【专项练习11】动能和势能相关练习 2026-2027学年浙教版科学九年级上册

**基本信息** 聚焦动能势能概念辨析、转化规律及实验探究，通过多样化情境题构建“概念-转化-应用”知识逻辑链，渗透科学观念与探究实践素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念理解|13题|以选择为主，辨析动能势能大小及机械能变化|从基础概念（动能、势能定义）到情境应用（抛体、滑雪等运动）| |转化应用|7题|填空为主，分析能量转化及定量计算|从定性分析（转化方向）到定量计算（功、机械能变化量）| |实验探究|5题|实验题，含动能影响因素、机械能守恒验证|从原理探究（控制变量法）到方法迁移（转换法应用）|

【专项练习11】动能和势能相关练习 （含解析） 一、选择题 1．（2026·钱塘模拟）如图所示是一个乒乓球抛出后的部分运动轨迹，其中为轨迹中的三个位置，b在同一高度，则下列说法中正确的 A．乒乓球在b点时的动能为零 B．乒乓球在两点时的重力势能相等 C．乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能 D．最终小球将做匀速直线运动 2．（2026·上城模拟）2026年亚冬会在意大利顺利闭幕，如图为跳台滑雪运动示意图，虚线表示运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动轨迹。在运动过程中，下列说法正确的是 A．运动员从A到B的过程中速度逐渐增大 B．运动员从B到C的过程中动能不变 C．运动员在A点和C点的重力势能相等 D．整个滑行过程中，运动员的机械能守恒 3．（2026·永康模拟）如图所示为某同学跳远时在最高点的瞬间，下列说法中正确的是 A．该同学具有惯性继续向前运动 B．此时的动能最大 C．该同学的运动状态将保持不变 D．该同学受到重力和弹力作用 4．（2026·浙江模拟）如图1所示为惊险刺激的过山车，图2所示为模拟过山车的某一段，过山车从O处由静止滑下，沿轨道先后经过，其中与等高与等高。若过山车与轨道之间的摩擦力不能忽略，下列说法正确的是 A．过山车在a点和d点的位置时，机械能相同 B．过山车经过b点时的机械能小于经过c点时的机械能 C．过山车经过c点时的速度大于经过c点时的速度 D．过山车从a到f的过程中，重力势能先增大后减小 5．（2026八下·宁波期末）如图 1 所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．过程中，小球做先减速后加速运动 B．运动过程中，小球的机械能守恒 C．过程中，小球的动能先增加后减小 D．这段时间内，小球的机械能先增大后减小 6．（2026·杭州模拟）如图，小观在荡秋千，从左侧最高点A 静止开始运动，经最低点O 摆动到右侧最高点 D2，再摆回到左侧最高点 C(图中未画出)、图中B 与D等高。则(　　) A．点 C与点 B 重合 B．从A到O，减小的重力势能全部转化为动能 C．AD 之间的高度差等于 DC 之间的高度差 D．从A~D过程中，若在P 点没坐稳， 最可能沿着方向3 掉落 7．（2026·路桥模拟）如图所示，把两个光滑斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为h的a点滚下，经过图中b点，到达c点。空气阻力不计，关于小球描述正确的是（　　） A．从a点到b点过程中，小球匀速下落 B．从b点到c点过程中，小球动能转化为重力势能 C．从b点到达c点后，小球还能继续上升 D．从 a 点到 c 点过程中，小球机械能大小 8．（2026·洞头模拟）某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后最终静止下来。下列说法正确的是 （　　） A．滚摆上升时，重力势能转化为动能 B．滚摆下降时，它的重力势能减小，机械能增大 C．滚摆每次到达最高点的重力势能都比上次小 D．滚摆到达最低点时，若所有外力消失，它将保持静止 9．（2026·鹿城模拟）如图，小明随缆车匀速上升。他的动能和势能变化， 正确的是 A．动能增大 B．动能减小 C．势能增大 D．势能减小 10．2026年 2月，我国用长征十号运载火箭将“梦舟”载人飞船送入太空，火箭发射经历加速→匀速→再加速三个阶段(如图)。下列有关说法正确的是（　　） A．加速上升时，飞船动能增加 B．匀速上升时，火箭的机械能守恒 C．再加速上升时，飞船势能不变 D．火箭升空时，化学能全部转化为机械能 11． 春晚《武BOT》节目是我国传统文化创新表达，机器人丝滑的动作将中华武术演绎得淋漓尽致。下列说法正确的是（　　） A．机器人充电时，化学能转化为电能 B．机器人挥剑舞动时，不需要消耗能量 C．机器人运动时，电能主要转化为机械能 D．机器人做空翻动作上升时，重力势能不变 12．运动员苏翊鸣在米兰-科尔蒂纳丹佩佐冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中为中国代表团斩获首金。图甲是他在比赛中，如图乙是该项目的示意图，实线代表雪道，虚线是他运动的轨迹。下列说法正确的是(　　) A．运动员脚上穿着面积较大的单板，有利于减小落地时的冲击力 B．他在空中时，受到重力作用和惯性力的共同作用 C．