浙教版科学九上第三章 第8节 能量的转化与守恒同步练习（优生加练）

浙教版科学九上第三章 第8节 能量的转化与守恒同步练习（优生加练）
一、单选题
1．将一物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受空气阻力大小与速度大小成正比，设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，物体的机械能E与物体距离地面高度h的关系，如下图所示中描述正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将电能转化为光能
B．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
C．照明灯是将内能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
3．如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气
B．小叶轮的转动是内能转化为机械能
C．小叶轮的转动是机械能转化为内能
D．内燃机中的压缩冲程与此相同
4．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（　　）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
5．（2020九上·杭州月考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的 O 点，自由伸长到 B 点，小科用该装置进行了两次实验：第一次将一小物体 m 靠在弹簧旁，但不固定，并把弹簧压缩到A 点，然后释放，小物体能运动到 C 点静止，测量 AC 长度为 L；第二次将物体 m 系在弹簧上，也在 A 点由静止释放，直到最后静止，小物体通过的总路程为 S．若物体与水平地面间的滑动摩擦力大小不变，试判断下列说法中正确的是（　　）
A．第一次，物体从A 到B 动能越来越大，从 B 到C 动能越来越小
B．第二次物体静止后，弹簧可能存在弹性势能
C．第二次物体运动的总距离 S 一定等于 L
D．第二次物体一定停在B 点
6．（2019九上·浙江期中）如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列叙述中正确的是（　　）
A．小球所受弹簧的弹力始终比重力大
B．小球的速度一直在减小
C．小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力
D．小球的机械能在不断减少
7．（2019九上·秀洲期末）如图，铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中，下列分析不正确的是（　　）
A．铜环在下落过程中部分机械能转化为电能
B．铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C．铜环在下落过程中铜环的重力是做功的
D．铜环在下落过程中的机械能是守恒的
8．（2016九下·温州竞赛）如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（　　）
A．h B．1.5h C．2h D．2.5h
9．如图所示，是国产歼-15舰载机正在“辽宁号“ 航母上进行阻拦着舰时的情景：战机呼啸着舰，机尾挂钩精准钩住阻拦索，在阻拦索的拉力帮助下，使战机在航母的飞行甲板上短距离滑行便停下来．根据对舰载机着舰过程的介绍可判断，舰载机在滑行过程中（　　）
A．受平衡力的作用
B．其机械能逐渐减小
C．使“辽宁号”航母的内能减小
D．使“辽宁号”航母的机械能减小
二、填空题
10．（2019九上·余杭月考）如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点．小幅度向左或向右改变小球位置，小球仍能静止．现较大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放．
（1）小球向右运动过程中速度最大点出现在　 　（选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“都有可能”）;
（2）小球第一次向右经过O点至到达最右端B的过程中能量转化情况为　 　;
（3）小球最终静止的位置是　 　（选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“可能是O点，也可能偏左或是偏右”）．
11．如图，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若甲乙斜面光滑，则拉力F甲　 　F乙．将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲　 　v乙．（选填“>”、“<”或“=”）
12．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是　 　．图中　 　是汽油机的工作原理图．
13．一台水泵每秒钟内可把76.5kg水扬高10m，带动水泵的电动机的输入功率为12kW，电动机的效率是85%，g=10N/kg，则水泵的效率是　 　。
14．众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱．这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气．管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能　 　（选填“增大”、“减小”），
你认为这种不用电的冰箱　 　（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。
15．（2019九下·温州竞赛）电动汽车、平板电脑和智能手机等都大量使用锂电池：
（1）锂电池充电时将电能转化为　 　能。
（2）锂电池内部会对电流产生阻碍作用，称为电源的内阻。锂电池接入电路时简化为下图模型如图甲所示。锂电池的内阻r随温度的变化如图乙所示。与夏季相比，在冬季使用时一开始输出电流会变小，请结合甲、乙两图加以解释　 　。
16．（2016九下·温州竞赛）小灯泡(点光源)发出的光沿半径向外传播，在单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的光能叫做光强．有同学设计并进行了如图1所示的实验：将一个“6伏，8.0瓦”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光强传感器，以测定与光源间距为d时相应的光强值I，测得多组数据；将数据标在I-1/d2坐标图2上，得到一根过原点的直线．如图3，L1、L2为两盏额定电功率为200瓦照明用的路灯，其发光效率与光能的传播规律同上述实验．L1，L2安装在离地面高5米处，P为路灯连线中点的正下方路面上的一点，为使照射到P点的光强不小于0.013瓦/米-2，则相邻两盏路灯之间的最远距离为　 　．(已知S球表面积=4πR2，R为球半径；参考数据：sin35.52°=0.581，sin39.42°=0.635，sin19.33°=0.331)
17．如图所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的　 　能增加，再转化为汽车的　 　能，使汽车前进。
三、解答题
18．（2019·宁波模拟）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲。在 AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3 AC，如图乙。回答下列问题：
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放并说明理由。
19．（2017七上·台州期中）我们所学的科学教科书的前言中提到了“科学家伽俐略被教堂顶上吊灯来回摆动所吸引， 他观察到灯摆动时，每来回摆动一次所需的时间几乎相等。于是他将手指按在手腕上，利用脉搏跳动来测定灯来回摆动所需时间，经过多次反复测试，终于证明了‘他自己的设想’是正确的，从而得出了一个一般性的结论，后来人们利用该结论发明了摆钟。”那么吊灯往返摆动的时间长短与哪些因素有关呢？小明和小刚分别提出了下列猜想。小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。于是他们按如图所示进行实验，在一根细绳一端拴一个小球，另一端固定于支架
上，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表：
实验序号 摆长(厘米) 摆动幅度(厘米) 小球往返摆动20次所需时间(秒) 小球往返摆动一次所需时间(秒)
1 100 5 40 2.0
2 100 8 40 2.0
3 80 5 30 1.5
根据上述资料和实验数据，请你一起来回答下列问题：
（1）文中画线处提到“他自己的设想”指的是　 　。
（2）除了小明和小刚的猜想外，请你自己对此也另提一个合理的猜想　 　。
（3）要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有　 　和　 　。
（4）实验中，他们俩不是直接测量记录来回摆动一次所需的时间，而先测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了　 　。
（5）从表中数据得出　 　(填“小刚”或“小明”)的猜想正确。
（6）摆钟是利用本实验的结论制成的。若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调　 　
(填“长”或“短”)些。
20．（2017九上·乐清月考）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲。在 AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3 AC，如图乙。回答下列问题：如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
21．以汽油为燃料的助动车，由于燃烧不充分和对环境造成污染等原因．已逐步被电动自行车取代（如图）．下表是泰州飞龙电动自行车整车技术性能的一些数据．
最高车速 6m/s
一次充电以最高车速行驶时的持续里程 50km
一次充电贮存的能量 1.8×106J
蓄电池电压 36V
骑行最大噪声 ≤62dB
（1）请你写出电瓶车在下列使用过程中的能量转化：
电瓶放电：　 　；电瓶车刹车的过程中：　 　。
（2）电瓶车与摩托车相比，电瓶车有什么优点？（至少写两点）
（3）以这种品牌的电瓶车为例，如果蓄电池贮存的能量全部用于车辆行驶，当车以6m/s 的速度在水平路面上匀速行驶时，电瓶车的功率是多大？
（4）这种电动车以最高车速行驶时，电路中的电流是多少安？
22．（2020九上·椒江期中）阅读短文，回答问题
电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW·h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%，g取10N/kg：
空车质量 1360kg
轮胎与地面总接触面积 400cm2
蓄电池最大容量 68kW·h
最高车速 120km/h
最大功率 90kW
最大续航里程 180km
为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法∶在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内。
（1）在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？
（2）如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，Ry的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图丁是Ry的阻值与车速关系的图像。图戊是车速从0加速到100km/h过程中，Ry消耗的电功率随电流变化的图像，则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值为多少欧姆？当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为多少伏？
