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專題10 機械能和功一．選擇題1．如圖所示，滑板運動員從高處沿坡道加速下滑的過程中，運動員的（ ）A．動能減小 B．重力勢能增大 C．動能不變 D．重力勢能減小【分析】（1）動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度。質(zhì)量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。【解析】解：滑板運動員從高處沿坡道加速下滑的過程中，運動員的質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能減小，速度增大，動能變大。故選：D。【點睛】掌握動能大小、重力勢能大小、彈性勢能大小的影響因素。根據(jù)影響因素，能判斷動能、重力勢能、彈性勢能的大小變化。2．跳傘運動員從高空跳下后沿直線向下做加速運動，降落傘打開后開始減速，落地前運動員的速度已減至安全值且保持不變，若把運動員和降落傘作為一個整體進行研究，則（ ）A．加速運動時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 B．減速運動時所受的阻力大于重力 C．勻速直線運動時機械能保持不變 D．整個過程中所受的阻力保持不變【分析】（1）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、高度有關(guān)；動能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān)；機械能為動能和勢能的和；（2）對于運動的物體來說：當阻力小于動力時，物體做加速運動，若阻力等于動力時，物體做勻速運動；當阻力大于動力時，物體做減速運動。【解析】解：A、加速運動時，整體的質(zhì)量不變，速度變大，動能變大，高度變小，重力勢能變小，不動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故A錯誤；B、減速運動時合力的方向是向上的，所受的阻力大于重力，故B正確；C、勻速直線運動時，整體的質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，速度不變，動能不變，機械能為動能和勢能的和，所以機械能保持減小，故C錯誤；D、加速運動時，合力的方向向下，阻力小于裝備的總重力；勻速直線運動時，阻力等于裝備的總重力；減速運動時阻力大于重力，所以阻力是變化的，故D錯誤。故選：B。【點睛】該題考查了動能、重力勢能和機械能大小的影響因素、物體運動狀態(tài)的理解，是一道綜合題。3．如圖所示，用球形的珠子連成均勻的珠鏈，把珠鏈掛在一個水平橫桿上，橫桿表面光滑，橫截面為直角三角形，開始時珠鏈靜止，下列對珠鏈運動狀態(tài)的判斷正確的是（ ?。?/span>A．斜面AB傾斜程度更大，AB面上的珠子將沿斜面下滑，拉動整個珠鏈繞橫桿順時針轉(zhuǎn)動 B．斜面AC上的珠子更多，AC面上的珠子將沿斜面下滑，拉動整個珠鏈繞橫桿逆時針轉(zhuǎn)動 C．珠鏈將保持靜止 D．以上三種情況都有可能【分析】根據(jù)珠子的受力情況分析其是否會運動。【解析】解：根據(jù)題意可知，珠鏈處于靜止狀態(tài)，整體受到的合力為0，在不受到外力的作用下，珠鏈的運動狀態(tài)不會改變，將保持靜止狀態(tài)。故選：C。【點睛】本題考查了力與運動的關(guān)系、運動狀態(tài)的判定，屬于基礎(chǔ)題。4．2021年5月15日，天問一號者陸巡視器利用降落傘和反推火箭在火星表面減速著陸，環(huán)繞器仍在環(huán)繞火星運動，下列說法正確的是（ ）A．環(huán)繞器的帆板利用的太陽能是不可再生能源 B．環(huán)繞器是通過超聲波向地面發(fā)送信息的 C．巡視器在火星表面減速著陸時，機械能不變 D．巡視器在火星表面減速著陸時，勢能減小，動能減小【分析】（1）使用之后可以在短時間內(nèi)從自然界中再次產(chǎn)生的能源是可再生能源，使用之后在短時間內(nèi)無法在自然界中再次產(chǎn)生的能源是不可再生能源。（2）真空不能傳聲，但電磁波可以在真空中傳播。（3）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度。質(zhì)量越大，速度越大，動能越大。【解析】解：A、太陽能可以在自然界源源不斷地從自然界中獲得，是可再生能源，故A錯誤；B、環(huán)繞器是通過電磁波將信息傳回地面控制中心，故B錯誤；CD、巡視器減速著落時，質(zhì)量不變，速度變小，高度減小，故其動能減小，重力勢能減小，機械能等于動能和勢能之和，即機械能減少，故C錯誤，D正確；故選：D。【點睛】本題借助天問一號考查了對能源的分類、信息的傳遞、影響動能和勢能的因素等知識的應(yīng)用，難度不大。5．如圖所示，擺球由A點靜止釋放，經(jīng)過最低點O到達B點，A、B兩點等高。關(guān)于擺球，下列說法中正確的是（ ?。?/span>A．從A點到B點的過程中機械能守恒 B．在B點時處于平衡狀態(tài) C．在O點時重力勢能最大 D．從A點到O點動能轉(zhuǎn)化為重力勢能【分析】（1）A、B兩點等高，說明擺球從A點到B點的過程中機械能守恒；（2）對擺球在B點時進行受力分析，然后根據(jù)二力平衡條件判斷其是否受到平衡力的作用，再根據(jù)物體受到平衡力作用時能保持平衡狀態(tài)做出判斷；（3）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；（4）判斷是哪種能量轉(zhuǎn)化成了另一種能量的標準是：減小的轉(zhuǎn)化為增多的。【解析】解：A、A、B兩點等高，說明擺球由A點靜止釋放，經(jīng)過最低點O到達B點的過程中沒有能量損失，即從A點到B點的過程中機械能守恒，故A正確；B、當小球擺至B點時，擺球只受到豎直向下的重力和沿繩子向上的拉力作用，這兩個力沒有作用在同一直線上，不是平衡力，所以在B點時擺球受力不平衡，不是平衡狀態(tài)，故B錯誤；C、由圖可知，擺球在O點時高度最低，則重力勢能最小，故C錯誤；D、擺球從A點到O點質(zhì)量不變，高度降低，速度變大，則重力勢能減少，動能增多，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故D錯誤。故選：A。【點睛】此題考查動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒、平衡狀態(tài)的判斷，掌握動能、重力勢能的影響因素是解答此題的關(guān)鍵。6．2021年4月，中國女足通過奮勇拼搏，晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖。分析可知，足球（ ?。?/span> A．在B點時受力平衡 B．在A、D兩點動能可能相等 C．在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態(tài)將不斷改變 D．在運動過程中，只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化【分析】圖中小球的高度越來越小，即說明有機械能的損失；重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉起的高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；機械能包括動能和勢能，據(jù)此判斷動能和勢能的變化。【解析】解：A、在B點時，小球既不是靜止，也不是勻速直線運動狀態(tài)，不是平衡狀態(tài)，所以受力不平衡，故A錯誤；B、圖中小球的高度越來越小，說明有機械能的損失，則D點的機械能一定小于A點的機械能；機械能等于動能與勢能之和。D點比A點低，所以D點的重力勢能小，則其動能有可能與A點的動能相等，故B正確；C、在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態(tài)將不再改變，而是保持力消失一瞬間的速度，做勻速直線運動，故C錯誤；D、在運動過程中，其機械能在減小，因此不只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，還存在機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，故D錯誤。故選：B。【點睛】本題中，首先確定機械能是減小的，再根據(jù)機械能包括動能和勢能，并根據(jù)它們的不同影響因素做出分析與判斷。7．如圖，質(zhì)量為2m的物塊P下方連接有一個質(zhì)量為m的鉤碼，上端通過細線繞過輕質(zhì)定滑輪連接一質(zhì)量為2m的物塊Q，將它們由靜止釋放。