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【真题汇编·冲刺期中】九年级上册科学期中专项复习训练
必刷06 机械能
动能和势能大小的比较
1．（2025秋 温州校级期中）2024年8月，我国运动员郑钦文夺得巴黎奥运会网球女单冠军。如图是某次网球落地后又弹起的频闪照片，A、C两点高度相同。分析上图可知，A、C两处的（　　）
A．重力势能相同，动能相同
B．重力势能相同，动能不同
C．重力势能不同，动能相同
D．重力势能不同，动能不同
【答案】B
【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）考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。
【解答】解：A、C两点高度相同，网球的重力势能相等，但网球在运动过程中克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能在不断减小。所以，网球在A点的动能大于在C点的动能，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】此题考查动能和重力势能的大小变化，以及机械能和内能的转化，掌握动能和重力势能的影响因素是关键。
2．（2025秋 浙江期中）如图为羽毛球运动常见的基本球路，线段表示羽毛球的运动轨迹，箭头表示运动的方向。请分析杀球、挑球、高远球和放小球的四种球路，羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是（　　）
A．杀球 B．挑球 C．高远球 D．放小球
【答案】A
【分析】重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大、位置越高，重力势能越大。
【解答】解：羽毛球的质量不变，由图可知，羽毛球在杀球阶段，高度一直变小，重力势能一直变小；在挑球、高远球、放小球阶段，高度先变大后变小，重力势能先变大后变小。所以羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是杀球。
故选：A。
【点评】本题考查了重力势能的变化，属于基础题。
3．（2025秋 舟山期中）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度增大，动能增大；速度一定时，质量增大，动能增大。
【解答】解：如图，铅球在整个飞行过程中，质量不变，从出手到最高点过程中速度减小，动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，动能增大。整个过程动能先减小再增大，故排除A，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，故排除BC。
故选：D。
【点评】掌握动能大小的影响因素，能通过图象判断动能的大小变化。
4．（2024秋 鹿城区校级期中）在自由式滑雪比赛中，运动员的重心轨迹如图所示，图中各点中运动员的重力势能最大的是（　　）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
【答案】A
【分析】重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：在自由式滑雪比赛中，运动员的质量不变，由图可知，a点高度最大，所以图中各点中运动员的重力势能最大的是a点。
故选：A。
【点评】此题考查重力势能的大小比较，属于基础题目，难度不大。
5．（2025秋 新昌县校级期中）如图所示，是某跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的动能与重力势能变化的情况是（　　）
A．动能一直减小，重力势能一直增大
B．动能一直增大，重力势能一直减小
C．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
D．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
【答案】D
【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。判断运动员的动能大小变化，主要从速度的变化进行判断。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。判断重力势能的变化，主要从高度的变化进行判断。
【解答】解：跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的质量不变，高度先增大后减小，重力势能先增大后减小。运动员的速度先减小到零，后逐渐增大，所以动能先减小到零，后增大。
故选：D。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。是判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化的关键。
6．（2025秋 上城区校级期中）中间有孔的一木块套在光滑杆上，用手将该木块按压至距桌面H0处，如图甲。松手后，木块将上升到最大高度H，如图乙。若忽略空气阻力，则下列说法不正确的是（　　）
A．木块接触弹簧后下降过程中，木块重力势能一直减小
B．木块接触弹簧后下降过程中，弹簧的弹性势能增大
C．松手后木块上升过程中，木块的重力势能一直增大
D．松手后木块上升过程中，木块的动能先增大后减小，刚离开弹簧时动能最大
【答案】D
【分析】（1）从动能、重力势能、弹性势能的影响因素进行分析；
（2）动能的大小跟质量和速度有关；
重力势能大小跟质量和高度有关；
弹性势能的大小跟弹性形变有关；
（3）不计空气阻力时，机械能守恒。
【解答】解：A、下落过程中，木块的质量保持不变，高度不断减小，重力势能不断减小，故A正确；
B、木块在下降过程中，由于木块压缩弹簧，使弹簧不断发生形变，弹性势能不断增大，故B正确；
C、上升过程中，木块的质量保持不变，高度不断增加，重力势能不断增加，故C正确；
D、上升过程中，木块的高度在增加，重力势能增大；木块的重力小于弹力，木块向上做加速运动，到达其中一点时，弹力等于重力，小球的速度最大，动能最大；
过这一点后，弹力小于重力，小球做减速运动；
离开弹簧后，小球的动能转化为重力势能。所以小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，故D错误。
故选：D。
【点评】本题考查机械能的转化，整个过程注意速度的变化。
7．（2025秋 龙港市期中）2025年7月我国宣布在雅鲁藏布江建设世界上最大的水电站，该水电站工程采用“截弯取直、隧洞引水”的创新模式，如图为某同学绘制的相关模型图。
（1）隧道上下游的落差达2230米，江水从上游向下游流动的过程中，江水的重力势能将　减小　 。
（2）等质量的水从上游沿着引水隧道到达下游时的速度为v甲，沿着雅鲁藏布江河道到达下游时的速度为v乙，若江水在河道与隧道内受到的阻力相同，则两者的速度大小关系为v甲　大于　 v乙（选填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）减小；（2）大于。
【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关，质量相同时，高度越大，重力势能越大；
（2）河水向下游流动时，要克服阻力做功，消耗一部分机械能，据此分析。
【解答】解：（1）重力势能与物体的质量和高度有关，江水从上游向下游流动的过程中，高度不断减小，江水的重力势能将减小；
（2）河水从上游向下游流动时，重力势能转化为动能和内能，等质量的水在上游的重力势能相同，江水在河道与隧道内受到的阻力相同，根据W ＝ fs（W为克服阻力做的功，f为阻力，s为路程），在阻力f相同的情况下，河道内路程长，江水在河道内克服阻力做的功较多，所以到达下游时，隧道末端的水的动能较大，故v甲大于v乙。
故答案为：（1）减小；（2）大于。
【点评】本题考查了动能和重力势能的转化，属于基础题。
8．（2024秋 临平区期中）让小球从某高度处由静止，开始下落到竖直放置的轻质弹簧上（如图甲），在刚接触轻质弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻质弹簧所受压力每增加0.1N，弹簧的形变量就增加0.01m，并且轻质弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球重力势能的变化情况是 　一直变小　 。
（2）小球的重力为 　1　 N。
（3）若要让小球下落到最低点时，弹簧的压缩程度更大，在不更换弹簧的前提下你的操作建议是 　从更高的高度释放小球　 。
【答案】（1）一直变小；（2）1； （3）从更高的高度释放小球。
【分析】（1）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；
（2）根据图丁分析小球速度最大时，弹簧的形变量，分析得出弹簧受到压力，据此得出小球受到的重力；
（3）根据机械能之间相互转化，提出建议。
【解答】解：（1）由图象看出：在小球刚开始撞击弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的高度不断变小，所以重力势能一直变小；
（2）由图丁可知，当Δx为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，已知该轻弹簧所受压力每增加0.1N，弹簧的形变量就增加0.01m，所以可得弹簧受到的压力F＝0.1N/cm×0.1×100cm＝1N，即小球的重力为1N；
（3）要想弹簧的压缩程度更大，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能就要越大，所以小球的机械能就要越大，所以可以从更高的高度释放小球。
故答案为：（1）一直变小；（2）1； （3）从更高的高度释放小球。
【点评】此题是一道信息题，题目中给出一个新的信息，让学生根据自己学过的知识结合信息解决问题。考查了学生接受新知识、运用新知识的能力。符合中考的动向。
9．（2025秋 吴兴区校级期中）阅读短文，回答下列问题：
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。
安全带结构一般由软带、等部分组成。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。
（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的　动　 能也急剧变化。
（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将　变大　 （变大/变小/不变）
（3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是图丙中的　B　 。
（4）下列说法正确的是　D　 。
A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩
B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用
C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些
D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）一切运动的物体都有动能，且动能的大小与物体的质量和速度有关；
