12.1动能 势能 机械能（专题训练）【十一大题型】-2024-2025学年九年级物理上册同步知识解读与专题训练（苏科版）

12.1 动能 势能 机械能（专题训练）【十一大题型】 一．动能和势能的概念（共3小题） 二．动能大小的比较（共3小题） 三．势能大小的比较（共2小题） 四．动能和势能的转化（共5小题） 五．动能的影响因素（共3小题） 六．势能的影响因素（共2小题） 七．探究影响物体动能大小的因素（共3小题） 八．探究影响物体势能大小的因素（共4小题） 九．机械能的概念（共3小题） 十．机械能的转化（共6小题） 十一．机械能和其他形式能的转化（共4小题） 一．动能和势能的概念（共3小题） 1．小明和小华用拉力器锻炼身体，关于臂力器说法不正确的是（　　） A．被拉伸的臂力器具有弹性势能 B．该过程能说明力可以使物体发生形变 C．臂力器伸长产生的力的施力物体是手 D．小明和小华都将该臂力器拉直，他们施加的力一定一样大 2．在跳板跳水运动中，运动员向下压跳板，跳板因为发生 　 　形变而具有 　 　能。不计空气阻力，运动员在离开跳板上升过程中，受到 　 　个力的作用。 3．如图所示，是常见的“套圈”游戏。当小芳玩套圈时，不计空气阻力，套圈离手后它所受力的施力物体是 　 　，套圈落到地面时会留下印痕，说明高处的物体具有 　 　能。 二．动能大小的比较（共3小题） 4．一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（　　） A．球离手后，手仍对球做功 B．D点时篮球的动能不为0 C．B点时的动能等于C点时的动能 D．1、2、3三个“印迹”大小相同 5．小李两次用力拉同一木块，使木块在同一水平桌面上匀速滑动，木块两次运动的s﹣t图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．木块第一次受到的拉力较大 B．相同时间内，第一次拉力做功小 C．第二次拉力对木块做功的功率大 D．第一次木块的动能较大 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的动能 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能。 三．势能大小的比较（共2小题） 7．如图所示是某同学中考时投掷实心球的场景，下列说法正确的是（　　） A．飞出的实心球上升到最高点时，若一切外力消失，它将静止 B．实心球离手后，受到惯性力的作用，可以继续向前运动 C．投掷实心球时手对球施加的力大于球对手施加的力 D．实心球上升和下落到同一高度时的重力势能相等 8．图是甲、乙两辆相同小车的s﹣t图像，则（　　） A．甲车的重力势能大 B．甲车的动能大 C．乙车的动能大 D．缺乏条件，无法判断 四．动能和势能的转化（共5小题） 9．2024年2月8日巴黎奥运会女篮资格赛上，中国女篮战胜新西兰，取得开门红，如图是中国运动员持球上篮时的情景。下列说法中正确的是（　　） A．篮球表面凹凸不平的花纹是为了减小摩擦 B．持球静止时，手对篮球的力与篮球对手的力是一对平衡力 C．抛出去的篮球，由于受到惯性的作用将继续运动 D．篮球下落过程中重力势能主要转化为动能 10．某次校篮球赛上，小瑞使用频闪相机记录了投出的篮球每隔相等的时间在空中的位置情况，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．投出的篮球能在空中继续运动是因为其受到了惯性的作用 B．篮球所受的重力在fg段做功比在ef段快 C．从a到d，篮球的重力势能逐渐减小 D．从a到d，篮球的重力势能转化为动能 11．如图所示，在扬声器的纸盆上撒些纸屑，播放音乐，静止在纸盆上的纸屑开始跳动；关闭音乐，纸屑停止跳动，说明声音由 　 　产生，纸屑在下降过程中，重力势能 　 　。 12．极限跳伞是一项惊险的体育运动。如图所示，跳伞员打开降落伞后，在匀速下落的过程中，其重力势能将 　 　（选填“减小”“不变”或“增大”），跳伞员及降落伞所受的阻力 　 　他们的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）；以降落伞为参照物，跳伞员是 　 　的（选填“静止”或“运动”）。 13．如图所示，弹簧一端与木块相连，另一端固定在左侧的墙壁上，木块放在粗糙的水平木板上。木块位于A点时弹簧恰好为自然长度，用力压缩弹簧使木块到达B点；松手后，木块由位置B运动至位置C，在位置C时速度为零。则木块从位置B运动至位置C的过程中，弹簧的弹性势能的变化情况是 　 　（选填“减小”、“增大”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“不变”）；木块的速度达到最大值的位置在 　 　（选填“A点”、“A点左侧”或“A点右侧”）。 五．动能的影响因素（共3小题） 14．下列说法正确的是（　　） A．踢球时脚疼说明物体间力的作用是相互的 B．在空中运动到最高点时足球的动能等于零 C．在空中运动到最高点时足球受平衡力作用 D．踢出去的足球继续运动是受到惯性的作用 15．如图所示为高速公路旁的一处紧急避险车道，实则为向上的斜坡。当高速运行的车辆遇刹车失灵时，可以冲上避险车道使车辆停止。请你用所学科学知识分析： （1）因为车辆具有 　，所以车辆刹车时无法立即停下。 （2）避险车道上铺上砂石，增大了 　 　，从而增大了摩擦力，使汽车能很快的停下来。 （3）相同的汽车遇到刹车失灵，高速行驶时产生的后果比低速行驶时要严重的多，其原因是高速行驶状态下 　 　。 16．三级跳远是春季运动会的运动项目之一： （1）加速助跑起跳，速度越大跳的越远，目的是增大运动员的 　 　； （2）运动员跳起后总要向前运动一段距离，是因为运动员具有 　 　；但最后都要落回地面是因为运动员受 　 力，这个力的施力物体是 　 　； （3）该运动员静止在地面上时运动员所受 　 　力和 　 　力是一对平衡力。 六．势能的影响因素（共2小题） 17．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其从高处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，由图可知形成圆斑较大的皮球（　　） A．质量一定大 B．体积一定大 C．高度一定大 D．弹性形变一定大 18．如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 　 　，这说明橡皮筋的弹性势能与其 　 　有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量小的“子弹”射出的距离较 　 　，质量大的“子弹”射出时 　 　小。在此过程中，橡皮筋对质量小“子弹”做的功 　 　对质量大的“子弹”做的功（“大于”、“小于”、“等于”）。 七．探究影响物体动能大小的因素（共3小题） 19．小明同学做探究物体动能大小与哪些因素有关的实验，如图所示，第一次他将钢球从斜槽上的高h处由静止释放，在水平面上运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s1。第二次让同一钢球从同一斜槽上的高1.5h处由静止释放，在水平面上运动的钢球A碰上木块B后（第二次木块B碰撞前位置与第一次相同），能将B撞出一段距离s2。请结合本实验回答下列问题： （1）实验中通过 　 来反映钢球动能的大小。 （2）在两次实验中，木块B移动时受到的摩擦力第一次为f1，第二次为f2，则f1　 　f2。（选填“＞”、“＜”或“＝”） （3）若两次木块B被撞出的距离s1＜s2，则说明钢球的动能大小与钢球的 　 　大小有关。 （4）若想探究动能大小与质量是否有关，为了控制小球速度相同，应将小球从斜面上 　 　 释放。 20．汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1＜h2。 （1）三次实验应让小球由静止开始滚下。动能的大小是通过 　 　来反映的。 （2）进行图丙实验，木块被撞后滑出木板掉落，需改进实验，再与乙图实验对比，在不改变木板长度的情况下，以下可行的方法是 　 　（填写正确选项前的字母）。 A.换用质量更小的钢球 B.给水平木板铺上毛巾 C.适当降低钢球B的高度 D.换用一个较重的木块 （3）善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，小球撞击时的速度 　 　（填“相同”或“不同”），从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做 　 　 （填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。 21．如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2 （1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 　 　无关； （2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过 　 　反映小球撞击木块C前的动能大小； （3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：质量相同时，小球的 　 　（选填“速度”、“高度”或“质量”）越大，动能越大； （4）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，不考虑小球撞击木块前的阻力的作用，撞击木块时质量不同的小球的动能 　 　（选填“相等”或“不相等”），速度 　 　 （选填“相等”或“不相等”），因此该方案 　 　（选填“正确”或“错误”）。 八．探究影响物体势能大小的因素（共4小题） 22．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物A、B、C的质量关系为mA＝mB＜mC，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）重物自由下落打击木桩，通过观察 　 　判断重物的重力势能大小。 （2）比较AB两个重物将木桩打入沙中的深度，得出的结论是：　 　 。 （3）我们 　 　（选填“能”或“不能”）比较出甲图中重物B、C的重力势能的大小。 23．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。 （1）观察球陷入沙中的深度可以判断出球释放前的重力势能大小，该实验方法是 　 　 ；由图可以判断出 　 　球释放前的重力势能最大； （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是 　 　。 24．如图所示是小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程，这个过程中弹簧的弹性势能的变化情况是 　 　；要探究小球下落压缩弹簧时弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系，需分别让质量不同的小球从 　 　自由下落，压缩同一弹簧，并分别测出 　 　。 25．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验： （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 　 　来反映的。 （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙中的深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，　 　。 （3）比较 　 　两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙中的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 　 　（选填“有关”或“无关”）。 （5）小球在下落过程陷入沙子表面前，将重力势能转化为 　 　能，陷入沙中后小球的机械能 　 　。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 九．机械能的概念（共3小题） 26．如图所示，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度同时开始运动，甲球以v0的速度竖直向上抛出，乙球以v0的速度水平抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点，乙球下落过程中经过O点，P点与O点位于同一高度。忽略空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．抛出瞬间，甲、乙两球的动能相等 B．甲球经过P、Q两点时的机械能相等 C．甲球经过P点的动能小于乙球经过O点动能 D．甲、乙两球落地前瞬间速度相等 27．如图所示，一个小球从空中下落后反复弹跳的过程中，经测量A和B两点到水平地面的高度均为h1。C和D是小球滚动过程中经过的两个位置，C和D两点到水平地面的高度分别为h2和h3，h2＜h3。则小球在C点的重力势能 　 　D点的重力势能，小球在A点的机械能 　 　B点的机械能。（两空均选填“大于”“等于”或“小于”） 28．如图，天问号火星探测器准备登陆火星表面，着陆器设计了四个脚，每个脚上都安装了一个较大的圆盘，这是为了减小 　 　；火星表面有稀薄的空气，在降落过程中着陆器的机械能 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）；火星地表大气压强约为680Pa，若在火星地表做托里拆利实验，如图，则水银柱高度h约为 　 　mm（火星表面上，物体所受的重力与其质量的比值g火约为4N/kg，水银密度ρ水银＝13.6×103kg/m3）。 十．机械能的转化（共6小题） 29．如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若用W表示小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小球能够从A点运动到D点 B．小球从A点运动到B点过程中，势能减少量与动能增加量之差等于W C．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量 D．小球从B点运动到C点的过程中，动能的减少量等于势能的增加量 30．某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点。则小球（　　） A．经过的M点就是②点 B．小球在点③的速度比在点②的大 C．在M点的重力势能大于在N点的重力势能 D．小球在点①的动能大于260J 31．质量相同的甲、乙两个小球，从静止开始自由下落，经过如图所示的位置时机械能相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．两球在落地瞬间的速度v甲＜v乙 B．此时甲、乙两球的重力势能相等 C．此时甲、乙两球的速度v甲＜v乙 D．