23．（2020九上·浙江期末）某汽车在平直路面上以72km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了4.8kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示(汽油热值近似取q=5×107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧)。
（1）图示时刻，四冲程汽油机处于　 　冲程；
（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力f；
（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？
24．（2020九上·江干期末）氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池的工作原理如图所示：
（1）氢燃料电池在放电时将　 　能转化为　 　 能；
（2）已知某氢燃料电池车的电动机的输出功率为40kW，以72km/h的速度在水平道路上匀速行驶。求此时汽车与地面之间的摩擦力；
（3）在上一问的基础上，若汽车匀速行驶了180km，该燃料电池车能量转化的效率为60%，求需要消耗的氢气的质量(氢气的热值为1.5×108J/kg)。
25．（2018九上·天台月考）如图为天台某十字路口可移动的太阳能红绿灯。这种太阳能红绿灯的主要技术参数见下表。白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上，蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作。
光电转换效率η 有效受光面积S 工作电压U 每个信号灯规格U、P 使用条件T
30% 0.5㎡ 24V 24V、30W -30℃～70℃
（1）在晴朗的白天，太阳能电池板工作时将太阳能转化为　 　能。
（2）设一天有效受光时间为8小时，每平方米的面积上太阳辐射的功率P0=1×103瓦，则这种太阳能红绿灯电池板一天获得的太阳能是多少焦耳？
（3）这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组，每组又由红、黄、绿三灯组成，共有12个信号灯。它正常工作时，干路电流是多大？
（4）太阳能红绿灯电池板一天获得的电能，可供它连续正常工作几小时？
26．（2018·杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V= r3。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为 r 的雨滴重力为　 　。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度　 　小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程　 　。
（3）假设半径为 r 的雨滴在近地面下落 h 高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
27．随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整。
（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种　 　（填“可再生”或“不可再生”）能源．利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点（写出一条）：　 　。
（3）若每吨填埋垃圾可产生沼气150m3，集中收集后可发电250kW h，已知沼气的主要成分是甲烷，其热值为2.0×107J/m3，则沼气发电的效率为多少？
四、综合说理题
28．（2020九上·苍南期中）图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙
0-t 1 表示人手拿撑杆助跑时段，t 1 -t 2 表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t 2 -t 3 表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t 3 -t 4 表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段。（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像，并对图像各段的变化情况做出解释。
29．如图所示是某研究小组精心设计的一种机械，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处，继续向下流动，从而永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去？请说明原因。
30．（2020·温州）英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
31．（2018九上·天台期中）如图所示为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连，运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，最终到达最低点C。请分析下落过程中运动员的动能、重力势能和绳弹性势能的变化，并请从力的角度分析整个下落过程中运动员速度的变化。（忽略空气阻力）
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒，由于物体受空气阻力的作用，所以物体的机械能要减小，减小的机械能等于克服阻力做的功．【解答】由于物体受空气阻力的作用，所以物体的机械能要减小，减小的机械能等于克服阻力做的功。设阻力的大小为f，则物体的机械能为E=E0-fh，如果阻力大小恒定，那么上升过程中机械能的减小图像为一条倾斜的直线，但是实际速度逐渐减小，那么空气阻力f也逐渐减小，因此机械能减小的程度在变慢，所以图像为一条略向上弯曲的曲线；
在返回的过程中，如果阻力大小恒定，机械能还是均匀减小的，那么图像是一条倾斜的直线，而实际情况是速度增大，阻力增大，那么机械能减小的速度在变大，因此图像为一条略向下倾斜的直线。
当返回地面时，物体还有动能，所以物体的机械能不会是零，故D正确，而ABC错误。
故选D。
2．【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【解答】A．光电池板工作时是将光能转化为电能，选项A错误；B．小风扇利用风力发电，将风能转化为电能，风能属于机械能，选项B正确；C．照明灯是将电能转化为光能，选项C错误；D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，选项D错误；故选B
【分析】太阳能和风能是具有大量能量的天然资源，科人们正在研发设备应用它们；风力发电将风能转化为电能，太阳能电池将太阳能转化为电能．
3．【答案】B
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】A、冒出的“白气”，是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴，故A错误；
BC、高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，故B正确，C错误；
D、内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误。
故选：B
【分析】物质由气态变为液态的过程叫液化；试管中的水加热，燃料燃烧的化学能转化成水的内能，高温的水蒸气推动叶轮转动，说明内能转化成了叶轮的动能；内燃机中的压缩冲程是把机械能转化为内能，做功冲程是把内能转化为机械能。
4．【答案】C
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】A、子弹射穿木板时，由于克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以它的动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B在电水壶的使用过程中，消耗电能消耗电能产生热量，断电后不能放出热量，水不能吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，到达斜面底端时由于具有动能，所以会继续冲上右斜面，故C正确；
D机械表工作将表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。
故选C
【分析】能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．能量的转化和转移具有方向性。
5．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）当合力与运动方向相同时，物体作加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力方向与运动方向相反时，物体作减速运动；
（2）根据二力平衡的知识分析即可；
（3）根据能量转化的知识和二力平衡的知识判断；
（4）根据（3）中的分析判断。
【解答】第一次，物体从A到B弹力越来越小而摩擦力大小不变，肯定有一个时刻弹力和摩擦力相等，即此时合力为零，因此物体从A到B先加速后减速，所以动能先增大后减小。到B点时弹力为0，从B到C点物体只受摩擦力，合力向左，与运动方向相反，因此速度不断减小，所以动能越来越小，故A错误；
第二次物体静止后，可能弹力和摩擦力相互平衡，即弹簧可能发生形变，所以弹簧可能存在弹性势能，故B正确；
第二次，如果弹性势能全部转化为内能（即克服摩擦力做功），且摩擦力恒定，那么物体可以停在B点，那么S=L；如果弹性势能没有全部转化成内能（即还有一点弹性势能），那么物体可以停在B点左侧或者右侧，靠摩擦力和弹力平衡就可以静止，摩擦力恒定，所以S＜L，故C、D错误。
故选B。
6．【答案】D
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）在开始的一段时间内，弹簧的形变程度小，弹力小于重力；随着弹力的增大，还有经历弹力等于重力和大于重力两个阶段；
（2）当合力的方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
（3）根据小球的运动过程分析；
（4）小球运动要克服摩擦，使机械能转化为内能。【解答】A.小球接触弹簧后开始一段时间内，弹力小于重力，故A错误；
B.当弹簧的弹力小于小球的重力时，合力向下，与运动方向一致，因此小球做加速运动；当弹力等于小球的种类时，合力为0，小球不再加速，故B错误；
C.当小球受到的弹力大于重力时，合力向上，与运动方向相反，因此小球做减速运动；当小球达到最低点时，弹簧的形变最大，小球受到的弹力最大，此时弹力大于重力，故C错误；
D.小球在下降过程中，由于摩擦力，有一部分机械能会变成内能，故机械能是始终减小的，故D正确。
故选D。
7．【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】铜质金属环从上方由静止开始下落时，到达S极过程中：穿过铜环的磁通量先增加后减小；从S极下落到磁铁中点的过程中：穿过铜环的磁能量增加；从中点落到地面的过程中：穿过铜环的磁通量减小。
【解答】ABD、铜环在下落的过程中，穿过铜环的磁通量一直在变化，也就是有感应电流产生，也产生了一部分电热，总能量等于电热加铜环的机械能，机械能不守恒，故AB正确，但不符合题意，D错误，但符合题意；
C、铜环在下落的过程中，在重力的作用下通过一定的距离，重力做功，故C正确，但不符合题意；
故选D。
8．【答案】B
【知识点】能量的转化与守恒定律；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】首先根据ab系统的机械能守恒，可以求得a球上升h时的速度的大小；，b球落地，a球的机械能守恒，从而可以求得a球上升的高度的大小．