（2）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关；
（3）根据发生碰撞时，力的变化做出选择；
（4）汽车刹车时，如果没有安全带的保护，驾驶员会因为自身惯性向前运动而发生事故，所以要让安全带起到保护人体的作用，防止惯性带来的伤害；
【解答】解：（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的动能也急剧变化；
（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性形变的程度变大，故弹性势能变大；
（3）发生碰撞前安全带对人的拉力较小，发生碰撞时，汽车突然停止运动，由于惯性人会向前运动，产生安全带的拉力增大，当汽车停止运动后，安全带对人的拉力又会减小，所以符合要求的图象是B；
（4）A．为了起到安全作用，汽车突然拐弯时，安全带不能自由伸缩，A错误；
B．汽车突然刹车时，安全带能对人起到保护作用，B错误；
C．为了安全，安全带要尽可能系得紧一些，C错误；
D．用手快速拉安全带，安全带会被锁住不能被拉动，D正确。
所以正确的选项为D。
故答案为：（1）动；（2）变大；（3）B；（4）D。
【点评】该题考查了惯性的利用、动能的大小等知识，是一道综合题。
动能、势能和机械能的转化
10．（2025秋 舟山期中）如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D．游戏者到c点时，他的动能最大
【答案】C
【分析】具有弹性的物体，只有发生弹性形变才具有弹性势能。
游戏者从最高点到a时，重力势能转化为动能。从a到c时，重力势能转化为动能和弹性势能。
从a点到c点的过程中，人受到弹力和重力作用，分成两段：上段受到向下的合力改变物体的运动状态，速度越来越快。下段受到向上的合力改变物体的运动状态，速度越来越慢，到最低点速度为零。
【解答】解：A、游戏者从最高点到a时，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，动能越来越大。从a点到c点的过程中，上段受到向下的合力改变物体的运动状态，速度越来越快，动能越来越大；下段受到向上的合力改变物体的运动状态，速度越来越慢，动能越来越小，最低点时速度为零。所以整个过程中，游戏者的动能先增大后减小，最后动能为零。不符合题意。
B、游戏者从最高点到a时，重力势能转化为动能。从a到c时，重力势能转化为动能和弹性势能。不符合题意。
C、弹性绳在a点以上时，没有发生弹性形变，弹性绳不具有弹性势能。通过a点之后，绳子发生弹性形变，绳子具有弹性势能。符合题意。
D、游戏者是c点，速度为零，所以动能为零。不符合题意。
故选：C。
【点评】对于从a到c过程中，上半段受到向下的合力，速度越来越大，学生不容易理解。
11．（2025秋 杭州期中）某小球被水平抛出，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．小球在点①的动能大于260J
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①
【答案】A
【分析】（1）根据小球在M点的重力势能的百分比计算出小球在M点的机械能和动能；根据小球在N点的动能的百分比计算出小球在N点的机械能和重力势能；
（2）根据小球起跳的高度分析机械能的变化，根据小球在M、N点的重力势能的大小关系可知高度关系，由此判断出M点、N点的位置。
【解答】解：小球在M点的重力势能为240J，占机械能的75%，则小球在M点的机械能为：EM320J，机械能等于动能与重力势能之和，故小球在M点的动能为：320J﹣240J＝100J；
小球在N点的动能为200J，占机械能的40%，则小球在N点的机械能为：EN500J，机械能等于动能与重力势能之和，故小球在N点的重力势能为：500J﹣200J＝300J；
小球在运动过程中，由于受到空气阻力的影响，机械能会逐渐减小，小球在点①②③的机械能依次减小；
因为M点的机械能EM小于N点的机械能EN，所以M点在N点的后方，M点不可能是①；
小球在N点的重力势能大于在M点的重力势能，所以小球在N点的高度大于在M点的高度，所以N点在位置②，又因为M点在N点的后方，所以M点在位置③；
A．由以上分析可知，小球在点①的机械能大于点②，点②即N点的机械能为500J，则小球在点①的机械能大于500J，而点①③高度相同，小球在点①的重力势能与点③即M点相同，为240J，故小球在点①的动能大于500J﹣240J＝260J，故A正确；
B．由以上分析可知，小球在N点的重力势能为300J，而不是500J，故B错误；
C．由以上分析可知，N点在位置②，M点在位置③，所以小球在M点的高度小于N点，故C错误；
D．由以上分析可知，N点在位置②，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了有关机械能的计算，机械能大小的比较、重力势能大小的比较、重力势能与动能的惯性，正确分析图示是解决问题的关键，难度较大。
12．（2025秋 上城区校级期中）如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲、乙两球抛出：甲球以速度v竖直向下抛出后落地；乙球以速度v竖直向上抛出至最高点A后落地。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．抛出时刻，甲球的动能比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球的势能比乙球的势能小
C．甲、乙两球落地时的速度和机械能均相等
D．乙球上升过程中机械能逐渐增大，A点最大
【答案】C
【分析】动能的大小与速度、质量有关，重力势能大小与高度、质量有关，机械能为动能和势能的和。
【解答】解：A．抛出时刻，甲球和乙球的速度相同，质量相同，所以甲球的动能等于乙球的动能，故A错误；
B．抛出时刻，甲球和乙球的高度相同，质量相同，所以甲球的势能等于乙球的势能，故B错误；
C．甲、乙两球运动的过程中发生动能和势能的转化，由于不考虑空气阻力，则甲球和乙球运动过程中机械能守恒；又因为抛出时刻甲、乙两个球的动能相等，势能也相等，故两个球的机械能相等，即说明落地时机械能相等；落地时势能为0，只有动能，则两球落地时动能相等，所以速度相等，故C正确；
D．乙球上升过程中机械能守恒，保持不变，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了动能、重力势能和弹性势能的概念及影响其大小的因素，属于基本内容。在判断动能、重力势能、弹性势能的大小时，要注意看影响它们大小的因素怎么变化。
13．（2025秋 吴兴区校级期中）投篮时，篮球从A点经B、C点飞向D点，运动轨迹如图所示，若空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．篮球在最高点时动能为零
B．篮球从A到B点的动能逐渐变小
C．篮球在B点的动能等于在C点的动能
D．篮球在整个过程中的机械能守恒
【答案】B
【分析】A、篮球在最高点时，虽然竖直方向速度为零，但水平方向仍有速度，据此分析。
B、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。
CD、因为空气阻力不可忽略，篮球在运动过程中要克服空气阻力做功，据此分析。
【解答】解：A、篮球在最高点时，虽然竖直方向速度为零，但水平方向仍有速度，故速度不为零则动能不为零，故A错误。
B、篮球从A到B点的过程中，高度增加，重力势能增大，同时空气阻力不可忽略且做负功，根据能量守恒，机械能减少，而重力势能增大，所以动能逐渐变小，故B正确。
C、从B点到C点，篮球克服空气阻力做功，机械能减少，B、C两点高度相同，重力势能相同，那么C点的动能小于B点的动能，故C错误。
D、因为空气阻力不可忽略，篮球在运动过程中要克服空气阻力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查动能的影响因素以及机械能是否守恒，难度适中。
14．（2025秋 瑞安市期中）如图所示，原长为L的橡皮筋一端固定在0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Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】小球下降过程，重力势能转化为动能的过程；小球拉动橡皮筋，小球动能转化为橡皮筋的弹性势能，动能逐渐变小，据此分析小球动能随移动距离变化并做出判断。
【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。
【点评】本题考查了动能和势能的转化过程分析以及动能随运动距离变化的关系图象的画法，弄清橡皮筋从L到2L过程的能量转化是关键。
15．（2025春 淳安县期中）如图所示为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动示意图。卫星离地球中心最近的点叫做近地点，离地球中心最远的点叫做远地点。下列关于卫星运动的说法正确的是（　　）
A．从近地点到远地点，卫星动能减少
B．从远地点到近地点，卫星势能增加
C．卫星在运行过程中受平衡力作用
D．卫星在运动过程中相对于地球始终是静止的
【答案】A
【分析】（1）卫星的动能和势能大小的变化，从动能和势能大小的影响因素考虑：
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。
势能大小的影响因素：质量、相对距离。质量越大，相对距离越大，势能越大。
（2）处于非平衡状态的物体受到的力是非平衡力。
（3）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。
【解答】解：A、从近地点到远地点，卫星的动能转化为势能，所以动能减少，故A正确；
B、从远地点到近地点，卫星的高度变小，势能减少，故B错误。
C、卫星在运行过程中运动方向不断变化处于非平衡状态，受非平衡力作用，故C错误。
D、卫星在运动过程中相对于地球的位置在不断变化，所以卫星在运动过程中相对于地球始终是运动的，故D错误。
故选：A。
【点评】本题以卫星为载体考查蕴含的物理知识，重点考查了学生应用物理知识解决实际问题的能力。注重了物理和生活的联系，具有较强的综合性。
16．（2025秋 萧山区校级期中）如图所示，将系在细线下的小球拿至A点，然后释放，小球将在A、C两点之间往复摆动，如果不考虑空气对小球的阻力，下列分析中正确的是（　　）
A．小球在摆动过程中始终受到平衡力的作用
B．小球在B位置的重力势能最大，动能最小
C．当小球摆至B位置时，如果细线突然断裂，则小球将竖直下落
D．当小球摆至C位置时，如果小球所受的力同时消失，小球将静止在C位置
【答案】D
【分析】（1）物体受到平衡力的作用时，物体的运动状态不变；物体受到非平衡力，物体的运动状态变化。
（2）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、被举的高度有关。被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
（3）小球摆到B位置时，绳的拉力撤销，小球由于惯性要保持原来的运动状态，继续向前运动；小球还受到竖直向下的重力，由这两种运动的合运动可以判断物体的运动情况。
（4）物体撤销一切外力，物体将保持撤销力时的运动状态。
【解答】解：A、小球在摆动过程中，小球的运动状态不断发生变化，所以小球一直受到非平衡力作用。选项错误。
