当由静止自由释放后，甲物体下降，乙物体上升，这说明甲物体的重力大于乙物体的重力，根据G＝mg可知，甲物体的质量大于乙物体的质量；
物体在运动过程中，乙的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变大，动能变大；
下降过程中，甲的重力势能转化为甲的动能、乙的动能、乙的重力势能，所以甲减少的重力势能大于乙增大的动能。
故答案为：增大；大于。
【点评】本题考查了动能、重力势能的转化，属于基础题。
35．（2024 杭州模拟）如图甲所示，一段粗糙程度相同的水平面和一个光滑的圆弧槽在B点处相连。质量为m的物体从离水平面高h的A点由静止释放，BC长为3m，最后静止于水平面上的C点。如图乙所示，若在水平面上的D点处再连接一个光滑的圆弧槽，且BD长为0.7m，物体从A点由静止释放，第一次到达左侧圆弧槽的E点，之后再下滑直至最终静止。
（1）甲图中，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 mgh （用题中符号表示）。物体从B点到C点的过程中，能量转化的情况是 动能转化为内能，直至动能为零 。
（2）乙图中，最后物体静止于水平面上的位置距B点 0.2 m。
【分析】（1）已知物体的质量和A点到水平面的高度，根据W＝Gh求得物体从A点滑到水平面时，重力做的功；克服摩擦力做功，机械能转化为内能，根据斜面光滑，机械能不减小，据以上分析解答。
（2）结合两次在水平面上克服摩擦力做功相等分析解答。
【解答】解：（1）物体从A点滑到水平面时，重力做的功为：W＝Gh＝mgh；甲图中，物体在BC段运动时，克服阻力做功，将动能转化为内能，直至动能为零；
（2）乙图中，两侧都是光滑的圆弧槽，圆弧槽上运动时，机械能不减小，因而在水面上的运动的距离相等，故先来回运动4×0.7m＝2.8m，然后再从B向左运动3m﹣2.8m＝0.2m，最后物体静止于水平面上的位置距B点0.2m。
故答案为：
（1）mgh；动能转化为内能，直至动能为零；
（2）0.2。
【点评】克服摩擦力做功，机械能转化为内能，根据斜面光滑，机械能不减小，结合两次在水平面上克服摩擦力做功相等分析解答。
36．（2024春 拱墅区校级月考）如图甲轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L。如图乙现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的光滑水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，问：
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的 弹性势能 。（填能量形式）
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，物块P达到最高点时的机械能大小为 mgL 。
【分析】（1）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，对弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律求解弹簧长度为L时的弹性势能。
（2）根据光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，根据弹簧的弹性势能最终转化为重力势能分析。
【解答】解：（1）当弹簧竖直放置且被压缩至长度为L时，弹簧发生弹性形变具有弹性势能；
（2）根据左图，弹簧和物体组成的系统，根据机械能守恒定律可得此时弹簧的弹性势能等于物体减小的重力势能，即Ep＝mgL；
由于光滑水平轨道与光滑半圆轨道，不受摩擦力，机械能守恒，弹簧压缩长度相同，弹性势能相同，弹性势能转化为动能，在上升全部转化为重力势能，因而最终的重力势能还是mgL，即物体达到的高度等于轨道半径L，即图中的C点，此时只具有重力势能，为mgL。
故答案为：（1）弹性势能；（2）mgL。
【点评】解决本题时要抓住弹簧的形变量相等时弹性势能相等这一隐含的条件，正确分析能量是如何转化，分段运用能量守恒定律列式是关键。
四．探究影响势能大小的因素（共6小题）
37．（2024 湖州二模）探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究。将光滑水平面与光滑斜面连接：
①如图将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2厘米，释放后，小球滚上A斜面，记录小球在斜面最高点时高度，重复三次，取平均值记录在下表中。更换B斜面，重复实验。
②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤。
③换用不同弹簧，重复实验①步骤。
实验序号 弹簧 弹簧长度（厘米） 弹簧材料 压缩量（厘米） 小球在斜面A上高度（米） 小球在斜面B上高度（米）
1 甲 20 合金1 2 0.18 0.18
2 甲 20 合金1 3 0.40 0.40
3 乙 20 合金2 2 0.22 0.22
4 丙 30 合金1 2 0.12 0.12
5 丁 30 合金2 2 0.15 0.15
（1）实验中，通过观察 小球在斜面上的高度 判断弹簧弹性势能的大小，用到了科学方法是 转换法 。
（2）比较 1、2 （选填实验序号），说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关。