【解答】设a球到达高度h时两球的速度v，根据机械能守恒：
；
解得： ，
此时绳子恰好放松，a球开始做初速为的竖直上抛运动，
同样根据机械能守恒：；
解得：H=1.5h。
故选B。
9．【答案】B
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）平衡状态包括：静止状态和匀速直线运动状态，处于平衡状态的物体不受力或者受平衡力的作用。
（2）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；动能和势能统称为机械能，且机械能和内能之间可以相互转化。
（3）克服摩擦做功使物体内能增加，温度升高。
【解答】A、舰载机着舰滑行过程中，由于惯性向前运动，水平方向上受到阻拦索的向后拉力和航母甲板向后的摩擦阻力，受非平衡力作用，故A错误；
B、舰载机在阻拦索的向后拉力和航母甲板向后的摩擦阻力作用下，速度逐渐变小而停止，动能减小、重力势能不变，其机械能逐渐减小，故B正确；
C、舰载机着舰滑行过程中，克服摩擦做功，使航母内能增大，故C错误；
D、舰载机着陆后，使航母的质量增大，所以航母的机械能增大，故D错误。
故答案为：B
10．【答案】（1）O点左侧
（2）动能转化为内能和弹性势能
（3）可能是O点，也可能偏左或是偏右
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）同一直线上二力的合成，当合力的方向与运动方向一致时，物体做加速运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
（2）弹性势能与形变大小程度有关，动能与物体的速度大小有关，注意克服摩擦产生内能；
（3）根据弹性势能是否正好过O点时全部转化为内能，确定弹簧是否发生形变，进而得到小球静止的位置。【解答】（1）小球向右运动过程中，始终受水平向左的摩擦力。开始一段时间内，向右的弹力大于向左的摩擦力，小球做加速运动；随着弹簧的形变量逐渐减小，那么弹力逐渐减小。当向右的弹力等于向左的摩擦力时，此时小球停止加速过程，即这时小球的速度达到最大，此时弹簧仍处于压缩状态，故速度最大点出现在O点左侧。
（2）小球从O点向右运动到最右端过程中，弹簧的形变量逐渐增大，那么弹簧的弹性势能增大；该过程中，小球要克服摩擦力做功，内能增大，因此这个过程中小球的动能转化为内能和弹性势能；
（3）若弹性势能全部转化内能，那么当小球静止时，它不再具有弹性势能，即弹簧最终处于原长），则小球将停在O点；
若弹性势能没有全部转化内能，那么小球通过O点时还有剩余的弹性势能，即弹簧发生形变，因此小球将停在O点的左侧或右侧。
因此小球最终静止的位置：可能是O点，也可能偏左或是偏右。
11．【答案】<；=
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【解答】（1）使用光滑的斜面提升物体时，所用拉力做的功等于克服重力做的功，即Fs=Gh，由于甲斜面长度较大，所以拉力较小，即F甲＜F乙；（2）同一物体在高度相同的光滑斜面上滑下，重力势能全部转化为动能，即木块到达底端的动能相同；又因为是同一物体，质量相同，所以速度相同，即v甲=v乙．
【分析】（1）斜面是一种省力机械，沿斜面将物体由底端拉到顶端的过程中，克服物重的拉力与斜面的长度有关：斜面越长越省力；（2）同一物体从同一高度沿不同的光滑斜面下滑，到达斜面底端的过程中，把重力势能全部转化为动能，根据动能的影响因素可判断速度关系．
12．【答案】内能转化为机械能；甲
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【解答】蒸汽机和汽油机都属于热机，热机是将内能转化为机械能的机器；由图甲可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与汽油机的工作过程相似，反映了汽油机的工作原理；在图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，带动叶轮转动，和汽油机的工作原理不同．
【分析】将内能转化为机械能的机器叫热机，蒸汽机和汽油机都属于热机，分析图中装置的工作过程及能量转化过程即可回答．
13．【答案】75%
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】水的重力G=mg=76.5kg×10N/kg=765N，
克服水的重力所做的有用功：
W有=Gh=765N×10m=7650J，
由 得，
电动机的输出功率为P出=P入η=1.2×104W×85%=1.02×104W，
由 得，
电动机每秒输出的总功为W总=P出t=1.02×104W×1s=1.02×104J，
水泵的效率 。
故答案为：75%
【分析】首先分析此题水泵工作的各个流程；电流输入电动机做功，电动机将85%功输出给水泵，水泵利用这些功（总功）再将水送到高处，做有用功；水泵的效率就是有用功和总功的比值；然后利用相关的公式进行运算；就得到答案。
14．【答案】减小；遵守
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】冰箱在工作时，被冷却的液体的温度降低，故其内能减小；对于能量的转化和守恒定律是自然界普遍的规律，任何一种能量转化都遵守能量守恒定律，故这种不用电的冰箱也是遵守能量的守恒定律的。
故答案为：减小；遵守
【分析】内能是物体内部所有分子热运动的分子动能和分子势能的总和，衡量内能大小的变化主要看其温度是否发生了变化；能量在转化和转移的过程中，始终是守恒的，这是自然界中普遍存在的规律。
15．【答案】（1）化学
（2）冬季气温较低，电池电阻较大，电压不变时，电路中的电流较小
【知识点】欧姆定律及其应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）电源放电时，化学能转化为电能；充电时，电能转化为化学能；
（2）根据电阻的串联、温度对电阻的影响以及欧姆定律分析解答。
【解答】（1）锂电池充电时将电能转化为化学能；
（2）由图甲可知，电池的内阻相当于在电路中串联了一个电阻，形成串联电路；根据图乙可知，温度越高阻值越小，由欧姆定律可知，冬季气温较低，电池电阻较大，电压不变时，电路中的电流变小。
故答案为：（1）化学；（2）冬季气温较低，电池电阻较大，电压不变时，电路中的电流较小。
16．【答案】14.0m
【知识点】功率；能量利用效率
【解析】【分析】（1）由图象找出某一光强与所对应的 值，然后求出半径为d的球面上的光的能量，然后求出灯泡将电能转化为光能的效率；
（2）根据光强与距离的关系，写出P点处光照强度的表达式，然后根据题目对P点光强的要求列方程，然后由数学知识求出两灯间的距离。
【解答】（1）由图象可知，为1.5×102m-2处，即d2= m2处的光强为I=5W/m2，
则在以d为半径的球面上在时间t=1s内的光能E=4πd2It=4π×m2×5W/m2×1s≈0.42J，
在1s内灯泡消耗的电能W=Pt=8W×1s=8J，
小灯泡将电能转化为光能的效率；
（2）设一盏路灯的电功率为P0，地面P点跟路灯的连线与地面的夹角为θ，
则地面P点处垂直光的传播方向上的光强为I=K′×，
两盏完全相同的灯同时照射，地面的实际光强为；
由题意知：P点的光强不小于0.013W/m2，
当光强为：0.013W/m2时，=0.013W/m2；
把P0=200W，h=5m代入上式，解得：sinθ=0.581，θ=35.52°，
两灯之间的最大距离为：L=2×。
17．【答案】内；机械
【知识点】能量利用效率；能源的种类
【解析】【解答】燃料燃烧将化学能转化为内能，释放的内能用来加热水，使水温升高，内能增加；水蒸气通过对外做功，再将水蒸气的内能转化为汽车的机械能，推动汽车前进。
故答案为：内；机械
【分析】蒸汽汽车原理：燃料燃烧放出热量，被水吸收，水的内能增加，水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从容器口喷出，给空气一个力，由于物体间力的作用是相互的，因此蒸汽汽车向后喷气，气体会给蒸汽汽车一个向前的动力。
18．【答案】（1）解：从释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为AB=3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升的高度
（2）解：小球在乙斜面上升高度为2h，即，因为AC段上消耗的机械能与第一次相同，即消耗 高度的机械能，所以原来小球在甲斜面上的释放高度是： 。
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）首先根据能量转化的原理，根据甲图判断小球的机械能与平面长度的对应关系；然后根据AB=3AC判断乙图中小球在水平面上损失的机械能，进而求出小球剩余的机械能；当小球爬到最高点时，小球剩余的机械能会全部转化为重力势能，将其与开始时的高度对比得出结果；
（2）根据能量守恒定律可知，小球在甲斜面上的机械能=在乙斜面上的机械能+损耗的机械能，将（1）中得到的结果代入即可。
19．【答案】（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的
（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关
（3）刻度尺；秒表
（4）减小测量误差
（5）小明
（6）短
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）根据题中信息和已知的结论来确定“他自己的设想”是什么；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以可以猜想与质量的关系；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量；（4）科学测量中存在误差，可用多次测量取平均值的方法来减小测量误差；（5）由表格记录的数据可以确定小明与小刚的猜想是否正确；（6）利用实验得到的结论，可以改变摆长调节摆钟。
【解答】（1）摆在往返摆动时，摆动一次所需的时间只与摆长有关。题中说终于证明了‘他自己的设想’是正确的，说明了他的猜想是：吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以提出的合理猜想是：吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量。所以要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有刻度尺和秒表；（4）测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了减小测量误差；（5）由实验1与2可验证小刚的猜想是错误的，由实验1与3可验证小明的猜想是正确；（6）从实验数据可知，小球往返摆动一次所需的时间长短与摆绳的长短有关，绳子越长摆动一次所需时间越长，绳子越短摆动一次所需时间越短。所以若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调短。
故答案为：（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）刻度尺；秒表（4）减小测量误差；（5）小明；（6）短
20．【答案】释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损耗的机械能。因为AB＝3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升高度h=
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】相同的小球处在相同的高度，它两次具有的机械能是相同的。甲图中，当小球从释放点到B点静止时，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损耗的机械能。因为AB＝3AC，所以，即在AC上损耗的机械能是AB上的，那么乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少，故上升高度。
21．【答案】（1）化学能转化为电能；机械能转化为内能；
（2）没有尾气排放，无污染，清洁环保|噪声小，可以减少噪声污染|经济
（3）16W
（4）6A
