三年湖北中考物理模拟题分类汇编---机械能与功

这是一份三年湖北中考物理模拟题分类汇编---机械能与功，共80页。
A．推力做了1000J的功
B．推力的功率为20W
C．重力做了100J的功
D．物体受到的摩擦力为150N
2．（2023•利川市校级三模）明明同学在体育课上练习抛实心球，他用200N的力把实心球抛出7.5m。抛出的小球在空中运动的轨迹如图所示，b点为最高点，a、c两点在同一高度，则下列说法正确的是（ ）
A．根据W＝Fs计算出明明对实心球做了1500J的功
B．实心球在a、c两点的重力势能相等，但是两点的动能不相等
C．实心球在b点重力势能最大，动能最小为零
D．实心球从b点运动到d点过程重力势能全部转化为动能
3．（2023•武汉模拟）第24届冬季奥林匹克运动在北京市和张家口市联合举办，冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，很有观赏性，如图所示，在某次比赛过程中，运动员将冰壶投掷出去，冰壶在水平冰而上做减速运动，若不考虑空气阻力，以及冰壶与冰面发生热交换。下列说法中正确的是（ ）
A．冰壶在水平冰面上做减速运动是因为运动需要力
B．掷出去的冰壶继续向前运动的过程中，运动员对冰壶做了功
C．冰壶运动员用冰刷刷地是为了减小摩擦，使冰壶运动得更远
D．冰壶在水平冰面运动的过程中，它的机械能不变
4．（2022•江汉区校级模拟）如图所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”，直径达49.9米，有28个座舱，游客可以通过它看到东湖的别样之美。若小明随座舱在竖直平面内匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．以小明为参照物，地面是静止的
B．小明受到的力是不平衡的
C．从最高点转动到最低点的过程中，小明的重力势能转化为动能
D．从最低点转动到最高点的过程中，小明的机械能保持不变
5．（2022•江汉区校级模拟）下列估测符合实际的是（ ）
A．物理课本的质量约为2kg
B．晨会升国旗时国歌演奏的时间约为50s
C．中学生正常体温为35℃～42℃之间
D．一名中学生从1楼沿楼梯走到5楼做的功约为600J
6．（2023•武汉模拟）2022年6月2日，武汉大学“珞珈1号”实验卫星成功发射，顺利进入预定轨道。“珞珈1号”卫星是兼具遥感和导航的一星多用科学试验卫星，卫星沿椭圆形轨道绕地球无阻力运行。关于该卫星，下列说法正确的是（ ）
A．以地球为参照物，卫星是静止的
B．卫星绕地球运动时受平衡力作用
C．卫星在远地点的势能最大，动能为零
D．卫星从近地点到远地点的过程中，机械能不变
7．（2023•湖北三模）如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生的轨迹的一部分，对此分析正确的是（ ）
A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左
B．在E、F两点动能相等
C．乒乓球到达最高点时处于平衡状态
D．乒乓球到达E点时所有的力都消失，乒乓球将做匀速直线运动
8．（2023•武汉模拟）如图1的物体在同一水平地面先后做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图2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3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．F1＜F2B．P1＜P2C．F1＞F2D．P1＞P2
9．（2023•江岸区校级模拟）小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，若不计空气阻力，则下列说法中不正确的是（ ）
A．铁锁来回摆动过程中，只有重力一直做功
B．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，处于平衡状态
C．铁锁来回摆动过程中运动状态一直改变
D．小明说“它打不着我”，因为铁锁在摆动过程中机械能守恒
10．（2023•浠水县校级二模）2022年2月6日，中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏，最终夺得亚洲杯冠军。如图所示，中国女足队员正在传球，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用。则下列分析正确的是（ ）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能守恒.
B．足球在空中上升到最高点时，它的机械能全部转化为内能
C．空中运动的足球，若所受力都消失，它将保持静止
D．空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动
11．（2022•硚口区模拟）下列估测不符合实际的是（ ）
A．中学生正常步行的速度约为1.1m/s
B．正常情况下，中学生1min内脉搏跳动的次数约为75次
C．小型汽车在高速公路的最高行驶速度不得超过100m/s
D．一名中学生从1楼沿楼梯走到5楼做的功约为6000J
12．（2022•硚口区模拟）如图所示，把滚摆从一定高度放下，可以观察到滚摆在上下滚动，下列说法正确的（ ）
A．滚摆上升时，它的重力势能转化为动能
B．滚摆下降时，它的动能转化为重力势能
C．滚摆在最高点和最低点的机械能相等
D．滚摆在滚动过程中有一部分机械能转化成了滚摆与空气的内能
13．（2022•麻城市校级模拟）北京时间2022年2月6日晚，在印度新孟买D.Y帕提尔体育场，中国女足在2022女足亚洲杯的决赛中，在连失两球的不利局面下以3：2逆转战胜韩国女足，时隔16年后，再度夺得亚洲杯冠军。如图是足球落地后又弹起的示意图。分析可知，足球（ ）
A．在B点时受力平衡
B．在A、D两点动能可能相等
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
14．（2021•武汉一模）如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，直到最后停下。下列说法正确的是（ ）
A．铁锁摆回后能碰到鼻子
B．铁锁下降过程中，重力势能全部转化为动能
C．铁锁的机械能始终不变
D．铁锁第一次摆动到最低点时，动能最大
15．（2021•汉川市模拟）中国的航空母舰辽宁舰成功装备部队，实现了中国航母梦。下列对辽宁舰及舰载飞机的有关说法不正确的是（ ）
A．辽宁舰的航行速度比舰载飞机飞行慢的多，所以辽宁舰的惯性比飞机小得多
B．航母在大海中航行时，装载的舰载机越多，航母受到的浮力越大
C．舰载机水平飞行时，机翼上下表面空气压强不相等
D．舰载飞机快速升空时，动能和势能均变大，是由于发动机推力对飞机做了功
16．（2021•老河口市模拟）小夏推箱子经历了如图所示的过程，最终箱子被推出后又向前滑行了一段距离，对上述过程中涉及到的物理知识，分析正确的是（ ）
A．图甲：因为箱子没动，所以小夏没有对箱子施加力的作用
B．图甲：因为小夏对箱子施加了力，所以小夏对箱子做了功
C．图乙：因为箱子受到的摩擦力大于推力，所以小夏没推动箱子
D．图丙：小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积
17．（2021•孝感模拟）某物理兴趣小组用可乐瓶制作了一个水火箭（如图），先在瓶里装适量水，再将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门，水从尾部的金属管向下喷出，火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是（ ）
A．发射时，瓶内高压气体对水没有做功
B．发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的
C．上升过程中，火箭的重力势能转化为动能
D．下降过程中，火箭的重力势能逐渐增大
18．（2021•南漳县模拟）我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的（ ）
A．动能不变，势能减小，内能增大
B．动能不变，势能增大，内能减小
C．动能减小，势能不变，内能增大
D．动能增大，势能减小，内能不变
19．（2021•武汉模拟）2022年冬季奥运会将在我国北京举行。如图为某运动员为备赛正在进行跳台滑雪训练的情景。穿着滑雪板的运动员依靠重力的作用从跳台上加速滑下，在到达赛道底部时双膝弯曲后蹬地跃起，一段时间后着地。下列分析动能和势能的大小变化正确的是（ ）
A．运动员在赛道上滑下时机械能增加
B．运动员滑向赛道底部时速度增大，动能增大
C．运动员滑向赛道底部时，重力对运动员没有做功
D．运动员向上跃起过程中，重力势能转化为动能
20．（2023•武汉模拟）如图所示，木块从水平地面上某点以速度v0向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的A点，对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．木块速度减小，说明木块惯性减小
B．木块冲上斜面，木块动能的减小量大于木块重力势能的增大量
C．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
D．木块在A点静止时，重力和摩擦力二力平衡
21．（2023•青山区校级模拟）2008年8月11日在北京奥运会上，唯一利用业余时间练习举重被选入国家队的中国选手张湘样在男子举重62kg级的决赛中摘得金牌，挺举成绩是176kg，其中举起杠铃大约3s，杠铃在头顶停止3s。下列说法正确的是（ ）
A．地面对张湘样的支持力与张湘样的重力是一对平衡力
B．举着杠铃不动时的功率大约1100W
C．张湘祥对杠铃做功大约3500J
D．杠铃片一般用密度较小的材料制作而成
22．（2023•咸宁模拟）2022年2月6日，女足亚洲杯决赛中，中国女足上演逆转绝杀奇迹！以3：2战胜韩国队获得冠军，全民为之欢呼，关于足球比赛中涉及到的物理知识，下列分析正确的是（ ）
A．运动员带球时要持续踢球，说明力是维持物体运动的原因
B．运动员头球时，足球与头相互作用的过程中，足球的弹性势能先变大后变小
C．踢出去的足球飞到最高点的一瞬间处于平衡状态
D．用头顶足球时，头感到疼，说明足球受到了力的作用
23．（2022•孝南区一模）如图所示是跳伞运动员在匀速下落过程中，下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图象，其中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
24．（2022•江岸区校级模拟）下列数据最接近实际的是（ ）
A．人体感觉舒适的温度约36℃
B．一个一元硬币的质量约50g
C．人正常步行的速度约4km/h
D．将20个鸡蛋从1楼提至5楼，对鸡蛋做功大约12J
25．（2022•汉阳区校级模拟）如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，AB＝BC，木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C，AB过程中加速运动，BC过程中匀速运动，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B．水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C．木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小
D．水平拉力F在AB段的功率大于在BC段的功率
26．（2022•汉阳区模拟）物体在太空中处于失重状态。太空抛物实验中，王亚平将冰墩墩抛到对面叶光富的手（假定叶光富的手位置不变）中，太空舱内的摄像头显现出冰墩墩几乎沿直线运动到叶光富的手中，（若速度不太大时，太空舱内空气的阻力可以忽略不计）。下面说法正确的是（ ）
A．抛冰墩墩时，用力方向应向叶光富的手偏上一点
B．抛冰墩墩时，用力方向应指向叶光富的手的方向
C．冰墩墩在空中几乎沿直线飞行时，机械能不断减小
D．在地面做同样的实验，忽略空气的阻力，冰墩墩在空中也能几乎沿直线运动到叶光富的手中
27．（2021•下陆区校级模拟）如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置，质量不同的小车从粗糙斜面顶端由静止开始释放，撞击静止在水平木板上的木块（不计空气阻力），将木块推出一段距离。下列说法正确的是（ ）
A．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加，势能减小，机械能守恒
B．小车动能的大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的
C．降低小车释放的高度，小车推动木块时，木块受到的摩擦力减小
D．本实验应该尽量选择表面光滑且足够长的木板
28．（2023•浠水县模拟）2023年9月23日亚运会将在杭州举行，关于体育竞赛情境描述正确的是（ ）
A．图甲中攀岩运动员在攀登过程中克服了自身重力做功
B．图乙中船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力
C．图丙中百米赛跑运动员到终点时不能马上停下来是受到惯性的作用
D．图丁中箭在弓的作用下射出，说明力可以改变物体的形状
29．（2022•通山县校级模拟）如图中甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。当两次木块运动的距离相同时，下列说法正确的是（ ）
A．木块第1次受到的拉力较大
B．木块第2次受到的摩擦力较大
C．第1次拉力做的功较多
D．第1次拉力做功的功率较大
30．（2021•襄城区模拟）如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别是P1、P2，则（ ）
A．F1＝F2，P1＞P2B．F1＞F2，P1＞P2
C．F1＜F2，P1＝P2D．F1＞F2，P1＝P2
二．填空题（共20小题）
31．（2021•襄城区模拟）图是一座高山的等高线图（即等高线上每点的高度均相同），若质量为60千克的登山运动员从B点匀速到达A点时，运动员的动能 ，重力势能 （以上两空均选填“增加”“不变”或“减小”）；登山运动员的重力做了 焦的功。
32．（2022•江汉区校级模拟）战机在空中加油时，加油机和受油机保持同一速度，以受油机为参照物，加油机是 的；该过程中，加油机的动能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
33．（2021•枣阳市模拟）某空降兵和降落伞总重800N，从直升机上由静止开始竖直跳下，14s后降落伞打开，整个过程速度与时间的关系如图所示。在跳伞后10s至14s时间内人和伞的重力做功是 J，此时人和伞受到的阻力f1＝ N，若跳伞18s后，人和伞受到的阻力为f2，则f2 f1（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
34．（2022•宜城市模拟）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。
35．（2022•新洲区模拟）如图所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”，直径达49.9米，有28个座舱，游客可以通过它看到东湖的别样之美。小明随座舱在竖直平面内匀速转动过程中，以 为参照物，小明是静止的，小明的运动状态 （填“不变”或“改变”），从最低点转动到最高点的过程中，小明的机械能 （填“变大”、“不变”或“变小”）。
36．（2022•武汉模拟）如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至Y处由静止释放，M向左最远可运动至X点。则物块从Y点运动至X点的过程中，弹簧的弹性势能的变化是 （选填字母：A.一直变小、B.先逐渐变小后逐渐变大、C.先逐渐变大后逐渐变小），速度v随位置s变化的图像为 。
37．（2022•恩施州模拟）在抗击新冠肺炎的战疫中，定点收治医院将确诊病例送入“负压病房”进行隔离治疗，你对“负压”两字的理解是：病房内的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界的大气压强；医院里的氧气瓶使用一段时间后，瓶内氧气的密度 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”），司机相对于消毒车是 （选填“运动”或“静止”）的。
