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专题5 功和机械能
一．选择题
1．（2023 台州）某同学研究滑轮的作用，用重为0.2牛的滑轮，把2牛的钩码匀速提升1米。在不计绳重和摩擦的情况下，拉力F做的功为（　　）
A．0焦 B．1.1焦 C．2.2焦 D．4.4焦
2．（2023 温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　）
A．重力势能不同，动能相同
B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同
D．重力势能相同，动能不同
3．（2023 杭州）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
4．（2022 杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙
二、填空题
5.（2023 浙江）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。
（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 　 　，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 　 　而保持原来的运动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
（2）电磁弹射原理虽简单，但是建造所需的技术难度极高。如电磁弹射需要强大的电力储能系统，能在3秒内提供1.2×108焦的电能，将几十吨的飞机加速到几百米/秒，该系统的功率至少达 　
　 瓦。
6．（2022 金华）跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一
（1）北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示，该运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，重力势能大小的变化是 　 　；
（2）跳台采用的人造雪可循环利用，体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，该造雪过程中水发生的主要物态变化是 　 　。
7．（2022 温州）如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1　 　F2（选填“大于”“小于”“等于”）。
（2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为 　 　焦。
（3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式：　 　。
三．解答题
8．（2023 金华）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机，主要用于播种、施肥、打药等，铭牌上的部分参数如下表所示，完成下列问题。
整机型号 N420
最大起飞质量 56kg
药箱额定容量 30L
作业速度 1～12m/s
（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要多少小时？
（2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约7000Pa，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米？
（3）若这款无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦？
9．（2023 丽水）2023年，广交会上展出的可骑行电动行李箱，受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上（如图），以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒，骑行时所受阻力是总重的0.04倍。
部分参数
最大速度 3米/秒
空箱质量 10千克
轮子与地面的总接触面积 0.003米2
（1）测试者在20秒内骑行的路程为 　 　米；
（2）求测试者坐在电动行李箱上时，行李箱对水平地面的压强；
（3）求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。
10．（2022 金华）太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成，测定的参数如下：小车的质量为100g，车长8cm、宽6.5cm、高3cm，轮胎与地面的总接触面积为2cm2。完成下列问题：
（1）小车静止在水平地面时，对地面的压强为多少？
（2）某次测试中，小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒，该次测试中小车的速度为多少？
（3）测试中，小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为重力的0.1倍，此时小车的功率为多少瓦？
11.（2022 丽水）如图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙：枪身由内外两个套筒组成，外筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，再向下压内筒喷水，如此反复。
【原理分析】使用消防水枪吸水时，主要是利用了 　大气压　；
【方案设计】如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构，合理的是 　丙　；
【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果，小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示，用30秒将20千克水喷到15米高处，求他们对水做功的功率。
一．选择题
1．（2024 西湖区模拟）原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2024 温州模拟）如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（　　）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能增大，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变
D．动能减少，机械能减少
3．（2024 上城区校级三模）如图，木块以某初速度从A滑过B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（　　）
A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
4．（2024 鄞州区校级模拟）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2024 绍兴三模）同一篮球以不同弧线从A点投向B点，空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．从A点到B点，篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B．篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C．篮球沿着两条弧线运动，重力势能均一直增大
D．若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2
6．（2024 滨江区校级模拟）杭州第19届亚运会帆船比赛在宁波象山亚帆中心举行，运动员借助风力，不时地调节舷杆，让帆船快速前行。下列说法正确的是（　　）
A．帆船在整个运动过程中势能保持不变
B．帆船在加速前进过程中动能保持不变
C．帆船在前进过程中机械能保持不变
D．运动员压低帆杆时重心降低，重力势能变小
7.（2024 舟山模拟）把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2024 西湖区校级二模）2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军，如图所示，参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图，不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　）
A．从离开跳板到最高点的过程中，只受到重力作用
B．从跳起到入水前的过程中，运动员的重力势能一直减小
C．到达最高点时，若运动员所受的力全部消失，则她将保持静止状态
D．从最高点到入水前的过程中，速度增大，运动员的惯性增大
9．（2024 江干区校级三模）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（　　）
A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．a→c，弹簧的弹性势能全部转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大
D．在c状态时小金的机械能达到最大
10．（2024 嘉善县一模）我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（　　）
A．进入大气层前，返回舱机械能减小
B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能
C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能
D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
11．（2024 上城区校级二模）10月7日，杭州亚运会射箭反曲弓女子个人铜牌决赛在两名中国选手李佳蔓和海丽玕之间展开，最终李佳蔓战胜海丽玕，获得铜牌，下列说法正确的是（　　）
A．离开弓的箭会继续向前运动，是因为受到惯性力的作用
B．手对弓的拉力大于弓对手的拉力
C．弓拉的越弯，弓的弹性势能越大
D．在空中向上飞行的箭，若所受的力全部消失，它将落向地面
12．（2024 嘉兴二模）小科与小嘉到水上乐园玩水滑梯。小科选择较陡的a滑梯，小嘉选择较平坦的b滑梯，两滑梯高度相等（如图）。小科的质量比小嘉大，当他们从滑梯的顶部由静止滑至底部的过程中，若不计阻力，下列有关说法正确的是（　　）
A．在顶部时，小科的势能要小
B．下滑途中，小嘉的动能不变
C．到底部时，小嘉的动能要大
D．到底部时，小科的机械能要大
13．（2024 慈溪市校级模拟）如图为项目小组的自制投石车，A、B、C、D为重物投掷过程中的四个点，A为重物离开投石车的瞬间，B为重物到达的最高点，C点高度等于A，D为重物着地前瞬间。则下列说法正确的是（　　）