两球下落前的初始位置的高度h甲＝h乙 32．如图所示是一座高山的等高线图（即同一等高线上每点高度均相同），登山运动员在B点的重力势能 　 　在A点的重力势能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中弓因为发生了 　 　而具有能，这种能让箭向天空飞射而出，转化为箭矢的重力势能与 　 　。 33．如图表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是： （1）助跑阶段，运动员消耗体内的化学能 　 　（选填“大于”、“小于”或“等于”）运动员和撑杆获得的动能。 （2）运动员越过横杆后，下降的过程中，　 　能转化为 　 　能。 34．如图所示，摆球由C点静止释放，经过最低点O到达B点，C、B两点等高（不计阻力），则由C点到B点，摆球的机械能 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）； 　 　点摆球的动能最大，能够说明的问题是 　 　。 十一．机械能和其他形式能的转化（共4小题） 35．如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时，撤去拉力F，木块持续滑动，运动得越来越慢，最后停在C点。下列说法中正确的是（　　） A．木块在AB段所受的摩擦力小于在BC段所受的摩擦力 B．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到的摩擦力越来越大 C．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小 D．木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能 36．“神舟”载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是（　　） A．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦将内能转化为机械能 B．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦将机械能转化为内能 C．飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施 D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船 37．如图是世界首款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，将空气的 　 　 能转化为机械能，在能量的转化过程中，能的总量 　 　（填“变大” “变小”或“不变”）。 38．2020年6月23日上午，长征三号火箭将北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星送入太空预定轨道。火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，将　 　能转化为　 　能会使外壳温度升高，为防止内部温度过高，火箭采用　 　（选填“导热性”或“隔热性”）好的新型陶瓷作为防护层。火箭加速上升时，火箭的动能　 ，重力势能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.1 动能 势能 机械能（专题训练）【十一大题型】 一．动能和势能的概念（共3小题） 二．动能大小的比较（共3小题） 三．势能大小的比较（共2小题） 四．动能和势能的转化（共5小题） 五．动能的影响因素（共3小题） 六．势能的影响因素（共2小题） 七．探究影响物体动能大小的因素（共3小题） 八．探究影响物体势能大小的因素（共4小题） 九．机械能的概念（共3小题） 十．机械能的转化（共6小题） 十一．机械能和其他形式能的转化（共4小题） 一．动能和势能的概念（共3小题） 1．小明和小华用拉力器锻炼身体，关于臂力器说法不正确的是（　　） A．被拉伸的臂力器具有弹性势能 B．该过程能说明力可以使物体发生形变 C．臂力器伸长产生的力的施力物体是手 D．小明和小华都将该臂力器拉直，他们施加的力一定一样大 【答案】D 【解答】解：AB、被拉伸的拉力器的弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，故AB正确； C、使臂力器伸长的产生的力施力物体是手，故C正确； D、都将该臂力器拉直时，手臂越长的人，弹簧的伸长量越大，人所用的拉力越大；因为不知道小明和小华的手臂长短，所以无法比较他们施加力的大小，故D错误。 故选：D。 2．在跳板跳水运动中，运动员向下压跳板，跳板因为发生 　弹性　形变而具有 　弹性势　能。不计空气阻力，运动员在离开跳板上升过程中，受到 　1　个力的作用。 【答案】弹性；弹性势；1。 【解答】解：在跳水前先用力下压跳板，跳板发生弹性形变，具有弹性势能，跳板恢复原状时，弹性势能转化为运动员的动能，运动员离开跳板后动能转化为重力势能，这样可以使自己上升得更高；不计空气阻力，运动员在离开跳板上升过程中，运动员只受到重力的作用。 故答案为：弹性；弹性势；1。 3．如图所示，是常见的“套圈”游戏。当小芳玩套圈时，不计空气阻力，套圈离手后它所受力的施力物体是 　地球　，套圈落到地面时会留下印痕，说明高处的物体具有 　重力势　能。 【答案】地球；重力势。 【解答】解：套圈离手后，不计空气阻力，它只受到竖直向下的重力，此力的施力物体是地球；套圈落到地面时会留下印痕，说明高处的物体具有重力势能。 故答案为：地球；重力势。 二．动能大小的比较（共3小题） 4．一个篮球不小心被水打湿，小明继续使用该篮球进行训练，球离手后，发现篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，地面上留下了一个个“印迹”，以下判断正确的是（不考虑篮球质量的变化）（　　） A．球离手后，手仍对球做功 B．D点时篮球的动能不为0 C．B点时的动能等于C点时的动能 D．1、2、3三个“印迹”大小相同 【答案】B 【解答】解：A．球离手后，手没有对球施加力，所以手不对球做功，故A错误； B、篮球在D点时在水平方向有一定的速度，所以动能不为零，故B正确； C、从图可知，篮球在干燥的地面上向前弹跳的过程中，弹跳的高度会越来越低，所以篮球的机械能越来越小，B点时的机械能大于C点时的机械能，而B点和C点高度相同，重力势能相等，所以，B点时的动能大于C点时的动能，故C错误； D．因 A、B、C、D处的机械能逐渐变小，篮球落到地面转成的弹性势能逐渐变小，由于篮球弹性势能大小与篮球的形变程度有关，故所以1、2、3三个“印迹”越来越小，故D错误。 故选：B。 5．小李两次用力拉同一木块，使木块在同一水平桌面上匀速滑动，木块两次运动的s﹣t图像如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．木块第一次受到的拉力较大 B．相同时间内，第一次拉力做功小 C．第二次拉力对木块做功的功率大 D．第一次木块的动能较大 【答案】D 【解答】解：A、从图像上可以看出，木块两次都是做匀速直线运动，受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等；又因为木块在同一水平桌面上匀速滑动，摩擦力相等，所以拉力相等，故A错误； B、不知道两次拉动木块运动的距离大小，根据W＝Fs无法判断做功大小，故B错误； C、由图像可知，在相同时间内，第一次通过的距离比第二次大，由v＝可知，第一次的速度大于第二次速度，两次拉力相等，由P＝Fv可知，第一次拉力对木块做功的功率大，故C错误； D、木块的质量一定，第一次的速度大于第二次速度，所以该木块第一次动能较大，故D正确。 