38．（2023•湖北三模）2023年5月21日，中国羽毛球队击败韩国队卫冕夺冠，再次捧起苏迪曼杯。如图所示是羽毛球撞击球拍的瞬间，球拍的网线被球压弯，羽毛球的动能转化为网线的 能，羽毛球速度减慢，惯性 （填“增大”“不变”或“减小”）。
39．（2023•广水市三模）“蹦床”是奥运会的比赛项目。如图甲所示“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，如图乙所示。
用物理学知识对运动员可在上面反复弹跳的过程进行分析：
（1）运动员刚好接触蹦床A点时，受力是否平衡？ 。
（2）从能量的角度，分析运动员从空中最高点开始下落到最后静止在蹦床的过程中，不同形式的能量的转化情况： 。
40．（2023•汉阳区模拟）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。在返回地面前，打开巨大的降落伞，使返回舱的速度减至15米/秒，然后以该速度匀速下落900m，最后在距地面1.2米时，启动反推火箭，以接近于零的速度安全着陆。则返回舱匀速下落900m所需时间是 秒，该过程中，返回舱动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。返回舱的外壳看起来被烧得“黑黢黢”的，这是利用烧蚀外表的特殊材料，使其熔化和汽化 热量以控制舱内温度不超过30℃。
41．（2023•武汉模拟）如图所示为道路垃圾电动清扫车，左右扫盘将垃圾扫至车下吸嘴的前方，风机使垃圾箱、吸管和吸嘴组成的风道产生高速气流，垃圾源源不断地被吸到垃圾箱中，实现路面清扫。若垃圾车在清扫作业过程中沿水平路面以5m/s匀速行驶9km，车的动能 ，机械能 。（填“变大”、“不变”或“变小”）作业时间为 h。
42．（2021•鄂州模拟）某同学用已调好的弹簧测力计测量一个放在水平桌面上的钩码的重力。他从图甲所示位置（此时指针指0刻线）开始将测力计缓慢竖直向上提起，记下测力计移动的距离h和对应的读数F，并描出F﹣h图象如图乙所示：
（1）钩码的重力为 N。
（2）当弹簧测力计对钩码所做的功为0.18J时，h＝ cm。
43．（2021•十堰模拟）汽车速度越快，出事故时破坏越严重，说明物体动能的大小与它的 有关，一辆汽车以相同的速度运动，重载比空载时出事故更严重，说明物体的动能还跟物体的 有关，所以为了交通安全，不要 和超载。
44．（2022•孝感三模）“歼﹣10”是我国自行研发的新型战机，当发动机以1.2×105N的推力使其以680m/s的速度飞行时，10s内发动机对飞机做功为 J，发动机推力的功率是 W。
45．（2022•黄冈模拟）2022年3月23日，“天宫课堂”再次开课，王亚平老师进行了微重力环境下的“太空抛物”实验。她将冰墩墩抛出后，冰墩墩飞向对面的叶光富老师，如图所示，虚线OA、OB、OC分别表示三条运动轨迹，其中能正确反映冰墩墩运动轨迹的是 （选填“OA”“OB”或“OC”）。冰墩墩被抛出后继续向前运动，是因为它具有 ，此过程中王亚平对它 （选填“做了功”或“没有做功”）。
46．（2022•恩施州模拟）张华在中招体育测试中，测得身高为160cm，体重为50kg。在考跳绳项目时，当监考老师吹响停止的哨声时，张华并没能及时停下来，这是由于 。最后老师宣布他的跳绳成绩是180次/min。假设他每次跳起的高度约为6cm，则他跳绳时克服重力做功的平均功率约为 W。
47．（2023•广水市模拟）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图乙所示，整个过程中摩擦力和空气阻力不可忽略。
（1）谷爱凌从A点经O点滑到B点的过程中能量的转化情况是 。
（2）谷爱凌离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 。
48．（2023•樊城区模拟）随着科技的发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总质量为30kg，如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m，机器人受到的阻力为重力的0.1倍。重力做功 J，牵引力对机器人做功功率为 W。（取g＝10N/kg）
49．（2023•武汉模拟）如图所示，2021年8月6日，第32届夏季奥运会女子标枪决赛，中国选手刘诗颖投出66米34的成绩，为中国代表团取得此次奥运会第36枚金牌，这也是中国选手获得的首枚奥运会标枪金牌。标枪运动员通过助跑提高成绩，这是利用了 （填“运动员”或“标枪”）的惯性。标枪的把手处缠有多圈绳子，目的是用 的方法来增大手与标枪的摩擦力。标枪落地后，标枪的机械能转化成 能。
50．（2021•鄂城区校级模拟）某健康男生体育运动时，心跳平均每分钟90次，该男生心跳频率是 Hz．如果该男生运动过程中，心脏在收缩时推动血液的平均压强为1.8×104Pa，搏出量（每次输送的血液量）为70mL，心脏做功的平均功率为 W。
三．实验探究题（共6小题）
51．（2022•樊城区模拟）沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个，将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示；请你完成下列内容。
（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 来反映的；
（2）分析 A、B、C球的实验现象，可得出结论： ；
（3）为了验证猜想二，他应分析 （填写字母）三球的实验现象；
（4）为了验证猜想三，沈仔细同学正确操作，G球和H球的质量应分别为 、 ；实验后发现小球陷入花泥的深度相同，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积 （选填“有关”或“无关”）。
52．（2023•咸宁模拟）用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，摆线最初与竖直方向的夹角θ1＜θ2。
（1）小球按图示位置由静止释放，当摆动到摆线竖直时，恰好撞上静止在水平面上的木块C，能将木块C撞出一段距离后停下。通过比较 ，来反映小球撞击木块C前的动能大小；对比图乙和 ，可以发现速度对动能大小的影响。
（2）在探究“质量对动能大小的影响”时，小强提出疑问：不同质量的物体，摆动的快慢是否相同？因此，先做对比观察，在图甲、乙中同时由静止释放A、B两球，观察它们的相对位置。实验发现：两球并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明在同一摆长的情况下，摆动过程中任一时刻速度的大小与小球的质量 （“有关”、“无关”）。
（3）在探究小球动能与质量的关系时，小军提议将摆线装置换成相同的弹簧，如图丁所示。将弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块。该方案不妥的原因是 。
53．（2022•咸宁模拟）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 ，这里应用的研究方法是 法。
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：质量相同的物体， 越大，动能越大；
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
54．（2021•老河口市模拟）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：
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
55．（2021•孝感模拟）（1）在“测小车的平均速度”的实验中，小车从斜面顶端由静止下滑，直到撞上金属片挡板。金属挡板在实验中的作用是 ；实验中为了方便计时，应使斜面坡度较 （填“大”或“小”）；
（2）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，实验中将小球从同一高度由静止释放的目的是 ；该实验的目的是研究小球的动能大小与 （选填“质量”或“速度”）的关系；该实验是通过观察 来反映小球的动能大小。
56．（2023•大冶市模拟）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平桌面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的三个实例中也采用这种研究方法的是 。
A．卢瑟福建立原子的核式结构模型 B．用磁感线来描述磁场
C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少
D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中
（2）比较 两次实验可以得出的结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大。
（3）若桌面过于光滑，则 （选填“更利于”、“不利于”）探究得出结论。
（4）三次实验中，铁球与纸盒一起在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）。
（5）实验结束后，该同学拿走纸盒，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图丁所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）。
四．计算题（共4小题）
57．（2021•伍家岗区模拟）宜昌伍家岗长江大桥连接伍家岗区与点军滨江生态新区，全长约2.8公里，双向六车道，设计最大车速为60km/h，预计2021年7月通车。2020年12月8日，启动了首个钢箱梁吊装，如图所示，工程人员用船舶将重达243.5t的钢箱梁运输到大桥下方，再操纵大型起重机用时3小时将钢箱梁提升了45m至设计位置。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）按照设计车速，车辆通过大桥最快需要多少分钟？
（2）船舶装上钢箱梁后，排水的体积增加了多少？
（3）此过程起重机的功率是多少？
58．（2023•西陵区校级模拟）科技慢慢融入人们的日常生活。如图所示，宜昌某餐厅的送餐机器人质量为28kg，它与地面的接触面积为100cm2。某次在水平路面上匀速运动送餐的过程中，托着2kg的物体受到的阻力是总重的0.05倍，16s内匀速运动了10m。（g＝10N/kg）
（1）机器人送餐时的速度是多少？
（2）机器人送餐时对水平地面的压强是多少？
（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率是多少？
59．（2022•咸宁模拟）我国台湾省巨型货轮“长赐”号长约400m，宽约59m，满载时总质量为2.2×105t，最大吃水深度为16m，是目前营运的巨型船舶之一。
（1）求满载时船底受到海水的压强（ρ海水＝1.0×103kg/m3）；
（2）某次航行中货轮以400kW的恒定功率，保持20m/s的速度沿直线行驶，求货轮运动时所受的阻力；
（3）2021年3月23日，“长赐”号在苏伊士运河新航道搁浅，3月28日晚上，随着潮沙水位一夜飙升，货轮成功脱困。若脱困时货轮排开水的质量约为20万吨，则此时货轮所受浮力多大？
60．（2023•咸宁模拟）如图所示，2021年5月22日，“祝融号”火星车安全到达火星表面，在某次观测时，“祝融号”的质量为240kg，先用50s时间将车体重心升高1m，然后用1h的时间在一段平直火星面AB上匀速直线行驶了36m，在AB上行驶消耗了1.08×104J的电能。已知“祝融号”将电能转化为机械能的效率为60%；物体在火星表面上的重力是地球表面上的，地球表面上g取10N/kg。求：​
（1）“祝融号”在AB段上运动的速度为多少m/s；
（2）车体重心升高1m的过程中，克服重力做功的功率；
（3）“祝融号”在AB上匀速直线行驶时所受的阻力。
湖北（2021-2023）中考物理模拟题分类汇编---机械能与功
参考答案与试题解析
一．选择题（共30小题）
1．（2021•鄂州模拟）在粗糙水平面上有一个重50N的物体，用10N的水平推力使其在10s内匀速前进了20m，则在此过程中（ ）
A．推力做了1000J的功
B．推力的功率为20W
C．重力做了100J的功
D．物体受到的摩擦力为150N
【考点】功率的计算及公式的应用；二力平衡条件的应用；功的计算和公式的应用．
【专题】运动和力；功、功率、机械效率．
【答案】B
【分析】本题已知推力和力的方向上移动的距离可求功，并且知道时间也可求出功率。摩擦力可由受力平衡来求。
【解答】解：A、推力做功为W＝Fs＝10N×20m＝200J，故A错误。
B、推力的功率P＝＝＝20W，故B正确。
C、重力在竖直方向，与位移方向垂直，故重力不做功，C错误。
D、物体做匀速直线运动，故受力平衡，即f＝F＝10N，D错误。
故选：B。
【点评】本题考查功的计算，本题为简单代公式题目，但要注意功是力与力的方向上产生的距离的乘积。
2．（2023•利川市校级三模）明明同学在体育课上练习抛实心球，他用200N的力把实心球抛出7.5m。抛出的小球在空中运动的轨迹如图所示，b点为最高点，a、c两点在同一高度，则下列说法正确的是（ ）
A．根据W＝Fs计算出明明对实心球做了1500J的功
B．实心球在a、c两点的重力势能相等，但是两点的动能不相等
C．实心球在b点重力势能最大，动能最小为零
D．实心球从b点运动到d点过程重力势能全部转化为动能
【考点】动能和势能的转化；机械能的转化；功的计算和公式的应用；动能大小的比较；势能大小的比较．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）做功包括两个必要因素，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离；
（2）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度。
【解答】解：A、实心球在运动的过程中，明明没有对球施加力，所以不做功，故A错误；
B、实心球在a、c两点的重力势能相等，由于实心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，所以a点的机械能大于c点的机械能，a点的动能大于c点的动能，故B正确；
C、实心球在最高点b点时有水平方向上的速度，动能不为0，此时的高度最大，重力势能最大，故C错误；
D、实心球从b点运动到d点过程中，克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以重力势能没有全部转化为动能，故D错误。
故选：B。
【点评】本题的综合性较强，包括做功的两个必要因素、动能与重力势能的转化等，要求我们对相关知识有一个熟练的掌握。
3．（2023•武汉模拟）第24届冬季奥林匹克运动在北京市和张家口市联合举办，冰壶运动是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，很有观赏性，如图所示，在某次比赛过程中，运动员将冰壶投掷出去，冰壶在水平冰而上做减速运动，若不考虑空气阻力，以及冰壶与冰面发生热交换。下列说法中正确的是（ ）
A．冰壶在水平冰面上做减速运动是因为运动需要力
B．掷出去的冰壶继续向前运动的过程中，运动员对冰壶做了功
C．冰壶运动员用冰刷刷地是为了减小摩擦，使冰壶运动得更远
D．冰壶在水平冰面运动的过程中，它的机械能不变
【考点】机械能的概念；增大或减小摩擦的方法；力与运动的关系；力是否做功的判断．
【专题】运动和力；理解能力．
【答案】C
【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因；
（2）做功的两个必要条件：有力作用在物体上，在力的方向上通过了距离。
（3）相同初速度时，物体运动时受到的摩擦力越小，物体运动的越远。
（4）机械能和物体的动能与重力势能有关。
【解答】解；A、冰壶在水平冰面上做减速运动是因为受到摩擦力的影响，故A错误；
B、掷出去的冰壶继续向前运动的过程中，运动员不再对冰壶施加力，没有对冰壶做功，故B错误；
C、冰壶运动员用冰刷刷地是为了减小摩擦，使冰壶运动得更远，故C正确；
D、冰壶在水平冰面运动的过程中，它的速度变小，故它的动能减小，重力势能不变，故机械能也变小，故D错误；
故选：C。
【点评】本题是简单的力学综合题，属于基础题。