（3）由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的 长度和材料 有关。
【分析】（1）弹簧弹性势能越大，弹簧对小球做的功就越多，小球在斜面上运动到达的高度就越高；
（2）探究弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小是否有关，应选用同一弹簧，改变其形变量进行实验。
（3）根据控制变量法的思想，结合题意进行分析。
【解答】解：（1）弹簧弹性势能越大，弹簧对小球做的功就越多，小球在斜面上运动到达的高度就越高，所以可以通过观察小球在斜面上的高度，来判断弹簧弹性势能的大小；是转换法的应用；
（2）要探究弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小是否有关，应选用同一弹簧，改变其形变量进行实验，所以应选第1、2组实验数据进行比较；
（3）由第1、4组实验数据可知，弹簧的材料相同，形变量相同，弹簧的长度不同，弹簧的弹性势能不同，说明弹簧的弹性势能大小还与弹簧的长度有关；
由第1、3组和第4、5组实验数据可知，弹簧的弹簧的长度相同，形变量相同，弹簧的材料不同，弹簧的弹性势能不同，说明弹簧的弹性势能大小还与弹簧的材料有关。
故答案为：（1）小球在斜面上的高度；转换法；（2）1、2；（3）长度和材料。
【点评】探究影响物体弹性势能大小因素的实验，应用了控制变量法和转换法，需对这两种实验方法有深刻的理解，题目综合性强，难度适中。
38．（2024 宁波模拟）小宁用图甲的弹簧笔玩游戏，发现弹起的高低不同。小宁认为笔弹起的高度取决于内部弹簧的弹性势能，而弹簧的弹性势能大小与弹簧的弹性形变和弹簧种类有关。为了探究相同弹簧其弹性势能大小与其弹性形变的关系，小宁利用图乙所示的实验装置进行实验。
【不计小球滚动和碰撞的能量损失】
【实验步骤】：①用小球在水平面上压缩弹簧至一定位置；
②释放小球撞击木块，测得木块移动的距离s。
③改变小球在水平面上压缩弹簧的位置，重复实验多次。
（1）将弹簧压缩至不同位置后释放撞击木块，若出现 当弹簧被压缩的越多，木块滑行的距离也就越长 现象，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大。
（2）小宁在其中几次实验中，用小球压缩弹簧释放后撞击木块，发现木块移动到水平桌面末端并掉下桌面，影响实验的观测。在无法增加水平桌面长度的情况下，请你就上述实验提出一个合理化的改进建议： 在水平面上放足够长的毛巾 。
【分析】（1）在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下，当弹簧被压缩的越多，弹性势能越大，小球撞击木块时具有的动能越大，对木块所做的功就越多，所以木块滑行的距离也就越长；
（2）从增大摩擦力缩短木块运动路程角度分析。
【解答】解：（1）当弹簧被压缩的越多，如果小球撞击木块滑行的距离越长，说明小球对木块做的功就越多，小球撞击木块时的动能就越大，弹簧的弹性势能就越大，则可得出结论：相同弹簧弹性形变的程度越大，弹簧弹性势能越大；
（2）可以增加水平桌面的粗糙程度，如在水平面上放足够长的毛巾，增大木块受到的摩擦力，缩短木块运动路程。
故答案为：（1）当弹簧被压缩的越多，木块滑行的距离也就越长；（2）在水平面上放足够长的毛巾。
【点评】本题是探究弹性势能的影响因素，考查了实验的设计和控制变量法、转换法在实验中的应用，非常典型，在学习中要学会举一反三。
39．（2023 江干区校级二模）小金探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示（摩擦力忽略不计）。
（1）将铁球从斜面静止释放后，滚动到水平面压缩弹簧，记录相关数据。铁球重力势能的大小可以用 弹簧被压缩的长度 来反映。
（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处静止释放：弹簧被压组后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），能得出的结论是 质量相同，高度越大，重力势能越大 。
（3）若要利用实验中的斜面和弹簧探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路： 质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度 。
（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，在 D 位置（填“C”或“D”）更适合打通管道安装发电机。
【分析】（1）通过弹簧被压缩的长度显示重力势能的大小；
（2）动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与高度和质量有关，弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；
（3）控制变量法在此实验中的应用，重力势能与物体的质量和被举高度有关，在探究重力势能与其中一个量的关系时，另一个量保持不变，改变要探究的量，再根据转换法进行解答。
（3）根据重力势能与高度有关分析。
【解答】解：（1）铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明铁球的重力势能越小；
（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），说明第二次压缩多，弹性势能大，则重力势能大，可得出的结论是：质量相同，高度越大，重力势能越大；