在物塊P下落到地面的過程中，P，Q間細線拉力大小為F，（細線重力及各處的摩擦均不計，鉤碼落地后不彈起）（ ?。?/span>A．鉤碼落地前F＝3mg，Q的機械能增大 B．鉤碼落地前F＜3mg，Q的機械能增大 C．鉤碼落地后F＝2mg，P的機械能不變 D．鉤碼落地后F＞2mg，P的機械能減小【分析】（1）機械能＝動能+勢能。（2）動能大小的影響因素：質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大，速度越大，動能越大。（3）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、物體被舉的高度。質(zhì)量越大，被舉的越高，重力勢能越大。（4）力與運動的關(guān)系：物體在平衡力的作用下，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。【解析】解：（1）鉤碼落地前，物體P及鉤碼下落速度越來越快，故F＜3mg；物體Q則上升越來越快，機械能增大。故A不正確、B正確。（2）鉤碼落地后，因物體P、Q的重力大小都為2mg，則物體P、Q都做勻速直線運動且F＝2mg；因為慣性物體依然保持原來的運動狀態(tài)，物體P動能不變，勢能減小，機械能減小；物體Q動能不變，勢能增大，機械能增大。故：C、D不正確。故選：B。【點睛】（1）掌握動能、重力勢能的影響因素。（2）能判斷機械能的變化。（3）掌握力和運動的關(guān)系。本題綜合性較大，難度較大。8．在“探究紙錐下落的快慢”的活動中，將紙錐從高處釋放。若紙錐豎直下落時，受到的空氣阻力隨下落速度的增大而增大，則紙錐在空中豎直下落過程中，下列情形可能的是（ ）A．速度先增大后不變 B．速度先增大后減小 C．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 D．機械能先增大后減小【分析】紙錐開始下落時，重力大于阻力，紙錐向下做加速運動；隨著阻力的增大，當阻力等于重力時，紙錐受力平衡，做勻速直線運動。【解析】解：由題意，紙錐下落過程中受到空氣阻力隨下落速度的增大而增大。由于受到阻力作用，紙錐的機械能減??；紙錐開始下落時，重力大于空氣的阻力，加速下落，動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能；隨阻力逐漸增大，當增大到等于其重力時，勻速豎直下落。所以紙錐的速度先增大后不變。故A正確、BCD錯誤。故選：A。【點睛】本題考查了物體運動狀態(tài)的判定，明確阻力的變化是解題的關(guān)鍵。9．如圖所示，小明和同學一起蕩秋千。下列說法正確的是（ ?。?/span>A．通過最低點時的動能為零 B．下降過程中的動能不變 C．到達最高點的重力勢能最大 D．上升過程中的重力勢能減小【分析】（1）影響動能的因素是質(zhì)量和速度，質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；（2）影響重力勢能的因素是質(zhì)量和高度，質(zhì)量一定時，高度越高，重力勢能越大。【解析】解：A、人的質(zhì)量一定，通過最低點時速度最大，動能最大，故A錯誤；B、下降過程中，高度變小，重力勢能變小，速度增大，動能增大，故B錯誤；C、到達最高點時，高度最大，重力勢能最大，故C正確；D、上升過程中，高度增大，重力勢能增大，故D錯誤。故選：C。【點睛】本題考查了動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化與守恒，動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與高度和質(zhì)量有關(guān)。10．如圖所示是蕩秋千的簡化模型。擺球從A點由靜止釋放，到達D點后返回，B、C兩點等高。下列說法正確的是（ ?。?/span>A．球在B、C兩點的動能相等 B．球在A、D兩點的機械能相等 C．球從B點到O點的過程中機械能減少 D．球從O點到C點的過程中重力勢能減少【分析】（1）影響動能大小的因素：質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，動能越大。（2）影響重力勢能大小的因素：質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）機械能是動能和重力勢能的和，在秋千運動的過程中，克服空氣阻力做功，所以機械能不守恒。【解析】解：由于存在空氣的摩擦，秋千在擺動的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能會逐漸減??；A、球在B、C兩點高度相同，重力勢能相同，B的機械能大于C的機械能，B的動能大于C的動能，故A錯誤；B、由于機械能逐漸減小，則A的機械能大于D的機械能，故B錯誤；C、球從B點到O點的過程中，克服摩擦做功，機械能減少，故C正確；D、球從O點到C點的過程中，高度增加，重力勢能變大，故D錯誤。故選：C。【點睛】掌握影響動能、重力勢能、彈性勢能大小的因素。會判斷動能、重力勢能、彈性勢能、機械能的大小變化以及能量的相互轉(zhuǎn)化。11．如圖所示，某同學進行爬竿訓練，爬上竿頂后，再從竿頂順竿滑到地面，每次所用時間各不相同，下列說法正確的是（ ）A．向上爬竿過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 B．下滑過程中摩擦力的大小一定保持不變 C．向上爬竿時受到的摩擦力方向向上 D．下滑時間短的那次速度大，重力做的功多【分析】（1）動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)；（2）根據(jù)同學的運動狀態(tài)判定摩擦力的大小變化；（3）摩擦力總是與物體相對運動的方向相反；（4）根據(jù)W＝Gh分析做功的大小。【解析】解：A、向上爬竿過程中，人具有動能，高度增大，重力勢能變大；重力勢能變大是由于人對外做功，不是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故A錯誤；B、從竿頂順竿滑到地面，每次所用時間各不相同，說明人運動的速度是變化的，在豎直方向上人受到重力和摩擦力的作用，這兩個力不一定是平衡力，所以摩擦力可能變化的，故B錯誤；C、向上爬竿時，人的手給竿一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，則竿會給人的手一個向上的力，即摩擦力，所以受到的摩擦力方向向上，故C正確；D、由于下滑的高度相同，根據(jù)W＝Gh可知，所做的功是相同的，故D錯誤。故選：C。【點睛】本題考查了摩擦力、動能和勢能的改變、功的大小的判定，難度不大，要掌握。12．小明兩次分別用時90s、40s從一樓爬到五樓，小明的體重與前后兩次上升的高度均不變，比較兩次爬樓過程（ ）A．用時少的做功多 B．用時少的做功功率大 C．用時多的做功多 D．用時多的做功功率大【分析】先根據(jù)W＝Gh比較兩次爬樓做的功，又已知所用時間關(guān)系，然后根據(jù)P＝比較出兩次爬樓功率的大小關(guān)系。【解析】解：由題知小明的體重與前后兩次上升的高度均不變，因此由W＝Gh可知，兩次所做的功相同，故AC錯誤；兩次所做的功相同，由P＝可知，用時少的做功功率大，用時多的做功功率小，故B正確，D錯誤。故選：B。【點睛】本題考查了功率計算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)W＝Gh比較出兩次做功的多少。13．在水平地面上鋪一張紙，將一只皮球表面涂黑，使其先后從高處下落，在紙上留下黑色圓斑A、B如圖所示。關(guān)于皮球兩次下落形成圓斑的過程，下列說法正確的是（ ?。?/span>A．皮球?qū)埖淖畲髩毫ο嗟?/span> B．皮球剛到達紙面時的速度相等 C．皮球剛到達紙面時的動能相等 D．皮球獲得的最大彈性勢能不等【分析】皮球從高空落下是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，落到地面時發(fā)生彈性形變，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，形變越明顯，說明皮球的彈性勢能越大，據(jù)此分析。【解析】解：A、由圖可知，黑色圓斑B比較大，而力的大小影響力的作用效果，力越大作用效果越明顯形變量越大，可知從B處落下的皮球?qū)埖淖畲髩毫^大，故A錯誤；BCD、皮球從不同的高度落下時，高度減小，速度變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；在紙上留下黑色圓斑A、B，留下圓斑說明皮球下落到紙面上時發(fā)生了彈性形變，此過程是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，由圖中兩個圓斑大小可看出，圓斑大的（B）皮球轉(zhuǎn)化的彈性勢能較大，說明它原來所具有的重力勢能大，即B所處的高度較高；可知從B處落下的皮球剛到達紙面時的速度較大，此時動能也較大，故BC錯誤；D正確。