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浙教版九上科学 2.1 功和机械能 期末真题集训
一、选择题
1．（2026九上·玉环期末）“掷实心球”是体育中考项目之一。如图所示，实心球离开手后从 a点运动到最高点 b，最后落至 c点，不计空气阻力，从能量角度分析，实心球从a到c的过程中（　　）
A．重力势能持续增大 B．动能先减小后增大
C．全部动能转化为重力势能 D．机械能总量先增大后减小
2．（2026九上·衢江期末）2025年11月，神舟系列载人飞船再次出征，安全接回驻留在空间站上的航天员。在飞船加速升空的过程中，飞船的
A．动能增大 B．重力势能不变
C．机械能减小 D．机械能不变
3．（2026九上·天台期末）下列有关四幅图的观点中（不计摩擦），分析错误的是（　　）
A．图甲中，卫星在近地点的速度最大
B．图乙中，小球运动到位置②时速度不为零
C．图丙中，滚摆在下降过程中动能逐渐减小
D．图丁中，人起跳离开地面后只受重力的作用
4．（2026八下·宁波期末）如图 1 所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图2所示，下列说法正确的是（　　）
A．过程中，小球做先减速后加速运动
B．运动过程中，小球的机械能守恒
C．过程中，小球的动能先增加后减小
D．这段时间内，小球的机械能先增大后减小
5．（2026九上·路桥期末）如图是网球单人回弹训练器，网球通过弹性绳与底座连接。运动员将网球从a点击出，经b点(绳最长)运动到c点(绳恢复原长)，不计空气阻力。下列说法不正确的是（　　）
A．a→b，网球机械能守恒 B．b→c，网球动能增大
C．c→d，网球重力势能减小 D．c→d，绳的弹性势能为零
6．（2026九上·青田期末）如图是游乐场过山车轨道的设计方案。若不计摩擦和阻力，过山车在第一关山头由静止下滑，一定能实现越过后面山头的设计是（　　）
A．B．
C．D．
7．（2026九上·舟山期末）近期，泰山景区出现了一道独特的风景线，如图所示，“智能挑夫”机器狗正式上岗当起了挑山工，有效解决了垃圾清运和物资运输难题。
下列情境中机器狗对物资做功的是（ ）
A．工作人员把物资搬运到机器狗背上
B．机器狗驮着物资保持站立不动姿势
C．机器狗驮着物资在水平路面上前进
D．机器狗驮着物资沿着台阶匀速上山
8．（2026九上·临海期末）无障碍坡道为行走不便者提供了出行便利。如图将轮椅沿坡道从底部推到相同高度时，斜面坡度越小， 则( )
A．推力越小 B．路程越短
C．推力做功越少 D．推力做功越快
9．（2026九上·义乌期末）弹簧置于竖直光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动。第一次小球到达的最高点为a。第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计。则先后两次( )
A．向下按压弹簧释放小球后小球的机械能守恒
B．小球由 c到b 过程，弹性势能转化为重力势能
C．小球上升过程，经过c点时的两次的重力势能不相等
D．小球上升过程，第一次小球经过c点时的动能大
10．（2026九上·南湖期末）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2，则下列关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．（2026九上·北仑期末）如图所示，是一种上肢力量训练项目“双杠屈臂伸”。若一个普通中学生在30s内完成12次双杠屈臂伸，每次屈臂伸身体上升的高度约为0.4m，则该学生在此过程中克服重力做功的平均功率最接近于 (　　)
A．900W B．90W C．9W D．0.9W
二、填空题
12．（2026九上·义乌期末）在科学学习中，我们常用模型来解释实际问题。
（1）如图甲为乒乓球发球机，在同一高度以相同的初速度朝A、B、C不同方向依次发出三个质量相同的乒乓球，运动轨迹如图乙所示。若不计空气阻力，当乒乓球分别运动到桌面 abc处时，速度最大的是　 　(选填“a”“b”“c”或“一样大”)。
（2）丙图是发球机把乒乓球以速度V1沿着与水平方向成θ角的光滑斜面向上发出(光滑斜面够长)，丁图表示乒乓球发球机把相同的乒乓球以速度V2沿着与水平方向成θ角在空中发出(空气对小球的阻力忽略不计)。若两次乒乓球能到达最高点的高度相等即h1=h2，则对于发射速度的要求是 V1　 　V2(选填“大于”“等于”或“小于”)。
13．（2026九上·义乌期末）有AB和AC 两个高度相等、长度不等的斜面，两者粗糙程度完全相同。现将同一物体分别沿斜面AB和 AC由底端匀速拉至顶端，此过程中，物体克服重力做的功WB　 　 WC(选填“=”“<”或“>”，下同)，物体匀速拉至顶端时受到沿斜面向上推力所做的总功WAB　 　WAC。
14．（2026九上·天台期末）如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，动能最大是在　 　点。根据图乙的能量柱状图，可知篮球处在B和D点的高度　 　(填“一定”或“不一定”)相同，而且在B点的机械能　 　(填“大于”“等于”或“小于”)在D点的机械能。
15．（2026九上·镇海区期末）国家跳台滑雪中心“雪如意”，分为助滑区、落地区、停止区。
