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【中考精粹】2022中考物理二轮学案
4.6 功和机械能
1.结合实例理解功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
2. 知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。用实例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
3. 理解机械功和功率。能用生活中的实例解释机械功和功率的含义。
4.知道机械效率。了解提高机械效率的途径和意义。
5. 了解人类使用机械的历史发展过程。了解机械的使用对社会发展的作用。
考点一：功
1.做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上移动距离。
不做功的三种情况：①有力无距，如一位同学推车未动（劳而无功）；②有距无力，如足球离开脚后水平移动（不劳而功）；③力距垂直，如提着水桶水平移动（垂直无功）。
2.做功公式是W＝Fs，在国际单位制中功的单位是焦耳(焦)，符号是J。公式W＝Fs中F和s的同体性、同向性和同时性。
3.功的原理：使用任何机械都不省功。
考点二：功率
1.功率：物体做的功与所用时间的比叫做功率，它是表示做功快慢的物理量。
2.公式P＝，其单位有瓦特(W)、千瓦(kW)。还可以推导出公式P＝＝＝＝Fv，由公式可知：当功率一定时，减小速度，可以增大牵引力，如汽车上坡要换低速挡等。
3.测功率原理是P＝，需测物理量有物重、上升高度、所用时间。
考点三：机械能
1.功和能的关系
(1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
(2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。
(3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。
2.能：一个物体能够做功，就说这个物体具有能量(或具有能)，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是焦(J)。
3.动能：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和运动速度有关，一切运动的物体都具有动能。
4.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与质量和被举的高度有关。
5．弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
6.机械能：动能和势能统称为机械能。
7.机械能的转化：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量不变，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变)。
类型一、
1. （2021 黄冈）某物理兴趣小组用可乐瓶制作了一个水火箭（如图），先在瓶里装适量水，再将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门，水从尾部的金属管向下喷出，火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是（　　）
A．发射时，瓶内高压气体对水没有做功
B．发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的
C．上升过程中，火箭的重力势能转化为动能
D．下降过程中，火箭的重力势能逐渐增大
【分析】（1）气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能。（2）机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。动能的大小与质量和速度有关，重力势能大小与质量和高度有关，弹性势能与弹性形变大小有关。
【解析】A、发射时，瓶内高压气体对水做功，将内能转化为机械能，故A错误；B、发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，故B正确；C、上升过程中，火箭的动能转化为重力势能，故C错误；D、下降过程中，火箭的重力势能逐渐减小，因为高度变小，故D错误。
【答案】B。
类型二、
2. （2021 达州）如图所示，AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面，AC＞BC，∠CAB=30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点，物体的机械能 （选填“增大”“减少”“不变”），若推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则F1 F2，P1 P2（选填“＞”“＜”或“=”）。
【分析】物体匀速运动，物体的动能不变，物体的高度增加，物体的重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，则物体的机械能增大，斜面倾斜角度越大，越费力。斜面AC的倾斜角度小于斜面BC，所以斜面AC更省力，斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，根据做功公式W=Gh和功率公式P=分析。
【解析】物体匀速运动，物体的动能不变，物体的高度增加，物体的重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，则物体的机械能增大，AC＞BC，∠CAB=30°，由图可知斜面AC倾斜角度小于BC的倾角，所以物体沿AC运动时推力较小，即F1＜F2；由题知，AC和BC是两个光滑的斜面，额外功为0，根据W=Gh可知推力在两斜面上做功相同，即W1=W2，所用时间相等，根据功率公式P=可知P1=P2。
【答案】增大；＜；=。
类型三、
3.（2021 成都）（2021 无锡）用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。
（1）实验时用木块被撞击后移动的 来反映小车动能大小。
（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小 （选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的 有关。
【分析】（1）掌握转换法在实验中的应用，实验通过木块被小车推动的距离来体现小车具有的动能；（2）小车从光滑斜面的同一高度滑下时，不同质量的物体到水平面时的速度相同；物体动能的大小与质量和速度有关。
【解析】（1）实验中通过观察木块被推动的距离来比较动能大小的，这用到了转换法；（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小相等，装有钩码的小车质量大，动能大，做功多，将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的质量有关。
【答案】（1）距离；（2）相等；质量。
类型四、
4.（2021 青岛）阅读下面材料，回答问题。
登陆火星
仰望星空，我们追梦不止……
2021年5月15日，我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌生的星球，大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。“绕”：探测器经过漫长的旅程，实现对登陆星球的环绕飞行。“着”：探测器着陆星球表面的过程。巡”：探测器到达星球表面后，放出巡视车，完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。其中最困难的一步就是“着”，这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零，通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。火星是太阳系中与地球最相似的行星，表面有大气层，温度适宜，火星表面引力为地球表面引力的38%。
（1）探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图所示。当探测器运行到“近火点”时，它的势能 （选填“最大”或“最小”）。
（2）若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器沿直线下落，且它距离火星表面足够高，可以推断：火星探测器着陆火星前的运动状态一定是 。
（3）利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，可以推断：开伞的瞬间探测器会 （选填“向上”或“向下”）运动。
（4）“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜，这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似，能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力，从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例： 。
（5）小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃，可以推断：若在火星表面，他最多可以举起 kg的杠铃。
【分析】（1）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；（2）根据探测器的受力情况分析其运动情况；（3）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；（4）减小摩擦力的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，使接触面脱离，用滚动代替滑动；（5）因为人的力量不变，可以得到在火星上举起的物体重力的大小，根据火星重力与地球重力的关系，利用公式G=mg计算在火星上举起的物体的质量。
【解析】（1）当探测器运行到“近火点”时，它的质量不变，高度最小，所以重力势能最小；
（2）若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器开始沿直线下落时，大气的阻力要小于探测器的重力，所有探测器在重力的作用下向下做加速运动；随着速度的增大，受到大气的阻力越大，当阻力等于重力时，探测器受力平衡，将作用匀速直线运动；
（3）突然打开降落伞，探测器受到的阻力会大于探测器重力，但探测器由于惯性会继续向下运动，所以，在开伞瞬间，探测器会向下运动；
（4）太阳能电池板表面的钛、硅材料微结构膜能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可这是通过使接触面分离来减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力；生活中的气垫船向下喷气，使船与水面之间形成一层空气，是使接触面分离来减小摩擦的；轴承中有润滑油，是使接触面分离来减小摩擦的；
（5）人的力量不变，在地球上最多举起杠铃的重力G地=mg=38kg×10N/kg=380N；在火星上能举起物体的重力为：G地=G火=380N；则物体的质量为：m'====100kg。
【答案】（1）最小；（2）先做加速运动，后做匀速直线运动；（3）向下；（4）气垫船；（5）100。
5.（2021 辽阳）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：
（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？
（2）E1和E2的大小关系，并说明判断依据。
【分析】（1）重力势能的大小与质量和高度有关；（2）机械能等于动能与势能的总和；不计空气阻力时，物体在竖直方向运动时机械能是守恒的。
【解析】（1）从A上升到B的过程中，小华的质量不变，高度变大，所以重力势能变大；（2）E1=E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的。
【答案】（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能变大；（2）E1=E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的即E1=E2。
1．（2021 青岛）如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是（　　）
A．舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
C．舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
D．舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态
2．（2021 济南）周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩，如图所示，小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时，她们的（　　）
A．势能减小 B．势能增大 C．动能减小 D．动能增大
3．（2021 绵阳）撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）
A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小
B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大
C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小
D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大