故選：D。【點睛】本題綜合考查了重力勢能的影響因素、動能與勢能的轉(zhuǎn)化、彈性勢能的影響因素的多個機械能的相關(guān)知識點，知識點本身難度較低，但多個知識點綜合在一起，對學生的思維能力就有較高的要求。14．北京世園會上，車身離地30cm高的電動無人掃地車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內(nèi)，此過程中，掃地車整體的（ ）A．動能不變，重力勢能不變 B．動能不變，重力勢能變大 C．動能變大，重力勢能不變 D．動能變大，重力勢能變大【分析】影響動能的影響因素是物體的質(zhì)量和運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和高度，據(jù)此分析即可解答。【解析】解：電動無人掃地車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內(nèi)，此過程中，掃地車的總質(zhì)量變大，速度和高度不變，則動能和重力勢能均變大。故ABC錯誤，D正確。故選：D。【點睛】本題考查了影響動能和勢能的大小變化，分析好掃地車工作時速度、質(zhì)量和高度的變化是關(guān)鍵。15．如圖，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定于地面，上端位于O點時彈簧恰好不發(fā)生形變?，F(xiàn)將一小球放在彈簧上端，再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放，小球?qū)⒇Q直向上運動并脫離彈簧，不計空氣阻力，則小球（ ）A．運動至最高點時，受平衡力作用 B．被釋放瞬間，所受重力大于彈簧彈力 C．從A點向上運動過程中，速度先增大后減小 D．從O點向上運動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能【分析】（1）物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，受平衡力作用。（2）根據(jù)小球被釋放后的運動狀態(tài)判斷重力和彈力的大??；（3）從A點向上運動過程中，分小球到達O點前和離開O點后兩個階段分析討論；（4）判斷是哪種能量轉(zhuǎn)化成了另一種能量的標準是：減小的轉(zhuǎn)化為增多的。【解析】解：A、不計空氣阻力，小球在最高點時只受重力作用，不是平衡狀態(tài)，故A錯誤；B、小球被釋放后沿豎直方向加速向上運動，故釋放瞬間，所受重力小于彈簧彈力。故B錯誤；C、不計空氣阻力，小球在從A點向上運動到O點的過程中，受到兩個力的作用，一個是豎直向下的重力，一個是豎直向上的彈力，開始向上運動時，彈力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不斷增大；當彈力小于重力時，其所受合力方向向下，速度不斷變小。當離開O點后，小球只受重力作用，力的方向與小球運動方向相反，速度繼續(xù)減小。故其速度先增大后減小，故C正確；D、從O點向上運動過程中，小球的質(zhì)量不變，速度變小，同時高度升高，故動能減小，重力勢能增加，所以動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。故D錯誤。故選：C。【點睛】此題通過一個場景，考查學生對動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒、平衡狀態(tài)的判斷、力與運動的關(guān)系等，綜合性強，屬于中考常考題型，有一定難度。16．我省首座“光充儲”電動汽車充電站已投入使用，該充電站利用清潔能源，通過屋頂發(fā)電板發(fā)電，這種能源是（ ?。?/span>A．石油 B．天然氣 C．太陽能 D．風能【分析】“光充儲”電動汽車充電站利用太陽能發(fā)電板供電時，消耗了太陽能，得到了電能，據(jù)此分析。【解析】解：“光充儲”電動汽車充電站，利用太陽能發(fā)電板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，蓄電池充電時將電能轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來，故C符合題意。故選：C。【點睛】本題主要考查了太陽能的利用，仔細分析題目不難做出。17．如圖，一個小球在地面上彈跳，下列分析錯誤的是（ ?。?/span>A．小球從A處到B處重力勢能增大 B．小球從B處到C處動能增大 C．小球在B處比D處重力勢能大 D．小球在A、C、E三處機械能總量相等【分析】（1）動能大小跟質(zhì)量、速度有關(guān)。質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。（2）重力勢能大小跟質(zhì)量、被舉得高度有關(guān)。被舉得高度一定時，質(zhì)量越大，重力勢能越大；質(zhì)量一定時，高度越高，重力勢能越大。（3）判斷機械能的變化可以從機械能是否守恒判斷。【解析】解：A、小球從A處到B處，小球的質(zhì)量不變，高度增加，重力勢能增大，故A說法正確。B、小球從B處到C處，小球的質(zhì)量不變，速度增大，動能增大，故B說法正確。C、B處和D處相比，小球的質(zhì)量不變，B處高度大，則B處重力勢能大，故C說法正確。D、小球在運動過程中，小球和空氣之間存在摩擦，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以在A處機械能最大，E處機械能最小，故D說法錯誤。故選：D。【點睛】掌握動能、重力勢能、彈性勢能的影響因素，利用控制變量法能判斷動能、重力勢能、彈性勢能、機械能的變化。二．填空題18．在“探究影響重力勢能大小因素”的實驗中，小明在水平地面上鋪一張白紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自由下落，目的是探究重力勢能大小與 高度 的關(guān)系。如圖所示，在紙上留下黑色圓斑A、B，圓斑 （填“A”或“B”）是皮球從較高處下落形成的。【分析】重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和下落高度有關(guān)，下落高度相同時，質(zhì)量越大，重力勢能越大；質(zhì)量相同時，下落高度越大，重力勢能越大；皮球下落過程中，具有的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，與地面碰撞接觸時又轉(zhuǎn)化為彈性勢能，彈性勢能的大小與物體的形變大小有關(guān)，形變越大，彈性勢能越大。【解析】解：同一皮球分別從不同高度處自由下落，皮球質(zhì)量相同，下落高度不同，目的是探究重力勢能大小與高度的關(guān)系；由圖可知，黑色圓斑B較大，說明B球的形變大，原因是該球從較高處下落，原來球的重力勢能較大，皮球與地面接觸時，轉(zhuǎn)化為的彈性勢能大，球的形變大。故答案為：高度；B。【點睛】解答本題注意所用的研究方法：控制變量法，轉(zhuǎn)換法；掌握重力勢能與彈性勢能的影響因素以及重力勢能、動能、彈性勢能的轉(zhuǎn)化情況。19．如圖所示，小球從斜面上由靜止?jié)L下，最后停在粗糙水平面上的B點處。小球滾下過程中 重力勢 能轉(zhuǎn)化為動能。從A點到B點的運動過程中，小球的速度 變小 （填“變大”“變小”或“不變”），原因是小球受到粗糙水平面對它的 摩擦 力。 【分析】克服摩擦做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；動能的大小與速度、質(zhì)量有關(guān)；力可以改變物體的運動狀態(tài)。【解析】解：小球從斜面上由靜止?jié)L下，小球的質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；在粗糙水平面滾動的過程中，小球由于受到摩擦力的作用，速度越來越小。故答案為：重力勢；變??；摩擦。【點睛】本題考查了機械能的轉(zhuǎn)化、力的作用效果，屬于基礎(chǔ)題。20．在汽車行業(yè)，“熱融緊固”技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，如圖所示，①利用電動工具使螺釘高速旋轉(zhuǎn)并壓向金屬板材；②螺釘尖端與板材表面摩擦生熱，板材局部 熔化 （物態(tài)變化名）變軟，螺釘尖端仍然堅硬，摩擦生熱的能量轉(zhuǎn)化方式與四沖程汽油機的 壓縮 沖程相同；③螺紋完全擰入板材后螺釘停止轉(zhuǎn)動，板材局部 凝固 （物質(zhì)變化名）牢牢套住螺釘，利用該技術(shù)，銅螺釘可以擰如表格中 鋁 物質(zhì)制作的板材。