A．B点时重物动能为零
B．从A点到D点重物的机械能守恒
C．C点的动能小于A点
D．从B点到C点减小的重力势能全部转化为动能
14．（2024 瓯海区一模）如图所示小球在光滑轨道上的a点静止自由释放，在运动过程中始终没有离开轨道，关于小球的运动过程的描述，以下说法正确的是（　　）
A．小球不能到达f点
B．小球越过c点时的速度为零
C．小球运动过程中动能不断增大
D．小球还能回到a点
15．（2024 余姚市校级四模）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（　　）
A．动能：E甲＞E乙 B．动能：E甲＝E乙
C．重力势能：E甲＞E乙 D．重力势能：E甲＝E乙
16．（2024 宁波模拟）篮球运球是宁波市体育中考项目之一，其中投篮时可采用打击篮板进篮的方法，如图所示。忽略空气阻力，下列关于打板进篮的说法正确的是（　　）
A．篮球抛出后向上运动，打板的一瞬间，篮球的动能最大
B．篮球打板进篮筐的过程中，篮球的能量没有损失
C．篮球离开篮筐下落到地面的过程中，球的机械能不变
D．篮球在地面上越弹越低，最终静止，说明能量消失，不符合能量守恒定律
17．（2024 余姚市模拟）第19届亚运会的男足比赛将在龙湾区奥体中心举行。图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O为踢出的瞬间，足球经过最高点A，在B点落地后，最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是（　　）
A． B．
C． D．
18．（2024 温州模拟）小衢在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（　　）
A．皮球在b点时的机械能最大
B．皮球在a、c两点时动能相等
C．皮球由a到b时，动能逐渐增大
D．皮球由c到d时，机械能一直减小
19．（2024 滨江区二模）跳台滑雪是一项深受许多人喜爱的体育运动。如图是跳台滑雪区和某运动员的运动轨迹简化示意图，运动员从A点出发，最终在E点停下。下列说法正确的是（　　）
A．运动员的滑雪板长而宽，可以减小运动员落地时对雪地的压力
B．从A到B的过程中，运动员的动能变大，惯性大小也变大
C．从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
D．若忽略空气阻力，C点到D点（着陆前）过程中，运动员和滑雪板的总机械能守恒
20．（2024 宁波一模）撑杆跳高是一项运动员经过持杆助跑，借助撑杆的支撑腾空越过横杆的运动，起源于古代人类使用木根、长矛等撑越障碍，如图所示，当运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动员的动能不变
B．撑杆的弹性势能先增大后减小
C．撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
D．运动员的机械能不变
21．（2024 温州二模）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点后自由下落，至C点落入水中。若不计空气阻力，运动员从离开跳台到落水前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
22．（2024 海曙区模拟）如图所示，将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从甲处静止释放，杯子落地后乒乓球弹起经过乙，最后到达丙。乒乓球处于乙点与甲点相比，说法正确的是（　　）
A．动能减小，惯性变大 B．动能减小，惯性不变
C．动能增加，惯性变大 D．动能增加，惯性不变
23．（2024 乐清市模拟）如图是摆球从A点静止释放，经过B、O、C三点，到达最高点D的示意图，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（　　）
A．摆球在O点时动能等于零
B．摆球在A、D两点的重力势能相等
C．摆球从A点到O点的过程中机械能减少
D．摆球在B、C两点的动能相等
24．（2024 钱塘区三模）如图是小应玩蹦蹦床的情景，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点是小应受到的重力与蹦床对小应的弹力相等处，C点是小应到达的最低点，下列分析不正确的是（　　）
A．当小应在最高点0时处于非平衡状态
B．小应在空中下落到A点的过程中重力势能转化为动能
C．小应下落到B点时的动能最大
D．从A点到C点的过程中，小应的动能增大
25．（2024 椒江区一模）如图1所示，在投掷铅球时，铅球在空中的运动轨迹如图2所示。若不计空气阻力，铅球从离手到落地前的过程中，下列表示其动能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
26．（2024 钱塘区一模）如图所示为冬奥会火灾的一些运动项目，对这些项目中的情景，分析不正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能减小
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态改变
C．冰球在水平冰面滑动过程中，不受任何力的作用
D．运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
27．（2024 临安区一模）一颗番茄由静止开始下落，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增加的动能（　　）
A．小于番茄减少的重力势能
B．大于番茄减少的重力势能
C．等于番茄减少的重力势能
D．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
28．（2024 富阳区一模）如图是高铁车站，车站的路轨建得高些，当车辆以确定的速度到达坡下A点时关闭发动机，在车上坡进站时通过刹车把握车速使其在B点正好停下。则该车从A到B的过程中（　　）
A．动能增加 B．动能减小
C．机械能守恒 D．重力势能减小
29．（2024 杭州模拟）2024年4月20日，乒乓球世界杯已经决出四强，林高远迎战张本智和。下列说法正确的是（　　）
A．林高远的鞋底凹凸不平，有利于增大摩擦力
B．林高远扣球时，球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力
C．乒乓球离开球拍后仍能继续前进，是由于受到了惯性力的作用
D．乒乓球在水平桌面继续滚动的过程中，摩擦力和机械能均保持不变
30．（2024 杭州二模）如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（　　）
A．由静止下落的乒乓球
B．竖直向上垫起的排球
C．离开脚后在地上滚动的足球
D．从肩上斜向上投掷出去的铅球
31．（2024 上城区一模）国家跳台滑雪中心主体建筑形似中国古代摆件“如意”，故被称作“雪如意”。“雪如意”其中一条主赛道的落差为115米，长度为106米。关于运动员在单板滑雪项目比赛时分析正确的是（　　）
A．从坡顶滑至底端，运动员重力势能只转化为动能
B．从坡顶滑至底端，运动员速度大小保持不变
C．下滑过程中，运动员受到的支持力和重力是一对平衡力
D．滑至底端，运动员继续向前运动是因为运动员具有惯性
32．（2024 衢州一模）投掷实心球是中考体育选考项目之一。图甲为实心球出手后的运动示意图，其中v0是实心球出手瞬间的速度，θ是出手角度，h是出手高度。图乙为投掷距离s随出手角度θ变化的图像。下列说法不正确的是（　　）
A．实心球离手后至落地过程中，实心球的动能先减小后增大
B．实心球在运动到最高点时，如果一切外力消失，实心球将做匀速直线运动
C．实心球的投掷距离s随角度θ增大而先增大后减小，角度θ＝40°时，投掷距离s最大
D．若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关，只需控制出手角度θ相同即可
33．（2024 江北区一模）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　）
A．到达B点时，弹性绳处于原长位置
B．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同
D．人从A点到B点的过程中，人的重力势能和动能都增加
34．（2024 金华一模）立定跳远是中考体育常考项目，主要由起跳、腾空和落地等技术动作组成，分解动作如图所示。下列分析正确的是（　　）
A．穿鞋底粗糙的运动鞋，增大地面对运动员的摩擦力
B．向后蹬地向前跳起，说明力是维持物体运动的原因
C．腾空到最高点时，运动员重力势能最大，动能为零
D．从最高点到落地，运动员速度变大，是因为惯性变大
35．（2024 瓯海区模拟）质量为M的物体离地面高度为h时，它的重力势能Er＝Mgh（g＝10N/kg）。现从地面竖直向上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略，若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则（　　）
A．h1＞2m，h2＞2m B．h1＜2m，h2＜2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
36.（2024 西湖区模拟）北京冬奥会上中国小将苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台金牌，下列关于该运动的说法正确的是（　　）
A．比赛时，运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度
B．在运动中，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
C．运动员运动到最高点时，动能为零
D．运动员下落过程中，重力势能全部转化为动能
37.（2024 鄞州区模拟）3月24日，我国选手全红婵在世界杯（柏林站）女子单人十米跳台跳水决赛中夺冠。如图所示是她跳水的分解动作示意图，不考虑空气阻力，下列分析不合理的是（　　）
A．起跳时，她借助跳台的反作用力向上运动
B．上升到B点时，她的机械能最大
C．在下落的过程中，她的重力势能逐渐减小
D．从最高点下落过程中，她的惯性始终不变
38．（2024 龙湾区二模）体育考试时，小龙用相同的速度在相同高度将篮球沿不同轨迹从A点投向B点，如轨迹1和轨迹2所示。若空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．篮球重力势能的变化量：轨迹1＞轨迹2
B．篮球重力势能的变化量：轨迹1＜轨迹2
C．篮球动能的变化量：轨迹1＞轨迹2
D．篮球动能的变化量：轨迹1＜轨迹2
39．（2024 镇海区一模）乒乓球运动一直是中国的优势项目，如图是乒乓球落到球台上后又弹起的示意图，分析可知，乒乓球（　　）
A．在B点时受力平衡
B．在A点动能一定小于D点动能
C．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