故选：D。 6．如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的动能 　大于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能。 【答案】大于 【解答】解：小球在A点的高度和B点的高度相等，质量也没变，根据重力势能的影响因素可知：小球在A、B两点的重力势能相等； 由于小球在A位置的这次弹跳要高于B位置的这次弹跳，所以，小球在A、B两位置时机械能的大小不同，A位置的机械能大于B位置时的机械能。因此，在A、B两位置重力势能相等的情况下，A位置的动能大于B位置的动能。 故答案为：大于。 三．势能大小的比较（共2小题） 7．如图所示是某同学中考时投掷实心球的场景，下列说法正确的是（　　） A．飞出的实心球上升到最高点时，若一切外力消失，它将静止 B．实心球离手后，受到惯性力的作用，可以继续向前运动 C．投掷实心球时手对球施加的力大于球对手施加的力 D．实心球上升和下落到同一高度时的重力势能相等 【答案】D 【解答】解：A．飞出的实心球上升到最高点时，仍具有水平方向的速度，若一切外力消失，它将做匀速直线运动，故A错误； B．实心球离手后，由于惯性继续向前运动，惯性不是力，不可以说受到惯性作用，故B错误； C．投掷实心球时手对球施加的力和球对手施加的力是相互作用力，大小相等，故C错误； D．实心球上升和下落到同一高度时，质量和高度相同，重力势能相等，故D正确。 故选：D。 8．图是甲、乙两辆相同小车的s﹣t图像，则（　　） A．甲车的重力势能大 B．甲车的动能大 C．乙车的动能大 D．缺乏条件，无法判断 【答案】B 【解答】解： A．由于高度未知，故两车的重力势能的大小未知，故A错误； BCD．甲车的速度为：v甲＝＝＝1.8m/s；乙车的速度为：v乙＝＝＝0.9m/s，故甲车的速度大，由于两个小车相同，说明小车的质量相同，甲车的速度大，故甲车的动能大，故B正确，CD错误。 故选：B。 四．动能和势能的转化（共5小题） 9．2024年2月8日巴黎奥运会女篮资格赛上，中国女篮战胜新西兰，取得开门红，如图是中国运动员持球上篮时的情景。下列说法中正确的是（　　） A．篮球表面凹凸不平的花纹是为了减小摩擦 B．持球静止时，手对篮球的力与篮球对手的力是一对平衡力 C．抛出去的篮球，由于受到惯性的作用将继续运动 D．篮球下落过程中重力势能主要转化为动能 【答案】D 【解答】解： A、篮球表面凹凸不平的花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A错误； B、持球静止时，手对篮球的力与篮球对手的力是两个物体之间的相互作用力，故B错误； C、抛出去的篮球，由于惯性将会继续运动，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误； D、篮球下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能变大，因此是将重力势能主要转化为动能，故D正确。 故选：D。 10．某次校篮球赛上，小瑞使用频闪相机记录了投出的篮球每隔相等的时间在空中的位置情况，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．投出的篮球能在空中继续运动是因为其受到了惯性的作用 B．篮球所受的重力在fg段做功比在ef段快 C．从a到d，篮球的重力势能逐渐减小 D．从a到d，篮球的重力势能转化为动能 【答案】B 【解答】解：A．惯性是一种性质，不是力，不能用受到或作用来描述，故A错误； B、篮球在下落的过程中，速度越来越大，重力大小不变，根据P＝＝＝Gv可知，篮球所受的重力在fg段做功比在ef段快，故B正确； CD、从a到d，篮球的质量不变，高度变大，重力势能逐渐变大，速度变小，动能变小，是动能转化为重力势能，故CD错误。 故选：B。 11．如图所示，在扬声器的纸盆上撒些纸屑，播放音乐，静止在纸盆上的纸屑开始跳动；关闭音乐，纸屑停止跳动，说明声音由 　物体振动　产生，纸屑在下降过程中，重力势能 　变小　。 【答案】物体振动；变小 【解答】解：在扬声器的纸盆上撒些纸屑，播放音乐，静止在纸盆上的纸屑开始跳动；关闭音乐，纸屑停止跳动，纸屑的跳动放大了扬声器纸盆的振动，说明声音由物体振动产生的。 纸屑在下降过程中，质量不变，高度降低，重力势能变小。 故答案为：物体振动；变小。 12．极限跳伞是一项惊险的体育运动。如图所示，跳伞员打开降落伞后，在匀速下落的过程中，其重力势能将 　减小　（选填“减小”“不变”或“增大”），跳伞员及降落伞所受的阻力 　等于　他们的重力（选填“大于”“等于”或“小于”）；以降落伞为参照物，跳伞员是 　静止　的（选填“静止”或“运动”）。 【答案】减小；等于；静止 【解答】解：（1）跳伞员从3600m的高空跳下，一段时间后打开降落伞，开始做减速运动，下落过程中，其质量不变，高度减小，故重力势能将减小； （2）在匀速下落的过程中，跳伞员及降落伞处于平衡状态，跳伞员及降落伞所受的阻力等于自身的重力； （3）跳伞员在下降的过程中，跳伞员与运动员之间的位置没有发生变化，以降落伞为参照物，跳伞员是静止的。 故答案为：减小；等于；静止。 13．如图所示，弹簧一端与木块相连，另一端固定在左侧的墙壁上，木块放在粗糙的水平木板上。木块位于A点时弹簧恰好为自然长度，用力压缩弹簧使木块到达B点；松手后，木块由位置B运动至位置C，在位置C时速度为零。则木块从位置B运动至位置C的过程中，弹簧的弹性势能的变化情况是 　先减小后增大　（选填“减小”、“增大”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“不变”）；木块的速度达到最大值的位置在 　A点左侧　（选填“A点”、“A点左侧”或“A点右侧”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：从B到弹簧自然长度A时，是弹簧恢复原状的过程，弹簧的弹性势能减小；从A到C的过程，小车由于惯性继续运动，弹簧发生弹性形变，弹簧的弹性势能增大；所以弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大； 小车在粗糙的木板上运动的速度最大时，就是弹簧的弹性势能全部转化成动能时，由以上分析可知，由B到A过程中，弹簧弹性势能除转化为小车的动能外，还要转化为内能。因此正确答案应该用受力分析来得出，当弹簧的推力和小车受到的摩擦力相等时速度最大，也就是在AB间的一点，所以速度达到最大值的位置在A点的左侧。 故答案为：先减小后增大；A点左侧。 五．动能的影响因素（共3小题） 14．下列说法正确的是（　　） A．踢球时脚疼说明物体间力的作用是相互的 B．在空中运动到最高点时足球的动能等于零 C．在空中运动到最高点时足球受平衡力作用 D．踢出去的足球继续运动是受到惯性的作用 【答案】A 【解答】解：A、踢球时脚给球作用力，球也给脚反作用力，所以脚感到疼，说明物体间力的作用是相互的，故A正确； B、在空中运动到最高点时足球具有一定的质量，且在水平方向上速度不为零，所以动能不为零，故B错误； C、足球运动到最高点时受到重力和空气阻力的作用，它们的大小不等，也不在一条直线上，此时受力不平衡，故C错误； D、用力将足球踢出去，足球由于具有惯性要保持原来的运动状态，继续向前运动，但不能说物体受到惯性的作用，故D错误。 故选：A。 15．如图所示为高速公路旁的一处紧急避险车道，实则为向上的斜坡。