第十一章 功和机械能（巩固复习.含解析）-2024-2025学年八年级下册物理人教版（2024）

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功和机械能
一．选择题（共12小题）
1．（2025 内蒙古）如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球在C点和F点的机械能相等
B．小球在C点和F点的动能相等
C．小球从E点到F点的过程中，机械能变小
D．小球在E点的动能不为零
2．（2025 陕西）2024年6月2日，“嫦娥六号”着陆器和上升器的组合体（简称着上组合体）平稳软着陆月背南极。如图，是着上组合体通过调节发动机推力进行落月操作的画面。落月过程大致分为主减速段、悬停段和缓速下降段等几个阶段。下列说法正确的是（　　）
A．在主减速段，着上组合体的机械能不变
B．在悬停段，着上组合体不受力的作用
C．平稳软着陆后，着上组合体的惯性消失
D．着上组合体的四只“大脚”可减小对月球表面的压强
3．（2025 乐山）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中（　　）
A．推力对冰壶做功为270J
B．推力对冰壶做功为324J
C．冰壶克服阻力做功为54J
D．冰壶克服阻力做功为45J
4．（2025 兰州）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是（　　）
A．黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B．S2恒星在运动过程中所受合力为零
C．S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D．S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
5．（2025 凉山州）立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法不正确的是（　　）
A．蹬地起跳时小强对地面有水平向左的摩擦力
B．小强在最高点受非平衡力作用
C．小强能在空中继续运动是受到惯性的作用
D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能
6．（2025 长沙）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快
C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快
7．（2025 南通）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．
8．（2025 常州）初中生小明回家上楼，用30s从一楼走到三楼，他上楼过程的功率大约为（　　）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
9．（2025 北京）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．水的重力势能增大，动能减小
C．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
D．上游水位越高，能够发出的电能越多
10．（2025 资阳）帮厨时，细心的同学会发现当水滴落在滚烫的铁锅上时，假如铁锅的温度略高于水的沸点时，水会发出嘶嘶声并迅速沸腾消失；但当铁锅温度达到近200℃时，水珠会在锅内悬浮滚动，反而可以存在更长时间。这种神奇的现象被称为“莱特弗罗斯特效应”，它是由荷兰植物学家赫尔曼 布尔哈夫在1732年时首次发现的。不过，真正深入研究的人并不是他，而是德国医生约翰 戈特洛布 莱顿弗罗斯特。1756年莱顿弗罗斯特在一把烧得通红的铁勺上滴上一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并持续30秒。近期，有研究人员将半径1mm左右的水珠轻轻放在加热到251℃的光滑硅表面上后，通过高速成像甚至可以观察到水珠的“蹦床”弹跳现象。有关莱特弗罗斯特效应，下列分析中正确的是（　　）
A．水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于高温使得水珠不受重力作用
B．水珠在硅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的机械能不变
C．利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，就可以长时间在炭火上行走
D．温度更高反而令水珠存在更久，是由于水珠底部汽化后使水珠与高温物体不直接接触，有效地进行了隔热
11．（2025 盐城）小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（　　）
A．动能转化为弹性势能
B．弹性势能转化为动能
C．重力势能转化为弹性势能
D．弹性势能转化为重力势能
12．（2025 滨州）2022年2月北京冬奥会，中国代表团收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（　　）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B．他起跳后到达最高点时，机械能最大
C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
二．多选题（共2小题）
（多选）13．（2025 潍坊）弹簧置于光滑管内，下端固定在水平面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计，则先后两次（　　）
A．第一次释放小球时弹簧的弹性势能大
B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能
C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等
D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等
（多选）14．（2025 株洲）某建筑工地上，一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度，整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可知（g＝10N/kg）（　　）
A．两种材料总质量为1.5t
B．两种材料总质量为3t
C．吊到40m高处的材料质量为1t
D．吊到40m高处的材料质量为1.5t
三．填空题（共6小题）
15．（2025 淄博）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 　 　m，牵引力做功的功率是 　 　W，重力做功是 　 　J。
