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第九讲 能的形式及其转化和守恒
1.能说出能量的定义，单位。
2.能通过实例理解动能、重力势能、弹性势能的概念。
3.能举例说出生活中哪些物体具有动能，哪些物体具有重力势能，哪些物体具有弹性势能。
4.给出实例，会判断它们具有什么形式的能。
5.根据生活中的实例说出影响动能的因素，并能设计实验进行验证。
6.根据生活中的实例能说出影响重力势能的因素，并能设计实验进行验证。
7.根据生活中的实例能说出影响弹性势能的因素，并能设计实验进行验证。
8.通过具体数据能说明速度对动能的影响更大。
9.能说出机械能包括动能和势能.
10.通过生活中的实例，知道动能和势能是可以相互转化的.
11.给出实例，会解释能量是怎样转化的.
12.能说出机械能守恒的条件，并能根据实例判断其是否守恒.
13.会分析人造地球卫星在运动过程中动能和重力势能的转化.
14.了解风能和水能的利用，举出生活中利用水能和风能的实例。
知识点一：能量的形式
1.能：一个物体能够做功，就说这个物体具有能量(能)，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是焦(J)。
2.能量有多种形式，如：机械能、电能、电磁能、化学能、内能、核能、太阳能……
知识点二：机械能
1.功和能的关系
(1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
(2)功是能量转化的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。
(3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。
2.动能：物体由于运动而具有的能叫动能，其大小与质量和运动速度有关，一切运动的物体都具有动能。
3.重力势能：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，其大小与质量和被举的高度有关。
4．弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
5.机械能：动能和势能统称为机械能。
6.机械能的转化与守恒：动能和势能在一定条件下可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量不变，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变).
知识点三：能量的转化和守恒
1.能量的转化和守恒定律的内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2.能量的转移和转化的方向性。能量的转移和转化有一定的方向性。我们是在能量转移或转化过程中利用能量的。
知识点一：动能和势能
【例1】（2017春 椒江区校级期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / bd15272f-3845-40cf-a159-1a5d895d760f" \t "_blank )青海湖曾经出现巨形“龙吸水”奇观，40多分钟共出现9条“龙”。龙卷风是一种高速旋转的气流，具有非常大的_______能，其内部的气压_______（填“大于”“小于”或“等于”）外部的气压。
【答案】动；小于
【解析】高速旋转的气流，运动速度很大，所以它具有较大的动能；高速旋转的气流，内部气流运动速度大于外部气流运动速度，所以内部气体压强小于外部气体压强。
【例2】（2017秋 下城区期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 38a8ae14-290f-4c24-b307-f706090382bd" \t "_blank )下列物体运动过程中同时涉及到动能、重力势能、弹性势能的是（　　）
A．撑杆跳 B． 滚摆运动 C．秋千摆动 D．给钟表上发条
【答案】A
【解析】A、据图可知，起跳后撑杆弯曲，杆发生了弹性形变，是动能转化成了弹性势能；撑杆将运动员向上弹起这一过程杆的弹性势能转化成了运动员的重力势能；同时涉及到动能、重力势能、弹性势能，故A正确；B、滚摆上升时，质量不变，速度减小，高度减小，即动能减小，重力势能增大，将动能转化为重力势能；滚摆下降时，质量不变，速度增大，高度减小，即动能增大，重力势能减小，将重力势能转化为动能；整个过程中没有弹性势能，故B错误；C、秋千由最高处向最低处荡去，所处高度降低，速度变大，重力势能转化为动能；秋千由最低处向最高处荡去，所处高度升高，速度变小，动能转化为重力势能；秋千摆动是动能和势能的相互转化，故C错误；D、给钟表上发条是动能转化为发条的弹性势能，没有重力势能的转化，故D错误。故选A。
知识点二：动能和势能的转化
【例3】（2017 柯桥区校级模拟） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 646a2258-7e32-4ba1-a180-e82432e65363" \t "_blank )跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是（　　）
A．从A到C的过程中，跳板的弹性势能一直在增大
B．从A到C的过程中，运动员的机械能守恒
C．从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小
D．从B到C的过程中，运动员减少的动能等于跳板增加的势能
【答案】A
【解析】A、从A到C的过程中，跳板的弹性形变量一直增大，所以弹性势能一直在增大。故A正确；B、从A到C的过程中，运动员的机械能转化为跳板的弹性势能，运动员的机械能不守恒。故B错误；C、由题知，B为人站在踏板上静止时受力平衡点；从A到B过程中，人的重力大于跳板的支持力，合力向下，运动员做加速运动，动能变大；从B到C过程中，跳板的支持力大于人的重力，合力向上，运动员做减速运动，动能变小；由此可知，从A到C的过程中，速度先增大后减小，动能先增大后减小。故C错误；D、根据能量的转化与守恒定律可知，从B到C的过程中，运动员减少的重力势能和动能等于跳板增加的弹性势能。故D错误。故选A。
【例4】（2017 杭州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 43c5051b-0381-4ee8-9a6a-1872972910d1" \t "_blank )如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（　　）
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
【答案】B
【解析】木块在匀速下滑的过程中，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；木块在下滑过程中，受到摩擦力的作用；木块要克服摩擦力做功，机械能减少．故选B．
知识点三：探究动能(或势能)跟哪些因素有关
【例5】 （2018 金华模拟） ( http: / / www.m / physics / report / detail / a87ce88b-5ead-4127-acfd-601aaa96d167" \t "_blank )如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块。
（1）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块______________；
（2）若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：____________________________。
（3）若要探究动能大小与质量之间的关系，应如何操作：让大小不同的小车从同一斜面上______________。
（4）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图丙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为_______。
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
【答案】（1）恢复到原位置；（2）在质量相同的情况下，速度越大，动能越大；（3）同一高度由静止滚下；（4）f=0.3F。
【解析】（1）在实验的过程中，通过木块滑动的距离来判定动能的大小，故重新实验时，应把木块恢复到原位置；（2）由图可知，甲撞击木块移动的距离远，故结论为：在质量相同的情况下，物体速度越大，动能越大；（3）影响动能大小的两个因素是质量和速度，小明选用大小不同钢球，故质量不同，从同一斜面的同一高度由静止滚下，那么它们的速度相同，故该实验是为了探究动能大小与质量的关系；（4）根据表格中数据F=2N时，f1=0.6N，当F=3N时，f1=0.9N，则由此知f1=0.3F；滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，即弹簧测力计的示数大小，故滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为：f=0.3F。