（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，设计思路为：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度；
（4）发电利用水的重力势能，高度差越大，能够发电越多，因而在较低点D更适合打通管道安装发电机。
故答案为：（1）弹簧被压缩的长度；（2）质量相同，高度越大，重力势能越大；（3）质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。（4）D。
【点评】本题为探究重力势能的影响因素，有关的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握，属于难题。
40．（2024春 拱墅区校级月考）研究性学习小组的同学在探究重力势能大小与哪些因素有关时，做了如图所示的实验，在透明容器中装入足够的细砂，将质量不同的实心铁块举高到距小桌面不同高处由静止释放（h1＜h2），铁块砸到小桌面上后与小桌一起运动，使小桌腿陷入细砂中，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度，通过比较这一深度的大小，可推知铁块重力势能大小与哪些因素有关。
（1）同学们还发现铁块离桌面越高，下落到桌面所用的时间越长。为了研究铁块下落高度与时间的关系，他们在老师的帮助下，测出了铁块由静止开始下落高度h和下落所用时间的平方t2的数据如下表。分析表中的数据可知，h与t2的关系式为h＝ 5t2 。
t2/s2 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.16
h/m 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8
（2）某同学认为如果用一个质量小、下落高度大的重物和另一个质量大、下落高度小的重物实验仍然是可以比较重力势能的大小，你认为他的理由是 该实验是通过观察重物陷入沙子中的深度来反映重物的重力势能大小 。
（3）实验发现铁块容易把桌子撞歪，造成桌腿进入沙子的深度测量不准确，有人提议改用尖头短木桩来完成实验，现研究“重力势能大小与高度的关系”请写出实验操作： 让同一个物体从不同高度由静止开始落下，撞击木桩，观察木桩下陷的深度的大小 。
（4）高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，实验数据表明：一个60克的鸡蛋从4楼抛下来就会让人起肿包；从8楼抛下来就可以让人头皮破损；从18楼甩下来就可以砸碎成年人的头骨：从25楼抛下可使人当场死亡。请你从物理的角度解释： 高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害 。（不计空气阻力）
【分析】（1）根据表中数据，得出下落高度与所需时间之间的关系式；
（2）该实验是通过观察实验小桌陷入沙子中的深度来反映重物的重力势能大小，所以只需比较实验小桌陷入的深度即可比较重力势能的大小；
（3）根据转换法和控制变量法分析；
（4）重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大、位置越高，重力势能越大，分析解答。
【解答】解：（1）根据表中实验数据可知，小球下落高度与所需时间之间的关系为：h＝5t2；
（2）该实验是通过观察实验小桌陷入沙子中的深度来反映重物的重力势能大小，所以只需比较实验小桌陷入的深度即可比较重力势能的大小；
（3）改用尖头短木桩来完成实验时，木桩陷入沙子中的深度越深，则表面重力势能越大，故实验操作为：让同一个物体从不同高度由静止开始落下，撞击木桩，观察木桩下陷的深度的大小；
（4）高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害。
故答案为：（1）5t2；（2）该实验是通过观察重物陷入沙子中的深度来反映重物的重力势能大小；（3）让同一个物体从不同高度由静止开始落下，撞击木桩，观察木桩下陷的深度的大小；（4）高空中的鸡蛋具有很大的重力势能，下落过程中重力势能转化为动能，在落地前鸡蛋具有很大的动能，砸向行人时会造成较大的伤害。
【点评】此题考查学生对于物体重力势能影响因素探究过程的理解和掌握，注意分析实验时控制变量法和转换法的应用。
41．（2023秋 滨江区校级月考）为了探究弹性势能与哪些因素有关，小滨在光滑水平面上设计了如图甲所示的实验装置，将弹簧左端固定，用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由静止开始释放，小球离开弹簧后撞击静止在桌面上的木块。分别测量木块在水平面滑行的距离s0，分析数据得出结论。
（1）本实验探究了弹簧弹性势能大小跟 弹簧压缩长度 的关系。实验中，小滨又发现在水平桌面上运动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：
猜想1：与小球离开桌面的速度有关。
猜想2：与小球质量有关。
猜想3：与小球离地高度有关。
（2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 正确 （填“正确”或“错误”）的。
（3）为探究猜想2，保持离地高度不变，小滨用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小滨的方案存在的问题是 没有控制小球离开桌面的速度相同 。