当高速运行的车辆遇刹车失灵时，可以冲上避险车道使车辆停止。请你用所学科学知识分析： （1）因为车辆具有 　惯性　，所以车辆刹车时无法立即停下。 （2）避险车道上铺上砂石，增大了 　接触面的粗糙程度　，从而增大了摩擦力，使汽车能很快的停下来。 （3）相同的汽车遇到刹车失灵，高速行驶时产生的后果比低速行驶时要严重的多，其原因是高速行驶状态下 　动能大　。 【答案】（1）惯性；（2）接触面的粗糙程度；（3）动能大 【解答】解：（1）车辆刹车时汽车仍会向前运动一段距离，是因为汽车具有惯性； （2）避险车道上铺上砂石，增大了接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，汽车能很快的停下来； （3）相同的汽车遇到刹车失灵，高速行驶时产生的后果比低速行驶时要严重的多，这是因为汽车的质量相同，速度越大，动能越大。 故答案为：（1）惯性；（2）接触面的粗糙程度；（3）动能大。 16．三级跳远是春季运动会的运动项目之一： （1）加速助跑起跳，速度越大跳的越远，目的是增大运动员的 　初速度或动能　； （2）运动员跳起后总要向前运动一段距离，是因为运动员具有 　惯性　；但最后都要落回地面是因为运动员受 　重　力，这个力的施力物体是 　地球　； （3）该运动员静止在地面上时运动员所受 　重　力和 　支持　力是一对平衡力。 【答案】（1）初速度或动能；（2）惯性；重；地球；（3）重；支持。 【解答】解：（1）加速助跑起跳，速度越大跳的越远，目的是增大运动员的初速度，增大动能； （2）运动员跳起后总要向前运动一段距离，是因为运动员具有惯性，保持原来的运动状态继续运动；但最后都要落回地面是因为运动员受重力，这个力的施力物体是地球； （3）该运动员静止在地面上时受力平衡，运动员所受重力和支持力是一对平衡力。 故答案为：（1）初速度或动能；（2）惯性；重；地球；（3）重；支持。 六．势能的影响因素（共2小题） 17．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其从高处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，由图可知形成圆斑较大的皮球（　　） A．质量一定大 B．体积一定大 C．高度一定大 D．弹性形变一定大 【答案】D 【解答】解：皮球下落时质量不变，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能；与地面纸张接触时速度开始变小，弹性形变变大，此过程中动能转化为弹性势能；弹性形变到极限后开始回弹，在脱离地面之前速度开始变大，弹性形变开始变小，弹性势能转化为动能；皮球脱离地面上升过程中速度减小，高度增加，动能转化为重力势能。 AB、如果皮球质量、体积一样大，但下落高度不同，则下落高度较大的皮球留下的圆斑会较大，故AB错误； C、如果皮球下落高度相同，但质量或体积不同，则质量较大的或体积较大的皮球留下的圆斑会较大，故C错误； D、皮球形成圆斑较大，说明皮球与纸接触面较大，弹性形变较大，故D正确。 故选：D。 18．如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越 　远　，这说明橡皮筋的弹性势能与其 　橡皮筋伸长的长度　有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量小的“子弹”射出的距离较 　远　，质量大的“子弹”射出时 　速度　小。在此过程中，橡皮筋对质量小“子弹”做的功 　等于　对质量大的“子弹”做的功（“大于”、“小于”、“等于”）。 【答案】远；橡皮筋伸长的长度；远；速度；等于 【解答】解： （1）橡皮筋弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来反映的； 经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关； （2）当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，转化成子弹的动能也相同；动能的影响因素是质量和速度，在动能相同时，“子弹”的质量越小，其射出时的速度就越大，所以射出的距离较远；反之，质量大的“子弹”射出时的速度小。 在此过程中，橡皮筋被拉的长度相同，弹力相同，所以橡皮筋对“子弹”做的功相同。 故答案为：远；橡皮筋伸长的长度；远；速度；等于。 七．探究影响物体动能大小的因素（共3小题） 19．小明同学做探究物体动能大小与哪些因素有关的实验，如图所示，第一次他将钢球从斜槽上的高h处由静止释放，在水平面上运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s1。第二次让同一钢球从同一斜槽上的高1.5h处由静止释放，在水平面上运动的钢球A碰上木块B后（第二次木块B碰撞前位置与第一次相同），能将B撞出一段距离s2。请结合本实验回答下列问题： （1）实验中通过 　物块被撞击后运动的距离　来反映钢球动能的大小。 （2）在两次实验中，木块B移动时受到的摩擦力第一次为f1，第二次为f2，则f1　＝　f2。（选填“＞”、“＜”或“＝”） （3）若两次木块B被撞出的距离s1＜s2，则说明钢球的动能大小与钢球的 　速度　大小有关。 （4）若想探究动能大小与质量是否有关，为了控制小球速度相同，应将小球从斜面上 　同一高度静止　释放。 【答案】（1）物块被撞击后运动的距离；（2）＝；（3）速度；（4）同一高度静止。 【解答】解：（1）实验中通过观察木块B被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，运用了转换法； （2）在两次实验中木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度也不变，所以木块移动时受到的摩擦力不变，则f1＝f2； （3）让同一钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，木块B运动的距离s越大，钢球的动能越大，探究的问题是物体的动能大小跟速度是否有关； （4）探究动能大小与质量的关系时，应控制小球到达水平面起始端的速度相同，则应让小球从斜面同一高度由静止开始滚下。 故答案为：（1）物块被撞击后运动的距离；（2）＝；（3）速度；（4）同一高度静止。 20．汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1＜h2。 （1）三次实验应让小球由静止开始滚下。动能的大小是通过 　木块移动的距离　来反映的。 （2）进行图丙实验，木块被撞后滑出木板掉落，需改进实验，再与乙图实验对比，在不改变木板长度的情况下，以下可行的方法是 　A　（填写正确选项前的字母）。 A.换用质量更小的钢球 B.给水平木板铺上毛巾 C.适当降低钢球B的高度 D.换用一个较重的木块 （3）善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，小球撞击时的速度 　不同　（填“相同”或“不同”），从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块，这样做 　不能　（填“能”或“不能”）验证动能与质量的关系。 【答案】（1）木块移动的距离；（2）A；（3）不同；不能。 