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】（1）电瓶放电：化学能转化为电能；电瓶车刹车过程中：机械能转化为内能；（2）电动自行车的优点：没有尾气排放，无污染，清洁环保；噪声小，可以减少噪声污染，经济等；（3）由 得，
行驶的时间 ，
电瓶车的功率 ，
答：电瓶车的功率是216W。（4）由P=IU得，
电路中的电流 ，
答：电路中的电流为6A。
【分析】电动自行车的动力是靠电瓶来提供的；电动自行车充电的过程是将电能转化为化学能的过程；电动自行车行驶过程是电瓶放电的过程，将化学能转化为电能，再将电能转化为电动自行车运动时的机械能；
电动自行车相对于内燃机来说，减少了尾气排放，以及噪声的污染；
已知一次充电以最高车速行驶时的持续里程和最高车速，根据 求出时间，然后再根据一次充电贮存的能量，利用 即可求出电瓶车的功率；
已知功率和蓄电池的电压，根据公式P=UI的变形公式可求电路电流的大小。
22．【答案】（1）解：在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力与摩擦力相同，牵引力做功为
期间，蓄电池消耗的电能为
则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为
（2）解：根据图戊Ry消耗的电功率随电流变化的图像可知，Ry消耗功率为2W时，电源电压为
当Ry消耗功率为2.7W时，电源电压为
联立可得
可得
电源电压为
根据图丁，车的速度越小则Ry阻值越小，根据电阻的串联和欧姆定律，电流越大，故当电流为0.6A时对应的速度为0，此时图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值为
当车速达到最大100km/h时，电流最小为0.2A，此时Ry的阻值为
由于Ry的阻值随车速的变化而线性变化，故当车速达到75km/h时，满足
即此时Ry接入的阻值为
则此时Ry两端电压，即电压表的示数为
【知识点】欧姆定律及其应用；功的计算公式的应用；能量利用效率
【解析】【分析】（1）首先根据 计算出电车受到的摩擦力，再根据二力平衡的知识F=f计算出电车受到的牵引力，再根据公式W1=Fs计算出电车做的机械能，利用蓄电池充满时的电能与剩余电能之差计算出消耗的电能W2，最后根据计算转换效率。
（2）①根据图戊可知，当Ry消耗功率为2W时，电流为0.2A；当电功率为2.7W时，电流为0.3A。根据串联电路电压规律U=U1+U2、电功率的公式和欧姆定律U=IR得到： ，将上面两组数据代入列出方程组，分别计算出电源电压和R的阻值；
②根据图丁可知，车的速度越小则Ry阻值越小，根据电阻的串联和欧姆定律，电流越大，故当电流为0.6A时对应的速度最小为0，根据 计算出图丁中图像与纵坐标交点处的数值即可。
③利用②中的方法计算出车速最大为100km/h时，最小电流为0.2A时对应的Ry的电阻值R'’。因为图像为一条倾斜的直线，那么对应电阻的变化量与车速成正比，即： ，将车速v=75km/h代入公式计算得到此时Ry的阻值。
④在串联电路中，电压与电阻成正比，即： ，据此代入数值计算出此时电压表的示数即可。
23．【答案】（1）排气
（2）Q放=mq汽油=4.8kg×5×107J/kg=2.4×108J
W有=ηW总=30%×2.4×108J=7.2×107J
s=vt=72km/h×1h=72km=72000m
∵汽车匀速直线行驶∴F=f
f=F= =1000N
（3）Q’= 2.4×108J×40%=9.6×107J
W’=9.6×107J×15%=1.44×107J
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率；燃料的热值；热机
【解析】【分析】（1）根据图片可知，排气门打开，进气门关闭，因此汽油机处于排气冲程；
（2）首先根据Q放=mq汽油计算出汽油燃烧放出的热量，然后根据W有=ηW总计算汽油机做的有用功，接下来根据s=vt计算汽车行驶的路程，最后根据f=F=计算汽车受到的阻力。
（3）首先用汽油完全燃烧放出的热量×40%得到通过热电转换装置的热量Q'，然后再乘以15%计算出转化成的电能W'。
24．【答案】（1）化学；电
（2）电动机产生的牵引力；
当汽车匀速直线行驶时，它受的摩擦力与牵引力相互平衡；
那么汽车与地面的摩擦力f=F=2000N；
（3）汽车做的功W=Fs=2000N×（1.8×105m）=3.6×108J；
氢气放出的热量；
消耗氢气的质量：。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；能量的相互转化和转移；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）首先根据计算出电动机产生的牵引力F，然后根据二力平衡的知识计算出汽车受到的摩擦力；
（3）首先根据W=Fs计算出汽车做的功，然后根据计算出氢气放出的热量，最后根据计算氢气的质量即可。
【解答】（1）氢燃料电池在放电时将化学能转化为电能；
25．【答案】（1）电
（2）P总=0.5米2×1000瓦/米2=500瓦
一天获得的太阳能：W总=P总t=500瓦×8×3600秒=1.44×107焦
（3）太阳能红绿灯正常工作时的总功率：P=4P1=4×30瓦=120瓦
由P=UI得，正常工作时，干路电流：I=P/U=120瓦/24伏=5安
（4）一天太阳能转化为电能：W电=W总η=1.44×107焦×30%=4.32×106焦
t=W电/P=4.32×106焦/120瓦=36000秒=10小时
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据太阳能的特点和太阳能电池板、蓄电池的工作原理回答；
（2）首先求出有效受光面积是获得太阳能地功率，再计算一天获得的太阳能；
（3）求出太阳能红绿灯正常工作时的总功率，利用电功率公式的变形公式计算正常工作时的干路电流；
（4）利用公式W电=W总η求出一天中太阳能转化成的电能，再利用电功公式的变形公式计算红绿灯的工作时间。
【解答】（1）太阳能电池板给红绿灯供电,是太阳能转化成电能;多余的电能给蓄电池充电是电能转化成化学能 ;
（2）太阳能电池板的功率P总=0.5米2×1000W/m2=500W,
一天获得的太阳能：W总=P总t=500W×8×3600s=1.44×107J,
（3） 太阳能红绿灯正常工作时的总功率：P总'=4P=4×30W=120W，
正常工作时，干路电流：;
（4）太阳能电池板一天将太阳能转化为电能：W电=W总η=1.44×107J×30%=4.32×106J，
红绿灯能工作时间：。
故答案为：（1）电 ; （2）1.44×107J；（3）5A；（4）10h。
26．【答案】（1） r3
（2）大于；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝kSv2＝k r2v2，G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝ kSv2＝k r2v2， G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm ，
∴mgh＝ cm ，
∴ .
故答案为： ；
【知识点】重力的大小；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力，叫做重力。重力的大小可用G=mg。能量即不能产生也不能消失，能量转换是指从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体。
【解答】(1) 雨滴的体积为 V＝ r3，由 得雨滴的质量m＝ V＝ r3 ，雨滴重力G＝mg＝ r3 ；故答案为： r3 ；
27．【答案】（1）内能；机械能
（2）可再生；节约能源（或环保或减少污染）
（3）30%
【知识点】能量的相互转化和转移；能量利用效率；能源的种类；环保与节能措施
【解析】【解答】（1）燃料燃烧时把化学能转化为内能，内能对汽轮机做功又转化为机械能，机械能通过发电机转化为电能．（2）沼气是一种可再生能源．利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比可以节约能源，减少污染，还比较环保；（3）沼气燃烧放出的热量：
产生的电能：
沼气发电的效率：
故答案：（1）内能；机械能 （2）可再生；节约能源（或环保或减少污染）（3）30%
【分析】热机工作时靠燃料燃烧的化学能转化为内能，又通过机器做功，把内能转化为机械能，然后带动发电机发电，使机械能转化为电能；
垃圾填埋后产生的沼气是一种可再生能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比可以节约能源；
利用热机效率公式 可求出沼气发电的效率。
28．【答案】0-t1人手拿撑杆助跑时段，动能增加，机械能增大
t1-t2机械能转化为撑杆弹性势能，所以机械能减小
t2-t3撑杆形变最大时释放弹性势能转化为人的机械能，
故人的机械能增加
t3-t4撑杆离手后，由于不计一切摩擦，机械能守恒，保持不变
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+弹性势能；弹性势能大小与弹性形变的程度有关，结合能量转化的知识分析整个跳高过程中机械能的变化即可。
【解答】0-t1时，人手拿撑杆助跑时段，动能增加，机械能增大；
t1-t2时，机械能转化为撑杆弹性势能，所以机械能减小；
t2-t3时，撑杆形变最大时释放弹性势能转化为人的机械能，故人的机械能增；加
t3-t4时，撑杆离手后，由于不计一切摩擦，机械能守恒，保持不变，那么作图如下：
29．【答案】此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不能一直工作下去。
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】摩擦会将机械能转化为内能，从而使物体的机械能减少，从这个角度分析下面的水能否被全部抽到上面即可。
【解答】此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不能一直工作下去。
30．【答案】酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
【知识点】液化及液化现象；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据乙图描述的四个环节，注意分析每个环节中活塞的运行方向，里面气体的存在状态以及能量的转化，从而对热气机的工作过程进行描述。
【解答】 酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
31．【答案】下落过程中运动员的动能先增大后减小，重力势能不断减小，绳的弹性势能不断增大。
从力的角度分析整个下落过程中运动员速度的变化：
③ 只受重力作用，速度增大②G>F，力方向与运动方向一致，速度增大。
③G=F, 速度达到最大④G【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）重力势能的大小与质量和高度有关，据此分析重力势能的大小变化，然后根据能量转化判断动能的变化；弹性势能的大小与绳子的形变程度有关，据此分析绳子的弹性势能的变化，再根据能量转化分析运动员动能的变化；
（2）当物体受到的合力方向与运动方向一致时，物体做加速运动；当合力为0时，物体加速停止；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动。
【解答】（1）从开始下落，运动员的高度减小，那么它的重力势能减小，因此它的动能增大；当绳子开始伸长时，弹性势能增大，而运动员的动能减小；
（2）①从开始下落到B点时，运动员只受重力作用，此时合力方向与运动方向一致，速度不断增大；
②从B点开始，绳子伸长，向上的弹力不断增大，那么合力不断减小，但是合力方向依然向下，这段时间内运动员的速度仍在增大；
③当绳子的弹力等于重力时，合力为0，此时加速停止，运动员的速度达到最大；
④此后，绳子的弹力继续增大，这段时间内合力向上，与运动方向相反，运动员做加速运动，直到速度为0。
1 / 1浙教版科学九上第三章 第8节 能量的转化与守恒同步练习（优生加练）
一、单选题