【分析】（1）根据控制变量法回答；
（2）（3）球离开桌面在水平方向飞行的距离可能与小球离开桌面的速度有、小球质量有关和小球离地高度有关，研究与其中一个因素的关系时，控制另外两个因素不变。
【解答】解：（1）用小球（小球与弹簧不连接）将弹簧压缩不同的长度，由控制变量法，本实验探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧压缩长度的关系。
（2）为了验证猜想1是否正确，即与小球离开桌面的速度有关，要控制其它两个因素相同：小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是正确的。
（3）为探究猜想2，即与小球质量有关，要控制小球离开桌面的速度和与小球离地高度有关相同，小滨用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，因因两球的质量不同，故小球的初速度不同，小滨的方案存在的问题是没有控制小球离开桌面的速度相同。
故答案为：（1）弹簧压缩长度； （2）正确；（3）没有控制小球离开桌面的速度相同。
【点评】本题探究弹性势能与哪些因素有关，主要考查控制变量法的运用。
42．（2023秋 西湖区校级月考）
同学们想研究弹簧弹性势能的大小跟什么因素有关呢？小文猜想：
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关。
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
（1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图所示的实验，此实验是为了验证猜想 ① ，实验中弹性势能的大小是通过 轻木块被小钢球撞击后移动的距离 来体现的。
（2）小文设计了一个实验方案来验证另一个猜想。
a.将小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩2cm，放手后小球弹出，与木块相碰，木块移动的距离为s1。
b.把小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩的程度稍大一些，放手后小球弹出，与木块相碰，观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。再换弹簧B重复上述a、b两个步骤，比较两次实验中s1、s2的大小，得出结论。若s1＜s2，则说明 弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能越大 。
【分析】（1）根据猜想，弹簧的弹性势能可能与弹簧的材料、弹性形变的程度有关，所以在探究过程中要用控制变量法；
（2）探究弹性势能的大小与弹簧的材料是否有关，是通过木块被推移动的距离来比较弹性势能的多少，若被移动的距离相同，则说明弹簧弹性势能的大小与材料无关，若被移动的距离不相同，则说明弹簧弹性势能的大小与材料有关。
【解答】解：（1）把材料不同的弹簧A和B，分别压缩相同的程度释放弹出小钢球，比较轻木块被小钢球撞击后移动的距离，这就是为了验证猜想①，并通过小钢球对轻木块撞击后木块移动的距离反映弹簧的弹性势能大小；实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫转换法；
（2）设计实验探究猜想②：选取同一根弹簧分别压缩不同的程度释放弹出小球，比较木块被小球撞击后移动的距离，若S1＜S2，说明弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能越大。
故答案为：（1）①；轻木块被小钢球撞击后移动的距离；（2）弹簧弹性形变的程度越大，弹性势能越大。
【点评】本题是探究弹性势能的影响因素，考查了实验的设计和控制变量法、转换法在实验中的应用，非常典型。
五．机械能守恒（共18小题）
43．（2024秋 滨江区校级月考）2024年9月11日18时32分，杭州机场迎来首个国产大飞机C919执飞的商业载客航班。C919最大起飞质量可达77t，在其加速上升阶段，不考虑消耗燃油带来的质量变化，对其分析正确的是（ ）
A．机械能守恒 B．动能转化为重力势能
C．重力势能减少 D．机械能增加
【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）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：国产大飞机C919加速上升阶段，不考虑消耗燃油带来的质量变化，则其质量不变，速度和高度都变大，动能和重力势能都变大，所以动能没有转化为重力势能。因为动能和势能统称为机械能，所以其机械能增加。
故选：D。
【点评】本题考查的是动能和重力势能的影响因素、机械能的概念，是基础题。
44．（2024秋 浙江月考）水平桌面上放一物块，物块上方固定一轻质弹簧，将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点，如图甲所示。将小球下压至B点，用轻质细线把物块和小球锁定，如图乙所示。烧断细线解锁后，小球向上弹起、不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中弹簧的弹性势能为零
B．图甲中物块对桌面的压力小于图乙中物块对桌面的压力
C．图乙中小球从B点运动到最高点过程中速度先变大后变小