16．（2025 威海）小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能 　 　爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）；在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1　 　f2。（两空均选填“小于”“等于”“大于”）
17．（2025 常州）2024年3月26日，美国“弗朗西斯 斯科特 基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁，如图所示。撞击前，船突发故障失去动力，但并没有立即停下，这是因为 　 　。当船以10.8km/h、合 　 　m/s的速度撞击大桥时，虽然船速较慢，但由于船的 　 　很大导致其 　 　能很大，使得船将大桥撞毁。
18．（2025 绵阳）“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时，按照如图所示姿势，提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg，训练者60s完成一组训练，每组12次动作，每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是 　 　J，完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是 　 　W。（g取10N/kg）
19．（2025 随州）多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型（如图甲），轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下（如图乙），多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。
用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析：
（1）在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化：　 　。
（2）骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况：　 　。
20．（2025 金华）跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一。
（1）北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示，该运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，重力势能大小的变化是 　 　；
（2）跳台采用的人造雪可循环利用，体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，该造雪过程中水发生的主要物态变化是 　 　。
四．作图题（共1小题）
21．（2025 贵州）如图甲所示水平面AB段光滑，B点右侧粗糙，一轻质弹簧左端固定于竖直墙面。用小木块P压缩弹簧至A点由静止释放，木块离开弹簧后，动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示。若换另一相同底面的小木块Q（mQ＞mP）将弹簧同样压缩至A点由静止释放，弹簧形变均在弹性限度内。请在同一坐标系中画出小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随位置变化关系的大致图像。
五．实验探究题（共1小题）
22．（2025 郴州）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 　 　的（选填“相同”或“不同”）。
实验1 将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。
实验2 将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 　 　（选填“短”、“长”或“相等”）。
由上述实验现象，我们可以得出结论：同一物体，　 　，动能越大。
实验3 将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA　 　EB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。当小球从
B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 　 　。
A.沿a轨迹运动
B.沿b轨迹运动
C.沿c轨迹运动
D.保持静止
功和机械能
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．（2025 内蒙古）如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球在C点和F点的机械能相等
B．小球在C点和F点的动能相等
C．小球从E点到F点的过程中，机械能变小
D．小球在E点的动能不为零
【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，弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，机械能为动能、势能的和。
【解答】解：
AB、小球从C点运动到F点的过程，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，机械能有损失，小球在C点的机械能大于在F点的机械能；
由图知C、F两处等高，小球的重力势能相同，所以小球在C点动能大于F点的动能，故A、B错误；
C、小球从E点到F点过程中，不计空气阻力，重力势能转化为动能，机械能守恒，故C错误；
D、小球在E点时，在水平方向有一定的速度，动能不为零，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了动能、重力势能和机械能的大小变化分析，属于基础题目。
2．（2025 陕西）2024年6月2日，“嫦娥六号”着陆器和上升器的组合体（简称着上组合体）平稳软着陆月背南极。如图，是着上组合体通过调节发动机推力进行落月操作的画面。落月过程大致分为主减速段、悬停段和缓速下降段等几个阶段。下列说法正确的是（　　）
A．在主减速段，着上组合体的机械能不变
B．在悬停段，着上组合体不受力的作用
C．平稳软着陆后，着上组合体的惯性消失
D．着上组合体的四只“大脚”可减小对月球表面的压强
【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）当物体不受力或受平衡力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态；
（3）惯性是物体的本身属性，只与物体质量有关；
（4）压强与压力与受力面积有关，压力越小，受力面积越大，压强越小。
【解答】解：A、在空中减速下落时，速度减小，所以动能减小，高度降低，所以重力势能减小，机械能包括动能与势能，动能与势能都减小，所以机械能减小，故A错误；
B、在悬停段，组合体受到重力和向上的升力，因受力平衡而保持静止状态，故B错误；
