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人教版八下物理11.4机械能及其转化同步练习（优生加练）
一、选择题
1．下列过程中，属于弹性势能转化为动能的是 〔 〕
A．推开弹簧门的过程
B．用力拉长弹弓橡皮条的过程
C．弹簧枪将“子弹”射出去的过程
D．跳水运动员将跳板踏弯的过程
【答案】C
【知识点】机械能及其转化
【解析】【分析】弹性势能转化为动能的特点是物体的弹性形变减小，弹性势能减小；速度增加，动能增加．
【解答】A、推开弹簧门的过程中，弹簧的弹性形变程度增大，弹性势能增大，并非减小转化成动能，不符合题意；
B、用力拉长弹弓橡皮条的过程中，橡皮条的形变变大，弹性势能增大，并非减小转化成动能，不符合题意；
C、弹簧枪将“子弹”射出去的过程中，弹簧的形变变小，“子弹”的速度增加，弹簧的弹性势能转化为“子弹”的动能，符合题意；
D、跳水运动员将跳板踏弯的过程中，跳板形变的程度增加，弹性势能增加，并非减小转化成动能，不符合题意；
故选C．
2．如图所示是我国自主研发的电动飞行汽车。其匀速升空过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能不变，重力势能不变，机械能不变
D．动能不变，重力势能增大，机械能增大
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】飞行汽车匀速升空时，质量不变，速度不变，则动能不变；高度增大，则重力势能增大，机械能为动能和重力势能之和，机械能增大，故D正确，ABC错误。
故选D。
【分析】物体的动能和质量、速度有关，物体的重力势能和质量、高度有关。
3．“胜哥”与同学们一起在游乐场玩耍，如图所示，下列关于游乐项目说法正确的是（　　）
A．甲图：“胜哥”随旋转飞椅加速旋转升空，“胜哥”的重力势能不变
B．乙图：“胜哥”乘海盗船从最低点摆到最高点，“胜哥”的动能不变
C．丙图：“胜哥”乘过山车从高处飞驰而下，“胜哥”的重力势能变小
D．丁图：“胜哥”从滑梯顶部下滑至最终停下，“胜哥”的机械能变大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A． 甲图： “胜哥”随旋转飞椅加速旋转升空，质量不变，而高度升高，那么“胜哥”的重力势能增大，故A错误；
B． 乙图： 海盗船从最低点摆到最高点，“胜哥”质量不变，速度减小，则动能减小，故B错误；
C． 丙图： 过山车从高处飞驰而下，质量不变，高度降低，则“胜哥”的重力势能变小，故C正确；
D． 丁图： “胜哥”从滑梯顶部滑下至最终停下，克服摩擦力做功，机械能变小，故D错误。
故选C。
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。
4．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、重力势能、橡皮筋所受的拉力F和橡皮筋的弹性势能随运动距离s变化的关系图象可能是
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A、在到达原长后，弹簧弹力为0，重力方向竖直下，速度增加，动能增加，故A错误；
B、 球从O点运动到A点，高度降低，质量不变，高度减小，所以重力势能一直减小。 故B正确；
CD、在小于原长l时，弹簧没有弹力，没有弹性势能，故CD错误；
综上选B。
【分析】 本题需要分析钢球从O点运动到A点过程中动能、重力势能、橡皮筋所受拉力和弹性势能的变化情况，再与选项中的图象进行对比。
5．如图所示，足球以初速度 v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球(　　).
A．在b、d两点动能相等 B．从b到c 的过程中机械能减少
C．在a、d两点动能相等 D．从c到d 的过程，重力势能减少
【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A、足球在b点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零。两点的动能不相等，故A错误；
B、足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小。故B正确；
C、足球在a点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d点时，足球速度为零，足球动能为零。两点的动能不相等，故C错误；
D、足球从c到d的过程中，足球质量不变，高度增大，重力势能不断增大。故D错误。
故选：B。
【分析】动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。重力势能大小跟质量、高度有关。质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，内能增大。
6．如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的弹簧上并压缩弹簧.从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度 △l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点.不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球(　　).
A．受到的弹力始终不变
B．运动过程中动能一直增大
C．从a到b过程，重力势能减少，弹簧的弹性势能增大
D．从b到c 过程，重力势能转化为弹性势能，小球的机械能不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A.小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧，从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故错误；
B.由图乙可知，小球速度先变大，后变小，小球的质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故错误；
C.小球从a到b的过程中，小球高度降低，弹簧的弹性形变变大，所以重力势能减少，弹簧的弹性势能增大，故正确；
D.从b到c过程，小球的高度降低、速度减小，弹簧的形变程度增大，但并不是只有重力势能转化为弹性势能，动能也会转化为弹性势能，所以 该过程中小球的机械能减少，有一部分机械能转化为弹簧的弹性势能，故D错误.
故答案为：C。
【分析】弹簧形变程度越大，小球受到弹力越大；小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；物体的动能与质量和速度有关，速度越大、质量越大，物体的动能越大；小球从a到c的过程中，小球的机械能（包括动能和重力势能）转化为弹簧的弹性势能。
7．如图，粗糙水平面AB与光滑斜面BC 平滑连接，弹簧左端固定.小木块 P 被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC 的过程中(空气阻力忽略不计)，下列说法中正确的是（　　）.
A．在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块 P 的动能
B．小木块 P 离开弹簧后在粗糙水平面AB 上滑行时机械能守恒
C．小木块 P 在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D．小木块 P 运动到最高点时处于平衡状态
【答案】C
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A、在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小。木块的速度变大，动能变大，同时因为水平面AB粗糙，木块需要克服摩擦力做功，内能变大，故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能，一部分转化为木块的内能，故A错误；
B、小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，故B错误；
C、木块P在斜面上向上运动时，高度增加，重力势能变大，因为斜面BC光滑，且空气阻力忽略不计，所以机械能守恒，故动能减小，故C错误；
D、小因为斜面BC光滑，故木块不受摩擦力作用，若空气阻力忽略不计，小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用，这两个力不在一条直线上，不属于平衡力，所以木块处于非平衡状态，故D错误。
故答案为：C。
【分析】判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的。不计空气和摩擦阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。对木块在最高点时进行受力分析，然后根据二力平衡条件判断是否受到平衡力的作用，进而判断木块是否处于平衡状态。影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
8．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.下列说法中正确的是(　　).
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
【答案】B
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】A.弹簧被压缩到最短时，这时弹簧的弹性形变最大，它具有的弹性势能最大，故A错误；
B.小物块从c向a运动的过程中，所处的高度不断变小，小物块质量不变，那么可知小物块的重力势能在减小，故B正确；
C.小物块从b向a运动的过程中，克服摩擦力做功，动能会变小，故C错误；
D.小物块在整个运动过程中，需要克服摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，机械能不守恒，故D错误，符合题意。
故选：D。
【分析】本题需结合重力势能、弹性势能、动能的概念及机械能守恒条件，对每个选项逐一分析。要明确：重力势能与高度相关，高度降低则重力势能减小；弹性势能与弹簧形变量相关，形变量越大弹性势能越大；动能与速度相关，速度增大则动能增大；机械能守恒需无非保守力（如摩擦力）做功。
9．一根细长绳的下端系一金属小球，上端固定，制成一个摆，“胜哥”把小球拉离竖直位置松手，让它摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来.对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法中不正确的是(　　).
A．小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能
B．小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能
C．小球摆动过程中机械能守恒
D．小球依次经过最低点时，动能会逐渐减小
【答案】C
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】【学找切入点】 小球从高处向低处摆动过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，部分重力势能转化为动能，A正确.小球从低处向高处摆动过程中，质量不变，高度升高，重力势能增大；速度减小，动能减小，部分动能转化为重力势能，B正确.小球在摆动过程中，摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来，机械能逐渐减小，机械能不守恒，C错误.小球在摆动过程中，机械能越来越小，故到达最低点的动能会逐渐减小，D正确.