D．图乙中小球从B点运动到最高点过程中机械能守恒
【分析】（1）弹簧发生弹性形变时会具有弹性势能；
（2）把小球、弹簧和物块看成一个整体，再分析其对桌面压力的大小；
（3）分析小球在不同阶段时，弹簧的弹力和小球重力的关系可判断其速度大小的变化；
（4）小球在运动过程中与弹簧之间有机械能的转化，所以小球自身的机械能不守恒。
【解答】解：A、小球放置在弹簧上，对弹簧产生压力，所以弹簧会发生形变，则弹簧具有弹性势能，故A错误；
B、把小球、弹簧和物块看成一个整体，图甲、乙对桌面的压力相等，都等于物块、弹簧和小球的总重力，故B错误；
C、烧断细线解锁后，小球向上弹起、不计空气阻力，小球开始运动到脱离弹簧的过程中先是弹力大于重力，到达A点时弹力等于重力，然后到脱离弹簧前重力大于弹力，完全脱离弹簧后只受重力作用，所以小球的速度先变大后变小，故C正确；
D、图乙中小球从B点运动到最高点过程中，由于弹力对小球做功，所以小球的机械能不守恒，故D错误。
故选：C。
【点评】本题通过一个特定的装置，考查了对弹性势能的认识，对压力的判断，对受力情况的分析，对机械能守恒的理解等，有一定综合性。
45．（2024 温州模拟）如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能增大，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变
D．动能减少，机械能减少
【分析】分析运动员动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行分析。
考虑空气阻力时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒。
【解答】解：跳水运动员向上运动过程中，运动员的质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
46．（2024秋 杭州月考）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。图甲为蹦床运动简化示意图，O点是小滨由静止开始自由落下的起始位置，C点是小滨到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上，整个过程忽略空气阻力）则下列说法不正确的是（ ）
A．从O点下落到A点的过程中，小滨的机械能不变
B．小滨整个过程中动能增大的时间段为0～t2，t3～t4
C．从A点下落到C点的过程中，蹦床的弹性势能增大
D．在t3时刻时小滨所受的重力和蹦床对他的弹力相等
【分析】（1）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。
（2）忽略空气阻力做功时，机械能不变。
（3）静止的物体如果不受力或受平衡力时，总保持静止状态。
【解答】解：A、从O点下落到A点的过程中，由于忽略空气阻力，小滨的重力势能全部转化为动能，机械能不变，故A正确；
B、根据图像小滨整个过程中速度增大的时间段为0～t2，t3～t4，动能的影响因素是质量与速度，所以动能增大的时间段为0～t2，t3～t4，故B正确；
C、从A点下落到C点的过程中，蹦床的形变量增大，所以弹性势能增大，故C正确；
D、根据图像在t3时刻小滨开始向上运动，所以蹦床对他的弹力大于重力，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查机械能的转化，力与运动的关系，是一道综合题。
47．（2024秋 拱墅区校级月考）如图所示，小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球A的（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能不变，重力势能变小，机械能变小
C．动能变大，重力势能变小，机械能不变
D．动能变大，重力势能变小，机械能变小
【分析】（1）影响重力势能大小的因素有：质量和高度；质量越大，高度越高，则重力势能越大；
影响动能大小的因素有：质量和速度；质量越大，速度越快，则动能越大。
（2）如果忽略摩擦阻力，则动能和势能相互转化时，物体的机械能是守恒的；若存在摩擦阻力，一部分机械能会转化为内能，机械能减小。
【解答】解：
小球A沿着粗糙的曲面加速向下滚动的过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，同时速度变大，则动能变大。
由于小球A在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分机械能会转化为内能，故机械能变小。
故选：D。
【点评】本题考查动能和势能的大小变化，注意：物体在粗糙的表面上运动时，其机械能不守恒。
48．（2024 鄞州区校级模拟）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，损失的机械能较多，弹起的高度变低较多，同理分析水泥地的能的变化。
【解答】解：从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小。故A正确，BCD错误；
故选：A。
【点评】本题考查机械能的转化，属于基础题。
49．（2024 杭州模拟）如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水的机械能不变
B．水的机械能变小
C．水的重力势能增大，动能减小