C、惯性是物体的本身属性，只与物体质量有关，与运动状态无关，故C错误；
D、压强与压力与受力面积有关，在压力一定时，受力面积越大，压强越小，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查力与运动、压强、机械能等知识，较为综合。
3．（2025 乐山）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中（　　）
A．推力对冰壶做功为270J
B．推力对冰壶做功为324J
C．冰壶克服阻力做功为54J
D．冰壶克服阻力做功为45J
【分析】根据W＝Fs进行计算。
【解答】解：运动员的推力对冰壶做的功为：W＝Fs＝9N×6.0m＝54J；
冰壶克服阻力做功为：W'＝fs'＝1.5N×（6.0m+24.0m+6.0m）＝54J。
故选：C。
【点评】本题考查了功的理解和计算，要求学生知道力对物体做的功等于作用在物体上的力和在力的方向上移动的距离的乘积。
4．（2025 兰州）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是（　　）
A．黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B．S2恒星在运动过程中所受合力为零
C．S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D．S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
【分析】（1）根据恒星运动轨迹分析回答；
（2）根据牛顿第一定律分析回答；
（3）影响动能大小的因素：物体的质量和速度．物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；
影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度．物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大；
机械能是指动能和势能的总和，据此综合分析。
【解答】解：A、由图可知，恒星S2运动轨迹是一个椭圆，黑洞可能位于椭圆轨道内部的Q点，故A错误；
B、若S2恒星在运动过程中所受合力为零，根据牛顿第一定律可知，S2恒星将做匀速直线运动，而S2恒星的运动轨迹是一个椭圆，故B错误；
CD、由图可知，S2恒星沿椭圆轨道绕黑洞运行的过程中机械能守恒，它从远地点向近地点运行的过程中，质量不变而高度降低，它的重力势能减小，由机械能守恒定律可知，它的动能增加，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了机械能的有关知识，有一定的难度。
5．（2025 凉山州）立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法不正确的是（　　）
A．蹬地起跳时小强对地面有水平向左的摩擦力
B．小强在最高点受非平衡力作用
C．小强能在空中继续运动是受到惯性的作用
D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能
【分析】（1）物体间力的作用是相互的，摩擦力与相对运动或相对运动趋势的方向相反。
（2）小强在最高点只受到重力的作用。
（3）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
（4）小强从高处落地，重力势能转化为动能。
【解答】解：A、蹬地起跳时小强对地面有水平向左的摩擦力，故A正确；
B、小强在最高点受重力的作用，受到非平衡力作用，故B正确；
C、小强能在空中继续运动是由于惯性，故C错误；
D、小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能，故D正确。
故选：C。
【点评】本题考查的是摩擦力、重力和惯性的基本概念；知道机械能的转化。
6．（2025 长沙）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快
C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快
【分析】（1）两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到三楼，根据公式W＝Gh比较大人和小孩对砖做功的多少；
（2）根据功率的公式P比较大人和小孩对砖做功的功率大小。
【解答】解：两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到二楼，砖的总重力相同，砖上升的高度相同，根据公式W＝Gh可知，大人和小孩对砖所做的功相同；
运砖时上升的高度相同，小孩用的时间比大人多，大人和小孩对砖所做的功相同，根据公式P可知，大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大，大人对砖做功更快，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了功和功率的大小比较，属于基础题，难度不大。
7．（2025 南通）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。
8．（2025 常州）初中生小明回家上楼，用30s从一楼走到三楼，他上楼过程的功率大约为（　　）
A．1W B．10W C．100W D．1000W
【分析】先估测人的质量和走上三楼的高度；根据质量求出重力，再根据W＝Gh求出他上楼时做的功，由P求出功率。
【解答】解：
一个学生的质量约为50kg，每一层楼的高度为3m，从一楼走到三楼，上升的高度为6m；
从一楼走到三楼做的功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×6m＝3000J，
从一楼走到三楼的时间为30s，则他上楼时的功率：
P100W，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查功率公式的应用，难度不大。
9．（2025 北京）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．水的重力势能增大，动能减小
C．水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
D．上游水位越高，能够发出的电能越多
【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：
AB、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AB错误；
C、水轮机带动发电机发电时，水的机械能转化为电能，故C错误；
D、上游水位越高，水的机械能就越大，转化为的电能就越多，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了机械能的变化、能量的转化，属于基础题型。