（1）在整个运动过程中，运动员的机械能　 　(填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）在助滑区运动过程中，运动员的重力势能变化量　 　(填“>”、“=”或“<”)动能的变化量。
16．（2025九上·三门期末）如图所示，为两个光滑的圆张槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为 1 T克的物体从左侧圆弧槽 A 点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽 B 点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽 C 点处。其中 两点距离水平面的高度分别为 厘米， 厘米。 （忽略空气阻力）
（1）物体从 A 点滑到水平面时，重力所做的功为　 　焦。
（2）物体从 点滑到 点的过程中，机械能转化为 　 　。
（3） 下降的高度　 　（选填＂大于＂，＂小于＂或＂等于＂） 下降的高度。
17．（2025九上·义乌期末）如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F（其他力未画出）使同一物体在相同时间内沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分别为、、，功率分别为、、三种情况下拉力做功大小　 　，　 　。（选填：“<”、“=”或“>”）
18．（2025九上·衢州期末）如图所示为四旋翼无人机，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面匀速竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上匀速飞行了30秒，仪表盘上显示离地高度为36米。无人机前10秒对摄像机所做的功为　 　焦，整个过程中，无人机克服摄像机重力做功的功率为　 　瓦。
19．（2025九上·东阳期末）2024年6月2日，嫦娥六号探测器成功着陆月球表面预选着陆区，从月球上采样并顺利返回地球。
（1）月壤中含有丰富的理想能源氦—3。利用氦—3获得原子核能的途径是　 　；
（2）若上升器飞离月球时，在3×103牛的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×104米，则在该过程中推力做功　 　焦；
（3）返回器返回地球常采用“跳跃式返回”和“直接进入返回”两种方式。返回器采用　 　方式着陆时的速度更小、热防护要求更低、落点精度便于控制。
三、实验与探究题
20．（2026九上·义乌期末）在同一粗糙水平面固定两个不同斜面，小华同学研究相同的两个小球A、B分别沿不同的斜面运动，用频闪照相机每隔0.1s拍摄了小球滚动时的不同位置，图上数字为闪光时刻编号，位置间距如图所示。
（1） 甲图中 A 球机械能　 　(选填“增加”、“减小”或“不变”·)。
（2）哪一个小球在斜面上一定不是从静止开始运动的　 　。(选填 A 、B、AB 或都静止开始)。
（3）若两个小球从斜面上运动到斜面底部时与相同的木块碰撞，碰撞之后图　 　(选填“甲”或“乙”)中木块运动距离较大。
21．（2026九上·柯桥期末）动能回收是指在车辆减速、制动或滑行过程中，通过技术手段将动能转化为电能或其他形式的能，并加以储存的技术，某科学小组同学想探究“新能源车动能回收的原理”，做了下图实验。
步骤一：取两根相同的弹簧甲乙和一个强磁铁，按图方式固定，用手托住，两弹簧均处于自然长度，磁铁静止在A点。
步骤二：放手后磁铁下降并静止在B点。
步骤三：用手把磁铁下压到C点，释放后磁铁上下来回运动，最终静止，记录时间。
重复多次实验，测得平均时间为21.1秒。
步骤四：在弹簧外围分别套上竹筒、玻璃管、塑料管、铁管、铝管、铜管，重复步骤三(磁铁运动时与外套管无摩擦)，并绘制以下表格。
套管种类 无套管 竹筒 玻璃管 塑料管 铁管 铝管 铜管
时间(秒) 21.1 21.4 21.7 21.3 7.7 4.4
（1）步骤二中放手后磁铁下降到B点，磁铁的重力势能是否全部转化成了甲弹簧的弹性势能　 　(填“是”或“否”)
（2）关于以上探究，以下说法正确的是____
A．磁铁在B点时，受到的重力与弹簧甲对磁铁的拉力是一对平衡力
B．磁铁在C点释放后上升至最高点过程中，在A点动能最大
C．磁铁在C点释放后机械能一直不变
D．磁铁外面套铝管，在C点释放后，忽略空气阻力，最终也将静止
（3）小组同学分析相关数据，查阅资料后得出：当外面套绝缘体材料时，外套管对磁铁的运动几乎没有影响，当外面套导体材料时，对磁铁的运动有很大影响，且导电能力越强，影响越大。请你预测套铝管的运动时间 　 　(已知铝的导电能力比铁强，比铜弱)
（4）请你从能量转换角度分析为什么磁体外面套导体类材料时，上下运动时间较短 　 　。同学们最终得出结论：新能源车动能回收的原理，其实也是这个原理，
22．（2026九上·路桥期末）小柯利用图甲中的势能演示实验器(质量不同的钢球、直径略大于钢球的透明塑料管、泡沫板、长铁钉等)探究物体的重力势能大小与物体所处位置的高度是否有关。让质量为m的钢球，在塑料管中分别从高度为h1、h2、h3位置由静止释放，砸到泡沫板上的长铁钉上，如图乙，测量铁钉向下移动的距离为S1、S2、S3。
（1）钢球下落时，重力势能主要转化为　 　能。