物質(zhì)熔點/℃鐵1535銅1083鋁660【分析】（1）物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫做熔化；改變內(nèi)能的方法有兩種：做功和熱傳遞；內(nèi)燃機的壓縮沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（2）物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫做凝固；（3）根據(jù)銅、鐵、鋁的熔點分析。【解析】解：②螺釘尖端與板材表面摩擦生熱，板材局部會熔化為液態(tài)；摩擦生熱的能量轉(zhuǎn)化方式是通過做功的方式使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；內(nèi)燃機的壓縮沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以內(nèi)燃機的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同；③螺紋完全擰入板材后螺釘停止轉(zhuǎn)動，板材局部的溫度變低，由液態(tài)變?yōu)槟虨楣虘B(tài)，牢牢套住螺釘；④由表格中的數(shù)據(jù)可知，銅的熔點為1083℃，而鐵的熔點要高于銅的熔點，鋁的熔點低于銅的熔點，所以銅螺釘不能擰鐵物質(zhì)制作的板材，可以擰鋁物質(zhì)制作的板材。故答案為：熔化；壓縮；凝固；鋁。【點睛】本題考查了物態(tài)變化、改變內(nèi)能的方法、內(nèi)燃機工作過程中能量的轉(zhuǎn)化，難度不大。21．用如圖的裝置探究動能大小與哪些因素有關(guān)。讓小車從斜面頂部由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊。（1）實驗時用木塊被撞擊后移動的 距離 來反映小車動能大小。（2）讓裝有鉤碼的小車和未裝鉤碼的小車分別從斜面頂部由靜止開始下滑，小車運動到水平面上時的速度大小 相等 （選填“相等”或“不等”），裝有鉤碼的小車將木塊推得較遠，這說明動能的大小與物體的 質(zhì)量 有關(guān)。【分析】（1）掌握轉(zhuǎn)換法在實驗中的應(yīng)用，實驗通過木塊被小車推動的距離來體現(xiàn)小車具有的動能；（2）小車從光滑斜面的同一高度滑下時，不同質(zhì)量的物體到水平面時的速度相同；物體動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)。【解析】解：（1）實驗中通過觀察木塊被推動的距離來比較動能大小的，這用到了轉(zhuǎn)換法；（2）讓裝有鉤碼的小車和未裝鉤碼的小車分別從斜面頂部由靜止開始下滑，小車運動到水平面上時的速度大小相等，裝有鉤碼的小車質(zhì)量大，動能大，做功多，將木塊推得較遠，這說明動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。故答案為：（1）距離；（2）相等；質(zhì)量。【點睛】此題探究動能的大小與哪些因素有關(guān)的實驗，考查了轉(zhuǎn)換法和控制變量法在實驗中的應(yīng)用，其中注意學習控制變量和改變變量的方法。22．人騎電動自行車下坡時重力勢能 減小 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。到達坡底后在水平路面上勻速騎行過程中，機械能 不變 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。剎車后很快停了下來，發(fā)現(xiàn)剎車片很燙，這是通過 做功 的方式改變剎車片的內(nèi)能。【分析】（1）重力勢能大小跟質(zhì)量、被舉的高度有關(guān)。被舉的高度一定時，質(zhì)量越大，重力勢能越大；質(zhì)量一定時，高度越高，重力勢能越大。（2）動能大小跟質(zhì)量、速度有關(guān)。質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大。機械能等于動能和勢能之和。（3）改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。【解析】解：（1）人騎電動自行車下坡時，人和車的質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小。（2）到達坡底后在水平路面上勻速騎行過程中，人和車沒有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢能，機械能等于動能和重力勢能之和，在水平路面上行駛時，人和車質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，高度不變，重力勢能不變，故動能和重力勢能之和不變，機械能不變。（3）剎車時車輪和剎車片摩擦生熱，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能。故答案為：減??；不變；做功。【點睛】本題通過人騎電動車考查了重力勢能、動能、機械能的變化，還考查了改變物體內(nèi)能的方式等，體現(xiàn)了生活處處皆物理。23．如圖所示，某同學站在電梯內(nèi)的測力計上，在電梯向下勻速運動的過程中，該同學的重力勢能 減小 ，機械能 減小 （上述兩空均選填“增大”、“減小”或“不變”）。在電梯減速停靠一樓的過程中，測力計的示數(shù)比該同學的所受重力 大 。【分析】動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能的大小與高度和質(zhì)量有關(guān)；機械能為動能和勢能的和；根據(jù)人的運動狀態(tài)判定其受力情況。【解析】解：電梯向下勻速運動的過程中，該同學的質(zhì)量不變、速度不變，動能不變；質(zhì)量不變、高度減小，重力勢能減小，所以機械能減?。?/span>電梯減速?？恳粯堑倪^程中，人會向下做減速運動，則人所受的合力是向上的，而人受到豎直向下的重力和豎直向上的支持力，所以支持力大于重力，可得測力計的示數(shù)比該同學所受重力大。故答案為：減??；減?。淮?。【點睛】本題考查了影響機械能大小的因素、物體運動狀態(tài)的判定和受力分析，難度不大，要掌握。24．利用如圖所示的滑輪組，小明在50s內(nèi)將重450N的物體勻速吊起10m高，已知動滑輪重50N，不計繩重及摩擦，繩端處拉力F做功的功率為 100 W，滑輪組的機械效率為 90% 。【分析】（1）由圖可知，n＝2，拉力端端移動的距離s＝nh，利用W＝Fs求小明做的總功；利用P＝求拉力做功的功率；（2）知道物重、升高的高度，利用W＝Gh求小明做的有用功，滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比。【解析】解：（1）由圖可知，n＝2，不計繩重及摩擦，拉力：F＝（G+G動）＝×（450N+50N）＝250N，由圖可知，n＝2，拉力端端移動的距離：s＝nh＝2×10m＝20m，小明做的總功：W總＝Fs＝250N×20m＝5000J，拉力做功功率：P＝＝＝100W；（2）小明做的有用功：W有用＝Gh＝450N×10m＝4500J，滑輪組的機械效率：η＝＝×100%＝90%。故答案為：100；90%。【點睛】本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、功率、機械效率的計算，從圖中確定承擔物重的繩子股數(shù)、利用好s＝nh是關(guān)鍵。25．如圖所示，把托板蓋在支座上，將小鋼球放在托板上，對準支座的正上方，壓住底座，向后彎曲彈性片，松手后彈性片快速打擊托板，彈性片的彈性勢能轉(zhuǎn)化為托板的 動 能，托板飛出。小鋼球由于具有 慣性 ，恰好落在支座內(nèi)。【分析】彈性勢能的大小與物體彈性形變的程度有關(guān)；動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；慣性是物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，任何物體都有慣性。【解析】解：向后彎曲彈性片，彈性片發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢能；松手后彈性片快速打擊托板，托板的速度增大、動能增大，則該過程中彈性片的彈性勢能轉(zhuǎn)化為托板的動能；托板飛出時，由于小鋼球具有慣性，仍然會保持原來的靜止狀態(tài)，則小鋼球在重力作用下會向下運動，恰好落在支座內(nèi)。