他在雪道向下滑行时，重力势能全部转化为动能，机械能不变 D．他腾空至最高点C时，动能不为零 13．（2026九上·路桥期末）如图是网球单人回弹训练器，网球通过弹性绳与底座连接。运动员将网球从a点击出，经b点(绳最长)运动到c点(绳恢复原长)，不计空气阻力。下列说法不正确的是（　　） A．a→b，网球机械能守恒 B．b→c，网球动能增大 C．c→d，网球重力势能减小 D．c→d，绳的弹性势能为零 二、填空题 14．（2026九下·富阳期中）如图丙游乐园过山车的轨道，小科坐过山车从高处滑下的过程中，依次经过A、B、C、D四处位置，轨道对车的支持力　 　(选填“做”或“不做”)功，小科在　 　(选填“A”“B”“C”或“D”)处动能最大。从A到D的过程中，机械能在减小，理由是　 　。 15．（2026·钱塘模拟）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中水平面长度为s， A、C两点距离水平面的高度分别为H、h(忽略空气阻力)。 （1）物体从A点滑到B点的过程中，机械能　 　(选填“增大”“不变”或“减小”)。 （2）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为　 　(用字母表示，下同)。 （3）物体从A点运动到B点，再运动到C点过程中，克服摩擦力所做的功为　 　。 16．（2026九下·杭州月考） 每年校运动会中都会有跳远、实心球和接力赛等传统项目。 （1）如图甲，小科在跳远比赛中助跑是为了增大　 　（填“惯性”或“动能”）； （2）如图乙是同学在投掷实心球的场景，若不计空气阻力，A处动能　 　处动能（填“大于”“小于”或“等于”）； （3）如图丙，四位同学在田径场指定位置按照顺序参加接力，他们总平均功率为1200瓦，共做了66000焦的功，通过计算分析，他们　 　（填“已经”或“没有”）打破学校该项目56.07秒的记录。 17．如图是小科玩蹦床的情境，质量为50千克的小科从O点 下落，在A 点时刚好与床面接触，B点时受力平衡，C点时 到达最低点，已知 OA=3米，AC 距离等于OA 距离， 不计床面自身重力，不计能量损失。请回答下列问题。 （1）如图所示，从A 点到C点的过程中，小科的动能如何变化：　 　(填“一直减小”、“一直增大”、“先增大后减小”或‘先减小后增大”)。 （2）整个过程中弹性势能最大的是　 　点。小科从 O 点开始下落至最低点的过程中重力做功为　 　焦(不计空气阻力)。 18．（2026九上·义乌期末）在科学学习中，我们常用模型来解释实际问题。 （1）如图甲为乒乓球发球机，在同一高度以相同的初速度朝A、B、C不同方向依次发出三个质量相同的乒乓球，运动轨迹如图乙所示。若不计空气阻力，当乒乓球分别运动到桌面 abc处时，速度最大的是　 　(选填“a”“b”“c”或“一样大”)。 （2）丙图是发球机把乒乓球以速度V1沿着与水平方向成θ角的光滑斜面向上发出(光滑斜面够长)，丁图表示乒乓球发球机把相同的乒乓球以速度V2沿着与水平方向成θ角在空中发出(空气对小球的阻力忽略不计)。若两次乒乓球能到达最高点的高度相等即h1=h2，则对于发射速度的要求是 V1　 　V2(选填“大于”“等于”或“小于”)。 19．（2026九下·瑞安开学考）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，则过山车的动能在　 　点最大，B点重力势能的大小　 　E点动能的大小(如图乙)。在这个过程中，过山车的机械能是　 　(选填“变化”或“不变”)的。 20.（2026九上·镇海区期末）国家跳台滑雪中心“雪如意”， 分为助滑区、落地区、停止区。 （1）在整个运动过程中，运动员的 机械能　 　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 （2）在助滑区运动过程中，运动员的重力势能 变化量　 　(填“>”、“=”或“<”)动能的变化量。 三、实验与探究题 21．（2026九下·柯桥模拟）小柯观察拆楼用重铁摆锤砸墙现象，猜想其撞击效果受多种因素影响。他利用摆锤撞击木块模拟该场景，开展探究实验。 实验器材：支架、不可伸长的轻质细绳、三个质量不同但体积相同的小球、长方形木块、量角器、刻度尺。 实验步骤： ①将小球悬挂在支架上，静止时刚好接触长方形木块。 ②将小球拉至与竖直方向成一定夹角后由静止释放，撞击木块。 ③用刻度尺测量木块的滑行距离s。 ④调整夹角或更换小球，重复实验，每组测3次取平均值。数据如下： 实验编号 小球质量m/g 释放角度 木块滑行距离平均值s/cm 1 100 3.2 2 100 7.5 3 100 12.1 4 200 6.5 5 300 9.8 （1）根据小柯的实验设计，他的猜想是摆锤撞击木块的效果可能与小球质量和　 　有关。 （2）小柯认为：小球质量越大，动能越大，撞击效果越好。他得出结论的依据是：　 　。 （3）小柯发现实验中小球撞击木块后没有立即停下，而是继续向前运动一小段距离后返回，这对实验结果是否有影响并说明理由：　 　。 （4）该实验通过木块滑行距离来体现撞击效果，以下与该实验方法相同的是____。 A．用磁感线来形象地描述磁体周围的磁场分布 B．通过保持电压一定来探究电流与电阻的关系 C．观察下落小球撞出沙坑深度来判断重力势能大小 D．