故答案为：C。
【分析】机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒。物体的动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定，分析摆动过程中质量、速度、高度的变化，判断出动能和重力势能的转化。
10．某小球被“胜哥”水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示。小球在运动过程中经过M、N两点，对应甲图①②③点处的某两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示，以下说法正确的是（　　）
A．小球在①③位置机械能相等 B．小球在N点的重力势能为500J
C．小球在M点的高度等于N点 D．N点可能在位置②
【答案】D
【知识点】势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】A．图中，小球反弹的高度越来越低，机械能减小，即①位置机械能大于③位置机械能，故A错误；
B．根据图乙，小球在N点时的重力势能为：，故B错误；
CD．图乙中，小球在M点的重力势能，在N点时重力势能为，在M、N点的重力势能不同，高度不同，小球在N点的重力势能大，则高度大，N点可能在位置②，故C错误，故D正确。
故选 D。
【分析】根据小球反弹的高度减小，判断机械能在减小；利用重力势能或动能在机械能的占比，计算总机械能；当质量一定时，高度越高，重力势能越大；根据MN两点重力势能的关系，判断高度。
11．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“胜哥”玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过裎，下列分析正确的是（　　）
A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，“胜哥”的动能为零
B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为“胜哥”的重力势能
D．a→c的过程中，“胜哥”先加速后减速，在b状态时速度最大
【答案】A
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化
【解析】【解答】A、由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大，“胜哥”处于最低位置，高度为0、速度为0，因此“胜哥”的重力势能和动能均为0，A，符合题意；
B、a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力最大；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，在b状态时弹簧恢复到原长，弹力最小为0，B不符合题意；
C、b→c的过程中，即离开地面上升的过程，弹簧的形变已经恢复，不再具有弹性势能，此时速度变小，是动能转化为“胜哥”的重力势能，C不符合题意；
D、a→c的过程中，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，“胜哥”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，“胜哥”的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，“胜哥”做减速运动；b→c的过程中，小希在重力作用下做减速运动，D不符合题意。
故答案为：A．
【分析】根据（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；（3）弹簧由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关；（4）机械能=动能+势能．物体没有发生弹性形变，势能只考虑重力势能来分析。
12．下列有关机械能及其转化的说法中正确的是(　　).
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
【答案】B
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【分析】动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。弹性势能的影响因素是物体弹性形变的程度。
【解答】 A、弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；
B、拦河大坝使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力势能，故B正确；
C、蹦床运动员从高处落下，其重力势能转化为动能，故C错误；
D、人造卫星从近地点飞向远地点时，速度减小，相对高度增加，则动能减小，势能增大，故D错误。
故答案为：B。
13．爱打乒乓球的“胜哥”发现，从高处掉落在水平桌面上的乒乓球会连续跳起，且弹跳的高度会越来越低，其运动轨迹如图所示。下列分析正确的是(　　)
A．乒乓球弹跳过程中重力势能一直减小
B．乒乓球在A 点的动能一定等于B 点的动能
C．从B 到C 过程中，乒乓球动能增加量等于重力势能减小量
D．乒乓球在整个运动过程中，其机械能不守恒
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒条件
【解析】【解答】 A.乒乓球弹跳过程中，高度先升高后降低，高度不是一直减小，所以重力势能不是一直减小，故A错误；
B.乒乓球在A点的高度小于B点高度，A点的重力势能小于B点的重力势能，但由于存在空气阻力等因素，机械能不断减小，A点的机械能大于B点的机械能，故A点的动能大于B点的动能，故B错误；
C.从B到C过程中，由于存在空气阻力等，机械能有损失，乒乓球动能增加量小于重力势能减小量，故C错误；能
D.因为乒乓球弹跳的高度越来越低，说明在运动过程中有能量损耗，其机械能不守恒，故D正确。
故选D。
【分析】 动能与质量和速度有关；重力势能与质量和高度有关，机械能等于动能与势能之和，据此分析。
14．小科通过视频号“胜哥课程”观看了Ai视频，“胜哥”从助滑开始，运动轨迹如题图甲（其中B、C两处等高），经过B、C、D位置的能量如图乙.下列说法正确的是（ ）
A．“胜哥”能继续前进是受到惯性作用
B．力改变了“胜哥”的运动状态
C．“胜哥”运动过程中机械能保持不变
D．“胜哥”到达BC间最高点时动能为零
【答案】B
【知识点】动能的影响因素；机械能守恒条件；力的作用效果；惯性及其现象
【解析】【解答】A. “胜哥”能继续前进是因为运动员具有惯性，惯性是物体的一种性质，不是力，不能说受到性质作用，故A错误；
B.力能改变运动状态，“胜哥”运动轨迹变化是受到了力的作用，故B正确；
C.由图乙可知，B、C两点重力势能相等，而B点的动能大于C点的动能，机械能减少了，发生了变化，故C错误；
D. “胜哥”到达B、C间最高点时仍有水平速度，动能不为零，故D错误。
故选B。
【分析】（1）惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，不是力，不能说受到性质作用，只能说由于惯性或者具有惯性；
（2）物体运动状态改变一定受到了力的作用；
（3）由于在整个过程中，摩擦力和空气阻力的存在，会有一部分机械能转化为其他能连个，故机械能减小；
（4）物体在BC间可以看做斜向上运动，故在最高点仍然有向前的速度，故动能不为零。
15． 图甲为演员表演杂技“抛彩球”的场景，某个彩球离开手在空中飞行，过程中先后经过M、S两点，在这两点的动能和重力势能如图乙所示，则该彩球在（　　）
A．运动过程中机械能守恒 B．M点的重力势能比S点小
C．S点的高度比M点大 D．S点的速度比M点大
【答案】D
【知识点】动能的影响因素；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】 A.从图乙可以看出，彩球在M点的重力势能+动能大于彩球在S点的重力势能+动能，可知彩球在运动过程中机械能不守恒，故A错误；
BC.从图乙可以看出，彩球在M点的重力势能比在S点的大，飞行过程中，彩球质量不变，所以M点的高度比S点的高，故BC错误；
D.从图乙可以看出，彩球在S点的动能大于M点的动能，飞行过程中，彩球质量不变，所以S点的速度比M点大，故D正确。
故选D。
【分析】（1） 影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大；
（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大；
（3）动能和势能之和称为机械能。
16．“胜哥”将篮球使劲掷向水平地面后篮球向斜上方反弹，篮球从M点离地反弹到达最高点N（N点离地高度hN=2m），篮球从M到N的运动轨迹如图虚线所示，忽略空气的作用力，篮球在M、N两位置的动能大小如表所示.以下选项中，关于篮球的动能EK和重力势能EP随高度h变化的图象（EK用实线表示、EP用虚线表示）正确的是
位置 动能
M 20J
N 8J
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能守恒条件
【解析】【解答】球升到最高点N时速度不为零，所以h=2m时，动能Ek不为零，由图可知h=0时，动能Ek=20J，重力势能EP=0，则篮球在地面的机械能E=Ek+EP=20J+0=20J，忽略空气的作用力，篮球运动过程，机械能守恒，所以在h=2m时，动能和重力势能之和也为20J，故D正确，ABC错误。
故选D。
【分析】 篮球最高点速度不为零，动能不为零，忽略空气的作用力，机械能守恒，即在地面时篮球的机械能与最高点的机械能相等，据此进行分析。
二、多选题
17． 如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与 B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力).下列说法中正确的是(　　).