（2）测得S1、S2、S3大小顺序为　 　，可知钢球质量一定时，高度越高，重力势能越大。
（3）小妍将质量不同的钢球从同一高度下落，测量铁钉向下移动的距离，是为了探究物体重力势能大小与　 　的关系。
（4）有同学认为钢球高度越高，撞击铁钉速度越大，因此该装置还可研究动能大小与速度大小的关系，你是否认同并说明理由　 　。
23．（2026九上·义乌期末）小科在探究影响物体的动能大小的因素时，设计了如图甲的实验，用一条无弹性的细绳和实心铁球制成单摆，将滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方。然后进行以下三步实验操作：
①将铁球挪到a点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离为s1；
②滑块放回原处，将铁球挪到b点位置静止释放，打到滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离为s2；
③换一等体积的实心铝球(ρ铁>ρ铝) ，将铝球挪到b 点位置静止释放，打到放回原处的滑块上，记录滑块在滑槽上移动的距离为s3；
（1）小科进行“步骤①和“步骤②”的实验，他基于的猜想是：物体动能的大小可能与　 　有关。
（2）小科在实验中测得s2>s3，由此可得结论：　 　。
（3）实验后，小科进一步思考，若AB、AC、AD均为光滑斜面，其中AD 为曲面，如图乙。让同一铁球从A 点分别沿三个斜面静止滑下，撞击放在B、C、D位置的相同物块(不计碰撞时的能量损耗)，判断物块被撞击后在相同粗糙水平面上移动的距离SB、SC、SD的大小关系　 　。
（4）本实验用到的科学方法有　 　。
四、综合题
24．（2026八下·宁波期末）为了提高快递配送效率，某公司使用如图所示的物流机器人完成最后三公里的快速智能配送。该物流机器人空载时质量为350kg，最大承载质量为150kg，匀速行驶时所受阻力是重力的0.2倍，牵引力做功的功率恒为2.1kW。计算（g=10N/kg）：
（1）当物流机器人未装载货物匀速行驶时的牵引力是多少牛。
（2）当物流机器人未装载货物匀速行驶时的速度大小。
（3）某一次机器人装载货物在平直道路上匀速行驶最后3km，用时20min，计算货物的质量及机器人克服阻力所做的功。
25．（2026九上·天台期末）雾炮车喷射的水雾颗粒极为细小，达到微米级，可以有效缓解雾霾等空气污染。某型号雾炮车的满载质量为15吨，空载质量5吨。该车利用水泵将水提升至2米高的注水口，并注满水。在某次喷雾作业过程中，该车满载沿水平路面匀速直线行驶5分钟，已知受到的阻力是其总重力的0.1倍，行驶速度为14.4千米/小时，试计算分析：
（1）注满水时水泵对水至少做功多少焦耳
（2）满载喷雾作业时，雾炮车发动机克服阻力的功率为多少瓦
（3）该车喷雾作业中发动机的输出功率如何变化 并分析其中原因。
26．重为0.027 N 的乒乓球，从1m高的 A 点自由下落，第一次落地弹起至0.6m 的最高点 B(图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从 1m 高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1m (如图乙所示)。
（1）图甲中的乒乓球从 A 点下落到弹起至 B点的过程中，机械能减少　 　J。
（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1m，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是　 　。
27．如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s，求．
（1）小明完成1次引体向上所做的功。
（2）10s内小明做引体向上的功率。
28．（2021九上·临海月考）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功和功率是多大。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】动能与质量与速度有关，重力势能与质量和高度有关，机械能=动能+重力势能，据此分析判断即可。
【解答】A. 重力势能在上升阶段（a→b）增大，但在下落阶段（b→c）减小，并非持续增大，故A错误；
B. 上升阶段（a→b）动能减小，下落阶段（b→c）动能增大，故B正确；
C. 只有上升阶段的部分动能转化为重力势能，下落阶段重力势能又转化为动能，故C错误；
D. 不计空气阻力时，机械能（动能+重力势能）总量守恒，保持不变，故D错误。
故选B。
2．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
动能和势能统称为机械能。
【解答】A、飞船的速度变大，动能变大，故A正确；
B、飞船升空，高度变高，重力势能变大，故B错误；
CD、重力势能和动能都增大，可知机械能变大，故CD错误。
故答案为：A。
3．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】A、重力势能与高度和质量有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大；动能与速度和质量有关，质量一定时，速度越大，动能越大，结合机械能守恒进行分析。