D．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将保持不变
40．（2024 杭州模拟）如图所示，原长为L的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点自由释放，钢球运动到A点后开始向上返回，不计空气阻力，O、A两点间距离为2L。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能E随运动距离s变化的关系图象可能是（　　）
A． B．
C． D．
41．（2024 瓯海区校级模拟）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）
A．t1～t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下
B．在t1～t2间的某个时刻小球动能最大
C．在t3时刻，弹簧的弹性势能最大
D．t1～t2这段时间内，小球速度一直变大
42．（2024 台州一模）如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，重力势能最大的为（　　）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
43．（2024 瑞安市模拟）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（　　）
A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4
C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4
44．（2024 温州模拟）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于压力大小的0.8倍，方管足够长且忽略空气阻力。则（　　）
A．甲、乙中P对Q的压力大小相同
B．甲、乙中Q对P的摩擦力大小相同
C．乙中P匀速向下运动
D．乙中P动能一直增大
二．填空题
45．（2024 绍兴模拟）某游客参加蹦极挑战，从开始自由下落至第1次到达最低点的过程中，下落速度与时间关系如图甲，若该过程中蹦极绳的弹力与时间的关系如图乙（忽略空气阻力）。t1至t2过程中，游客速度继续增大的原因是自身重力 　 　（选填“＞”、“＜”或“＝”）蹦极绳对游客的拉力，该游客的质量为 　 　千克；t2至t3过程中，游客和蹦极绳之间的能量转化情况是 　 　。
46.（2024 宁波一模）2023年7月，第5号台风“杜苏芮”给浙江省沿海地区带来持续性大暴雨。台风是一种 　 　现象（填“天气”或“气候”）；台风登陆后，河道内水位上升，水的 　 　（填“能的形式”）就会增大，对人们的生命和财产产生威胁的风险就会增加。
47.（2024 湖州二模）在体育中考的考场上小明参加实心球项目的测试，球抛出后依次经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，由图判断，球在M点的速度 　 　S点的速度（选填“大于”“小于”或“等于”，下同），球在M点的高度 　 　在S点的高度。球在空中运动的过程中，机械能 　 　（选填“守恒”或“不守恒”）。
48．（2024 杭州二模）将甲、乙两物体用细线相连并绕过定滑轮，使两物体距离地面相同高度。如图1所示当由静止自由释放后，甲物体下降，乙物体上升，如图2所示。若不计摩擦，则物体在运动过程中，乙的动能 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”），甲减少的重力势能 　 　乙增大的动能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
49．（2024 黄岩区二模）一弹簧竖直固定在水平地面上（如图甲所示），将一金属小球从弹簧的正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点。用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图象如图乙所示，说明力的作用效果是 　 　。t2﹣t3时间段内能量转化的情况是 　 　。（弹簧质量不计，空气阻力不计）
三年真题
一年模拟
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专题5 功和机械能
一．选择题
1．（2023 台州）某同学研究滑轮的作用，用重为0.2牛的滑轮，把2牛的钩码匀速提升1米。在不计绳重和摩擦的情况下，拉力F做的功为（　　）
A．0焦 B．1.1焦 C．2.2焦 D．4.4焦
【答案】C
【解答】解：（1）不计绳重和摩擦，拉力：F＝（G+G轮）＝×（2N+0.2N）＝1.1N；
（2）拉力端移动的距离：s＝2h＝2×1m＝2m，
拉力做功：W＝Fs＝1.1N×2m＝2.2J。
故选：C。
2．（2023 温州）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　）
A．重力势能不同，动能相同
B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同
D．重力势能相同，动能不同
【答案】D
【解答】解：整体过程中，滚摆的质量不变，由图可知，滚摆起点位置的高度大于滚摆上升的最高高度，由重力势能影响因素可知，滚摆起点位置的重力势能大于滚摆上升到最高位置的重力势能，而这两个位置时的速度为零，由动能影响因素可知，这两个位置时的动能为零，而机械能等于重力势能加动能，因此滚摆起点位置的机械能大于滚摆上升到最高位置的机械能，说明滚摆在运动的过程中机械能在不断的减小，因此滚摆乙位置时的机械性能小于在甲位置时的机械能，由于甲、乙两位置滚摆的高度相同，由重力势能影响因素可知，滚摆在甲、乙两位置时的重力势能相等，因此滚摆在乙位置时的动能小于在甲位置时动能，即该过程中，滚摆处于甲、乙位置时重力势能相同，动能不同，故D正确。
故选：D。
3．（2023 杭州）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大
C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变
【答案】D
【解答】解：将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，上升的过程中，高度变大，速度变小，故重力势能变大，动能变小；下落的过程中，重力势能变小，动能变大；因不计空气阻力，小球的机械能守恒。
故选：D。
4．（2022 杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙
【答案】C
【解答】解：先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W＝Fs；即W甲＝W乙＝W丙；
故C正确；ABD错误。
故选：C。
二、填空题
5.（2023 浙江）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。
（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 　力的作用　，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 　惯性　而保持原来的运动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
（2）电磁弹射原理虽简单，但是建造所需的技术难度极高。如电磁弹射需要强大的电力储能系统，能在3秒内提供1.2×108焦的电能，将几十吨的飞机加速到几百米/秒，该系统的功率至少达 　4×107　瓦。
【答案】（1）力的作用；惯性；（2）4×107。
【解答】解：（1）飞机受到弹射车的推力而向前弹射飞出，表明磁场对弹射车内的导体产生力的作用，从而使弹射车牵引飞机快速运动；
由于飞机具有惯性而保持原来的运动状态，所以在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
（2）系统的功率：
P＝＝＝4×107W。
故答案为：（1）力的作用；惯性；（2）4×107。
6．（2022 金华）跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一
（1）北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示，该运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，重力势能大小的变化是 　变小　；
（2）跳台采用的人造雪可循环利用，体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，该造雪过程中水发生的主要物态变化是 　凝固　。
【答案】（1）变小；（2）凝固。
【解答】解：（1）运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能变小；
（2）造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，是液态变为固态，所以该造雪过程中水发生的物态变化是凝固。
故答案为：（1）变小；（2）凝固。
7．（2022 温州）如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1　小于　F2（选填“大于”“小于”“等于”）。
（2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为 　420　焦。
（3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式：　通过汗液蒸发散热　。
【答案】（1）小于；（2）420；（3）通过汗液蒸发散热。
【解答】解：（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，此时地面对双手的支持力和双脚的支持力的和等于小明自身的重力大小；
图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力，此时则F1小于F2；
（2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功W＝Gh＝600N×0.7m＝420J；
（3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定，此时散热的一种方式为通过汗液蒸发散热。
故答案为：（1）小于；（2）420；（3）通过汗液蒸发散热。
三．解答题
8．（2023 金华）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机，主要用于播种、施肥、打药等，铭牌上的部分参数如下表所示，完成下列问题。
整机型号 N420
最大起飞质量 56kg
药箱额定容量 30L
作业速度 1～12m/s
（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要多少小时？