通过观察玻璃管内液面上升高度来比较电流产生热量的多少 22．（2026九上·义乌期末）在同一粗糙水平面固定两个不同斜面，小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动，用频闪照相机每隔0.1s拍摄了小球滚动时的不同位置，图上数字为闪光时刻编号，位置间距如图所示。 （1） 甲图中 A 球机械能　 　(选填“增加”、“减小”或“不变”·)。 （2）哪一个小球在斜面上一定不是从静止开始运动的　 　。(选填 A 、B、AB 或都静止开始)。 （3）若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞，碰撞之后图　 　(选填“甲”或“乙”)中木块运动距离较大。 23．（2025九上·杭州期中）在探究动能大小与哪些因素有关的实验中： （1）如图甲，小明先探究动能大小与质量关系，他如何控制小车到水平面速度相同： 　 　； （2）小华认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小，即运动的距离越远说明物体的动能越大。于是小华设计探究动能与质量关系的实验，通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图乙所示的实验情形，据此她得出在速度相同的条件下，质量越大，物体具有的动能越　 　(选填“大”或“小”)，该结论与原实验结论有差异的原因：　 　. （3）小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丙所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行，并简述原因? 答： 　 　。 24．（2025九下·瑞安开学考）小北与同学“探究物体下落时，其重力势能和动能的变化规律”。实验时，将铁球从某一高度静止释放，依次经过竖直方向上A、B、C、D、E、F、G各点，记录经过各点时的离地高度，重力势能，速度和动能，实验数据如下表： 高度（米） 重力势能（焦耳） 速度（米每秒） 动能（焦耳） A点 2.0 19.6 1.4 1.0 B点 1.6 15.7 3.1 4.9 C点 1.4 13.7 3.7 6.9 D点 1.2 11.8 4.2 8.8 E点 0.8 　 5.0 12.7 F点 0.4 3.9 5.8 16.7 G点 0.2 2.0 6.1 18.6 （1）将铁球下落时的动能与速度的关系图线绘制在如图图像中，分析图可知：物体的动能与其速度　 　正比例关系（选填“成”或“不成”）； （2）根据表中数据，将表中E点的重力势能数据补充完整。　 　； （3）研究表中数据得出如下结论：物体下落时，重力势能减小，动能增大，动能和重力势能之和保持不变。小科同学觉得此结论与某些运动情景不符。请例举书本中的一个实验，说明该结论并不适用所有情境。　 　； （4）小北利用如图来研究动能和势能相互转化，一个光滑的弧形槽（不计空气阻力），钢球从弧形槽a点以初速度出发，运动到c点，比较三点的速度大小　 　。 25．（2025九上·黄岩期末）高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”。某同学想知道高空下落的重物具有的重力势能与哪些因素有关，进行了以下探究。 【提出问题】 物体的重力势能与哪些因素有关？ 【建立假设】 假设一：物体的重力势能可能与物体的质量有关。 假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。 【实验设计】 某小组设计了如图甲所示的实验装置。将小球在一定高度静止释放，小球撞击杯子后，会随杯子一起向下运动一段距离。实验中可利用夹子标记球和杯子的位置。 （1）在验证假设一时，为了确保小球下落高度相同，应采用　 　（选填“乙”或“丙”）释放方式进行实验。 （2）请你利用上述实验器材设计实验验证假设二，写出实验方案（可结合图进行说明）。　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】分析乒乓球运动时的速度及高度的变化，则可知动能及重力势能的变化；根据机械能等于动能和势能之和判断机械能的变化。乒乓球在运动的过程中克服空气阻力做功，与地面碰撞做功，机械能减少，不守恒。 【解答】A、乒乓球在b点时的速度不为零，动能不为零，故A错误； B、乒乓球在b、c两点时的高度不同，重力势能不相等，故B错误； CD、在整个运动过程中，乒乓球克服空气阻力做功，与地面碰撞做功，机械能逐渐减小，乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能，落地后小球受摩擦力作用，不会做匀速直线运动，故C正确，D错误。 故选：C。 2．【答案】A 【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒 【解析】【分析】ABC、重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 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。 D、最高点在减小，说明机械能在减小，不守恒，机械能包括重力势能和动能。 