4．（2022•江汉区校级模拟）如图所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”，直径达49.9米，有28个座舱，游客可以通过它看到东湖的别样之美。若小明随座舱在竖直平面内匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．以小明为参照物，地面是静止的
B．小明受到的力是不平衡的
C．从最高点转动到最低点的过程中，小明的重力势能转化为动能
D．从最低点转动到最高点的过程中，小明的机械能保持不变
【考点】机械能的转化；运动和静止的相对性；动能和势能的转化；机械能的概念．
【专题】应用题；长度、时间、速度；运动和力；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）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；
（2）物体处于静止或匀速直线运动状态时，运动状态不变；
（3）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】解：A、以小明为参照物，地面和小明之间发生了物体位置的变化，所以地面是运动的，故A错误；
B、小明在上升过程中，运动方向不断的变化，小明的运动状态发生了变化，受非平衡力，故B正确；
C、从最高点转动到最低点的过程中，质量不变，速度不变，小明的动能不变，故C错误；
D、从最低点转动到最高点的过程中，质量不变，高度越来越大，重力势能变大；速度不变，小明的动能不变，机械能为动能和势能的和，所以机械能增大，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查运动和静止的相对性、物体运动状态的判断、机械能的变化等，难度不大。
5．（2022•江汉区校级模拟）下列估测符合实际的是（ ）
A．物理课本的质量约为2kg
B．晨会升国旗时国歌演奏的时间约为50s
C．中学生正常体温为35℃～42℃之间
D．一名中学生从1楼沿楼梯走到5楼做的功约为600J
【考点】功的计算和公式的应用；摄氏温度；质量的估测；时间的估测．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解：A、物理课本的质量约为0.25kg，故A错误；
B、晨会升国旗时国歌演奏的时间约为50s，故B正确；
C、中学生正常体温为36℃～37℃之间且变化很小，故C错误；
D、中学生的体重约500N，一层楼的高度在3m左右，所以中学生从1楼走上5楼做的功约为W＝Gh＝500N×4×3m＝6000J，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查对生活中常见物体长度的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，可解答。
6．（2023•武汉模拟）2022年6月2日，武汉大学“珞珈1号”实验卫星成功发射，顺利进入预定轨道。“珞珈1号”卫星是兼具遥感和导航的一星多用科学试验卫星，卫星沿椭圆形轨道绕地球无阻力运行。关于该卫星，下列说法正确的是（ ）
A．以地球为参照物，卫星是静止的
B．卫星绕地球运动时受平衡力作用
C．卫星在远地点的势能最大，动能为零
D．卫星从近地点到远地点的过程中，机械能不变
【考点】动能和势能的转化；机械能的概念；运动和静止的相对性；平衡状态的判断．
【专题】应用题；运动和力；机械能及其转化；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）物体相对于参照物，位置不变，则物体是静止的，位置改变，则物体是运动的。
（2）物体处于静止或匀速直线运动状态时为平衡状态。
（3）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。
（4）在动能和势能的转化过程中，若不计摩擦、空气阻力等因素，机械能保持不变，若考虑摩擦、空气阻力等，机械能将变小。
【解答】解：A、以地球为参照物，卫星的位置是不断变化的，所以卫星是运动的，故A错误；
B、卫星绕地球运动时，运动的速度和运动方向发生了改变，受非平衡力作用，故B错误；
C、卫星在远地点的势能最大、动能最小，但动能不为0，故C错误；
D、从近地点经远地点再回到近地点的过程中，由于无阻力，所以在动能和势能转化过程中，机械能不变，故D正确。
故选：D。
【点评】能够运用参照物判断物体的运动状态，理解影响机械能的因素、在动能和势能转化过程中的机械能情况，可解答此题。
7．（2023•湖北三模）如图所示为乒乓球在水平地面上弹跳时产生的轨迹的一部分，对此分析正确的是（ ）
A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左
B．在E、F两点动能相等
C．乒乓球到达最高点时处于平衡状态
D．乒乓球到达E点时所有的力都消失，乒乓球将做匀速直线运动
【考点】动能大小的比较；平衡状态的判断；力与运动的关系．
【专题】运动和力；分析、综合能力．
【答案】D
【分析】（1）根据图片情景可知乒乓球的弹跳方向；
（2）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；机械能包括物体的动能和势能。乒乓球弹跳的高度会越来越低，这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗，所以球的机械能一次比一次少，据此判断E、F两处球的动能关系；
（3）物体受力平衡时处于静止或匀速直线运动状态，即平衡状态；
（4）根据牛顿第一定律可知乒乓球到达E点时所有的力都消失时，乒乓球的运动状态。
【解答】解：A、从图可知，乒乓球的弹跳高度自左向右越来越低，所以在图中乒乓球的弹跳方向为自左向右，故A错误；
B、由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中机械能转化为其他形式的能，所以机械能逐渐减小，在E、F两点高度相同，重力势能相同，则动能必然逐渐减小，不可能相等，故B错误；
C、图中乒乓球始终做曲线运动，运动状态一直在变，因而受力不平衡，不处于平衡状态，故C错误；
D、乒乓球到达E点时具有一定的速度，若所有的力都消失，根据牛顿第一定律知，乒乓球将做匀速直线运动，故D正确。
故选：D。
【点评】对于这类题目要抓住题目的隐含信息，球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉球的机械能越来越小。
8．（2023•武汉模拟）如图1的物体在同一水平地面先后做直线运动。当物体运动的路程和时间图像如图2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3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．F1＜F2B．P1＜P2C．F1＞F2D．P1＞P2
【考点】比较功率的大小；摩擦力大小的影响因素；二力平衡条件的应用；力与运动的关系．
【专题】应用题；运动和力；重力、弹力、摩擦力；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）根据图像确定物体两次的运动状态，然后根据其运动状态得出推力和摩擦力的关系，再根据摩擦力大小的影响因素得出两次受到的摩擦力大小，进而得出两次推力的大小关系；
（2）利用由P＝＝＝Fv比较其功率关系。
【解答】解：由图像甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小为v甲＝＝＝2m/s；
由图像乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v乙＝4m/s；
因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变，故受到的水平推力为：F1＝F2；
已知v甲＜v乙，由P＝＝＝Fv可得，两次推力的功率P1＜P2。
故选：B。
【点评】此题考查了学生对图像问题的分析能力，能从图像中得出相关的信息，然后结合二力平衡条件和功率的计算公式进行计算求解，是中考的热点考题。
9．（2023•江岸区校级模拟）小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，若不计空气阻力，则下列说法中不正确的是（ ）
A．铁锁来回摆动过程中，只有重力一直做功
B．铁锁上升过程中，在达到最高点瞬间速度为零，处于平衡状态
C．铁锁来回摆动过程中运动状态一直改变
D．小明说“它打不着我”，因为铁锁在摆动过程中机械能守恒
【考点】机械能守恒条件；物体运动状态变化的判断；平衡状态的判断；力是否做功的判断．
【专题】运动和力；分析、综合能力．
【答案】B
【分析】（1）做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
（2）二力平衡的条件是大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上。
（3）运动状态包含运动方向和速度的大小；
（4）机械能守恒是一种理想的情况，只有在无摩擦、无空气阻力的情况下才能真正实现。铁锁自由摆动的过程中，会受到空气阻力的作用。
【解答】解：A．铁锁来回摆动过程中，只有重力一直做功，在重力方向一直移动距离，因而重力做功，铁锁来回摆动的过程中，没有在拉力的方向上通过距离，绳子的拉力没有做功，故A正确；
B．铁锁上升程中，在达到最高点瞬间速度为零，拉力和重力不在同一直线上，因而不是平衡力，不是处于平衡状态，故B错误；
C．铁锁来回摆动过程中，运动方向不断改变，因而运动状态一直改变，故C正确；
D．小明说“它打不着我”，若不计空气阻力，铁锁在摆动过程中机械能守恒，故D正确。
故选：B。
【点评】本题考查了做功的必要因素、运动状态是否改变的判断、平衡状态的判断，以及能量守恒定律等知识的理解和应用，涉及的知识点较多，但难度不大。
10．（2023•浠水县校级二模）2022年2月6日，中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏，最终夺得亚洲杯冠军。如图所示，中国女足队员正在传球，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用。则下列分析正确的是（ ）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能守恒.
B．足球在空中上升到最高点时，它的机械能全部转化为内能
C．空中运动的足球，若所受力都消失，它将保持静止
D．空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动
【考点】机械能和其他形式能的转化；牛顿第一定律的概念；力与运动的关系；机械能守恒条件．
【专题】应用题；运动和力；机械能及其转化；应用能力．
【答案】D
【分析】（1）因为足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用，阻力做功使机械能向内能转化；
（2）足球在上升到最高点时，动能转化为势能和内能，机械能不为零；
（3）运动的足球在空中不受力的作用，将保持原来的运动速度做匀速直线运动。
【解答】解：AB、足球在空中飞行的过程中，克服阻力做功使机械能减少，内能增加。足球上升到最高点时，具有重力势能，所以足球的机械能只是减少，并没有减少到零，故AB错误；
C、空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动，故C错误；
D、空中运动的足球，若所受力都消失，将保持此时的速度做匀速直线运动，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查力和运动的关系、机械能的概念及其转化，克服阻力做功使机械能向内能转化。
11．（2022•硚口区模拟）下列估测不符合实际的是（ ）
A．中学生正常步行的速度约为1.1m/s
B．正常情况下，中学生1min内脉搏跳动的次数约为75次
C．小型汽车在高速公路的最高行驶速度不得超过100m/s
D．一名中学生从1楼沿楼梯走到5楼做的功约为6000J
【考点】功的计算和公式的应用；时间的估测；速度与物体运动．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
【解答】解：A、中学生正常的步行速度约为1.1m/s，故A正确；
B、正常人1min内脉搏跳动的次数约为75次，故B正确；
C、小型汽车在高速公路的最高行驶速度不得超过120km/h≈33m/s，故C错误；
D、中学生的体重约500N，一层楼的高度在3m左右，所以中学生从1楼走上5楼做的功约为W＝Gh＝500N×4×3m＝6000J，故D正确。
故选：C。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
12．（2022•硚口区模拟）如图所示，把滚摆从一定高度放下，可以观察到滚摆在上下滚动，下列说法正确的（ ）
A．滚摆上升时，它的重力势能转化为动能
B．滚摆下降时，它的动能转化为重力势能
C．滚摆在最高点和最低点的机械能相等
D．滚摆在滚动过程中有一部分机械能转化成了滚摆与空气的内能
【考点】机械能的转化；机械能的概念．
【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力．
【答案】D
【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；
不考虑摩擦阻力时，物体的机械能守恒；考虑摩擦阻力时，物体的机械能总量减小，并将机械能转化为内能。
【解答】解：
A、滚摆上升时，越滚越慢，其质量不变、速度减小，则动能减小；同时高度增大，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能，故A错误；
B、滚摆下降时，越滚越快，其质量不变、速度增大，则动能增大；同时高度减小，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能，故B错误；
CD、滚摆每次上升的高度逐渐减小，是因为受到摩擦阻力的作用，机械能会转化为内能，则滚摆的机械能不守恒，滚摆在最高点和最低点的机械能不相等，故C错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了动能和势能的转化与守恒，难度不大。
13．（2022•麻城市校级模拟）北京时间2022年2月6日晚，在印度新孟买D.Y帕提尔体育场，中国女足在2022女足亚洲杯的决赛中，在连失两球的不利局面下以3：2逆转战胜韩国女足，时隔16年后，再度夺得亚洲杯冠军。如图是足球落地后又弹起的示意图。分析可知，足球（ ）
A．在B点时受力平衡
B．在A、D两点动能可能相等
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【考点】动能大小的比较；机械能的转化；力与运动的关系．
【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。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，弹性势能与弹性形变大小有关。
（2）在动能和势能的转化过程中，若不计摩擦、空气阻力等因素，机械能保持不变，若考虑摩擦、空气阻力等，机械能将变小。
【解答】解：
A、足球在B点时受重力和空气阻力的作用，这两个力不在一条直线上，故足球受力不平衡，选项A错误；
B、由题图可知，足球落地弹起后的高度越来越低，说明足球的机械能逐渐减小，故足球在A点的机械能大于其在D点的机械能，而足球在A点的重力势能大于其在D点的重力势能，故足球在A、D两点的动能可能相等，选项B正确；
C、足球在C点时，若所受力全部消失，根据牛顿第一定律可知，足球将做匀速直线运动，运动状态保持不变，故C错误；
D、在运动过程中，足球的机械能不断减小，所以不仅存在动能和势能的相互转化，还存在机械能转化为内能，故D错误。
故选：B。
【点评】深入理解影响动能和重力势能的因素，理解动能和势能转化过程中，机械能的变化情况，是解答此题的关键。
14．（2021•武汉一模）如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，直到最后停下。下列说法正确的是（ ）
A．铁锁摆回后能碰到鼻子
B．铁锁下降过程中，重力势能全部转化为动能
C．铁锁的机械能始终不变
D．铁锁第一次摆动到最低点时，动能最大
【考点】机械能的转化；机械能的概念．
【专题】应用题．
【答案】D