【例6】（2018 台州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / d0ab23bf-7162-4dac-a738-eb2d35a4c5b8" \t "_blank )将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑卷水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录______________。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与____________的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。____________________________________________________________
【答案】（1）滑块被撞击后移动的距离；速度大小；（2）将一钢球从管②的一口放入后，静止释放，观察滑块被撞击后移动的距离；取出钢球，将滑块移回原位，将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
【解析】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的一口放入后，静止释放。通过观察滑块被撞击后移动的距离来表示钢球动能的大小，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，在质量相同时，改变滑块的高度，可验证动能大小与速度大小的关系；（2）研究重力势能与质量关系时控制高度一定，使用质量不同的钢球；实验步骤：将一钢球从管②的一口放入后，静止释放，观察滑块被撞击后移动的距离；取出钢球，将滑块移回原位，将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
知识点四：能量的转化和守恒 ( javascript:void(0)" \o "14.3 能量的转化和守恒 )
【例7】（2018 温州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / b428b7f5-19bf-4417-8a0e-daacf4b40ff5" \t "_blank )某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
【答案】C
【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。故选C。
【例8】（2017秋 博兴县校级月考） ( http: / / www.m / physics / report / detail / beb50a25-4d13-4ce8-be13-6a10ae1c1f33" \t "_blank )用打桩机打桩，打桩锤从5m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这说明（　　）
A．机械能守恒 B．动能守恒 C．热能守恒 D．能量守恒
【答案】D
【解析】打桩时，锤和桩温度升高说明有内能产生，而锤的机械能减小，故发生了机械能和内能的转化，故只能说明是能量守恒。故选D。
一、在分析动能和势能变化时，往往容易忽略质量的变化。
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．
【例1】（2017 泉州二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / f2b942e6-8fba-4dbe-80ac-21fcd485c90b" \t "_blank )飞机在空投救灾物资时保持匀速直线飞行（高度不变），则下列关于飞机机械能变化的描述正确的是（　　）
A．动能变小，重力势能变小 B．动能不变，重力势能不变
C．动能变小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能变小
【答案】A
【解析】飞机正在向灾区空投物资时，速度不变，高度不变，飞机的质量变小，动能变小，重力势能变小，故机械能变小；故选A。
二、在蹦极现象，误认为橡皮绳只要伸长，人的动能一定减小。
在弹性绳从原长达最低点的过程中，开始阶段，游戏者的重力大于橡皮绳的拉力，游戏者做加速运动，后来橡皮绳的拉力大于游戏者的重力，游戏者做减速运动，根据牛顿第二定律分析加速度变化情况．
【例2】（2017春 金华期末）如图所示，“蹦极”运动中，运动员身系弹性绳下落，不计空气阻力．下列有关运动员从弹性绳刚绷紧到最低点的下落过程中的说法正确的是（　　）
A．运动员的加速度一直减小
B．弹性绳的弹性势能为零时，运动员的动能最大
C．弹性绳的弹性势能最大时，运动员的动能为零
D．运动员重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量
【答案】C
【解析】A、运动员从弹性绳刚绷紧到最低点的下落过程中，受到向下的重力和向上的弹力，弹力不断增大，开始阶段，重力大于弹力，合力减小，加速度减小，速度增大。当弹力等于重力时加速度为零。之后，弹力大于重力，合力向上且不断增大，运动员做减速运动，加速度增大，所以运动员的加速度先减小后增大，速度先增大后减小，弹力等于重力时速度最大，故A错误。B、弹性绳的弹性势能为零时，弹力为零，运动员的合力向下，速度增大，此时速度不是最大，弹力等于重力时速度最大，故B错误。C、弹性绳的弹性势能最大时，运动员到达最低点，动能为零，故C正确。D、对于运动员、地球和蹦极绳组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒。则运动员重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量与动能增加量之和，故D错误。故选C。
三、不注意题目条件，误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
解答本类题需要掌握能量守恒定律，机械效率的概念．判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量．
【例3】 （2017秋 城关区校级月考） ( http: / / www.m / physics / report / detail / fef218af-fd81-4b30-90bd-dbea3f372f81" \t "_blank )下列关于能量及其转化的说法中正确的是（　　）
【答案】A
【解析】A、燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，化学能转化为内能；故A正确；B、能量守恒定律对宏观物体适用，对微观分子的运动也适用；故B错误；C、烧开一壶水，壶内水蒸气将壶盖顶起时，水蒸气对壶盖做功，内能减少；故C错误；D、火箭升空时，高度增加，重力势能增大，速度增大，动能增大，所以机械能增大，故D错误。故选A。
9第九讲 能的形式及其转化和守恒
1.能说出能量的定义，单位。
2.能通过实例理解动能、重力势能、弹性势能的概念。
3.能举例说出生活中哪些物体具有动能，哪些物体具有重力势能，哪些物体具有弹性势能。
4.给出实例，会判断它们具有什么形式的能。
5.根据生活中的实例说出影响动能的因素，并能设计实验进行验证。
6.根据生活中的实例能说出影响重力势能的因素，并能设计实验进行验证。
7.根据生活中的实例能说出影响弹性势能的因素，并能设计实验进行验证。
8.通过具体数据能说明速度对动能的影响更大。
9.能说出机械能包括动能和势能.
10.通过生活中的实例，知道动能和势能是可以相互转化的.
11.给出实例，会解释能量是怎样转化的.
12.能说出机械能守恒的条件，并能根据实例判断其是否守恒.
13.会分析人造地球卫星在运动过程中动能和重力势能的转化.
14.了解风能和水能的利用，举出生活中利用水能和风能的实例。
知识点一：能量的形式
1.能：一个物体能够做功，就说这个物体具有 ，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是焦(J)。
2.能量有多种形式，如： 、 、电磁能、化学能、内能、核能、太阳能……
知识点二：机械能
1.功和能的关系
(1)一个物体具有能量，可以用来做功，反过来，一个物体能够做功，它就具有能量。可用做功的多少来衡量物体具有能量的大小。
(2)功是能量 的量度，做功过程一定伴随能量转化，做了多少功，就有多少能量发生了转化。
(3)具有能的物体只表示物体可以做功，但不一定“正在做功”或“已经做功”。
2.动能：物体由于 而具有的能叫动能，其大小与 和运动 有关，一切运动的物体都具有动能。
3.重力势能：物体由于 而具有的能叫重力势能，其大小与 和被举的 有关。
4．弹性势能：物体发生 而具有的能叫弹性势能，同一物体发生弹性形变越大，具有的弹性势能 。
5.机械能： 和 统称为机械能。
6.机械能的转化与守恒：动能和势能在一定条件下可以相互 ，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量 ，或者说机械能是守恒的。如考虑阻力的影响，机械能的总量减小。总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变).