【解答】A、由A到B，高度降低，重力势能转化为动能，度逐渐增大，动能变大，故A正确； B、从B到C，高度变大，动能转化为重力势能，动能减小，故B错误； C、由图可知，A点位置更高，可知A点重力势能大于C点，故C错误； D、A点比C点高，说明重力势能在减小，即机械能在减小，不守恒，故D错误。 故答案为：A。 3．【答案】A 【知识点】惯性；弹力；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】A.物体保持运动状态不变的性质叫惯性； B.动能大小与物体的质量和速度有关； C. 运动状态不变指的是速度大小和方向都不改变； D.弹力是物体发生弹性形变时产生的力，需要接触才能产生。 【解答】A. 惯性是物体保持原有运动状态的性质，该同学起跳后，由于惯性，会保持原来向前的运动状态，继续向前运动，故A正确； B. 该同学起跳后上升到最高点时，竖直方向的速度为零，水平方向速度最小，动能最小，故B错误； C. 最高点处该同学在重力作用下，速度会不断发生变化，运动状态不断改变，故C错误； D. 该同学在空中最高点时，已经离开地面，没有接触任何发生弹性形变的物体，因此只受重力作用，不受弹力，故D错误。 故选A。 4．【答案】C 【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】运动全程存在摩擦力，过山车不断克服摩擦做功，机械能持续减小；重力势能只与高度有关，动能与速度、质量有关，总机械能 = 动能 + 重力势能。运动顺序：O→a→b→e→d→c→f。 【解答】A、从 a 运动到 d，一路克服摩擦损耗机械能，d 点机械能小于 a 点，所以 A 不符合题意； B、过山车先经过 b，后经过 c，运动过程机械能不断减少，因此 b 点机械能大于 c 点，所以 B 不符合题意； C、e、c 两点高度相等，重力势能相等；e 点在 c 点前方，从 e 到 c 机械能因摩擦减小，故 e 点总机械能更大，动能更大，速度更大，即 e 点速度大于 c 点，所以 C 符合题意； D、a 到 b 高度降低，重力势能减小；b 到 d 高度升高，重力势能增大；d 到 f 高度降低，重力势能减小。重力势能变化：减小→增大→减小，不是先增大后减小，所以 D 不符合题意； 故答案选 C。 5．【答案】C 【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】A、动力大于阻力，物体做加速运动；动力小于阻力，物体做减速运动，据此进行分析。 B、小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能，可知小球的机械能不守恒。 C、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。 D、弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，小球的机械能变大。 【解答】A、由图可知，时压力最大，为最低点，过程中，刚开始重力大于弹力，小球速度变大，后弹力逐渐变大，大于重力，小球做减速运动，在最低点速度减为零，可知小球先加速后减速，故A错误； B、运动过程中，弹簧发生形变，小球部分机械能转化为弹簧的弹性势能，可知小球的机械能不守恒，故B错误； C、过程中，小球向上运动，刚开始弹力大于重力，小球做加速运动，速度变大，动能变大；后弹力减小，小于重力，小球向上做减速运动，速度减小，动能减小，可知动能向左变大后变小，故C正确； D、由图2可知，小球到达的最高点相同，说明不考虑空气阻力，小球向上运动时，弹簧的形变量减小，弹性势能减小，转化为小球的机械能，可知小球的机械能逐渐增大；离开弹簧后，由于不考虑空气阻力，则小球的机械能不变，故D错误。 故答案为：C。 6．【答案】D 【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】ABC、根据运动过程中存在摩擦力，部分机械能转化为内能，可知机械能不守恒，则每次最高点都低于上一次，每次下降的高度逐渐减小进行分析。 D、1最高点高于A点，不正确；2最高点与1相同，不正确；3最高点低于A点，正确。 【解答】A、荡秋千过程中，需要克服空气阻力做功，机械能不断损耗，总机械能逐渐减小。因此摆回左侧最高点C时，C的高度一定低于初始左侧A点，也低于等高的B点，不会和B重合，故A错误； B、从A到O的过程中，重力势能一部分转化为动能，还有一部分机械能克服空气阻力做功损耗掉了，并不是全部转化为动能，故B错误； C、因为运动过程中机械能不断因克服阻力减少，从A到D过程已经损耗了一部分机械能，从D到C会继续损耗机械能，因此A到D的高度差更大，DC之间的高度差更小，二者不相等，故C错误； D、物体做曲线运动时，速度方向为曲线的切线方向。在P点时，秋千的速度方向沿P点切线方向，若此时没坐稳掉落，物体由于惯性，会保持原来的运动方向，且由于机械能不守恒，可知最高点低于A点，则最可能沿着方向3掉落，故D正确。 故答案为：D。 7．【答案】B 【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒 【解析】【分析】AB、重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 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。 