A．下落过程中，小球重力势能减小，动能增大，小球与弹簧机械能不守恒
B．下落过程中，小球重力势能一直减小，动能先增大后减小，小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为0，受到的重力大于弹簧的弹力
D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能
【答案】B,D
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】【学找切入点】 下落过程中，小球所处的高度逐渐减小，因此重力势能减小，小球从开始下落到A 点过程中，只受重力作用，速度越来越大；从A到B 过程中，小球的重力大于弹簧对它的弹力，小球会继续加速向下运动；当小球运动到 B 点时，小球的重力与弹簧的弹力大小相等；小球继续向下运动时，弹簧的弹性形变程度变大，弹力大于重力，小球开始做减速运动，直到到达C处.因此，在整个过程中小球的动能先增大后减小，整个过程中不考虑阻力，不存在机械能与其他形式能的转化，最终小球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，因此，小球与弹簧的总机械能守恒，故A 选项错误，B选项正确.由以上分析可知，小球在从B到C 的过程中，弹力不断增大，重力小于弹力，小球做减速运动，到达C点时，小球的速度为0，动能为0，故C选项错误.从B到C 小球的重力势能和动能都减小，而弹簧的弹性势能增大，因此减小的重力势能和动能转化成了弹性势能，故D选项正确。
故答案为：BD。
【分析】从动能、重力势能、弹性势能的影响因素进行分析：动能的大小跟质量和速度有关，在质量一定时，速度越大，动能越大；在速度一定时，质量越大，动能越大。重力势能大小跟质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。弹性势能的大小跟弹性形变有关，弹性形变越大，弹性势能越大。二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上。
三、填空题
18．苏轼在《江城子·密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。射箭过程中将弓的　 　能转化为箭的动能；射出的箭继续向前运动，它的机械能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】弹性势；减小
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】（1）在射箭前，被拉开的弓由于发生弹性形变产生弹性势能。射箭过程中弓的弹性势能减小，箭的动能增大，弓的弹性势能转化为箭的动能。
（2）由于空气的摩擦阻力，因此箭在运动过程中，部分机械能转化为其它形式的能量，所以机械能减小。
【分析】（1）根据能量转化的知识分析；
（2）注意机械能和内能的转化。
19．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一个火箭发射成功的视频。如图所示是火箭发射升空时的情境，燃气向下喷出，使火箭获得上升的推力，该力的施力物体是　 　（选填“地球”“火箭”“周围的空气”或“喷出的燃气”）。在加速升空的过程中，卫星的机械能　 　（选填“可能”“一定”或“不会”）增大。

【答案】喷出的燃气；一定
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化；力的概念及单位
【解析】【解答】（1）火箭发射时向下喷射火焰，火箭对气体产生一个向下的力，根据力的作用的相互性可知，此时气体对火箭产生一个向上的力，则推动火箭向上的力的施力物体是喷出的燃气。
（2）在加速升空的过程中，卫星的质量不变，高度增加，则重力势能变大；速度变大，则动能变大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，卫星的机械能变大。
【分析】（1）推力是需要相互接触才能发生的力，对火箭进行受力分析，结合相互作用力的知识解答；
（2）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
20．如题图所示是景山道的缆车载着游客匀速上山画面，在这个过程中缆车具有的动能　 　，重力势能　 　（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”），此过程机械能　 　（选填“守恒”或“不守恒”）
【答案】不变；增大；不守恒
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能及其转化；机械能守恒条件
【解析】【解答】景山道的缆车载着游客匀速上山，质量和速度不变，在这个过程中缆车具有的动能不变，高度增加，重力势能增大，机械能等于动能与势能之和，故机械能增大，由于有拉力和重力做功，故机械能不守恒。
故答案为：不变；增大；不守恒。
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）如果只有重力做功时，机械能守恒。
21．弹簧公仔由原长为的弹簧将其头部、脚部连接组成，脚部固定在水平台面，如图甲，“胜哥”沿竖直方向将头部拉伸至点A后静止释放，头部向下运动至B点时弹簧长度为。此过程中，头部速度随时间的变化图象如图丙。（忽略空气阻力，取）
（1）“胜哥”利用电子秤测量了头部的质量为50g，则其所受重力大小为　 　N；
（2）在此过程中，头部的动能　 　，重力势能　 　，机械能　 　（以上三空选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）头部下降至最低点后再次弹起，并上升至最高点C，则C点　 　比A点高（选填“可能”或“不可能”）。
【答案】（1）0.5
（2）变大；变小；不变
（3）不可能
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；机械能守恒条件；重力及其大小的计算
【解析】【解答】（1）头部的质量为50g，则其所受重力大小为：
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
（2）在此过程中，由图丙可知，质量不变，速度不断变大，所以头部的动能变大；高度减小，所以重力势能减小；忽略空气阻力，机械能守恒，所以机械能不变；
（3）头部下降至最低点后再次弹起，并上升至最高点C，如果没有阻力等，机械能守恒，最大上升到A点，所以C点不可能比A点高。
【分析】（1）已知头部的质量，根据G=mg计算重力；
（2）（3）动能与质量和速度有关，结合图像分析；
重力势能与质量和高度有关，
根据机械能守恒进行分析。
四、科普阅读题
22．阅读以下材料
荧惑巳至，求索无疆
火星，我国古代被称之为“荧惑”，是离太阳第四近的行星，直径约为地球的一半，质量约为地球的。火星表面上，物体所受的重力与其质量的比值约为3.7N/kg。火星大气以二氧化碳为主，大气密度大约只有地球的，平均大气压强约为700Pa。火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥，南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。
“天问一号”（该名源于屈原的《天问》），是负责执行中国首次火星探测任务的探测器，由环绕器、着陆巡视器组成。2020年7月23日，“天问一号”由“长征五号遥四”运载火箭发射升空。经历近10个月奔波，2021年5月15日，着陆巡视器与环绕器实现分离，成功软着陆于火星表面，如图甲；环绕器则于两白后进入中继通信轨道（近火点265km、远火点12500km的椭圆轨道），如图乙，为“祝融号”巡视器（火星车）建立稳定的中继通信链路，陆续传回图像数据。5月22日，“祝融号”安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。
回答以下问题
（1）火箭点火后，高温高压的燃气从尾部向后喷出，从而使火箭获得向前的推力，该推力的施力物体是 　 　；
（2）如图甲，着陆器四个“腿”上的“脚掌”比较宽大，这是为了 　 　。
（3）在火星上，水的沸点比地球上的沸点 　 　，这是火星上没有液态水的原因之一；
（4）沿椭圆轨道运行时，环绕器受 　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”） 。环绕器在大气层以外运行，不受火星大气的阻力，只有动能和势能的相互转化；当它从近火点向远火点运动时，环绕器的机械能 　 　，速度 　 　（选填“变大”“变小”或“不变” ）；
（5）用图，分别在地球、火星上做“探究阻力对物体运动的影响”的实验：让同一小车从斜面上滑下，使它滑到同一水平长木板上的初速度相同，则小车在火星上滑行的距离比在地球上的 　 　（选填“长”或“短” ）。
【答案】燃气；减小压强；低；非平衡力；不变；变小；长
【知识点】机械能及其转化；力作用的相互性；阻力对物体运动影响的探究实验；压强的大小及其计算；沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】（1）火箭升空时，向后喷出高温的燃气，根据力的作用是相互的，燃气对火箭有向前的反推力，该推力的施力物体是燃气。
（2）着陆器四个“腿”的“脚掌”宽大，通过增大受力面积，减小压强。
（3）火星上，平均大气压强约为700Pa，远小于地球大气压，液体的沸点随气压降低而降低，火星上水的沸点远低于地球的沸点。
（4）沿椭圆轨道运行时，环绕器做的是曲线运动，运动方向时刻在变，运动状态一直在变，受非平衡力。
环绕器在大气层以外运行，不受火星大气的阻力，只有动能和势能的相互转化， 机械能守恒，总的机械能不变。
从近火点向远火点运动时，环绕器的离火星高度上升，重力势能增加，机械能守恒，动能减少，速度变小。