B、不计摩擦，机械能守恒，①到②重力势能转化为动能，可知②动能不为零，则速度不为零。
C、重力势能与高度和质量有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大；动能与速度和质量有关，质量一定时，速度越大，动能越大。
D、不计摩擦，人离开地面后只受重力，地面不再给人力的作用。
【解答】A、卫星绕地球运行时机械能守恒，近地点高度最小，重力势能最小，因此动能最大，速度最大，故A正确，不符合题意；
B、小球从位置①释放后，位置②是小球运动的最低点，是速度最大的位置，速度不为零，故B正确，不符合题意；
C、滚摆下降过程中，高度降低，重力势能转化为动能，速度逐渐增大，动能逐渐增大，故C错误，符合题意。
D、人起跳离开地面后，不计空气阻力，只受重力作用，故D正确，不符合题意。
故答案为：C。
4．【答案】C
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】A、动力大于阻力，物体做加速运动；动力小于阻力，物体做减速运动，据此进行分析。
B、小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能，可知小球的机械能不守恒。
C、动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
D、弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，小球的机械能变大。
【解答】A、由图可知，时压力最大，为最低点，过程中，刚开始重力大于弹力，小球速度变大，后弹力逐渐变大，大于重力，小球做减速运动，在最低点速度减为零，可知小球先加速后减速，故A错误；
B、运动过程中，弹簧发生形变，小球部分机械能转化为弹簧的弹性势能，可知小球的机械能不守恒，故B错误；
C、过程中，小球向上运动，刚开始弹力大于重力，小球做加速运动，速度变大，动能变大；后弹力减小，小于重力，小球向上做减速运动，速度减小，动能减小，可知动能向左变大后变小，故C正确；
D、由图2可知，小球到达的最高点相同，说明不考虑空气阻力，小球向上运动时，弹簧的形变量减小，弹性势能减小，转化为小球的机械能，可知小球的机械能逐渐增大；离开弹簧后，由于不考虑空气阻力，则小球的机械能不变，故D错误。
故答案为：C。
5．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
动能和势能统称为机械能。
【解答】A、从a到b，弹性绳的长度变长，形变量变大，弹性势能变大，网球的部分机械能转化为绳子的弹性势能，可知网球的弹性势能减小，故A错误，符合题意；
B、从b到c，绳子的形变量减小，部分弹性势能转化为网球的机械能，网球的高度减小，重力势能减小，可知动能增大，故B正确，不符合题意；
C、从c到d，网球的高度减小，重力势能减小，故C正确，不符合题意；
D、从c到d，弹簧没有内拉伸，没有发生弹性形变，可知没有弹性势能，故D正确，不符合题意。
故答案为：A。
6．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】当过山车向上爬时，高度增大，则重力势能增大，则到达最高点时重力势能最大。只有到达最高点时动能不为零，它才能越过后面的山头，据此分析判断。
【解答】根据题意可知， 过山车要越过后续山头，需要在到达该山头时具有足够的速度（动能），即其高度要低于初始高度。
故选A。
7．【答案】D
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的条件：物体在力的方向上有移动距离。
【解答】A、工作人员把物资搬运到机器狗背上，该过程中工作人员对物资做功，故A错误；
B、机器狗驮着物资保持站立不动姿势，物资没有在力的方向上移动距离，可知机器狗没有对物资做功，故B错误；
C、机器狗驮着物资在水平路面上前进，机器狗给物资的力竖直向上，物资没有在力的方向上移动距离，可知机器狗对物资没有做功，故C错误；
D、机器狗驮着物资沿着台阶匀速上山，物资在力的方向上（竖直方向）有移动距离，可知机器狗对物资做功，故D正确。
故答案为：D。
8．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；斜面及其工作特点
【解析】【分析】A.斜面越长越省力；
B.根据斜面长度和高度的关系判断；
C.注意比较克服摩擦做额外功大小，根据“W总=W有+W额”比较总功大小；
D.根据分析判断。
【解答】 A.根据生活经验可知，无障碍坡道属于斜面，斜面坡度越小，越省力，则推力越小，故A正确；
B.上升到同样的高度，斜面坡度越小，斜面越长，故B错误；
C.斜面坡度越小，则克服摩擦做额外功越多，将轮椅沿坡道从底部推到相同高度时，有用功不变，所以总功变大，所以推力做功变大，故C错误；
D.斜面越小，推力做功变大，但是因为不确定时间，所以不能确定推力做功是否变快，故D错误。
故选A。
9．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】A.根据弹簧的弹性势能与小球的机械能的转化判断；
B.注意分析c到b的过程中，弹簧是否与小球接触即可；
C.重力势能与质量和高低有关；
D.根据小球达到的最大高度比较小球机械能的大小，根据“机械能=动能+重力势能”比较经过c点时动能大小。