CD、不计空气阻力，接触面光滑，小球机械能相等，重力势能相等时，动能相等。 【解答】A、从a到b，小球的重力势能转化为动能，小球的速度变大，故A错误； B、由b到c，小球高度变高，重力势能变大，动能转化为重力势能，故B正确； C、不计空气阻力，接触面光滑，可知小球的机械能守恒，ac高度相同，可知小球的重力势能相同，a点小球的速度为零，可知c点小球的速度也为零，小球不会继续上升，故C错误； D、不计空气阻力，接触面光滑，可知小球的机械能守恒，则abc三点的机械能相等，故D错误。 故答案为：B。 8．【答案】C 【知识点】牛顿第一定律；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 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。 【解答】A、滚摆上升时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能，故A错误； B、下降时，高度减小，重力势能减小，由于最终会停下来，说明机械能在逐渐减小，故B错误； C、由于机械能在逐渐减小，所以每次到达的最高点的重力势能都小于上次在最高点的重力势能，故C正确； D、在最低点时，速度不为零，由牛顿第一定律可知，若一切外力消失，它将做匀速直线运动，故D错误。 故答案为：C。 9．【答案】C 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）动能的影响因素：动能的大小与物体的质量和速度有关，公式为。当物体的质量不变、速度不变时，动能保持不变。 （2）重力势能的影响因素：重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，公式为Ep=mgh。当物体的质量不变、高度增大时，重力势能增大。 【解答】A、小明随缆车匀速上升，质量不变、速度不变，动能不变，该选项错误； B、小明随缆车匀速上升，质量不变、速度不变，动能不变，该选项错误； C、小明随缆车匀速上升，质量不变、高度增大，重力势能增大，该选项正确； D、小明随缆车匀速上升，质量不变、高度增大，重力势能增大，该选项错误； 故答案为：C。 10．【答案】A 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】A.动能与质量和速度有关； BC.重力势能与质量与高度有关，而机械能=动能+重力势能； D.火箭升空时会与空气摩擦产生内能。 【解答】A. 火箭加速上升时，质量不变，速度增加，因此动能会增加，故A正确； BC. 匀速上升时， 质量不变，高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，它的机械能增大，故B、C错误； D. 火箭升空时， 化学能主要转化为机械能，但还有一部分能量会转化为热能、声能等，故D错误。 故选A。 11．【答案】C 【知识点】能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】ABC.根据能量转化的知识判断； D.重力势能大小与物体的质量和高度有关。 【解答】A. 机器人充电时，电池将电能转化为化学能储存起来，故A错误； B. 机器人挥剑舞动时，需要驱动电机或执行机构完成动作，这些动作需要消耗能量，故B错误； C. 机器人运动时，电池中的电能通过电机或驱动系统转化为机械能，从而驱动机器人的动作，故C正确； D. 机器人做空翻动作上升时，高度增加，重力势能增大，故D错误。 故选C。 12．【答案】D 【知识点】惯性；压强大小比较；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】A.减小压强的方法：减小压力或增大受力面积； B. 一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫做惯性； C.动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，结合机械能和内能的转化判断； D.注意分析最高点时水平方向不为零。 【解答】A.单板的面积较大，是通过增大受力面积来减小压强，不能减小落地时的冲击力，故A错误； B.惯性是物体的一种性质，不是力的作用，故B错误； C. 他在雪道向下滑行时， 质量不变，高度减小，则重力势能减小；速度增大，则动能增大。由于克服阻力做功，因此部分机械能要转换为内能，即他的机械能减小，故C错误； D.运动员在最高点时，竖直方向上速度为零，但是水平方向上仍有一定速度，所以动能不为零，故D错误。 故选D。 13．【答案】A 【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒 【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 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。 弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。 