知识点三：能量的转化和守恒
1.能量的转化和守恒定律的内容：能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 。
2.能量的转移和转化的方向性。能量的转移和转化有一定的 性。我们是在能量转移或转化过程中利用能量的。
知识点一：动能和势能
【例1】（2017春 椒江区校级期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / bd15272f-3845-40cf-a159-1a5d895d760f" \t "_blank )青海湖曾经出现巨形“龙吸水”奇观，40多分钟共出现9条“龙”。龙卷风是一种高速旋转的气流，具有非常大的_______能，其内部的气压_______（填“大于”“小于”或“等于”）外部的气压。
【答案】动；小于
【解析】高速旋转的气流，运动速度很大，所以它具有较大的动能；高速旋转的气流，内部气流运动速度大于外部气流运动速度，所以内部气体压强小于外部气体压强。
【例2】（2017秋 下城区期中） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 38a8ae14-290f-4c24-b307-f706090382bd" \t "_blank )下列物体运动过程中同时涉及到动能、重力势能、弹性势能的是（　　）
A．撑杆跳 B． 滚摆运动 C．秋千摆动 D．给钟表上发条
【答案】A
【解析】A、据图可知，起跳后撑杆弯曲，杆发生了弹性形变，是动能转化成了弹性势能；撑杆将运动员向上弹起这一过程杆的弹性势能转化成了运动员的重力势能；同时涉及到动能、重力势能、弹性势能，故A正确；B、滚摆上升时，质量不变，速度减小，高度减小，即动能减小，重力势能增大，将动能转化为重力势能；滚摆下降时，质量不变，速度增大，高度减小，即动能增大，重力势能减小，将重力势能转化为动能；整个过程中没有弹性势能，故B错误；C、秋千由最高处向最低处荡去，所处高度降低，速度变大，重力势能转化为动能；秋千由最低处向最高处荡去，所处高度升高，速度变小，动能转化为重力势能；秋千摆动是动能和势能的相互转化，故C错误；D、给钟表上发条是动能转化为发条的弹性势能，没有重力势能的转化，故D错误。故选A。
知识点二：动能和势能的转化
【例3】（2017 柯桥区校级模拟） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 646a2258-7e32-4ba1-a180-e82432e65363" \t "_blank )跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是（　　）
A．从A到C的过程中，跳板的弹性势能一直在增大
B．从A到C的过程中，运动员的机械能守恒
C．从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小
D．从B到C的过程中，运动员减少的动能等于跳板增加的势能
【答案】A
【解析】A、从A到C的过程中，跳板的弹性形变量一直增大，所以弹性势能一直在增大。故A正确；B、从A到C的过程中，运动员的机械能转化为跳板的弹性势能，运动员的机械能不守恒。故B错误；C、由题知，B为人站在踏板上静止时受力平衡点；从A到B过程中，人的重力大于跳板的支持力，合力向下，运动员做加速运动，动能变大；从B到C过程中，跳板的支持力大于人的重力，合力向上，运动员做减速运动，动能变小；由此可知，从A到C的过程中，速度先增大后减小，动能先增大后减小。故C错误；D、根据能量的转化与守恒定律可知，从B到C的过程中，运动员减少的重力势能和动能等于跳板增加的弹性势能。故D错误。故选A。
【例4】（2017 杭州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / 43c5051b-0381-4ee8-9a6a-1872972910d1" \t "_blank )如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（　　）
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
【答案】B
【解析】木块在匀速下滑的过程中，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；木块在下滑过程中，受到摩擦力的作用；木块要克服摩擦力做功，机械能减少．故选B．
知识点三：探究动能(或势能)跟哪些因素有关
【例5】 （2018 金华模拟） ( http: / / www.m / physics / report / detail / a87ce88b-5ead-4127-acfd-601aaa96d167" \t "_blank )如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块。
（1）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块______________；
（2）若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：____________________________。
（3）若要探究动能大小与质量之间的关系，应如何操作：让大小不同的小车从同一斜面上______________。
（4）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图丙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为_______。
实验次数 1 2 3 4 5
木块对木板压力F/N 2 3 4 5 6
弹簧测力计读数f/N 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8
【答案】（1）恢复到原位置；（2）在质量相同的情况下，速度越大，动能越大；（3）同一高度由静止滚下；（4）f=0.3F。
【解析】（1）在实验的过程中，通过木块滑动的距离来判定动能的大小，故重新实验时，应把木块恢复到原位置；（2）由图可知，甲撞击木块移动的距离远，故结论为：在质量相同的情况下，物体速度越大，动能越大；（3）影响动能大小的两个因素是质量和速度，小明选用大小不同钢球，故质量不同，从同一斜面的同一高度由静止滚下，那么它们的速度相同，故该实验是为了探究动能大小与质量的关系；（4）根据表格中数据F=2N时，f1=0.6N，当F=3N时，f1=0.9N，则由此知f1=0.3F；滑动摩擦力的大小等于拉力的大小，即弹簧测力计的示数大小，故滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为：f=0.3F。
【例6】（2018 台州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / d0ab23bf-7162-4dac-a738-eb2d35a4c5b8" \t "_blank )将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑卷水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录______________。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与____________的关系。
（2）将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。____________________________________________________________
【答案】（1）滑块被撞击后移动的距离；速度大小；（2）将一钢球从管②的一口放入后，静止释放，观察滑块被撞击后移动的距离；取出钢球，将滑块移回原位，将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
【解析】（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的一口放入后，静止释放。通过观察滑块被撞击后移动的距离来表示钢球动能的大小，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，在质量相同时，改变滑块的高度，可验证动能大小与速度大小的关系；（2）研究重力势能与质量关系时控制高度一定，使用质量不同的钢球；实验步骤：将一钢球从管②的一口放入后，静止释放，观察滑块被撞击后移动的距离；取出钢球，将滑块移回原位，将另一质量不同的钢球从同一个口放入，重复实验。
知识点四：能量的转化和守恒 ( javascript:void(0)" \o "14.3 能量的转化和守恒 )
【例7】（2018 温州） ( http: / / www.m / physics / report / detail / b428b7f5-19bf-4417-8a0e-daacf4b40ff5" \t "_blank )某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合。该过程中发生的能量转换是（　　）
A．电能→机械能→光能 B．光能→机械能→电能
C．光能→电能→机械能 D．机械能→电能→光能
【答案】C
【解析】太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的开合；故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能。故选C。