1．将一物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受空气阻力大小与速度大小成正比，设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，物体的机械能E与物体距离地面高度h的关系，如下图所示中描述正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】只有重力对物体做功时，物体的机械能守恒，由于物体受空气阻力的作用，所以物体的机械能要减小，减小的机械能等于克服阻力做的功．【解答】由于物体受空气阻力的作用，所以物体的机械能要减小，减小的机械能等于克服阻力做的功。设阻力的大小为f，则物体的机械能为E=E0-fh，如果阻力大小恒定，那么上升过程中机械能的减小图像为一条倾斜的直线，但是实际速度逐渐减小，那么空气阻力f也逐渐减小，因此机械能减小的程度在变慢，所以图像为一条略向上弯曲的曲线；
在返回的过程中，如果阻力大小恒定，机械能还是均匀减小的，那么图像是一条倾斜的直线，而实际情况是速度增大，阻力增大，那么机械能减小的速度在变大，因此图像为一条略向下倾斜的直线。
当返回地面时，物体还有动能，所以物体的机械能不会是零，故D正确，而ABC错误。
故选D。
2．如图是某地使用的“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．下列解释合理的是（　　）
A．光电池板是将电能转化为光能
B．小风扇利用风力发电，将机械能转化为电能
C．照明灯是将内能转化为电能
D．蓄电池夜晚放电，将电能转化为化学能
【答案】B
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【解答】A．光电池板工作时是将光能转化为电能，选项A错误；B．小风扇利用风力发电，将风能转化为电能，风能属于机械能，选项B正确；C．照明灯是将电能转化为光能，选项C错误；D．蓄电池夜晚放电，将化学能转化为电能，选项D错误；故选B
【分析】太阳能和风能是具有大量能量的天然资源，科人们正在研发设备应用它们；风力发电将风能转化为电能，太阳能电池将太阳能转化为电能．
3．如图所示试管中装有水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮，加热试管使水沸腾后，小叶轮转动，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃管口冒出的“白气”是汽化成的水蒸气
B．小叶轮的转动是内能转化为机械能
C．小叶轮的转动是机械能转化为内能
D．内燃机中的压缩冲程与此相同
【答案】B
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】A、冒出的“白气”，是水蒸气上升遇冷液化形成的小水滴，故A错误；
BC、高温的水蒸气可以驱动叶轮转动，水蒸气自身的温度会降低，内能会减少，转化成了叶轮的机械能，故B正确，C错误；
D、内燃机的压缩冲程是压缩空气做功，将机械能转为内能，故D错误。
故选：B
【分析】物质由气态变为液态的过程叫液化；试管中的水加热，燃料燃烧的化学能转化成水的内能，高温的水蒸气推动叶轮转动，说明内能转化成了叶轮的动能；内燃机中的压缩冲程是把机械能转化为内能，做功冲程是把内能转化为机械能。
4．根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（　　）
A．出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进
B．电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年
【答案】C
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】A、子弹射穿木板时，由于克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以它的动能减小，它的速度减慢，故A错误；
B在电水壶的使用过程中，消耗电能消耗电能产生热量，断电后不能放出热量，水不能吸收热量，水的沸腾会停止，故B错误；
C两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，到达斜面底端时由于具有动能，所以会继续冲上右斜面，故C正确；
D机械表工作将表内弹簧的弹性势能转化为机械能，几天就会消耗完毕，不会默默地走了几十年，故D错误。
故选C
【分析】能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，这就是能量守恒定律．能量的转化和转移具有方向性。
5．（2020九上·杭州月考）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的 O 点，自由伸长到 B 点，小科用该装置进行了两次实验：第一次将一小物体 m 靠在弹簧旁，但不固定，并把弹簧压缩到A 点，然后释放，小物体能运动到 C 点静止，测量 AC 长度为 L；第二次将物体 m 系在弹簧上，也在 A 点由静止释放，直到最后静止，小物体通过的总路程为 S．若物体与水平地面间的滑动摩擦力大小不变，试判断下列说法中正确的是（　　）
A．第一次，物体从A 到B 动能越来越大，从 B 到C 动能越来越小
B．第二次物体静止后，弹簧可能存在弹性势能
C．第二次物体运动的总距离 S 一定等于 L
D．第二次物体一定停在B 点
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）当合力与运动方向相同时，物体作加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力方向与运动方向相反时，物体作减速运动；
（2）根据二力平衡的知识分析即可；
（3）根据能量转化的知识和二力平衡的知识判断；
（4）根据（3）中的分析判断。
【解答】第一次，物体从A到B弹力越来越小而摩擦力大小不变，肯定有一个时刻弹力和摩擦力相等，即此时合力为零，因此物体从A到B先加速后减速，所以动能先增大后减小。到B点时弹力为0，从B到C点物体只受摩擦力，合力向左，与运动方向相反，因此速度不断减小，所以动能越来越小，故A错误；
第二次物体静止后，可能弹力和摩擦力相互平衡，即弹簧可能发生形变，所以弹簧可能存在弹性势能，故B正确；
第二次，如果弹性势能全部转化为内能（即克服摩擦力做功），且摩擦力恒定，那么物体可以停在B点，那么S=L；如果弹性势能没有全部转化成内能（即还有一点弹性势能），那么物体可以停在B点左侧或者右侧，靠摩擦力和弹力平衡就可以静止，摩擦力恒定，所以S＜L，故C、D错误。
故选B。
6．（2019九上·浙江期中）如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列叙述中正确的是（　　）
A．小球所受弹簧的弹力始终比重力大
B．小球的速度一直在减小
C．小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力
D．小球的机械能在不断减少
【答案】D
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）在开始的一段时间内，弹簧的形变程度小，弹力小于重力；随着弹力的增大，还有经历弹力等于重力和大于重力两个阶段；
（2）当合力的方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
（3）根据小球的运动过程分析；
（4）小球运动要克服摩擦，使机械能转化为内能。【解答】A.小球接触弹簧后开始一段时间内，弹力小于重力，故A错误；
B.当弹簧的弹力小于小球的重力时，合力向下，与运动方向一致，因此小球做加速运动；当弹力等于小球的种类时，合力为0，小球不再加速，故B错误；
C.当小球受到的弹力大于重力时，合力向上，与运动方向相反，因此小球做减速运动；当小球达到最低点时，弹簧的形变最大，小球受到的弹力最大，此时弹力大于重力，故C错误；
D.小球在下降过程中，由于摩擦力，有一部分机械能会变成内能，故机械能是始终减小的，故D正确。
故选D。
7．（2019九上·秀洲期末）如图，铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中，下列分析不正确的是（　　）
A．铜环在下落过程中部分机械能转化为电能
B．铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C．铜环在下落过程中铜环的重力是做功的
D．铜环在下落过程中的机械能是守恒的
【答案】D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】铜质金属环从上方由静止开始下落时，到达S极过程中：穿过铜环的磁通量先增加后减小；从S极下落到磁铁中点的过程中：穿过铜环的磁能量增加；从中点落到地面的过程中：穿过铜环的磁通量减小。
【解答】ABD、铜环在下落的过程中，穿过铜环的磁通量一直在变化，也就是有感应电流产生，也产生了一部分电热，总能量等于电热加铜环的机械能，机械能不守恒，故AB正确，但不符合题意，D错误，但符合题意；
C、铜环在下落的过程中，在重力的作用下通过一定的距离，重力做功，故C正确，但不符合题意；
故选D。
8．（2016九下·温州竞赛）如图，一很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（　　）
A．h B．1.5h C．2h D．2.5h
【答案】B
【知识点】能量的转化与守恒定律；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】首先根据ab系统的机械能守恒，可以求得a球上升h时的速度的大小；，b球落地，a球的机械能守恒，从而可以求得a球上升的高度的大小．
【解答】设a球到达高度h时两球的速度v，根据机械能守恒：
；
解得： ，
此时绳子恰好放松，a球开始做初速为的竖直上抛运动，
同样根据机械能守恒：；
解得：H=1.5h。
故选B。
9．如图所示，是国产歼-15舰载机正在“辽宁号“ 航母上进行阻拦着舰时的情景：战机呼啸着舰，机尾挂钩精准钩住阻拦索，在阻拦索的拉力帮助下，使战机在航母的飞行甲板上短距离滑行便停下来．根据对舰载机着舰过程的介绍可判断，舰载机在滑行过程中（　　）
A．受平衡力的作用
B．其机械能逐渐减小
C．使“辽宁号”航母的内能减小
D．使“辽宁号”航母的机械能减小
【答案】B
【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）平衡状态包括：静止状态和匀速直线运动状态，处于平衡状态的物体不受力或者受平衡力的作用。
（2）动能的大小与物体的质量、速度有关；重力势能的大小与物体的质量、高度有关；动能和势能统称为机械能，且机械能和内能之间可以相互转化。
（3）克服摩擦做功使物体内能增加，温度升高。
【解答】A、舰载机着舰滑行过程中，由于惯性向前运动，水平方向上受到阻拦索的向后拉力和航母甲板向后的摩擦阻力，受非平衡力作用，故A错误；
B、舰载机在阻拦索的向后拉力和航母甲板向后的摩擦阻力作用下，速度逐渐变小而停止，动能减小、重力势能不变，其机械能逐渐减小，故B正确；
C、舰载机着舰滑行过程中，克服摩擦做功，使航母内能增大，故C错误；
D、舰载机着陆后，使航母的质量增大，所以航母的机械能增大，故D错误。
故答案为：B
二、填空题
10．（2019九上·余杭月考）如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点．小幅度向左或向右改变小球位置，小球仍能静止．现较大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放．
（1）小球向右运动过程中速度最大点出现在　 　（选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“都有可能”）;
（2）小球第一次向右经过O点至到达最右端B的过程中能量转化情况为　 　;
（3）小球最终静止的位置是　 　（选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“可能是O点，也可能偏左或是偏右”）．
【答案】（1）O点左侧
（2）动能转化为内能和弹性势能
（3）可能是O点，也可能偏左或是偏右
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）同一直线上二力的合成，当合力的方向与运动方向一致时，物体做加速运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；
（2）弹性势能与形变大小程度有关，动能与物体的速度大小有关，注意克服摩擦产生内能；