（5）火星表面上，物体所受的重力与其质量的比值g约为3.7N/kg，远小于地球。在火星上做“探究阻力对物体运动的影响”的实验时，小车的重力更小，对木板的压力更小，受到的摩擦力即阻力要小得多，运动的距离就比在地球上的长。
【分析】（1）火箭升空时，燃气对火箭产推力，是施力物体；
（2）压力一定时，增大受力面积，可以减小压强；
（3）液体沸点和大气压有关，大气压减小，沸点降低；
（4）物体运动方向改变，运动状态改变，受到非平衡力；物体的高度变大，重力势能变大，速度减小，动能减小；
（5）火星上的g比地球小，产生的重力减小，对水平面的压力小，摩擦力更小，物体受到阻力小，运行距离长。
23．阅读材料，回答问题：
无人机
2024年5月24日深圳举办第八届世界无人机大会，如图甲是一种自动拍摄火情的无人机。该无人机有4个旋翼，采用4个电动机分别带动旋翼转动，对下方空气施力从而获得升力起飞。该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能。
在无风环境中，该无人机的升阻比为15~20，升阻比是空气对无人机的升力与阻力之比。升阻比越高，说明无人机的空气动力性能越好。
（1）无人机飞行时，所受升力的施力物体是　 　；
（2）无人机沿水平方向飞行时，重力对无人机　 　（选填“有”或“没有”）做功；无人机向上匀速飞行时，其机械能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）无人机竖直向上飞行时，其所受阻力与飞行速度平方的关系如图乙，若无人机加速上升，则它所受阻力将　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）若无人机在1min内竖直向上匀速飞行180m，此时升阻比最大，则无人机受到的升力为　 　N，升力的功率为　 　W；
（5）类似机械效率，。无人机在竖直向上飞行中，升阻比为15，转力效率为60%，其4个旋翼转动每秒扫过的总面积为2m2，空气通过旋翼的速度为10m/s，则此时无人机飞行的速度为　 　m/s（g＝10N/kg，ρ空气＝1.3kg/m3）。
【答案】空气；没有；变大；变大；117；351；4
【知识点】功率计算公式的应用；机械能及其转化；速度公式及其应用；力作用的相互性；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）无人机飞行时，螺旋桨对空气产生向下的作用力，空气对螺旋桨产生一个向上的力，故升力的施力物体是空气。
（2）无人机沿水平方向飞行时，飞行方向和重力，所以重力不做功。无人机向上匀速飞行时，速度不变，动能不变，高度增大，以重力势能增大，故机械能增大。
（3）无人机受到的阻力f与速度的平方v2成正比，所以若无人机加速上升，则它所受阻力将变大。
（4）f与v2的关系式为f＝0.65v2（N ），根据速度公式计算无人机在1min内竖直向上匀速飞行180m，其速度为，代入f与v2的关系式可得，此时阻力为f＝0.65×9N＝5.85N；升阻比为20，故升力为F升＝20f＝20×5.85N＝117N；根据功率公式P=Fv计算升力的功率为P＝F升v＝117N×3m/s＝351W；
（5）根据公式计算可知每秒空气通过旋翼的距离为L＝v空t＝10m/s×1s＝10m；每秒空气通过旋翼的体积为V＝SL＝2m2×10m＝20m3；根据密度公式计算每秒空气通过旋翼的质量为m＝ρ空气V＝1.3kg/m3×20m3＝26kg；结合G=mg计算每秒空气通过旋翼的重力为G＝mg＝26kg×10N/kg＝260N；
由转力效率公式可知，此时升力为F＝ηG＝60%×260N＝156N，升阻比为15，所以阻力为，代入f与v2的关系式计算无人机的速度为。
【分析】1、相互作用力：作用力是相互的，施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上；
2、机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比；
3、根据速度的公式计算分析，速度公式为v=s/t，根据题目中所给的信息，如已知速度时间求解路程，或者已知路程和时间求解速度，匀速运动的特点，在st曲线上为一条倾斜向上的直线，在vt曲线为一条水平直线。
4、密度的性质：密度是物质的基本属性，不随质量和体积的变化而变化；至于材料本身以及材料状态有关，计算公式为m=ρv；
5、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力，大小为自身重力、方向竖直向下，作用点位于物体重心。公式为G=mg。
6、做功：物体受到力，且在力的方向上产生了位移。
24． 阅读材料，回答问题。
自由落体运动物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，如图甲。在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。
在相同位置，分别让不同质量的金属小球由静山开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。
本实验所用频闪照相机曝光的时间间隔为，对小球所处位置的影像进行测量，记录相邻两个影像位置之间的距离如图乙所示图中标注为点是小球刚开始下落的位置。
从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下表。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度　 　选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”；
（2）图甲中不同质量的羽毛和苹果下落时在同一时刻几乎都在同一位置，说明物体下落快慢与质量　 　选填“有关”或“无关”，下落的羽毛　 　选填“受”或“不受”浮力；
（3）生活中让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，发现两者下落时间不相等，原因是　 　选填“铁球”或“纸团”的空气阻力不可忽略，　 　选填“是”或“不是”自由落体运动；
（4）图乙中从点起小球下落的距离与对应时间平方的比值为　 　写单位；
（5）在探究球形物体下落所受空气阻力与球半径、球收尾速度的关系时，得到数据如下表。分析表中数据可得定量关系：球形物体所受空气阻力与球的半径的平方成正比，与球的收尾速度成　 　 比；
小球编号
小球半径
小球收尾速度
小球受阻力 　
（6）表格的空白处所缺数据应为　 　。
【答案】（1）逐渐增大
（2）无关；不受
（3）纸团；不是
（4）
（5）正
（6）9
【知识点】机械能及其转化；力与运动的关系；浮力及其产生原因
【解析】【解答】（1）不计空气阻力，小球的质量不变，在下落过程中，重力势能转化成动能，所以小球的速度会逐渐增大；
（2）如图甲中不同质量的羽毛和苹果下落时在同一时刻几乎都在同一位置，说明物体下落快慢与质量 无关，图甲是真空环境中，没有空气，所以下落的羽毛不受浮力；
（3）质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，由于纸团的体积较大，所受的阻力相对于重力比较大，所以两者下落时间不相等，原因是纸团的空气阻力不可忽略，不是自由落体运动；
（4）如图乙中小球从1点下落到2点下落的距离h=4.9cm，时间的平方t2=（0.1s）2=0.01s2，
则
（5）当小球的半径一定时，发现，，，由此可知球形物体所受的空气阻力与球的收尾速度v成正比；
（6）分析表中数据可得定量关系：球形物体所受空气阻力与球的半径的平方成正比，与球的收尾速度成 正比，可得f=kvr2，随机代入一组数据大小，
如编号A小球的数据，0.2N=k x 16m/s x (0.5 x 10-3m)2，可得k=5 x 104Ns/m3，所以编号F的小球受到的阻力为f=kvr2=5 x 104Ns/m3 x 20m/s x (3 x 10-3m)2=9N，故表格空白处所缺数据应为9N。
【分析】（1）不计空气阻力，小球下落时将重力势能转化为动能，所以速度逐渐增大；
（2）真空中质量相等的羽毛和苹果下落时在同一时刻几乎在同一位置，可见下落的快慢与质量是无关的；
浸在液体或气体中的物体才会受到浮力的作用；
（3）自由落体运动物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生 ；
（4）根据h的单位为cm，t2的单位为s2，所以 的单位为cm/s2；
（5）根据比较ABC小球可知，在半径相同时，阻力与小球的收尾速度成正比；
（6）根据f=kvr2代入数据可求出空缺处数据。
五、实验探究题
25．2023年4月16日，全红婵在跳水世界杯比赛中夺得冠军。小梦在家观看跳水比赛时，发现弹跳的高度会影响运动员完成动作的难易程度。她想探究弹跳高度与哪些因素有关，并作出以下猜想：
猜想一：运动员弹跳高度与跳板的松紧程度有关；
猜想二：运动员弹跳高度与跳板的厚度有关；
猜想三：运动员弹跳高度与运动员的质量有关。
为验证上述猜想，小梦设计了如图所示的装置模拟跳板，装置组装步骤如下：
将橡皮膜蒙在小号塑料盒上；
在大号透明塑料杯杯底挖一个圆孔，将其倒扣在小号塑料盒上；
将玻璃珠从圆孔处由静止释放，观察玻璃珠的弹跳高度。
（1）运动员能被跳板弹起，是将跳板的　 　 能转化为运动员的动能。
（2）探究玻璃珠的弹跳高度与橡皮膜松紧程度的关系时，应保持玻璃珠的质量和　 　 相同，改变　 　 ，并观察玻璃珠的弹跳高度。
（3）接着小梦进一步探究玻璃珠弹跳高度与玻璃珠质量的关系，为了方便记录数据与分析，请你帮小梦设计出记录实验数据的表格　 　 。
【答案】（1）弹性势
（2）高度；橡皮膜松紧程度
（3）
实验序号 橡皮膜松紧程度 玻璃珠的高度 玻璃珠的质量 玻璃珠的弹跳高度
1 　 　 　 　
2 　 　 　 　
3 　 　 　 　
【知识点】机械能及其转化；物理学方法
【解析】【解答】(1)、运动员能被跳板弹起，是将跳板的弹性势能转化为运动员的动能。
(2)、探究玻璃珠的弹跳高度与橡皮膜松紧程度的关系时，应保持玻璃珠的质量和高度相同，改变橡皮膜松紧程度 ，并观察玻璃珠的弹跳高度。
