江苏省2018-2020年三年中考物理真题分类汇编专题：11功和机械能含解析

江苏省2018-2020年三年中考物理真题分类汇编专题：11功和机械能含解析

专题11功和机械能一．选择题1．（2020•南通）在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，将纸锥从高处释放。若纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，则纸锥在空中竖直下落过程中，下列情形可能的是（　　）A．速度先增大后不变B．速度先增大后减小C．动能转化为重力势能D．机械能先增大后减小【答案】A【解析】由题意，纸锥下落过程中受到空气阻力随下落速度的增大而增大。由于受到阻力作用，纸锥的机械能减小；纸锥开始下落时，重力大于空气的阻力，加速下落，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能和内能；随阻力逐渐增大，当增大到等于其重力时，匀速竖直下落。所以纸锥的速度先增大后不变。故A正确、BCD错误。故选：A。2．（2020•盐城）如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（　　）A．通过最低点时的动能为零B．下降过程中的动能不变C．到达最高点的重力势能最大D．上升过程中的重力势能减小【答案】C【解析】A、人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；24 B、下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；C、到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；D、上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选：C。3．（2020•淮安）小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程（　　）A．用时少的做功多B．用时少的做功功率大C．用时多的做功多D．用时多的做功功率大【答案】B【解析】由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变，因此由W＝Gh可知，两次所做的功相同，故AC错误；两次所做的功相同，由P＝可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。故选：B。4．（2020•南京）如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（　　）A．球在B、C两点的动能相等B．球在A、D两点的机械能相等C．球从B点到O点的过程中机械能减少D．球从O点到C点的过程中重力势能减少【答案】C24 【解析】由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；A、球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，B的动能大于C的动能，故A错误；B、由于机械能逐渐减小，则A的机械能大于D的机械能，故B错误；C、球从B点到O点的过程中，克服摩擦做功，机械能减少，故C正确；D、球从O点到C点的过程中，高度增加，重力势能变大，故D错误。故选：C。5．（2020•连云港）如图所示，某同学进行爬竿训练，爬上竿顶后，再从竿顶顺竿滑到地面，每次所用时间各不相同，下列说法正确的是（　　）A．向上爬竿过程中动能转化为重力势能B．下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变C．向上爬竿时受到的摩擦力方向向上D．下滑时间短的那次速度大，重力做的功多【答案】C【解析】A、向上爬竿过程中，人具有动能，高度增大，重力势能变大；重力势能变大是由于人对外做功，不是动能转化为重力势能，故A错误；B、从竿顶顺竿滑到地面，每次所用时间各不相同，说明人运动的速度是变化的，在竖直方向上人受到重力和摩擦力的作用，这两个力不一定是平衡力，所以摩擦力是变化的，24 故B错误；C、向上爬竿时，人的手向下拉竿，给竿一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则竿会给人的手一个向上的力，即摩擦力，所以受到的摩擦力方向向上，故C正确；D、由于下滑的高度相同，根据W＝Gh可知，所做的功是相同的，故D错误。故选：C。6．（2020•泰州）在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆斑A、B如图所示。关于皮球两次下落形成圆斑的过程，下列说法正确的是（　　）A．皮球对纸的最大压力相等B．皮球刚到达纸面时的速度相等C．皮球刚到达纸面时的动能相等D．皮球获得的最大弹性势能不等【答案】D【解析】A、由图可知，黑色圆斑B比较大，而力的大小影响力的作用效果，力越大作用效果越明显形变量越大，可知从B处落下的皮球对纸的最大压力较大，故A错误；BCD、皮球从不同的高度落下时，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能；在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此过程是动能转化为弹性势能，由图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的（B）皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即B所处的高度较高；可知从B处落下的皮球刚到达纸面时的速度较大，此时动能也较大，故BC错误；D正确。故选：D。7．（2019•常州）北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进24 并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的（　　）A．动能不变，重力势能不变B．动能不变，重力势能变大C．动能变大，重力势能不变D．动能变大，重力势能变大【答案】D【解析】电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。故ABC错误，D正确。故选：D。8．（2019•南通）如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（　　）A．运动至最高点时，受平衡力作用B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小24 D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能【答案】C【解析】A、不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A错误；B、小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B错误；C、不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故C正确；D、从O点向上运动过程中，小球的质量不变，速度变小，同时高度升高，故动能减小，重力势能增加，所以动能转化为重力势能。