D．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
【分析】（1）动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式；
（2）有能量转化时，必定会有一种形式的能量减少，另一种形式的能量增加；
（3）要明白消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程，能在具体情景中分析能量形式的转化。
【解答】解：ABC、上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，水的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，由于水会克服阻力做功，使得一部分机械能转化为内能，所以水的机械能减小，故AC错误、B正确；
D、水轮机带动发电机发电时，水的机械能转化为电能，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了机械能的变化、能量的转化，属于基础题型。
50．（2023秋 鄞州区期末）2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．发射前，飞船重力势能为零
B．火箭加速上升过程中，燃料化学能全部转化成重力势能
C．火箭加速上升过程中，飞船动能增大
D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒
【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。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。
（2）飞船在升空过程中，由于需要克服空气的阻力做功，由此可知，机械能会转化为内能。
【解答】解：A、发射前，飞船有一定的高度，重力势能不为零，故A错误；
B、火箭加速上升过程中，利用内能做功，燃料化学能转化内能，内能转化为火箭的动能和重力势能，没有全部转化为重力势能，故B错误；
C、火箭加速上升过程中，飞船质量不变，速度增大，动能增大，故C正确；
D、在整个发射过程中，火箭动能和重力势能都在增大，机械能不守恒，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查的是我们对于能量转化现象的分析能力以及对能量守恒的理解，难度不大。
51．（2024 江干区校级三模）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（ ）
A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．a→c，弹簧的弹性势能全部转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大
D．在c状态时小金的机械能达到最大
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
物体由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。
（3）人上升到最高点时对其进行受力分析，得出结论。
【解答】解：AD、a→b的过程中，弹簧的弹性势能不断转化为小金的机械能，故小金的机械能不断增加；b→c的过程中，小金需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故机械能不断减小；故在c状态时小金的机械能不是最大。
开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小金做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大，（此时动能动能最大）；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小金做减速运动；而b→c的过程中，小金在重力作用下做减速运动；
所以，a→c的过程中，小金先加速后减速，在b状态时速度并不是最大，此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段，故在b时动能不是最大。故AD错误。
B、a﹣b的过程，弹性势能转化为小金的动能和重力势能，故B错误。
C、a是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在a状态时弹簧的弹性势能最大，故C正确。
故选：C。
【点评】此题考查了动能、重力势能和弹性势能的相互转化，以及机械能守恒是一道综合题，难点在于对小金在整个过程中的受力分析及其运动状态的判断。
52．（2024 嘉善县一模）我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（ ）
A．进入大气层前，返回舱机械能减小
B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能
C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能
D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