动能和势能统称为机械能。 【解答】A、从a到b，弹性绳的长度变长，形变量变大，弹性势能变大，网球的部分机械能转化为绳子的弹性势能，可知网球的弹性势能减小，故A错误，符合题意； B、从b到c，绳子的形变量减小，部分弹性势能转化为网球的机械能，网球的高度减小，重力势能减小，可知动能增大，故B正确，不符合题意； C、从c到d，网球的高度减小，重力势能减小，故C正确，不符合题意； D、从c到d，弹簧没有内拉伸，没有发生弹性形变，可知没有弹性势能，故D正确，不符合题意。 故答案为：A。 14．【答案】不做；B；过山车与轨道摩擦及空气阻力做功，消耗机械能转化为内能 【知识点】力是否做功的判断；能量的相互转化和转移；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】做功的条件：物体在力的方向上有移动距离。 重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。 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。 【解答】在曲线轨道上运动时，轨道对车的支持力始终与车运动方向垂直，可知该力对车不做功。 B点高度最低，可知重力势能最小，由A到B，重力势能转化为动能，可知B点动能最大。 从A到D，车与轨道以及空气之间存在摩擦力，部分机械能克服摩擦做功转化为内能，可知从A到D，机械能逐渐减小。 15．【答案】（1）减小 （2） （3） 【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）根据物体在粗糙的水平面上克服摩擦做功分析机械能的变化； （2）根据W=Gh计算重力做功； （3）根据能量守恒定律可知，机械能的减少量全部用来克服摩擦力做功，根据W=Gh分析解答。 【解答】（1） 物体从A点滑到B点的过程中，需要经过粗糙的水平面，水平面的摩擦力会对物体做功，一部分机械能会转化为内能，因此物体的总机械能减小。 故填：减小。 （2） 重力做功只和竖直方向的高度差有关，物体从A点滑到水平面时，下落的竖直高度为H，则物体A重力做功公式W=Gh=mgH。故填：mgH。 （3） 整个过程中，物体初始在A点静止，机械能为重力势能E1=mgH；最终静止在C点时，机械能为重力势能E2=mgh。根据能量守恒，机械能的减少量全部用来克服摩擦力做功，因此克服摩擦力做功W=E1-E2=mgH-mgh=mg(H-h)。故填：mg(H-h)。 16．【答案】（1）动能 （2）小于 （3）已经 【知识点】功率计算公式的应用；动能和势能的大小变化；动能的影响因素 【解析】【分析】（1）动能与质量和速度有关，惯性只与物体质量大小有关； （2）不计空气阻力的情况下，实心球的机械能守恒。根据图片比较A、C两点高度大小，从而比较二者重力势能大小，进而得到动能大小即可。 （3）根据公式计算四位同学的时间，然后与校记录比较即可。 【解答】（1） 惯性是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质，与质量有关，而与速度无关。助跑并不能改变运动员的质量，因此不能增大惯性。 动能与物体的质量和速度有关， 助跑增加了运动员的速度，从而增大了动能。 故填的；动能。 （2） 不计空气阻力的情况下，实心球的机械能守恒。在A点，实心球有初速度，因此有动能和势能。 在C点（最低点），实心球的势能小于A点势能，那么动能大于A点动能，即A点动能小于C点动能。故填：小于。 （3）根据题意可知，四位同学的比赛用时：， 则他们已经打破学校该项目记录。 故填：已经。 17．【答案】（1）先增大后减小 （2）C；3000 【知识点】力与运动的关系；功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）当物体受到的合力与运动方向相同时，做加速运动；当物体受到的合力方向与运动方向相反时，做减速运动； （2）①弹性势能的大小与物体发生弹性形变的大小有关； ②根据W=Gh计算小科的重力做功大小。 【解答】（1）根据图片可知， A点到B点的过程中，刚接触床面时，弹力为零，重力大于弹力，合力向下，小科继续加速向下运动。随着床面形变增大，弹力逐渐增大，但弹力仍小于重力，合力向下但逐渐减小，小科仍在加速。到达B点时，弹力等于重力，合力为零，此时速度达到最大值。 从B点到C点时，弹力超过重力，合力向上，与运动方向相反，小科开始减速向下运动。到达C点时，速度减为零。 则小科的速度先增大后减小，那么小科的动能先增大后减小。故填：先增大后减小。 （2）① 弹性势能与床面的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。在C点时，床面形变最大，因此弹性势能最大。 ②已知AC=OA=3m，则从O到C的距离为：AC+OA=3m+3m=6m； 那么 小科从 O 点开始下落至最低点的过程中重力做功 ：W=Gh=50kg×10N/kg×6m=3000J。 故填：C；3000。 18．【答案】（1）一样大 （2）小于 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）根据机械能守恒，结合“机械能=动能+重力势能”分析解答； （2）注意分析两个乒乓球到达最高点时重力势能和动能大小，进而比较二者机械能大小，然后根据机械能守恒确定开始时动能大小，从而确定二者初速度大小。 