B、小球在B位置时小球的高度最小，小球的重力势能最小；小球在B点时速度最大，小球的动能最大。选项错误。
C、当小球摆至B位置时，如果细线突然断裂，小球由于惯性继续向右运动，小球还受到重力作用要向下运动，所以小球要向右下方运动。选项错误。
D、当小球摆至C位置时，小球的速度为零，小球瞬间处于静止状态，此时如果小球所受的力同时消失，小球将保持静止状态。选项正确。
故选：D。
【点评】一切外力撤销时，物体保持撤销外力时的速度和方向不变。这点学生容易出现错误。
17．（2025秋 瑞安市期中）小平同学用多个大小相同，质量不同的小球，做了如图实验：将弹簧一端固定在墙面，另一端自然伸长至A，压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球，小球落地位置不同。若平面均光滑，下列说法正确的是（　　）
A．将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能不同
B．弹簧从同一压缩位置恢复至A点时，不同小球的动能相同
C．从A位置到落地前一瞬间，弹簧的弹性势能转化为小球的动能
D．小球落地位置不同是因为在B点小球的动能不同
【答案】B
【分析】AB、将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能相同，恢复至A点时，弹性势能转化为动能，不同小球的动能相同；
C、从A位置到落地前一瞬间，弹簧的动能不变；
D、动能的影响因素：质量和速度，据此分析。
【解答】解：A、将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能相同，故A错误；
B、弹簧压缩相同位置，弹性势能相同，恢复至A点时，弹性势能转化为动能，不同小球的动能相同，故B正确；
C、小球到A位置已经无弹性势能，故C错误；
D、小球达到A位置的动能相同，由于小球质量不同，故此时速度不同，即小球落地位置不同是因为在B点小球的速度不同，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查有关动能的相关知识，难度适中。
18．（2025秋 上城区校级期中）在体育课上小沈参加了实心球项目的测试，球抛出后依次经过B、A两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，由图可知下列说法正确的是（　　）
A．球在A点速度等于在B点速度
B．球在A点的高度可能大于在B点的高度
C．运动过程中球的机械能守恒
D．B点可能是实心球抛出后的最高点
【答案】D
【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）不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。
【解答】解：A、球的质量一定，由图可知，球在A点的动能大于在B点动能，所以球在A点速度大于在B点速度，故A错误。
B、球的质量一定，由图可知，球在A点的重力势能小于在B点的重力势能，所以球在A点的高度一定小于在B点的高度，故B错误。
C、由图可知，球在A点的机械能小于在B点的机械势能，所以运动过程中球的机械能不守恒，故C错误。
D、由图可知，球在B点的重力势能最大，所以B点可能是实心球抛出后的最高点，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查动能和重力势能的大小变化、机械能守恒，难度不大，读懂柱状图是关键。
19．（2025秋 萧山区期中）蹦床是体育比赛项目，比赛所用蹦床的床面弹性很大，运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点，能到达的最低点为B点，如图所示，下列结论正确的是（　　）
A．运动员到达A点时，处于平衡状态
B．运动员到达B点时，处于平衡状态
C．运动员从A点到B点的运动过程中，动能变大
D．运动员从A点到B点的运动过程中，蹦床弹性势能在变大
【答案】D
【分析】（1）处于平衡状态的物体受到的力是平衡力。
（2）运动员从A点到B点过程中，重力不变，受到的弹力逐渐增大，分析重力和弹力合力的方向，得出弹力与重力的关系，判断其是否处于平衡状态；
（3）根据力与运动的关系得出其速度变化，然后根据动能的影响因素判断其动能变化。
（4）弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。
【解答】解：A、运动员到达A点时，由于此时“蹦床”刚好还未发生形变，无弹力，运动员仅受重力作用，处于非平衡状态，故A错误。
B、运动员在从A点向B点运动过程中，由于刚开始“蹦床”的形变较小，产生的弹力也较小，弹力小于重力，运动员向下加速运动；随着运动员不断向下运动，“蹦床”形变变大，弹力变大，当弹力等于运动员的重力时，运动员达到最大速度；之后，由于惯性，运动员继续向下运动，弹力继续增大，弹力大于重力，运动员向下做减速运动，到达最低点B点时，速度减为零，所以到达B点时，弹力大于重力，运动员处于非平衡状态，故B错误。
C、从A向B过程中，运动员的速度先增大后减小，质量不变，所以运动员的动能先增大后减小，故C错误。
D、从A向B过程中，“蹦床”的形变始终在增大，弹性势能一直在增大，故D正确。故选：D。
【点评】本题考查动能和重力势能的转化、平衡状态的判断、了力与运动关系等，关键是会分析从A点到B点过程中重力和弹力合力的变化。
20．（2025秋 金东区期中）如图是物体在运动过程中动能Ek随时间t变化的曲线，该物体最有可能是（　　）
A．竖直向上垫起的排球
B．离开脚后在地上滚动的足球
C．斜向上用力抛出的铅球
D．从空中自由下落的篮球
【答案】C
【分析】由图可知，该物体的动能先减小后增大，整个运动过程中动能都不为零。据此根据动能大小的影响因素分析选项中的各个场景中的物体的动能变化情况，然后得出结论。
【解答】解：由图可知，该物体的动能先减小后增大，整个运动过程中动能都不为零。
A、竖直向上垫起的排球，质量不变，速度逐渐变小，则动能不断变小，到达最高点时，速度为零，动能为零，故A不合题意；
B、离开脚后在地上滚动的足球，质量不变，速度逐渐变小，则动能不断变小，停止运动时，速度为零，动能为零，故B不合题意；
C、斜向上投掷出去的铅球，由于受到空气阻力和重力的作用速度不断变小，然后变大，则动能先变小后变大，在落地之前，速度不为零，动能不为零，故C符合题意；
D、从空中自由下落的篮球，质量不变，速度不断变大，则动能不断变大，故D不合题意。
故选：C。
【点评】此题考查动能的影响因素，读懂图象，并能根据动能的影响因素分析物体动能的大小变化是关键。
21．（2024秋 南浔区期中）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（　　）
A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能
B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化
C．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去
【答案】C
【分析】利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化；如本题对于同一个罐子，其质量一定，只通过比较罐子的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断罐子的动能、重力势能和弹性势能的变化。
【解答】解：
AB、罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，同时橡皮筋发生弹性形变，弹性势能变大，在运动过程中，由于存在摩擦力，一部分机械能会转化为内能，即重力势能转化为动能、弹性势能、内能，故AB错误；
C、罐子滚下后，由于橡皮筋具有弹性势能，橡皮筋的弹性势能会转化为罐子的动能，使的罐子沿斜面向上运动，所以可以能滚上斜面，故C正确；
D、水平面光滑，罐子在水平面上滚动时，罐子的动能会转化为橡皮筋的弹性势能，所以不会一直滚下去，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查铁罐的机械能的转化，包含了动能和弹性势能、重力势能的转化，应细化整个过程的分析是解题的关键。
22．（2025秋 普陀区期中）甲、乙、丙是三个完全相同的网球，如图所示，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，丙球斜向上抛出，不计空气阻力，落地前的运动过程中，甲球的动能　增大　 （选填“增大”“不变”或“减小”），乙、丙两球上升的最大高度　不相等　 （选填“相等”或“不相等”），落地瞬间，乙球的速度　等于　 （选填“大于”“等于”或“小于”）甲球的速度。
【答案】增大；不相等；等于。
【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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能＝动能+势能。
（4）由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，据此分析即可。
（5）曲线运动的最高点速度不为零，动能没有全部转化为重力势能。
【解答】解：
落地前的运动过程中，甲球向下做加速运动，质量不变，速度变大，故甲球的动能增加；不计空气阻力，乙、丙两球的机械能是守恒的，乙球做竖直向上运动，故运动到最高点时速度为零，动能全部转化为重力势能；丙球做曲线运动，曲线运动的最高点速度不为零，动能没有全部转化为重力势能，故丙球的高度比乙球低；
甲、乙两个球整个运动过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的，开始重力势能相同，落地时动能相同，所以落地时两球的速度大小相等，即v甲＝v乙。
故答案为：增大；不相等；等于。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
23．（2025秋 德清县期中）如图是小科制作的“能的转化与守恒”概念图（部分），请完成以下问题。
（1）请你在概念图中填入合适的内容：①　化学能　 ，②　机械能　 。
（2）用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。在摆锤向下摆动的过程中，能量转化情况为 　重力势能转化为动能　 。
（3）氢能源是二十一世纪最有前途的绿色能源之一，但到目前为止，氢能源没有被大面积推广，其主要原因是 　运输储存困难　 。
【答案】（1）化学能；机械能；（2）重力势能转化为动能；（3）运输储存困难。
【分析】（1）根据机械能的定义解答，自然界中的能量都以各种形式的能储存起来；
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量不变时，高度越小，重力势能越小；动能大小的影响因素：质量和速度，质量不变时，速度越大，动能越大；
（3）根据氢能源的优缺点解答。
【解答】解：（1）动能、势能统称为机械能，故②为机械能，自然界中除了机械能之外，还有各种各样的能力，如化学能，光能，电能等；
（2）用细线把钢球悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放，钢球向下摆动的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大；
（3）氢元素太“活泼“，密度小、易爆炸，运输存储要么靠高压气罐，要么靠低温液氢，运输储存困难。