（3）根据弹性势能是否正好过O点时全部转化为内能，确定弹簧是否发生形变，进而得到小球静止的位置。【解答】（1）小球向右运动过程中，始终受水平向左的摩擦力。开始一段时间内，向右的弹力大于向左的摩擦力，小球做加速运动；随着弹簧的形变量逐渐减小，那么弹力逐渐减小。当向右的弹力等于向左的摩擦力时，此时小球停止加速过程，即这时小球的速度达到最大，此时弹簧仍处于压缩状态，故速度最大点出现在O点左侧。
（2）小球从O点向右运动到最右端过程中，弹簧的形变量逐渐增大，那么弹簧的弹性势能增大；该过程中，小球要克服摩擦力做功，内能增大，因此这个过程中小球的动能转化为内能和弹性势能；
（3）若弹性势能全部转化内能，那么当小球静止时，它不再具有弹性势能，即弹簧最终处于原长），则小球将停在O点；
若弹性势能没有全部转化内能，那么小球通过O点时还有剩余的弹性势能，即弹簧发生形变，因此小球将停在O点的左侧或右侧。
因此小球最终静止的位置：可能是O点，也可能偏左或是偏右。
11．如图，小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若甲乙斜面光滑，则拉力F甲　 　F乙．将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放，则木块到达斜面底端的速度v甲　 　v乙．（选填“>”、“<”或“=”）
【答案】<；=
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【解答】（1）使用光滑的斜面提升物体时，所用拉力做的功等于克服重力做的功，即Fs=Gh，由于甲斜面长度较大，所以拉力较小，即F甲＜F乙；（2）同一物体在高度相同的光滑斜面上滑下，重力势能全部转化为动能，即木块到达底端的动能相同；又因为是同一物体，质量相同，所以速度相同，即v甲=v乙．
【分析】（1）斜面是一种省力机械，沿斜面将物体由底端拉到顶端的过程中，克服物重的拉力与斜面的长度有关：斜面越长越省力；（2）同一物体从同一高度沿不同的光滑斜面下滑，到达斜面底端的过程中，把重力势能全部转化为动能，根据动能的影响因素可判断速度关系．
12．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是　 　．图中　 　是汽油机的工作原理图．
【答案】内能转化为机械能；甲
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【解答】蒸汽机和汽油机都属于热机，热机是将内能转化为机械能的机器；由图甲可知，燃料燃烧，将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气会对叶轮做功，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能；此过程与汽油机的工作过程相似，反映了汽油机的工作原理；在图乙中，火焰使上方空气温度升高、上升，带动叶轮转动，和汽油机的工作原理不同．
【分析】将内能转化为机械能的机器叫热机，蒸汽机和汽油机都属于热机，分析图中装置的工作过程及能量转化过程即可回答．
13．一台水泵每秒钟内可把76.5kg水扬高10m，带动水泵的电动机的输入功率为12kW，电动机的效率是85%，g=10N/kg，则水泵的效率是　 　。
【答案】75%
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】水的重力G=mg=76.5kg×10N/kg=765N，
克服水的重力所做的有用功：
W有=Gh=765N×10m=7650J，
由 得，
电动机的输出功率为P出=P入η=1.2×104W×85%=1.02×104W，
由 得，
电动机每秒输出的总功为W总=P出t=1.02×104W×1s=1.02×104J，
水泵的效率 。
故答案为：75%
【分析】首先分析此题水泵工作的各个流程；电流输入电动机做功，电动机将85%功输出给水泵，水泵利用这些功（总功）再将水送到高处，做有用功；水泵的效率就是有用功和总功的比值；然后利用相关的公式进行运算；就得到答案。
14．众所周知，爱因斯坦是一位伟大的理论科学家，他曾发明过“环保”不耗电的电冰箱．这种电冰箱内部有一种小型的浸入式致冷器，它能浸在需要冷却的液体中。这种电冰箱根本不需要常规电源，它的运行仅靠水龙头的压力，带动一台射水泵，从而在一个气室内产生真空，水和少量甲醇则在此处化为蒸气．管中甲醇会慢慢用完，但是这种液体不仅价格便宜，而且很容易弄到。这种冰箱在工作时，被冷却的液体内能　 　（选填“增大”、“减小”），
你认为这种不用电的冰箱　 　（选填“遵守”或“不遵守”）能量守恒定律。
【答案】减小；遵守
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】冰箱在工作时，被冷却的液体的温度降低，故其内能减小；对于能量的转化和守恒定律是自然界普遍的规律，任何一种能量转化都遵守能量守恒定律，故这种不用电的冰箱也是遵守能量的守恒定律的。
故答案为：减小；遵守
【分析】内能是物体内部所有分子热运动的分子动能和分子势能的总和，衡量内能大小的变化主要看其温度是否发生了变化；能量在转化和转移的过程中，始终是守恒的，这是自然界中普遍存在的规律。
15．（2019九下·温州竞赛）电动汽车、平板电脑和智能手机等都大量使用锂电池：
（1）锂电池充电时将电能转化为　 　能。
（2）锂电池内部会对电流产生阻碍作用，称为电源的内阻。锂电池接入电路时简化为下图模型如图甲所示。锂电池的内阻r随温度的变化如图乙所示。与夏季相比，在冬季使用时一开始输出电流会变小，请结合甲、乙两图加以解释　 　。
【答案】（1）化学
（2）冬季气温较低，电池电阻较大，电压不变时，电路中的电流较小
【知识点】欧姆定律及其应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）电源放电时，化学能转化为电能；充电时，电能转化为化学能；
（2）根据电阻的串联、温度对电阻的影响以及欧姆定律分析解答。
【解答】（1）锂电池充电时将电能转化为化学能；
（2）由图甲可知，电池的内阻相当于在电路中串联了一个电阻，形成串联电路；根据图乙可知，温度越高阻值越小，由欧姆定律可知，冬季气温较低，电池电阻较大，电压不变时，电路中的电流变小。
故答案为：（1）化学；（2）冬季气温较低，电池电阻较大，电压不变时，电路中的电流较小。
16．（2016九下·温州竞赛）小灯泡(点光源)发出的光沿半径向外传播，在单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的光能叫做光强．有同学设计并进行了如图1所示的实验：将一个“6伏，8.0瓦”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光强传感器，以测定与光源间距为d时相应的光强值I，测得多组数据；将数据标在I-1/d2坐标图2上，得到一根过原点的直线．如图3，L1、L2为两盏额定电功率为200瓦照明用的路灯，其发光效率与光能的传播规律同上述实验．L1，L2安装在离地面高5米处，P为路灯连线中点的正下方路面上的一点，为使照射到P点的光强不小于0.013瓦/米-2，则相邻两盏路灯之间的最远距离为　 　．(已知S球表面积=4πR2，R为球半径；参考数据：sin35.52°=0.581，sin39.42°=0.635，sin19.33°=0.331)
【答案】14.0m
【知识点】功率；能量利用效率
【解析】【分析】（1）由图象找出某一光强与所对应的 值，然后求出半径为d的球面上的光的能量，然后求出灯泡将电能转化为光能的效率；
（2）根据光强与距离的关系，写出P点处光照强度的表达式，然后根据题目对P点光强的要求列方程，然后由数学知识求出两灯间的距离。
【解答】（1）由图象可知，为1.5×102m-2处，即d2= m2处的光强为I=5W/m2，
则在以d为半径的球面上在时间t=1s内的光能E=4πd2It=4π×m2×5W/m2×1s≈0.42J，
在1s内灯泡消耗的电能W=Pt=8W×1s=8J，
小灯泡将电能转化为光能的效率；
（2）设一盏路灯的电功率为P0，地面P点跟路灯的连线与地面的夹角为θ，
则地面P点处垂直光的传播方向上的光强为I=K′×，
两盏完全相同的灯同时照射，地面的实际光强为；
由题意知：P点的光强不小于0.013W/m2，
当光强为：0.013W/m2时，=0.013W/m2；
把P0=200W，h=5m代入上式，解得：sinθ=0.581，θ=35.52°，
两灯之间的最大距离为：L=2×。
17．如图所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的　 　能增加，再转化为汽车的　 　能，使汽车前进。
【答案】内；机械
【知识点】能量利用效率；能源的种类
【解析】【解答】燃料燃烧将化学能转化为内能，释放的内能用来加热水，使水温升高，内能增加；水蒸气通过对外做功，再将水蒸气的内能转化为汽车的机械能，推动汽车前进。
故答案为：内；机械
【分析】蒸汽汽车原理：燃料燃烧放出热量，被水吸收，水的内能增加，水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从容器口喷出，给空气一个力，由于物体间力的作用是相互的，因此蒸汽汽车向后喷气，气体会给蒸汽汽车一个向前的动力。
三、解答题
18．（2019·宁波模拟）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲。在 AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3 AC，如图乙。回答下列问题：
（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处静止释放并说明理由。
【答案】（1）解：从释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能，因为AB=3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升的高度
（2）解：小球在乙斜面上升高度为2h，即，因为AC段上消耗的机械能与第一次相同，即消耗 高度的机械能，所以原来小球在甲斜面上的释放高度是： 。
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）首先根据能量转化的原理，根据甲图判断小球的机械能与平面长度的对应关系；然后根据AB=3AC判断乙图中小球在水平面上损失的机械能，进而求出小球剩余的机械能；当小球爬到最高点时，小球剩余的机械能会全部转化为重力势能，将其与开始时的高度对比得出结果；
（2）根据能量守恒定律可知，小球在甲斜面上的机械能=在乙斜面上的机械能+损耗的机械能，将（1）中得到的结果代入即可。
19．（2017七上·台州期中）我们所学的科学教科书的前言中提到了“科学家伽俐略被教堂顶上吊灯来回摆动所吸引， 他观察到灯摆动时，每来回摆动一次所需的时间几乎相等。于是他将手指按在手腕上，利用脉搏跳动来测定灯来回摆动所需时间，经过多次反复测试，终于证明了‘他自己的设想’是正确的，从而得出了一个一般性的结论，后来人们利用该结论发明了摆钟。”那么吊灯往返摆动的时间长短与哪些因素有关呢？小明和小刚分别提出了下列猜想。小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。于是他们按如图所示进行实验，在一根细绳一端拴一个小球，另一端固定于支架
上，让小球自由往返摆动，并记录数据如下表：
实验序号 摆长(厘米) 摆动幅度(厘米) 小球往返摆动20次所需时间(秒) 小球往返摆动一次所需时间(秒)
1 100 5 40 2.0
2 100 8 40 2.0
3 80 5 30 1.5
根据上述资料和实验数据，请你一起来回答下列问题：
（1）文中画线处提到“他自己的设想”指的是　 　。
（2）除了小明和小刚的猜想外，请你自己对此也另提一个合理的猜想　 　。
（3）要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有　 　和　 　。
（4）实验中，他们俩不是直接测量记录来回摆动一次所需的时间，而先测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了　 　。
（5）从表中数据得出　 　(填“小刚”或“小明”)的猜想正确。
（6）摆钟是利用本实验的结论制成的。若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调　 　