【解答】解：（1）该实验中小车动能的大小是通过木块被推的距离体现的，木块被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这是转换法的应用； （2）A、换用质量更小的钢球，在速度不变的情况下，动能更小，推动木块移动的距离变小，故A符合题意； B、给水平木板铺上毛巾，不能与乙控制相同的接触面，故B不符合题意； C、适当降低钢球B的高度，钢球的速度发生了变化，无法完成探究，故C不符合题意； D、换用一个较重的木块，木块与木块受到的摩擦力不同，不能完成探究，故D不符合题意； 故选：A； （3）用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，弹簧的弹性形变不同，两次实验弹簧具有的弹性势能不同，转化为钢球的动能不同，故放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同； 弹簧压缩相同的程度，具有的弹性势能相同，最终转化为小球的动能相同，木块移动的距离相同，故不能验证动能与质量的关系。 故答案为：（1）木块移动的距离；（2）A；（3）不同；不能。 21．如图所示，摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2 （1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 　质量　无关； （2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过 　木块移动的距离　反映小球撞击木块C前的动能大小； （3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：质量相同时，小球的 　速度　（选填“速度”、“高度”或“质量”）越大，动能越大； （4）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，不考虑小球撞击木块前的阻力的作用，撞击木块时质量不同的小球的动能 　相等　（选填“相等”或“不相等”），速度 　不相等　（选填“相等”或“不相等”），因此该方案 　错误　（选填“正确”或“错误”）。 【答案】（1）质量；（2）木块移动的距离；（3）速度；（4）相等；不相等；错误 【解答】解：（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关； （2）实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫转换法； （3）根据乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，木块C被撞得越远，可观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：物体的动能大小与速度有关； （4）在水平桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故方案是错误的。 故答案为：（1）质量；（2）木块移动的距离；（3）速度；（4）相等；不相等；错误。 八．探究影响物体势能大小的因素（共4小题） 22．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物A、B、C的质量关系为mA＝mB＜mC，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）重物自由下落打击木桩，通过观察 　木桩下陷深度　判断重物的重力势能大小。 （2）比较AB两个重物将木桩打入沙中的深度，得出的结论是：　质量一定时，高度越高，重力势能越大　。 （3）我们 　能　（选填“能”或“不能”）比较出甲图中重物B、C的重力势能的大小。 【答案】（1）木桩下陷深度；（2）质量一定时，高度越高，重力势能越大；（3）能。 【解答】解：（1）让重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，是转换法的应用； （2）由题意和图甲可知，重物A、B的质量相等，重物B的高度大于重物A的高度，比较A、B两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，B下陷较深，故可得结论质量一定时，高度越高，重力势能越大； （3）由图乙可知，重物B撞击木桩陷入沙中的深度等于重物C撞击木桩陷入沙中的深度，重力势能相等。 故答案为：（1）木桩下陷深度；（2）质量一定时，高度越高，重力势能越大；（3）能。 23．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C。球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。 （1）观察球陷入沙中的深度可以判断出球释放前的重力势能大小，该实验方法是 　转换法　；由图可以判断出 　A　球释放前的重力势能最大； （2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是 　质量　。 【答案】（1）转换法；A；（2）质量。 【解答】解（1）本实验中把小球的重力势能转化成小球陷进沙坑的深度来比较各小球重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法；图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大； （2）比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 故答案为：（1）转换法；A；（2）质量。 24．如图所示是小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程，这个过程中弹簧的弹性势能的变化情况是 　变大　；要探究小球下落压缩弹簧时弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系，需分别让质量不同的小球从 　同一高度　自由下落，压缩同一弹簧，并分别测出 　弹簧的最大压缩量　。 【答案】变大；同一高度；弹簧的最大压缩量。 【解答】解：由题意知，小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程，弹簧的形变程度逐渐变大，弹性势能逐渐变大。 要弹簧的最大压缩量是否与小球的质量有关，需使质量不同的小球从同一高度落下，压缩同一弹簧，测出弹簧的最大压缩量进行比较。 故答案为：变大；同一高度；弹簧的最大压缩量。 25．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验： （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 　球陷入沙面的深度　来反映的。 （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙中的深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，　物体的质量越大，重力势能越大　。 （3）比较 　A、C　两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙中的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 　无关　（选填“有关”或“无关”）。 （5）小球在下落过程陷入沙子表面前，将重力势能转化为 　动　能，陷入沙中后小球的机械能 　减小　。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】（1）球陷入沙面的深度；（2）物体的质量越大，重力势能越大；（3）A、C；（4）无关；（5）动；减小。 