【例8】（2017秋 博兴县校级月考） ( http: / / www.m / physics / report / detail / beb50a25-4d13-4ce8-be13-6a10ae1c1f33" \t "_blank )用打桩机打桩，打桩锤从5m高处自由落下时，锤与桩因冲击力作用表面温度升高，这说明（　　）
A．机械能守恒 B．动能守恒 C．热能守恒 D．能量守恒
【答案】D
【解析】打桩时，锤和桩温度升高说明有内能产生，而锤的机械能减小，故发生了机械能和内能的转化，故只能说明是能量守恒。故选D。
一、在分析动能和势能变化时，往往容易忽略质量的变化。
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．
【例1】（2017 泉州二模） ( http: / / www.m / physics / report / detail / f2b942e6-8fba-4dbe-80ac-21fcd485c90b" \t "_blank )飞机在空投救灾物资时保持匀速直线飞行（高度不变），则下列关于飞机机械能变化的描述正确的是（　　）
A．动能变小，重力势能变小 B．动能不变，重力势能不变
C．动能变小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能变小
【答案】A
【解析】飞机正在向灾区空投物资时，速度不变，高度不变，飞机的质量变小，动能变小，重力势能变小，故机械能变小；故选A。
二、在蹦极现象，误认为橡皮绳只要伸长，人的动能一定减小。
在弹性绳从原长达最低点的过程中，开始阶段，游戏者的重力大于橡皮绳的拉力，游戏者做加速运动，后来橡皮绳的拉力大于游戏者的重力，游戏者做减速运动，根据牛顿第二定律分析加速度变化情况．
【例2】（2017春 金华期末）如图所示，“蹦极”运动中，运动员身系弹性绳下落，不计空气阻力．下列有关运动员从弹性绳刚绷紧到最低点的下落过程中的说法正确的是（　　）
A．运动员的加速度一直减小
B．弹性绳的弹性势能为零时，运动员的动能最大
C．弹性绳的弹性势能最大时，运动员的动能为零
D．运动员重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量
【答案】C
【解析】A、运动员从弹性绳刚绷紧到最低点的下落过程中，受到向下的重力和向上的弹力，弹力不断增大，开始阶段，重力大于弹力，合力减小，加速度减小，速度增大。当弹力等于重力时加速度为零。之后，弹力大于重力，合力向上且不断增大，运动员做减速运动，加速度增大，所以运动员的加速度先减小后增大，速度先增大后减小，弹力等于重力时速度最大，故A错误。B、弹性绳的弹性势能为零时，弹力为零，运动员的合力向下，速度增大，此时速度不是最大，弹力等于重力时速度最大，故B错误。C、弹性绳的弹性势能最大时，运动员到达最低点，动能为零，故C正确。D、对于运动员、地球和蹦极绳组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒。则运动员重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量与动能增加量之和，故D错误。故选C。
三、不注意题目条件，误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
解答本类题需要掌握能量守恒定律，机械效率的概念．判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量．
【例3】 （2017秋 城关区校级月考） ( http: / / www.m / physics / report / detail / fef218af-fd81-4b30-90bd-dbea3f372f81" \t "_blank )下列关于能量及其转化的说法中正确的是（　　）
A．燃料燃烧时，化学能转化为内能
B．能量守恒定律对宏观物体适用，对分子的运动不适用
C．烧开一壶水，壶内水蒸气将壶盖顶起时，水蒸气内能增加
D．火箭升空时，机械能保持不变
【答案】A
【解析】A、燃料燃烧时，消耗化学能，得到内能，化学能转化为内能；故A正确；B、能量守恒定律对宏观物体适用，对微观分子的运动也适用；故B错误；C、烧开一壶水，壶内水蒸气将壶盖顶起时，水蒸气对壶盖做功，内能减少；故C错误；D、火箭升空时，高度增加，重力势能增大，速度增大，动能增大，所以机械能增大，故D错误。故选A。
9第九讲《能的形式及其转化和守恒》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共75分）
1．如图所示的各项运动比赛中，不具有弹性势能的是（　　）
A．站着运动员的跳板 B．压弯的撑杆 C．出手后的铅球 D．拉开的弓弦
2．下列物体具有弹性势能的是（　　）
A．在水平公路上行驶的小轿车 B．悬挂在天花板上的电灯
C．被拉开的弹弓 D．在空中飞行的飞机
3．质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们动能相等，那么（　　）
A．燕子比鸽子飞得快 B．鸽子比燕子飞得快
C．燕子与鸽子飞得一样快 D．两者速度大小无法比较
4．篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示，从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能（　　）
A．一直增大 B．一直减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小
5．如图，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。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，动能增加，势能减少，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C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
6．2014年第二届青奥会将在南京举行，比赛中运动员投掷的链球、铅球、铁饼和标枪都是把物体斜向上抛出的运动。不计空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中（　　）
A．物体的动能一直增大，重力势能一直减小
B．物体的动能一直减小，重力势能一直增大
C．物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
D．物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
7．一辆汽车从一斜坡顶端匀速行驶到底端，在这一过程中汽车的（　　）
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
8．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点。则下列说法中错误的是（　　）
A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少
B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少
C．小物块从N向M运动过程中，机械能不变
D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大
9．把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球离地高度（h）的关系（　　）
A． B． C． D．
10．在拓展性课程“鸡蛋撞地球”活动中，有同学把装有鸡蛋的盒子挂在3个气球下面，使其从三楼开始缓慢地“撞向地面”，结果鸡蛋完好无损，该方法主要是减小了鸡蛋的（　　）
A．重力 B．浮力 C．撞地时的惯性 D．撞地时的动能
11．如图所示是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近的是图中的（　　）
A． B． C． D．
12．下列关于势能的说法正确的是（　　）
A．把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加
B．同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大
C．树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大
D．正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
13．如图是研究动能大小影响因素和重力势能大小影响因素的两个实验，下列关于这两个实验说法正确的是（　　）
A．甲图实验得到的结论是：在质量相同时，小球高度越高，动能越大
B．为了尽量减少能量损耗，甲图的整个实验装置最好是无限接近光滑
C．乙图实验的结论是：在高度相同时，物体的质量与重力势能成正比
D．乙图实验中要控制球的体积相同，因为压强大小与受力面积有关
14．如图所示研究物体动能大小与哪些因素的实验装置，关于该实验的解释错误的是（　　）
A．该实验利用了转换法，控制变量法的物理实验方法
B．利用甲、乙两次实验可以得出动能大小与物体所处高度有关
C．利用乙、丙两次实验可以得出动能大下与物体质量有关