【分析】（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）物体上升过程中动能转化为重力势能；物体下落时重力势能转化为动能；不计摩擦时，机械能的总量是不变的。
【解答】解：A、铁锁回摆后不能碰到鼻子，因为铁锁和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小。不符合题意。
B、铁锁下降过程中，一部分重力势能转化为动能，并不是全部的重力势能都转化为了动能，故不符合题意。
C、锁在运动过程中，锁和空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故不符合题意；
D、铁锁第一次下降到最低点时，质量不变，高度最小，重力势能最小。质量不变，速度最大，动能最大，故正确。
故选：D。
【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素。
（2）掌握重力势能、动能、弹性势能之间的相互转化。
（3）掌握机械能和内能之间的转化。
15．（2021•汉川市模拟）中国的航空母舰辽宁舰成功装备部队，实现了中国航母梦。下列对辽宁舰及舰载飞机的有关说法不正确的是（ ）
A．辽宁舰的航行速度比舰载飞机飞行慢的多，所以辽宁舰的惯性比飞机小得多
B．航母在大海中航行时，装载的舰载机越多，航母受到的浮力越大
C．舰载机水平飞行时，机翼上下表面空气压强不相等
D．舰载飞机快速升空时，动能和势能均变大，是由于发动机推力对飞机做了功
【考点】力是否做功的判断；动能和势能的转化；惯性与惯性现象；流体压强与流速的关系．
【专题】定性思想；顺推法；应用能力．
【答案】A
【分析】（1）惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性大小与质量有关，与其他因素无关；
（2）漂浮的物体浮力等于重力，航母处于漂浮状态，浮力变化决定于重力的变化；
（3）流体中流速越快的地方压强越小；
（4）舰载机快速升空的过程中，速度增大，高度升高，动能和势能不断增加，是由于发动机的推力对飞机做了功。
【解答】解：A、惯性与物体质量有关，与速度无关。所以辽宁舰比舰载机的惯性大得多。故A不正确；
B、由于航母在水中漂浮，即浮力等于自身的重力，装载的舰载机越多，重力越大，但航母仍然漂浮，此时的浮力仍等于此时的重力，由于此时重力增大，所以浮力增大。故B正确；
C、舰载机飞行时，机翼上表面附近空气流速度大于下表面附近气流速度，故上面的压强小，下面的压强大，故使得机翼受到一个向上的升力。故C正确；
D、舰载机快速升空时，质量不变，速度和高度都增加，所以动能和势能均变大，是由于发动机推力对飞机做了功。故D正确。
故选：A。
【点评】此题是一道力学综合题，考查了惯性的影响因素、漂浮的特点、流体压强与流速的关系及是否做功的判断，正确理解基本概念和规律是解答的关键。
16．（2021•老河口市模拟）小夏推箱子经历了如图所示的过程，最终箱子被推出后又向前滑行了一段距离，对上述过程中涉及到的物理知识，分析正确的是（ ）
A．图甲：因为箱子没动，所以小夏没有对箱子施加力的作用
B．图甲：因为小夏对箱子施加了力，所以小夏对箱子做了功
C．图乙：因为箱子受到的摩擦力大于推力，所以小夏没推动箱子
D．图丙：小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积
【考点】力是否做功的判断；比较功的大小；二力平衡条件的应用．
【专题】应用题；运动和力；功、功率、机械效率．
【答案】D
【分析】A、箱子在水平方向除了受推力作用，还受摩擦力；
B、做功的两个必要因素是力和物体在力的方向上移动的距离；
C、物体处于静止状态，受平衡力，平衡力的大小相等；
D、功等于力和物体在力的方向上移动的距离。
【解答】解：
A、箱子没有被推动，是因为箱子还受摩擦力的作用，摩擦力与推力平衡，合力为零，并不是小夏没有对箱子施加力，故A错误；
B、图甲中小夏对箱子施加了力，但箱子没有移动距离，所以小夏对箱子不做功，故B错误；
C、箱子静止，是因为小夏对箱子的推力与摩擦力平衡，所以摩擦力等于推力，故C错误；
D、由丙图知，小夏跌倒后，箱子由于惯性继续滑动了一段距离，所以小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了力和运动的关系、二力平衡条件的应用及功的概念和判断，难度不大，重在理解。
17．（2021•孝感模拟）某物理兴趣小组用可乐瓶制作了一个水火箭（如图），先在瓶里装适量水，再将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门，水从尾部的金属管向下喷出，火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是（ ）
A．发射时，瓶内高压气体对水没有做功
B．发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的
C．上升过程中，火箭的重力势能转化为动能
D．下降过程中，火箭的重力势能逐渐增大
【考点】力是否做功的判断；动能和势能的转化；机械能的转化．
【专题】应用题；功、功率、机械效率；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能。
（2）机械能包括动能和势能；物体由于运动而具有的能量叫动能；物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。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，弹性势能与弹性形变大小有关。
【解答】解：A、发射时，瓶内高压气体对水做功，将内能转化为机械能，故A错误；
B、发射时，火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的，故B正确；
C、上升过程中，火箭的动能转化为重力势能，故C错误；
D、下降过程中，火箭的重力势能逐渐减小，因为高度变小，故D错误。
故选：B。
【点评】理解改变内能的方法和能量转化现象，理解影响动能和重力势能的因素，可解答此题。
18．（2021•南漳县模拟）我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的（ ）
A．动能不变，势能减小，内能增大
B．动能不变，势能增大，内能减小
C．动能减小，势能不变，内能增大
D．动能增大，势能减小，内能不变
【考点】动能和势能的转化；机械能和其他形式能的转化．
【答案】A
【分析】解决此题的关键是要知道动能的大小跟质量和速度有关，重力势能的大小跟质量和高度有关，内能的大小跟阻力做功有关，利用排除法进行选择。
【解答】解：宇宙飞船在下落，所以高度减小，则重力势能减小，所以B、C不符合题意；
宇宙飞船做匀速直线运动，所以速度不变，动能不变，所以D不符合题意；
由于空气阻力作用，所以内能增大；
故选：A。
【点评】解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关，根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。
19．（2021•武汉模拟）2022年冬季奥运会将在我国北京举行。如图为某运动员为备赛正在进行跳台滑雪训练的情景。穿着滑雪板的运动员依靠重力的作用从跳台上加速滑下，在到达赛道底部时双膝弯曲后蹬地跃起，一段时间后着地。下列分析动能和势能的大小变化正确的是（ ）
A．运动员在赛道上滑下时机械能增加
B．运动员滑向赛道底部时速度增大，动能增大
C．运动员滑向赛道底部时，重力对运动员没有做功
D．运动员向上跃起过程中，重力势能转化为动能
【考点】机械能的概念；机械能的转化；力是否做功的判断；动能和势能的转化．
【专题】功、功率、机械效率；机械能及其转化；理解能力．
【答案】B
【分析】（1）动能与质量和速度有关；重力势能与质量和高度有关。
（2）做功包含两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A、运动员依靠重力的作用从跳台上加速滑下的过程中，由于存在摩擦阻力。所以机械能会减小，此过程中其质量不变，速度增大，所以动能增大，故A错误。
B、自由滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中，速度越来越大，高度减小，重力势能转化为动能，动能增大，故B正确。
C、运动员滑向赛道底部时，运动员受重力作用，且在重力的方向上移动了距离。故重力对运动员做了功。故C错误。
D、运动员向上跃起过程中，质量不变，速度越来越小，动能越来越小，高度增加，重力势能增大，故动能转化为重力势能，故D错误。
故选：B。
【点评】此题以冬奥会项目为材料，考查了物体运动过程中机械能的转化、影响动能和重力势能的因素、做功包含的必要条件等知识点，体现了物理关注社会热点的特点。
20．（2023•武汉模拟）如图所示，木块从水平地面上某点以速度v0向右运动冲上斜面，最终停在斜面上的A点，对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．木块速度减小，说明木块惯性减小
B．木块冲上斜面，木块动能的减小量大于木块重力势能的增大量
C．木块在斜面上所受摩擦力方向始终沿斜面向下
D．木块在A点静止时，重力和摩擦力二力平衡
【考点】动能和势能的转化；摩擦力的方向；惯性与惯性现象；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】应用题；运动和力；重力、弹力、摩擦力；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）惯性只与质量有关，惯性代表了物体运动状态改变的难易程度；
（2）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。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；
（3）摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，因此可能与物体的运动或运动趋势方向相反，也可能与物体的运动或运动趋势方向相同；
（4）对木块进行受力分析即可解答。
【解答】解：A、惯性只与质量有关，质量不变，惯性不变，故A错误；
B、木块冲上斜面，木块克服摩擦力做功转化为内能，木块动能的减小量大于木块重力势能的增大量，故B正确；
C、木块在斜面上向上运动时所受摩擦力方向是沿斜面向下的；当木块停在斜面上时，所受摩擦力的方向是沿斜面向上的，故C错误；
D、对木块进行受力分析可知，木块在A点静止时，其受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力三个力的作用，重力和摩擦力不在同一条直线上，不是平衡力，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查对物体的力的分析、惯性、摩擦力的方向、能量转化、平衡力等，是一道综合性较强的题目，难度不大。
21．（2023•青山区校级模拟）2008年8月11日在北京奥运会上，唯一利用业余时间练习举重被选入国家队的中国选手张湘样在男子举重62kg级的决赛中摘得金牌，挺举成绩是176kg，其中举起杠铃大约3s，杠铃在头顶停止3s。下列说法正确的是（ ）
A．地面对张湘样的支持力与张湘样的重力是一对平衡力
B．举着杠铃不动时的功率大约1100W
C．张湘祥对杠铃做功大约3500J
D．杠铃片一般用密度较小的材料制作而成
【考点】功率的计算及公式的应用；密度的应用与物质鉴别；平衡力与相互作用力的辨别；功的计算和公式的应用．
【专题】应用题；密度及其应用；运动和力；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】C
【分析】（1）二力平衡的条件是：二力大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上；
（2）功率是描述做功快慢的物理量，是物体在单位时间内所做的功的多少；
（3）先估算举重时将杠铃举起的高度，根据G＝mg和W＝Gh计算对杠铃做的功；
（4）杠铃片一般是由铁制成。
【解答】解：
A、地面对张湘样的支持力大小等于他和杠铃重力之和，地面对张湘样的支持力与张湘样的重力大小不相等，不是一对平衡力，故A错误；
B、功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，举着杠铃不动时做功是0，因此功率是0，故B错误；
C、张湘祥身高约1.6m，他在挺举过程中把杠铃举高的高度约为他身高加上0.4m，即h＝1.6m+0.4＝2m，
杠铃的重力：G＝mg＝176kg×10N/kg＝1760N，
他在挺举过程中对杠铃做的功W＝Gh＝1760N×2.0m＝3520J，与3500J比较接近，故C正确；
D、杠铃片一般用密度较大的铁制作而成，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了二力平衡的判断、功以及功率的估算，估测出举高的高度是解答此题的关键。
22．（2023•咸宁模拟）2022年2月6日，女足亚洲杯决赛中，中国女足上演逆转绝杀奇迹！以3：2战胜韩国队获得冠军，全民为之欢呼，关于足球比赛中涉及到的物理知识，下列分析正确的是（ ）
A．运动员带球时要持续踢球，说明力是维持物体运动的原因
B．运动员头球时，足球与头相互作用的过程中，足球的弹性势能先变大后变小
C．踢出去的足球飞到最高点的一瞬间处于平衡状态
D．用头顶足球时，头感到疼，说明足球受到了力的作用
【考点】动能和势能的转化；力作用的相互性；平衡状态的判断；力与运动的关系．
【专题】应用题；运动和力；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）力是改变物体运动状态的原因；
（2）物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；
（3）物体只有在不受力或者受平衡力的作用时，才处于平衡状态；
（4）物体间力的作用是相互的。
【解答】解：A、运动员带球时要持续踢球，说明力是改变物体运动的原因，故A错误；
B、运动员头球时，足球与头相互作用的过程中，足球的形变先变大后变小，所以弹性势能先变大后变小，故B正确；
C、足球在最高点时只受重力，受到非平衡力的作用，所以不是平衡状态，故C错误；
D、用头顶足球时，头感到疼，说明头受到了力的作用，故D错误。
故选：B。
【点评】本题以足球运动为背景，考查了对力和运动的关系、影响弹性势能大小的因素、平衡状态的判断、力的相互作用等知识，属力学综合题，难度不大。
23．（2022•孝南区一模）如图所示是跳伞运动员在匀速下落过程中，下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W和重力做功的功率P随时间t变化规律的图象，其中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【考点】功率的概念与单位；匀速直线运动；功的概念与单位．
【专题】长度、时间、速度；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】A
【分析】明确图象中的横坐标和纵坐标所代表的物理量，再根据匀速直线运动的特点和相应的公式判断对应图象的形状。
【解答】解：
A、跳伞运动员在匀速下落过程中，其运动的速度v不随时间变化，在v﹣t图象中为平行于时间轴的直线，故A正确；
B、跳伞运动员在匀速下落过程中，路程和时间成正比，在s﹣t图象中为过原点的倾斜直线，故B错误；
C、重力做的功W＝Gh＝Gvt，其中重力G、速度v都是定值，所以重力做的功W与时间t成正比，其图象为过原点的倾斜直线，故C错误；
D、重力做功的功率P＝＝＝Gv，其中重力G、速度v都是定值，故功率P也为一定值，其图象为平行于时间轴的直线，故D错误。
故选：A。
【点评】本题通过图象考查了对匀速直线运动的特点、功和功率计算公式的应用，有一定难度。
24．（2022•江岸区校级模拟）下列数据最接近实际的是（ ）
A．人体感觉舒适的温度约36℃
B．一个一元硬币的质量约50g
C．人正常步行的速度约4km/h
D．将20个鸡蛋从1楼提至5楼，对鸡蛋做功大约12J
【考点】功的计算和公式的应用；摄氏温度；质量的估测；速度与物体运动．
【专题】温度计、熔化和凝固；质量及其测量；功、功率、机械效率；理解能力．
【答案】C
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度在23℃左右，故A错误；
B、我国一元硬币的质量为6g，故B错误；
C、人正常步行的速度约为1.1m/s＝1.1×3.6km/h≈4km/h，故C正确；