（3）小梦进一步探究玻璃珠弹跳高度与玻璃珠质量的关系，应该控制玻璃珠释放高度、橡皮膜松紧程度相同，为了方便记录数据与分析，可以设计如下记录实验数据的表格：
实验 橡皮膜松紧程度 玻璃珠的高度h/m 玻璃珠的质量m/kg 玻璃珠的弹跳高度H/m
1 　 　 　 　
2 　 　 　 　
3 　 　 　 　
【分析】（1）运动员能被跳板弹起，跳板的弹性势能转化为运动员的动能。
（2）探究玻璃珠的弹跳高度与橡皮膜松紧程度的关系时，应保持玻璃珠的质量和高度相同，改变橡皮膜松紧程度 ；
（3）小梦进一步探究玻璃珠弹跳高度与玻璃珠质量的关系，应该控制玻璃珠释放高度、橡皮膜松紧程度相同，玻璃珠的质量不同，需要测量玻璃珠的弹跳高度。为了让结论具有普遍性，实验需要进行多次测量。
26．小华和小丽在观摩自行车比赛时看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图所示：
（1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出了疑问，一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”。小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为力是　 　物体运动状态的原因；
（2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯倾斜的力的大小可能与哪些因素有关？由此小华和小丽提出了两种猜想：
猜想一：可能与骑行的速度有关；
猜想二：可能与圆弧形赛道的半径有关。
小钢球初始位置 A B C
距压力传感器高度/m 0.5 0.4 0.3
压力传感器达到的最大示数/N 1.90 1.78 1.66
接着，小华和小丽一起设计实验，并在实验室里通过实验验证猜想一：他们把半径为0.5m的半圆轨道（左端连着横杆）通过横杆在。点与墙壁活动连接（能绕O点在竖直方向自由转动），让同一小钢球分别从弧面A、B、C三处自由滚下，如图所示，观察记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如表：
实验中让同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C，三处自由滚下的目的是到达最低点的速度　 　（选填“相同”或“不同”），该实验可以得出的结论：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越　 　；
（3）小球运动到最低点时受　 　力（选填“平衡”“非平衡”）；
（4）若要验证猜想二，应当让同一小球分别从　 　（选填“相同”或“不同”）半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，记录每次压力传感器达到的最大示数（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是　 　（选填“正确”或“错误”）；
（5）小华看到小钢球来回滚动，又想到：车间停电后，各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动，可见转动物体有转动惯性。查阅相关资料得知：转动惯性大小在物理学中用转动惯量I表示。
物体可看作由n个微小部分组成，它们的质量分别为m1、m2、…mn，到某转动轴的距离分别为r1、r2、…rn，则该物体对该转动轴的转动惯量I=m1r12+m2r22+…mnrn2；
①图甲是一个质量为m的小球，用长为L的轻质硬杆（不计质量、不形变）连接到转轴MM'上，则它对这个轴的转动惯量是　 　（用m、L表示）；
②有一高为20cm、周长为62.8cm的均匀薄铁皮制空心圆筒（铁皮厚度远远小于圆筒半径）可绕转轴NN，转动，如图乙，若圆筒相对于转轴NN'的转动惯量I=4.8×10-3kg·m2，则铁皮的厚度为　 　mm（π取3.14，ρ铁=8g/cm3，此空计算结果小数点后保留两位）。
【答案】（1）改变
（2）不同；大
（3）非平衡
（4）不同；正确
（5）mL2；0.48
【知识点】密度公式及其应用；机械能及其转化；力与运动的关系
【解析】【解答】（1）力是改变物体状态的原因；转弯时运动方向改变，运动状态发生改变，一定是受到力的作用，因此“要想转弯，必须受力”。
（2）从不同高度自由滚下，重力势能转化为动能，高度越高，重力势能越大，转化为动能越多，速度越快，则到达最低点时速度不同。
由表中数据可知：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越大。
（3）小球运动到最低点时水平方向只受摩擦阻力作用，则小球受非平衡力作用。
（4）若要验证猜想：可能与圆弧形赛道的半径有关，应当让同一小球分别从不同半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，以控制小球运动到传感器上速度相同。
若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是正确的。
（5）物体对该转动轴的转动惯量为I=mr2=mL2
空心圆筒周长为62.8cm，半径为
由I=mr2可得
空心圆筒体积为
铁皮的厚度为
【分析】（1）力可以改变物体的运动状态，力是改变物体运动状态的原因；
（2）物体下落的高度不同，到达最低点时的速度不同；
（3）物体下落时速度改变，受到非平衡力的作用；
（4）探究物体的转弯时受到的力和弧形半径的关系，需要改变弧形轨道的半径；
（5）根据圆的周长计算半径大小，利用质量和密度的比值计算体积；根据体积和底面积的比值计算高度。
27．“胜哥”骑车发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程。
（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：“胜哥”应先后三次将小球从斜面的　 　（选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在　 　（选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：“胜哥”应先后三次将小球从斜面上的　 　（选填：“同一”或“不同”）高度处释放；“胜哥”认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将　 　。
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1，小球克服木板的摩擦力做的功为W2，则W1　 　W2．（选填“＞”、“＜”或“=”）
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，“胜哥”又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为hA、hB的位置滚下（mA＜mB，hA＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。小科认为“胜哥”这样设计实验得出的结论有问题，理由是：　 　。
【答案】（1）不同；同一
（2）同一；做匀速直线运动
（3）=
（4）没有控制小球质量相同
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；机械能及其转化
【解析】【解答】（1）在探究过程中，采用控制变量法，保证粗糙程度相同，速度不同，因为小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，因此应将小球从不同的高度处释放，比较小球在同一粗糙面上滑行的路程长短；
（2）探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系，应保证小球到达水平面时的速度相同，因此应将小球从同一高度处释放；通过实验结果可以看出，接触面越粗糙，摩擦力越大，小球速度减小的越快，若水平面光滑无摩擦，则小球不受摩擦力，小球的速度和方向都不变，即做匀速直线运动；
（3）在上述（2）的三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同，即在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做的功相同，所以W1=W2；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而小球的速度不同，由题意可知，“胜哥”没有控制小球的质量相同。
故答案为：（1）不同；同一；（2）同一；做匀速直线运动；（3）=；（4）没有控制小球质量相同。
分析：（1）小球从斜面上滑下，到达底端的速度取决于物体的高度，并且让小球以不同的速度在同一粗糙面上滑行；
（2）实验目的是研究阻力对物体运动的影响，需要控制小球的初速度要相同；通过小球的运动距离反应速度的变化和摩擦阻力的大小进而得出结论；最后进行合理的推理得出假如不受力的情况；
（3）三次实验中，小球在不同水平面上运动的过程中克服摩擦力做功，减小机械能相同；
（4）要探究超速带来的安全隐患，应控制小球的质量、路面相同，而车的速度不同，据此分析答题。
28． “胜哥”在探究弹簧弹力（F）与形变量（x）关系的实验中，得到如图甲所示的关系图像（图线记为a）。
表1
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 200 3.00 400 5.00
（1）分析图甲，得到实验结论：常量（设为k），则　 　N/cm；把这根弹簧截去一部分，对剩余部分弹簧进行探究，实验数据记录如表1；
①根据表中的数据，请在甲图中描点，并画出图像（对应图线记为b）　 　；
②比较图线可知，把弹簧截去一部分，剩余部分的k　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）取下钩码时不慎掉落，忽略空气的作用力，钩码在空中两个位置M、N时的机械能和重力势能如表2所示，则钩码在N位置的机械能为　 　J，在M位置时的动能为　 　J。