故答案為：動；慣性。【點睛】本題考查了勢能和動能的轉(zhuǎn)化、慣性現(xiàn)象，屬于基礎(chǔ)知識。26．如圖所示，物體重210N，動滑輪重25N．工人用125N的拉力將物體勻速提升3m，用了10s，此過程中有用功是 630 J，拉力的功率是 75 W，滑輪的機械效率是 84% ，克服動滑輪重所做的額外功占總功的 10 %。【分析】（1）利用W＝Gh求拉力做的有用功；（2）由圖知，n＝2，拉力端移動距離s＝2h，利用W＝Fs求拉力做的總功，再利用P＝求拉力做功的功率；（3）滑輪組的機械效率等于有用功與總功之比；（4）利用W＝Gh求提升動滑輪做的額外功，進而求出克服動滑輪重所做的額外功占總功的百分比。【解析】解：（1）拉力做的有用功：W有用＝Gh＝210N×3m＝630J；（2）由圖知，n＝2，拉力端移動距離s＝2h＝2×3m＝6m，拉力做的總功：W總＝Fs＝125N×6m＝750J，拉力做功的功率：P＝＝＝75W；（3）滑輪組的機械效率：η＝＝×100%＝84%；（4）提升動滑輪做的額外功：W額1＝G動h＝25N×3m＝75J，＝×100%＝10%，即：克服動滑輪重所做的額外功占總功的10%。故答案為：630；75；84%；10。【點睛】本題考查了使用滑輪組時有用功、總功、額外功、功率、機械效率的計算，明確有用功、總功、額外功的含義是關(guān)鍵。27．自動感應(yīng)門俯視圖如圖所示：當有物體進入半徑為2m的虛線圓（圓心處為O）內(nèi)時，寬度均為2m的兩扇感應(yīng)門立即向兩邊勻速開啟，開啟速度為0.1m/s，感應(yīng)門在物體離開虛線圓后關(guān)閉，在水平地面上，人用100N的水平推力F推動寬D＝40cm的貨物，使貨物的中央沿虛線s垂直地勻速通過該門，此過程中貨物受到的摩擦力大小為 100 N，從門開始開啟到貨物被推至門處的過程中，推力F做的功為 200 J；為能安全通過該感應(yīng)門，貨物運動的速度應(yīng)不超過 1 m/s。【分析】（1）物體在平衡力的作用下，總能保持靜止或勻速直線運動，據(jù)此解題；（2）從門開啟到貨物被推至門處，貨物運動了2m，由W＝Fs解題；（3）由題可知，要使貨物安全通過感應(yīng)門，則貨物到感應(yīng)門處時，感應(yīng)門打開的寬度至少為40cm，其運動的時間和物體的運動時間相同，由速度公式解題。【解析】解：（1）由題可知，人用100N的水平推力F推動寬D＝40cm的貨物使其勻速通過，因而所受的摩擦力與推力為一對平衡力，即：貨物受到的摩擦力：f＝F＝100N；（2）由題可知，F＝100N，在F的作用下貨物運動了2m，所做的功：W＝Fs＝100N×2m＝200J；（3）由題可知，貨物的寬度為D＝40cm，感應(yīng)門打開的寬度至少為40cm，可知每扇運動的距離為s1＝0.2m，感應(yīng)門運動的時間：t1＝＝＝2s物體的運動時間：t2＝t1＝2s貨物的運動速度：v2＝＝＝1m/s。故答案為：100；200；1。【點睛】本題考查的是速度的一般運算，基礎(chǔ)性強，難度不大。28．2月22日，一架ARJ21飛機從上海起飛，在內(nèi)蒙古順利降落，標志著國產(chǎn)噴氣客機開啟商業(yè)運營新征程，在空中飛行時，機翼上方空氣流速比下方大，所以機翼上方空氣壓強比下方 小 ，飛機外殼與空氣摩擦，溫度升高。這是通過 做功 的方式增加內(nèi)能，降落時，在逐漸靠近地面過程中飛機的重力勢能 減小 。【分析】（1）根據(jù)流體流速越大壓強越小判斷機翼上下的壓強；（2）改變物體內(nèi)能的方法有兩個：做功和熱傳遞；（3）重力勢能的影響因素是物體的質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。【解析】解：（1）機翼的形狀是上凸下平的，則機翼上方的空氣流速比下方的空氣流速大，根據(jù)流體流速越大、壓強越小，所以機翼上方所受空氣的壓強小于下方所受的空氣壓強，飛機會受到空氣向上的升力作用；（2）飛機外殼與空氣摩擦，溫度升高，這是通過做功的方式改變內(nèi)能的。（3）飛機降落時，質(zhì)量不變，高度越來越小，重力勢能越來越小。故答案為：??；做功；減小。【點睛】此題考查流體壓強與流速的關(guān)系、做功改變物體的內(nèi)能、重力勢能的影響因素等多個知識點，是一道綜合性較強的題目。29．如圖是“探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗示意圖（A為小球，B為木塊）。在探究小球動能大小與速度的關(guān)系時，應(yīng)保持小球的 質(zhì)量 不變。本實驗是通過木塊B 被推動的距離大小 來反映小球動能的大小。【分析】小球動能的大小跟質(zhì)量和速度有關(guān)，研究動能大小與這兩個因素關(guān)系時，要用控制變量法，小球動能的大小通過它能夠?qū)ν庾龉Φ亩嗌賮眢w現(xiàn)；【解析】解：在探究小球動能大小與速度的關(guān)系時，根據(jù)控制變量法的操作原則，應(yīng)當保持小球的質(zhì)量不變，本實驗是通過木塊B被撞擊后前進的距離來反映小球動能大小的；故答案為：質(zhì)量；被推動的距離大小。【點睛】本題考查影響物體動能大小的影響因素實驗，關(guān)鍵是將課本知識內(nèi)容記憶清楚，仔細分析即可。30．如圖所示，將鋼鋸條固定在桌面邊緣，將棋子放在鋼鋸條的端部，然后用手將鋸條的端部壓下一段距離，松手后，棋子會被彈起一定的高度，此過程中，鋼鋸條的彈性勢能轉(zhuǎn)化為棋子的 重力 勢能。增加鋼鋸條被下壓的距離，發(fā)現(xiàn)棋子被彈起的高度增加，實驗表明，物體的 彈性形變程度 越大，它的彈性勢能越大。【分析】動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度。質(zhì)量越大，速度越大，動能越大。重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。彈性勢能的影響因素是物體彈性形變的程度。【解析】解：松手后，棋子會被彈起一定的高度，此過程中，鋼鋸條的彈性勢能最終轉(zhuǎn)化為棋子的重力勢能。增加鋼鋸條被下壓的距離，鋼鋸條形變更大，發(fā)現(xiàn)棋子被彈起的高度增加，表明物體的彈性形變程度越大，它的彈性勢能越大。故答案為：重力；彈性形變程度。【點睛】本題主要考查了彈性勢能與重力勢能、動能之間的轉(zhuǎn)化，了解各自的影響因素是判斷的關(guān)鍵。31．會蕩秋千的人，不用別人幫助，就能把秋千蕩得很高。做法是：當人從高處向下擺時，身體由直立變?yōu)橄露?，此過程降低重心高度，將更多的重力勢能轉(zhuǎn)化為 動 能；而從最低點向上擺時，用力將身體由下蹲變?yōu)橹绷ⅲ诉^程克服身體重力做功，增加了 機械（重力勢） 能。如此循環(huán)往復，機械能越積越多，秋千就越蕩越高。【分析】動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度。質(zhì)量越大，速度越大，動能越大。重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量和高度。質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。動能與勢能統(tǒng)稱為機械能。【解析】解：由題意可知，當人從高處向下擺時，身體由直立變?yōu)橄露?，此過程降低重心高度，可以獲得更大的速度，將更多的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；而從最低點向上擺時，用力將身體由下蹲變?yōu)橹绷?，此過程克服身體重力做功，此時高度增加，重力勢能增大，從而增加了機械（重力勢）能。故答案為：動；機械（重力勢）。【點睛】本題主要考查了蕩秋千過程中勢能與動能之間的轉(zhuǎn)化，了解各自的影響因素是判斷的關(guān)鍵。32．小明同學用20N的水平推力，將重為280N的購物車沿水平地面向前推動了10m，在此過程中，推力對購物車做功 200 J，購物車的重力做功 0 J；一個皮球落地后彈起，彈起的高度越來越低，皮球在運動過程中，機械能總量 減少 （選填“增加”、“減少”或“保持不變”）。【分析】（1）知道推力和在推力方向上移動距離，利用W＝Fs求推力做的功；（2）做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動一段距離，二者缺一不可；據(jù)此確定重力是否做功；（3）機械能包括都能和勢能。動能與物體質(zhì)量和運動速度有關(guān)；重力勢能與物體質(zhì)量和高度有關(guān)。