4．（2021 兰州）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（　　）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
5．（2021 鞍山）如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是（　　）
A．小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能
B．小球在b点的机械能大于在c点的机械能
C．小球在b点的动能等于在d点的动能
D．小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能
6．（2021 河南）为迎接2022年北京冬奥会，运动员积极训练。关于如图中的项目，下列说法正确的是（　　）
A．甲图跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功
B．乙图短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变
C．丙图花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用
D．丁图掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
7．（2021 自贡）一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法，拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始，每隔0.3s曝光一次，得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片，如图。已知运动员从a点到d点可视为沿竖直方向运动，通过ab、bc和cd的时间间隔均为0.6s，空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程，下列分析中正确的是（　　）
A．运动员下落过程中的速度的大小保持不变
B．运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C．运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
D．运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
8．（2021 大庆）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程（s）﹣时间（t）关系如图所示，下列正确的是（　　）
A．物体20s时的速度大于8s时的速度
B．0～12s物体所受的拉力大于12s～24s物体所受的拉力
C．0～12s拉力做的功大于12s～24s拉力做的功
D．0～12s拉力做功的功率小于12s～24s拉力做功的功率
9．（2021 十堰）某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，且v甲＜v乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是（　　）
A．F甲＜F乙，W甲＜W乙 B．F甲＞F乙，W甲＞W乙
C．F甲＝F乙，W甲＜W乙 D．F甲＝F乙，W甲＝W乙
10．（2021 乐山）下列实例中，没有对物体做功的是（　　）
11．（2021 苏州）如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放。在物块P下落到地面的过程中，P，Q间细线拉力大小为F，（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（　　）
A．钩码落地前F＝3mg，Q的机械能增大
B．钩码落地前F＜3mg，Q的机械能增大
C．钩码落地后F＝2mg，P的机械能不变
D．钩码落地后F＞2mg，P的机械能减小
12．（2021 兴安盟）小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，则小球在B点的（　　）
A．动能等于在A点的 B．机械能大于在A点的
C．速度比在A点的大 D．离地高度比在A点的高
13．（2021 无锡）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　　）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
14．（2021 昆明）2021年5月15日凌晨2时，我国“天问一号”火星探测器从距离火星表面125千米的高度，约2万千米/时的速度，经过三个减速阶段，并在距离火星表面100米时，处于悬停状态，完成精避障后再缓速下降，历时9分钟，成功登陆火星。以下说法错误的是（　　）
A．打开降落伞进行伞系减速阶段，探测器的动能不断增加，重力势能不断减小
B．探测器的外壳需要防热性强的材料
C．探测器处于悬停状态时，受到平衡力的作用
D．火星离地球上亿公里，地面发出的指令并不能立刻被探测器接收到
15．（2021 温州）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）
A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
16．（2021 泸州）2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（　　）
A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
17．（多选）（2021 柳州）下列物体中，具有动能的是（　　）
A．停在站台上的火车 B．风驰电掣的过山车
C．静止在地面上的足球 D．腾空而起的长征火箭
18．（2021 徐州）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中 　 　能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度 　 　（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的 　 　力。
19．（2021 乐山）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降，在此过程中运动员和伞的动能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），重力势能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
20．（2021 淮安）在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与 　 　的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑 　 　（填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。
21．（2021 连云港）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功 　 　J，支持力对购物车做功 　 　J。
22．（2021 泸州）如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为 　 　J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功 　 　J，此时箱子受到地面的摩擦力为 　 　N。
23．（2021 威海）如图所示，为了把小车运送到平台上，小明将绳子一端固定在A处、另一端绕过小车前端把手B，在绳子末端用150N的拉力将小车沿斜面匀速拉动5m，在此过程中小车被提升的高度为2m。已知小车重700N，两股绳子均与斜面平行（不计动滑轮重、绳重、绳与把手的摩擦）。整个过程中，小明施加的拉力做的功为 　 　J，小车受到的阻力为 　 　N。
24．（2021 赤峰）学完动能知识后，小亦同学用如图所示装置模拟汽车超速带来的安全隐患，甲、乙两图中的小车、斜面、木板、木块均完全相同。
（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种研究方法叫 　 　法。
（2）由图中实验现象得到的结论是 　 　。
25．（2021 无锡）用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。
（1）实验时用木块被撞击后移动的 　 　来反映小车动能大小。
（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小 　 　（选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的 　 　有关。
26．（2021 杭州）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A、B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点滑到水平面时，重力所做的功为 　 　。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了 　 　。（物体比热容用c表示）
（3）C点距离水平面的高度为 　 　。
27．（2021 天津）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 　 　有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 　 　有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 　 　。
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：　 　。
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 　 　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
28．（2021 荆州）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK＝mv2，重力势能大小Ep＝mgh，不计空气阻力，g＝10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 　 　；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角θ之间满足公式x＝，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 　 　；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 　 　m。（小数点后保留2位数字）
29．（2021 淄博）小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
（1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关。
①实验探究的是 　 　（填“重物”或“小桌”）的重力势能。
②通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越 　 　，说明它的重力势能越 　 　。
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。
（2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关。
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，你认为 　 　的实验结论是错误的，理由是 　 　。
②分析两次实验可发现压力作用效果与 　 　力面积有关。
（3）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来显示要探究的问题，下列实验中也用到这种研究方法是 　 　（填字母）。
A.测量物体运动的速度 B.探究物质的吸热能力 C.探究电流与电压、电阻的关系
30．（2021 盐城）阅读短文，回答问题。
“天问一号”登陆火星的最后9分钟
2021年5月15日清晨4时许，我国“天问一号”着陆器（如图1甲）进入火星大气层，经过约9分钟的减速、悬停和缓冲，成功着落于火星表面，迈出了我国星际探测征程的重要一步。
着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，以保持相对稳定的姿态下降，此时运动方向与轴线方向并不在同一直线上。下降一段时间后，当着陆器速度减小90%左右时，着陆器伸出“小翅膀”，通过向下压火星大气产生的反作用力，将其运动方向与轴线方向的夹角调整到0°，为安全打开降落伞摆正姿势。如图1乙所示，降落伞打开后减速到一定程度，先抛弃隔热大底，后抛弃背罩，让火星车和着陆平台（如图1丙）露出真容。随后，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现进一步减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，平稳着陆。
（1）着陆器伸出“小翅膀”后，受到向上推力的施力物体是 　 　。
（2）从悬停到成功降落火星地面前，火星车的动能变化情况是 　 　。
A.增大→不变→减小 B.增大→减小→不变 C.不变→增大→减小 D.减小→增大→不变
（3）请在图1丙中画出火星车和着陆器平台处于悬停状态时，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的示意图。
（4）如图2四幅图中，能反映着陆器刚进入大气层时维持相对稳定姿态下降的是 　 　。
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2。降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等。若同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5，则k1：k2为 　 　。