故D错误。故选：C。9．（2019•苏州）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　）A．皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等B．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能D．若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑【答案】C【解析】A、由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体24 动能与势能的总和，在AB两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于在B点的动能；故A错误。B、从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度；故B错误。C、每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。在C点在在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C正确。D、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在M点机械能大于N点机械能，故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑。故D错误。故选：C。10．（2019•泰州）如图，一个小球在地面上弹跳，下列分析错误是（　　）A．小球从A处到B处重力势能增大B．小球从B处到C处动能增大C．小球在B处比D处重力势能大D．小球在A、C、E三处机械能总量相等【答案】D【解析】A、小球从A处到B处，小球的质量不变，高度增加，重力势能增大，故A说法正确。B、小球从B处到C处，小球的质量不变，速度增大，动能增大，故B说法正确。C、B处和D处相比，小球的质量不变，B处高度大，则B处重力势能大，故C说法正确。D、小球在运动过程中，小球和空气之间存在摩擦，机械能转化为内能，所以在A处机械24 能最大，E处机械能最小，故D说法错误。故选：D。11．（2019•扬州）如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，墙壁足够高，则物块（　　）A．运动速度变大B．所受摩擦力变大C．动能先变大后不变D．机械能先减小后不变【答案】D【解析】用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上，此时重力与拉力是一对平衡力；当剪断细绳时，拉力消失，但同时用一个由零逐渐增大的水平作用力F压在物块上，则木块对墙面产生压力，进而产生沿墙壁向上的摩擦力，且摩擦力随着压力的增大而变大。开始时摩擦力较小，小于重力（f滑＜G），物块向下做加速运动；然后瞬间等于重力；再大于重力（f滑＞G），物块做减速运动；当速度为零时物体静止，此时静摩擦力等于物重（f静＝G）。则：A、物块的速度先变大再变小，故A错误；B、物块所受摩擦力先变大再变小后不变，故B错误；C、物块的动能先变大再变小，故C错误；D、物块向下滑落的过程中，需要克服摩擦力做功，机械能减小，当物块静止后，机械能不再变化，故机械能先减小后不变。故D正确。故选：D。12．（2018•镇江）如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③24 时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象，则（　　）A．区域①路面的粗糙程度比②的大B．拉力在区域①中做功的功率比②的小C．物块在区域①上所受的摩擦力等于2ND．物块在区域③上运动的时间可能为1s【答案】B【解析】由图知：物体在0～2s内做加速运动，在2s～3s内做匀速运动，且物体在0～2s内图象与2s～3s内图象与坐标轴围成的面积相同，说明物体运动的路程相同。即物体在0～2s内在区域①上做加速运动，在2s～3s内在区域②上做匀速直线运动，区域①表面上受到的摩擦力小于拉力F，在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。A、因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以区域①路面的粗糙程度比区域②的粗糙程度小，故A错误；B、拉力在两个区域上运动的距离相等，做功大小相等，作用时间不同，在区域①上运动时间长，功率小。故B正确；C、物体在区域①上受到的摩擦力小于F＝2N．故C错误；D、物块进入区域3时的速度为2m/s，做减速运动，在区域③的平均速度一定小于2m/s，所以运动时间一定大于1秒。故D错误。故选：B。13．（2018•徐州）一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段坑洼路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（　　）24 A．B．C．D．【答案】D【解析】汽车在泥泞的路面行驶时，受到的阻力变大了，需要增大其牵引力，所以汽车在整个行驶过程中，汽车的牵引力由小变大再变小，即经过泥泞路面时牵引力变大，经过泥泞路面后牵引力变小；汽车发动机的功率始终保持不变，经过泥泞路面时牵引力变大，由P＝＝＝Fv可知，汽车经过泥泞路面时的速度会变小，经过泥泞路面后速度会变大，且在经过泥泞路面前后速度是相同的。在s﹣t图象中，倾斜的直线表示s与t成正比，即物体做匀速直线运动；且图线越靠近s轴（倾角越大），说明物体速度越大。A图中，图线是倾斜的直线，说明汽车一直做匀速直线运动，不符合题意；B图中，图线表示汽车的速度先变大后变小，不符合题意；C图中，中间部分表示汽车往回行驶，不符合题意；D图中，图线表示汽车的速度先变小后变大，且经过泥泞路面前后速度是相同的，符合题意。故选：D。14．（2018•徐州）如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化（　　）24 A．只有动能和重力势能B．只有动能和弹性势能C．只有重力势能和弹性势能D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化【答案】D【解析】玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中，质量不变，速度变大，动能变大；弹簧高度降低，重力势能变小；同时弹簧要恢复原来的形状，形变变小，故弹性势能变小。综上分析可知，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化。故ABC错误，D正确。故选：D。15．（2018•苏州）质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A．只要A点高于D点，小环就能到达D点B．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变D．