故答案为：（1）化学能；机械能；（2）重力势能转化为动能；（3）运输储存困难。
【点评】能源的开发与利用是经常考查的内容，此类考题与生活联系密切，是考查的重点内容。
24．（2025秋 鹿城区校级期中）蹦床是深受民众喜爱的一项运动。如图为蹦床运动简化示意图，其中运动员在O点时速度为零，A点是蹦床不发生形变时的原位置。B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力则：
（1）从B点运动到C点的过程中，运动员的重力势能 　减小　 ，蹦床的弹性势能 　增大　 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）从O点到C点的过程中，在 　B　 点（填A、B或C）处运动员的动能最大。
【答案】（1）减小；增大；（2）B。
【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关。
（2）当重力大于蹦床对运动员的弹力时，运动员做加速运动；当蹦床对运动员的弹力大于重力时，运动员做减速运动。
【解答】解：（1）运动员从B点运动到C点的过程中，高度降低，重力势能减小，蹦床的弹性形变增加，运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能，蹦床的弹性势能增大；
（2）从O点到B点的过程中，重力大于蹦床对运动员的弹力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，蹦床对运动员的弹力大于重力，运动员的速度减小，到达C点时，速度为零；因此，从O点到C点的过程中运动员在B点的速度最大，在B点处运动员的动能最大。
故答案为：（1）减小；增大；（2）B。
【点评】本题考查了机械能、弹性势能、重力势能和动能的大小变化，属于基础题。
25．（2025秋 金东区期中）如图甲是机械能转化的思维导图。请回答以下问题：
（1）完善图甲中　内能　 的内容。
（2）如图乙所示，无动力过山车先通过人踩动自行车踏板，使过山车上行至起始点（终点B→起始点A），之后无需踩动，过山车便可自行下滑直至终点（起始点A→终点B）。依据理想模型，过山车下滑过程中，车的能量转化是　重力势能转化为动能　 。
（3）为了确保过山车从起始点出发后能够回到终点（起始点A→终点B），请你结合上述机械能转化模型对轨道的设计提出一点建议。　起始点位置要最高，高于轨道上的其他任意位置　 。
【答案】（1）内能；（2）重力势能转化为动能；（3）起始点位置要最高，高于轨道上的其他任意位置。
【分析】（1）当有阻力时，机械能的转化过程中会有能量损失；
（2）在理想模型中，忽略摩擦，机械能守恒；
（3）根据机械能转化过程分析。
【解答】解：（1）当有阻力时，机械能的转化过程中会有能量损失，一部分机械能转化为内能，所以甲图中需补充的是内能；
（2）在理想模型中，机械能守恒，过山车下滑过程中，重力势能转化为动能；
（3）由机械能转换时，会有一部分机械能转化为内能可知，为了确保过山车从起始点出发后能够回到终点，①起始点位置要最高，高于轨道上的其他任意位置；②轨道要尽量光滑，尽量减小摩擦。
故答案为：（1）内能；（2）重力势能转化为动能；（3）起始点位置要最高，高于轨道上的其他任意位置。
【点评】本题考查了机械能转化的实际应用，属于基础题。
26．（2024秋 舟山期中）小舟参加“过山车模型挑战赛”活动。具体要求如下：
Ⅰ．将小车置于初始位置后松手，小车沿轨道滑落，最终能越过陡坡到达地面。
Ⅱ．陡坡高度越高，则最终成绩越好。
（1）如图甲为小舟设计的模型示意图，为完成要求Ⅰ，图中C点的高度需低于A点，其理由是 　机械能不守恒（有摩擦，部分机械能转化为内能）或C点有水平速度还具有动能　 ；
（2）在对制作的模型进行测试时发现，小车未能越过C点。为此，小舟重新设计并制作装置（如图乙，小车与弹簧并未连接）。使用时，　向左推动小车，使弹簧压缩至某位置后松手　 （写出小舟的操作要求），最终成功完成挑战。
（3）为提高挑战成绩，小舟提升图乙装置中C点的高度。为保证挑战成功，在不更换小车和轨道材料的前提下，可采取的方法是 　弹簧压缩更短（释放时手向右推车/换弹性更好的弹簧）　 。
【答案】（1）机械能不守恒（有摩擦，部分机械能转化为内能）或C点有水平速度还具有动能；
（2）向左推动小车，使弹簧压缩至某位置后松手；
（3）弹簧压缩更短（释放时手向右推车/换弹性更好的弹簧）。
【分析】（1）小车运动时受到摩擦力作用，其机械能逐渐减小，且要越过C点此时的速度不能为0；
（2）弹簧弹性势能的大小与弹簧的弹性形变程度和弹簧的材料有关；
（3）要提升图乙装置中C点的高度，从增大小车初始位置的机械能角度分析。
【解答】解：（1）如图甲为小明设计的模型示意图，为完成要求I，图中C点的高度需低于A点，这是因为小车运动时受到摩擦力作用，其机械能逐渐减小，且到达C点时必须有一定的速度（一定的动能）才能越过C点。
（2）使用时，向左推动小车，使弹簧压缩至某位置O点后松手，弹簧从O点至恢复原长的过程中，弹簧的弹性形变减小，小车的速度增大、动能增大，则该过程中弹簧的弹性势能转化为小车的动能，小车的机械能增大，使小车能越过C点。
（3）要提升图乙装置中C点的高度，即小车通过C点时的重力势能变大，必须增大小车初始位置的机械能，为保证挑战成功，在不更换小车和轨道材料的前提下，应增大最初弹簧的弹性势能，可采取的方法是使弹簧压缩的程度更大或换用劲度系数更大的弹簧（弹簧的劲度系数越大，在弹簧的压缩量相同时，其弹性势能越大）。
故答案为：（1）机械能不守恒（有摩擦，部分机械能转化为内能）或C点有水平速度还具有动能；
（2）向左推动小车，使弹簧压缩至某位置后松手；
（3）弹簧压缩更短（释放时手向右推车/换弹性更好的弹簧）。
【点评】本题考查了动能和势能的转化、机械能的转化过程等，属于中档题。
运用动能、势能和机械能的知识进行解释说理
27．（2025秋 淳安县期中）频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，其原理是：在黑暗环境中，让相机快门一直开着进行长时间曝光，同时间隔时间相等的短暂闪光来间歇性地照亮物体，每一次闪光，就在传感器上记录一个清晰的瞬间影像。如图1，是某实验小组探究斜抛运动规律的实验装置，在暗箱正上方安装一个频闪相机A，记录小球的俯视运动，在暗箱右侧安装一个频闪相机B，记录小球的侧视运动。将小球从斜槽顶端N点静止自由释放，小球沿斜槽滚下。当小球从斜槽O点抛出时，得到如图2所示的频闪照片，P、Q、R分别为小球运动轨迹上的三个位置，P恰好是小球抛出后的最高点。（不计摩擦和空气阻力）
（1）小组同学根据图2中相机A的记录结果，判断小球的俯视运动为匀速运动，其证据是　A相机照片内相邻两个小球间距相同　 。
（2）有同学提出，P的高度要低于小球在斜面起始点N的高度，请根据题中提供的信息，从能量的角度解释原因　由于小球在斜面上最高点时动能为零，因此斜面上最高点的重力势能等于机械能；由于小球抛出后到轨迹最高点速度不为零，仍有动能。不考虑机械能损失，抛出后轨迹最高点的机械能与斜面上最高点的机械能相等，因此斜面最高点的重力势能大于抛出后轨迹最高点的重力势能，故轨迹最高点要低于斜面最高点　 。
（3）根据题中提供的信息，请在图3坐标图中画出小球从O点到R点动能的大小变化的大致曲线。
【答案】（1）A相机照片内相邻两个小球间距相同；
（2）由于小球在斜面上最高点时动能为零，因此斜面上最高点的重力势能等于机械能；由于小球抛出后到轨迹最高点速度不为零，仍有动能。不考虑机械能损失，抛出后轨迹最高点的机械能与斜面上最高点的机械能相等，因此斜面最高点的重力势能大于抛出后轨迹最高点的重力势能，故轨迹最高点要低于斜面最高点；
（3）。
【分析】（1）由相机A照出图可知每相邻两个图像之间间距相同，据此分析；
（2）（3）物体的机械能是动能与重力势能之和；物体的动能跟质量与速度有关；重力势能跟质量和高度有关。
【解答】解：（1）图2中相机A拍摄的小球是水平方向上的运动图像，照相机每隔一定时间曝一次光，图中可知每相邻两个图像之间间距相同，也就是说相同时间内的位移相同，即在小球在水平方向上做匀速运动；
（2）由于小球在斜面上最高点时动能为零，因此斜面上最高点的重力势能等于机械能；由于小球抛出后到轨迹最高点速度不为零，仍有动能。不考虑机械能损失，抛出后轨迹最高点的机械能与斜面上最高点的机械能相等，因此斜面最高点的重力势能大于抛出后轨迹最高点的重力势能，故轨迹最高点要低于斜面最高点；
（3）小球做抛物线运动，小球从O点开始，先上升，在重力的作用下速度逐渐变小，但因为一直有水平方向的速度，故在最高点时速度不会变为0；当竖直方向速度为0后，在重力的作用下，开始向下做加速运动，由于整个过程中，小球质量不变，则动能先变小后变大，最后如图所示：
。
故答案为：（1）A相机照片内相邻两个小球间距相同；
（2）由于小球在斜面上最高点时动能为零，因此斜面上最高点的重力势能等于机械能；由于小球抛出后到轨迹最高点速度不为零，仍有动能。不考虑机械能损失，抛出后轨迹最高点的机械能与斜面上最高点的机械能相等，因此斜面最高点的重力势能大于抛出后轨迹最高点的重力势能，故轨迹最高点要低于斜面最高点；
（3）。
【点评】本题考查机械能的概念和机械能守恒，本题稍有难度。
28．（2024秋 杭州期中）图甲是2022北京冬奥会自由式滑雪大跳台，在自由式滑雪大跳台运动过程中涉及到的能量变化和运动轨迹可用图乙简化分析，图乙中木块以一定的速度滑过A，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且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，请你分析木块从A运动到D的过程中动能的变化情况。
【答案】AB段：木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则木块的动能不变；
BC段：由于克服BC段摩擦做功，导致动能减小；
CD段：不计空气阻力，质量不变，高度变小，重力势能变小，重力势能全部转化为动能，动能增加
【分析】在木块运动过程中，如果重力做功大于克服摩擦做功，那么会有重力势能转化为动能，即动能增大；如果二者相等，那就动能不变；如果只有克服摩擦做功，那么动能会减小，据此分析解答。
【解答】解：AB段：木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则木块的动能不变；
BC段：由于克服BC段摩擦做功，导致动能减小；
CD段：不计空气阻力，质量不变，高度变小，重力势能变小，重力势能全部转化为动能，动能增加。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。
29．（2023秋 温州期中）在运动会中，很多比赛项目的选手（例如跳高、跳远、铁饼、标枪等）在起跳或投掷前都要助跑。
资料1：跳远中，在跳的最大高度相同的情况下，起跳后落地时间也相同。
资料2：跳远时，最高点的速度即为整个跳远过程的水平速度。
请结合上述资料从机械能的角度解释在跳远中为什么助跑跑得快的同学—般成绩都比较突出。（不考虑空气阻力的影响）
【答案】在起跳时，在质量不变的情况下，速度越大，动能越大，此时的重力势能相同，机械能越大；在空中的最高点时，高度相同，重力势能相同，机械能越大，动能越大，速度越大，由于在空中运动的时间相同，根据s＝vt可知，速度越大的运动的路程越远，所以助跑跑得快的同学一般成绩都比较突出
【分析】动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关；机械能为动能和势能的和。