【解答】A. 向下按压弹簧释放小球后，弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，则小球的机械能增大，故A错误；
B. 小球由c到b过程中，弹簧已经和小球分开，则弹力不会作用在小球上，那么没有弹性势能和重力势能的转化，故B错误；
C. 小球上升过程， 经过c点时的高度相同，质量相同，则两次的重力势能相等，故C错误；
D. 第一次小球到达的最高点为a。第二次小球到达的最高点为b， 则第一次的最高点时的重力势能更大。根据机械能守恒可知，第一次小球的机械能大于第二次。根据“机械能=动能+重力势能”可知，第一次小球经过c点时动能大，故D正确。
故选D。
10．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用
【解析】【分析】物体受平衡力或不受力时，运动状态不会发生改变，将保持静止或做匀速直线运动。
平衡力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
滑动摩擦力大小的影响因素：压力大小和接触面的粗糙程度，压力越大，接触面的粗糙程度越大，滑动摩擦力越大。
【解答】由图甲可知，物体做匀速直线运动，速度为，物体受力平衡，推力等于摩擦力。由图乙可知，物体速度不变，为4m/s，推力等于摩擦力，由图压力和接触面的粗糙程度均没有改变，所以摩擦力不变，可知推力不变，即。由P=Fv可知，乙的功率更大，即。
故答案为：B。
11．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】先估算学生体重的物理量，在根据功的计算公式，算出总功，最后结合功率的计算公式，算出功率大小。
【解答】
A、时间 t=30 s，平均功率 P= W/t = 2400 J/30 s=80 W。900W 远大于计算值 80W，不符合实际，所以 A 不符合题意；
B、90W 与计算的 80W 最接近，符合实际情况，所以 B 符合题意；
C、9W 远小于计算值，不符合实际，所以 C 不符合题意；
D、0.9W 远小于计算值，不符合实际，所以 D 不符合题意；
故答案选 B 。
12．【答案】（1）一样大
（2）小于
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）根据机械能守恒，结合“机械能=动能+重力势能”分析解答；
（2）注意分析两个乒乓球到达最高点时重力势能和动能大小，进而比较二者机械能大小，然后根据机械能守恒确定开始时动能大小，从而确定二者初速度大小。
【解答】 （1）根据题意可知，乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，由于乒乓球到达球台时所处的高度和速度都相同，则机械能是相同的。不计空气阻力，则没有机械能损失，则a、b、c三点时机械能相等。a、b、c的高度相同，重力势能相同，则动能也相同，所以三球到达乒乓球台的速度一样大。
（2）根据题意可知， 两次乒乓球能到达最高点的高度相等即h1=h2， 则乒乓球具有的重力势能相等。丙图中乒乓球到达最高点时速度为零，即动能为零；丁图中小球到达最高点时仍有水平方向的速度，即此时动能不为零。根据“机械能=动能+重力势能”可知，开始运动时，丙图的机械能小于丁图中的机械能。由于开始时只具有动能，那么丙图的动能小于丁图动能，即速度v113．【答案】=；<
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh比较克服重力做功大小；
（2）根据斜面倾角大小确定物体对斜面的压力大小，从而确定物体受到摩擦力大小，根据W额=fs比较二者做额外功大小，最后根据W总=W有+W额比较做总功大小即可。
【解答】 （1）根据题意可知，将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端，物体上升的高度是相同的，根据W=Gh可知，克服重力所做的功是相同的，即WB=WC；
（2）根据题意可知，斜面AC的坡度较小，则物体对斜面的压力更大，由于接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力更大，即fB＜fC；
AB斜面的长度小于AC，且物体在AB上的摩擦力小于在AC上的摩擦力，根据W=fs可知，AB上克服摩擦力做的功要小于AC上克服摩擦力所做的功；
根据W总=W有+W额可知，则总功WAB14．【答案】A；一定；一定
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】机械能指的是动能和重力势能之和，动能大小取决于速度和质量的大小，重力势能大小取决于质量和高度；
【解答】篮球离手后，动能和重力势能相互转化。动能最大的点通常是速度最大的点，即篮球刚离手时（A点）。随着篮球上升，速度减小，动能转化为重力势能；下落时，重力势能又转化为动能。因此，动能最大在 A点；
根据图乙的能量柱状图，篮球在B点和D点的重力势能相同，但由于机械能可能因空气阻力而减少，高度 不一定 相同（可能D点略低于B点）；
由于空气阻力的存在，篮球的机械能会逐渐减少，因此B点的机械能 大于 D点的机械能；
15．【答案】（1）变小
（2）>