D．乙、丙实验中两小球从同一高度滚下是为了控制小球滚到平面时的初速度相同
15．为探究重力势能与质量关系，如图所示小龙选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和铝球d以及平整的橡皮泥进行实验。下列关于本实验说法不正确的是（　　）
A．实验时要让球从同一高度自由落下
B．比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反应势能的大小
C．研究a球和b球可以验证重力势能与质量的有关
D．本实验器材还可以探究重力势能与高度的关系
16．在探究重力势能与哪些因素有关时，小乐将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放（小球质量mA＞mB＞mC，下落高度hA=hB＜hC）；都落在同样的水平细沙面上。如图所示，实验发现A、B、C都使沙面凹陷，其中A使沙面凹陷最深，B最浅，则下列说法错误的是（　　）
A．该实验采用了转换法，用沙面凹陷程度来反映重力势能大小
B．对比A、B两次撞击，可知物体的质量越大，重力势能越大
C．对比B、C两次撞击，可知物体被举得越高，重力势能越大
D．对比A、B两次撞击，可知质量这一因素对重力势能的影响更大
17．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从同一高度由静止释放，撞击沙坑，根据比较撞击沙坑后留下的印痕深度进行探究，如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．实验过程中既用到了转换法，也用到了控制变量法
B．铁球从最上在下落的过程中动能一直在减小
C．这样做的目的是研究物体重力势能的大小与质量的关系
D．撞击沙坑后留下的印痕深度越深，说明物体的重力势能越大
18．许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”，一根细绳系着盛水的杯子，演员抡起绳子，杯子就做圆周运动。不管演员怎样抡，水都不从杯里洒出。甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。演员的精彩表演，每每博得观众的热烈掌声，如图为一杂技演员正在竖直平面内表演“水流星”。假设杯子在竖直面内做匀速圆周运动，则下列关于其中的一只杯子说法正确的是（　　）
A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变 C．机械能在不断改变 D．运动状态保持不变
19．2018年2月2日，如图所示，我国第一颗电磁监测试验卫星“张衡一号”由“长征二号丁”运载火箭发射升空并成功入轨，它是我国地震立体观测体系第一个天基平台。 在火箭和“张衡一号”加速上升过程中有关能量转化分析正确的是（　　）
A．“张衡一号”的动能和重力势能都增大
B．“张衡一号”的重力势能都转化为动能
C．火箭和“张衡一号”的重力势能不断增大，动能一直不变
D．燃料燃烧放出的热量全部转化为火箭和“张衡一号”的机械能
20．全国青少年U19男子排球锦标赛1月22日在江西九江结束，浙江青年队获得第三名的好成绩，如图是队员在比赛抓住机会大力扣杀的场景，下列有关分析正确的是（　　）
A．手击打排球的力大于排球对手的作用力
B．球在空中加速下落时，球的重力势能部分转化为动能
C．排球上升到最高点时受力平衡
D．运动员将球抛出后，球在空中上升时手要对球做功
21．下列物体机械能总量不发生改变的是（　　）
A．从光滑斜面滑下来的木块
B．蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中的运动员
C．水平路面上匀速行驶的正在洒水的洒水车
D．草地上自由滚动的足球
22．下列提高炉子效率的措施中，不正确的是（　　）
A．把煤磨成粉，用空气吹进炉膛 B．把煤粒在炉膛里吹起来燃烧
C．把炉子密封起来不与空气接触，尽量减小热量损失 D．用各种方法加大受热面
23．在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．锌电极是番茄电池的正极
B．番茄电池可将化学能转化为电能
C．番茄电池形成通路后，电子将从铜电极流出
D．将电压表直接接在该番茄电池上，会损坏电压表
24．下列说法中，符合能量转化和守恒的是（　　）
A．用电器通电工作时，将其它形式的能转化为电能
B．氢氧化钠固体溶解于水放出热量，该变化将化学能转化为内能
C．细胞通过有氧呼吸获得能量，说明能量可以创生
D．汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
25．学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（　　）
A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
二．非选择题（共25分）
26．如图是科研人员新研制的生物充电器，只需将连接手机、平板电脑等设备的充电线插入室内植物土壤中便能充电，它能从植物土壤中获取能量，再转换成为________能传输至手机等设备，该充电器工作时输出电压为5伏，输出电流为600毫安，则输出功率为________瓦。
27．曾经，航天领域似乎只是俄美两国的专利。然而就在近10年间，探索太空呈现多极化。从月球到火星再到其它行星的探测，中国的身影不断涌现，一时间，太空探索风起云涌，请你也来一起参与下列太空探索中的问题探讨：
（1）我国自主研制的“神舟”系列飞船都在酒泉卫星发射中心发射。用火箭推动“神舟”系列飞船上升过程中，能量转化为________。
（2）在完全失重的状态下进行科学实验，下列操作无法正常进行的有________
A．用温度计测量温度 B．用电子表测时间 C．用过滤器过滤粗盐水 D．用弹簧秤测拉力
E．用刻度尺测长度 F．用放大镜观察物体 G．用天平测质量 H．用电流表测电流。
28．下图是同学们在科学课上利用易拉罐所做的几个实验。请分析回答：
（1）如图甲是一个由易拉罐做的“魔罐”，如图所示橡皮筋穿过罐身，外面连到吸管。旋转吸管，将罐放在桌面上，它就会运动起来。这是因为罐中橡皮筋积蓄的________能转化为动能。
（2）如图乙让易拉罐从斜面上不同高度静止滚下，碰到同一木块上。此实验的目的是研究动能的大小与________的关系。
（3）如图丙，空的易拉罐内装入少量清水，放在酒精灯上加热，直至罐内水沸腾，立即用棉花塞好罐口并迅速翻转，使罐口浸没在装有冷水的水盆内，观察到易拉罐迅速变瘪。
①浸没在冷水盆后，易拉罐内水蒸气迅速发生________（填物态变化名称）。
②易拉罐迅速变瘪的原因主要是________的作用。
29．蹦床运动被喻为“空中芭蕾”。运动员从高点静止下落至再次回到高点，会经历几个过程：①高点下落至接触床面②接触床面到下落至最低点③最低点反弹至离开床面④离开床面至再次回到高点。若不计空气阻力，整个过程中运动员的机械能________（选填“守恒”或“不守恒”）。整个过程中，运动员动能最大在________ 过程中。
30．如图所示，物体M与弹簧一端相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点。（图中C点是弹簧原长时的末端，均不计空气阻力及碰撞过程中的动能变化）。
（1）小球从A到B的过程中，能量的转化情况是________________。
（2）小球在最低点B时，受到的力________（选填“是”或“不是”）平衡力。
（3）物体M经撞击后，从C到D点的过程中，动能大小变化情况是________（选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）。
31．在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块，如图所示。
（1）动能的大小不可直接测量，每一次实验都以________的大小来判断动能的大小。
（2）小车放置的位置越高，处于相同位置的木块被撞击得越远。由此可以得出结论：________________________________________________。
（3）甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力f甲________f乙（填“大于”、“等于”、“小于”）。
32．小华同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m
1 a 0.50 20.00 10.10
2 b 0.50 30.00 8.20
3 c 1.00 20.00 14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关。
（3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的
9第九讲《能的形式及其转化和守恒》达标检测卷
时间：45分钟 满分：100分
一．选择题（共75分）
1．如图所示的各项运动比赛中，不具有弹性势能的是（　　）
A．站着运动员的跳板 B．压弯的撑杆 C．出手后的铅球 D．拉开的弓弦
【答案】C
【解析】A、站着运动员的跳板，在跳板压力作用下发生弹性形变，具有弹性势能。故A不符合题意；B、压弯的撑杆，发生弹性形变，具有弹性势能。故B不符合题意；C、出手后的铅球，具有动能和重力势能，但没有发生弹性形变，不具有弹性势能。故C符合题意；D、拉开的弓弦，发生弹性形变，具有弹性势能。故D不符合题意。故选C。
2．下列物体具有弹性势能的是（　　）