【解析】解：（1）推力對購物車做功W＝Fs＝20N×10m＝200J，（2）購物車在水平地面上移動4m，沒有在重力的方向上移動距離，所以重力不做功，即重力做功為0J；（3）皮球運動過程中彈起的高度越來越小，說明重力勢能越來越小，同時速度越來越慢，也就是動能越來越小，即機械能減少。故答案為：200；0；減少。【點睛】本題考查了功和功率的計算以及做功的兩個必要因素，根據(jù)做功的兩個必要因素確定重力是否做功是本題的關(guān)鍵，易錯點！33．如圖為一輛正在勻速行駛噴射水霧的環(huán)保車，它的動能 減小 （選填“增大”、“減小”或“不變”），水霧噴出后一會兒就消失了，其中發(fā)生的物態(tài)變化是 汽化 ，此過程需要 吸 熱。【分析】根據(jù)影響動能和勢能的因素判斷其變化，得出機械能的變化；由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程為汽化。【解析】解：水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水，速度不變，質(zhì)量減小，所以動能減小，則機械能減??；水霧噴出后一會兒就消失了，是由于水吸熱后汽化變?yōu)樗魵饬恕?/span>故答案為：減?。黄?；吸。【點睛】本題考查了機械能的大小判斷及汽化現(xiàn)象，關(guān)鍵掌握影響動能、勢能大小的因素及六種物態(tài)變化。三．實驗探究題34．籃球運動員傳球時，籃球撞擊地面后能準確反彈到遠處隊友手中，小明覺得好奇：籃球擊地面后，反彈方向與哪些因素有關(guān)呢？與同學討論后，他們覺得可以用彈性小球代替籃球，對小球撞擊水平地面后的反彈方向進行探究，并提出了三種猜想。猜想1：與小球撞擊地面前是否旋轉(zhuǎn)有關(guān)；猜想2：與小球撞擊地面時的入射方向有關(guān)；猜想3：與地面的粗糙程度有關(guān)。（1）對于猜想1，聯(lián)想到旋轉(zhuǎn)的乒乓球打到球臺后，反彈的路線發(fā)生明顯變化，由此判斷猜想1是 正確 的。（2）為驗證猜想2和3，同學們設(shè)計了如圖甲所示的裝置，每次都讓彈性小球從壓縮了相同長度的彈簧的下端，由靜止彈出并撞擊地面，分別改變地面的粗糙程度和小球的入射方向與地面的夾角α，測出小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β，記錄數(shù)據(jù)如表。夾角α20.0°30.0°45.0°60.0°70.0°夾角β玻璃地面25.5°34.7°49.2°63.5°72.8°木板地面28.6°37.3°51.6°65.4°74.1°水泥地面30.9°39.2°53.9°67.5°76.6°①對猜想2，分析數(shù)據(jù)可得β與α的定性關(guān)系是： 當?shù)孛娴拇植诔潭纫欢〞r，小球的入射方向與地面的夾角α越大，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β就越大 ，說明該猜想是正確的。②對猜想3，小虎認為：表中α一定時，各次測得的β不等，這是由測量誤差引起的，所以猜想3是錯誤的。同學們不贊成小虎的觀點，理由是 如果是由誤差引起的，則不管地面的粗糙程度如何變化，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β可能偏大也可能偏小，但分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當小球的入射方向與地面的夾角a一定時，接觸面越粗糙，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β越大，說明β是受接觸面粗程度的影響，而不是誤差造成的 。（3）用每隔s曝光一次的頻閃照相機拍攝到某次小球從地面O位置反彈至D位置的照片，如圖乙所示。①用毫米刻度尺測出圖乙中小球在O、D兩位置時球心間距為 3.20 cm；小球上標有“直徑4cm”字樣，請估測小球從O運動至D的平均速度為 3.2 m/s。②小球是從圖乙中的 C （選填“A”、“B”或“C”）位置開始入射的。（4）同學們分析：當α一定時，地面越光滑，β值與α越接近，由此推理，如果地面沒有摩擦，則β與α應(yīng)相等，請寫出一個用此思想方法研究問題的實例 探究阻力對物體運動的影響 。【分析】（1）根據(jù)旋轉(zhuǎn)的乒乓球打到球臺后，反彈的路線發(fā)生明顯變化，說明小球撞擊水平地面后的反彈方向與小球撞擊地面前是否旋轉(zhuǎn)有關(guān)，由此判斷猜想1是正確的；（2）根據(jù)相同點和不同點，利用控制變量法結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析；（3）用刻度尺測量一下，根據(jù)刻度尺的分度值確定讀數(shù)；根據(jù)小球的直徑估測OD之間的實際距離，利用速度公式v＝計算小球從O運動至D的平均速度；分忻表中數(shù)據(jù)可知，小球的入射方向與地面的夾角α始終小于小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β，即可判斷小球是從圖乙中的哪個位置開始入射的；（4）探究阻力對物體運動的影響時用到了科學推理的方法。【解析】解：（1）旋轉(zhuǎn)的乒乓球打到球臺后，反彈的路線發(fā)生明顯變化，說明小球撞擊水平地面后的反彈方向與小球撞擊地面前是否旋轉(zhuǎn)有關(guān)，由此判斷猜想1是正確的；（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，當?shù)孛娴拇植诔潭纫欢〞r，小球的入射方向與地面的夾角α越大，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β就越大，由此驗證猜想2是正確的；②如果是由誤差引起的，則不管地面的粗糙程度如何變化，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β可能偏大也可能偏小，但分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當小球的入射方向與地面的夾角a一定時，接觸面越粗糙，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β越大，說明β是受接觸面粗程度的影響，而不是誤差造成的；（3）①因為用毫米刻度尺測量，估讀到分度值的下一位，故數(shù)據(jù)記錄為3.20cm；圖中O、D兩位置球心間距離大約是8個小球的直徑，小球直徑4cm，所以O、D兩位置球心間距離為：s＝8×4cm＝32cm＝0.32m，小球從O運動到D位置過程被記錄的4次，這個過程所用時間為：t＝3×s＝0.1s，從O運動至D的平均速度v＝＝＝3.2m/s；②分忻表中數(shù)據(jù)可知，小球的入射方向與地面的夾角α始終小于小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β，由此判斷小球是從圖乙中C位置開始入射的；（4）探究阻力對物體運動的影響時發(fā)現(xiàn)，水平面越光滑，小車受到的阻力越小，小車在水平面上運動的距離越遠，由此推理如果水平面絕對光滑，小車受到的阻力為零，小車將做勻速直線運動，這個實例也用到了科學推理的方法。故答案為：（1）正確；（2）①當?shù)孛娴拇植诔潭纫欢〞r，小球的入射方向與地面的夾角α越大，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β就越大；②如果是由誤差引起的，則不管地面的粗糙程度如何變化，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β可能偏大也可能偏小，但分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當小球的入射方向與地面的夾角a一定時，接觸面越粗糙，小球撞擊地面后的反彈方向與地面的夾角β越大，說明β是受接觸面粗程度的影響，而不是誤差造成的；（3）①3.20；3.2；②C；（4）探究阻力對物體運動的影響。【點睛】在物理學中研究一個量與多個變量的關(guān)系時，必須要使用控制變量法，這樣才能保證所得出結(jié)論的可靠性，本題的解答中，首先要明確變量有哪些，再根據(jù)題目要求看哪個變化，哪個需控制，并逐一分析表中數(shù)據(jù)，因為數(shù)據(jù)與物理量較多，分析時應(yīng)細心才好。35．小明探究“重力勢能與重物質(zhì)量和下落高度的關(guān)系”，如圖所示，重物質(zhì)量m＜M。實驗步驟具體操作實驗現(xiàn)象（1）讓重物自由下落到平放在細沙表面的小桌上，通過觀察桌腿下陷的深度判斷 重物 （小桌/重物）的重力勢能大小。（2）由實驗步驟 A 和 ，可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系。