D、1个鸡蛋的质量约为50g，则20个鸡蛋的质量是1000g＝1kg，受到的重力为G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N；1层楼的高度约为3m，则1楼到5楼的高度约h＝12m。将20个鸡蛋从1楼提至5楼，对鸡蛋做功大约为W＝Gh＝10N×12m＝120J，故D错误。
故选：C。
【点评】物理学中，对各种物理量的估算能力，是我们应该加强锻炼的重要能力之一，这种能力的提高，对我们的生活同样具有很大的现实意义。
25．（2022•汉阳区校级模拟）如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，AB＝BC，木块在水平恒力F作用下从静止开始从A运动到C，AB过程中加速运动，BC过程中匀速运动，下列说法中正确的是（ ）
A．木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B．水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C．木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小
D．水平拉力F在AB段的功率大于在BC段的功率
【考点】比较功率的大小；机械能的概念；摩擦力的大小；比较功的大小．
【专题】理解能力；应用能力．
【答案】B
【分析】A、木块在AB段做加速运动，木块受力不平衡，则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小；木块在BC段做匀速运动，此时木块受力平衡，则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小，由此可得出结论；
B、木块在AB段和BC段运动的距离相等，拉力F是恒力，根据W＝Fs可知做功的大小关系；
C、木块在AB段做加速运动，木块的动能增加，木块的势能不变，机械能等于动能与势能之和，由此可得出结论；
D、木块在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，整个过程中速度的变化是连续的（即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动），则木块在AB段的平均速度小于BC段的速度，根据功率公式P＝＝＝Fv可比较功率的大小关系。
【解答】解：
A、木块在AB段做加速运动，木块受力不平衡，则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小，即fAB＜F；
木块在BC段做匀速运动，此时木块受力平衡，则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小，即fBC＝F；
因水平拉力F大小不变，所以木块在AB段受到的摩擦力小于木块在BC段的摩擦力，故A错误；
B、木块在AB段和BC段运动的距离相等，拉力F是恒力，则根据W＝Fs可知，水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功，故B正确；
C、木块在AB段做加速运动，则木块的动能增大；木块的高度不变，质量不变，则木块的势能不变；因机械能等于动能与势能之和，所以木块在AB段的机械能逐渐增大，故C错误；
D、由题知，木块在AB段做加速运动，在BC段做匀速运动，整个过程中速度的变化是连续的（即在BC段木块是以到达B点时的速度做匀速运动），所以木块在AB段的平均速度小于BC段的速度；
拉力F是恒力，则根据公式P＝＝＝Fv可知，水平拉力在AB段的功率小于在BC段的功率，故D错误。
故选：B。
【点评】本题主要考查了物体的受力分析、影响滑动摩擦力大小的因素、功和功率的大小比较以及机械能的变化，根据物体的运动情况分析物体的受力情况是解题的关键之一，属于中档题。
26．（2022•汉阳区模拟）物体在太空中处于失重状态。太空抛物实验中，王亚平将冰墩墩抛到对面叶光富的手（假定叶光富的手位置不变）中，太空舱内的摄像头显现出冰墩墩几乎沿直线运动到叶光富的手中，（若速度不太大时，太空舱内空气的阻力可以忽略不计）。下面说法正确的是（ ）
A．抛冰墩墩时，用力方向应向叶光富的手偏上一点
B．抛冰墩墩时，用力方向应指向叶光富的手的方向
C．冰墩墩在空中几乎沿直线飞行时，机械能不断减小
D．在地面做同样的实验，忽略空气的阻力，冰墩墩在空中也能几乎沿直线运动到叶光富的手中
【考点】机械能的概念；重力的概念；力与运动的关系．
【专题】运动和力；机械能及其转化；理解能力．
【答案】B
【分析】分析冰墩墩在空中飞行时是否受力的作用，若它不受力，则根据牛顿第一定律可知冰墩墩的运动情况，进而对抛出的方向进行判断。
动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。
【解答】解：AB．由与物体在太空中处于失重状态，冰墩墩几乎沿直线运动到叶光富的手中，因此抛冰墩墩时，用力方向应向着叶光富的手的方向，故A错误，B正确；
C．冰墩墩处于失重状态，在空中几乎沿直线飞行时，没有力对它做功，机械能不变，故C错误；
D．忽略空气的阻力，在地面做同样的实验，冰墩墩受到重力的作用，冰墩墩在空中做抛物线运动，不能沿直线运动到叶光富的手中，故D错误。
故选：B。
【点评】此题以天宫课堂为素材，体现了物理知识与现实生活的密切联系。
27．（2021•下陆区校级模拟）如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置，质量不同的小车从粗糙斜面顶端由静止开始释放，撞击静止在水平木板上的木块（不计空气阻力），将木块推出一段距离。下列说法正确的是（ ）
A．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加，势能减小，机械能守恒
B．小车动能的大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的
C．降低小车释放的高度，小车推动木块时，木块受到的摩擦力减小
D．本实验应该尽量选择表面光滑且足够长的木板
【考点】探究影响物体动能大小的因素．
【专题】定性思想；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B
【分析】（1）让小车从某一高度由静止释放，使小车获得动能；动能的大小与物体的质量和速度有关，探究动能与质量关系时，控制速度不变；
（2）该实验采用了转换法，通过比较小车推动木块移动的距离来反映小车动能的大小；
（3）滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关；
（4）据牛顿第一定律分析即可判断。
【解答】解：A、小车在斜面上向下运动的过程中，速度变大，动能变大，高度减小，势能减小，但是斜面粗糙，需要克服阻力做功，机械能减小，故A错误；
B、在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故B正确；
C、木块在水平面上运动时，对水平面的压力和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力不变，故C错误；
D、若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小车和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的了，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查探究影响动能大小因素实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。
28．（2023•浠水县模拟）2023年9月23日亚运会将在杭州举行，关于体育竞赛情境描述正确的是（ ）
A．图甲中攀岩运动员在攀登过程中克服了自身重力做功
B．图乙中船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力
C．图丙中百米赛跑运动员到终点时不能马上停下来是受到惯性的作用
D．图丁中箭在弓的作用下射出，说明力可以改变物体的形状
【考点】力是否做功的判断；力的作用效果；惯性与惯性现象；平衡力与相互作用力的辨别．
【专题】应用题；其他综合题；应用能力．
【答案】A
【分析】（1）物理学中的做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可。
（2）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上。
（3）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
（4）力可以改变物体的形状和运动状态。
【解答】解：A、攀岩运动员在攀登过程中受到重力的作用，并且在重力的方向上通过了距离，所以克服了自身重力做功，故A正确。
B、船桨对水的力和水对船桨的力是作用在不同物体上的两个力，所以不是一对平衡力，故B错误。
C、百米赛跑运动员到终点时不能马上停下来是因为运动员具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误。
D、箭在弓的作用下射出，箭的运动状态发生了变化，所以说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。
故选：A。
【点评】此题以体育运动为背景考查力是否做功的判断、平衡力与相互作用力的辨别、惯性、力的作用效果等力学知识，难度中等，但具有很强的综合性，属于中考热点题型，值得关注。
29．（2022•通山县校级模拟）如图中甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。当两次木块运动的距离相同时，下列说法正确的是（ ）
A．木块第1次受到的拉力较大
B．木块第2次受到的摩擦力较大
C．第1次拉力做的功较多
D．第1次拉力做功的功率较大
【考点】比较功率的大小；比较功的大小．
【专题】比较思想．
【答案】D
【分析】（1）滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关；先判断两次运动过程中滑动摩擦力的大小，然后根据图象判断木块两次的运动状态，然后根据二力平衡的条件分析拉力和摩擦力的关系；
（2）根据作用在物体上的拉力和在拉力方向上通过的距离，利用公式W＝FS比较两次做功的多少。
（3）根据决定功率的因素即木块的拉力和木块的速度进行分析。
【解答】解：
AB、由于滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，上述两个过程中，木块对木板的压力没有变，接触面的粗糙程度没有变，所以两次运动过程中滑动摩擦力相等，故B错误；
从图象上可以看出，木块两次都是做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力相等，因为摩擦力相等，所以拉力也相等，故A错误；
C、两次的拉力相同，两次运动距离也相等，所以两次做的功相等，故C错误；
D、从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块所受的拉力相同，根据公式P＝＝＝Fv可知，第1次拉力做功的功率较大；故D正确。
故选：D。
【点评】要结合物体受力与运动状态的关系以及相关的计算公式，根据平衡力的知识和对图象的理解来解决此题。
30．（2021•襄城区模拟）如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别是P1、P2，则（ ）
A．F1＝F2，P1＞P2B．F1＞F2，P1＞P2
C．F1＜F2，P1＝P2D．F1＞F2，P1＝P2
【考点】比较功率的大小；摩擦力大小的影响因素．
【专题】应用题；比较思想；功、功率、机械效率；应用能力；获取知识解决问题能力．
【答案】A
【分析】（1）弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。根据P＝Fv判断拉力的功率。
【解答】解：（1）由题意知，两次拉动木块的过程中，木块对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，则滑动摩擦力相等；木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，所以拉力F相等，即F1＝F2。
（2）从图象中可以判断出，第①次的运动速度v较大，根据公式P＝＝＝Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2。
故选：A。
【点评】本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动，匀速直线运动的物体受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系，根据P＝Fv判断功率大小的变化。
二．填空题（共20小题）
31．（2021•襄城区模拟）图是一座高山的等高线图（即等高线上每点的高度均相同），若质量为60千克的登山运动员从B点匀速到达A点时，运动员的动能 不变 ，重力势能 减小 （以上两空均选填“增加”“不变”或“减小”）；登山运动员的重力做了 5.88×105 焦的功。
【考点】动能和势能的转化；功的计算和公式的应用．
【专题】信息给予题；推理法；机械能及其转化．
【答案】见试题解答内容
【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；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）求出A、B两点的高度差，利用W＝Gh求登山运动员的重力做的功。
【解答】解：
（1）登山运动员从B点匀速到达A点时，质量不变、速度不变，动能不变；
据图能看出，B点比A点的高度大，从B点到A点过程中，高度减小、质量不变，其重力势能减小。
（2）A、B两点的高度差h＝2000m﹣1000m＝1000m，
重力做功：W＝Gh＝mgh＝60kg×9.8N/kg×1000m＝5.88×105J。
故答案为：不变；减小；5.88×105。
【点评】本题考查了影响动能和重力势能的影响因素和功的计算，能从图上得出A、B两点的高度差是关键。
32．（2022•江汉区校级模拟）战机在空中加油时，加油机和受油机保持同一速度，以受油机为参照物，加油机是 静止 的；该过程中，加油机的动能 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【考点】动能和势能的转化；运动和静止的相对性．
【专题】应用题；长度、时间、速度；机械能及其转化；应用能力．
【答案】静止；减小
【分析】（1）被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变，被研究的物体是运动的，如果没有发生位置的改变，被研究的物体是静止的。
（2）动能和物体的质量和速度有关，判断时要考虑到两个因素。
【解答】解：战机在空中加油时，以受油机为参照物，加油机与受油机之间的相对位置没有发生变化，因此是静止的；加油机的速度不变，质量减小，其动能减小。
故答案为：静止；减小
【点评】本题主要考查对动能大小的因素、运动和静止的相对性的理解和掌握，难度不大。
33．（2021•枣阳市模拟）某空降兵和降落伞总重800N，从直升机上由静止开始竖直跳下，14s后降落伞打开，整个过程速度与时间的关系如图所示。在跳伞后10s至14s时间内人和伞的重力做功是 1.6×105 J，此时人和伞受到的阻力f1＝ 800 N，若跳伞18s后，人和伞受到的阻力为f2，则f2 ＝ f1（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【考点】功的计算和公式的应用．
【专题】计算题；比较思想；图析法；功、功率、机械效率．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据图象中的体现形状，分析物体的运动状态，再根据速度公式的变形公式s＝vt求出运动员在10s至14s通过的路程，根据W＝Gh求出重力做的功；
（2）处于平衡状态的物体受到平衡力的作用。
【解答】解：（1）由图可知，运动员在跳伞后10s至14s时间内做匀速直线运动，v＝50m/s，
根据v＝可得，运动员在10s至14s通过的路程为：h＝s＝vt＝50m/s×4s＝200m；
则人和伞的重力做功为：W＝Gh＝800N×200m＝1.6×105J；
（2）由图可知，运动员在跳伞后10s至14s时间内做匀速直线运动，受到平衡力的作用，