【解答】答：在起跳时，在质量不变的情况下，速度越大，动能越大，此时的重力势能相同，机械能越大；在空中的最高点时，高度相同，重力势能相同，机械能越大，动能越大，速度越大，由于在空中运动的时间相同，根据s＝vt可知，速度越大的运动的路程越远，所以助跑跑得快的同学一般成绩都比较突出。
【点评】本题考查了动能、重力势能、机械能的转化，难度不大。
30．（2023秋 椒江区校级期中）高台跃下，天际中滑翔出一道优美曲线一跳台滑雪，一项勇敢者的运动。这项运动中滑雪赛道的设置和运动员的技术动作、飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离。
资料1：滑雪赛道的设置
赛道分为出发点、助滑坡、起跳点和着陆坡等几个区域，其中出发点和起跳点存在44米的高度差：赛道表面覆盖雪的厚度需达到6—8米。雪内有很多小孔，小孔内充满空气。滑雪时，踏着滑雪板的人和滑雪板压在雪上时，雪内的空气就会被逼出。
资料2：滑雪运动员技术动作和飞行姿势
滑雪过程中，运动员通过助滑坡到达起跳点后，在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体，调整好姿势在空中飞行，飞行至顶端时身体与滑板构成上表面凸起的流线型。结合上述信息并运用所学知识，对滑雪赛道的设置以及运动员的技术动作和飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离的原因作出合理解释。
【答案】根据图可知，开始时运动员的位置最高，在高处运动员具有较大的重力势能，下滑时重力势能转化为动能，使得滑雪者能够具有较大的动能，所以适合作为滑雪赛道；
当踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，空气被逼出时，形成了气垫，滑雪板与地面脱离接触，减少了摩擦力；
运动员起跳要用力蹬，因为力能改变物体的运动状态且力的作用是相互的，可以跳得更高；
在空中形成表面凸起的流线型，减小了空气阻力，且上表面流速大于下表面，得到了大气向上的托力，可以飞行的更久。
【分析】重力势能的大小与质量、高度有关；动能的大小与质量、速度有关；重力势能和动能可以相互转化；
力的作用是相互的；
流线型可以减小空气的阻力；流体的压强与流速有关，流速越大的地方压强越小。
【解答】答：根据图可知，开始时运动员的位置最高，在高处运动员具有较大的重力势能，下滑时重力势能转化为动能，使得滑雪者能够具有较大的动能，所以适合作为滑雪赛道；
当踏着滑雪板的人把重都压在滑雪板上时，空气被逼出时，形成了气垫，滑雪板与地面脱离接触，减少了摩擦力；
运动员起跳要用力蹬，因为力能改变物体的运动状态且力的作用是相互的，可以跳得更高；
在空中形成表面凸起的流线型，减小了空气阻力，且上表面流速大于下表面，得到了大气向上的托力，可以飞行的更久。
【点评】考查了越野滑雪赛道的特点和滑雪运动员的姿势能够影响滑雪速度的原因，结合图中信息和力学原理理解作答。
机械能守恒
31．（2025秋 江北区期中）为防止“天降冰凌”产生危害，将除冰环从桥梁斜拉索上端由静止释放，除去斜拉索上的积冰，除冰环在下滑过程中（　　）
A．只受重力作用 B．速度始终不变
C．一直处于平衡状态 D．机械能不断减小
【答案】D
【分析】（1）除冰环在下滑过程中，除受重力作用外，还受到斜拉索的摩擦力；
（2）除冰环在下滑过程中，重力势能转化为动能，动能增大，速度会增大；
（3）平衡状态是指静止状态或匀速直线运动状态；
（4）除冰环在下滑过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小。
【解答】解：A、除冰环在下滑过程中，除受重力作用外，还受到斜拉索的摩擦力，故A错误；
B、除冰环在下滑过程中，重力势能转化为动能，动能增大，速度会增大，故B错误；
C、除冰环在下滑过程中，速度会增大，运动状态在改变，不是一直处于平衡状态，故C错误；
D、除冰环在下滑过程中，要克服摩擦力做功，因此除冰环的机械能不断减小，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查动能和重力势能的转化、机械能大小的变化以及学生对平衡状态的理解和掌握，属于基本内容。
32．（2025秋 钱塘区期中）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　）
A．动能增加，重力势能不变，机械能增加
B．动能增加，重力势能增加，机械能增加
C．动能不变，重力势能减小，机械能减小
D．动能减小，重力势能增加，机械能不变
【答案】B
【分析】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；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；机械能＝动能+势能。
【解答】解：
飞船加速升空时，质量不变，速度增大，所以动能增加；高度升高，所以重力势能增加。机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增加，故B正确。
故选：B。
【点评】本题考查动能、重力势能、机械能的变化分析，解题关键是掌握影响动能和重力势能的因素。
33．（2025秋 南浔区期中）如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中（　　）
A．动能增大，重力势能增大，机械能增大
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能不变，重力势能增大，机械能增大
D．动能不变，重力势能减小，机械能减小
【答案】C
【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，高度越大，重力势能越大。
动能与势能的总和是机械能。
【解答】解：无人机在竖直向上匀速运动的过程中，质量不变，速度不变，位置变高，故动能不变，重力势能变大，动能与势能的总和是机械能，动能与重力势能之和变大，即机械能变大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查动能、势能和机械能的大小变化分析，知道动能和重力势能大小的影响因素是解决该题的关键。
34．（2025秋 鹿城区校级期中）2024年11月4日，“神舟十八号”载人飞船返回舱成功着陆。如图所示，返回舱在接近地面时，缓冲发动机点火，进一步减小返回舱速度，直至软着陆，此过程中返回舱（　　）
A．动能减小，重力势能减小，机械能不变
B．动能不变，重力势能减小，机械能减小
C．动能减小，重力势能增加，机械能不变
D．动能减小，重力势能减小，机械能减小
【答案】D
【分析】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。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
动能和势能之和称为机械能。
【解答】解：返回舱减速下降，质量不变，速度减小，高度降低，动能和重力势能减小，所以机械能减小。故ABC不正确，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素，属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时，要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。
35．（2025秋 浙江期中）如图甲所示，筒车是一种以水流为动力来取水的机械，其模型可用图乙简单表示，工作时筒车的转速不变，则下列说法正确的是（　　）
A．取水筒内的水，从取水处到倒水处，动能增大
B．取水筒内的水，在倒水处时重力势能最小
C．取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直增大
D．取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直不变
【答案】C
【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、被举得高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）动能和势能统称为机械能；
（4）筒车工作原理是将水的动能转化为筒车的动能和取水桶内水的动能和重力势能。
【解答】解：A．动能的影响因素是质量与速度，取水筒内的水，从取水处到倒水处，质量和速度的大小不变，动能不变，故A错误；
B．重力势能的影响因素是质量与高度，取水筒内的水，在倒水处时质量不变，高度最大，重力势能最大，故B错误；
CD．取水筒内的水，从取水处到倒水处，速度不变，动能不变，高度变高，重力势能增大，机械能包括动能与势能，总的机械能一直增大，故C正确，故D错误。
故选：C。
【点评】本题借助于筒车考查了动能和势能的转化，判断是哪种能量转化成了另一种能量的方法是：减少的能量转化为增多的能量。
36．（2025秋 淳安县期中）小金系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点自由下落到最低点过程中的速度与时间的关系图像如图所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小金下落到最低点。下列分析正确的是（　　）
A．0～t1，小金的机械能不断增大
B．t1～t2，小金的动能不断增大
C．0～t3，小金的重力势能不断增大
D．t2～t3，弹性绳的弹性势能不断减小
【答案】B
【分析】物体由于运动所具有的能量叫动能，动能与质量和速度有关；
物体由于受到重力且处于一定高度所具有的能量叫重力势能，重力势能与质量和高度有关；
物体由于发生弹性性能所具有的能量叫弹性势能，弹性势能与弹性形变的程度有关；
动能和势能统称为机械能。
【解答】解：小金从最高点自由下落到最低点过程中：第一阶段：0～t1，重力势能转化为动能，在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；
第二阶段，t1～t2，弹性绳开始产生弹力，但是弹力较小，小金继续加速，他的重力大于弹力，到t2时刻，速度达到最大值；
第三阶段，t2～t3，小金的速度和高度减小，动能和重力势能减小，机械能减小，弹性势能增大。
A、忽略空气阻力，0～t1，小金的机械能不变；故A错误；
B、t1～t2，小金的动能不断增大，故B正确；
C、0～t3，小金的重力势能不断减小，故C错误；
D、t2～t3，弹性绳的弹性势能不断增大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是机械能的概念；知道动能和势能的转化过程；知道影响动能、重力势能和弹性势能大小的因素。
37．（2025秋 杭州期中）如图所示是一个乒乓球抛出后的部分运动轨迹，其中a、b、c为轨迹中的三个位置，a、b在同一高度，则下列说法中正确的是（　　）
A．乒乓球在b点时的动能为零
B．乒乓球在b、c两点时的重力势能相等
C．乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能
D．在整个运动过程中，由于机械能守恒，所以a、b、c三点的机械能都相等
【答案】C
【分析】分析乒乓球运动时的速度及高度的变化，则可知动能及重力势能的变化；根据机械能等于动能和势能之和判断机械能的变化。
乒乓球在运动的过程中克服空气阻力做功，与地面碰撞做功，机械能减少，不守恒。
【解答】解：A、乒乓球在b点时的速度不为零，动能不为零，故A错误；
B、乒乓球在b、c两点时的高度不同，重力势能不相等，故B错误；