10．（2025 资阳）帮厨时，细心的同学会发现当水滴落在滚烫的铁锅上时，假如铁锅的温度略高于水的沸点时，水会发出嘶嘶声并迅速沸腾消失；但当铁锅温度达到近200℃时，水珠会在锅内悬浮滚动，反而可以存在更长时间。这种神奇的现象被称为“莱特弗罗斯特效应”，它是由荷兰植物学家赫尔曼 布尔哈夫在1732年时首次发现的。不过，真正深入研究的人并不是他，而是德国医生约翰 戈特洛布 莱顿弗罗斯特。1756年莱顿弗罗斯特在一把烧得通红的铁勺上滴上一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并持续30秒。近期，有研究人员将半径1mm左右的水珠轻轻放在加热到251℃的光滑硅表面上后，通过高速成像甚至可以观察到水珠的“蹦床”弹跳现象。有关莱特弗罗斯特效应，下列分析中正确的是（　　）
A．水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于高温使得水珠不受重力作用
B．水珠在硅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的机械能不变
C．利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，就可以长时间在炭火上行走
D．温度更高反而令水珠存在更久，是由于水珠底部汽化后使水珠与高温物体不直接接触，有效地进行了隔热
【分析】（1）物体由于受到地球的吸引而受到的力叫重力。
（2）机械能与质量、速度和高度有关。
（3）打湿双脚后，在炭火上停留的时间不能太长。
（4）水蒸气的导热性不好。
【解答】解：A、水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于受到的力是平衡的，故A错误；
B、水珠在硅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的质量变小，机械能变小，故B错误；
C、利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，人只能短时间在炭火上行走，故C错误；
D、温度更高反而令水珠存在更久，是由于水珠底部汽化后使水珠与高温物体不直接接触，有效地进行了隔热，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查的是汽化、重力和机械能的基本概念；知道水蒸气不易传热。
11．（2025 盐城）小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（　　）
A．动能转化为弹性势能
B．弹性势能转化为动能
C．重力势能转化为弹性势能
D．弹性势能转化为重力势能
【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；弹性势能的大小与弹性形变程度有关。
【解答】解：“魔罐”被推出后向前滚动的过程中，速度变小，动能转化为橡皮筋弹性势能，
魔罐开始向回滚动，橡皮筋弹性势能转化为动能，
“魔罐”滚动的过程中，“魔罐”的质量不变，高度不变，重力势能不变，故A正确。
故选：A。
【点评】本题考查魔罐的机械能的转化，包含了动能和弹性势能的转化，应细化整个过程的分析。
12．（2025 滨州）2022年2月北京冬奥会，中国代表团收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（　　）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B．他起跳后到达最高点时，机械能最大
C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
【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、高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能是动能和势能的总和；物体克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能；
（2）功率是表示物体做功快慢的物理量，根据PGv分析重力做功的快慢。
【解答】解：
A、他从起跳到最高点的过程中，他的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能逐渐转化成重力势能，故A正确；
B、他起跳后到达最高点时，由于存在空气阻力，克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在最高点时的机械能不是最大，故B错误；
C、他从空中下落过程中，速度越来越大，重力不变，根据PGv可知，重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故C错误；
D、他从起跳到落地的整个过程中，克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能是不守恒的，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了动能和重力势能的转化、机械能的守恒、功率计算公式的应用，难度不大。
二．多选题（共2小题）
（多选）13．（2025 潍坊）弹簧置于光滑管内，下端固定在水平面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计，则先后两次（　　）
A．第一次释放小球时弹簧的弹性势能大
B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能
C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等
D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等
【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）不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
【解答】解：A.按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，直到运动到最高点的过程中，空气阻力忽略不计，弹簧的弹性势能转化成小球的动能，再转化成小球的重力势能，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，由图可知，a高于b，则第一次小球到达最高点时的重力势能较大，由机械能守恒可知，第一次释放小球时弹簧的弹性势能大，故A正确；
B.小球由c到b过程，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误；
C.小球上升过程，经过c点时，高度相等，质量相等，小球的重力势能相等，故C正确；
D.第一次释放小球时弹簧的弹性势能大，由机械能守恒可知，第一次释放小球后，上升经过c点时的机械能较大，故D错误。
故选：AC。
【点评】此题考查动能和弹性势能的相互转化、比较重力势能的大小等，知道动能和势能的影响因素、机械能守恒条件是关键。