表2
位置 机械能/J 重力势能/J
M 0.5 0.2
N 0.3
【答案】（1）0.5；；变大
（2）0.5；0.3
【知识点】机械能及其转化；机械能守恒条件；弹力
【解析】【解答】（1）由甲图可知，这根弹簧k的大小为：
；
①图像（对应图线记为b）为：
② 由图像可知，被截取弹簧的k的大小为：
故把弹簧截去一部分，剩余部分的k变大；
（2）忽略空气的作用力，钩码的动能和重力势能相互转化，机械能守恒，故N处机械能也是0.5J，M处的动能为：
0.5J-0.2J=0.3J。
故答案为：（1）0.5；①；②变大；（2）0.5；0.3。
【分析】 （1）由图和题干中给的公式求得k值；根据图像描点连线，求出弹簧剪短之后的k值，通过比较得出结论；
（2）动能和势能之和为机械能，由于不计空气阻力，动能与重力势能互相转化，满足机械能守恒。
六、综合题
29．如图所示，有一水平放置的铁板。一物块内含遥控电磁铁，电磁铁通电时与下方的铁板相互吸引。该物块一直在水平方向的拉力作用下向右运动。从物体经过M点开始计时，每经过相同时间记录物体的位置如图。物块内的电磁铁在MO段内处于断电状态，在OQ段内处于通电状态。已知铁板上各处的粗糙程度均相同，MP段拉力恒为F1，PQ段拉力恒为F2。物体在MO段和PQ段做匀速直线运动，在OP段做变速运动。（不计空气阻力）
（1）在MN和PQ两段，物体所受的摩擦力为f1和f2，则f1　 　f2（选填：“>”、“ <”或“=” ，依据是　 　。
（2）在MN和PQ两段，拉力对物体所做的功分别为WMN和WPQ，若WMN和WPQ恰好相等，则F1和F2的比值为　 　；
（3）在MN和OP两段，拉力对物体做功的功率分别为PMN和POP，PMN　 　POP（选填：“>”、“ <”、“ =” ；
（4）已知在MN段内，铁板对物块的支持力为FN1=4N，此力对物块做功为W1；PQ段内，铁板对物块的支持力FN2，此力对物块做功W2，则W1　 　W2（选填“>”，“ <”或“=” 。
（5）MN段的机械能E1和PQ段的机械能E2的大小关系是E1　 　E2（选填“>”，“ <”或“=” 。
【答案】（1）<；滑动摩擦力的影响因素有接触面的粗糙程度和压力大小
（2）1：2
（3）>
（4）=
（5）>
【知识点】功率的计算；机械能及其转化；摩擦力的大小；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）物块内的电磁铁在MO段内处于断电状态，所以铁板受到的压力等于物块的重力。在OQ段内处于通电状态，所以铁板受到的压力大于物块的重力，铁板上各处的粗糙程度均相同。因为接触面越粗糙，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大，所以。
（2）由题意可知，所以；
（3）每经过相同时间记录物体的位置，所以，MN和OP两段距离相等，由可知，MN和OP两段的拉力恒为F1，由p=Fv可知 PMN>POP；
（4）在MN和PQ两段支持力和物体移动的距离垂直，支持力不做功，所以W1=W2；
（5），，由可知，，所以，所以物块在MN段的动能大于PQ段的动能，由于重力势能大小不变，所以MN段的机械能大于PQ段的机械能，即 E1>E2。
【分析】（1）断电时接触面受到的压力等于物块重力，通电时接触面受到的压力等于物块重力和铁板对物块的吸引力之和，接触面越粗糙，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；
（2）由W=Fs，代入两段的路程即可求解；
（3）由求出， 由p=Fv比较两段拉力的功率大小；
（4）力与物体移动的距离垂直时，力不做功；
（5）由求出两段过程的速度大小。质量相同时，速度越大动能越大；质量相同，高度相同，重力势能相同。机械能等于动能与重力势能之和。
七、计算题
30．有甲、乙两个运动物体，甲的机械能为9J，乙的机械能为17J．已知甲的动能是乙的2倍，乙的势能是甲的3倍．求甲、乙物体的动能和势能分别是多少？
【答案】解：设甲的动能为Ek甲，则势能为9J﹣Ek甲；乙的动能为Ek乙，则势能为17J﹣Ek乙，根据题意得
Ek甲=2Ek乙①
17J﹣Ek乙=3（9J﹣Ek甲）②
解由①②组成的方程得
Ek甲=4J，Ek乙=2J，
所以甲具有的势能为Ep甲=9J﹣4J=5J；
乙具有的势能为Ep乙=17J﹣2J=15J．
答：甲物体具有4J动能，5J势能；乙物体具有2J动能，15J势能．
【知识点】机械能及其转化
【解析】【分析】动能和势能合称机械能，根据两个物体机械能的多少及动能与势能的比例关系，列出方程求解．
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人教版八下物理11.4机械能及其转化同步练习（优生加练）
一、选择题
1．下列过程中，属于弹性势能转化为动能的是 〔 〕
A．推开弹簧门的过程
B．用力拉长弹弓橡皮条的过程
C．弹簧枪将“子弹”射出去的过程
D．跳水运动员将跳板踏弯的过程
2．如图所示是我国自主研发的电动飞行汽车。其匀速升空过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能不变，重力势能不变，机械能不变
D．动能不变，重力势能增大，机械能增大
3．“胜哥”与同学们一起在游乐场玩耍，如图所示，下列关于游乐项目说法正确的是（　　）
A．甲图：“胜哥”随旋转飞椅加速旋转升空，“胜哥”的重力势能不变
B．乙图：“胜哥”乘海盗船从最低点摆到最高点，“胜哥”的动能不变
C．丙图：“胜哥”乘过山车从高处飞驰而下，“胜哥”的重力势能变小
D．丁图：“胜哥”从滑梯顶部下滑至最终停下，“胜哥”的机械能变大
4．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、重力势能、橡皮筋所受的拉力F和橡皮筋的弹性势能随运动距离s变化的关系图象可能是
A． B．
C． D．
5．如图所示，足球以初速度 v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球(　　).
A．在b、d两点动能相等 B．从b到c 的过程中机械能减少
C．在a、d两点动能相等 D．从c到d 的过程，重力势能减少
6．如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的弹簧上并压缩弹簧.从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度 △l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点.不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球(　　).
A．受到的弹力始终不变
B．运动过程中动能一直增大
C．从a到b过程，重力势能减少，弹簧的弹性势能增大
D．从b到c 过程，重力势能转化为弹性势能，小球的机械能不变
7．如图，粗糙水平面AB与光滑斜面BC 平滑连接，弹簧左端固定.小木块 P 被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC 的过程中(空气阻力忽略不计)，下列说法中正确的是（　　）.
A．在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块 P 的动能
B．小木块 P 离开弹簧后在粗糙水平面AB 上滑行时机械能守恒
C．小木块 P 在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D．小木块 P 运动到最高点时处于平衡状态
8．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.下列说法中正确的是(　　).
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
9．一根细长绳的下端系一金属小球，上端固定，制成一个摆，“胜哥”把小球拉离竖直位置松手，让它摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来.对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法中不正确的是(　　)
A．小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能
B．小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能
C．小球摆动过程中机械能守恒
D．小球依次经过最低点时，动能会逐渐减小
10．某小球被“胜哥”水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示。小球在运动过程中经过M、N两点，对应甲图①②③点处的某两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示，以下说法正确的是（　　）
A．小球在①③位置机械能相等 B．小球在N点的重力势能为500J
C．小球在M点的高度等于N点 D．N点可能在位置②
11．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“胜哥”玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过裎，下列分析正确的是（　　）
A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，“胜哥”的动能为零
B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为“胜哥”的重力势能
D．a→c的过程中，“胜哥”先加速后减速，在b状态时速度最大
12．下列有关机械能及其转化的说法中正确的是(　　).