CD、在整个运动过程中，乒乓球克服空气阻力做功，与地面碰撞做功，机械能逐渐减小，乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能，a、b、c三点的机械能不相等，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了机械能的定义及动能和重力势能的相互转化，注意只有在不计空气阻力和摩擦时，机械能总量是保持不变的。
38．（2025秋 乐清市校级期中）2025年，中国选手陈艺文在世界游泳锦标赛女子跳水三米板决赛中勇夺金牌。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，随后完成②③④动作。下列说法正确的是（　　）
A．①至②过程中，她的机械能增大
B．②至③过程中，她的重力势能减小
C．处于③时，她的动能恰好为零
D．③至④过程中，她的机械能增大
【答案】A
【分析】机械能包括动能和势能；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；动能和势能可以相互转化；
忽略空气阻力，只有动能与重力势能的转化，机械能都守恒。
【解答】解：图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，此时她的速度为零，动能为零。
A．从①到②的过程中，跳板的弹性势能会转化为运动员的机械能，此过程中她的机械能增大，故A正确；
B．从②到③的过程中，高度增加，速度减小，因此动能减小，重力势能增加，故B错误；
CD．在③时，运动员在水平方向上具有一定的速度，因此在③（最高点）时，动能不为零；接着运动员下落，质量不变，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，不计空气阻力，机械能守恒，即机械能保持不变，故CD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了机械能的转化，属于基础题。
39．（2025秋 金华期中）中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能　不变　 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能　大于　 （选填“大于”或“等于”）零。
【答案】不变；大于
【分析】不考虑能量损失，动能和势能转化过程中，机械能总量守恒；
球到达最高点时，仍有向前运动的速度。
【解答】解：实心球从离开手后到达最高点的过程中，不考虑空气阻力，只有动能转化为重力势能，实心球的机械能守恒，即球的机械能不变；
实心球在最高点时，仍有向前的速度，所以其动能大于零。
故答案为：不变；大于。
【点评】此题考查了机械能的转化和守恒，动能大小的判断，其中最后一空容易出错。
40．（2025秋 玉环市期中）如图为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图。卫星离地球最近的点叫做近地点，离地球最远的点叫做远地点。
（1）重力势能最大的点是　远　 地点。
（2）在太空中机械能是守恒的，卫星在近地点的速度　大于　 （填“大于”“等于”或“小于”）远地点速度。
【答案】（1）远；
（2）大于。
【分析】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，根据它们影响因素的变化得出动能和重力势能的变化，再根据能量变化的规律：减小的能量转化为增大的能量得出。
【解答】解：（1）在卫星绕地球运动过程中，卫星在远地点距离地球最远，因此远地点的重力势能最大。
（2）在卫星绕地球运动过程中，机械能是守恒的，卫星在近地点的重力势能小于远地点重力势能，所以卫星在近地点的动能大于远地点动能，所以卫星在近地点的速度大于远地点速度。
故答案为：（1）远；
（2）大于。
【点评】对于能量的转化必定是一种能量减少另一种能量增加，并且减少的能量转化为增加的能量。
41．（2025秋 吴兴区校级期中）如图所示，单摆小球从A点由静止释放经过最低点B然后到达C点（忽略空气阻力）。则小球摆动到 　B　 （选填“A”“B”或“C”）点时动能是最大的；若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球 　保持静止　 （选填“保持静止”、“继续做曲线运动”、“做匀速直线运动”）。若A与C等高，则小球从A运动到C过程中，机械能 　守恒　 （填：“守恒”或“不守恒”）（忽略绳子形变）。
【答案】B；保持静止；守恒。
【分析】（1）影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
影响重力势能大小的因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（2）牛顿第一定律：一切物体在不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态；
（3）不计空气阻力，小球的机械能是守恒的。
【解答】解：小球的质量一定，摆动到B点时的速度最大，动能最大；
当小球到达C点时，速度为0，此时小球所受各力突然全部消失，根据牛顿第一定律，物体将保持这一状态，所以小球将处于静止状态；
忽略空气阻力，没有外力对小球做功，小球从A运动到C过程中机械能是守恒的。
故答案为：B；保持静止；守恒。
【点评】本题考查对动能的影响因素、牛顿第一定律、机械能守恒条件的理解与应用，有一定综合性，但总体难度不大。
42．（2025秋 越城区校级期中）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 　不变　 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 　增大　 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 　先增大后减小　 。
【答案】（1）不变；（2）增大；先增大后减小。
【分析】（1）A点处弹性绳自然伸直，弹性绳没有产生弹力，因此从O点到A点的运动过程中，忽略空气阻力，机械能守恒；
（2）弹性势能大小的影响因素：弹性形变的大小，发生弹性形变的难易程度，形变越大，越难，弹性势能越大。A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，速度越来越大，动能越来越大，当弹性绳对运动员拉力大于重力时，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零，因此动能逐渐减小。
【解答】解：（1）O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变；
（2）在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。
故答案为：（1）不变；（2）增大；先增大后减小。
【点评】本题难度较大，关键是对人的受力分析，同时要结合力的合成以及力与运动的关系等知识，是一道力学综合题。
43．（2025秋 绍兴期中）某小球被水平抛出，其部分运动轨迹如图1所示，小球在运动过程中经过M、N两点，对应图1中①②③点处的某两个位置，其动能和重力势能的参数如图2所示。
（1）从小球的运动轨迹图可知，小球的机械能　不守恒　 。（填“守恒”或“不守恒”）
（2）根据图2计算小球在N点的机械能是多少焦？
（3）通过计算分析说明，M点在对应图1中①②③的哪个位置？
【答案】（1）不守恒；（2）小球在N点的机械能是500J；（3）M点对应图1的③。
【分析】（1）根据小球弹跳的高度变化分析机械能是否守恒；
（2）小球的高度相同，重力势能相等，根据图示的比例关系计算出机械能的大小；
（3）根据重力势能的大小计算出机械能，比较分析得出结论。
【解答】解：（1）从小球的运动轨迹图可知，小球的弹跳高度逐渐减小，可知机械能损失，则小球的机械能不守恒；
（2）由图1知，M点和N点的高度相同，重力势能相等，可知N点的重力势能为240J，所以N点的机械能为：
EN500J；
（3）M点的机械能为：EM320J，M点的机械能小于N点的机械能，所以M点在N点的后方，不可能是①；
N点的重力势能为：E重力势能＝E机械﹣E动能＝500J﹣200J＝300J，N点的重力势能大于M点的重力势能，所以N点是②，则M点对应③。
故答案为：（1）不守恒；（2）小球在N点的机械能是500J；（3）M点对应图1的③。
【点评】本题考查了有关机械能的计算，机械能包括动能和势能，重力势能与高度有关，正确分析图示是解决问题的关键。
44．（2025秋 杭州期中）某学校科技节推出了一种新型保龄球游戏，参赛者将保龄球从一个斜坡上由静止释放，滚上另一个斜坡后撞击斜坡上的塑料瓶，撞倒塑料瓶数量多者获胜。小明提出疑问：保龄球撞倒塑料瓶的数量是否与斜坡倾角大小θ有关？于是设计了如图甲所示的装置。
（1）若不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中机械能 　不变　 （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，小明的做法是 　让保龄球从同一位置由静止释放　 。
（3）经过多次实验得到数据如图乙。小明判断将斜坡放平（θ＝0°），保龄球撞击的塑料瓶数量最多，其依据是 　斜坡倾角越小，保龄球撞击的塑料瓶数量越多　 。
（4）若将保龄球置于Q点由静止释放，请分析是否能完成以上实验，并说明理由：　因为受摩擦力和空气阻力影响，机械能不守恒，保龄球在右侧能到达的最高点小于与Q点等高点，而塑料瓶的位置高于Q点，所以保龄球无法撞击到塑料瓶，不能完成实验　 。
【答案】（1）不变；（2）让保龄球从同一位置由静止释放；（3）斜坡倾角越小，保龄球撞击的塑料瓶数量越多；（4）因为受摩擦力和空气阻力影响，机械能不守恒，保龄球在右侧能到达的最高点小于与Q点等高点，而塑料瓶的位置高于Q点，所以保龄球无法撞击到塑料瓶，不能完成实验。
【分析】物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。
【解答】解：（1）若不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中，只有重力势能与动能的相互转化，机械能守恒，所以机械能不变。
（2）为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，小明应让保龄球从同一位置由静止释放。因为根据机械能守恒定律，从同一位置释放，保龄球初始的重力势能相同，到达斜坡底部时转化的动能相同，速度也就相同。
（3）根据图乙可知，斜坡倾角越小，保龄球撞击的塑料瓶数量越多。由此推测，当斜坡放平（θ＝0°）时，保龄球撞击的塑料瓶数量最多。
（4）若将保龄球置于Q点由静止释放，不能完成以上实验。因为受摩擦力和空气阻力影响，机械能不守恒，保龄球在右侧能到达的最高点小于与Q点等高点，而塑料瓶的位置高于Q点，所以保龄球无法撞击到塑料瓶，不能完成实验。
故答案为：（1）不变；（2）让保龄球从同一位置由静止释放；（3）斜坡倾角越小，保龄球撞击的塑料瓶数量越多；（4）因为受摩擦力和空气阻力影响，机械能不守恒，保龄球在右侧能到达的最高点小于与Q点等高点，而塑料瓶的位置高于Q点，所以保龄球无法撞击到塑料瓶，不能完成实验。
【点评】控制变量法能排除干扰，直接显露单一因素对被研究对象变化的影响情况。
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【真题汇编·冲刺期中】九年级上册科学期中专项复习训练