A. B. C. D.
31．（2021 常州）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作
实验现象
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察桌腿下陷的深度判断 　 　（小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤 　 　和 　 　，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点 　 　（正确/错误），理由是 　 　。
32．（2021 鄂州）汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理兴趣小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图，将小车从同一斜面上由静止开始滑下，推动同一木块向前移动一段距离后停下，完成甲、乙、丙三次实验。其中h1＝h3＞h2，m1＝m2＜m3。请根据实验现象完成下列问题。
（1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过 　 　来表示的；
（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　 　进行比较；
（3）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　 　进行比较；
（4）若本实验中水平面绝对光滑，则 　 　（选填“能”或“不能”）得出正确结论。
33．（2021 襄阳）如图所示是“探究物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。
（1）实验中，让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，是为了探究钢球动能的大小与 　 　的关系。
（2）本实验是通过比较木块被撞击后 　 　来比较钢球动能大小。
（3）小明猜想，如果水平面是光滑的，木块被撞击后将会 　 　。
34．（2021 黔西南州）阅读下面的短文：
满载游客的过山车，在机械的带动下向着轨道的最高端攀行……忽然，它像一匹脱缰的野马，从轨道的最高端飞驰而下!它又如一条蛟龙，时而上下翻腾，时而左摇右摆，时而驰上高高耸立着的大回环顶端……
仿照示例，指出短文中包含的任意两种物理过程（示例除外），并说明能的转化情况。
[示例]机械将过山车拉向最高端，对过山车做功使它的重力势能增加。
（1）　 　。
（2）　 　。
35．（2021 永州）如图所示，水平地面上有一物块，在水平向右的拉力F＝5N作用下向右匀速运动，5s内通过的路程为10m，则物体运动的速度为 　 　m/s，在这一过程中拉力F对物体做的功为 　 　J。
36．（2021 安顺）如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。（不计空气阻力）
37．（2021 辽阳）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：
（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？
（2）E1和E2的大小关系，并说明判断依据。
38．（2021 黑龙江）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示。当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
39．（2021 天水）机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问，你支持谁的观点？为什么？
40．（2021 青岛）阅读下面材料，回答问题。
登陆火星
仰望星空，我们追梦不止……
2021年5月15日，我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。登陆一颗陌生的星球，大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。“绕”：探测器经过漫长的旅程，实现对登陆星球的环绕飞行。“着”：探测器着陆星球表面的过程。巡”：探测器到达星球表面后，放出巡视车，完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。其中最困难的一步就是“着”，这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零，通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。火星是太阳系中与地球最相似的行星，表面有大气层，温度适宜，火星表面引力为地球表面引力的38%。
（1）探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图所示。当探测器运行到“近火点”时，它的势能
　 　（选填“最大”或“最小”）。
（2）若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器沿直线下落，且它距离火星表面足够高，可以推断：火星探测器着陆火星前的运动状态一定是 　 　。
（3）利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，可以推断：开伞的瞬间探测器会 　 　（选填“向上”或“向下”）运动。
（4）“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜，这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似，能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力，从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例：
　 　。
（5）小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃，可以推断：若在火星表面，他最多可以举起 　 　
kg的杠铃。
41．（2021 昆明）“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”，质量为240kg，在牵引力的驱使下，30min匀速运动了100m，假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，已知g火＝0.38g，火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取10N/kg。求：
（1）祝融号所受的阻力；
（2）在这段时间内牵引力做的功；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。
42．（2021 重庆）2020年12月8日，中尼两国共同宣布珠峰的最新高度为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。
（1）求火车的平均速度；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。
43．（2021 株洲）高仿真涡喷（指发动机类型）航模飞机（图甲）的表演极具观赏性。这种航模飞机需在跑道上加速滑行一段距离，获得足够的升力后才能起飞。已知航模飞机在起飞离地前，平直跑道对它的支持力F支与滑行距离s的关系如图乙所示。发动机产生的推力为300N，滑行中获得的升力为F升＝cv2，式中比例系数c＝7.5N s2/m2，v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg，根据图像解答下列问题：
（1）航模飞机的质量为 　 　kg，起飞过程中发动机做的功为 　 　J；
（2）航模飞机起飞离地时获得的升力为 　 　N，速度为 　 　m/s；
（3）根据航模飞机在竖直方向的受力和图乙的解析式，推导其滑行距离s与滑行速度v之间的关系式。
44．（2021 玉林）如图所示，记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时，在相同的时间内通过的路程。甲图中汽车做匀速运动，受到的阻力为1200N；乙图中汽车做加速运动。求：
（1）甲图中汽车的速度；
（2）乙图中汽车在前30s内的平均速度；
（3）甲图中汽车牵引力在40s内所做的功。
45．（2021 益阳）杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技“顶竿”表演，甲站在地面上，肩上顶着一根重为G1＝50N的竖直竹竿，重为G2＝550N的乙沿竹竿匀速上爬4m，然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m。求在此过程中：
（1）乙受到摩擦力的大小和方向；
（2）摩擦力对乙所做的功；
（3）甲对竿和乙做的功。
46．（2021 通辽）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压舱内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以60kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶36km，用时30min。请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶36km牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压舱内外气压差应为10～38Pa之间。经测量发现，该负压舱0.9m2的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。
47．（2021 怀化）某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为3×103kg/m3。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）工件浸没在水中时所受的浮力；
（2）工件受到的重力；
（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。
48．（2021 嘉兴）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向 　 　（选填“左”或“右”）移。
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦？
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作？