【解答】解：（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的； （2）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大； （3）C球陷入沙深度更大，通过比较图象可知，C球下落的高度比A、B两球都大，要研究重力势能与高度的关系，需要保持球的质量一定，运动路径相同，所以选择的是A、C两球； （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但陷入沙面的深度相同，即两球的重力势能相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关； （5）球在下落过程中，高度减小，速度增大，所以将重力势能转化为动能；当球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能，机械能减小。 故答案为：（1）球陷入沙面的深度；（2）物体的质量越大，重力势能越大；（3）A、C；（4）无关；（5）动；减小。 九．机械能的概念（共3小题） 26．如图所示，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度同时开始运动，甲球以v0的速度竖直向上抛出，乙球以v0的速度水平抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点，乙球下落过程中经过O点，P点与O点位于同一高度。忽略空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．抛出瞬间，甲、乙两球的动能相等 B．甲球经过P、Q两点时的机械能相等 C．甲球经过P点的动能小于乙球经过O点动能 D．甲、乙两球落地前瞬间速度相等 【答案】C 【解答】解：动能与质量、速度有关；甲、乙两个小球在运动过程中，机械能守恒。 A、甲、乙两球的质量和初速度相同，动能相等，故A正确； B、两球在运动的过程中，机械能守恒，甲球经过P、Q两点时的机械能相等，故B正确； C、抛出瞬间，甲乙两球机械能相等，落回P、O两点时两球的机械能也相等，由于两球质量和高度相等，所以两球的重力势能相等；机械能守恒，甲球经过P点的动能等于乙球经过O点动能，故C错误； D、甲、乙两球落地前瞬间机械能相同，质量相等，速度相等，故D正确。 故选：C。 27．如图所示，一个小球从空中下落后反复弹跳的过程中，经测量A和B两点到水平地面的高度均为h1。C和D是小球滚动过程中经过的两个位置，C和D两点到水平地面的高度分别为h2和h3，h2＜h3。则小球在C点的重力势能 　小于　D点的重力势能，小球在A点的机械能 　大于　B点的机械能。（两空均选填“大于”“等于”或“小于”） 【答案】小于；大于。 【解答】解：在质量相等的情况下，高度越大，物体的重力势能越大，所以在C点的重力势能小于在D点的重力势能； 由图可知，小球运动的高度越来越小，可知部分机械能克服空气阻力做功，故机械能减小，即A点的机械能大于B点的机械能。 故答案为：小于；大于。 28．如图，天问号火星探测器准备登陆火星表面，着陆器设计了四个脚，每个脚上都安装了一个较大的圆盘，这是为了减小 　压强　；火星表面有稀薄的空气，在降落过程中着陆器的机械能 　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”）；火星地表大气压强约为680Pa，若在火星地表做托里拆利实验，如图，则水银柱高度h约为 　12.5　mm（火星表面上，物体所受的重力与其质量的比值g火约为4N/kg，水银密度ρ水银＝13.6×103kg/m3）。 【答案】压强；减小；12.5。 【解答】解：压强与压力大小和受力面积有关，着陆器设计了四个脚，每个脚上都安装了一个较大的圆盘，这是为了在压力不变的情况下，通过增大受力面积，减小压强。 由于火星表面有稀薄的空气，着陆器在降落过程中会受到阻力的作用，需要克服摩擦做功，着陆器的机械能将会减小。 由p＝ρgh可得。 故答案为：压强；减小；12.5。 十．机械能的转化（共6小题） 29．如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若用W表示小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小球能够从A点运动到D点 B．小球从A点运动到B点过程中，势能减少量与动能增加量之差等于W C．小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量 D．小球从B点运动到C点的过程中，动能的减少量等于势能的增加量 【答案】B 【解答】解：A、因为有摩擦力存在，少部分机械能转化成内能，使机械能总量减少。因此，小球不能够从A点运动到D点，故A错误； B、小球从A点运动到B点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量和克服摩擦做的功，故B正确； C、从A点向B点运动过程中，重力势能大部分转化成动能，因为有摩擦存在，少部分转化成内能，因此，势能的减少量不等于动能的增加量，故C错误； D、小球从B点运动到C点的过程中，动能的减少量等于势能的增加量和克服摩擦做的功，故D错误。 故选：B。 30．某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点。则小球（　　） A．经过的M点就是②点 B．小球在点③的速度比在点②的大 C．在M点的重力势能大于在N点的重力势能 D．小球在点①的动能大于260J 【答案】D 【解答】解：AC、根据图乙可知，小球在M点时的机械能为：＝320J； 小球在N点的机械能为：＝500J，此时的重力势能势能为：500J×60%＝300J，所以小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能；小球起跳的高度越来越低，所以机械能是逐渐减小的，N点的机械能大于M点，N点在前面，由图可知，M 只可能是③，N点是②，故AC错误； B、M点的动能为320J﹣240J＝80J，N点的动能为200J，质量不变，动能减小，故球在点③（M）的速度比在点②（N）小，故B错误； D、小球在点①的机械能大于点②，即大于500J，而重力势能与③相同，即240J，故动能大于500J﹣240J＝260J，故D正确。 故选：D。 31．质量相同的甲、乙两个小球，从静止开始自由下落，经过如图所示的位置时机械能相等，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．两球在落地瞬间的速度v甲＜v乙 B．此时甲、乙两球的重力势能相等 C．此时甲、乙两球的速度v甲＜v乙 D．两球下落前的初始位置的高度h甲＝h乙 【答案】D 【解答】解：A、甲、乙两个小球，自由下落经过如图所示的位置时机械能相等，不计空气阻力，小球在下落过程中机械能守恒，故只有重力势能转化为动能，在两球在落地前，两球的重力势能全部转化为动能，则两球在落地前的动能相等，动能的大小与质量和速度有关，故两球在落地前的速度相等，故A错误； B、甲、乙两个小球，自由下落经过如图所示的位置时机械能相等，由题图可知，两小球质量相等，乙球的高度大于甲球，则乙球的重力势能大于甲球，故B错误； C、由题图可知，此时乙球的高度大于甲球的高度，且两小球的质量相等，则乙球的重力势能大于甲球的重力势能；不计空气阻力，小球在下落过程中机械能守恒，所以，甲球的动能大于乙球的动能，则此时甲球的速度大于乙球的速度，故C错误； D、甲、乙两个小球，从静止开始自由下落，初始速度为0，此时两球的动能为0，不计空气阻力，小球在下落过程中机械能守恒，所以在高处时开始下落时的重力势能是相同的，即高度相同，故D正确。 