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
13．爱打乒乓球的“胜哥”发现，从高处掉落在水平桌面上的乒乓球会连续跳起，且弹跳的高度会越来越低，其运动轨迹如图所示。下列分析正确的是(　　)
A．乒乓球弹跳过程中重力势能一直减小
B．乒乓球在A 点的动能一定等于B 点的动能
C．从B 到C 过程中，乒乓球动能增加量等于重力势能减小量
D．乒乓球在整个运动过程中，其机械能不守恒
14．小科通过视频号“胜哥课程”观看了Ai视频，“胜哥”从助滑开始，运动轨迹如题图甲（其中B、C两处等高），经过B、C、D位置的能量如图乙.下列说法正确的是（ ）
A．“胜哥”能继续前进是受到惯性作用
B．力改变了“胜哥”的运动状态
C．“胜哥”运动过程中机械能保持不变
D．“胜哥”到达BC间最高点时动能为零
15． 图甲为演员表演杂技“抛彩球”的场景，某个彩球离开手在空中飞行，过程中先后经过M、S两点，在这两点的动能和重力势能如图乙所示，则该彩球在（　　）
A．运动过程中机械能守恒 B．M点的重力势能比S点小
C．S点的高度比M点大 D．S点的速度比M点大
16．“胜哥”将篮球使劲掷向水平地面后篮球向斜上方反弹，篮球从M点离地反弹到达最高点N（N点离地高度hN=2m），篮球从M到N的运动轨迹如图虚线所示，忽略空气的作用力，篮球在M、N两位置的动能大小如表所示.以下选项中，关于篮球的动能EK和重力势能EP随高度h变化的图象（EK用实线表示、EP用虚线表示）正确的是 （ ）
位置 动能
M 20J
N 8J
A． B．
C． D．
二、多选题
17． 如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与 B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力).下列说法中正确的是(　　)
A．下落过程中，小球重力势能减小，动能增大，小球与弹簧机械能不守恒
B．下落过程中，小球重力势能一直减小，动能先增大后减小，小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为0，受到的重力大于弹簧的弹力
D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能
三、填空题
18．苏轼在《江城子·密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。射箭过程中将弓的　 　能转化为箭的动能；射出的箭继续向前运动，它的机械能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）。
19．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一个火箭发射成功的视频。如图所示是火箭发射升空时的情境，燃气向下喷出，使火箭获得上升的推力，该力的施力物体是　 　（选填“地球”“火箭”“周围的空气”或“喷出的燃气”）。在加速升空的过程中，卫星的机械能　 　（选填“可能”“一定”或“不会”）增大。

20．如题图所示是景山道的缆车载着游客匀速上山画面，在这个过程中缆车具有的动能　 　，重力势能　 　（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”），此过程机械能　 　（选填“守恒”或“不守恒”）
21．弹簧公仔由原长为的弹簧将其头部、脚部连接组成，脚部固定在水平台面，如图甲，“胜哥”沿竖直方向将头部拉伸至点A后静止释放，头部向下运动至B点时弹簧长度为。此过程中，头部速度随时间的变化图象如图丙。（忽略空气阻力，取）
（1）“胜哥”利用电子秤测量了头部的质量为50g，则其所受重力大小为　 　N；
（2）在此过程中，头部的动能　 　，重力势能　 　，机械能　 　（以上三空选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）头部下降至最低点后再次弹起，并上升至最高点C，则C点　 　比A点高（选填“可能”或“不可能”）。
四、科普阅读题
22．阅读以下材料
荧惑巳至，求索无疆
火星，我国古代被称之为“荧惑”，是离太阳第四近的行星，直径约为地球的一半，质量约为地球的。火星表面上，物体所受的重力与其质量的比值约为3.7N/kg。火星大气以二氧化碳为主，大气密度大约只有地球的，平均大气压强约为700Pa。火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥，南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。
“天问一号”（该名源于屈原的《天问》），是负责执行中国首次火星探测任务的探测器，由环绕器、着陆巡视器组成。2020年7月23日，“天问一号”由“长征五号遥四”运载火箭发射升空。经历近10个月奔波，2021年5月15日，着陆巡视器与环绕器实现分离，成功软着陆于火星表面，如图甲；环绕器则于两白后进入中继通信轨道（近火点265km、远火点12500km的椭圆轨道），如图乙，为“祝融号”巡视器（火星车）建立稳定的中继通信链路，陆续传回图像数据。5月22日，“祝融号”安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测。
回答以下问题
（1）火箭点火后，高温高压的燃气从尾部向后喷出，从而使火箭获得向前的推力，该推力的施力物体是 　 　；
（2）如图甲，着陆器四个“腿”上的“脚掌”比较宽大，这是为了 　 　。
（3）在火星上，水的沸点比地球上的沸点 　 　，这是火星上没有液态水的原因之一；
（4）沿椭圆轨道运行时，环绕器受 　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”） 。环绕器在大气层以外运行，不受火星大气的阻力，只有动能和势能的相互转化；当它从近火点向远火点运动时，环绕器的机械能 　 　，速度 　 　（选填“变大”“变小”或“不变” ）；
（5）用图，分别在地球、火星上做“探究阻力对物体运动的影响”的实验：让同一小车从斜面上滑下，使它滑到同一水平长木板上的初速度相同，则小车在火星上滑行的距离比在地球上的 　 　（选填“长”或“短” ）。
23．阅读材料，回答问题：
无人机
2024年5月24日深圳举办第八届世界无人机大会，如图甲是一种自动拍摄火情的无人机。该无人机有4个旋翼，采用4个电动机分别带动旋翼转动，对下方空气施力从而获得升力起飞。该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能。
在无风环境中，该无人机的升阻比为15~20，升阻比是空气对无人机的升力与阻力之比。升阻比越高，说明无人机的空气动力性能越好。
（1）无人机飞行时，所受升力的施力物体是　 　；
（2）无人机沿水平方向飞行时，重力对无人机　 　（选填“有”或“没有”）做功；无人机向上匀速飞行时，其机械能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）无人机竖直向上飞行时，其所受阻力与飞行速度平方的关系如图乙，若无人机加速上升，则它所受阻力将　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（4）若无人机在1min内竖直向上匀速飞行180m，此时升阻比最大，则无人机受到的升力为　 　N，升力的功率为　 　W；
（5）类似机械效率，。无人机在竖直向上飞行中，升阻比为15，转力效率为60%，其4个旋翼转动每秒扫过的总面积为2m2，空气通过旋翼的速度为10m/s，则此时无人机飞行的速度为　 　m/s（g＝10N/kg，ρ空气＝1.3kg/m3）。
24． 阅读材料，回答问题。
自由落体运动物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，如图甲。在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。
在相同位置，分别让不同质量的金属小球由静山开始下落，并用频闪照相机拍摄下小球运动的影像。频闪照相是让相机每隔相等的时间曝一次光，记录下不同时刻物体所处的位置。由于曝光时间间隔相等，因此，频闪照片既记录下了物体的位置，也记录下了物体运动的时间。
本实验所用频闪照相机曝光的时间间隔为，对小球所处位置的影像进行测量，记录相邻两个影像位置之间的距离如图乙所示图中标注为点是小球刚开始下落的位置。
从高空下落的物体，速度越来越大，所受空气阻力也会随速度的增大而增大，因此物体下落一段距离后将以某一速度做匀速运动，通常把这个速度称为收尾速度。研究发现，相同环境条件下，空气对不同的球形物体的阻力大小与球的半径和速度都有关系。某次实验数据如下表。
（1）不计空气阻力情况下，在下落过程中，小球的速度　 　选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”；
（2）图甲中不同质量的羽毛和苹果下落时在同一时刻几乎都在同一位置，说明物体下落快慢与质量　 　选填“有关”或“无关”，下落的羽毛　 　选填“受”或“不受”浮力；
（3）生活中让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，发现两者下落时间不相等，原因是　 　选填“铁球”或“纸团”的空气阻力不可忽略，　 　选填“是”或“不是”自由落体运动；
（4）图乙中从点起小球下落的距离与对应时间平方的比值为　 　写单位；
（5）在探究球形物体下落所受空气阻力与球半径、球收尾速度的关系时，得到数据如下表。分析表中数据可得定量关系：球形物体所受空气阻力与球的半径的平方成正比，与球的收尾速度成　 　 比；