49．（2021 内江）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车，汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g＝10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
参考答案与试题解析
1．【解答】A、舰载机加速升空的过程中，质量不变，由于速度增大所以动能变大，由于高度增大，所以重力势能变大，故它的机械能变大，故A错误；
B、空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，由于舰载机的质量变大，所以舰载机动能变大，故B错误；
C、舰载机的着舰速度越快，它的惯性不变，因为惯性只与质量有关，故C错误；
D、舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态，使舰载机由运动变为静止，故D正确。
故选：D。
2．【解答】小丽和妈妈乘坐缆车匀速上升时，她们的质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度升高，重力势能增加。
故选：B。
3．【解答】竿处于最大弹性形变时的弹性势能是最大的，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中，杆的弹性形变程度变小，弹性势能变小，人的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变大，动能变大，人的机械能变大，是杆的弹性势能转化为人的机械能。
故选：D。
4．【解答】
AB、由图可知，小球从P点由静止释放，能到达最右侧的Q点，Q点的高度要小于P点的高度，则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能，小球的速度为0，动能为0，则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能，这说明小球在运动的过程中，机械能变小了；小球在左侧斜面向下运动的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，由于机械能逐渐变小，所以重力势能没有全部转化为动能，故AB错误；
C、小球从P点向Q点运动的过程中，没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功，故C正确；
D、小球通过M、N两点时，高度相同，质量不变，则重力势能相同，由于机械能逐渐变小，则M点的机械能要大于N点的机械能，所以M点的动能要大于N点的动能，即M点的速度大于N点的速度，故D错误。
故选：C。
5．【解答】
A、从a点到c点过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，同时速度变大，动能变大，重力势能会转化为动能，由于小球在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分重力势能会转化为内能，故A错误；
B、因小球在滚动过程中要克服摩擦力做功，机械能会逐渐减小，所以小球在b点的机械能大于在c点的机械能，故B正确；
C、小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；
已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能+势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；
D、小球运动到d点时具有一定的高度，有一定的机械能，所以，小球从a到d的过程中，机械能不是全部转化为内能，故D错误。
故选：B。
6．【解答】
A、跳台滑雪运动员在下落过程中，运动员在重力的方向上通过了距离，所以重力对运动员做功，故A正确；
B、短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动的方向发生了变化，所以运动状态改变，故B错误；
C、花样滑冰运动员向前滑行，是由于运动员具有惯性，惯性是一种性质，不能说受到惯性的作用，故C错误；
D、掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力的方向是相同的，所以不是相互作用力，故D错误。
故选：A。
7．【解答】
A、由图知，运动员下落过程中在相同时间内通过的距离不同，因此他的速度的大小是变化的，故A错误；
B、由图知，运动员在ab段与cd段通过的距离不同，且运动员的重力不变，由公式W＝Gh可知，其所受的重力在ab段所做的功不等于在cd段所做的功，故B错误；
C、由图知，运动员在ab段比在cd段通过的距离短，因此相同时间内做功少，即重力在ab段做功比在cd段做功慢，故C正确；
D、由于空气阻力不能忽略，所以运动员下落过程中克服空气阻力会消耗一部分机械能（会转化为内能），所以减少的重力势能并没有全部转化为动能，故D错误。
故选：C。
8．【解答】
A、从图象上看，0～12s和12s～24s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～12s通过的路程是6m，12～24s通过路程为2m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～12s过程中的速度大于12～24s的过程中的速度，即物体20s时的速度小于8s时的速度，故A错误；
B、由图象可知，物体在0～12s和12s～24s均做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，所以0～12s物体所受的拉力等于12s～24s物体所受的拉力，故B错误；
C、由AB知，0～12s物体所受的拉力等于12s～24s物体所受的拉力，物体0～12s通过的路程大于12～24s通过的路程，由W＝Fs可知，0～12s拉力做的功大于12s～24s拉力做的功，故C正确；
D、0～12s拉力做的功大于12s～24s拉力做的功，而两段时间相同，根据P＝可知，0～12s拉力做功的功率大于12s～24s拉力做功的功率，故D错误。
故选：C。
9．【解答】（1）由于不计空气阻力，在水平方向上，甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用，两辆汽车都做匀速直线运动，处于平衡状态，所以F甲＝f甲，F乙＝f乙；
甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，两辆汽车对水平路面的压力相等，都等于汽车自身的重力；接触面的粗糙程度相同，所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等，即f甲＝f乙，所以牵引力F甲＝F乙；
（2）因为v＝，v甲＜v乙，
所以在相同的时间内路程关系：
s甲＜s乙，F甲＝F乙。
根据W＝Fs可知，W甲＜W乙。
故选：C。
10．【解答】A、运动员挺举杠铃的过程，运动员给杠铃施加了力的作用，杠铃在该力的方向上通过了距离，所以运动员对杠铃做了功，故A不合题意；
B、起重机提升大石块，起重机给石块施加了力的作用，石块在该力的方向上通过了距离，所以起重机对石块做了功，故B不合题意；
C、小宇推木箱推而未动，有力但没有距离，所以小宇对木箱没有做功，故C符合题意；
D、运动员将弓拉弯的过程，运动员给弓施加了力的作用，弓在该力的方向上通过了距离，所以运动员对弓做了功，故D不合题意。
故选：C。
11．【解答】（1）钩码落地前，物体P及钩码下落速度越来越快，故F＜3mg；物体Q则上升越来越快，机械能增大。故A不正确、B正确。
（2）钩码落地后，因物体P、Q的重力大小都为2mg，则物体P、Q都做匀速直线运动且F＝2mg；因为惯性物体依然保持原来的运动状态，物体P动能不变，势能减小，机械能减小；物体Q动能不变，势能增大，机械能增大。故：C、D不正确。
故选：B。
12．【解答】A、由图可知，球的质量不变，球在A点的动能小于B点动能，所以球在A点的速度小于B点速度，故A错误，C正确；
B、球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之和，由图知，球在A点动能和B点重力势能相等，A点的重力势能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能，故B错误。
D、A点的重力势能大于B点的重力势能，球的质量不变，所以球在A点的高度大于B点的高度，故D错误。
故选：C。
13．【解答】A、A、B两点等高，说明摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，即从A点到B点的过程中机械能守恒，故A正确；
B、当小球摆至B点时，摆球只受到竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力作用，这两个力没有作用在同一直线上，不是平衡力，所以在B点时摆球受力不平衡，不是平衡状态，故B错误；
C、由图可知，摆球在O点时高度最低，则重力势能最小，故C错误；
D、摆球从A点到O点质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减少，动能增多，重力势能转化为动能，故D错误。
故选：A。
14．【解答】
A、打开降落伞进行伞系减速阶段，探测器的质量不变，速度和高度都减小，所以其动能和重力势能都不断减小，故A错误；
B、探测器在降落过程中需要克服空气阻力做功，会使探测器的内能增大、温度升高，所以探测器的外壳需要防热性强的材料，故B正确；
C、探测器处于悬停状态时，即处于平衡状态，所以一定受到平衡力的作用，故C正确；
D、地面发出的指令通过电磁波传播，虽然电磁波的传播速度很快，但火星离地球上亿公里，路程很远，所以指令被探测器接收到需要一定的时间，故D正确。
故选：A。
15．【解答】番茄从开始下落至刚好浸没时，此时番茄仍有较大速度，末状态与初状态相比，番茄的速度增大，其动能增大；番茄的高度减小，重力势能减小；同时溅起许多水珠，则这些水珠的动能和重力势能都增大（即所有溅起的水珠的机械能增大）；
不计一切机械能损耗，根据机械能守恒定律可知，此过程中番茄减少的势能＝番茄增加的动能+所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和，所以番茄减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。
故选：B。
16．【解答】A、排球离开手臂上升过程中，人不再给排球施加力，所以手臂对排球不做功，故A错误；
B、排球从墙壁弹回手臂过程中，排球的质量不变，高度不断降低，所以重力势能越来越小，故B错误；
C、排球撞击墙壁后，受到墙壁的作用力，反弹回来，运动方向发生变化，所以说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D、物体间的力的作用是相互的，手臂垫球时，手对球的力与球对手的力是一对相互作用力，二者大小相等，故D错误。
故选：C。
17．【解答】A、停在站台上的火车，处于静止状态，不具有动能，故A错误；