（2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约7000Pa，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米？
（3）若这款无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦？
【答案】（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要0.2h；
（2）无人机与地面的总接触面积为0.08m2；
（3）无人机的功率至少为672W。
【解答】解：（1）5m/s＝18km/h，由速度v＝可知，
需要的时间：t＝＝＝0.2h；
（2）无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压力：F＝G＝mg＝56kg×10N/kg＝560N，
无人机与地面的总接触面积S＝＝＝0.08m2，
（3）无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，克服重力做功，
则无人机的功率：P＝＝＝Gv＝560N×1.2m/s＝672W。
答：（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要0.2h；
（2）无人机与地面的总接触面积为0.08m2；
（3）无人机的功率至少为672W。
9．（2023 丽水）2023年，广交会上展出的可骑行电动行李箱，受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上（如图），以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒，骑行时所受阻力是总重的0.04倍。
部分参数
最大速度 3米/秒
空箱质量 10千克
轮子与地面的总接触面积 0.003米2
（1）测试者在20秒内骑行的路程为 　60　米；
（2）求测试者坐在电动行李箱上时，行李箱对水平地面的压强；
（3）求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。
【答案】（1）60；
（2）行李箱对水平地面的压强为2×105Pa；
（3）电动行李箱克服阻力做功的功率为72W。
【解答】解：（1）由v＝可知，测试者在20秒内骑行的路程：s＝vt＝3m/s×20s＝60m；
（2）行李箱和测试者的总重力：G总＝m总g＝（50kg+10kg）×10N/kg＝600N，
测试者坐在电动行李箱上时，行李箱对水平地面的压力：F压＝G总＝600N，
行李箱对水平地面的压强：p＝＝＝2×105Pa；
（3）由题意可知，测试过程中电动行李箱受到的阻力：f＝0.04G＝0.04×600N＝24N，
电动行李箱克服阻力做功的功率：P＝＝＝fv＝24N×3m/s＝72W。
答：（1）60；
（2）行李箱对水平地面的压强为2×105Pa；
（3）电动行李箱克服阻力做功的功率为72W。
10．（2022 金华）太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成，测定的参数如下：小车的质量为100g，车长8cm、宽6.5cm、高3cm，轮胎与地面的总接触面积为2cm2。完成下列问题：
（1）小车静止在水平地面时，对地面的压强为多少？
（2）某次测试中，小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒，该次测试中小车的速度为多少？
（3）测试中，小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为重力的0.1倍，此时小车的功率为多少瓦？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）小车的重力：G＝mg＝100×10﹣3kg×10N/kg＝1N，
小车对水平地面的压力：F＝G＝1N，
则小车对地面的压强：p＝＝＝5000Pa；
（2）测试过程中小车行驶的时间：t＝1min20s＝80s，
则该次测试中小车的速度：v＝＝＝0.5m/s；
（3）小车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1N＝0.1N，
因为小车在水平地面上匀速直线运动，所以小车的牵引力：F＝f＝0.1N，
则此时小车的功率：P＝＝＝Fv＝0.1N×0.8m/s＝0.08W。
答：（1）小车静止在水平地面时，对地面的压强为5000Pa；
（2）该次测试中小车的速度为0.5m/s；
（3）此时小车的功率为0.08W。
11.（2022 丽水）如图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙：枪身由内外两个套筒组成，外筒底部是进水口，内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，再向下压内筒喷水，如此反复。
【原理分析】使用消防水枪吸水时，主要是利用了 　大气压　；
【方案设计】如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构，合理的是 　丙　；
【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果，小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示，用30秒将20千克水喷到15米高处，求他们对水做功的功率。
【答案】（1）大气压；（2）丙；（3）对水做功的功率为100W。
【解答】解：
（1）使用消防水枪吸水时，首先用力推动活塞，将水枪筒内的空气排出，然后将进水口浸入水中，再拉动活塞，此时筒内气压减小，在外界大气压的作用下，水被压入水枪筒内，故使用消防水枪吸水时，主要是利用了大气压；
（2）将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，此时阀门应打开，再向下压内筒喷水，阀门应关闭，由消防水枪的结构看，丙符合要求，而丁图中吸水时阀门会关闭，喷水时阀门会打开；
（3）喷水时对水做的功：
W＝Gh＝mgh＝20kg×10N/kg×15m＝3000J，
对水做功的功率：
P＝＝＝100W。
故答案为：（1）大气压；（2）丙；（3）对水做功的功率为100W。
一．选择题
1．（2024 西湖区模拟）原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解答】解：橡皮筋长为l，小球从初始状态下降至l过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；
小球从l继续下降至2l过程中，受到橡皮筋向上的拉力作用；当拉力小于重力时，合力向下，小球仍加速，动能仍然增大；当拉力大于重力时，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，最后变为零；
对照选项中的图象可知，只有D选项符合题意。
故选：D。
2．（2024 温州模拟）如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（　　）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能增大，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变
D．动能减少，机械能减少
【答案】C
【解答】解：跳水运动员向上运动过程中，运动员的质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变，故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．（2024 上城区校级三模）如图，木块以某初速度从A滑过B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（　　）
A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
【答案】B
【解答】解：A、D点与A点相比，高度减小，则重力势能减少，由于接触面可能存在摩擦，则部分机械能可能会转化为内能，机械能可能减小，忽略空气阻力，D点的动能大于A点的动能，故A错误；
B、A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B正确；
C、木块以一定的速度滑过AB点，若AB是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，若BC之间是光滑的，则木块的速度不变，所以B点、C点的动能可能等于A点的动能，忽略空气阻力，D点的动能大于A点的动能，故C错误；
D、木块从B到C，木块与地面有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，但与A点的动能不确定，故D错误。
故选：B。
4．（2024 鄞州区校级模拟）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解答】解：从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小。故A正确，BCD错误；
故选：A。
5．（2024 绍兴三模）同一篮球以不同弧线从A点投向B点，空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．从A点到B点，篮球重力势能的增加量弧线1大于弧线2
B．篮球在弧线1和弧线2的最高点的动能都为零
C．篮球沿着两条弧线运动，重力势能均一直增大
D．若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2
【答案】D
【解答】解：A、重力势能与质量和高度有关，从A点到B点，弧线1与弧线2两种情况下，篮球的质量不变，增加的高度相同，所以篮球重力势能的增加量相等，故A错误；
B、篮球在弧线1和弧线2的最高点速度不为零，动能都不为零，故B错误；
C、篮球上升时，重力势能增加，篮球下落时重力势能减小，整个过程重力势能先增大后减小，故C错误；
D、由图可知，篮球通过弧线1运动的路程较大，克服空气阻力做功消耗的机械能较多，若篮球在B点的机械能相等，则在A点的机械能弧线1大于弧线2，故D正确。
故选：D。
6．（2024 滨江区校级模拟）杭州第19届亚运会帆船比赛在宁波象山亚帆中心举行，运动员借助风力，不时地调节舷杆，让帆船快速前行。下列说法正确的是（　　）
A．帆船在整个运动过程中势能保持不变
B．帆船在加速前进过程中动能保持不变
C．帆船在前进过程中机械能保持不变
D．运动员压低帆杆时重心降低，重力势能变小
【答案】D
【解答】解：A、帆船在整个运动过程中，质量不变，重心的高度发生改变，重力势能大小发生改变，故A错误；
B、帆船在加速前进过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B错误；
C、帆船在前进过程中，动能和重力势能都会发生改变，机械能会改变，故C错误；
D、运动员压低帆杆时重心降低，质量不变，重力势能变小，故D正确。
故选：D。