（多选）14．（2025 株洲）某建筑工地上，一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度，整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可知（g＝10N/kg）（　　）
A．两种材料总质量为1.5t
B．两种材料总质量为3t
C．吊到40m高处的材料质量为1t
D．吊到40m高处的材料质量为1.5t
【分析】由图读出起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度的过程中克服物体的重力做的功，根据W＝Gh求出两种材料的总重力以及吊到40m高处的材料的重力，再根据G＝mg求出两种材料总质量和吊到40m高处的材料质量。
【解答】解：AB、由图可知，起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至10m高处时，提升材料所做的功为：W1＝300kJ＝3×105J，
由W＝Gh得，两种材料的总重力为：
G总3×104N，
由G＝mg得，两种材料的总质量为：
m总3×103kg＝3t，故A错误，B正确；
CD、由图可知，起重机将吊到40m高处的材料从10m高处吊送至40m高处时，提升材料所做的功为：W2＝600kJ﹣300kJ＝300kJ＝3×105J，
由W＝Gh得，吊到40m高处的材料的总重力为：
G1×104N，
由G＝mg得，吊到40m高处的材料质量为：
m1×103kg＝1t，故C正确，D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查了功的计算公式、重力的计算公式的应用，有一定的难度，掌握计算公式、认真分析图即可正确解题。
三．填空题（共6小题）
15．（2025 淄博）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 　3500　m，牵引力做功的功率是 　6.3×107　W，重力做功是 　0　J。
【分析】（1）根据s＝vt得到汽车通过的路程；
（2）汽车匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力，由P＝Fv得到牵引力的功率；
（3）做功的两个要素为：一是作用在物体上的力，二是物体沿力的方向上移动的距离。
【解答】解：（1）已知汽车的速度为v＝1260km/h＝350m/s，
10s内汽车通过的路程为：s＝vt＝350m/s×10s＝3500m；
（2）汽车在做匀速运动，处于平衡状态，根据二力平衡可知，牵引力等于阻力，即F牵＝f＝1.8×105N，
牵引力做功的功率：
PF牵v＝1.8×105N×350m/s＝6.3×107W；
（3）重力的方向始终是竖直向下的，汽车在竖直方向没有移动距离，因此重力不做功，为0J。
故答案为：3500；6.3×107；0。
【点评】本题考查速度的计算和功率的计算，属于综合题。
16．（2025 威海）小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能 　小于　爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）；在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1　小于　f2。（两空均选填“小于”“等于”“大于”）
【分析】（1）动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；
（2）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，接触面的粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大。
【解答】解：（1）下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦，小明和爸爸平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，当两人都刚滑到水平面时，速度相同，小明的质量比爸爸小，所以小明的动能小于爸爸的动能；
（2）在水平减速带滑行时，接触面的粗糙程度相同，小明的质量比爸爸小，对地面的压力小，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力f1小于f2。
故答案为：小于；小于。
【点评】本题考查了影响动能大小的因素、滑动摩擦力大小的影响因素，属于基础题。
17．（2025 常州）2024年3月26日，美国“弗朗西斯 斯科特 基”大桥被“达利”号集装箱船撞毁，如图所示。撞击前，船突发故障失去动力，但并没有立即停下，这是因为 　船具有惯性　。当船以10.8km/h、合 　3　m/s的速度撞击大桥时，虽然船速较慢，但由于船的 　质量　很大导致其 　动　能很大，使得船将大桥撞毁。
【分析】（1）惯性是物体保持原来运动状态不变的性质；
（2）1m/s＝3.6km/h；
（3）动能与物体的质量和速度有关。
【解答】解：（1）撞击前，船突发故障失去动力，但并没有立即停下，这是因为船具有惯性，会继续向前运动；
（2）因为1m/s＝3.6km/h，所以10.8km/h＝3m/s；
（3）虽然船速较慢，但由于船的质量很大导致其动能很大，使得船将大桥撞毁。
故答案为：船具有惯性；3；质量；动。
【点评】本题考查了惯性、速度单位的换算、动能的影响因素，属于综合题。
18．（2025 绵阳）“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时，按照如图所示姿势，提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg，训练者60s完成一组训练，每组12次动作，每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是 　45　J，完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是 　9　W。（g取10N/kg）
【分析】（1）根据W＝Gh＝mgh求出训练者在1次提升哑铃过程中做功；
（2）根据P求出完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率。
【解答】解：训练者在1次提升哑铃过程中做功是：
W＝Gh＝mgh＝15kg×10N/kg×30×10﹣2m＝45J；
训练者60s完成一组训练，每组12次动作，完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是：
P9W。
故答案为：45；9。
【点评】本题考查功和功率的计算，是一道基础题。
19．（2025 随州）多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型（如图甲），轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下（如图乙），多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。