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1）本题考查机械能的变化规律。机械能是动能与势能（重力势能、弹性势能）的总和。在实际运动过程中，物体需要克服空气阻力、接触面的摩擦力做功，机械能会不断转化为内能，因此总机械能会逐渐减小，只有在理想的无摩擦、无空气阻力环境中，机械能才会守恒。
（2）本题考查动能与重力势能的转化及能量损耗。动能的大小与物体的质量和速度有关（），重力势能的大小与物体的质量和高度有关（Ep =mgh）。在助滑区下滑时，运动员的重力势能转化为动能，但同时需要克服空气阻力、雪面摩擦力做功，因此重力势能的减少量，一部分转化为动能，另一部分转化为内能（热量）散失。
【解答】（1）在整个跳台滑雪运动过程中，运动员需要克服空气阻力、雪面的摩擦力做功，机械能会不断转化为内能，因此运动员的总机械能会变小。
（2）在助滑区运动时，运动员高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大。但由于存在空气阻力和雪面摩擦，重力势能的减少量，一部分转化为动能，另一部分会因克服摩擦做功转化为内能，因此重力势能的变化量（减少量）大于动能的变化量（增加量）。
故答案为：（1）变小；
（2）＞。
16．【答案】（1）2
（2）内能
（3）等于
【知识点】功的计算公式的应用；机械能守恒
【解析】【分析】（1）由重力公式G=mg可得质量为m的物体的重力，根据公式W=GH可得物体从A点滑到水平面时重力所做的功；
（2）摩擦过程中机械能转化为内能；
（3）再次滑下的过程损失的机械能不变。
【解答】 （1）质量为1kg的物体的重力为：G=mg=1kg×10N/kg=10N，
物体从A点滑到水平面时，重力所做的功：W=GH=10N×0.2m=2J；
（2）物体从A点滑到B点的过程中，机械能转化为内能；
（3）再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，A→B下降的高度等于B→C下降的高度。
17．【答案】<；>
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】 功的大小是物体所受的力与在力的方向上通过距离的乘积；在a、b、c三种情况下受力相同，根据物体在力的方向上通过的距离，利用公式W=Fs分析拉力做功的大小，根据比较做功功率的大小。
【解答】根据图片a可知，力F在竖直方向上，移动的距离s在水平方向上，二者不在同一方向上，则F对物体不做功，即，做功的功率；
如图b，力F在水平方向上，物体在力的方向上移动的距离为s，F对物体做的功，做功的功率；
比可知，拉力做功大小；
如图c，力F在竖直方向上，物体在力F的方向上移动的距离，
那么F对物体做的功，做功的功率；
比较可知，。
18．【答案】20；0.9
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据G=mg计算无人机的重力，根据W=Gh计算无人机克服重力做功；
（2）根据W=Gh计算无人机克服重力做功，然后根据计算重力做功的功率。
【解答】（1）根据题意可知，无人机的重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N；
则前10秒对摄像机做功：。
（2）根据题意可知，整个过程无人机对摄像机做功：，
则重力做功的功率为：。
19．【答案】（1）核聚变
（2）4.5×107
（3）跳跃式返回
【知识点】功的计算公式的应用；能量的转化与守恒定律；核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）核反应有两种轻核聚变和重核裂变。
（2）做功的条件：物体在力的方向上有移动距离，计算公式为：W=Fs。
（3）跳跃式返回多次经过大气层，与大气层产生摩擦，机械能转化为内能，返回器的机械能减小，速度降低。
【解答】（1）月壤中含有丰富的理想能源氦—3，氦—3是一种轻核，在高温高压条件下可以通过核聚变反应释放巨大能量，核聚变反应是利用轻原子核，如氢的同位素、氦—3等，核聚变成较重原子核时释放能量的过程，是获得原子核能的主要途径之一。
（2）飞离月球时，若上升器在3×103N的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×104m，在该过程中，推力做功为W=Fs=3×103N×1.5×104m=4.5×107J
（3）由题意知，采用“跳跃式返回”与“直接进入返回”相比，返回器与空气摩擦做功更多，机械能转化为的内能更多，返回器的机械能更小，故返回器着陆时速度更小，所以返回器采用跳跃式返回方式着陆时的速度更小、热防护要求更低、落点精度便于控制。
（1）月壤中含有丰富的理想能源氦—3，氦—3是一种轻核，在高温高压条件下可以通过核聚变反应释放巨大能量，核聚变反应是利用轻原子核，如氢的同位素、氦—3等，核聚变成较重原子核时释放能量的过程，是获得原子核能的主要途径之一。
（2）飞离月球时，若上升器在3×103N的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×104m，在该过程中，推力做功为W=Fs=3×103N×1.5×104m=4.5×107J
（3）由题意知，采用“跳跃式返回”与“直接进入返回”相比，返回器与空气摩擦做功更多，机械能转化为的内能更多，返回器的机械能更小，故返回器着陆时速度更小，所以返回器采用跳跃式返回方式着陆时的速度更小、热防护要求更低、落点精度便于控制。
20．【答案】（1）减小
（2）A