7.（2024 舟山模拟）把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下如图。观察小球滚动的全过程，下列图像中有关能量随小球位置变化的大致趋势正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解答】解：把金属小球放在O处，静止滚下，然后让它沿轨道滚下先后通过轨道上b、c，再通过b，最终恰好落在d处停下，d处的高度比O处小，说明机械能减小了；
AB、根据质量不变，重力势能与高度有关，高度越高，重力势能越大，故O点重力势能最大，其次是c点，d点比c点低，重力势能比c点小，b点的高度最低，重力势能为0，而c到d过程重力势能增大，但d点重力势能不为0，小于O点，故AB错误；
CD、从O到b过程中速度逐渐增大，动能增大，b到c再到b，由于摩擦力阻力的存在，第二次到经过b点的动能比第一次小，且在c点的速度不为0，动能不为0，故C错误，D正确。
故选：D。
8．（2024 西湖区校级二模）2023年3月19日陈芋汐和全红婵组合以362.04分的总成绩夺得跳水10米台冠军，如图所示，参加“跳水”表演赛时的分解动作的简略示意图，不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　）
A．从离开跳板到最高点的过程中，只受到重力作用
B．从跳起到入水前的过程中，运动员的重力势能一直减小
C．到达最高点时，若运动员所受的力全部消失，则她将保持静止状态
D．从最高点到入水前的过程中，速度增大，运动员的惯性增大
【答案】A
【解答】解：
A、从离开跳板到最高点的过程中，不计空气阻力，她只受到重力作用，故A正确；
B、从跳起到入水前的过程中，运动员的质量不变，高度先变大后变小，所以重力势能先变大后变小，故B错误；
C、到达最高点时，运动员在水平方向上有一定的速度，若运动员所受的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，则她将做匀速直线运动，故C错误；
D、从最高点到入水前的过程中，运动员的速度增大，运动员的质量不变，惯性大小不变，故D错误。
故选：A。
9．（2024 江干区校级三模）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（　　）
A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．a→c，弹簧的弹性势能全部转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大
D．在c状态时小金的机械能达到最大
【答案】C
【解答】解：AD、a→b的过程中，弹簧的弹性势能不断转化为小金的机械能，故小金的机械能不断增加；b→c的过程中，小金需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故机械能不断减小；故在c状态时小金的机械能不是最大。
开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小金做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大，（此时动能动能最大）；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小金做减速运动；而b→c的过程中，小金在重力作用下做减速运动；
所以，a→c的过程中，小金先加速后减速，在b状态时速度并不是最大，此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段，故在b时动能不是最大。故AD错误。
B、a﹣b的过程，弹性势能转化为小金的动能和重力势能，故B错误。
C、a是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在a状态时弹簧的弹性势能最大，故C正确。
故选：C。
10．（2024 嘉善县一模）我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（　　）
A．进入大气层前，返回舱机械能减小
B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能
C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能
D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
【答案】A
【解答】解：A、进入大气层前，返回器不受任何阻力，所以机械能守恒，故A错误；
B、进入大气层时，返回舱需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，故B正确；
C、跳出大气层时，返回舱的质量不变，速度变小，高度变大，则其动能减少，重力势能增多，所以部分动能转化为势能，故C正确；
D、动能和势能统称为机械能。第二次进入大气层时，返回舱的机械能小于第一次，而重力势能相等，所以第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小，故D正确。
故选：A。
11．（2024 上城区校级二模）10月7日，杭州亚运会射箭反曲弓女子个人铜牌决赛在两名中国选手李佳蔓和海丽玕之间展开，最终李佳蔓战胜海丽玕，获得铜牌，下列说法正确的是（　　）
A．离开弓的箭会继续向前运动，是因为受到惯性力的作用
B．手对弓的拉力大于弓对手的拉力
C．弓拉的越弯，弓的弹性势能越大
D．在空中向上飞行的箭，若所受的力全部消失，它将落向地面
【答案】C
【解答】解：A、射箭时，箭离开弓后仍然向前运动是因为箭具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性，故A错误；
B、手对弓的拉力与弓对手的拉力，是一对相互作用力，大小相等，故B错误；
C、被拉弯的弓发生形变，故具有弹性势能，弓越弯，形变越大，具有的弹性形变就越大，故C正确；
D、在空中飞行的箭，若所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，箭将做匀速直线运动，故D错误；
故选：C。
12．（2024 嘉兴二模）小科与小嘉到水上乐园玩水滑梯。小科选择较陡的a滑梯，小嘉选择较平坦的b滑梯，两滑梯高度相等（如图）。小科的质量比小嘉大，当他们从滑梯的顶部由静止滑至底部的过程中，若不计阻力，下列有关说法正确的是（　　）
A．在顶部时，小科的势能要小
B．下滑途中，小嘉的动能不变
C．到底部时，小嘉的动能要大
D．到底部时，小科的机械能要大
【答案】D
【解答】解：A、两滑梯高度相等，小科的质量比小嘉大，在顶部时，小科的重力势能大，故A错误；
BCD、下滑过程，重力势能转化为动能，因而动能变大，由于小科的重力势能大，且斜坡较陡，克服摩擦力做功越小，到达地面时小科的动能较大，重力势能都变为0，则小科的机械能大，故BC错误，D正确。
故选：D。
13．（2024 慈溪市校级模拟）如图为项目小组的自制投石车，A、B、C、D为重物投掷过程中的四个点，A为重物离开投石车的瞬间，B为重物到达的最高点，C点高度等于A，D为重物着地前瞬间。则下列说法正确的是（　　）
A．B点时重物动能为零
B．从A点到D点重物的机械能守恒
C．C点的动能小于A点
D．从B点到C点减小的重力势能全部转化为动能
【答案】C
【解答】解：A、B点为最高点，重物在水平方向上速度不为零，因此动能不为零，故A错误；
B、从A点到D点时，重物不断克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，即机械能减小，故B错误；
C、由于机械能的损耗，则C点的机械能小于A点。二者高度相同，因此重力势能相等。根据机械能等于动能与重力势能之和，可C点的动能小于A点，故C正确；
D、从B点到C点，减小的重力势能大部分转化为动能，还有少部分克服空气阻力做功，转化为内能，故D错误。
故选：C。
14．（2024 瓯海区一模）如图所示小球在光滑轨道上的a点静止自由释放，在运动过程中始终没有离开轨道，关于小球的运动过程的描述，以下说法正确的是（　　）
A．小球不能到达f点
B．小球越过c点时的速度为零
C．小球运动过程中动能不断增大
D．小球还能回到a点
【答案】D
【解答】解：
A、本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒（机械能不变）；小球从a点由静止释放，始终没有离开轨道，由于小球的机械能守恒，则最远可以滚到与a点等高的f点，故A错误；
B、小球越过c点时的动能不为0，速度不为0，故B错误；
C、小球上升过程中，动能转化为重力势能，动能变小；小球下降过程中，重力势能转化为动能，动能变大，故C错误；
D、由于机械能守恒，所以小球能从f点返回到a点，故D正确。
故选：D。
15．（2024 余姚市校级四模）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出。上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能和重力势能，正确的是（　　）
A．动能：E甲＞E乙 B．动能：E甲＝E乙
C．重力势能：E甲＞E乙 D．重力势能：E甲＝E乙
【答案】C
【解答】解：开始时，甲、乙是完全相同的小球，质量相同，速度相同，则动能大小相同；高度为0，所以两个个小球的重力势能都为0；
甲、乙小球都到达最高点时，小球的质量不变，甲小球在最高点时的速度为0，小球的动能全部转化为重力势能；乙小球在最高点时在水平方向上具有一定的速度，具有一定的动能，所以此时乙小球的重力势能小于甲小球的重力势能，乙小球的动能大于甲小球的动能，故C正确。
故选：C。
16．（2024 宁波模拟）篮球运球是宁波市体育中考项目之一，其中投篮时可采用打击篮板进篮的方法，如图所示。忽略空气阻力，下列关于打板进篮的说法正确的是（　　）
A．篮球抛出后向上运动，打板的一瞬间，篮球的动能最大
B．篮球打板进篮筐的过程中，篮球的能量没有损失
C．篮球离开篮筐下落到地面的过程中，球的机械能不变
D．篮球在地面上越弹越低，最终静止，说明能量消失，不符合能量守恒定律
【答案】C
【解答】解：A、篮球抛出后向上运动的过程中，动能转化为重力势能，因此到达最高点时，篮球的速度最小，动能最小，故A错误；
B、篮球打板进篮筐的过程中，篮球对篮板做了功，其部分机械能转化为内能，所以有能量损失，故B错误；
C、不计空气阻力时，篮球离开篮筐下落到地面的过程中，球的机械能不变，故C正确；
D、篮球在地面上越弹越低，最终静止，是篮球对外做功，机械能逐渐转化为内能，但整个过程中，仍符合能量守恒定律，故D错误。
故选：C。
17．（2024 余姚市模拟）第19届亚运会的男足比赛将在龙湾区奥体中心举行。图为热身赛中运动员某次踢出足球的轨迹示意图，O为踢出的瞬间，足球经过最高点A，在B点落地后，最终在C点静止。下列关于足球在不同阶段的能量变化正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解答】解：AB、足球在踢出的瞬间速度最大，所以动能最大，从O点上升到A点时，动能转化为重力势能，因此动能变小，但不会为零；下落时，重力势能转化为动能，动能再次增大；到达B点时，具有一定动能，但小球O点时的动能；从B点到C点，足球速度越来越小，动能越来越小，最终变为零，故A正确、B错误；