用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析：
（1）在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化：　重心先升高后降低　。
（2）骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况：　动能转化为重力势能再转化为动能，最后转化为内能　。
【分析】（1）重力在物体上的作用点，叫做物体的重心；形状规则、质量分布均匀的物体的重心在物体的几何中心上；
（2）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，物体的动能越大；
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，物体的重力势能越大。
【解答】解：（1）由图乙可知，骨牌的重心在骨牌的几何中心上，在骨牌依次击倒的过程中，当对角线位于竖直位置时，重心最高，所以骨牌的重心先升高后降低；
（2）骨牌倒下时质量不变，重心先升高后降低，所以其重力势能先增大后减小；重力势能减小后会使得骨牌倒下速度增大，其重力势能转化为动能；骨牌与其它骨牌碰撞后，动能又会转化为内能，此时该骨牌的动能为0。
故答案为：重心先升高后降低；动能转化为重力势能再转化为动能，最后转化为内能。
【点评】本题考查重心、重力势能与动能之间的转化，对于判断能量转化的题目，可从影响能量大小的因素来分析能量的变化，找到能量转化的方向。
20．（2025 金华）跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一。
（1）北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示，该运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，重力势能大小的变化是 　变小　；
（2）跳台采用的人造雪可循环利用，体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，该造雪过程中水发生的主要物态变化是 　凝固　。
【分析】（1）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，据此判断；
（2）物质由液态变为固态的过程叫凝固。
【解答】解：（1）运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能变小；
（2）造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，是液态变为固态，所以该造雪过程中水发生的物态变化是凝固。
故答案为：变小；凝固。
【点评】本题通过跳台滑雪中的场景，考查了对重力势能影响因素和对物态变化的理解与应用，属基础题，难度不大。
四．作图题（共1小题）
21．（2025 贵州）如图甲所示水平面AB段光滑，B点右侧粗糙，一轻质弹簧左端固定于竖直墙面。用小木块P压缩弹簧至A点由静止释放，木块离开弹簧后，动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示。若换另一相同底面的小木块Q（mQ＞mP）将弹簧同样压缩至A点由静止释放，弹簧形变均在弹性限度内。请在同一坐标系中画出小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随位置变化关系的大致图像。
【分析】动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；
弹性势能大小跟弹性形变程度有关，弹性形变越大，弹性势能越大；
小木块在滑行过程中需要克服摩擦做功，而滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，据此分析回答。
【解答】解：将弹簧同样压缩至A点由静止释放，由于弹簧形变程度相同，弹性势能转化为动能大小相同，即小木块Q和小木块P具有相同的动能，由于水平面AB段光滑，动能不变，故在AB段小木块Q和小木块P动能随位置变化关系的图像相同；
由于水平面B点右侧粗糙，小木块在滑行过程中需要克服摩擦做功，而滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，因小木块具有相同底面，且mQ＞mP，所以小木块Q受到的摩擦力大于小木块P，由于两木块具有的动能相同，对外做的功应该相同，根据W＝fs可知，过了B点后，小木块Q在水平面滑行的距离应该小于小木块P，故小木块Q从离开弹簧至静止的过程中，动能随位置变化关系的大致图像如下图所示：
。
故答案为：见解答图。
【点评】此题考查力与图象的结合，关键是采取分割思想，将木块以B点为分界线将运动过程分成两段，对木块分别进行受力分析。
五．实验探究题（共1小题）
22．（2025 郴州）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 　不同　的（选填“相同”或“不同”）。
实验1 将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。
实验2 将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离 　短　（选填“短”、“长”或“相等”）。
由上述实验现象，我们可以得出结论：同一物体，　速度越大　，动能越大。
实验3 将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA　＝　EB（选填“＞”、“＝”或“＜”）。当小球从
B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将 　A　。
A.沿a轨迹运动
B.沿b轨迹运动
C.沿c轨迹运动
D.保持静止
【分析】动能的决定因素有两个：质量和速度，要利用控制变量法去研究，小球到达水平面时的速度由小球滚下的高度决定；
实验中通过观察木块被小球推动距离大小判断小球的动能大小的，利用了转换法，根据实验现象得出结论；
轨道光滑的，实验过程不存在能的损耗，物体所受的外力全部消失，物体将做匀速直线运动一直运动下去。
【解答】解：由甲、乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是不同的，
小球滚下的高度越高，小球到达水平面的速度越大；
观察到木块在实验2被撞出的距离比实验1的距离短，从实验结果可得物体质量相同时，速度越大，动能越大；
将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，实验过程不存在能的损耗，则EA＝EB；
当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将做匀速直线运动，故选A。
故答案为：不同；短；速度越大；＝；A。
【点评】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。从图中现象发现质量、速度的不同是此题的关键
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