（3）乙
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【分析】（1） 比较A球在相同时间内通过的路程，判断A球在斜面上运动的速度变化；
（2）根据图片确定两个小球在斜面上的运动状态的变化分析；
（3） 根据摩擦力大小的影响因素判断两木块受到的摩擦力大小，然后据图比较两球从斜面上运动到斜面底部时的速度大小，动能大小，进而得出结论。
【解答】（1） 根据甲图可知，A球在相同时间内通过的路程相等，所以A球在斜面上运动的速度不变。A球在斜面下滑时，质量不变，高度减小，则重力势能变小；速度不变，则动能不变。根据“机械能=动能+重力势能”可知，A球的机械能减小；
（2）综上所述，甲在斜面上做匀速直线运动，即开始时速度就不为零，因此小球A肯定不是从静止开始运动的。
（3） 根据图片可知，在斜面的最后一段时间内，B球在相同时间内通过的路程更长，根据公式可知，B球的速度更大，则动能更大，对木块做的功多，所以碰撞之后图乙中木块运动距离较大。
21．【答案】（1）否
（2）D
（3）4.4s（4）因为磁铁上下运动时，套在导体管中会产生感应电流，这样磁铁的机械能会转化为电能和内能，所以机械能会减少，最终会停止。
【知识点】二力平衡的条件及其应用；电磁感应；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）能量转化与守恒：能量在转化和转移的过程中，总量保持不变，但会有损耗。在实际运动过程中，物体不可避免地要克服空气阻力等做功，导致一部分机械能转化为内能等其他形式的能，因此重力势能不会全部转化为弹簧的弹性势能。
（2）二力平衡：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。判断物体的动能最大位置，需要分析其受力和运动状态，当物体所受合力为零时，速度最大，动能也最大。
（3）电磁感应与能量转化：当导体在磁场中做切割磁感线运动，或磁场穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，会产生感应电流。在这个过程中，机械能转化为电能，而电流通过导体又会产生焦耳热，将电能转化为内能。导体的导电能力越强，这种能量转化的效率越高，机械能消耗得越快。
【解答】（1）步骤二中，磁铁从 A 点下降到 B 点的过程中，除了弹簧被压缩获得弹性势能外，磁铁还需要克服空气阻力等做功，这部分机械能会转化为内能。因此，磁铁的重力势能没有全部转化成甲弹簧的弹性势能。
（2）A、磁铁在B点还受到弹簧乙向上的弹力，重力等于两个弹簧的拉力之和，所以重力与弹簧甲的拉力不是一对平衡力。
B、A点是弹簧原长的位置，此时弹簧乙不被压缩也不被拉伸，但磁铁此时还受到弹簧甲的拉力和重力，合力向下，因此A点不是平衡位置，动能最大的点应在AB之间的某点（平衡点）。
C、磁铁在上下振动过程中，由于要克服空气阻力做功（即使忽略，弹簧内部也有损耗），机械能逐渐减少，最终静止在B点。
D、铝管是导体，磁铁在铝管中运动时，由于电磁感应会产生感应电流，从而阻碍磁铁的运动，使磁铁的机械能转化为电能并最终转化为内能，因此磁铁最终会静止在B点。
故答案为：D。
（3）根据题意，外套管的导电能力越强，对磁铁运动的影响越大，磁铁上下运动的时间越短。已知铝的导电能力比铁强，比铜弱，因此套铝管的运动时间应介于套铁管（7.7 秒）和套铜管（4.4 秒）之间。即运动时间为 4.4s < t < 7.7s。
（4）当磁体外面套导体类材料时，磁铁在上下运动过程中，会切割导体管中的磁感线，从而产生感应电流。这个过程中，磁铁的机械能转化为了电能，而电流在导体中流动又会产生热量，将电能转化为内能。因此，磁铁的机械能被快速消耗，导致其上下运动的时间较短。
22．【答案】（1）动
（2）
（3）质量
（4）不同意，因为撞击后钢球的重力势能也在减小，影响实验
【知识点】动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】（1）重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
（2）根据质量一定时，高度越高，重力势能越大，和用铁钉向下移动的距离来反映重力势能大小进行分析。
（3）由控制变量法进行分析，唯一变量即为探究的影响因素。
（4）要探究动能与速度大小的关系应控制重力势能不变，撞击后钢球的重力势能发生改变，影响实验，所以不同意该同学的观点。
【解答】（1） 钢球从高处下落时，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。
（2）由图可知，h1>h2>h3，重力势能由1到3逐渐减小，可知铁钉向下移动的距离逐渐减小，即。
（3）小球从相同高度落下，改变质量，可知探究的是重力势能与质量的关系。
（4）撞击后钢球的重力势能也在减小，会影响实验，所以不能研究动能大小与速度大小的关系。
23．【答案】（1）速度
（2）速度相同时，物体的质量越大，动能越大
（3）
（4）控制变量法、转换法
【知识点】控制变量法；动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）（2）动能与物体质量和速度有关，探究其中一个变量时，应控制其他变量不变，通过比较滑块距离判断物体的动能；
（3）当物体不受摩擦力时，机械能守恒，据此分析即可；