（3）小明認為由實驗步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質(zhì)量的關(guān)系，該觀點 錯誤 （正確/錯誤），理由是 重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較 。【分析】（1）用控制變量法研究重力勢能大小的影響因素。用轉(zhuǎn)換法表示重力勢能大小。（2）重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉的高度。質(zhì)量一定時，高度越高，重力勢能越大；高度相同時，質(zhì)量越大，重力勢能越大。【解析】解：（1）在實驗探究過程中，通過觀察桌腿下陷的深度來比較重物的重力勢能的大?。?/span>（2）研究重力勢能大小和高度的關(guān)系時，保證質(zhì)量不變，改變小球的高度。由圖知：步驟A、B可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系；（3）小明認為由實驗步驟B和C，可判斷重力勢能的大小和重物質(zhì)量的關(guān)系，該觀點是錯誤的，因為B、C步驟中重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較。故答案為：（1）重物；（2）A；B；（3）重物的質(zhì)量、高度兩個都是變量，無法比較。【點睛】本題考查了用控制變量法和轉(zhuǎn)換法研究動能、重力勢能大小的影響因素。掌握動能、重力勢能影響因素是解題的關(guān)鍵。36．“探究動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置如圖1所示：將小車從斜面上高h處由靜止釋放，運動至木板上后與木塊碰撞。通過改變小車釋放時高度h、在小車中增加鉤碼和在木板上鋪墊棉布的方法，得到了圖2虛線框內(nèi)的四個實驗場景。（1）為探究小車動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選用場景①和 ③ （選填“②”、“③”或“④”）進行實驗；選用場景③和④進行實驗時，可探究小車動能與 速度 的關(guān)系。（2）在實驗中，小車動能越大，發(fā)生碰撞時對木塊所做的功就越 多 ，木塊被碰撞后在木板上 滑行的距離越長 。（3）若將場景①和②中的木塊均移走，利用這兩個場景可探究 阻力（或摩擦力） 對物體運動的影響。為提高實驗結(jié)論的準確性，還需再增加一次實驗，為此，在場景①的基礎(chǔ)上，你所作的調(diào)整是： 在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾） 。【分析】（1）動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，在探究過程中應(yīng)用控制變量法，并通過小車推動木塊做的功來反映動能的大小。（2）若一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f該物體具有能量，在實驗中我們一般將物體具有能量的多少轉(zhuǎn)化為其能對外做功的多少，故此實驗把物體具有動能的大小轉(zhuǎn)換為木塊被撞擊后滑動的距離，距離越遠表明小車的動能越大，運用了轉(zhuǎn)換法。（3）探究“阻力對物體運動的影響”的實驗中，平面越光滑，小球運動的距離越長，說明小球受到的阻力越小，速度減小得越慢；為提高實驗結(jié)論的準確性，應(yīng)選擇不同水平面材料進行實驗。【解析】解：（1）為探究小車動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)讓兩質(zhì)量不相同小車分別從同一斜面同高度由靜止滑下，小車的質(zhì)量不同，初速度相同，所以可探究動能與小車的質(zhì)量的關(guān)系；應(yīng)選場景①和③。選用場景③和④進行實驗時，控制了兩小車的質(zhì)量相同，初速度不同，所以可探究動能與小車的速度的關(guān)系。（2）在實驗中，小車動能越大，發(fā)生碰撞時對木塊所做的功就越多，木塊被碰撞后在木板上滑行的距離越長。（3）若將場景①和②中的木塊均移走，完全相同的兩小車到達水平面時初速度相同，水平面的粗糙程度不同，小車的滑行距離不同，據(jù)此場景可以探究摩擦力對物體運動的影響。為提高實驗結(jié)論的準確性，應(yīng)改變水平面的粗糙程度進行重復實驗，得到普遍性規(guī)律，還需再增加一次實驗；為此，在場景①的基礎(chǔ)上，所作的調(diào)整是：在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾）。故答案為：（1）③；速度；（2）多；滑行的距離越長；（3）阻力（摩擦力）；在木板上鋪設(shè)玻璃板（或毛巾）。【點睛】本題將“阻力對物體運動的影響”、“影響動能大小的因素”兩個實驗相結(jié)合，考查了學生分析實驗現(xiàn)象的能力以及嚴謹?shù)目茖W觀，這就要求我們在平常的試驗中多注意分析實驗的方法。37．在探究“阻力對物體運動的影響”時，讓小車從斜面相同高度由靜止滑下，在三個不同的水平面上運動情況如圖所示。 （1）實驗中讓小車從相同高度滑下，是為了使小車在水平面上開始運動時的速度大小 相等 ，本實驗中的“阻力”主要是指小車受到的 摩擦力 。（2）分析圖中運動情況可知：小車受到阻力越小，小車運動的路程 越遠 。（3）在不增加任何器材的情況下，若要探究“速度對動能大小的影響”，可將小車從斜面的 不同 高度由靜止滑下，比較小車在 相同 （選填“相同”或“不同”）水平面上滑行的距離即可。【分析】（1）探究“阻力對物體運動的影響”時需要控制小車的初速度是相同的；小車在水平面上運動時受到摩擦力的作用；（2）小車所受阻力越小，滑行距離越長；（3）探究“速度對動能大小的影響”時需要改變速度的大小，實驗中通過小車運動的距離來表示動能的大小。【解析】解：（1）探究“阻力對物體運動的影響”時，采用的是控制變量法，需要控制小車的初速度相同，所以應(yīng)使小車從相同高度滑下；小車在水平面上運動時受到水平面的摩擦力的作用，這個摩擦力就是阻力；（2）由圖可知，小車受到的阻力越小，小車運動的路程越遠；（3）若要探究“速度對動能大小的影響”，需要改變小車的速度，即可將小車從斜面的不同高度由靜止滑下，高度越高，速度越大；比較小車在相同水平面上滑行的距離即可。故答案為：（1）相等；摩擦力；（2）越遠；（3）不同；相同。【點睛】在探究阻力對物體運動的影響實驗中，所用到的實驗方法除控制變量法外，還有一種特殊的方法，那就是科學推理法，也被稱為理想實驗法。因為，表面的絕對光滑只是一種理想狀態(tài)，無法在現(xiàn)實中達到，因此，只能是在實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，再加上科學推理來得出結(jié)論，這一點需引起我們的注意。四．計算題38．小明用30N的水平推力使超市購物車在水平路面上前進了20m，所用時間為40s，購物車的質(zhì)量為20kg，g取10N/kg。求：（1）購物車的重力。（2）此過程中推力做的功。（3）推力做功的功率。【分析】（1）根據(jù)G＝mg可求出重力；（2）根據(jù)W＝Fs可求出推力做的功；（3）根據(jù)P＝可求出推力做功的功率。【解析】解：（1）購物車的重力為：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；（2）此過程中推力做的功為：W＝Fs＝30N×20m＝600J；（3）推力做功的功率為：P＝＝＝15W。答：（1）購物車的重力為200N；（2）此過程中推力做的功為600J；（3）推力做功的功率為15W。【點睛】本題主要考查了重力公式、功及功率的計算公式的應(yīng)用，屬中等難度題目。39．“超級電容”電動公交車利用超級電容替代電池儲存電能，僅需在起始站和終點站充電數(shù)分鐘就能完成一次運營。在平直公路上某次運營過程簡化為圖示三個階段：階段一：公交車充滿電后，從起始站加速運動至A處時速度達到54km/h，此階段電容釋放的電能為E1＝1.5×106J，其中80%轉(zhuǎn)化為車的動能。階段二：公交車從A處開始以54km/h的速度勻速行駛100s后到達B處，此階段電容釋放電能的90%用于維持公交車勻速行駛。公交車勻速行駛時所受阻力為3000N。階段三：公交車從B處開始剎車，最后停在終點站。（1）求公交車運動至A處時的動能E2。（2）在公交車勻速行駛的過程中，求電容釋放的電能E3。（3）在進站剎車過程中，若公交車可將動能減少量的75%回收為電能儲存在電容中。①求進站剎車過程中回收的電能E4。②到達終點站后，要將電容充滿電，求需要充入的電能E5。