故选：D。 32．如图所示是一座高山的等高线图（即同一等高线上每点高度均相同），登山运动员在B点的重力势能 　等于　在A点的重力势能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中弓因为发生了 　弹性形变　而具有能，这种能让箭向天空飞射而出，转化为箭矢的重力势能与 　动能　。 【答案】等于；弹性形变；动能 【解答】解：根据图示可知，A的高度与B的高度相同，运动员的质量不变，所以运动员在B点的重力势能等于在A点的重力势能； 弓发生弹性形变后具有弹性势能； 箭向天空飞射而出，箭具有动能，同时箭的高度变大，重力势能变大。 故答案为：等于；弹性形变；动能。 33．如图表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是： （1）助跑阶段，运动员消耗体内的化学能 　大于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）运动员和撑杆获得的动能。 （2）运动员越过横杆后，下降的过程中，　重力势　能转化为 　动　能。 【答案】（1）大于；（2）重力势；动 【解答】解：（1）由于能量转化时的效率都小于100%，故在助跑阶段，运动员消耗体内的化学能大于转化成的动能； （2）运动员越过横杆后，运动员的高度下降，速度增加，故重力势能减少，动能增多，所以是重力势能转化为动能。 故答案为：（1）大于；（2）重力势；动。 34．如图所示，摆球由C点静止释放，经过最低点O到达B点，C、B两点等高（不计阻力），则由C点到B点，摆球的机械能 　不变　（选填“变大”“变小”或“不变”）； 　O　点摆球的动能最大，能够说明的问题是 　动能和重力势能可以相互转化　。 【答案】不变；O；动能和重力势能可以相互转化。 【解答】解：不计阻力，摆球在摆动过程中机械能守恒，所以由C点到B点，摆球的机械能不变； 摆球从C点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大，此过程中，重力势能转化为动能，O点处于最低点，重力势能最小，所以动能最大；由O点到B点的过程中，摆球的质量不变，高度增大，重力势能逐渐增大，速度减小，动能逐渐减小，因此摆球的动能转化为重力势能。所以能够说明动能和重力势能可以相互转化。 故答案为：不变；O；动能和重力势能可以相互转化。 十一．机械能和其他形式能的转化（共4小题） 35．如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时，撤去拉力F，木块持续滑动，运动得越来越慢，最后停在C点。下列说法中正确的是（　　） A．木块在AB段所受的摩擦力小于在BC段所受的摩擦力 B．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到的摩擦力越来越大 C．木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小 D．木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能 【答案】C 【解答】解：A、木块在AB段和BC段对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以所受的摩擦力不变，即木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故A错误； B、木块在BC段运动得越来越慢，是由于摩擦力改变了木块的运动状态，摩擦力的大小不变，故B错误； C、木块在BC段运动得越来越慢，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，使得机械能逐渐减小，故C正确； D、木块在AB段运动得越来越快是因为受到了拉力的作用；此过程中，木块与桌面之间存在摩擦，有一部分机械能转化为内能，故D错误。 故选：C。 36．“神舟”载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是（　　） A．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦将内能转化为机械能 B．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦将机械能转化为内能 C．飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施 D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船 【答案】B 【解答】解：ABC、飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦，克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，机械能减小，内能增大，温度升高，故AC错误，B正确； D、飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，吸收大量的热从而保护了飞船，而不是放出热量，故D错误。 故选：B。 37．如图是世界首款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，将空气的 　内　能转化为机械能，在能量的转化过程中，能的总量 　不变　（填“变大” “变小”或“不变”）。 【答案】内；不变 【解答】解：由题可知，空气动力汽车在工作时将空气的内能转化为车的机械能； 能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只会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，能量的总量不变。 故答案为：内；不变。 38．2020年6月23日上午，长征三号火箭将北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星送入太空预定轨道。火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，将　机械　能转化为　内　能会使外壳温度升高，为防止内部温度过高，火箭采用　隔热性　（选填“导热性”或“隔热性”）好的新型陶瓷作为防护层。火箭加速上升时，火箭的动能　增大　，重力势能　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】机械；内；隔热性；增大；增大 【解答】解：火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，克服摩擦做功，火箭的机械能转化为内能，从而使外壳温度升高；火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，会产生大量的热，从而使火箭的温度升高，为防止内部温度过高，火箭应该采用隔热性好的新型陶瓷作为防护层； 火箭加速升空过程中，质量不变，速度增大，所以其动能增大；同时高度增大，所以其重力势能增大；火箭的动能和势能均能大，所以它的机械能增大。 故答案为：机械；内；隔热性；增大；增大。 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