B、风驰电掣的过山车，处于运动状态，具有动能，故B正确；
C、静止在地面上的足球，处于静止状态，不具有动能，故C错误；
D、腾空而起的长征火箭，处于运动状态，具有动能，故D正确。
故选：BD。
18．【解答】小球从斜面上由静止滚下，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；
在粗糙水平面滚动的过程中，小球由于受到摩擦力的作用，速度越来越小。
故答案为：重力势；变小；摩擦。
19．【解答】跳伞运动员正在匀速下降，在此过程中，质量和速度不变，高度减小，所以运动员和伞的动能不变，重力势能减小。
故答案为：不变；减小。
20．【解答】同一皮球分别从不同高度处自由下落，皮球质量相同，下落高度不同，目的是探究重力势能大小与高度的关系；
由图可知，黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是该球从较高处下落，原来球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大。
故答案为：高度；B。
21．【解答】
（1）推力对购物车做功：
W＝Fs＝20N×10m＝200J；
（2）购物车在水平地面上移动10m，支持力的方向竖直向上，购物车没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力不做功，即购物车的支持力做功为0J。
故答案为：200；0。
22．【解答】
（1）小聪拉力做的功为：W＝Fs＝150N×0.4m＝60J；
（2）小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明对箱子施加了力的作用，但箱子没有在该力的方向上通过距离，所以小明的推力对箱子不做功，即推力做功为0J；
（3）小明用80N的水平推力推箱子，但没有推动，即此时箱子处于平衡状态，此时所受的推力和摩擦力是一对平衡力，故这两个力大小相等，所以此时箱子受到地面的摩擦力f＝F推＝80N。
故答案为：60；0；80。
23．【解答】（1）绳子移动的距离s′＝2s＝2×5m＝10m，
小明施加的拉力做的功W总＝Fs＝150N×10m＝1500J，
（2）有用功W有用＝Gh＝700N×2m＝1400J，
W额＝W总﹣W有用＝1500J﹣1400J＝100J，
由W额＝fs可得，小车受到的阻力：
f＝＝＝20N。
故答案为：1500；20。
24．【解答】（1）探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体验，所以通过小车对木块外做功的多少来体现小车动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小车动能的大小，所用方法为转换法；
（2）根据甲、乙两图可知，同一小车，乙图小车的位置高，到达水平面时的速度大，撞击木块时木块移动距离远，小车的动能大，故可知得出结论：物体质量相同时，运动的速度越大，动能越大。
故答案为：（1）转换；（2）物体质量相同时，运动的速度越大，动能越大。
25．【解答】（1）实验中通过观察木块被推动的距离来比较动能大小的，这用到了转换法；
（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小相等，装有钩码的小车质量大，动能大，做功多，将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的质量有关。
故答案为：（1）距离；（2）相等；质量。
26．【解答】
（1）质量为m的物体的重力为：G＝mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功：W＝GH＝mgH；
（2）A、B两点距离水平面的高度分别为H、h，
物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为：△E＝G△h＝mg（H﹣h），
机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）：Q吸＝△Eη＝mg（H﹣h）η，
由Q吸＝cm△t可知，物体到达B点时温度升高了：△t＝＝＝；
（3）再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，
所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）：EC＝EB﹣△E＝mgh﹣mg（H﹣h）＝mg（2h﹣H），
由W＝Gh可得，C点距离水平面的高度为：hC＝＝＝＝2h﹣H。
故答案为：（1）mgH；（2）；（3）2h﹣H。
27．【解答】“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关；
物块被撞击得越远，说明物块在水平面做的功越多，那么金属球到达水平面时的动能就越大。
分析甲、丙两图可知，此时物体的质量相等，到达水平面的速度不同，甲图小球到达水平面的速度越大，物体被撞击得更远，说明质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
分析甲、乙两图可知，此时物体的质量不相等，初始速度相同，甲图小球的质量越大，物体被撞击得更远，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
故答案为：
【猜想假设】速度；质量；
【进行实验】大；
【分析论证】质量一定时，物体的速度越大，动能越大；超载。
28．【解答】（1）取地面为零势能面，从地面踢出时足球具有的动能EK1＝120J，具有的重力势能EP1＝0J，
足球踢出后能达到的最大高度是5m，具有的重力势能EP2＝mgh＝0.4kg×10N/kg×5m＝20J，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有E1＝E2，即EK1+EP1＝EK2+EP2，
则足球在最高点时具有的动能EK2＝EK1+EP1﹣EP2＝120J+0J﹣20J＝100J；
（2）当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
足球的射程x＝＝＝40m；
（3）若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，
则水平方向的速度vx＝v′cos45°＝10m/s×＝10m/s，
因足球在空中飞行时，水平速度保持不变，
所以，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，足球的速度v″＝＝＝m/s，
因不计空气阻力时足球的机械能守恒，
所以，有EK1′+EP1′＝EK2′+EP2′，即m（v′）2+0＝m（v″）2+mgh′，
此时足球距地面的高度h′＝＝＝m≈3.33m。
故答案为：（1）100J；（2）40m；（3）3.33。
29．【解答】（1）①实验中，重物从高处落下撞击小桌，通过小桌下陷的深度判定重物重力势能的大小；
②同一个重物的质量不变，从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越多，小桌下陷的深度越大，说明它的重力势能越大；
（2）①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，根据控制变量法可知，实验中需要控制受力面积相同，改变压力的大小；
小雨选择甲、乙两次实验进行比较，甲、乙的压力不同，受力面积相同，压力越大，小桌下陷的深度越大，压力作用效果越明显；
小明选择甲、丙两次实验进行比较，甲、丙的压力不同，受力面积不同，所以不能得出正确的结论；故小明的结论是错误的；
②根据乙和丙可知，压力的大小相同，受力面积不同，受力面积越大，压力的作用效果越不明显，所以压力的作用效果与受力面积的大小有关；
（3）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来显示要探究的问题，下采用的是转换法；
A.测量物体运动的速度时，采用的是公式法，故A错误；
B.探究物质的吸热能力时，根据温度计升高的示数来显示吸热能力的大小，采用的是转换法，故B正确；
C.探究电流与电压、电阻的关系时，采用的是控制变量法，故C错误；
故选B。
故答案为：（1）①重物；②多；大；（2）①小明；没有控制受力面积相同；②受；（3）B。
30．【解答】（1）着陆器伸出“小翅膀”后，给火星大气一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则火星大气给小翅膀一个向上的推力，所以受到向上推力的施力物体是火星大气；
（2）在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，其速度先增大后减小，火星车的质量不变，则动能先增大后减小，最后保持不变，故选B；
（3）悬停时，火星车和着陆器平台处于平衡状态，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的大小相同，方向相反，重力作用在质心上，升力作用在压心上，故力的示意图为：
；
（4）根据题意可知，着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，但与轴线不重合，故C正确；
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2，则：f＝kv；
降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等，即f＝G；则：G＝kv；
同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5；
则k1：k2＝：＝×＝，故A正确。
故答案为：（1）火星大气；（2）B；（3）如图；（4）C；（5）A。
31．【解答】（1）在实验探究过程中，通过观察桌腿下陷的深度来比较重物的重力势能的大小；
（2）研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量不变，改变小球的高度。由图知：步骤A、B可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点是错误的，因为B、C步骤中重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
故答案为：（1）重物；（2）A；B；（3）错误；重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
32．【解答】
（1）汽车超载、超速时，与物体撞击时，会将物体推动得越远，说明其动能越大，故实验中超载超速带来的危害程度可用小木块被推动的距离来表示；
（2）超载是指汽车的速度一定时，质量越大，与物体撞击时，将物体推动得越远，说明动能越大，故模拟实验时，需要控制最初释放时的高度相同（即达到水平面的速度相同），质量不同的小球，图中甲、丙符合要求；