故此时人和伞受到的阻力 f1＝G＝800N；
由图可知，跳伞18s后，运动员仍做匀速直线运动，
故人和伞受到的阻力为 f2＝G＝800N，
所以，f1＝f2。
故答案为：1.6×105；800；＝。
【点评】此题主要考查功的计算、平衡力的辨别，解答此题的关键是准确分析图象中提供的信息，熟练运用速度公式、功的公式即可正确解答。
34．（2022•宜城市模拟）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。
【考点】动能和势能的转化．
【专题】应用题；机械能及其转化．
【答案】见试题解答内容
【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。
35．（2022•新洲区模拟）如图所示的摩天轮是武汉的一个地标建筑——“东湖之眼”，直径达49.9米，有28个座舱，游客可以通过它看到东湖的别样之美。小明随座舱在竖直平面内匀速转动过程中，以 座舱 为参照物，小明是静止的，小明的运动状态 不变 （填“不变”或“改变”），从最低点转动到最高点的过程中，小明的机械能 变大 （填“变大”、“不变”或“变小”）。
【考点】机械能的概念；参照物及其选择；物体运动状态变化的判断．
【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力．
【答案】座舱；不变，变大。
【分析】（1）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；
（2）物体处于静止或匀速直线运动状态时，运动状态不变；
（3）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】解：以座舱为参照物，小明和座舱之间没有发生位置的变化，所以小明是静止的，运动状态不变；
从最低点转动到最高点的过程中，质量不变，高度越来越大，重力势能变大；速度不变，小明的动能不变，机械能为动能和势能的和，所以机械能变大。
故答案为：座舱；不变，变大。
【点评】此题考查运动和静止的相对性、物体运动状态的判断、机械能的变化等，难度不大。
36．（2022•武汉模拟）如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至Y处由静止释放，M向左最远可运动至X点。则物块从Y点运动至X点的过程中，弹簧的弹性势能的变化是 B （选填字母：A.一直变小、B.先逐渐变小后逐渐变大、C.先逐渐变大后逐渐变小），速度v随位置s变化的图像为 B 。
【考点】动能和势能的转化．
【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力．
【答案】B；B
【分析】（1）弹簧弹性势能的大小与其发生弹性形变的程度有关；分析物块从Y点运动至X点的过程中弹簧弹性形变的程度可知弹性势能的大小变化；
（2）对物体M进行受力分析，竖直方向上受到的重力和支持力平衡，水平方向上受弹簧的弹力和摩擦力作用；刚从Y点释放时，弹力大于摩擦力，物体加速向左运动，当向左的弹力等于摩擦力时速度最大，继续向左运动时，由于弹力变小以及弹力方向的变化，物体会做减速运动，注意分析物块M速度最大的位置。
【解答】解：
（1）物块M由Y点到O点的过程中，弹簧的弹性形变越来越小，则弹簧的弹性势能越来越小；由O点运动到X点的过程中，弹簧的弹性形变越来越大，则弹簧的弹性势能越来越大，所以，弹簧的弹性势能先逐渐变小后逐渐变大，故选B；
（2）物块M由Y点到O点的过程中，其受到向左的拉力和向右的摩擦力；开始一段时间内拉力大于摩擦力，物块向左做加速运动；在此过程中弹簧的形变程度变小，则物块M受到的向左拉力变小，当拉力小于摩擦力时，弹簧开始做减速运动；所以，物块M速度最大的位置并不是在弹簧原长位置O点，而是在它运动到O点之前的某个位置；
物块由O点运动到X点的过程中，受到向右的弹力和摩擦力的共同作用，物块做减速运动，到X点时速度变为0，所以物块从Y点运动至X点的过程中，物块的速度先变大后变小，故B图正确。
故答案为：B；B。
【点评】本题考查了影响弹性势能大小的因素、运动和力的关系，难点是分析物块在运动过程中速度的大小变化。
37．（2022•恩施州模拟）在抗击新冠肺炎的战疫中，定点收治医院将确诊病例送入“负压病房”进行隔离治疗，你对“负压”两字的理解是：病房内的气压 小于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）外界的大气压强；医院里的氧气瓶使用一段时间后，瓶内氧气的密度 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，机械能 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”），司机相对于消毒车是 静止 （选填“运动”或“静止”）的。
【考点】机械能的概念；密度及其特性；运动和静止的相对性；大气压的综合应用．
【专题】应用题；密度及其应用；运动和力；气体的压强、流体压强与流速的关系；机械能及其转化；应用能力．
【答案】小于；变小；减小；静止。
【分析】（1）负压即气压比外界大气压小，故称为“负”压；
（2）氧气瓶内的氧气密度变化，关键在于氧气瓶内的体积是固定不变的；
（3）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；
（4）物体相对于参照物的位置不变，物体是静止的，若物体相对于参照物的位置改变了，物体是运动的。
【解答】解：（1）负压病房是使病房内的气压小于外界的大气压强，这样病房内的病毒细菌就不会扩散到外界。
（2）氧气瓶内的体积是一定的，氧气用一段时间后质量就少了，故密度变小。
（3）消毒车在水平路面上匀速行驶并向外喷洒消毒液的过程中，消毒车的速度不变、高度不变，但质量减小，则动能和重力势能均减小，故机械能减小；
（4）司机相对于消毒车的位置没有变化，故司机是静止的。
故答案为：小于；变小；减小；静止。
【点评】“负压病房”属于结合生活热点的题目，平时学习中要注意生活热点中出现的物理现；深入理解影响动能和重力势能的因素，会运用参照物判断物体的运动状态，是解答此题的关键。
38．（2023•湖北三模）2023年5月21日，中国羽毛球队击败韩国队卫冕夺冠，再次捧起苏迪曼杯。如图所示是羽毛球撞击球拍的瞬间，球拍的网线被球压弯，羽毛球的动能转化为网线的 弹性势 能，羽毛球速度减慢，惯性 不变 （填“增大”“不变”或“减小”）。
【考点】动能和势能的转化；惯性与惯性现象．
【专题】应用题；运动和力；机械能及其转化；应用能力．
【答案】弹性势；不变。
【分析】（1）物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能；动能和势能可相互转化；
（2）我们把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。
【解答】解：飞来的羽毛球具有动能，羽毛球撞击球拍的瞬间，球拍的网线被球压弯，发生弹性形变，球拍因网线形变而具有了弹性势能，羽毛球的动能转化为网线的弹性势能；
羽毛球速度减慢，惯性不变，因为物体惯性的大小只与物体的质量有关。
故答案为：弹性势；不变。
【点评】本题考查了弹性势能和动能的相互转化和惯性，属于基础题。
39．（2023•广水市三模）“蹦床”是奥运会的比赛项目。如图甲所示“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，如图乙所示。
用物理学知识对运动员可在上面反复弹跳的过程进行分析：
（1）运动员刚好接触蹦床A点时，受力是否平衡？ 不平衡 。
（2）从能量的角度，分析运动员从空中最高点开始下落到最后静止在蹦床的过程中，不同形式的能量的转化情况： 重力势能、动能、弹性势能、内能之间转化 。
【考点】机械能的转化；平衡状态的判断．
【专题】机械能及其转化；分析、综合能力．
【答案】（1）不平衡；（2）重力势能、动能、弹性势能、内能之间转化。
【分析】（1）根据蹦床的弹力和运动员的受力分析；
（2）根据机械能的转化过程进行分析。
【解答】解：（1）运动员刚好接触蹦床A点时，蹦床没有发生弹性形变，因而没有弹力，故运动员只受到向下的重力，受力不平衡；
（2）运动员从空中最高点开始下落到A点时，重力势能转化为动能和内能；
接触蹦床到速度最大点，重力势能转化为动能、弹性势能和内能；
速度最大点向下到B点，重力势能和动能转化为弹性势能和内能，因而重力势能、动能、弹性势能、内能之间转化。
故答案为：（1）不平衡；（2）重力势能、动能、弹性势能、内能之间转化。
【点评】本题考查机械能的转化与受力平衡的分析，属于中档题。
40．（2023•汉阳区模拟）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆。在返回地面前，打开巨大的降落伞，使返回舱的速度减至15米/秒，然后以该速度匀速下落900m，最后在距地面1.2米时，启动反推火箭，以接近于零的速度安全着陆。则返回舱匀速下落900m所需时间是 60 秒，该过程中，返回舱动能 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。返回舱的外壳看起来被烧得“黑黢黢”的，这是利用烧蚀外表的特殊材料，使其熔化和汽化 吸收 热量以控制舱内温度不超过30℃。
【考点】动能和势能的转化；汽化及汽化吸热的特点；速度的计算和公式的应用．
【专题】应用题；温度计、熔化和凝固；长度、时间、速度；机械能及其转化；应用能力．
【答案】60；不变；吸收
【分析】根据v＝求出返回舱运动的时间；
动能的大小与质量、速度有关；
返回舱与大气摩擦产生的热量很多，所以要利用特殊材料在物态变化过程中吸收热量，从而保护返回舱。
【解答】解：返回舱匀速下落900m所需时间是：t＝＝＝60s；
该过程中，返回舱的质量不变，速度不变，动能不变。
物质熔化、汽化、升华都吸收热量。返回舱的外壳看起来被烧得“黑黢黢”的，这是利用烧蚀外表的特殊材料，使其熔化和汽化时，吸收热量，以控制舱内温度不超过30℃。
故答案为：60；不变；吸收。
【点评】本题考查了速度计算公式的应用、动能的变化、物态变化，属于基础题。
41．（2023•武汉模拟）如图所示为道路垃圾电动清扫车，左右扫盘将垃圾扫至车下吸嘴的前方，风机使垃圾箱、吸管和吸嘴组成的风道产生高速气流，垃圾源源不断地被吸到垃圾箱中，实现路面清扫。若垃圾车在清扫作业过程中沿水平路面以5m/s匀速行驶9km，车的动能 变大 ，机械能 变大 。（填“变大”、“不变”或“变小”）作业时间为 0.5 h。
【考点】动能和势能的转化；机械能的概念；速度的计算和公式的应用．
【专题】应用题；长度、时间、速度；机械能及其转化；应用能力．
【答案】变大；变大；0.5
【分析】（1）动能的大小与物体的质量和速度有关；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的程度有关，机械能为动能、势能的和；
（2）已知速度和路程，利用速度公式计算时间。
【解答】解：物体动能大小与物体质量和速度有关，质量越大动能越大，速度越大动能越大。由题可知，垃圾源源不断地被吸到垃圾箱中，虽然车匀速行驶速度不变，但车身质量不断变大，所以动能变大；因为机械能为动能和势能的总和，则机械能变大。
因为v＝，v＝5m/s＝18km/h；所以作业时间：t＝＝＝0.5h。
故答案为：变大；变大；0.5
【点评】此题考查了速度公式及其应用、动能和机械能的大小变化等知识点，是一道综合题，难度不大，计算过程中应注意单位换算。
42．（2021•鄂州模拟）某同学用已调好的弹簧测力计测量一个放在水平桌面上的钩码的重力。他从图甲所示位置（此时指针指0刻线）开始将测力计缓慢竖直向上提起，记下测力计移动的距离h和对应的读数F，并描出F﹣h图象如图乙所示：
（1）钩码的重力为 4.5 N。
（2）当弹簧测力计对钩码所做的功为0.18J时，h＝ 10 cm。
【考点】功的计算和公式的应用．
【专题】计算题；图析法；功、功率、机械效率；获取知识解决问题能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）当缓缓提钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小；
（2）由图象获取信息，弄清楚做功的两个必要因素，利用W＝Fs＝Gh解题。
【解答】解：（1）钩码离开桌面后测力计的示数不再变化，此时示数即为钩码所受重力大小，故钩码所受的重力为4.5N；
（2）根据W＝Fs＝Gh可得，当弹簧测力计对钩码所做的功为0.18J时，测力计移动的距离：
h1＝＝＝0.04m＝4cm，
由于h从0到6cm，钩码没有移动距离，所以F做功为0；
故此时测力计移动的距离h＝h0+h1＝6cm+4cm＝10cm。
故答案为：（1）4.5；（2）10。
【点评】本题考查了弹簧测力计的工作原理、功的计算等，综合性较强，第二题是一易错点，要会分析图象所给提供的信息。
43．（2021•十堰模拟）汽车速度越快，出事故时破坏越严重，说明物体动能的大小与它的 速度 有关，一辆汽车以相同的速度运动，重载比空载时出事故更严重，说明物体的动能还跟物体的 质量 有关，所以为了交通安全，不要 超速 和超载。
【考点】动能的影响因素．
【专题】应用题；控制变量法；机械能及其转化．
【答案】见试题解答内容
【分析】根据动能大小的影响因素分析解答：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】解：汽车速度越快，出事故时破坏越严重，是因为汽车的质量一定，速度越大，动能越大，即动能的大小与物体的速度有关。
一辆汽车以相同的速度运动，重载比空载时出事故更严重，是因为速度相同，质量越大，动能越大，即物体的动能还跟物体的质量有关。
综上分析可知，为了交通安全，不要超速和超载。
故答案为：速度；质量；超速。
【点评】此题考查了动能大小的影响因素，难度不大，认真分析即可。
44．（2022•孝感三模）“歼﹣10”是我国自行研发的新型战机，当发动机以1.2×105N的推力使其以680m/s的速度飞行时，10s内发动机对飞机做功为 8.16×108 J，发动机推力的功率是 8.16×107 W。
【考点】功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】8.16×108；8.16×107。
【分析】利用P＝＝＝Fv求发动机推力的功率；根据P＝求出10s内发动机对飞机做的功。
【解答】解：发动机推力的功率：P＝＝＝Fv＝1.2×105N×680m/s＝8.16×107W；
由P＝可知，10s内发动机对飞机做的功：W＝Pt＝8.16×107W×10s＝8.16×108J。
故答案为：8.16×108；8.16×107。
【点评】本题考查功率公式的灵活运用，难度不大。
45．（2022•黄冈模拟）2022年3月23日，“天宫课堂”再次开课，王亚平老师进行了微重力环境下的“太空抛物”实验。她将冰墩墩抛出后，冰墩墩飞向对面的叶光富老师，如图所示，虚线OA、OB、OC分别表示三条运动轨迹，其中能正确反映冰墩墩运动轨迹的是 OB （选填“OA”“OB”或“OC”）。冰墩墩被抛出后继续向前运动，是因为它具有 惯性 ，此过程中王亚平对它 没有做功 （选填“做了功”或“没有做功”）。
【考点】力是否做功的判断；牛顿第一定律的概念；惯性与惯性现象．
【专题】应用题；运动和力；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】OB；惯性；没有做功。
【分析】根据牛顿第一定律可得，当物体不受任何外力的作用时，物体将保持静止或匀速直线运动。物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性；做功的条件是：作用在物体上有力，沿力的方向必须移动一段距离。
【解答】解：王亚平将冰墩墩抛出后，冰墩墩处于失重状态，物体将保持原来的运动状态，即做匀速直线运动，故冰墩墩会沿着OB运动。冰墩墩被抛出后继续向前运动，是因为它具有惯性，冰墩墩被抛出后没有力作用在冰墩墩上，此过程中王亚平对它没有做功。
故答案为：OB；惯性；没有做功。
【点评】本题考查牛顿第一定律的应用，是对基础知识的考查。
46．（2022•恩施州模拟）张华在中招体育测试中，测得身高为160cm，体重为50kg。在考跳绳项目时，当监考老师吹响停止的哨声时，张华并没能及时停下来，这是由于 惯性 。最后老师宣布他的跳绳成绩是180次/min。假设他每次跳起的高度约为6cm，则他跳绳时克服重力做功的平均功率约为 90 W。
【考点】功率的计算及公式的应用；惯性与惯性现象．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】惯性；90。
【分析】物体保持原来的运动状态不变的性质为惯性；