必刷06 机械能
动能和势能大小的比较
1．（2025秋 温州校级期中）2024年8月，我国运动员郑钦文夺得巴黎奥运会网球女单冠军。如图是某次网球落地后又弹起的频闪照片，A、C两点高度相同。分析上图可知，A、C两处的（　　）
A．重力势能相同，动能相同 B．重力势能相同，动能不同
C．重力势能不同，动能相同 D．重力势能不同，动能不同
（第1题图） （第2题图） （第3题图）
2．（2025秋 浙江期中）如图为羽毛球运动常见的基本球路，线段表示羽毛球的运动轨迹，箭头表示运动的方向。请分析杀球、挑球、高远球和放小球的四种球路，羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是（　　）
A．杀球 B．挑球 C．高远球 D．放小球
3．（2025秋 舟山期中）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是（　　）
A． B． C． D．
4．（2024秋 鹿城区校级期中）在自由式滑雪比赛中，运动员的重心轨迹如图所示，图中各点中运动员的重力势能最大的是（　　）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
5．（2025秋 新昌县校级期中）如图所示，是某跳水运动员正在进行训练的情景，从起跳至落到水面的过程中，运动员的动能与重力势能变化的情况是（　　）
A．动能一直减小，重力势能一直增大
B．动能一直增大，重力势能一直减小
C．动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
D．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
6．（2025秋 上城区校级期中）中间有孔的一木块套在光滑杆上，用手将该木块按压至距桌面H0处，如图甲。松手后，木块将上升到最大高度H，如图乙。若忽略空气阻力，则下列说法不正确的是（　　）
A．木块接触弹簧后下降过程中，木块重力势能一直减小
B．木块接触弹簧后下降过程中，弹簧的弹性势能增大
C．松手后木块上升过程中，木块的重力势能一直增大
D．松手后木块上升过程中，木块的动能先增大后减小，刚离开弹簧时动能最大
7．（2025秋 龙港市期中）2025年7月我国宣布在雅鲁藏布江建设世界上最大的水电站，该水电站工程采用“截弯取直、隧洞引水”的创新模式，如图为某同学绘制的相关模型图。
（1）隧道上下游的落差达2230米，江水从上游向下游流动的过程中，江水的重力势能将_______ 。
（2）等质量的水从上游沿着引水隧道到达下游时的速度为v甲，沿着雅鲁藏布江河道到达下游时的速度为v乙，若江水在河道与隧道内受到的阻力相同，则两者的速度大小关系为v甲_______ v乙（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（第7题图） （第8题图）
8．（2024秋 临平区期中）让小球从某高度处由静止，开始下落到竖直放置的轻质弹簧上（如图甲），在刚接触轻质弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻质弹簧所受压力每增加0.1N，弹簧的形变量就增加0.01m，并且轻质弹簧在全过程中始终发生弹性形变。
（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球重力势能的变化情况是 _________ 。
（2）小球的重力为 _____ N。
（3）若要让小球下落到最低点时，弹簧的压缩程度更大，在不更换弹簧的前提下你的操作建议是 _______________ 。
9．（2025秋 吴兴区校级期中）阅读短文，回答下列问题：
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。
安全带结构一般由软带、等部分组成。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。
（1）当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的_____ 能也急剧变化。
（2）将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将_______ （变大/变小/不变）
（3）发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是图丙中的_____ 。
（4）下列说法正确的是_____ 。
A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用
C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动
动能、势能和机械能的转化
10．（2025秋 舟山期中）如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（　　）
A．游戏者的动能一直在增加
B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D．游戏者到c点时，他的动能最大
11．（2025秋 杭州期中）某小球被水平抛出，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．小球在点①的动能大于260J 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①
12．（2025秋 上城区校级期中）如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲、乙两球抛出：甲球以速度v竖直向下抛出后落地；乙球以速度v竖直向上抛出至最高点A后落地。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．抛出时刻，甲球的动能比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球的势能比乙球的势能小
C．甲、乙两球落地时的速度和机械能均相等
D．乙球上升过程中机械能逐渐增大，A点最大
13．（2025秋 吴兴区校级期中）投篮时，篮球从A点经B、C点飞向D点，运动轨迹如图所示，若空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．篮球在最高点时动能为零
B．篮球从A到B点的动能逐渐变小
C．篮球在B点的动能等于在C点的动能
D．篮球在整个过程中的机械能守恒
14．（2025秋 瑞安市期中）如图所示，原长为L的橡皮筋一端固定在0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Ek随运动距离s变化的关系图象可能是（　　）
A． B． C． D．
15．（2025春 淳安县期中）如图所示为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动示意图。卫星离地球中心最近的点叫做近地点，离地球中心最远的点叫做远地点。下列关于卫星运动的说法正确的是（　　）
A．从近地点到远地点，卫星动能减少
B．从远地点到近地点，卫星势能增加
C．卫星在运行过程中受平衡力作用
D．卫星在运动过程中相对于地球始终是静止的
16．（2025秋 萧山区校级期中）如图所示，将系在细线下的小球拿至A点，然后释放，小球将在A、C两点之间往复摆动，如果不考虑空气对小球的阻力，下列分析中正确的是（　　）
A．小球在摆动过程中始终受到平衡力的作用
B．小球在B位置的重力势能最大，动能最小
C．当小球摆至B位置时，如果细线突然断裂，则小球将竖直下落
D．当小球摆至C位置时，如果小球所受的力同时消失，小球将静止在C位置
17．（2025秋 瑞安市期中）小平同学用多个大小相同，质量不同的小球，做了如图实验：将弹簧一端固定在墙面，另一端自然伸长至A，压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球，小球落地位置不同。若平面均光滑，下列说法正确的是（　　）
A．将不同小球压缩弹簧至同一位置，弹簧的弹性势能不同
B．弹簧从同一压缩位置恢复至A点时，不同小球的动能相同
C．从A位置到落地前一瞬间，弹簧的弹性势能转化为小球的动能
D．小球落地位置不同是因为在B点小球的动能不同
18．（2025秋 上城区校级期中）在体育课上小沈参加了实心球项目的测试，球抛出后依次经过B、A两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，由图可知下列说法正确的是（　　）
A．球在A点速度等于在B点速度 B．球在A点的高度可能大于在B点的高度
C．运动过程中球的机械能守恒 D．B点可能是实心球抛出后的最高点
（第18题图） （第19题图）
19．（2025秋 萧山区期中）蹦床是体育比赛项目，比赛所用蹦床的床面弹性很大，运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点，能到达的最低点为B点，如图所示，下列结论正确的是（　　）
A．运动员到达A点时，处于平衡状态
B．运动员到达B点时，处于平衡状态
C．运动员从A点到B点的运动过程中，动能变大
D．运动员从A点到B点的运动过程中，蹦床弹性势能在变大
20．（2025秋 金东区期中）如图是物体在运动过程中动能Ek随时间t变化的曲线，该物体最有可能是（　　）
A．竖直向上垫起的排球 B．离开脚后在地上滚动的足球
C．斜向上用力抛出的铅球 D．从空中自由下落的篮球
21．（2024秋 南浔区期中）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（　　）
A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能
B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化
C．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面
D．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去
22．（2025秋 普陀区期中）甲、乙、丙是三个完全相同的网球，如图所示，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出，丙球斜向上抛出，不计空气阻力，落地前的运动过程中，甲球的动能_______ （选填“增大”“不变”或“减小”），乙、丙两球上升的最大高度________ （选填“相等”或“不相等”），落地瞬间，乙球的速度_______ （选填“大于”“等于”或“小于”）甲球的速度。
（第22题图） （第23题图）
23．（2025秋 德清县期中）如图是小科制作的“能的转化与守恒”概念图（部分），完成以下问题。
（1）请你在概念图中填入合适的内容：①________ ，②________ 。
（2）用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤拉到某一高度后释放。在摆锤向下摆动的过程中，能量转化情况为 ______________ 。
（3）氢能源是二十一世纪最有前途的绿色能源之一，但到目前为止，氢能源没有被大面积推广，其主要原因是 ___________ 。
24．（2025秋 鹿城区校级期中）蹦床是深受民众喜爱的一项运动。如图为蹦床运动简化示意图，其中运动员在O点时速度为零，A点是蹦床不发生形变时的原位置。B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力则：