(填“长”或“短”)些。
【答案】（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的
（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关
（3）刻度尺；秒表
（4）减小测量误差
（5）小明
（6）短
【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1）根据题中信息和已知的结论来确定“他自己的设想”是什么；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以可以猜想与质量的关系；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量；（4）科学测量中存在误差，可用多次测量取平均值的方法来减小测量误差；（5）由表格记录的数据可以确定小明与小刚的猜想是否正确；（6）利用实验得到的结论，可以改变摆长调节摆钟。
【解答】（1）摆在往返摆动时，摆动一次所需的时间只与摆长有关。题中说终于证明了‘他自己的设想’是正确的，说明了他的猜想是：吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）小明猜想：摆动的时间长短可能与系吊灯的绳长 (即摆长)有关；小刚猜想：摆动的时间长短可能与吊灯的摆动幅度有关。在小明和小刚猜想外，与实验有关的还有灯自身的质量，所以提出的合理猜想是：吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）摆长要用刻度尺测量，摆动所用的时间需要用秒表测量。所以要完成上述实验，除图中所示器材外，还需要的测量仪器有刻度尺和秒表；（4）测量来回摆动 20 次所需的总时间再计算出来回摆动一次所需的时间长短，这样做的目的是为了减小测量误差；（5）由实验1与2可验证小刚的猜想是错误的，由实验1与3可验证小明的猜想是正确；（6）从实验数据可知，小球往返摆动一次所需的时间长短与摆绳的长短有关，绳子越长摆动一次所需时间越长，绳子越短摆动一次所需时间越短。所以若某一摆钟变慢了，要重新调准它，应将其摆长调短。
故答案为：（1）吊灯每来回摆动一次所需的时间是相等的；（2）吊灯摆动时间长短可能与灯的质量大小有关；（3）刻度尺；秒表（4）减小测量误差；（5）小明；（6）短
20．（2017九上·乐清月考）光滑斜面甲与水平面AB平滑连接。从斜面甲高H处静止释放小球，小球运动到B点静止，如图甲。在 AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB＝3 AC，如图乙。回答下列问题：如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。
【答案】释放点到B点静止，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损耗的机械能。因为AB＝3AC，所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一，故上升高度h=
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】相同的小球处在相同的高度，它两次具有的机械能是相同的。甲图中，当小球从释放点到B点静止时，减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损耗的机械能。因为AB＝3AC，所以，即在AC上损耗的机械能是AB上的，那么乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少，故上升高度。
21．以汽油为燃料的助动车，由于燃烧不充分和对环境造成污染等原因．已逐步被电动自行车取代（如图）．下表是泰州飞龙电动自行车整车技术性能的一些数据．
最高车速 6m/s
一次充电以最高车速行驶时的持续里程 50km
一次充电贮存的能量 1.8×106J
蓄电池电压 36V
骑行最大噪声 ≤62dB
（1）请你写出电瓶车在下列使用过程中的能量转化：
电瓶放电：　 　；电瓶车刹车的过程中：　 　。
（2）电瓶车与摩托车相比，电瓶车有什么优点？（至少写两点）
（3）以这种品牌的电瓶车为例，如果蓄电池贮存的能量全部用于车辆行驶，当车以6m/s 的速度在水平路面上匀速行驶时，电瓶车的功率是多大？
（4）这种电动车以最高车速行驶时，电路中的电流是多少安？
【答案】（1）化学能转化为电能；机械能转化为内能；
（2）没有尾气排放，无污染，清洁环保|噪声小，可以减少噪声污染|经济
（3）16W
（4）6A
【知识点】能量利用效率
【解析】【解答】（1）电瓶放电：化学能转化为电能；电瓶车刹车过程中：机械能转化为内能；（2）电动自行车的优点：没有尾气排放，无污染，清洁环保；噪声小，可以减少噪声污染，经济等；（3）由 得，
行驶的时间 ，
电瓶车的功率 ，
答：电瓶车的功率是216W。（4）由P=IU得，
电路中的电流 ，
答：电路中的电流为6A。
【分析】电动自行车的动力是靠电瓶来提供的；电动自行车充电的过程是将电能转化为化学能的过程；电动自行车行驶过程是电瓶放电的过程，将化学能转化为电能，再将电能转化为电动自行车运动时的机械能；
电动自行车相对于内燃机来说，减少了尾气排放，以及噪声的污染；
已知一次充电以最高车速行驶时的持续里程和最高车速，根据 求出时间，然后再根据一次充电贮存的能量，利用 即可求出电瓶车的功率；
已知功率和蓄电池的电压，根据公式P=UI的变形公式可求电路电流的大小。
22．（2020九上·椒江期中）阅读短文，回答问题
电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW·h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%，g取10N/kg：
空车质量 1360kg
轮胎与地面总接触面积 400cm2
蓄电池最大容量 68kW·h
最高车速 120km/h
最大功率 90kW
最大续航里程 180km
为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法∶在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内。
（1）在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？
（2）如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，Ry的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图丁是Ry的阻值与车速关系的图像。图戊是车速从0加速到100km/h过程中，Ry消耗的电功率随电流变化的图像，则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值为多少欧姆？当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为多少伏？
【答案】（1）解：在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力与摩擦力相同，牵引力做功为
期间，蓄电池消耗的电能为
则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为
（2）解：根据图戊Ry消耗的电功率随电流变化的图像可知，Ry消耗功率为2W时，电源电压为
当Ry消耗功率为2.7W时，电源电压为
联立可得
可得
电源电压为
根据图丁，车的速度越小则Ry阻值越小，根据电阻的串联和欧姆定律，电流越大，故当电流为0.6A时对应的速度为0，此时图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值为
当车速达到最大100km/h时，电流最小为0.2A，此时Ry的阻值为
由于Ry的阻值随车速的变化而线性变化，故当车速达到75km/h时，满足
即此时Ry接入的阻值为
则此时Ry两端电压，即电压表的示数为
【知识点】欧姆定律及其应用；功的计算公式的应用；能量利用效率
【解析】【分析】（1）首先根据 计算出电车受到的摩擦力，再根据二力平衡的知识F=f计算出电车受到的牵引力，再根据公式W1=Fs计算出电车做的机械能，利用蓄电池充满时的电能与剩余电能之差计算出消耗的电能W2，最后根据计算转换效率。
（2）①根据图戊可知，当Ry消耗功率为2W时，电流为0.2A；当电功率为2.7W时，电流为0.3A。根据串联电路电压规律U=U1+U2、电功率的公式和欧姆定律U=IR得到： ，将上面两组数据代入列出方程组，分别计算出电源电压和R的阻值；
②根据图丁可知，车的速度越小则Ry阻值越小，根据电阻的串联和欧姆定律，电流越大，故当电流为0.6A时对应的速度最小为0，根据 计算出图丁中图像与纵坐标交点处的数值即可。
③利用②中的方法计算出车速最大为100km/h时，最小电流为0.2A时对应的Ry的电阻值R'’。因为图像为一条倾斜的直线，那么对应电阻的变化量与车速成正比，即： ，将车速v=75km/h代入公式计算得到此时Ry的阻值。
④在串联电路中，电压与电阻成正比，即： ，据此代入数值计算出此时电压表的示数即可。
23．（2020九上·浙江期末）某汽车在平直路面上以72km/h的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了4.8kg汽油，汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置，如图所示(汽油热值近似取q=5×107J/kg，设汽油在气缸内完全燃烧)。
（1）图示时刻，四冲程汽油机处于　 　冲程；
（2）若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力f；
（3）研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%，据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？
【答案】（1）排气
（2）Q放=mq汽油=4.8kg×5×107J/kg=2.4×108J
W有=ηW总=30%×2.4×108J=7.2×107J
s=vt=72km/h×1h=72km=72000m
∵汽车匀速直线行驶∴F=f
f=F= =1000N
（3）Q’= 2.4×108J×40%=9.6×107J
W’=9.6×107J×15%=1.44×107J
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率；燃料的热值；热机
【解析】【分析】（1）根据图片可知，排气门打开，进气门关闭，因此汽油机处于排气冲程；
（2）首先根据Q放=mq汽油计算出汽油燃烧放出的热量，然后根据W有=ηW总计算汽油机做的有用功，接下来根据s=vt计算汽车行驶的路程，最后根据f=F=计算汽车受到的阻力。
（3）首先用汽油完全燃烧放出的热量×40%得到通过热电转换装置的热量Q'，然后再乘以15%计算出转化成的电能W'。
24．（2020九上·江干期末）氢燃料是一种绿色能源，氢燃料电池的工作原理如图所示：
（1）氢燃料电池在放电时将　 　能转化为　 　 能；
（2）已知某氢燃料电池车的电动机的输出功率为40kW，以72km/h的速度在水平道路上匀速行驶。求此时汽车与地面之间的摩擦力；
（3）在上一问的基础上，若汽车匀速行驶了180km，该燃料电池车能量转化的效率为60%，求需要消耗的氢气的质量(氢气的热值为1.5×108J/kg)。
【答案】（1）化学；电
（2）电动机产生的牵引力；
当汽车匀速直线行驶时，它受的摩擦力与牵引力相互平衡；
那么汽车与地面的摩擦力f=F=2000N；
（3）汽车做的功W=Fs=2000N×（1.8×105m）=3.6×108J；
氢气放出的热量；
消耗氢气的质量：。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；能量的相互转化和转移；燃料的热值
【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识解答；
（2）首先根据计算出电动机产生的牵引力F，然后根据二力平衡的知识计算出汽车受到的摩擦力；