跳绳过程是克服自身重力做功的过程，根据W＝Gh计算1min内所做的功，再由P＝求出功率。
【解答】解：当监考老师吹响停止的哨声时，张华并没能及时停下来，这是由于惯性；
他每次跳绳时克服重力做功：
W1＝Gh＝50kg×10N/kg×0.06m＝30J，
1min内跳绳180次，所以克服重力做的总功：
W＝180W1＝180×30J＝5400J，
跳绳时克服重力做功的平均功率：
P＝＝＝90W。
故答案为：惯性；90。
【点评】本题考查功和功率的计算，并考查惯性的知识，综合性强，难度适中。
47．（2023•广水市模拟）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图乙所示，整个过程中摩擦力和空气阻力不可忽略。
（1）谷爱凌从A点经O点滑到B点的过程中能量的转化情况是 先是重力势能转化为动能和内能，再动能转化为重力势能和内能 。
（2）谷爱凌离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 c 。
【考点】机械能的转化；惯性与惯性现象．
【专题】应用题；运动和力；机械能及其转化；应用能力．
【答案】（1）先是重力势能转化为动能和内能，再动能转化为重力势能和内能；
（2）c。
【分析】（1）影响动能大小的因素是质量和速度；影响重力势能大小的因素是质量和高度；不考虑能量损失，机械能是守恒的；
（2）任何物体都有惯性；在飞出跳台的过程中，根据运动员的受力情况分析其运动的轨迹。
【解答】解：（1）谷爱凌从A点由静止滑下到最低点过程中，质量不变，高度变小，速度变大，同时由于摩擦力和空气阻力，重力势能转化为动能和内能；
从最低点向B点的过程中，动能转化为重力势能和内能；
（2）在谷爱凌运动过程中，一部分机械能转化为内能，机械能减小；
当谷爱凌从B点飞出，到达最高点时速度不为零，所以动能不为零，所以运动到最高点时重力势能小于A点重力势能，即运动轨迹最高点比A点低；
运动到B后，有斜向上的速度，飞出B位置后，由于她具有惯性，仍然会保持原来的运动状态继续斜向上运动，故d线路是错误的；
由于受到重力的作用，在重力的作用下，她会先向上运动，再向下运动。综上所述，c路线是最符合实际的。
故答案为：（1）先是重力势能转化为动能和内能，再动能转化为重力势能和内能；
（2）c。
【点评】本题考查了机械能的转化、惯性现象，难度不大。
48．（2023•樊城区模拟）随着科技的发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总质量为30kg，如果机器人在水平路面上以0.8m/s的速度沿直线匀速运动50m，机器人受到的阻力为重力的0.1倍。重力做功 0 J，牵引力对机器人做功功率为 24 W。（取g＝10N/kg）
【考点】功率的计算及公式的应用；功的计算和公式的应用．
【专题】定量思想；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】0；24。
【分析】（1）做功的必要条件：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上移动距离，二者缺一不可；
（2）机器人沿直线匀速运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F＝f＝0.1G＝0.1mg求出机器人所受牵引力；
利用P＝＝＝Fv求出牵引力对机器人做功的功率。
【解答】解：（1）由于机器人沿水平方向运动，在重力的方向上没有移动的距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；
（2）因机器人沿直线匀速运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，机器人所受牵引力：F＝f＝0.1G＝0.1mg＝0.1×30kg×10N/kg＝30N；
牵引力对机器人做功的功率：P＝＝＝Fv＝30N×0.8m/s＝24W。
故答案为：0；24。
【点评】本题考查了二力平衡条件和重力公式、功率公式的应用，难度不大，易于解答。
49．（2023•武汉模拟）如图所示，2021年8月6日，第32届夏季奥运会女子标枪决赛，中国选手刘诗颖投出66米34的成绩，为中国代表团取得此次奥运会第36枚金牌，这也是中国选手获得的首枚奥运会标枪金牌。标枪运动员通过助跑提高成绩，这是利用了 标枪 （填“运动员”或“标枪”）的惯性。标枪的把手处缠有多圈绳子，目的是用 增大接触面的粗糙程度 的方法来增大手与标枪的摩擦力。标枪落地后，标枪的机械能转化成 内 能。
【考点】机械能和其他形式能的转化；增大或减小摩擦的方法；惯性在实际生活中的应用．
【专题】其他综合题；理解能力．
【答案】标枪；增大接触面的粗糙程度；内。
【分析】物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的一种属性，惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，质量越大，惯性越大。
增大摩擦力的方法：增大压力，增大接触面的粗糙程度。
标枪落地后，标枪与地面摩擦，内能增大。
【解答】解：标枪运动员通过助跑提高成绩，标枪投掷出去后能继续飞行，是利用了标枪的惯性。
标枪的把手处缠有多圈绳子，可以增大接触面的粗糙程度，在压力一定的情况下，可以增大摩擦力。
标枪落地后，标枪与地面摩擦，内能增大，在摩擦力的作用下由运动变为静止；此时标枪的机械能变为零，所以此过程是标枪的机械能转化成内能。
故答案为：标枪；增大接触面的粗糙程度；内。
【点评】题主要考查学生对惯性现象的理解，掌握增大和减小摩擦力的方法，并能在生活中加以应用，体现了理论和实践相结合。
50．（2021•鄂城区校级模拟）某健康男生体育运动时，心跳平均每分钟90次，该男生心跳频率是 1.5 Hz．如果该男生运动过程中，心脏在收缩时推动血液的平均压强为1.8×104Pa，搏出量（每次输送的血液量）为70mL，心脏做功的平均功率为 1.89 W。
【考点】功率的计算及公式的应用．
【专题】计算题；功、功率、机械效率．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）心跳频率是指每秒心脏跳动的次数，据此求出该男生心跳频率；
（2）根据p＝求出血液受到心脏的压力，根据W＝FL得出心脏起搏一次对血液所做的功，然后求出1s内心脏做的功，利用P＝求出心脏做功的平均功率。
【解答】解：（1）心跳频率是指每秒心脏跳动的次数，单位为赫兹，
某健康男生体育运动时，心跳平均每分钟90次，该男生心跳频率是＝1.5Hz；
（2）由p＝和W＝FL可得，心脏起搏一次对血液所做的功：
W＝FL＝pSL＝pV＝1.8×104Pa×70×10﹣6m3＝1.26J，
该男生心跳频率是1.5Hz，表示他每秒心脏跳动的次数为1.5次，
则1s内心脏做的功：
W′＝1.5W＝1.5×1.26J＝1.89J，
所以，心脏做功的平均功率：
P＝＝＝1.89W。
故答案为：1.5；1.89。
【点评】本题考查了频率和功率的计算，正确的得出心脏在收缩时做的功是关键，计算过程要注意单位的换算。
三．实验探究题（共6小题）
51．（2022•樊城区模拟）沈仔细同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关；
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关；
猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。
他为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个；体积不同的小球3个，将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示；请你完成下列内容。
（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 小球陷入花泥的深度 来反映的；
（2）分析 A、B、C球的实验现象，可得出结论： 当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大 ；
（3）为了验证猜想二，他应分析 A、D、E （填写字母）三球的实验现象；
（4）为了验证猜想三，沈仔细同学正确操作，G球和H球的质量应分别为 2m 、 2m ；实验后发现小球陷入花泥的深度相同，由此可知物体重力势能的大小与物体的体积 无关 （选填“有关”或“无关”）。
【考点】探究影响物体势能大小的因素．
【专题】实验题；机械能及其转化；分析、综合能力．
【答案】（1）小球陷入花泥的深度；（2）当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；（3）A、D、E；（4）2m；2m；无关。
【分析】（1）实验中通过球陷入沙面的深度来反映小球重力势能的大小用到转换法；
（2）影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度不变，改变物体质量；
（3）影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量不变，改变下落高度；
（4）研究物体重力势能与物体体积的关系时，需要保持物体质量和下落高度不变，改变物体的体积，根据小球陷入花泥的深度分析；
【解答】解：（1）本实验中，小球的重力势能大小是通过小球陷入花泥的深度来反映的；这是转换法的应用；
（2）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入花泥的深度更大，说明B球的重力势能较大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；
（3）比较A、D、E三球，三球质量相同，下落高度不同，发现E球陷入花泥的深度更大，说明E球的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大；
（4）研究物体重力势能与物体体积的关系时，需要保持物体质量和下落高度不变，所以G球和H球的质量都是2m，由图知陷入花泥的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体的体积无关。
故答案为：（1）小球陷入花泥的深度；（2）当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；（3）A、D、E；（4）2m；2m；无关。
【点评】此题考查学生对于物体重力势能的理解和掌握，注意分析实验时，控制变量法和转换法的应用。
52．（2023•咸宁模拟）用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。摆线的长L相同，小球A、B的质量mA＜mB，摆线最初与竖直方向的夹角θ1＜θ2。
（1）小球按图示位置由静止释放，当摆动到摆线竖直时，恰好撞上静止在水平面上的木块C，能将木块C撞出一段距离后停下。通过比较 木块被撞击的距离 ，来反映小球撞击木块C前的动能大小；对比图乙和 图丙 ，可以发现速度对动能大小的影响。
（2）在探究“质量对动能大小的影响”时，小强提出疑问：不同质量的物体，摆动的快慢是否相同？因此，先做对比观察，在图甲、乙中同时由静止释放A、B两球，观察它们的相对位置。实验发现：两球并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明在同一摆长的情况下，摆动过程中任一时刻速度的大小与小球的质量 无关 （“有关”、“无关”）。
（3）在探究小球动能与质量的关系时，小军提议将摆线装置换成相同的弹簧，如图丁所示。将弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块。该方案不妥的原因是 弹簧被压缩相同程度，弹性势能相同，转化的动能相同，木块被撞击后移动距离相同，无法比较动能与质量关系。 。
【考点】探究影响物体动能大小的因素．
【专题】机械能及其转化；应用能力．
【答案】（1）木块被撞击的距离；图丙；（2）无关；（3）弹簧被压缩相同程度，弹性势能相同，转化的动能相同，木块被撞击后移动距离相同，无法比较动能与质量关系。
【分析】（1）用木块被撞击的距离来反映小球撞击木块C前的动能大小，这种方法叫转换法；在质量一定时，物体运动的速度越大，动能越大。
（2）根据实验现象进行分析；同一摆长的情况下，摆动过程中任一时刻速度的大小与小球的质量无关。
（3）弹簧被压缩相同程度，弹性势能相同，转化的动能相同，木块被撞击后移动距离相同，无法比较动能与质量关系。
【解答】解：（1）小球按图示位置由静止释放，当摆动到摆线竖直时，恰好撞上静止在水平面上的木块C，能将木块C撞出一段距离后停下。通过比较木块被撞击的距离，来反映小球撞击木块C前的动能大小；对比图乙和图丙，质量相同，摆线与竖直方向的夹角不同，摆到竖直位置时的速度不同，可以发现速度对动能大小的影响。
（2）实验表明在同一摆长的情况下，摆动过程中任一时刻速度的大小与小球的质量无关。
（3）该方案不妥的原因是：弹簧被压缩相同程度，弹性势能相同，转化的动能相同，木块被撞击后移动距离相同，无法比较动能与质量关系。
故答案为：（1）木块被撞击的距离；图丙；（2）无关；（3）弹簧被压缩相同程度，弹性势能相同，转化的动能相同，木块被撞击后移动距离相同，无法比较动能与质量关系。
【点评】知道影响物体动能大小的因素；知道转换法和控制变量法在本实验中的应用。
53．（2022•咸宁模拟）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 速度 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 质量 有关。
【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 大 ，这里应用的研究方法是 转换 法。
【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：质量相同的物体， 速度 越大，动能越大；
【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 超载 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
【考点】探究影响物体动能大小的因素．
【专题】实验题；机械能及其转化；分析、综合能力．
【答案】速度；质量；大；转换；速度；超载
【分析】物体的动能跟物体的速度和质量有关，在实验过程中，通过观察物体被小球撞击的距离来判断小球动能的大小。
【解答】解：“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关；
【进行实验】物体能量的多少，可由它对外做功的多少来确定，而做功的多少，可以通过金属球推动物块的距离大小来反映，物块被撞击得越远，说明金属球撞击物块时的动能越大，这用到了转换法；
【分析论证】分析甲、丙两图可知，此时物体的质量相等，到达水平面的速度不同，甲图小球到达水平面的速度越大，物体被撞击得更远，说明质量一定时，物体的速度越大，动能越大；
【实践应用】分析甲、乙两图可知，此时物体的质量不相等，小球的高度相同，到达水平面时的速度相同，甲图小球的质量越大，物体被撞击得更远，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大，可以解释超载行驶是危险性大的原因。
故答案为：速度；质量；大；转换；速度；超载。
【点评】此题考查影响物体动能大小的因素，实验过程中应注意控制变量法和转换法的应用。
54．（2021•老河口市模拟）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：
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较 弹珠被弹射的水平距离 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 长度 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 D 。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的
【考点】探究影响物体势能大小的因素．
【专题】探究题；探究型实验综合题．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）具有弹性的物体发生弹性形变时，具有弹性势能，弹性势能的大小跟物体发生弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大；