CD、由于空气阻力和摩擦阻力的作用，足球在运动时机械能在不断减小，故CD错误。
故选：A。
18．（2024 温州模拟）小衢在操场上将一篮球抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（　　）
A．皮球在b点时的机械能最大
B．皮球在a、c两点时动能相等
C．皮球由a到b时，动能逐渐增大
D．皮球由c到d时，机械能一直减小
【答案】D
【解答】解：A、由图可知，篮球弹起的高度逐渐减小，这说明篮球在空中运动时受到了空气阻力，与地面碰撞时受到摩擦力，使得一部分机械能损失了，所以，篮球在a点（出手时的位置）的机械能最大，故A错误；
B、篮球在a、c两点时，高度相同，重力势能相同；由于运动过程中存在机械能损失，所以，篮球在a处的机械能大于在c处的机械能，则篮球在a处的动能大于在c处的动能，故B错误；
C、篮球由a到b时，其质量不变，速度减小，则动能逐渐减小，故C错误；
D、篮球在c到d的过程中，会克服空气阻力做功，机械能减小，故D正确。
故选：D。
19．（2024 滨江区二模）跳台滑雪是一项深受许多人喜爱的体育运动。如图是跳台滑雪区和某运动员的运动轨迹简化示意图，运动员从A点出发，最终在E点停下。下列说法正确的是（　　）
A．运动员的滑雪板长而宽，可以减小运动员落地时对雪地的压力
B．从A到B的过程中，运动员的动能变大，惯性大小也变大
C．从B点到C点的过程中，重力势能转化为动能
D．若忽略空气阻力，C点到D点（着陆前）过程中，运动员和滑雪板的总机械能守恒
【答案】D
【解答】解：A、运动员的滑雪板长而宽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对雪地的压强，故A错误；
B、从A到B的过程中，运动员加速下滑，动能变大，惯性与质量有关，与速度无关，因而大小不变，故B错误；
C．从B点到C点的过程中，高度升高，重力势能变大，而速度减小，故动能转化为重力势能，故C错误；
D．若忽略空气阻力，C点到D点（着陆前）过程中，机械能转化且不受阻力，运动员和滑雪板的总机械能守恒，故D正确。
故选：D。
20．（2024 宁波一模）撑杆跳高是一项运动员经过持杆助跑，借助撑杆的支撑腾空越过横杆的运动，起源于古代人类使用木根、长矛等撑越障碍，如图所示，当运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动员的动能不变
B．撑杆的弹性势能先增大后减小
C．撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
D．运动员的机械能不变
【答案】B
【解答】解：A、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，其速度大小不断变化，所以运动员的动能改变，故A错误。
B、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，撑杆的形变程度先变大后变小，所以撑杆的弹性势能先增大后减小，故B正确。
C、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，撑杆的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，故C错误。
D、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，运动员需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小，故D错误。
故选：B。
21．（2024 温州二模）跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点后自由下落，至C点落入水中。若不计空气阻力，运动员从离开跳台到落水前的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
【答案】B
【解答】解：①②运动员上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大，当上升到最高点时，速度最小，但不为零，动能不为零，故图①错误，图②正确；
③小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零。故图③正确；
④由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图④正确。
故选B。
22．（2024 海曙区模拟）如图所示，将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从甲处静止释放，杯子落地后乒乓球弹起经过乙，最后到达丙。乒乓球处于乙点与甲点相比，说法正确的是（　　）
A．动能减小，惯性变大 B．动能减小，惯性不变
C．动能增加，惯性变大 D．动能增加，惯性不变
【答案】D
【解答】解：乒乓球在运动的过程中，质量不变，惯性大小不变；水和杯子一起向下运动，落地瞬间杯子由于受到阻力停止运动，水由于惯性要继续运动，所以水对杯底要产生一个压力，因为物体间的作用力是相互的，所么用杯底对水一个反作用力，乒乓球在水的作用力的方向上移动距离，所以水对乒乓球做了功，使得乒乓球的机械能增大，到达乙位置时的机械能大于甲位置的机械能，甲、乙高度相同，重力势能相同，所以乙位置的动能大于甲位置的动能，故D正确。
故答案为：D。
23．（2024 乐清市模拟）如图是摆球从A点静止释放，经过B、O、C三点，到达最高点D的示意图，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（　　）
A．摆球在O点时动能等于零
B．摆球在A、D两点的重力势能相等
C．摆球从A点到O点的过程中机械能减少
D．摆球在B、C两点的动能相等
【答案】C
【解答】解：A、摆球在O点时速度不为零，所以动能不等于零，故A错误。
B、摆球在A、D两点的高度不同，所以重力势能不相等，故B错误。
C、球由A点到O点过程中，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以摆球从A点到O点的过程中机械能减少，故C正确。
D、球由B点运动到C点过程中，由于克服空气阻力做功，消耗了一部分机械能，所以B点的机械能大于C点的机械能，BC的高度相同、重力势能相同，所以B点的动能大于C点的动能，故D错误。
故选：C。
24．（2024 钱塘区三模）如图是小应玩蹦蹦床的情景，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点是小应受到的重力与蹦床对小应的弹力相等处，C点是小应到达的最低点，下列分析不正确的是（　　）
A．当小应在最高点0时处于非平衡状态
B．小应在空中下落到A点的过程中重力势能转化为动能
C．小应下落到B点时的动能最大
D．从A点到C点的过程中，小应的动能增大
【答案】D
【解答】解：A、当小应在最高点0时只受到重力作用，说明小应处于非平衡状态，故A正确；
B．从O点下落到A点的过程中，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，故B正确；
CD．A点到B点的过程中，重力大于蹦床对运动员弹力，因此速度越来越大，动能越来越大；经过B点后，弹力大于重力，运动员做减速运动，动能减小，所以运动员的动能先增大后减小；从A到C，蹦床的弹性形变程度逐渐变大，弹性势能逐渐变大，故C正确，D错误。
故选：D。
25．（2024 椒江区一模）如图1所示，在投掷铅球时，铅球在空中的运动轨迹如图2所示。若不计空气阻力，铅球从离手到落地前的过程中，下列表示其动能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【答案】B
【解答】解：（1）小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小，但是水平方向还有速度，故铅球速度部位0，即动能不为0；下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大；所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大。故图①正确，图②错误。
（2）由于此时不计空气阻力，所以铅球从离手到落地前的过程中机械能是守恒的，故机械能不变，故图③错误，④正确。
故选：B。
26．（2024 钱塘区一模）如图所示为冬奥会火灾的一些运动项目，对这些项目中的情景，分析不正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能减小
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态改变
C．冰球在水平冰面滑动过程中，不受任何力的作用
D．运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
【答案】C
【解答】解：A、跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变、高度减小，其重力势能减小，故A正确；
B、短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动方向发生改变，所以其运动状态发生改变，故B正确；
C、冰球在水平冰面滑动过程中，受到重力、支持力、摩擦力的作用，故C错误；
D、冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态，故D正确。
故选：C。
27．（2024 临安区一模）一颗番茄由静止开始下落，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增加的动能（　　）
A．小于番茄减少的重力势能
B．大于番茄减少的重力势能
C．等于番茄减少的重力势能
D．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
【答案】A
【解答】解：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，所以番茄增加的动能小于番茄减少的重力势能，不一定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；
综上分析可知，A正确，BCD错误。
故选：A。
28．（2024 富阳区一模）如图是高铁车站，车站的路轨建得高些，当车辆以确定的速度到达坡下A点时关闭发动机，在车上坡进站时通过刹车把握车速使其在B点正好停下。则该车从A到B的过程中（　　）
A．动能增加 B．动能减小
C．机械能守恒 D．重力势能减小
【答案】B
【解答】解：ABD、高铁的质量不变，到达坡下A点时关闭发动机，此时有一定的速度，从A到B的过程中速度逐渐减小，则动能逐渐减小；高度增大，重力势能增大，故AD错误，B正确；
C、高铁从A到B的过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以高铁从A到B的过程中机械能不守恒，故C错误。
故选：B。
29．（2024 杭州模拟）2024年4月20日，乒乓球世界杯已经决出四强，林高远迎战张本智和。下列说法正确的是（　　）
A．林高远的鞋底凹凸不平，有利于增大摩擦力