【分析】（1）已知釋放的電能，根據(jù)釋放電能的80%轉(zhuǎn)化為動能進行計算即可；（2）先根據(jù)速度公式的應(yīng)用求出公交車勻速行駛的路程，然后根據(jù)W＝Fs求出牽引力做的功，再根據(jù)釋放電能的90%用于維持公交車勻速行駛求出釋放的電能；（3）①公交車勻速直線行駛時，動能不變，根據(jù)剎車過程中，公交車可將動能減少量的75%回收為電能儲存起來可求回收的電能；②將階段一和階段二釋放的電能加起來再減去回收的電能E4就是需要充入的電能E5。【解析】解：（1）因為釋放的電能80%轉(zhuǎn)化為車的動能，所以公交車運動至A處時的動能：E2＝E1×80%＝1.5×106J×80%＝1.2×106J；（2）公交車勻速行駛的速度為：v＝54km/h＝15m/s，根據(jù)v＝得，勻速行駛100s的路程為：s＝vt＝15m/s×100s＝1500m，因為公交車勻速行駛時牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，所以公交車勻速行駛時所受牽引力：F＝f＝3000N，牽引力做的功為：W＝Fs＝3000N×1500m＝4.5×106J，因為電容釋放電能的90%用于維持公交車勻速行駛，所以在公交車勻速行駛的過程中電容釋放的電能為：E3＝＝＝5×106J；（3）①公交車勻速直線行駛時，動能不變，即動能為E2＝1.2×106J；因為公交車可將動能減少量的75%回收為電能儲存起來，所以回收的電能為：E4＝E2×75%＝1.2×106J×75%＝9×105J；②階段一和階段二釋放的電能為：E總＝E1+E3＝1.5×106J+5×106J＝6.5×106J，需要充入的電能：E5＝E總﹣E4＝6.5×106J﹣9×105J＝5.6×106J；答：（1）公交車運動至A處時的動能E2為1.2×106J；（2）在公交車勻速行駛的過程中，電容釋放的電能E3為5×106J；（3）①進站剎車過程中回收的電能E4為9×105J；②到達終點站后，要將電容充滿電，需要充入的電能E5為5.6×106J。【點睛】本題考查了速度公式、功的公式以及公交車運行過程中能量的轉(zhuǎn)化，讀懂三個階段的工作原理是解題的關(guān)鍵，有一定的難度。五．綜合能力題40．閱讀短文，回答問題。地鐵南通即將進入地鐵時代。乘坐地鐵需文明出行、確保安全。地鐵站的站臺上標有黃色警戒線；乘客應(yīng)留意車廂內(nèi)紅、綠色的線路指示燈。手持式安檢儀用于檢測乘客是否攜帶違禁金屬物品，工作人員能根據(jù)安檢儀發(fā)出低沉或尖銳的警報聲，判斷金屬物品的大??；手持式安檢儀的電池容量為2×103mAh，額定電壓為9V，額定功率為0.36W，電池容量指放電電流與放電總時間的乘積；當剩余電量減為電池容量的10%時，安檢儀不能正常工作。圖甲為另一種安檢儀的原理模型，固定的矩形虛線區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的磁場，寬度為0.6m。邊長0.2m的正方形金屬線圈abcd放在水平傳送帶上，可隨傳送帶一起以速度v勻速運動。線圈進、出磁場過程中會產(chǎn)生電流，從而線圈會受到大小隨線圈速度增大而增大、方向水平的磁場力作用，因此線圈與傳送帶間也存在摩擦力；運動過程中線圈整體處于磁場中時，線圈中無電流產(chǎn)生。在線圈與傳送帶間無相對滑動時，傳送帶克服線圈摩擦力做功的功率P與對應(yīng)的速度v的數(shù)據(jù)如表。v/m?s﹣10.20.30.50.60.8P/W0.0160.036 0.1440.256（1）候車時乘客越過黃色警戒線會有危險，那是因為流體的流速越大，壓強越 小 ；有乘客手捧鮮花進入車廂，所有乘客都聞到了花香，這是因為分子在 做無規(guī)則運動 。（2）下列說法中，正確的是 。A．手持式安檢儀也能檢測出酒精等易燃違禁物品B．通過手持式安檢儀報警聲的音調(diào)可判斷金屬物大小C．站立的乘客拉住扶手是為了避免受慣性作用造成傷害D．佩戴紫色眼鏡的乘客也能準確辨別出線路指示燈的顏色（3）手持式安檢儀正常工作時的電流為 40 mA；電池充滿電后，安檢儀能正常工作的最長時間為 45 h。（4）分析表中數(shù)據(jù)，當傳送帶速度為0.5m/s時，傳送帶克服線圈摩擦力做功的功率P＝ 0.1 W；線圈進入磁場時受到的摩擦力f與傳送帶勻速運動的速度v的變化關(guān)系如圖乙所示，則當v＞ 1.5 m/s時線圈將在傳送帶上滑動。（5）設(shè)傳送帶的速度保持0.2m/s不變。已知線圈的bc邊進入磁場時，bc邊受到的磁場力方向水平向左，當bc邊出磁場時，由于ad邊受到磁場力作用，線圈會受到方向水平向 右 （選填“左”或“右”）的摩擦力的作用；將多個與圖甲中相同的線圈每隔相同時間△t從傳送帶的左端逐一釋放，釋放后線圈即與傳送帶保持0.2m/s的速度一起運動。則△t＝ 2 s時，一段時間后，傳送帶就會不間斷的受到一個線圈的摩擦力作用。【分析】（1）流體的流速越大，壓強越??；分子在永不信息地做無規(guī)則運動；（2）AB、由題意，手持式安檢儀用于檢測乘客是否攜帶違禁金屬物品，工作人員能根據(jù)安檢儀發(fā)出低沉或尖銳的警報聲，判斷金屬物品的大小，據(jù)此分析；C、任何物體都有慣性，不能說物體受的慣性作用；D、透明物體只透過和它相同的色光，其他色光都被透明物體吸收；（3）根據(jù)已知條件，根據(jù)P＝UI求出手持式安檢儀正常工作時的電流；由已知條件求出能工作的容量，根據(jù)t＝求出電池充滿電后安檢儀能正常工作的最長時間；（4）求出表中第2、1組的P之比和速度之比，得出功率與速度的定量關(guān)系，從而得出當傳送帶速度為0.5m/s時，傳送帶克服線圈摩擦力做功的功率；由圖乙知，當速度等于或大于某一值時，摩擦為0.6N保持不變，線圈將在傳送帶上滑動，由P＝fv，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可知實驗中的摩擦力大小，從而得出的摩擦力與速度的關(guān)系；據(jù)此求出此時的速度；（5）根據(jù)線圈受摩擦力的條件結(jié)合速度公式計算。【解析】解：（1）候車時乘客越過黃色警戒線會有危險，那是因為流體的流速越大，壓強越小；有乘客手捧鮮花進入車廂，所有乘客都聞到了花香，這是因為分子在做無規(guī)則運動；（2）AB、由題意，手持式安檢儀用于檢測乘客是否攜帶違禁金屬物品，工作人員能根據(jù)安檢儀發(fā)出低沉或尖銳的警報聲，判斷金屬物品的大小，但不能檢測出酒精等易燃違禁物品，故A錯誤，B正確；C、任何物體都有慣性，不能說物體受的慣性作用，故C錯誤；D、佩戴紫色眼鏡只能透過紫色光，所以該乘客不能準確辨別出線路指示燈的顏色，故D錯誤；（3）手持式安檢儀的電池額定電壓為9V，額定功率為0.36W，根據(jù)P＝UI可得，手持式安檢儀正常工作時的電流為：I＝＝＝0.04A＝40mA；手持式安檢儀的電池容量為2×103mAh，額定電壓為9V，額定功率為0.36W，電池容量指放電電流與放電總時間的乘積；當剩余電量減為電池容量的10%時，能工作的容量為：Q＝2×103mAh×90%＝1.8×103mAh；電池充滿電后，安檢儀能正常工作的最長時間為：t＝＝＝45h；（4）分析表中第2、1組的功率P之比為：＝；速度之比為：＝，故功率與速度的平方成正比，則當傳送帶速度為0.5m/s時，傳送帶克服線圈摩擦力做功的功率：P＝（ ）2×0.016W＝0.1W；由圖乙知，當速度等于或大于某一值時，摩擦為0.6N保持不變，線圈將在傳送帶上滑動，因P＝fv，故f＝，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得，實驗中的摩擦力大小分別為0.08N、0.12N、0.2N、0.24N和0.32N，故可知受到的摩擦力與速度成正比；則可得f＝0.6N時的速度為：×0.2N＝0.6N，解得v′＝1.5m/s；傳送帶勻速運動的速度v的變化關(guān)系如圖乙所示，則當v＞1.5m/s時線圈將在傳送帶上滑動。（5）設(shè)傳送帶的速度保持0.2m/s不變。已知線圈的bc邊進入磁場時，bc邊受到的磁場力方向水平向左，當bc邊出磁場時，由于切割磁感應(yīng)線的方向沒有發(fā)生變化，故bc邊受到水平向左的磁場力，故線圈會受到方向水平向右的摩擦力的作用；由于線圈的邊長是0.2m，磁場的寬度是0.6m，則＝3，由于線圈整體在磁場中，線圈沒有電流，則相鄰兩個之間的距離為0.4m，則時間間隔為：△t＝＝＝2s時，一段時間后傳送帶就會不間斷的受到一個線圈的摩擦力作用。故答案為：（1）??； 做無規(guī)則運動；（2）B； （3）40； 45； （4）0.1； 1.5； （5）右；2。【點睛】本題考查流體壓強與速度的關(guān)系、分子無規(guī)則運動，電功和電功率、速度的計算、慣性的知識、摩擦力方向的確定等知識，綜合性強。
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