（3）超载是指汽车的质量一定时，速度越大，与物体撞击时，将物体推动得越远，说明动能越大，故模拟实验时，需要控制小球的质量相同，最初释放时的高度不相同（即达到水平面的速度相同），图中甲、乙符合要求；
（4）若水平面绝对光滑，小球在水平面上不受阻力，小球将做匀速直线运动，不能达到探究目的。
故答案为：（1）小木块被撞击后向前移动的距离；（2）甲、丙；（3）甲、乙；（4）不能。
33．【解答】（1）让同一钢球从同一斜面的不同高度由静止开始释放的目的是：使钢球到达斜面底部时的速度不同，为了探究钢球动能大小与其速度关系；
（2）钢球因为有动能撞击木块盒，动能越大，木块在水平面上移动的距离就越远，所以判断钢球动能大小的依据是木块在水平面上移动的距离；
（3）如果水平面是光滑的，木块运动时不受摩擦力作用，木块受到钢球撞击后将做匀速直线运动。
故答案为：（1）速度；（2）移动的距离；（3）做匀速直线运动。
34．【解答】（1）过山车从轨道的最低端上升到最高端的过程：质量不变，高度增加，重力势能增加；速度减小，动能减小，动能转为重力势能；
（2）过山车从最高端下降到最低端的过程：质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，重力势能转为动能。
35．【解答】（1）物体的运动速度：
v＝＝＝2m/s；
（2）拉力做的功：
W＝Fs＝5N×10m＝50J。
故答案为：2；50。
36．【解答】不计空气阻力，物块在下滑的过程中，重力做功，所做的功W1等于减小的重力势能；
物块在下滑的过中，会克服斜面的摩擦做功，同时弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能；
此过程中物体的重力势能最终转化为克服摩擦力做功（W2）产生的内能和克服弹簧弹力做功产生的弹性势能，所以W1＞W2。
37．【解答】（1）从A上升到B的过程中，小华的质量不变，高度变大，所以重力势能变大；
（2）E1＝E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的。
故答案为：（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能变大；（2）E1＝E2；不计空气阻力，小华的机械能是守恒的，即上升过程中的A点和下落过程的A的机械能是相同的，由于A点的高度不变，小华的质量不变，重力势能不变，所以动能是相同的即E1＝E2。
38．【解答】答：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大，人的重力势能转化为动能；
人从接触蹦床到下落到最低处的过程中，开始人的重力大于弹力，继续向下做加速运动，当弹力等于重力时，速度最大；继续运动，弹力大于重力，人做减速运动，直至速度变为0；此过程中速度先增大后最终减小为0，动能先变大后减小，同时高度变小，重力势能变小，蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大，重力势能先转化为动能和弹性势能，达到最大速度继续向下运动的过程中，是动能和重力势能转化为弹性势能。
39．【解答】答：支持乙同学的观点；机器人沿水平方向做匀速直线运动，手托托盘力方向竖直向上，沿力的方向通过的距离为0，故不做功。
40．【解答】（1）当探测器运行到“近火点”时，它的质量不变，高度最小，所以重力势能最小；
（2）若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器开始沿直线下落时，大气的阻力要小于探测器的重力，所有探测器在重力的作用下向下做加速运动；随着速度的增大，受到大气的阻力越大，当阻力等于重力时，探测器受力平衡，将作用匀速直线运动；
（3）突然打开降落伞，探测器受到的阻力会大于探测器重力，但探测器由于惯性会继续向下运动，所以，在开伞瞬间，探测器会向下运动；
（4）太阳能电池板表面的钛、硅材料微结构膜能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可这是通过使接触面分离来减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力；生活中的气垫船向下喷气，使船与水面之间形成一层空气，是使接触面分离来减小摩擦的；轴承中有润滑油，是使接触面分离来减小摩擦的；
（5）人的力量不变，在地球上最多举起杠铃的重力G地＝mg＝38kg×10N/kg＝380N；
在火星上能举起物体的重力为：G地＝G火＝380N；
则物体的质量为：m'＝＝＝100kg，
故答案为：（1）最小；（2）先做加速运动，后做匀速直线运动；（3）向下；（4）气垫船；（5）100。
41．【解答】
（1）祝融号在火星上的重力为：G火＝mg火＝m×0.38g＝240kg×0.38×10N/kg＝912N；
所受的阻力为：f＝0.06G火＝0.06×912N＝54.72N；
（2）祝融号做匀速直线运动，受到平衡力的作用，故牵引力为：F＝f＝54.72N；
牵引力做功为：W＝Fs＝54.72N×100m＝5472J；
（3）火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，即ρ火＝0.01ρ地，V排＝V物；
物体在地球大气中受到的浮力为：F地＝ρ地V排g＝ρ地V物g，
在火星大气中受到的浮力为：F火＝ρ火V排g火＝ρ火V物g火，
故同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为：
＝＝＝＝＝5000：19。
答：（1）祝融号所受的阻力为54.72N；
（2）在这段时间内牵引力做的功为5472J；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为5000：19。
42．【解答】（1）从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，则火车的平均速度为：
v＝＝＝77km/h；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，该过程中克服小海重力做的功为：
W＝Gh＝500N×1600m＝8×105J。
答：（1）求火车的平均速度为77km/h；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，该过程中克服小海重力做了8×105J的功。
43．【解答】（1）根据图乙可知，当飞机静止时，所受重力与支持力平衡，大小相等，即G＝F支0＝1080N，
飞机的质量为：＝108kg；
根据图乙可知，飞机起飞前的滑行的距离为：s＝30m，
飞机发动机做的功为：W＝Fs＝300N×30m＝9000J；
（2）飞机刚好离地时，获得的升力大小等于飞机的重力，即F升＝G＝1080N，
由F升＝cv2可得，飞机的速度为：＝＝12m/s；
（3）在乙中，设支持力F支与滑行距离s之间的关系为：F支＝ks+b，代入数据有：
1080N＝k×0m+b……①
0N＝k×30m+b……②
由①②两式可得：k＝﹣36，b＝1080，
即：支持力F支与滑行距离s之间的关系为：F支＝（1080﹣36s）N，
滑行过程中飞机的受力关系为：G＝F升+F支，结合关系式F升＝cv2可得：1080N＝cv2N+（1080﹣36s）N，代入c＝7.5N s2/m2可得：
滑行距离s与滑行速度v之间的关系式为：s＝ m。
故答案为：（1）108；9000；（2）1080；12；（3）s＝ m。
44．【解答】（1）甲图汽车做匀速直线运动，速度为；
（2）乙图汽车30s内通过的路程为s＝750m，则这段时间内的平均速度为；
（3）甲图中40s内牵引力做的功为W＝Fs＝1200N×1200m＝1.44×106J。
答：（1）甲图中汽车的速度为30m/s；
（2）乙图中汽车在前30s内的平均速度为25m/s；
（3）甲图中汽车牵引力在40s内所做的功为1.44×106J。
45．【解答】（1）乙沿竹竿匀速上爬和乙在竹竿上静止时均处于平衡状态，受到的摩擦力和重力是一对平衡力，
所以，乙受到摩擦力的大小f＝G2＝550N，方向和重力的方向相反，即竖直向上；
（2）乙沿竹竿匀速上爬时，摩擦力对乙所做的功：W＝fh＝550N×4m＝2200J，
甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m时，竖直方向没有移动的距离，摩擦力对乙所做的功为0J，
所以，在此过程中摩擦力对乙所做的功为2200J；
（3）甲对竿和乙的作用力是竖直向上的，乙沿竹竿匀速上爬时甲静止，甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m时运动的距离是水平方向的，
所以，在此过程中甲对竿和乙的作用力方向上没有移动的距离，则甲对竿和乙做的功为零。
答：（1）乙受到摩擦力的大小为550N，方向为竖直向上；
（2）摩擦力对乙所做的功为2200J；
（3）甲对竿和乙做的功为0J。
46．【解答】（1）救护车的功率：P＝60kW＝6×104W，
救护车行驶的时间：t＝30min＝1800s，
救护车匀速行驶36km牵引力做的功：W＝Pt＝6×104W×1800s＝1.08×108J；
（2）救护车运动的距离：s＝36km＝3.6×104m，
由W＝Fs可得，牵引力：F＝＝＝3000N；
因为救护车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即f＝F＝3000N；
（3）负压舱内外气压差：
Δp＝＝＝20Pa，
按照卫生标准，负压舱内外气压差应在10～38Pa之间，而负压舱内外气压差是20Pa，符合标准。
答：（1）救护车匀速行驶18km动力做的功是1.08×108J；
（2）救护车所受的阻力是3000N；
（3）通过计算负压舱内外气压差为20Pa符合标准。
47．【解答】（1）工件浸没在水中时，排开水的体积V排＝V＝30dm3＝0.03m3，
受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.03m3＝300N；
（2）根据ρ＝可得，工件的质量：
m＝ρV＝3×103kg/m3×0.03m3＝90kg；
工件的重力G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N；
（3）工件在水中上升受到的拉力F拉＝G﹣F浮＝900N﹣300N＝600N，
绳子移动距离s＝2h＝2×6m＝12m，
工人拉绳子的力F＝（F拉+G动）＝（600N+20N）＝310N，
工人做功W总＝Fs＝310N×12m＝3720J。
答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力为300N；
（2）工件受到的重力为900N；
（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了3720J功。
48．【解答】（1）弹簧拉伸的形变程度越大，其弹力越大，所需的握力就越大，反之，所需的握力就越小。向右调节调节器，可使弹簧的伸长量变小，所需力度就变小；
（2）已知握力大小F＝500N，移动的距离s＝6cm＝0.06m，完成一个动作做的功：W＝Fs＝500N×0.06m＝30J.