小球编号
小球半径
小球收尾速度
小球受阻力 　
（6）表格的空白处所缺数据应为　 　。
五、实验探究题
25．2023年4月16日，全红婵在跳水世界杯比赛中夺得冠军。小梦在家观看跳水比赛时，发现弹跳的高度会影响运动员完成动作的难易程度。她想探究弹跳高度与哪些因素有关，并作出以下猜想：
猜想一：运动员弹跳高度与跳板的松紧程度有关；
猜想二：运动员弹跳高度与跳板的厚度有关；
猜想三：运动员弹跳高度与运动员的质量有关。
为验证上述猜想，小梦设计了如图所示的装置模拟跳板，装置组装步骤如下：
将橡皮膜蒙在小号塑料盒上；
在大号透明塑料杯杯底挖一个圆孔，将其倒扣在小号塑料盒上；
将玻璃珠从圆孔处由静止释放，观察玻璃珠的弹跳高度。
（1）运动员能被跳板弹起，是将跳板的　 　 能转化为运动员的动能。
（2）探究玻璃珠的弹跳高度与橡皮膜松紧程度的关系时，应保持玻璃珠的质量和　 　 相同，改变　 　 ，并观察玻璃珠的弹跳高度。
（3）接着小梦进一步探究玻璃珠弹跳高度与玻璃珠质量的关系，为了方便记录数据与分析，请你帮小梦设计出记录实验数据的表格　 　 。
26．小华和小丽在观摩自行车比赛时看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图所示：
（1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出了疑问，一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”。小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为力是　 　物体运动状态的原因；
（2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯倾斜的力的大小可能与哪些因素有关？由此小华和小丽提出了两种猜想：
猜想一：可能与骑行的速度有关；
猜想二：可能与圆弧形赛道的半径有关。
小钢球初始位置 A B C
距压力传感器高度/m 0.5 0.4 0.3
压力传感器达到的最大示数/N 1.90 1.78 1.66
接着，小华和小丽一起设计实验，并在实验室里通过实验验证猜想一：他们把半径为0.5m的半圆轨道（左端连着横杆）通过横杆在。点与墙壁活动连接（能绕O点在竖直方向自由转动），让同一小钢球分别从弧面A、B、C三处自由滚下，如图所示，观察记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如表：
实验中让同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C，三处自由滚下的目的是到达最低点的速度　 　（选填“相同”或“不同”），该实验可以得出的结论：在其他条件一定时，骑行的速度越大，使骑行的自行车转弯倾斜的力越　 　；
（3）小球运动到最低点时受　 　力（选填“平衡”“非平衡”）；
（4）若要验证猜想二，应当让同一小球分别从　 　（选填“相同”或“不同”）半径的半圆轨道释放，且距离传感器高度相同，记录每次压力传感器达到的最大示数（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）若压力传感器的最大示数不同，这说明猜想二是　 　（选填“正确”或“错误”）；
（5）小华看到小钢球来回滚动，又想到：车间停电后，各种转轮过了一段时间才能陆续停止转动，可见转动物体有转动惯性。查阅相关资料得知：转动惯性大小在物理学中用转动惯量I表示。
物体可看作由n个微小部分组成，它们的质量分别为m1、m2、…mn，到某转动轴的距离分别为r1、r2、…rn，则该物体对该转动轴的转动惯量I=m1r12+m2r22+…mnrn2；
①图甲是一个质量为m的小球，用长为L的轻质硬杆（不计质量、不形变）连接到转轴MM'上，则它对这个轴的转动惯量是　 　（用m、L表示）；
②有一高为20cm、周长为62.8cm的均匀薄铁皮制空心圆筒（铁皮厚度远远小于圆筒半径）可绕转轴NN，转动，如图乙，若圆筒相对于转轴NN'的转动惯量I=4.8×10-3kg·m2，则铁皮的厚度为　 　mm（π取3.14，ρ铁=8g/cm3，此空计算结果小数点后保留两位）。
27．“胜哥”骑车发现，不踩踏脚板，车也能滑行一段距离，他在不同的路面上多次尝试后猜想：车滑行的距离可能与路面的粗糙程度和速度有关。为探究其中的奥秘，他在水平桌面上搭成一斜面，用小球做实验，并用毛巾、棉布、木板等改变水平桌面的粗糙程。
（1）为了探究小球在水平面上的滑行距离与速度的关系：“胜哥”应先后三次将小球从斜面的　 　（选填：“同一”或“不同”）高度处释放，比较小球在　 　（选填：“同一”或“不同”）粗糙面上滑行的路程。
（2）为探究小球滑行距离与水平面粗糙程度的关系：“胜哥”应先后三次将小球从斜面上的　 　（选填：“同一”或“不同”）高度处释放；“胜哥”认为，通过进一步推理可以得出结论：运动的物体如果不受阻力作用，物体将　 　。
（3）在上述（2）的三次实验中，若小球克服毛巾的摩擦力做的功为W1，小球克服木板的摩擦力做的功为W2，则W1　 　W2．（选填“＞”、“＜”或“=”）
（4）为了模拟研究汽车超速带来的安全隐患，“胜哥”又设计了如图乙所示的探究实验：将A、B两个小球先后从同一装置，高分别为hA、hB的位置滚下（mA＜mB，hA＞hB），推动小木块运动一段距离后静止。小科认为“胜哥”这样设计实验得出的结论有问题，理由是：　 　。
28． “胜哥”在探究弹簧弹力（F）与形变量（x）关系的实验中，得到如图甲所示的关系图像（图线记为a）。
表1
弹簧受到的拉力F/N 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
弹簧的伸长量x/cm 0 1.00 200 3.00 400 5.00
（1）分析图甲，得到实验结论：常量（设为k），则　 　N/cm；把这根弹簧截去一部分，对剩余部分弹簧进行探究，实验数据记录如表1；
①根据表中的数据，请在甲图中描点，并画出图像（对应图线记为b）　 　；
②比较图线可知，把弹簧截去一部分，剩余部分的k　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）取下钩码时不慎掉落，忽略空气的作用力，钩码在空中两个位置M、N时的机械能和重力势能如表2所示，则钩码在N位置的机械能为　 　J，在M位置时的动能为　 　J。
表2
位置 机械能/J 重力势能/J
M 0.5 0.2
N 0.3
六、综合题
29．如图所示，有一水平放置的铁板。一物块内含遥控电磁铁，电磁铁通电时与下方的铁板相互吸引。该物块一直在水平方向的拉力作用下向右运动。从物体经过M点开始计时，每经过相同时间记录物体的位置如图。物块内的电磁铁在MO段内处于断电状态，在OQ段内处于通电状态。已知铁板上各处的粗糙程度均相同，MP段拉力恒为F1，PQ段拉力恒为F2。物体在MO段和PQ段做匀速直线运动，在OP段做变速运动。（不计空气阻力）
（1）在MN和PQ两段，物体所受的摩擦力为f1和f2，则f1　 　f2（选填：“>”、“ <”或“=” ，依据是　 　。
（2）在MN和PQ两段，拉力对物体所做的功分别为WMN和WPQ，若WMN和WPQ恰好相等，则F1和F2的比值为　 　；
（3）在MN和OP两段，拉力对物体做功的功率分别为PMN和POP，PMN　 　POP（选填：“>”、“ <”、“ =” ；
（4）已知在MN段内，铁板对物块的支持力为FN1=4N，此力对物块做功为W1；PQ段内，铁板对物块的支持力FN2，此力对物块做功W2，则W1　 　W2（选填“>”，“ <”或“=” 。
（5）MN段的机械能E1和PQ段的机械能E2的大小关系是E1　 　E2（选填“>”，“ <”或“=” 。
七、计算题
30．有甲、乙两个运动物体，甲的机械能为9J，乙的机械能为17J．已知甲的动能是乙的2倍，乙的势能是甲的3倍．求甲、乙物体的动能和势能分别是多少？
答案
1．C
2．D
3．C
4．B
5．B
6．C
7．C
8．B
9．C
10．D
11．A
12．B
13．D
14．B
15．D
16．D
17．B,D
18．弹性势；减小
19．喷出的燃气；一定
20．不变；增大；不守恒
21．（1）0.5
（2）变大；变小；不变
（3）不可能
22．燃气；减小压强；低；非平衡力；不变；变小；长
23．空气；没有；变大；变大；117；351；4
24．（1）逐渐增大
（2）无关；不受
（3）纸团；不是
（4）
（5）正
（6）9
25．（1）弹性势
（2）高度；橡皮膜松紧程度
（3）
实验序号 橡皮膜松紧程度 玻璃珠的高度 玻璃珠的质量 玻璃珠的弹跳高度
1 　 　 　 　
2 　 　 　 　
3 　 　 　 　
26．（1）改变
（2）不同；大
（3）非平衡
（4）不同；正确
（5）mL2；0.48
27．（1）不同；同一
（2）同一；做匀速直线运动
（3）=
（4）没有控制小球质量相同
28．（1）0.5；；变大
（2）0.5；0.3
29．（1）<；滑动摩擦力的影响因素有接触面的粗糙程度和压力大小
（2）1：2
（3）>
（4）=
（5）>
30．解：设甲的动能为Ek甲，则势能为9J﹣Ek甲；乙的动能为Ek乙，则势能为17J﹣Ek乙，根据题意得
Ek甲=2Ek乙①
17J﹣Ek乙=3（9J﹣Ek甲）②
解由①②组成的方程得
Ek甲=4J，Ek乙=2J，
所以甲具有的势能为Ep甲=9J﹣4J=5J；
乙具有的势能为Ep乙=17J﹣2J=15J．
答：甲物体具有4J动能，5J势能；乙物体具有2J动能，15J势能．
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