B．林高远扣球时，球拍对乒乓球的作用力大于乒乓球对球拍的作用力
C．乒乓球离开球拍后仍能继续前进，是由于受到了惯性力的作用
D．乒乓球在水平桌面继续滚动的过程中，摩擦力和机械能均保持不变
【答案】A
【解答】解：A、林高远的鞋底凹凸不平，是增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A正确；
B、林高远扣球时，球拍对乒乓球的力与乒乓球对球拍的力是一对相互作用力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，故B错误；
C、乒乓球离开球拍后还能继续前进，是由于乒乓球具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性作用，故C错误；
D、足球在水平草地上滚动过程中速度减小，质量不变，因而动能减小，而高度不变，重力势能不变，动能与势能的总和是机械能，机械能减小，故D错误。
故选：A。
30．（2024 杭州二模）如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（　　）
A．由静止下落的乒乓球
B．竖直向上垫起的排球
C．离开脚后在地上滚动的足球
D．从肩上斜向上投掷出去的铅球
【答案】D
【解答】解：分析图象可知，动能先减小再增大。
A、由静止下落的乒乓球质量不变，速度不断变大，故其动能始终在增大，故A不合题意；
B、竖直向上垫起的排球，排球质量不变，速度先减小后增大，所以动能先减小后增大，但排球运动到最高点时速度为0，动能为0，故B不合题意；
C、离开脚后在地上滚动的足球，足球滚动的越来越慢，动能越来越小，故C不合题意；
D、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零（处于最高点时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。故D符合题意；
故选：D。
31．（2024 上城区一模）国家跳台滑雪中心主体建筑形似中国古代摆件“如意”，故被称作“雪如意”。“雪如意”其中一条主赛道的落差为115米，长度为106米。关于运动员在单板滑雪项目比赛时分析正确的是（　　）
A．从坡顶滑至底端，运动员重力势能只转化为动能
B．从坡顶滑至底端，运动员速度大小保持不变
C．下滑过程中，运动员受到的支持力和重力是一对平衡力
D．滑至底端，运动员继续向前运动是因为运动员具有惯性
【答案】D
【解答】解：A.从坡顶滑至底端，运动员重力势能转化为动能和内能，故A错误；
B.从坡顶滑至底端，运动员速度大小逐渐增大，故B错误；
C.下滑过程中，运动员受到的支持力和重力方向不相反，不是一对平衡力，故C错误；
D.滑至底端，运动员继续向前运动是因为运动员具有惯性，故D正确。
故选：D。
32．（2024 衢州一模）投掷实心球是中考体育选考项目之一。图甲为实心球出手后的运动示意图，其中v0是实心球出手瞬间的速度，θ是出手角度，h是出手高度。图乙为投掷距离s随出手角度θ变化的图像。下列说法不正确的是（　　）
A．实心球离手后至落地过程中，实心球的动能先减小后增大
B．实心球在运动到最高点时，如果一切外力消失，实心球将做匀速直线运动
C．实心球的投掷距离s随角度θ增大而先增大后减小，角度θ＝40°时，投掷距离s最大
D．若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关，只需控制出手角度θ相同即可
【答案】D
【解答】解：
A、实心球离手后，在上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，在下降过程中，速度变大，质量不变，动能变大，所以实心球的动能先减小后增大，故A正确；
B、实心球在运动到最高点时，水平方向上有一定的速度，如果一切外力消失，根据牛顿第一定律可知，实心球将做匀速直线运动，故B正确；
C、根据图乙可知，投掷距离随θ的增大先变大后变小，当θ＝40°时，投掷距离s是最大的，故C正确；
D、若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关，需要改变出手的高度，控制实心球的质量、球的初速度、出手角度θ相同，故D错误。
故选：D。
33．（2024 江北区一模）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　）
A．到达B点时，弹性绳处于原长位置
B．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同
D．人从A点到B点的过程中，人的重力势能和动能都增加
【答案】D
【解答】解：A、人在B点时速度最快，此时弹力与人的重力相等，此时弹性绳对人还有弹力，则不是绳的原长位置，故A错误；
B、扣环打开前，弹性绳的弹性形变程度最大，弹性势能最大，最高点C弹性绳没有形变，没有弹性势能，故B错误；
C、上下震荡后静止在空中，说明受到了空气阻力，因而整个过程机械能逐渐减小，因而人上升和下降时最大速度不同，故C错误；
D、从A到B的过程中，人的质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，所以机械能增大，故D正确。
故选：D。
34．（2024 金华一模）立定跳远是中考体育常考项目，主要由起跳、腾空和落地等技术动作组成，分解动作如图所示。下列分析正确的是（　　）
A．穿鞋底粗糙的运动鞋，增大地面对运动员的摩擦力
B．向后蹬地向前跳起，说明力是维持物体运动的原因
C．腾空到最高点时，运动员重力势能最大，动能为零
D．从最高点到落地，运动员速度变大，是因为惯性变大
【答案】A
【解答】解：A、摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，鞋底粗糙的运动鞋，在压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦，故A正确。
B、跳远时用力蹬地快速跳起，说明力是改变物体运动状态的原因；不是维持物体运动状态的原因，故B错误；
C、腾空到最高点时，运动员的质量不变，高度最高，重力势能最大，水平方向上有一定的速度，动能不为零，故C错误；
D、从最高点到落地过程中，速度越来越大，由于质量不变，所以惯性大小不变，故D错误。
故选：A。
35．（2024 瓯海区模拟）质量为M的物体离地面高度为h时，它的重力势能Er＝Mgh（g＝10N/kg）。现从地面竖直向上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略，若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则（　　）
A．h1＞2m，h2＞2m B．h1＜2m，h2＜2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
【答案】C
【解答】解：物体上升过程中到达离地面2m时，减少的动能等于此时的重力势能和因克服空气阻力做功而获得的内能之和，所以物体减小的动能大于此时的重力势能；又因为从离地面2m处上升到4m的过程中，再次减少的动能又等于4m处的重力势能的增量和因再次克服空气阻力做功而获得的内能之和，因而再次减少的动能大于重力势能的增量，由于再次减少的动能等于离地2m处的动能，而重力势能的增量又等于离地2m处的重力势能，所以在2m处这个地方剩余的动能大于该处的重力势能；那么要得到重力势能等于动能的地方，必须继续上升，这样又有动能转化为重力势能，二者才能相等。所以h1＞2m。下落过程中到达2m时，重力势能为原来重力势能的一半，而此时的动能小于原有重力势能的一半，因为减小的一半的重力势能转化为动能和内能，所以距地面2m时，重力势能大于动能，必须继续下落，这样又有重力势能转化为动能，二者才能相等，所以h2＜2m。
故选：C。
36.（2024 西湖区模拟）北京冬奥会上中国小将苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台金牌，下列关于该运动的说法正确的是（　　）
A．比赛时，运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度
B．在运动中，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
C．运动员运动到最高点时，动能为零
D．运动员下落过程中，重力势能全部转化为动能
【答案】A
【解答】解：A、助滑区运动员做加速运动，比赛时，运动员从超过40米的助滑区出发是为了获得较大的初速度，利用惯性使自己跳得更远，故A正确；
B、面积较大的单板，是在压力一定时，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B错误；
C、最高点时运动员在水平方向上仍有一定速度，所以动能不为零，故C错误；
D、运动员下落过程中，一部分重力势能转化为动能，还有一部分重力势能转化为内能。故D错误。
故选：A。
37.（2024 鄞州区模拟）3月24日，我国选手全红婵在世界杯（柏林站）女子单人十米跳台跳水决赛中夺冠。如图所示是她跳水的分解动作示意图，不考虑空气阻力，下列分析不合理的是（　　）
A．起跳时，她借助跳台的反作用力向上运动
B．上升到B点时，她的机械能最大
C．在下落的过程中，她的重力势能逐渐减小
D．从最高点下落过程中，她的惯性始终不变
【答案】B
【解答】解：A．起跳时，她用力蹬跳板，根据力的作用是相互的，借助跳台的反作用力向上运动，故A正确；
B．整个过程不计空气阻力，机械能守恒，上升到B点时，她的机械能不变，故B错误；
C．重力势能与高度和质量有关，在下落的过程中，高度减小，质量不变，她的重力势能逐渐减小，故C正确；
D．从最高点下落过程中，她的质量大小不变，故惯性始终不变，故D正确。
故选：B。
38．（2024 龙湾区二模）体育考试时，小龙用相同的速度在相同高度将篮球沿不同轨迹从A点投向B点，如轨迹1和轨迹2所示。若空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．篮球重力势能的变化量：轨迹1＞轨迹2
B．篮球重力势能的变化量：轨迹1＜轨迹2
C．篮球动能的变化量：轨迹1＞轨迹2
D．篮球动能的变化量：轨迹1＜轨迹2
【答案】C
【解答】解：AB、重力势能与质量和高度有关，从A点到B点，弧线1与弧线2两种情况下，篮球的质量不变，增加的高度相同，所以篮球重力势能的增加量相等，故AB错误；
CD、由图可知，篮球通过弧线1运动的路程较大，克服空气阻力做功消耗的机械能较多，若篮球在B点的增大的重力势能相等，动能减小的量等于增大的重力势能加上克服摩擦力作用，因而篮球动能的变化量：轨迹1＞轨迹2，故C正确，D错误。
故选：C。
39．（2024 镇海区一模）乒乓球运动一直是中国的优势项目，如图是乒乓球落到球台上后又弹起的示意图，分析可知，乒乓球（　　）
A．在B点时受力平衡
B．在A点动能一定小于D点动能
C．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
D．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将保持不变
【答案】D
【解答】解：A、在B点时，乒乓球受到竖直向下的重力、空气的阻力的共同作用，小球有斜向下运动的趋势，所以受力不平衡，故A错误；