（3）获得的总能量Q＝540×103J×10%＝5.4×104J，完成一个动作需做功：W＝30J，
动作个数：.
答：（1)向右移；
（2）完成一个握力动作需做功30J；
（3）消耗这些能量需要完成1800个题（2）中的握力动作。
49．【解答】（1）根据v＝可知：汽车在司机的反应时间内汽车运动的路程s1＝v1t1＝30m/s×0.5s＝15m，
刹车后汽车运动的路程s2＝v2t2＝15m/s×10s＝150m，
从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程s＝s1+s2＝15m+150m＝165m；
（2）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，
正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，则F牵＝f＝0.3G＝0.3mg＝0.3×3×103kg×10N/kg＝9000N，
汽车在反应时间内牵引力做的功W＝F牵s1＝9000N×15m＝1.35×105J。
答：（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是165m；
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是1.35×105J。
一．选择题（共9小题，满分18分，每小题2分）
1．（2分）如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动同一木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2．则（　　）
A．F1＞F2 B．F1＝F2 C．P1＝P2 D．P1＜P2
2．（2分）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（　　）
A．两次物体运动的速度：v1＜v2
B．0～6s 两次拉力对物体所做的功：W1＝W2
C．两次物体所受的拉力：F1＞F2
D．0～6s两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2
3．（2分）如图所示，斜面高为1m，长为4m，用沿斜面向上大小为75N的拉力F，将重为200N的木箱由斜面底端匀速缓慢拉到顶端，下列判断正确的是（　　）
A．克服木箱重力做的功为800J
B．拉力F对木箱所做的功为500J
C．木箱受到斜面的摩擦力为25N
D．斜面对木箱的支持力做的功为200J
4．（2分）下列生活实例中，对图片描述正确的有（　　）
A．甲图：不计阻力及能量损耗，网球从刚击球拍到球拍形变最大过程中，网球机械能守恒
B．乙图：铁锁来回摆动最终停下，在铁锁下降过程中，重力势能全部转化为动能
C．丙图：人造地球卫星由于不受空气阻力，只有动能和势能的转化
D．丁图：运动员从高处落下，动能转化为重力势能
5．（2分）如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒
6．（2分）如图是杂技演员演出时的过程示意图，男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（　　）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
7．（2分）体重相同的小明和小磊比赛谁先从一楼上到三楼，结果小明比小磊提前3s到达。整个比赛过程中，小明比小磊的（　　）
A．做功少 B．做功多 C．做功快 D．效率高
8．（2分）下列说法中正确的是（　　）
A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中推力对它做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功
C．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功
D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功
9．（2分）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示（g＝10N/kg），水的密度是1.0×103kg/m3，则下面说法不正确的是（　　）
A．当t＝140s时，物块M在水中处于漂浮状态
B．当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是15N
C．图乙中a的值是8cm
D．40～140s时段，浮力对物体做功是0.96J
二．多选题（共2小题，满分6分，每小题3分）
10．（3分）2015年7月31日，中国北京成功获得2022年第24届冬奥会主办权。如图所示，是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中正确的是（　　）
A．图甲速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其机械能增加
B．图乙自由滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中，重力做功越来越慢
C．图丙运动员将冰壶推出后，人不再对冰壶做功，冰壶的机械能会逐渐减小
D．图丁花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行，是由于人具有惯性且所受合力为零
11．（3分）如图所示，物体沿斜面从顶端匀速下滑至底端。在这过程中，物体的速度v、通过的距离s、机械能E和动能Ek随时间t的变化如图所示，则错误的是（　　）
A．B．C． D．
三．填空题（共10小题，满分30分，每空1分）
12．（3分）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越 　 　，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的 　 　有关；比较 　 　可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。
13．（3分）如图甲所示，一根粗细材料都均匀的金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直向上将棒的B端缓慢拉起，A端先相对地面静止直至被缓慢拉离地面一定高度。在此过程中，弹簧测力计对AB棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题。
（1）该金属棒的长度l＝　 　m；
（2）在A端被拉离地面之前，弹簧测力计的示数F1＝　 　N；
（3）当B端离地高度x＝1.2m时，弹簧测力计做功W0＝　 　J。
14．（3分）如图所示，汽车由发动机、底盘、车身和电器设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的 　 　能变为 　 　能，再通过底盘上的传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统，微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机，提高燃烧效率。若该汽车以90kW的恒定功率启动做直线运动，当汽车以108km/h的速度匀速行驶时，车辆受到的阻力为 　 　N。
15．（6分）站在地面上的人手中托着篮球，在手松开，篮球落向地面的过程中　 　能转化为　 　能；当它撞击地面时，发生了弹性形变，　 　能转化为　 　能；它在恢复原状的过程中　 　能又转化为　 　能，使它离开地面向上弹起。
16．（2分）如图a所示，水平地面上有一块质量为了150kg的长方体木块。小林用水平推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图b甲、乙所示。2﹣3秒木块所受的摩擦力为　 　N，3﹣5秒小林对木块做功　 　J．（取g＝10N/kg）
17．（4分）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）根据 　 　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 　 　；
（3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 　 　。
18．（3分）小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如图甲所示，小球从A点静止释放，小球到达与A点同高的C点时速度　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）经过A点时的速度。
（2）将轨道BC段改为水平，如图乙所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能　 　（选填“大 于”、“小于”或“等于”）经过A点的机械能，小球在MN段作　 　（选填“加速直线”、“匀速直线”或“减速直线”）运动。
19．（2分）甲乙功率相同的两辆汽车，如果在相同时间内匀速通过距离之比为s甲：s乙＝2：5，那么两辆汽车的牵引力之比为　 　，两辆汽车做的功之比为　 　。
20．（2分）如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能　 　B点的重力势能（选填“大于”“小于”或“等于”）；此过程中皮球的机械能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
21．（2分）如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F＝3N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示，则铁块受到的摩擦力为　 　N，0～6s内拉力F做的功是　 　J（取g＝10N/kg）。
四．实验探究题（共3小题，满分20分，每空1分）
22．（6分）跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小宇同学想利用所学的物理知识评估自己平时跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。
（1）用　 　（填测量器材）测量　 　（填物理与其对应字母）。
（2）估测自己平均每次跳起的高度h。
（3）用　 　（填测量器材）记录跳n次所用的　 　（填物理与其对应字母）。
（4）数据处理：平均功率P＝　 　（用上述物理量表示）。
（5）比较两人跳绳的平均功率大小（假设两个人起跳的平均高度相同），则　 　。
A.跳绳的快慢相同，体重大的功率大 B.跳绳的快慢相同，跳的时间长的功率大
C.体重相同，跳的个数越多的功率越大 D.体重相同，跳的时间越长的功率越大