（3）首先根据W=Fs计算出汽车做的功，然后根据计算出氢气放出的热量，最后根据计算氢气的质量即可。
【解答】（1）氢燃料电池在放电时将化学能转化为电能；
25．（2018九上·天台月考）如图为天台某十字路口可移动的太阳能红绿灯。这种太阳能红绿灯的主要技术参数见下表。白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电。在阴雨天和晚上，蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作。
光电转换效率η 有效受光面积S 工作电压U 每个信号灯规格U、P 使用条件T
30% 0.5㎡ 24V 24V、30W -30℃～70℃
（1）在晴朗的白天，太阳能电池板工作时将太阳能转化为　 　能。
（2）设一天有效受光时间为8小时，每平方米的面积上太阳辐射的功率P0=1×103瓦，则这种太阳能红绿灯电池板一天获得的太阳能是多少焦耳？
（3）这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组，每组又由红、黄、绿三灯组成，共有12个信号灯。它正常工作时，干路电流是多大？
（4）太阳能红绿灯电池板一天获得的电能，可供它连续正常工作几小时？
【答案】（1）电
（2）P总=0.5米2×1000瓦/米2=500瓦
一天获得的太阳能：W总=P总t=500瓦×8×3600秒=1.44×107焦
（3）太阳能红绿灯正常工作时的总功率：P=4P1=4×30瓦=120瓦
由P=UI得，正常工作时，干路电流：I=P/U=120瓦/24伏=5安
（4）一天太阳能转化为电能：W电=W总η=1.44×107焦×30%=4.32×106焦
t=W电/P=4.32×106焦/120瓦=36000秒=10小时
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）根据太阳能的特点和太阳能电池板、蓄电池的工作原理回答；
（2）首先求出有效受光面积是获得太阳能地功率，再计算一天获得的太阳能；
（3）求出太阳能红绿灯正常工作时的总功率，利用电功率公式的变形公式计算正常工作时的干路电流；
（4）利用公式W电=W总η求出一天中太阳能转化成的电能，再利用电功公式的变形公式计算红绿灯的工作时间。
【解答】（1）太阳能电池板给红绿灯供电,是太阳能转化成电能;多余的电能给蓄电池充电是电能转化成化学能 ;
（2）太阳能电池板的功率P总=0.5米2×1000W/m2=500W,
一天获得的太阳能：W总=P总t=500W×8×3600s=1.44×107J,
（3） 太阳能红绿灯正常工作时的总功率：P总'=4P=4×30W=120W，
正常工作时，干路电流：;
（4）太阳能电池板一天将太阳能转化为电能：W电=W总η=1.44×107J×30%=4.32×106J，
红绿灯能工作时间：。
故答案为：（1）电 ; （2）1.44×107J；（3）5A；（4）10h。
26．（2018·杭州）甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比，与雨滴下落速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，比热为c，球的体积为V= r3。（注：所有结果均用字母表示）
（1）半径为 r 的雨滴重力为　 　。
（2）在接近地面时，大雨滴的下落速度　 　小雨滴的下落速度（选填“大雨”“等于”“小于”），写出推理过程　 　。
（3）假设半径为 r 的雨滴在近地面下落 h 高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了多少？
【答案】（1） r3
（2）大于；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝kSv2＝k r2v2，G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；雨滴接近地面时可看做匀速直线运动，∴f＝G，又∵f＝ kSv2＝k r2v2， G＝ r3 ，∴k r2v2＝ r3 ，∴v＝ ，又∵k、ρ、g均为定值，∴r越大，速度越大，即在近地面大雨滴的下落速度大于小雨滴的下落速度；
（3）设雨滴的质量为m，
∵W＝Q，
又∵W＝mgh，Q＝cm ，
∴mgh＝ cm ，
∴ .
故答案为： ；
【知识点】重力的大小；能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】地面附近的物体由于地球的吸引而受到的力，叫做重力。重力的大小可用G=mg。能量即不能产生也不能消失，能量转换是指从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体。
【解答】(1) 雨滴的体积为 V＝ r3，由 得雨滴的质量m＝ V＝ r3 ，雨滴重力G＝mg＝ r3 ；故答案为： r3 ；
27．随着世界性能源危机的日益加剧，一向为人们所唾弃的垃圾也身价倍增，变成了能源再生的“宝库”。利用垃圾的一种方式就是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，这些沼气燃烧，产生高温燃气，推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机来发电。
（1）根据上面的短文，请你将垃圾发电过程中的能量转化填写完整。
（2）垃圾填埋后产生的沼气是一种　 　（填“可再生”或“不可再生”）能源．利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比有哪些优点（写出一条）：　 　。
（3）若每吨填埋垃圾可产生沼气150m3，集中收集后可发电250kW h，已知沼气的主要成分是甲烷，其热值为2.0×107J/m3，则沼气发电的效率为多少？
【答案】（1）内能；机械能
（2）可再生；节约能源（或环保或减少污染）
（3）30%
【知识点】能量的相互转化和转移；能量利用效率；能源的种类；环保与节能措施
【解析】【解答】（1）燃料燃烧时把化学能转化为内能，内能对汽轮机做功又转化为机械能，机械能通过发电机转化为电能．（2）沼气是一种可再生能源．利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比可以节约能源，减少污染，还比较环保；（3）沼气燃烧放出的热量：
产生的电能：
沼气发电的效率：
故答案：（1）内能；机械能 （2）可再生；节约能源（或环保或减少污染）（3）30%
【分析】热机工作时靠燃料燃烧的化学能转化为内能，又通过机器做功，把内能转化为机械能，然后带动发电机发电，使机械能转化为电能；
垃圾填埋后产生的沼气是一种可再生能源。利用垃圾发电与传统的垃圾填埋处理方法相比可以节约能源；
利用热机效率公式 可求出沼气发电的效率。
四、综合说理题
28．（2020九上·苍南期中）图甲是运动员在进行撑杆跳高的示意图，图乙
0-t 1 表示人手拿撑杆助跑时段，t 1 -t 2 表示人助跑结束到撑杆形变最大的时段，t 2 -t 3 表示撑杆形变最大时到撑杆离手的时段，t 3 -t 4 表示撑杆离手时到人越过横杆下落到地面前的时段。（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑杆跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像，并对图像各段的变化情况做出解释。
【答案】0-t1人手拿撑杆助跑时段，动能增加，机械能增大
t1-t2机械能转化为撑杆弹性势能，所以机械能减小
t2-t3撑杆形变最大时释放弹性势能转化为人的机械能，
故人的机械能增加
t3-t4撑杆离手后，由于不计一切摩擦，机械能守恒，保持不变
【知识点】能量的相互转化和转移
【解析】【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+弹性势能；弹性势能大小与弹性形变的程度有关，结合能量转化的知识分析整个跳高过程中机械能的变化即可。
【解答】0-t1时，人手拿撑杆助跑时段，动能增加，机械能增大；
t1-t2时，机械能转化为撑杆弹性势能，所以机械能减小；
t2-t3时，撑杆形变最大时释放弹性势能转化为人的机械能，故人的机械能增；加
t3-t4时，撑杆离手后，由于不计一切摩擦，机械能守恒，保持不变，那么作图如下：
29．如图所示是某研究小组精心设计的一种机械，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处，继续向下流动，从而永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去？请说明原因。
【答案】此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不能一直工作下去。
【知识点】能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】摩擦会将机械能转化为内能，从而使物体的机械能减少，从这个角度分析下面的水能否被全部抽到上面即可。
【解答】此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不能一直工作下去。
30．（2020·温州）英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力，因此又被称为热气机。某工程师按照“斯特林发动机”原理设计了如图甲所示的模型机，工作过程中飞轮持续旋转如图乙。请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。
【答案】酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
【知识点】液化及液化现象；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】根据乙图描述的四个环节，注意分析每个环节中活塞的运行方向，里面气体的存在状态以及能量的转化，从而对热气机的工作过程进行描述。
【解答】 酒精灯加热将化学能转化为内能，热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀，推动活塞A向右运动做功，将内能转化为机械能；由于飞轮具有惯性，带动活塞A向左运动，活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化，活塞B又将介质推回热气缸。如此反复。
31．（2018九上·天台期中）如图所示为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连，运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，最终到达最低点C。请分析下落过程中运动员的动能、重力势能和绳弹性势能的变化，并请从力的角度分析整个下落过程中运动员速度的变化。（忽略空气阻力）
【答案】下落过程中运动员的动能先增大后减小，重力势能不断减小，绳的弹性势能不断增大。
从力的角度分析整个下落过程中运动员速度的变化：
③ 只受重力作用，速度增大②G>F，力方向与运动方向一致，速度增大。
③G=F, 速度达到最大④G【知识点】力与运动的关系；能量的相互转化和转移
【解析】【分析】（1）重力势能的大小与质量和高度有关，据此分析重力势能的大小变化，然后根据能量转化判断动能的变化；弹性势能的大小与绳子的形变程度有关，据此分析绳子的弹性势能的变化，再根据能量转化分析运动员动能的变化；
（2）当物体受到的合力方向与运动方向一致时，物体做加速运动；当合力为0时，物体加速停止；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动。
【解答】（1）从开始下落，运动员的高度减小，那么它的重力势能减小，因此它的动能增大；当绳子开始伸长时，弹性势能增大，而运动员的动能减小；
（2）①从开始下落到B点时，运动员只受重力作用，此时合力方向与运动方向一致，速度不断增大；
②从B点开始，绳子伸长，向上的弹力不断增大，那么合力不断减小，但是合力方向依然向下，这段时间内运动员的速度仍在增大；
③当绳子的弹力等于重力时，合力为0，此时加速停止，运动员的速度达到最大；
④此后，绳子的弹力继续增大，这段时间内合力向上，与运动方向相反，运动员做加速运动，直到速度为0。
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