A．在水平公路上行驶的小轿车 B．悬挂在天花板上的电灯
C．被拉开的弹弓 D．在空中飞行的飞机
【答案】C
【解析】A、在水平公路上行驶的小轿车，只具有动能，没有发生弹性形变，因此没有弹性势能；B、悬挂在天花板上的电灯，具有一定高度，具有重力势能，没有弹性势能；C、被拉开的弹弓，发生了弹性形变，具有弹性势能；D、在空中飞行的飞机具有动能和重力势能，没有弹性势能。故选C。
3．质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们动能相等，那么（　　）
A．燕子比鸽子飞得快 B．鸽子比燕子飞得快
C．燕子与鸽子飞得一样快 D．两者速度大小无法比较
【答案】A
【解析】物体的动能与质量和速度有关，鸽子与燕子动能相等，鸽子的质量较大，燕子的质量较小，所以燕子的速度大，飞得快。故选A。
4．篮球场上，运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示，从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能（　　）
A．一直增大 B．一直减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小
【答案】D
【解析】从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力不变，高度先增大后减小，则其重力势能先增大后减小，故D正确。故选D。
5．如图，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。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，动能增加，势能减少，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C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】D
【解析】A、D点与A点相比，势能减少，由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，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、木块以一定的速度通过A、B两点，B点的动能等于A点的动能，由于不知道BC是否是光滑的，故无法判定BC两点速度的大小，无法比较动能大小，故C错误；D、木块从B到C，若木块与地面有摩擦，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D。
6．2014年第二届青奥会将在南京举行，比赛中运动员投掷的链球、铅球、铁饼和标枪都是把物体斜向上抛出的运动。不计空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中（　　）
A．物体的动能一直增大，重力势能一直减小
B．物体的动能一直减小，重力势能一直增大
C．物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
D．物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
【答案】C
【解析】把物体斜向上抛出时，物体出手的瞬间速度最大，动能最大，物体在上升的过程中，动能逐渐转变为重力势能，而从最高点到落地的过程中，重力势能又逐渐转变为动能，故整个过程中，势能先增大后减小，动能先减小后增大。故选C。
7．一辆汽车从一斜坡顶端匀速行驶到底端，在这一过程中汽车的（　　）
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
【答案】B
【解析】汽车从一斜坡顶端匀速行驶到底端，在这一过程中汽车的质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能变小，因为动能和势能统称为机械能，所以机械能减小。故ACD错误，B正确。故选B。
8．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点。则下列说法中错误的是（　　）
A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少
B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少
C．小物块从N向M运动过程中，机械能不变
D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大
【答案】B
【解析】A、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A正确；BC、根据题目小物块能被弹回P点说明没有量能损失，机械能守恒，故B错误C正确；D、弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，故D正确。故选B。
9．把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图线能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球离地高度（h）的关系（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】把篮球抛向空中，忽略空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒，机械能不变；所以只有B是正确的。故选B。
10．在拓展性课程“鸡蛋撞地球”活动中，有同学把装有鸡蛋的盒子挂在3个气球下面，使其从三楼开始缓慢地“撞向地面”，结果鸡蛋完好无损，该方法主要是减小了鸡蛋的（　　）
A．重力 B．浮力 C．撞地时的惯性 D．撞地时的动能
【答案】D
【解析】鸡蛋之所以没有损坏，很明显是3个气球的原因。气球就像“降落伞”一样，使鸡蛋下落的速度大大降低，从而使鸡蛋的动能大大减小，这才是鸡蛋不坏的最关键原因。而在实验过程中，鸡蛋的重力、浮力和惯性是没有改变的。故选D。
11．如图所示是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中重力势能Ep随时间t变化的曲线最接近的是图中的（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】铅球在手中时，具有一定的高度，有一定的重力势能，最初的重力势能不为0，故B错误；铅球离手后，铅球在上升过程中，高度增加，重力势能不断增大，故AC错误；铅球在下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能不断减小；所以在整个运动过程中，铅球的重力势能先变大后变小，故D正确。故选D。
12．下列关于势能的说法正确的是（　　）
A．把压缩的弹簧放松，它的长度增加，势能也增加
B．同一根橡皮筋拉得越长，它的势能也越大
C．树上的两个苹果，位置高的一定比位置低的势能大
D．正在下落的两个铅球，5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
【答案】B
【解析】A、把压缩的弹簧放松，它的长度增加，在恢复至原长的过程中，弹性形变减小，弹簧的弹性势能会减小，故A错误；B、橡皮筋被拉得越长，弹性形变程度变大，橡皮筋具有的弹性势能增大，故B正确；C、树上的两个苹果，由于不知道其质量的大小关系，所以不能只依靠高度来判断重力势能的大小，故C错误；D、正在下落的两个铅球，由于不知道其高度的关系，所以不能判断重力势能的大小，故D错误。故选B。
13．如图是研究动能大小影响因素和重力势能大小影响因素的两个实验，下列关于这两个实验说法正确的是（　　）
A．甲图实验得到的结论是：在质量相同时，小球高度越高，动能越大
B．为了尽量减少能量损耗，甲图的整个实验装置最好是无限接近光滑
C．乙图实验的结论是：在高度相同时，物体的质量与重力势能成正比
D．乙图实验中要控制球的体积相同，因为压强大小与受力面积有关
【答案】D
【解析】A、由甲图可知，在小球的质量相同时，高度越高，具有的重力势能越大，则小球到达平面的速度越大，推动纸盒的距离越远，表面小球的动能越大，故A错误；B、小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块做的功越多，也反映了小车具有的动能越大；若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动，本实验将不能达到探究目的，故B错误；C、由图可知，质量不同的铁球和木球在高度相同时，撞击地面时，坑的大小不同，坑越深，表明重力势能越大，故结论为在高度相同时，物体的重力势能与质量成正比，故C错误；D、影响压力作用效果的因素有两个：压力大小、接触面积的大小，故实验中要控制球的体积相同，故D正确。故选D。
14．如图所示研究物体动能大小与哪些因素的实验装置，关于该实验的解释错误的是（　　）
A．该实验利用了转换法，控制变量法的物理实验方法
B．利用甲、乙两次实验可以得出动能大小与物体所处高度有关
C．利用乙、丙两次实验可以得出动能大下与物体质量有关
D．乙、丙实验中两小球从同一高度滚下是为了控制小球滚到平面时的初速度相同
【答案】B
【解析】A、实验利用了转换法，控制变量法的物理实验方法，故A正确；B、利用甲、乙两次实验可以得出动能大小与物体的速度有关，不能说高度，故B错误；CD、根据控制变量法，探究动能大小与物体质量的关系，应控制小球的速度相同，只改变小球的质量大小，小球从斜面上相同的高度由静止滑下可获得相同的速度，故CD正确。故选B。