23．（7分）小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生，他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分，于是在某个阳光明媚的上午，小波在学校操场上进行了测试。同时，“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率。
（1）根据你所掌握的知识，要达到实验目的，兴趣小组需要选择的实验器材有：　 　，　 　和
秒表。
（2）兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图，如图，假设小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算，可以判断出这次跳绳小波 　 　（“能“或“不能“）获得满分。
（3）称的小波同学体重约为60kg，请你通过图，大致估算出整个过程小波做的功为 　 　J；他跳绳的功率约为 　 　W．（g取10N/kg）
（4）从实际角度分析，你认为小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率 　 　（“偏大”“偏小”或“相等”）。写出一条你认为的原因：　 　。（合理即可）
24．（7分）在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，某实验小组提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。为此，某实验小组选用材料不同的两根弹簧A和B（长度10cm和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图17所示的实验装置和记录数据的表格进行探究。
实验次数 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离S
1 弹簧A 5
2 弹簧A 8
3 弹簧B 5
4 弹簧B 8
（1）表格中木块移动的距离越大，表示弹性势能越　 　。
（2）请将下列探究实验步骤补充完整。
①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；
②压缩弹簧，使其长度为5cm。放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动了一段距离并记录；
③将木块放回原来的位置，压缩弹簧，使其长度为　 　cm，放手后，小球被弹出，刻度尺测量推动木块移动的距离并记录；
④换弹簧B，重复　 　的实验步骤，并记录数据；
⑤分析数据，得出结论。
（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的　 　能。
（4）验证猜想一或猜想二的过程中，采用的实验方法叫做　 　。
（5）为了探究猜想二，可选用实验次数2和　 　的数据进行比较分析，若木块移动的距离　 　（选填“相同”或“不同”），说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
五．解答题（共3小题，满分9分，每小题3分）
25．（3分）怎样向地板抛出乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球处的位置？根据动能、势能的相互转化规律来说明这样抛的理由。
26．（3分）达 芬奇是意大利著名的画家，他曾经设计了一个“永动机”，如图所示。他设计时认为右边的钢球比左边的钢球离轮心更远些，在两边不均衡的作用力下，轮子会沿箭头方向转动不息。你认为达 芬奇的“永动机”能永远转动吗？说明你的判断理由。
27．（3分）国家规定必须符合下列标准“净重不大于40kg，设计时速不大于20km/h”的电动自行车才可以上路，请你解释，为什么要对电动自行车进行限速规定。
六．计算题（共3小题，满分17分）
28．（5分）为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念车（如图所示），荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项，该车外表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有400kg，总体积0.75m3，轮胎与地面的总接触面积200cm2，标准乘载100kg。请解答标准乘载时的下列问题（g取10N/kg）：
（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大？
（2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶了30min时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则发动机所做的功和输出功率各多大？
29．（6分）跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s，求在这个过程中：
（1）运动员下落的平均速度；
（2）重力做的功；
（3）匀速下降时重力做功的功率。
30．（6分）重庆至德国杜伊斯堡的中欧班列全程约10800 km，运行时间300h．中欧班列在平直路面匀速行驶时，和谐型大功率机车提供的牵引力约9.6×107 N，求：
（1）中欧班列运行时的平均速度约为多少千米每小时？
（2）中欧班列在平直路面以v＝20m/s匀速行驶时，机车功率约为多少瓦？
参考答案与试题解析
一．选择题（共9小题，满分18分，每小题2分）
1．【解答】
AB、木块两次都做匀速直线运动，则拉力等于滑动摩擦力；同一个木块，对水平面的压力一定，接触面的粗糙程度相同，所以两次木块受到的滑动摩擦力大小相等，则两次测力计的拉力也相等，即F1＝F2，故A错误，B正确；
CD、由s﹣t图象可知，第①次木块运动的速度v较大，且两次拉力的大小相等，由公式P＝＝＝Fv可知，第①次拉力的功率较大，即P1＞P2，故C、D错误。
故选：B。
2．【解答】
A．由图像可知，在相同时间内，物体第①次通过的路程大于第②次通过的路程，由v＝可知，v1＞v2，故A错误；
BCD．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动时，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，受到的滑动摩擦力不变，
因此时物体受到的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，所以两次物体所受的拉力F1＝F2，故C错误；
由图像可知，0～6s内物体第①次通过的路程大于第②次通过的路程，由W＝Fs可知，W1＞W2，故B错误；
由P＝可知，0～6s内两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2，故D正确。
故选：D。
3．【解答】
A、由题意知，木箱的重力G＝200N，h＝1m，则木箱克服重力做功：W有用＝Gh＝200N×1m＝200J，故A错；
B、拉力F做的功W总＝FL＝75N×4m＝300J，故B错；
C、克服摩擦力做功W额＝W总﹣W有用＝300J﹣200J＝100J，木箱受到斜面的摩擦力f＝＝＝25N，故C正确；
D、木箱移动方向与支持力方向垂直，没有在支持力的方向上移动距离，所以斜面的支持力做功为零，故D错。
故选：C。
4．【解答】
A、不计阻力及能量损耗，网球与球拍的总能量是守恒的；但网球从刚撞击球拍到球拍形变最大过程中，网球的机械能会转化为球拍的弹性势能，所以网球的机械能减少，故A错误；
B、铁锁来回摆动最终停下；在铁锁下降过程中，由于要克服空气阻力做功，所以重力势能没有全部转化为动能，故B错误；
C、在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，只有动能和势能的转化，故C正确；
D、运动员从高处落下，质量不变，高度减小，速度增大，则重力势能减小，动能增大，所以重力势能转化为动能，故D错误。
故选：C。
5．【解答】
A、弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；
B、小物块从c向a运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；
C、小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；
D、小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。
故选：B。
6．【解答】A、甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，由于乙处高于甲处，男演员的机械能一定大于女演员的机械能，男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员质量。如果男演员自由下落时，男演员的质量一定大于女演员质量。不符合题意。
B、男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能。如果男演员自由下落时，男演员的重力势能一定大于女演员重力势能。不符合题意。
C、由于存在阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能。符合题意。
D、女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能。不符合题意。
故选：C。
7．【解答】AB、小明和小磊体重相同，都是从一楼上到三楼，根据W＝Gh可知，两人做一样多，故AB错误；
C、因为两人做一样多，小明比小磊提前3s到达，根据P＝可知，小明比小磊功率大，所以小明比小磊做功快，故C正确；
D、两人从一楼上到三楼，将自身提高做的功是既是总功也是有用功，没有额外功，所以两人上楼的效率都是100%，故D错误。
故选：C。
8．【解答】A、抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，只有距离，不再受推力；故A错误；
B、提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，故拉力没有做功；故B错误；
C、用水平力推着购物车前进，推力与距离的方向一致均水平向前；故推车的力做了功；故C正确；
D、书静止在水平桌面上，书受到支持力作用，但没有移动距离；故支持力没有做功；故D错误；
故选：C。
9．【解答】A.物块M的体积V＝（0.1m）3＝0.001m3；
物块M的质量：m＝＝＝0.8kg；
物块M的密度ρM＝＝＝0.8×103kg/m3＜1.0×103kg/m3；
即物块的密度小于水的密度，
由图像可知：当t＝1

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