（4）探究动能的影响因素时，探究其中一个变量时，应控制其他变量不变；同时通过观察滑块在滑槽上移动的距离来反映铁球动能的大小，运用了转换法。
【解答】（1）分析步骤①、②，可以发现：采用了同一物体，质量是不变的，从不同高度静止释放，速度是不同的，是想探究动能大小与速度的关系；
（2）实验“步骤②”和“步骤③”，使用的是体积相同，由ρ铁＞ρ铝，知铁球的质量大，从相同高度静止释放，小球到达竖直位置时的速度是相同的，由图可以发现，质量越大的铁球静止释放时后，滑块移动距离越长，动能越大，由此可得结论：物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（3）让同一铁球从A点分别沿三个斜面静止滑下，撞击放在B、C、D位置的相同物块，物体高度相同，质量相同，则三种情况的重力势能相同，转化为动能也相同，接触面的粗糙程度相同，物块受到的摩擦力大小相同，由W=fs知推动物块移动的距离相同；
（4）本实验在探究动能与速度关系时，控制质量不变；探究动能与质量关系时，控制速度不变，运用了控制变量法。同时通过观察滑块在滑槽上移动的距离来反映小球动能的大小，运用了转换法。
24．【答案】（1）因为匀速行驶，所以牵引力为：F=0.2G=0.2mg=0.2×350kg×10N/kg=700N；
（2）根据得物流机器人未装载货物匀速行驶时的速度为：；
（3）某一次机器人装载货物在平直道路上匀速行驶最后s=3km=3000m，时间t=20min=1200s，
机器人的速度为：
由和平衡力得，
物流机器人的总重力为：，
物流机器人的总质量为：，
货物的质量为：m货=m总-m=420kg-350kg=70kg；
机器人克服阻力所做的功为：W=F's=840N×3000m=2.52×106J。
【知识点】功；功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）因为匀速行驶，根据F=0.2G=0.2mg算出牵引力；
（2）根据得物流机器人未装载货物匀速行驶时的速度；
（3）根据算出机器人的速度，由和平衡力算出阻力，由匀速行驶时所受阻力是重力的0.2倍算出物流机器人的总重力，由G=mg算出物流机器人的总质量，进而算出货物的质量，由W=Fs算出机器人克服阻力所做的功。
25．【答案】（1）水泵对水做的功
W=G水h=m水gh=(15-5) ×103kg×10N/kg×2m=2×105J
（2）雾炮车满载时的总重力
，
行驶时受到的阻力
f=0.1G=0.1×1.5×105N=1.5×104N，
发动机克服阻力的功率

（3）减小，雾炮车匀速运动速度不变，但洒水过程质量减小，对路面压力减小，所受阻力减小，牵引力减小，由P=Fv知功率减小
【知识点】功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功等于力与在力的方向上运动的距离；
（2）功率等于单位时间内所做的功；
（3）输出功率等于动力与速度的乘积；
【解答】（3）发动机的输出功率逐渐减小。原因：雾炮车匀速行驶时速度 v 保持不变；喷雾过程中，车的总质量逐渐减小，对路面的压力逐渐减小，接触面粗糙程度不变，因此滑动摩擦力 f 逐渐减小；由于车做匀速直线运动，牵引力 F 与阻力 f 大小相等，故牵引力 F 也逐渐减小；根据功率公式 P=Fv，当 v 不变、F 减小时，发动机的输出功率 P 会逐渐减小。
26．【答案】（1）0.0108
（2）水
【知识点】力是否做功的判断；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）最高点动能均为零，减小的机械能即为减小的重力势能，用W=Gh进行计算。
（2）力做功的条件：物体在力的方向上有移动距离，计算公式为：W=Fs。
【解答】（1）机械能减小值：。
（2）乙中球与水接触，下落时球给水一向下的力，力的作用是相互的，水给球一个向上的反作用力，在该反作用力的作用下，球向上运动，可知水给球做了功，球的机械能增大。
27．【答案】（1）小明完成1次引体向上所做的功：W=Gh=500N×0.6m=300J；
（2）10s内小明做引体向上的功率：。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算每次做功；
（2）根据公式计算出引体向上做功的功率。
28．【答案】（1）解：小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
（2）解：他骑行时自行车对地面的压强
（3）解：阻力为f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速，所以动力等于15N，速度为
他骑行时的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W
【知识点】压强的大小及其计算；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式G=mg计算出小明和自行车的总重力；
（2）自行车对地面的压力等于小明和车的总重力，再根据压强公式 计算车对地面的压强；
（3）首先根据f=0.02G计算出自行车受到的阻力，再根据二力平衡的知识计算出自行车受到的牵引力，接下来根据计算出行驶的速度，最后根据P=Fv计算骑行时的功率。
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