15．为探究重力势能与质量关系，如图所示小龙选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和铝球d以及平整的橡皮泥进行实验。下列关于本实验说法不正确的是（　　）
A．实验时要让球从同一高度自由落下
B．比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反应势能的大小
C．研究a球和b球可以验证重力势能与质量的有关
D．本实验器材还可以探究重力势能与高度的关系
【答案】C
【解析】A、由题可知，题中要探究重力势能与质量的关系，所以要控制两球下落的高度相同，质量不同，故A正确；B、利用转换法，通过比较球落在橡皮泥中的凹陷程度来反映势能的大小，故B正确；C、在探究重力势能与质量的关系时，要控制两球下落的高度相同，质量不同，因此在选取器材时应选质量不同的两个小球，同时为了避免球的体积大小对实验的影响，所选取的两个球的体积应相同，而a球和b球体积不同，故C错误；D、本实验器材还可以选择同一个小球（质量一定），分别从不同的高度自由落下，可以探究重力势能与高度的关系，故D正确。故选C。
16．在探究重力势能与哪些因素有关时，小乐将A、B、C三个钢球从不同高度自由释放（小球质量mA＞mB＞mC，下落高度hA=hB＜hC）；都落在同样的水平细沙面上。如图所示，实验发现A、B、C都使沙面凹陷，其中A使沙面凹陷最深，B最浅，则下列说法错误的是（　　）
A．该实验采用了转换法，用沙面凹陷程度来反映重力势能大小
B．对比A、B两次撞击，可知物体的质量越大，重力势能越大
C．对比B、C两次撞击，可知物体被举得越高，重力势能越大
D．对比A、B两次撞击，可知质量这一因素对重力势能的影响更大
【答案】C
【解析】A、实验中通过球在沙中的凹陷程度来反映重力势能的大小，故A正确；B、在探究重力势能大小与质量的关系时，应控制小球的高度相同，即可以让不同质量的小球从同一高度下落，对比A、B两次撞击，可知物体的质量越大，重力势能越大，质量这一因素对重力势能的影响更大，故BD正确；C、对比B、C可知，小球的质量和下落的高度都不同，无法探究重力势能的大小，故C错误。故选C。
17．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从同一高度由静止释放，撞击沙坑，根据比较撞击沙坑后留下的印痕深度进行探究，如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．实验过程中既用到了转换法，也用到了控制变量法
B．铁球从最上在下落的过程中动能一直在减小
C．这样做的目的是研究物体重力势能的大小与质量的关系
D．撞击沙坑后留下的印痕深度越深，说明物体的重力势能越大
【答案】B
【解析】A、把铁球的重力势能转化成陷进沙坑的深度来比较各铁球重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法，让两铁球的高度一样，是利用的控制变量法，故A叙述正确；
B、铁球从最上在下落的过程中速度逐渐增大，所以动能在增大，故B叙述错误；C、由于铁球的高度相同，只有质量不同，所以可以探究重力势能的大小与质量的关系，故C叙述正确；D、撞击沙坑后留下的印痕深度越深，说明物体的重力势能越大，故D叙述正确。故选B。
18．许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”，一根细绳系着盛水的杯子，演员抡起绳子，杯子就做圆周运动。不管演员怎样抡，水都不从杯里洒出。甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。演员的精彩表演，每每博得观众的热烈掌声，如图为一杂技演员正在竖直平面内表演“水流星”。假设杯子在竖直面内做匀速圆周运动，则下列关于其中的一只杯子说法正确的是（　　）
A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变 C．机械能在不断改变 D．运动状态保持不变
【答案】C
【解析】AD、杯子在竖直面内做匀速圆周运动，虽然速度大小不变，但运动方向不断改变，所以杯子的运动状态不断改变，则杯子受到的力是非平衡力；故AD错误。B、杯子在竖直面内做匀速圆周运动，杯子的高度不断改变，所以杯子的重力势能在不断改变；故B错误。C、因杯子的速度不变，质量不变，所以动能不变；而杯子的重力势能在不断改变，且机械能等于动能与势能的总和，所以机械能不断改变；故C正确。故选C。
19．2018年2月2日，如图所示，我国第一颗电磁监测试验卫星“张衡一号”由“长征二号丁”运载火箭发射升空并成功入轨，它是我国地震立体观测体系第一个天基平台。 在火箭和“张衡一号”加速上升过程中有关能量转化分析正确的是（　　）
A．“张衡一号”的动能和重力势能都增大
B．“张衡一号”的重力势能都转化为动能
C．火箭和“张衡一号”的重力势能不断增大，动能一直不变
D．燃料燃烧放出的热量全部转化为火箭和“张衡一号”的机械能
【答案】A
【解析】A、火箭载着“张衡一号”加速上升的过程中质量不变，速度增加，高度也增加，故动能变大，重力势能变大，故A正确；B、“张衡一号”的重力势能是增加的，不是重力势能都转化为动能，故B错误；C、火箭和“张衡一号”的速度变大，动能变大，故C错误；D、火箭发射升空过程中，燃料燃烧释放的内能并不会全部转化为火箭和卫星的机械能，这是由于火箭高速飞行中，受到大气的阻力，所以会有一部分能量转化为火箭表面的内能，故D错误。故选A。
20．全国青少年U19男子排球锦标赛1月22日在江西九江结束，浙江青年队获得第三名的好成绩，如图是队员在比赛抓住机会大力扣杀的场景，下列有关分析正确的是（　　）
A．手击打排球的力大于排球对手的作用力
B．球在空中加速下落时，球的重力势能部分转化为动能
C．排球上升到最高点时受力平衡
D．运动员将球抛出后，球在空中上升时手要对球做功
【答案】B
【解析】A、手击打排球的力与排球对手的作用力是一对相互作用力，二力的大小相同，故A错误；B、球在空中加速下落时，高度越来越小，速度越来越大，球的重力势能部分转化为球的动能，故B正确；C、排球上升到最高点时，只受重力作用，因此受力不平衡，故C错误；D、球抛出后在空中上升，不再受运动员的力，故运动员对排球不做功，故D错误。故选B。
21．下列物体机械能总量不发生改变的是（　　）
A．从光滑斜面滑下来的木块
B．蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中的运动员
C．水平路面上匀速行驶的正在洒水的洒水车
D．草地上自由滚动的足球
【答案】A
【解析】A、从光滑斜面滑下来的木块，由于没有摩擦力，所以木块的机械能是守恒的，故A正确；B、蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中，由于要克服空气阻力做功，人接触蹦床后要克服蹦床的弹力做功，所以运动员的机械能会减小，故B错误；C、匀速行驶的洒水车在洒水时，其质量减小，速度不变，动能减小，其机械能减小，故C错误；D、草地上自由滚动的足球，由于受到草地的摩擦力的作用，动能逐渐减小，其机械能减小，故D错误。故选A。
22．下列提高炉子效率的措施中，不正确的是（　　）
A．把煤磨成粉，用空气吹进炉膛 B．把煤粒在炉膛里吹起来燃烧
C．把炉子密封起来不与空气接触，尽量减小热量损失 D．用各种方法加大受热面
【答案】C
【解析】要提高炉子的效率，需要使燃料充分燃烧，并且减减少能量的损失。A和B都炉子鼓风，增加空气供给量可以增大可燃物与氧气的接触面积，可以促进可燃物的燃烧，使煤充分燃烧，所以A、B方法是正确的。C、把炉子密封起来不与空气接触，尽量减小热量损失，不一定能提高提高炉子的效率，所以C说法不正确。D、增大受热面可以减少能量的损失，以提高燃料的利用率，所以D说法正确。故选C。
23．在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即为番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．锌电极是番茄电池的正极
B．番茄电池可将化学能转化为电能
C．番茄电池形成通路后，电子将从铜电极流出
D．将电压表直接接在该番茄电池上，会损坏电压表
【答案】B
【解析】A、根据图示可知，与电压表正接线柱相连的为铜片，因此铜电极为正极，故A错误；B、番茄电池是将化学能转化为电能，故B正确；C、番茄电池形成通路后，电流从正极流向负极，因此电子从负极流向正极，即电子将从锌电极流出，故C错误；D、根据图示可知，电压表示数较小，小于电压表量程，因此将电压表直接接在该番茄电池上，不会损坏电压表，故D错误；故选B。
24．下列说法中，符合能量转化和守恒的是（　　）
A．用电器通电工作时，将其它形式的能转化为电能
B．氢氧化钠固体溶解于水放出热量，该变化将化学能转化为内能
C．细胞通过有氧呼吸获得能量，说明能量可以创生
D．汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能
【答案】B
【解析】A、用电器通电工作时，消耗了电能，得到了其它形式的能，因此将电能转化为其他形式的能；故A错误；B、氢氧化钠与盐酸反应是放热反应，通过化学反应得到了热量，因此将化学能转化为了内能；故B正确；C、能量是不能凭空产生的，此说法违背了能量守恒定律；故C错误；D、汽油机的压缩冲程中，压缩空气做功，机械能转化为内能，故D错误。故选B。
25．学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为其中不正确的是（　　）