【解答】 （1）根据题意可知，乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，由于乒乓球到达球台时所处的高度和速度都相同，则机械能是相同的。不计空气阻力，则没有机械能损失，则a、b、c三点时机械能相等。a、b、c的高度相同，重力势能相同，则动能也相同，所以三球到达乒乓球台的速度一样大。 （2）根据题意可知， 两次乒乓球能到达最高点的高度相等即h1=h2， 则乒乓球具有的重力势能相等。丙图中乒乓球到达最高点时速度为零，即动能为零；丁图中小球到达最高点时仍有水平方向的速度，即此时动能不为零。根据“机械能=动能+重力势能”可知，开始运动时，丙图的机械能小于丁图中的机械能。由于开始时只具有动能，那么丙图的动能小于丁图动能，即速度v1<v2。 19．【答案】C；等于；变化 【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒 【解析】【分析】动能是指物体由于运动而具有的能，大小与质量和速度有关。质量越大、速度越大，动能越大。重力势能是指物体由于被举高而具有的能，大小与质量和高度有关。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。理想情况下（无摩擦、无空气阻力），机械能守恒，即动能和势能相互转化时，总和保持不变。实际情况中，物体运动时会克服摩擦、空气阻力做功，机械能会转化为内能，因此机械能总量会减少（变化）。 【解答】图乙中，黑色柱代表动能。对比B、C、D、E四个点的黑色柱高度：C点的黑色柱最高，说明C点的动能最大。对应甲图：C点是轨道最低点，速度最快，因此动能最大，符合物理规律。 图乙中，白色柱代表重力势能，B点的白色柱（重力势能）高度，与E点的黑色柱（动能）高度完全相同，说明二者能量大小相等。 我们计算各点的总机械能为动能（黑柱）+ 重力势能（白柱），可以发现，各点的总机械能（柱高之和）并不相等，说明过山车在运动过程中，克服摩擦、空气阻力做功，机械能转化为内能，总量发生了减少。 故正确答案为：C；等于；变化。 20．【答案】（1）变小 （2）> 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1）本题考查机械能的变化规律。机械能是动能与势能（重力势能、弹性势能）的总和。在实际运动过程中，物体需要克服空气阻力、接触面的摩擦力做功，机械能会不断转化为内能，因此总机械能会逐渐减小，只有在理想的无摩擦、无空气阻力环境中，机械能才会守恒。 （2）本题考查动能与重力势能的转化及能量损耗。动能的大小与物体的质量和速度有关（），重力势能的大小与物体的质量和高度有关（Ep​=mgh）。在助滑区下滑时，运动员的重力势能转化为动能，但同时需要克服空气阻力、雪面摩擦力做功，因此重力势能的减少量，一部分转化为动能，另一部分转化为内能（热量）散失。 【解答】（1）在整个跳台滑雪运动过程中，运动员需要克服空气阻力、雪面的摩擦力做功，机械能会不断转化为内能，因此运动员的总机械能会变小。 （2）在助滑区运动时，运动员高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大。但由于存在空气阻力和雪面摩擦，重力势能的减少量，一部分转化为动能，另一部分会因克服摩擦做功转化为内能，因此重力势能的变化量（减少量）大于动能的变化量（增加量）。 故答案为：（1）变小； （2）＞。 21．【答案】（1）速度 （2）比较1、4、5实验组，小球质量越大，木块滑行距离越远。 （3）有影响。探究小球的动能大小是通过转化成物块滑行的距离来体现。所以当小球撞击木块的时候，它得把全部的动能转化给木块，否则无法比较。或没有影响。小球没有停止，其转移给木块的动能减少，每组木块滑行距离会减小，但不影响各组木块滑行距离的相对比较，仍能比较动能大小。 （4）C；D 【知识点】动能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】（1）观察实验数据可知，实验中设置了两个变量：一是改变小球的质量，保持释放角度不变；二是改变小球释放时与竖直方向的夹角，保持小球质量不变； （2） 根据控制变量法，探究质量对撞击效果的影响时，需要保持释放角度（即小球撞击速度）相同； （3） 本实验中，我们测量的是木块被小球撞击后的滑行距离。小球撞击木块后，小球继续向前运动，已经完成了对木块的撞击，木块已经获得了撞击后的初始动能； （4）本实验通过木块滑行距离来反映摆锤的撞击效果（动能大小），用到的科学方法是转换法，将不易直接观察的动能大小转换为容易测量的木块滑行距离。 【解答】（1）释放夹角6的大小直接影响小球撞击木块时的速度，所以由释放角度不同猜想撞击效果可能与小球速度有关。 （2）实验1、4、5，释放角度相同，小球撞击木块的速度相同，小球质量越大，木块滑行距离越远，撞击效果越好。 （3）有影响。探究小球的动能大小是通过转化成物块滑行的距离来体现。所以当小球撞击木块的时候，它得把全部的动能转化给木块，否则无法比较。或没有影响。小球没有停止，其转移给木块的动能减少，每组木块滑行距离会减小，但不影响各组木块滑行距离的相对比较，仍能比较动能大小。 （4）通过木块滑行距离来体现撞击效果，使用的是转换法。“用磁感线描述磁场”是模型法；“保持电压一定探究电流与电阻”是控制变量 法；“观察沙坑深度判断重力势能”，将不可见的势能转换为可见的坑深是转换法；“通过液面上升比较热量的多少”也是转换法。 故选：CD。 22．【答案】（1）减小 （2）A （3）乙 【知识点】动能和势能的大小变化 【解析】【分析】（1） 比较A球在相同时间内通过的路程，判断A球在斜面上运动的速度变化； （2）根据图片确定两个小球在斜面上的运动状态的变化分析； （3） 根据摩擦力大小的影响因素判断两木块受到的摩擦力大小，然后据图比较两球从斜面上运动到斜面底部时的速度大小，动能大小，进而得出结论。 【解答】（1） 根据甲图可知，A球在相同时间内通过的路程相等，所以A球在斜面上运动的速度不变。A球在斜面下滑时，质量不变，高度减小，则重力势能变小；速度不变，则动能不变。根据“机械能=动能+重力势能”可知，A球的机械能减小； （2）综上所述，甲在斜面上做匀速直线运动，即开始时速度就不为零，因此小球A肯定不是从静止开始运动的。 （3） 根据图片可知，在斜面的最后一段时间内，B球在相同时间内通过的路程更长，根据公式可知，B球的速度更大，则动能更大，对木块做的功多，所以碰撞之后图乙中木块运动距离较大。 23．【答案】（1）将小车从同一斜面的同一高度由静止释放 （2）小；质量大的小车所受摩擦力更大，减速更快，导致运动距离更短 （3）不可行，因为弹簧压缩相同程度时，质量不同的铁球获得的速度不同，未控制变量 【知识点】影响摩擦力大小的因素；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】（1）小车从相同位置由静止释放的目的：控制小车到达水平面时的速度相同。 （2）摩擦力与压力大小及接触面的粗糙程度有关，压力越大，粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。 （3）弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。 【解答】（1）小明可以通过将小车从同一斜面的同一高度由静止释放来实现这一目的。因为小车从同一高度下滑时，重力势能转化为动能，高度相同则到达水平面时的速度相同。 （2）由图可知，质量更大的小车在水平面上移动的距离反而更近，原因是小车质量大时，对水平面的压力更大，摩擦力更大，减速更快，导致运动距离更短。 （3）​​​​​将弹簧压缩相同程度时，弹性势能相同，释放后转化为铁球的动能。但质量不同的铁球获得的速度不同，没有控制变量，所以无法单纯比较质量对动能的影响。 24．【答案】（1）不成 （2）7.9 （3）滚摆在摆动过程中，上升的最大高度在不断变小（或者单摆等合理即可） （4）va=vc＜vb 【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】由图Ek-v图像可知，物体的动能与其速度不成正比例关系；由表中数据可知，重力势能与动能之和不变为20.6J，据此得出E点重力势能；若考虑空气阻力，动能和重力势能之和变小。 【解答】（1）由图Ek-v图像可知，物体的动能与其速度图线不是一条过原点的斜线，故物体的动能与其速度不成正比例关系； （2）由表中数据可知，重力势能与动能之和不变为20.6J，故E点的重力势能为20.6J-12.7J=7.9J； （3）跳伞运动员下落过程，需考虑空气阻力，小球下落过程一部分重力势能需克服阻力做功，动能和重力势能之和变小； （4） 一个光滑的弧形槽（不计空气阻力）， 系统机械能守恒，所以a点和c点速度大小相等，在b点由于重力势能转化为动能，所以b点速度最大，故 va=vc＜vb 。 25．【答案】（1）乙 （2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离 【知识点】势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒 【解析】【分析】（1）控制变量法：在研究多个因素对某一物理量的影响时，采用控制变量法，即只改变其中一个因素，而保持其他因素不变，从而研究被改变的这个因素对该物理量的影响。 （2）重力势能的影响因素：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，表达式为Ep=mgh。在探究重力势能与各因素关系时，通过观察小球撞击杯子后杯子向下运动的距离来反映重力势能大小。 【解答】（1）假设一，验证的是物体的重力势能可能与物体的质量有关，根据控制变量法知道，此过程需要保持下落的高度相同，为了减少实验误差，本次实验中应选择以小球下缘为起点测量下落高度，故乙图符合题意。 （2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离。 （1）假设一，验证的是物体的重力势能可能与物体的质量有关，根据控制变量法知道，此过程需要保持下落的高度相同，为了减少实验误差，本次实验中应选择以小球下缘为起点测量下落高度，故乙图符合题意。 （2）假设二：物体的重力势能可能与物体的下落高度有关。利用上述实验器材，选择质量相同的小球，从不同高度释放，小球撞击杯子后，观察杯子一起向下运动一段距离。 学科网（北京）股份有限公司 $