（2）（3）根据表格中的数据，利用控制变量法分析。
【解答】解：
（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。
故答案为：（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）D。
【点评】能用控制变量法研究具有弹性的物体弹性势能大小的影响因素；掌握弹性势能大小跟物体的弹性形变大小有关，弹性形变越大，具有的弹性势能越大。
55．（2021•孝感模拟）（1）在“测小车的平均速度”的实验中，小车从斜面顶端由静止下滑，直到撞上金属片挡板。金属挡板在实验中的作用是 便于计时 ；实验中为了方便计时，应使斜面坡度较 小 （填“大”或“小”）；
（2）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，实验中将小球从同一高度由静止释放的目的是 控制小球到达水平面的初速度相同 ；该实验的目的是研究小球的动能大小与 质量 （选填“质量”或“速度”）的关系；该实验是通过观察 木块移动的距离 来反映小球的动能大小。
【考点】探究影响物体动能大小的因素；变速运动与平均速度．
【专题】定性思想；探究型实验综合题；科学探究能力．
【答案】（1）便于计时；小；（2）控制小球到达水平面的初速度相同；质量；木块移动的距离。
【分析】（1）在斜面的同一位置放置金属片，小车就可以在不同位置停下来，便于计时；
斜面斜度过大、小车下滑快，不好测量时间；过小，小车滑不动；
（2）由控制变量法，从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面初速度相同；物体动能的大小与物体的质量和速度有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；
根据转换法，动能的大小通过观察木块移动的距离来反映出来。
【解答】解：（1）在斜面上放置一个金属片的目的就是让小车在不同位置停下来，便于计时；
斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，减小误差，斜面坡度应小些；
（2）根据实验的要求可知，从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面的速度相同，由控制变量法，该实验的目的是研究小球的动能大小与质量的关系；
根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离的大小判断出小球具有的动能的大小。
故答案为：（1）便于计时；小；（2）控制小球到达水平面的初速度相同；质量；木块移动的距离。
【点评】本题考查了“测小车的平均速度”和探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验，考查控制变量法、转换法的运用及以及实验的注意事项。
56．（2023•大冶市模拟）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平桌面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
（1）该实验是通过观察 纸盒移动的距离 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的三个实例中也采用这种研究方法的是 C 。
A．卢瑟福建立原子的核式结构模型 B．用磁感线来描述磁场
C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少
D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中
（2）比较 甲、乙 两次实验可以得出的结论：当速度相同时，质量越大，物体的动能越大。
（3）若桌面过于光滑，则 不利于 （选填“更利于”、“不利于”）探究得出结论。
（4）三次实验中，铁球与纸盒一起在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功 不相等 （选填“相等”或“不相等”）。
（5）实验结束后，该同学拿走纸盒，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在相同表面上滑行到静止的距离，如图丁所示，根据此现象，小刚得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学实验方案是否合理 合理 （选填“合理”或“不合理”）。
【考点】探究影响物体动能大小的因素．
【专题】实验题；运动和力；机械能及其转化；分析、综合能力．
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）掌握转换法在实验中的应用，通过对纸盒做功的多少，来体现小球动能的大小；
（2）探究动能与质量关系时，需要控制速度不变；
（3）如果水平面光滑，木块将做匀速直线运动；
（4）直接比较小球在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定，可根据重力势能大小关系及能量的转化分析；
（5）相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小也可以判断出小球的动能大小。
【解答】解：（1）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法。
A．卢瑟福建立原子的核式结构模型，采用的是模型法；
B．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法；
C．探究电功大小与哪些因素有关时，通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少，采用的是转换法；
D．探究压力作用效果与压力大小有关时，在桌面上增减砝码都要保证桌腿向下压在沙中，采用的是控制变量法；
故选C；
（2）探究动能与质量关系时，需要控制速度不变，改变质量的大小，即使质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止滚下，故选甲乙；
（3）若水平面光滑，纸盒不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将做匀速直线运动，永远运动下去；无法通过移动距离比较动能大小；
（4）由于小球的质量和小球下落的高度不同，则具有的重力势能不同，克服摩擦所做的功也不同；
（5）相同的表面对小球的阻力是相同的，通过观察小球滑行到静止的距离大小可以判断出小球的动能大小，即球滑行到静止的距离越大，小球的动能越大；可以得出动能与速度的关系，该实验方案正确。
故答案为：（1）纸盒移动的距离；C； （2）甲、乙；（3）不利于；（4）不相等；（5）合理。
【点评】明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法，最后一问有难度。直接比较大小不易得出答案，要从能量转化角度分析。
四．计算题（共4小题）
57．（2021•伍家岗区模拟）宜昌伍家岗长江大桥连接伍家岗区与点军滨江生态新区，全长约2.8公里，双向六车道，设计最大车速为60km/h，预计2021年7月通车。2020年12月8日，启动了首个钢箱梁吊装，如图所示，工程人员用船舶将重达243.5t的钢箱梁运输到大桥下方，再操纵大型起重机用时3小时将钢箱梁提升了45m至设计位置。（ρ水＝1.0×103kg/m3）
（1）按照设计车速，车辆通过大桥最快需要多少分钟？
（2）船舶装上钢箱梁后，排水的体积增加了多少？
（3）此过程起重机的功率是多少？
【考点】功率的计算及公式的应用；速度的计算和公式的应用；阿基米德原理的应用．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）按照设计车速，车辆通过大桥最快需要2.8分钟；
（2）船舶装上钢箱梁后，排水的体积增加了243.5m3；
（3）此过程起重机的功率是10145.8W。
【分析】（1）根据速度公式的变形式t＝得出车辆通过大桥最快需要的时间；
（2）船舶装上钢箱梁后，仍漂浮，根据ΔF浮＝ΔG＝Δmg得出增加的浮力，根据阿基米德原理可知排水的体积增加量；
（3）根据P＝＝＝得出起重机做的功率。
【解答】解：（1）辆通过大桥最快需要的时间t＝＝＝h＝2.8min；
（2）船舶装上钢箱梁后，仍漂浮，增大的浮力根据阿基米德原理可知。所以F浮增加了：
ΔF浮＝ΔG＝Δmg＝243.5×103kg×10N/kg＝2.435×106N，
根据阿基米德原理可知排水的体积增加量ΔV排＝＝＝243.5m3；
（3）起重机做的功率P＝＝＝＝＝10145.8W。
答：（1）按照设计车速，车辆通过大桥最快需要2.8分钟；
（2）船舶装上钢箱梁后，排水的体积增加了243.5m3；
（3）此过程起重机的功率是10145.8W。
【点评】本题考查速度、浮力、功率的计算，并考查阿基米德原理的应用，有一定难度。
58．（2023•西陵区校级模拟）科技慢慢融入人们的日常生活。如图所示，宜昌某餐厅的送餐机器人质量为28kg，它与地面的接触面积为100cm2。某次在水平路面上匀速运动送餐的过程中，托着2kg的物体受到的阻力是总重的0.05倍，16s内匀速运动了10m。（g＝10N/kg）
（1）机器人送餐时的速度是多少？
（2）机器人送餐时对水平地面的压强是多少？
（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率是多少？
【考点】功率的计算及公式的应用；速度的计算和公式的应用；压强的计算．
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）机器人送餐时的速度为0.625m/s；
（2）此时机器人对水平地面的压强是3×104Pa；
（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率是9.375W。
【分析】（1）已知机器人行驶的路程和时间，根据v＝求出机器人送餐时的速度；
（2）根据F＝G总＝m总g得出此时机器人对水平地面的压力，根据p＝得出此时机器人对水平地面的压强；
（3）送餐机器人在匀速直线运动过程中，处于平衡状态，根据F牵＝f＝0.05G得出所受的牵引力，根据W＝F牵s得出送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做的功；根据P＝得出餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率。
【解答】解：（1）机器人送餐时的速度为：
v＝＝＝0.625m/s；
（2）此时机器人对水平地面的压力为：F＝G总＝m总g＝（28kg+2kg）×10N/kg＝300N，
此时机器人对水平地面的压强为：p＝＝＝3×104Pa；
（3）送餐机器人在匀速直线运动过程中，处于平衡状态，所受的牵引力为：F牵＝f＝0.05G总＝0.05×300N＝15N，
送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做的功：W＝F牵s＝15N×10m＝150J，
送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率为：P＝＝＝9.375W。
答：（1）机器人送餐时的速度为0.625m/s；
（2）此时机器人对水平地面的压强是3×104Pa；
（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率是9.375W。
【点评】本题考查速度、重力、压强、功和功率的有关计算，要掌握速度、压强及功率的公式。
59．（2022•咸宁模拟）我国台湾省巨型货轮“长赐”号长约400m，宽约59m，满载时总质量为2.2×105t，最大吃水深度为16m，是目前营运的巨型船舶之一。
（1）求满载时船底受到海水的压强（ρ海水＝1.0×103kg/m3）；
（2）某次航行中货轮以400kW的恒定功率，保持20m/s的速度沿直线行驶，求货轮运动时所受的阻力；
（3）2021年3月23日，“长赐”号在苏伊士运河新航道搁浅，3月28日晚上，随着潮沙水位一夜飙升，货轮成功脱困。若脱困时货轮排开水的质量约为20万吨，则此时货轮所受浮力多大？
【考点】功率的计算及公式的应用；液体压强的计算以及公式的应用；阿基米德原理的应用．
【专题】计算题；压强、液体的压强；浮力；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）满载时船底受到海水的压强为1.6×105Pa；
（2）货轮运动时所受的阻力为2×104N；
（3）此时货轮所受浮力为2×109N。
【分析】（1）根据p＝ρgh求满载时船底受到海水的压强；
（2）利用P＝＝＝Fv求货轮的牵引力，根据二力平衡条件求出货轮运动时所受的阻力；
（3）根据G＝mg求脱困时货轮排开水的重力，根据阿基米德原理求出此时货轮所受浮力。
【解答】解：（1）满载时船底受到海水的压强：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×16m＝1.6×105Pa；
（2）由P＝＝＝Fv可知，货轮的牵引力：
F＝＝＝2×104N，
因为此时货轮做匀速直线运动，所以货轮运动时所受的阻力：
f＝F＝2×104N；
（3）脱困时货轮排开水的重力：
G排＝m排g＝20×104×103kg×10N/kg＝2×109N，
则此时货轮所受浮力：F浮＝G排＝2×109N。
答：（1）满载时船底受到海水的压强为1.6×105Pa；
（2）货轮运动时所受的阻力为2×104N；
（3）此时货轮所受浮力为2×109N。
【点评】本题考查液体压强公式、功率公式、重力公式和阿基米德原理的应用，利用好推导式P＝＝＝Fv是解题的关键。
60．（2023•咸宁模拟）如图所示，2021年5月22日，“祝融号”火星车安全到达火星表面，在某次观测时，“祝融号”的质量为240kg，先用50s时间将车体重心升高1m，然后用1h的时间在一段平直火星面AB上匀速直线行驶了36m，在AB上行驶消耗了1.08×104J的电能。已知“祝融号”将电能转化为机械能的效率为60%；物体在火星表面上的重力是地球表面上的，地球表面上g取10N/kg。求：​
（1）“祝融号”在AB段上运动的速度为多少m/s；
（2）车体重心升高1m的过程中，克服重力做功的功率；
（3）“祝融号”在AB上匀速直线行驶时所受的阻力。
【考点】功率的计算及公式的应用；速度的计算和公式的应用．
【专题】长度、时间、速度；功、功率、机械效率；应用能力．
【答案】（1）“祝融号”在AB段上运动的速度为0.01m/s；
（2）车体重心升高1m的过程中，克服重力做功的功率为19.2W；
（3）“祝融号”在AB上匀速直线行驶时所受的阻力为180N。
【分析】（1）已知“祝融号”在AB段上行驶的路程和所用时间，根据速度公式可求出其运动的速度；
（2）已知“祝融号”的质量，根据G＝mg可求出其在地球上的重力大小，再根据题意求出其在火星上的重力大小；利用W＝Gh求出车体重心升高1m的过程中，克服重力做的功，利用P＝求出克服重力做功的功率；
（3）已知“祝融号”在AB段消耗的电能和转化为机械能的效率，根据η＝可求出“祝融号”在AB段产生的机械能，再根据W＝Fs求出“祝融号”在AB段的牵引力，最后根据二力平衡的条件得出所受的阻力。
【解答】解：（1）由题可知“祝融号”在AB段上运动的速度为：v＝＝＝0.01m/s；
（2）已知“祝融号”的质量m＝240kg，则其在火星表面重力：G′＝＝mg＝×240kg×10N/kg＝960N，
则车体重心升高1m的过程中，克服重力做的功为：W＝G′h＝960N×1m＝960J，
克服重力做功的功率为：P＝＝＝19.2W；
（3）由η＝可得“祝融号”在AB段产生的机械能为：W机＝W电η＝1.08×104J×60%＝6480J，
由W机＝Fs可知“祝融号”的牵引力为：F＝＝＝180N，
“祝融号”在AB上匀速直线行驶时处于平衡状态，受力平衡，
由二力平衡的条件可知“祝融号”在AB上匀速直线行驶时所受的阻力为f＝F＝180N。
答：（1）“祝融号”在AB段上运动的速度为0.01m/s；
（2）车体重心升高1m的过程中，克服重力做功的功率为19.2W；
（3）“祝融号”在AB上匀速直线行驶时所受的阻力为180N。
【点评】本题考查了速度、重力、功、功率和效率的计算公式的应用，解题关键是要注意到物体在火星表面的重力是地球上的。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
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