A．能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变
B．热传递改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
C．各种形式的能在一定条件下都可以相互转化
D．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化
【答案】B
【解析】A、能量在转化和转移的过程中总会有损耗，例如电动机的工作原理就是电能转化为机械能，但是因为机械之间存在摩擦，摩擦生热，所以有一部分电能转化为内能，而这部分的能量转化是我们不需要的，所以可以称这部分能量损耗了。根据能量守恒定律，自然界中所有能量的总量保持不变，故本选项正确。B、热传递改变物体的内能是内能从高温物体转移到低温物体，是能的转移，不是转化，故本选项错误。C、自然界中存在不同形式的能量，各种不同的能量可以相互转化，故本选项正确。D、做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化，例如两只手掌相互摩擦生热就是机械能转化内能，是不同形式的能的相互转化，故本选项正确。故选B。
二．非选择题（共25分）
26．如图是科研人员新研制的生物充电器，只需将连接手机、平板电脑等设备的充电线插入室内植物土壤中便能充电，它能从植物土壤中获取能量，再转换成为________能传输至手机等设备，该充电器工作时输出电压为5伏，输出电流为600毫安，则输出功率为________瓦。
【答案】电；3。
【解析】生物充电器能从植物土壤中获取能量，再转换成为电能，传输至手机等设备；
充电器输出功率：P=UI=5V×600×10﹣3A=3W。
27．曾经，航天领域似乎只是俄美两国的专利。然而就在近10年间，探索太空呈现多极化。从月球到火星再到其它行星的探测，中国的身影不断涌现，一时间，太空探索风起云涌，请你也来一起参与下列太空探索中的问题探讨：
（1）我国自主研制的“神舟”系列飞船都在酒泉卫星发射中心发射。用火箭推动“神舟”系列飞船上升过程中，能量转化为________。
（2）在完全失重的状态下进行科学实验，下列操作无法正常进行的有________
A．用温度计测量温度 B．用电子表测时间 C．用过滤器过滤粗盐水 D．用弹簧秤测拉力
E．用刻度尺测长度 F．用放大镜观察物体 G．用天平测质量 H．用电流表测电流。
【答案】（1）内能转化为机械能；（2）CG。
【解析】（1）用火箭推动“神舟”系列飞船上升过程中，火箭喷气式发动机靠燃烧燃料获得内能，将内能转化为火箭运动的机械能，使飞船升空。（2）用温度计测量温度、用电子表测时间、用弹簧秤测拉力、用刻度尺测长度、用放大镜观察物体、用天平测质量、用电流表测电流都与重力无关，故可以在失重的状态下进行；而用过滤器过滤粗盐水和用天平测质量与重力有关，所以，在完全失重的状态下操作无法正常进行的有：C用过滤器过滤粗盐水、G用天平测质量。
28．下图是同学们在科学课上利用易拉罐所做的几个实验。请分析回答：
（1）如图甲是一个由易拉罐做的“魔罐”，如图所示橡皮筋穿过罐身，外面连到吸管。旋转吸管，将罐放在桌面上，它就会运动起来。这是因为罐中橡皮筋积蓄的________能转化为动能。
（2）如图乙让易拉罐从斜面上不同高度静止滚下，碰到同一木块上。此实验的目的是研究动能的大小与________的关系。
（3）如图丙，空的易拉罐内装入少量清水，放在酒精灯上加热，直至罐内水沸腾，立即用棉花塞好罐口并迅速翻转，使罐口浸没在装有冷水的水盆内，观察到易拉罐迅速变瘪。
①浸没在冷水盆后，易拉罐内水蒸气迅速发生________（填物态变化名称）。
②易拉罐迅速变瘪的原因主要是________的作用。
【答案】（1）弹性势；（2）运动速度；（3）液化；大气压。
【解析】（1）旋转吸管，使橡皮筋发生弹性形变，再将罐放在桌面上，它就会运动起来。这是因为罐中橡皮筋积蓄的弹性势能转化为动能。（2）让易拉罐从斜面上不同高度静止滚下，其到达水平面的速度不同，再碰到同一木块上推动木块前进。此实验的目的是研究动能的大小与运动速度的关系。（3）①浸没在冷水盆后，易拉罐内水蒸气温度降低，迅速发生液化变为小水滴。②易拉罐内气压减小后迅速变瘪的原因主要是受到了外界大气压的作用。
29．蹦床运动被喻为“空中芭蕾”。运动员从高点静止下落至再次回到高点，会经历几个过程：①高点下落至接触床面②接触床面到下落至最低点③最低点反弹至离开床面④离开床面至再次回到高点。若不计空气阻力，整个过程中运动员的机械能________（选填“守恒”或“不守恒”）。整个过程中，运动员动能最大在________ 过程中。
【答案】不守恒；②。
【解析】①运动员从高点下落至接触床面过程中，运动员的质量不变，速度增加，高度下降，因此重力势能转化为动能。不计空气阻力，重力势能转化为动能，所以刚接触床面时的动能较大，但未达到最大；②运动员从接触床面到下落至最低点的过程中，绷床发生弹性形变，运动员的动能先增大，当弹力与重力相等时，动能达到最大，然后动能减小，逐渐转化为弹性势能；③运动员从最低点反弹至离开床面的过程中，绷床恢复原状，将弹性势能转化为运动员的动能；④运动员离开床面至再次回到高点过程中，高度增加，速度减小，所以将动能转化为重力势能。虽然不计空气阻力，但运动员的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以运动员的机械能不守恒。
30．如图所示，物体M与弹簧一端相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点。（图中C点是弹簧原长时的末端，均不计空气阻力及碰撞过程中的动能变化）。
（1）小球从A到B的过程中，能量的转化情况是________________。
（2）小球在最低点B时，受到的力________（选填“是”或“不是”）平衡力。
（3）物体M经撞击后，从C到D点的过程中，动能大小变化情况是________（选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）。
【答案】（1）重力势能转化为动能；（2）不是；（3）一直变小。
【解析】（1）小球从A到B的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，则动能增大，重力势能减小，所以能量的转化情况是重力势能转化为动能；（2）小球在最低点B时，速度最大，并且运动轨迹为圆周运动，因此小球受力不是平衡力；（3）物体M从C到D点的过程中，弹簧的形变越来越大，受到与运动方向相反的弹力越来越大，物体做减少运动，速度越来越来，动能越来越小。
31．在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块，如图所示。
（1）动能的大小不可直接测量，每一次实验都以________的大小来判断动能的大小。
（2）小车放置的位置越高，处于相同位置的木块被撞击得越远。由此可以得出结论：________________________________________________。
（3）甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力f甲________f乙（填“大于”、“等于”、“小于”）。
【答案】（1）木块被推动距离的远近；（2）质量一定时，物体的运动速度越大，动能越大；（3）等于。
【解析】（1）实验中让小车从斜面上由静止滑下，通过观察小车推动木块距离的远近来判断小车对木块做功的多少，确定小车动能的大小；（2）图中实验中让同一辆小车从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，“同一小车”控制了小车的质量不变，小车放置的位置越高，运动的速度也就越大，因此该实验探究的是小车动能与运动速度的关系，得出的结论：质量一定时，物体的运动速度越大，动能越大；（3）在甲、乙两次移动过程中，木块对木板的压力不变，木板表面的粗糙程度不变，所以木块受的摩擦力大小不变，即f甲=f乙；
32．小华同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m
1 a 0.50 20.00 10.10
2 b 0.50 30.00 8.20
3 c 1.00 20.00 14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小。
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关。
（3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的
【答案】（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）D。
【解析】（1）实验中，橡皮条弹性势能的大小是通过弹珠被弹射的水平距离来间接反映的，弹珠射出的越远，橡皮条的弹性势能越大；（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，橡皮条的长度不同，弹珠射出的水平距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关；（3）由表格数据可知，橡皮条弹性势能的大小与橡皮条的宽度、长度都有关；在拉伸相同的伸长量时，橡皮条的宽度越宽，长度越短，其弹性势能越大；所以，弹性势能最大的橡皮条是宽而短的，故选D。
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