【分析】（1）不计空气和摩擦阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒；考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。
（2）动能和势能统称为机械能。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。
【解答】解：A、进入大气层前，返回器不受任何阻力，所以机械能守恒，故A错误；
B、进入大气层时，返回舱需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，故B正确；
C、跳出大气层时，返回舱的质量不变，速度变小，高度变大，则其动能减少，重力势能增多，所以部分动能转化为势能，故C正确；
D、动能和势能统称为机械能。第二次进入大气层时，返回舱的机械能小于第一次，而重力势能相等，所以第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小，故D正确。
故选：A。
【点评】此题借助于“嫦娥五号”返回器“打水漂”这一社会热点问题，考查机械能守恒、能量转化等相关知识，难度中等，属于中考热点题型，值得关注！
53．（2024 温州模拟）小衢在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球在b点时的机械能最大
B．皮球在a、c两点时动能相等
C．皮球由a到b时，动能逐渐增大
D．皮球由c到d时，机械能一直减小
【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）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，即质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）动能和势能统称为机械能。
【解答】解：A、由图可知，篮球弹起的高度逐渐减小，这说明篮球在空中运动时受到了空气阻力，与地面碰撞时受到摩擦力，使得一部分机械能损失了，所以，篮球在a点（出手时的位置）的机械能最大，故A错误；
B、篮球在a、c两点时，高度相同，重力势能相同；由于运动过程中存在机械能损失，所以，篮球在a处的机械能大于在c处的机械能，则篮球在a处的动能大于在c处的动能，故B错误；
C、篮球由a到b时，其质量不变，速度减小，则动能逐渐减小，故C错误；
D、篮球在c到d的过程中，会克服空气阻力做功，机械能减小，故D正确。
故选：D。
【点评】在不计能量损失时，机械能是守恒的；但在真实的情况下，由于地面附近有空气的阻力或地面的摩擦力，故一般机械能是不守恒的。
54．（2024 滨江区二模）跳台滑雪是一项深受许多人喜爱的体育运动。如图是跳台滑雪区和某运动员的运动轨迹简化示意图，运动员从A点出发，最终在E点停下。下列说法正确的是（ ）
A．运动员的滑雪板长而宽，可以减小运动员落地时对雪地的压力
B．从A到B的过程中，运动员的动能变大，惯性大小也变大
C．从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
D．若忽略空气阻力，C点到D点（着陆前）过程中，运动员和滑雪板的总机械能守恒
【分析】（1）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力；
（2）动能与质量和速度有关，物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，与速度无关；
（3）根据能的转化分析；
（4）机械能转化时，不受阻力，机械能守恒。
【解答】解：A、运动员的滑雪板长而宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对雪地的压强，故A错误；
B、从A到B的过程中，运动员加速下滑，动能变大，惯性与质量有关，与速度无关，因而大小不变，故B错误；
C．从B点到C点的过程中，高度升高，重力势能变大，而速度减小，故动能转化为重力势能，故C错误；
D．若忽略空气阻力，C点到D点（着陆前）过程中，机械能转化且不受阻力，运动员和滑雪板的总机械能守恒，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查机械能的转化、惯性、减小压强的方法等，属于中档题。
55．（2024 镇海区模拟）2024年4月20日，乒乓球世界杯已经决出四强，林高远迎战张本智和。下列说法正确的是（ ）
A．林高远的鞋底凹凸不平，有利于增大摩擦力
B．林高远扣球时，球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力
C．乒乓球离开球拍后仍能继续前进，是由于受到了惯性力的作用
D．乒乓球在水平桌面继续滚动的过程中，摩擦力和机械能均保持不变
【分析】（1）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
（2）力的作用是相互的，两个相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上；
（3）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，惯性不是力；
（4）动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大，动能和势能统称为机械能；
【解答】解：A、林高远的鞋底凹凸不平，是增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A正确；