（1）从B点运动到C点的过程中，运动员的重力势能 _______ ，蹦床的弹性势能 _______ （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）从O点到C点的过程中，在 _____ 点（填A、B或C）处运动员的动能最大。
25．（2025秋 金东区期中）如图甲是机械能转化的思维导图。请回答以下问题：
（1）完善图甲中_______ 的内容。
（2）如图乙所示，无动力过山车先通过人踩动自行车踏板，使过山车上行至起始点（终点B→起始点A），之后无需踩动，过山车便可自行下滑直至终点（起始点A→终点B）。依据理想模型，过山车下滑过程中，车的能量转化是______________ 。
（3）为了确保过山车从起始点出发后能够回到终点（起始点A→终点B），请你结合上述机械能转化模型对轨道的设计提出一点建议。____________________ 。
26．（2024秋 舟山期中）小舟参加“过山车模型挑战赛”活动。具体要求如下：
Ⅰ．将小车置于初始位置后松手，小车沿轨道滑落，最终能越过陡坡到达地面。
Ⅱ．陡坡高度越高，则最终成绩越好。
（1）如图甲为小舟设计的模型示意图，为完成要求Ⅰ，图中C点的高度需低于A点，其理由是 ____________________ ；
（2）在对制作的模型进行测试时发现，小车未能越过C点。为此，小舟重新设计并制作装置（如图乙，小车与弹簧并未连接）。使用时，____________________ （写出小舟的操作要求），最终成功完成挑战。
（3）为提高挑战成绩，小舟提升图乙装置中C点的高度。为保证挑战成功，在不更换小车和轨道材料的前提下，可采取的方法是 ____________________。
运用动能、势能和机械能的知识进行解释说理
27．（2025秋 淳安县期中）频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，其原理是：在黑暗环境中，让相机快门一直开着进行长时间曝光，同时间隔时间相等的短暂闪光来间歇性地照亮物体，每一次闪光，就在传感器上记录一个清晰的瞬间影像。如图1，是某实验小组探究斜抛运动规律的实验装置，在暗箱正上方安装一个频闪相机A，记录小球的俯视运动，在暗箱右侧安装一个频闪相机B，记录小球的侧视运动。将小球从斜槽顶端N点静止自由释放，小球沿斜槽滚下。当小球从斜槽O点抛出时，得到如图2所示的频闪照片，P、Q、R分别为小球运动轨迹上的三个位置，P恰好是小球抛出后的最高点。（不计摩擦和空气阻力）
（1）小组同学根据图2中相机A的记录结果，判断小球的俯视运动为匀速运动，其证据是____________________ 。
（2）有同学提出，P的高度要低于小球在斜面起始点N的高度，请根据题中提供的信息，从能量的角度解释原因____________________ 。
（3）根据题中提供的信息，请在图3坐标图中画出小球从O点到R点动能的大小变化的大致曲线。
28．（2024秋 杭州期中）图甲是2022北京冬奥会自由式滑雪大跳台，在自由式滑雪大跳台运动过程中涉及到的能量变化和运动轨迹可用图乙简化分析，图乙中木块以一定的速度滑过A，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且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，请你分析木块从A运动到D的过程中动能的变化情况。
29．（2023秋 温州期中）在运动会中，很多比赛项目的选手（例如跳高、跳远、铁饼、标枪等）在起跳或投掷前都要助跑。
资料1：跳远中，在跳的最大高度相同的情况下，起跳后落地时间也相同。
资料2：跳远时，最高点的速度即为整个跳远过程的水平速度。
请结合上述资料从机械能的角度解释在跳远中为什么助跑跑得快的同学—般成绩都比较突出。（不考虑空气阻力的影响）
30．（2023秋 椒江区校级期中）高台跃下，天际中滑翔出一道优美曲线一跳台滑雪，一项勇敢者的运动。这项运动中滑雪赛道的设置和运动员的技术动作、飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离。
资料1：滑雪赛道的设置
赛道分为出发点、助滑坡、起跳点和着陆坡等几个区域，其中出发点和起跳点存在44米的高度差：赛道表面覆盖雪的厚度需达到6—8米。雪内有很多小孔，小孔内充满空气。滑雪时，踏着滑雪板的人和滑雪板压在雪上时，雪内的空气就会被逼出。
资料2：滑雪运动员技术动作和飞行姿势
滑雪过程中，运动员通过助滑坡到达起跳点后，在起跳的瞬间用力一蹬伸展身体，调整好姿势在空中飞行，飞行至顶端时身体与滑板构成上表面凸起的流线型。结合上述信息并运用所学知识，对滑雪赛道的设置以及运动员的技术动作和飞行姿势会影响滑雪速度和落点距离的原因作出合理解释。
机械能守恒
31．（2025秋 江北区期中）为防止“天降冰凌”产生危害，将除冰环从桥梁斜拉索上端由静止释放，除去斜拉索上的积冰，除冰环在下滑过程中（　　）
A．只受重力作用 B．速度始终不变
C．一直处于平衡状态 D．机械能不断减小
32．（2025秋 钱塘区期中）2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（　　）
A．动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．动能增加，重力势能增加，机械能增加
C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能增加，机械能不变
33．（2025秋 南浔区期中）如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中（　　）
A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能不变，重力势能增大，机械能增大 D．动能不变，重力势能减小，机械能减小
34．（2025秋 鹿城区校级期中）2024年11月4日，“神舟十八号”载人飞船返回舱成功着陆。如图所示，返回舱在接近地面时，缓冲发动机点火，进一步减小返回舱速度，直至软着陆，此过程中返回舱（　　）
A．动能减小，重力势能减小，机械能不变
B．动能不变，重力势能减小，机械能减小
C．动能减小，重力势能增加，机械能不变
D．动能减小，重力势能减小，机械能减小
35．（2025秋 浙江期中）如图甲所示，筒车是一种以水流为动力来取水的机械，其模型可用图乙简单表示，工作时筒车的转速不变，则下列说法正确的是（　　）
A．取水筒内的水，从取水处到倒水处，动能增大
B．取水筒内的水，在倒水处时重力势能最小
C．取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直增大
D．取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直不变
36．（2025秋 淳安县期中）小金系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点自由下落到最低点过程中的速度与时间的关系图像如图所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小金下落到最低点。下列分析正确的是（　　）
A．0～t1，小金的机械能不断增大 B．t1～t2，小金的动能不断增大
C．0～t3，小金的重力势能不断增大 D．t2～t3，弹性绳的弹性势能不断减小
37．（2025秋 杭州期中）如图所示是一个乒乓球抛出后的部分运动轨迹，其中a、b、c为轨迹中的三个位置，a、b在同一高度，则下列说法中正确的是（　　）
A．乒乓球在b点时的动能为零
B．乒乓球在b、c两点时的重力势能相等
C．乒乓球在a点的机械能一定大于在b点的机械能
D．在整个运动过程中，由于机械能守恒，所以a、b、c三点的机械能都相等
38．（2025秋 乐清市校级期中）2025年，中国选手陈艺文在世界游泳锦标赛女子跳水三米板决赛中勇夺金牌。图①是她站在跳板上压缩跳板至最低点，随后完成②③④动作。下列说法正确的是（　　）
A．①至②过程中，她的机械能增大 B．②至③过程中，她的重力势能减小
C．处于③时，她的动能恰好为零 D．③至④过程中，她的机械能增大
39．（2025秋 金华期中）中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的机械能_______ （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能_______ （选填“大于”或“等于”）零。
40．（2025秋 玉环市期中）如图为人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图。卫星离地球最近的点叫做近地点，离地球最远的点叫做远地点。
（1）重力势能最大的点是_____ 地点。
（2）在太空中机械能是守恒的，卫星在近地点的速度_______ （填“大于”“等于”或“小于”）远地点速度。
（第39题图） （第40题图） （第41题图）
41．（2025秋 吴兴区校级期中）如图所示，单摆小球从A点由静止释放经过最低点B然后到达C点（忽略空气阻力）。则小球摆动到 _____ （选填“A”“B”或“C”）点时动能是最大的；若小球到达C点时，所受的外力突然全部消失，则小球 _________ （选填“保持静止”、“继续做曲线运动”、“做匀速直线运动”）。若A与C等高，则小球从A运动到C过程中，机械能 _______ （填：“守恒”或“不守恒”）（忽略绳子形变）。
42．（2025秋 越城区校级期中）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 _______ （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 _______ （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 ___________ 。
43．（2025秋 绍兴期中）某小球被水平抛出，其部分运动轨迹如图1所示，小球在运动过程中经过M、N两点，对应图1中①②③点处的某两个位置，其动能和重力势能的参数如图2所示。
（1）从小球的运动轨迹图可知，小球的机械能________ 。（填“守恒”或“不守恒”）
（2）根据图2计算小球在N点的机械能是多少焦？
（3）通过计算分析说明，M点在对应图1中①②③的哪个位置？
44．（2025秋 杭州期中）某学校科技节推出了一种新型保龄球游戏，参赛者将保龄球从一个斜坡上由静止释放，滚上另一个斜坡后撞击斜坡上的塑料瓶，撞倒塑料瓶数量多者获胜。小明提出疑问：保龄球撞倒塑料瓶的数量是否与斜坡倾角大小θ有关？于是设计了如图甲所示的装置。
（1）若不考虑阻力，保龄球在左侧斜坡下滑过程中机械能_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）为保证每次保龄球冲上右侧斜坡的初速度不变，小明的做法是 ___________________ 。
（3）经过多次实验得到数据如图乙。小明判断将斜坡放平（θ＝0°），保龄球撞击的塑料瓶数量最多，其依据是 ____________________ 。
（4）若将保龄球置于Q点由静止释放，请分析是否能完成以上实验，并说明理由：____________________ 。
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