B、图中乒乓球的高度越来越小，说明有机械能的损失，则D点的机械能一定小于A点的机械能；机械能等于动能与势能之和；D点比A点低，所以D点的重力势能小于A点的重力势能，则其动能不一定小于A点的动能相等，故B错误；
C、在运动过程中，乒乓球克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能变小；乒乓球运动过程中，向下运动时，重力势能转化为动能，向上运动时，动能转化为重力势能，存在动能和势能的相互转化，还存在机械能与内能的转化，故C错误；
D、在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不再改变，而是保持力消失一瞬间的速度，做匀速直线运动，故D正确。
故选：D。
40．（2024 杭州模拟）如图所示，原长为L的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点自由释放，钢球运动到A点后开始向上返回，不计空气阻力，O、A两点间距离为2L。则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能E随运动距离s变化的关系图象可能是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解答】解：橡皮筋长为L，小球从初始状态下降至L过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；
小球从L继续下降至2L过程中，受到橡皮筋向上的拉力作用；当拉力小于重力时，合力向下，小球仍加速，动能仍然增大；当拉力大于重力时，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，最后变为零；对照选项中的图象可知，只有B选项符合题意。
故选：B。
41．（2024 瓯海区校级模拟）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）
A．t1～t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下
B．在t1～t2间的某个时刻小球动能最大
C．在t3时刻，弹簧的弹性势能最大
D．t1～t2这段时间内，小球速度一直变大
【答案】B
【解答】解：ABD、由题意和图示可知，t1时刻小球刚接触弹簧，此时弹力为0；小球继续向下运动，弹力逐渐变大，但开始一段时间内弹力小于重力（合力方向向下），所以小球先做加速运动，动能变大；当弹力等于重力，此时的速度最大，动能最大；继续向下运动，弹力大于重力（合力方向向上），则小球做减速运动；在t2时刻弹力最大，弹簧的形变程度最大（小球在最低点），此时小球的速度为0，所以小球动能最大处在t1时刻到t2时刻之间，故AD错误，B正确；
C、弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；t2时刻弹簧的形变程度最大，弹性势能最大，故C错误。
故选：B。
42．（2024 台州一模）如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，重力势能最大的为（　　）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
【答案】B
【解答】解：小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，质量相同，B点位置最高，重力势能最大。
故选：B。
43．（2024 瑞安市模拟）如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（　　）
A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4
C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4
【答案】D
【解答】解：（1）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，速度相同，则动能大小相同；
甲小球到达最高点时，速度为0，则动能为0，乙小球到达最高点时，在水平方向上速度不为0，则动能大于0，
所以甲小球的动能小于乙小球的动能，即E1＜E2，故A、B错误；
（2）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，高度为0，所以重力势能都为0；
不计空气阻力和一切摩擦，小球的机械能守恒，甲、乙两个小球都到达最高点时，机械能相等，
甲小球的动能小于乙小球的动能，
所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能，故C错误，D正确。
故选：D。
44．（2024 温州模拟）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于压力大小的0.8倍，方管足够长且忽略空气阻力。则（　　）
A．甲、乙中P对Q的压力大小相同
B．甲、乙中Q对P的摩擦力大小相同
C．乙中P匀速向下运动
D．乙中P动能一直增大
【答案】D
【解答】解：AB、图甲中，滑块P竖直方向上受到的重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力，滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力，所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力，即F压＝G，
其受到方管Q的摩擦力f甲＝0.8G，
又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动，所以风力等于摩擦力，F风＝f＝0.8G；
图乙中，滑块P竖直方向受到竖直向下的重力，竖直向上的摩擦力，
水平方向上，滑块P对Q压力等于风力的大小，即F压'＝F风＝0.8G，故A错误；
滑块P受到方管Q的摩擦力f乙＝0.8F压'＝0.8F风＝0.8×0.8G＝0.64G，故B错误；
CD、图乙中，由于竖直向上的摩擦力0.64G小于竖直向下的重力，滑块P的合力向下，所以滑块P向下做加速运动，滑块P的速度一直增大，而质量不变，所以滑块P的动能一直增大，故C错误，D正确；
故选：D。
二．填空题
45.（2024 绍兴模拟）某游客参加蹦极挑战，从开始自由下落至第1次到达最低点的过程中，下落速度与时间关系如图甲，若该过程中蹦极绳的弹力与时间的关系如图乙（忽略空气阻力）。t1至t2过程中，游客速度继续增大的原因是自身重力 　＞　（选填“＞”、“＜”或“＝”）蹦极绳对游客的拉力，该游客的质量为 　50　千克；t2至t3过程中，游客和蹦极绳之间的能量转化情况是 　游客的机械能转化为弹性绳子的弹性势能　。
【答案】＞；50；游客的机械能转化为弹性绳子的弹性势能。
【解答】解：t1至t2过程中，弹力开始有，但弹力较小，继续加速，则游客速度继续增大的原因是自身重力大于蹦极绳对游客的拉力，在t2时刻速度最大，弹力等于重力，根据乙图知，G＝500N，则该游客的质量为m＝＝50千克；t2至t3过程中，游客的速度和高度减小，动能和重力势能减小，机械能减小，绳子伸长，弹性势能增大，则游客和蹦极绳之间的能量转化情况是游客的机械能转化为弹性绳子的弹性势能。
故答案为：＞；50；游客的机械能转化为弹性绳子的弹性势能。
46（2024 宁波一模）2023年7月，第5号台风“杜苏芮”给浙江省沿海地区带来持续性大暴雨。台风是一种 　天气　现象（填“天气”或“气候”）；台风登陆后，河道内水位上升，水的 　重力势能　（填“能的形式”）就会增大，对人们的生命和财产产生威胁的风险就会增加。
【答案】天气；重力势能。
【解答】解：台风是一种极端的天气现象，而气候是指一个地区大气的多年平均状况；
台风登陆后，河道内水位上升，水的质量和高度都增加，所以水的重力势能增大。
故答案为：天气；重力势能。
47．（2024 湖州二模）在体育中考的考场上小明参加实心球项目的测试，球抛出后依次经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，由图判断，球在M点的速度 　小于　S点的速度（选填“大于”“小于”或“等于”，下同），球在M点的高度 　大于　在S点的高度。球在空中运动的过程中，机械能 　不守恒　（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】小于；大于；不守恒。
【解答】解：球的质量不变，球在M点的动能小于S点动能，所以球在M点的速度小于S点速度；
球的质量不变，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以球在M点的高度大于S点的高度；
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M点动能和S点重力势能相等，M点的重力势能大于S点的动能，所以M点的机械能大于S点的机械能，故机械能不守恒。
故答案为：小于；大于；不守恒。
48．（2024 杭州二模）将甲、乙两物体用细线相连并绕过定滑轮，使两物体距离地面相同高度。如图1所示当由静止自由释放后，甲物体下降，乙物体上升，如图2所示。若不计摩擦，则物体在运动过程中，乙的动能 　增大　（选填“增大”、“减小”或“不变”），甲减少的重力势能 　大于　乙增大的动能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】增大；大于。
【解答】解：当由静止自由释放后，甲物体下降，乙物体上升，这说明甲物体的重力大于乙物体的重力，根据G＝mg可知，甲物体的质量大于乙物体的质量；
物体在运动过程中，乙的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变大，动能变大；
下降过程中，甲的重力势能转化为甲的动能、乙的动能、乙的重力势能，所以甲减少的重力势能大于乙增大的动能。
故答案为：增大；大于。
49．（2024 黄岩区二模）一弹簧竖直固定在水平地面上（如图甲所示），将一金属小球从弹簧的正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点。用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图象如图乙所示，说明力的作用效果是 　改变物体的运动状态　。t2﹣t3时间段内能量转化的情况是 　小球的机械能转化为弹性势能　。（弹簧质量不计，空气阻力不计）
【答案】改变物体的运动状态；小球的机械能转化为弹性势能。
【解答】解：由图可知，速度的大小一直在改变，即力改变了物体的运动状态；
由图可知，在t2～t3时间段内，小球的速度减小，高度减小，到t3末，速度变为0．到达最低点，此时弹簧的压缩程度最大，弹力最大，重力势能全部转化为弹性势能，故结论为：小球受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力，弹力逐渐变大，弹力一直大于重力，小球做减速运动，小球的机械能转化为弹性势能。
故答案为：改变物体的运动状态；小球的机械能转化为弹性势能。
三年真题
一年模拟
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