B、林高远扣球时，球拍对乒乓球的力与乒乓球对球拍的力是一对相互作用力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，故B错误；
C、乒乓球离开球拍后还能继续前进，是由于乒乓球具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故C错误；
D、足球在水平草地上滚动过程中速度减小，质量不变，因而动能减小，而高度不变，重力势能不变，动能与势能的总和是机械能，机械能减小，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查增大摩擦的方法，力的相互性、惯性以及机械能的有关知识，是一道综合题。
56．（2024 江北区校级一模）如图所示，一个重力为10N的物块，以20m/s的速度冲上了高为5m、长为10m的光滑斜面，到达斜面顶端时，物块的速度恰好减小为0。对此过程，以下分析正确的是（ ）
A．物块将静止在斜面顶端
B．物块上升过程中机械能不断减小
C．物块克服重力做功50J
D．物块克服重力做功的功率为200W
【分析】A、由题知，斜面光滑，物块不受摩擦力，物块到达斜面顶端后又下滑，不会静止在斜面顶端；
B、利用机械能守恒定律判断；
C、利用W＝Gh求物块克服重力做功；
D、假设物块匀速运动，利用速度公式求所用时间，利用P＝求物块克服重力做功的功率；实际物块做减速运动，所用时间更长，其功率更小。据此分析判断。
【解答】解：A、由题知，斜面光滑，物块不受摩擦力，物块到达斜面顶端后在重力作用下又下滑，不会静止在斜面顶端，故A错；
B、斜面光滑，物块不受摩擦力，机械能守恒，故B错；
C、物块克服重力做功：W＝Gh＝10N×5m＝50J，故C正确；
D、假设物块匀速运动，所用时间t＝＝＝0.5s，物块克服重力做功的功率P＝＝＝100W；由题意可知，物块实际做减速运动，所用时间更长，其功率更小，小于100W，故D错。
故选：C。
【点评】本题考查了速度公式、功的公式、功率公式的应用，难点在D选项判断，因缺少条件无法计算，需要通过定性分析。
57．（2023秋 路桥区期末）小柯将铁球用绳子悬挂起来，把其拉到自己鼻子附近由静止释放，如图所示。铁球来回摆动，且摆动幅度逐渐减小。下列说法正确的是（ ）
A．铁球摆动到最高点时受力平衡
B．铁球摆动过程中机械能守恒
C．铁球从最低点摆动到最高点的过程中，克服重力做功
D．铁球摆回时，可能会碰到小柯鼻子
【分析】（1）根据铁锁的受力情况分析其运动情况。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大；不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒；考虑空气阻力时，机械能不守恒；
（3）做功的必要因素是力和物体在力的方向移动的距离。
【解答】解：A．铁球摆动到最高点时，受到拉力和重力的共同作用，这两个力不是不在同一直线上，不是平衡力，所以受力不平衡，故A错误；
BD．铁锁由最低点摆动到最高点，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大；由于摆动幅度逐渐减小，这说明铁锁在运动过程中受到阻力的作用，一部分机械能转化为内能；机械能不守恒，且铁球摆回时，高度减小，不可能碰到小柯鼻子，故BD错误；
C．铁球从最低点摆动到最高点的过程中，克服重力向上运动，因而克服重力做功，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查机械能的转化与有关因素以及做功的判断，属于中档题。
58．（2023秋 西湖区期末）跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小欣的质量为50kg，每次跳起高度约为6cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳了100次，下列说法正确的是（ ）
A．向上起跳过程中小欣的动能持续增大
B．在整个跳绳过程中小欣的机械能守恒
C．小欣跳一次克服重力做功约3J
D．小欣在这1min内跳绳的功率约为50W
【分析】（1）影响动能的因素是质量和速度，据此分析。
（2）跳绳时由于存在阻力，机械能减小。
（3）根据G＝mg算出重力，根据W＝Gh算出跳一次克服重力做功。
（4）根据P＝算出小欣在这1min内跳绳的功率。
【解答】解：A、向上起跳过程中，小欣的质量不变，速度减小，动能减小，故A错误；
B、人在跳绳的过程中，由于存在阻力，机械能减小，所以机械能不守恒，故B错误；
C、小欣的重力G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，小欣跳一次克服重力做功W＝Gh＝500N×0.06m＝30J，故C错误；
D、小欣在这一分钟内跳绳的功率P＝＝50W，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了影响动能的因素、能量的转化、功和功率公式的应用等知识，是一道综合题，但难度不大。
59．（2023 定海区校级模拟）轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上，另一端固定在竖直的墙上（保持弹簧与水平面平行），当弹簧处于自然状态时，物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静