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变【答案】D【解析】24 （1）质量为m的小环在光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，不计空气阻力，小环的运动过程中机械能是守恒的，由A到B，小环的重力势能转化为动能，动能增加，机械能保持不变，故D正确；由B到C点动能转化为重力势能，重力势能增加，故C错误；由C到D重力势能转化为动能，由于机械能守恒，所以只要A点高于或等于C点高度，小环就能到达C点，从而到到达D点，故A错误；（2）小环到达D后，由于惯性会继续沿CD方向运动一段距离，故B错误。故选：D。16．（2018•连云港）如图所示，一物块从光滑斜面上A点由静止滑下，B为斜面AC的中点，设物块在AB段重力做功为W1，重力的功率为P1；在BC段重力做功为W2，重力的功率为P2，则下列关系正确的是（　　）A．W1＞W2，P1＞P2B．W1＝W2，P1＝P2C．W1＝W2，P1＜P2D．W1＜W2，P1＜P2【答案】C【解析】物块从光滑斜面上A点由静止滑下，由题意可知AB＝BC，所以物块在两段路程中下滑的高度h相同，物块的重力不变，由W＝Gh可知W1＝W2；物块从光滑斜面上A点由静止滑下，速度越来越快，则物块在AB段下滑的速度小于在BC段下滑的速度，又因为AB＝BC，所以物块在AB段所用时间大于在BC段下滑的时间，即t1＞t2，由P＝可知P1＜P2．故C正确。故选：C。24 17．（2018•盐城）小明将掉在地面上的物理书捡起来放在课桌上，他对课本所做功最接近于（　　）A．0.02JB．0.2JC．2JD．20J【答案】C【解析】一本物理课本的质量m＝200g＝0.2kg，G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，课桌高度约为1m，人对课本做的功：W＝Gh＝2N×1m＝2J。故选：C。二．填空题18．（2020•镇江）如图所示，某同学站在电梯内的电子秤上，在电梯向下匀速运动的过程中，该同学的重力势能　减小　，机械能　减小　（上述两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。在电梯减速停靠一楼的过程中，电子秤的示数比该同学所受重力　大　。【答案】减小；减小；大。【解析】电梯向下匀速运动的过程中，该同学的质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度减小，重力势能减小，所以机械能减小；电梯减速停靠一楼的过程中，人会向下做减速运动，则人所受的合力是向上的，而人受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，所以支持力大于重力，可得电子秤的示数比该同学所受重力大。19．（2020•无锡）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m324 ，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越　多　，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的　高度　有关；比较　a、c　可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。【答案】多；高度；a、c。【解析】（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法；（2）由a、b两图可知，物体的质量m1＝m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关；比较a、c两图可知，物体的质量m1＜m3，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。20．（2020•无锡）如图所示，把托板盖在支座上，将小钢球放在托板上，对准支座的正上方，压住底座，向后弯曲弹性片，松手后弹性片快速打击托板，弹性片的弹性势能转化为托板的　动　能，托板飞出。小钢球由于具有　惯性　，恰好落在支座内。【答案】动；惯性。【解析】24 向后弯曲弹性片，弹性片发生了弹性形变，具有弹性势能；松手后弹性片快速打击托板，托板的速度增大、动能增大，则该过程中弹性片的弹性势能转化为托板的动能；托板飞出时，由于小钢球具有惯性，仍然会保持原来的静止状态，则小钢球在重力作用下会向下运动，恰好落在支座内。21．（2020•连云港）在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分析图中两个圆斑大小，可推断：mA　小于　mB（选填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量　减少　（选填“不变”、“减少”或“增大”）。【答案】小于；减少。【解析】由图可知，皮球在纸上留下黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是B球质量较大，两球从同一高度处下落，原来B球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大；皮球从某一高度释放，落地后反弹上升，上升的最大高度比释放时的高度低一些，皮球上升过程中，高度增大，所以重力势能增加，皮球的机械能一部分转化为了内能，所以在整个运动过程中的机械能减少。22．（2019•镇江）自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为2m的虚线圆（圆心处为O）内时，宽度均为2m的两扇感应门立即向两边匀速开启，开启速度为0.1m/s，感应门在物体离开虚线圆后关闭，在水平地面上，人用100N的水平推力F推动宽D＝40cm的货物，使货物的中央沿虚线s垂直地匀速通过该门，此过程中货物受到的摩擦力大小为　100　N，从门开始开启到货物被推至门处的过程中，推力F做的功为　200　J；为能安全通过该感应门，货物运动的速度应不超过　1　m/s。24 【答案】100；200；1。【解析】（1）由题可知，人用100N的水平推力F推动宽D＝40cm的货物使其匀速通过，因而所受的摩擦力与推力为一对平衡力，即：货物受到的摩擦力：f＝F＝100N；（2）由题可知，F＝100N，在F的作用下货物运动了2m，所做的功：W＝Fs＝100N×2m＝200J；（3）由题可知，货物的宽度为D＝40cm，感应门打开的宽度至少为40cm，可知每扇运动的距离为s1＝0.2m，感应门运动的时间：t1＝＝＝2s物体的运动时间：t2＝t1＝2s货物的运动速度：v2＝＝＝1m/s。23．（2019•淮安）如图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验示意图（A为小球，B为木块）。在探究小球动能大小与速度的关系时，应保持小球的　质量　不变。本实验是通过木块B　被推动的距离大小　来反映小球动能的大小。【答案】质量；被推动的距离大小。【解析】在探究小球动能大小与速度的关系时，根据控制变量法的操作原则，应当保持小球的质量不变，本实验是通过木块B被撞击后前进的距离来反映小球动能大小的；24．（2019•宿迁）会荡秋千的人，不用别人帮助，就能把秋千荡得很高。做法是：当人从高24 处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，将更多的重力势能转化为　动　能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，增加了　机械（重力势）　能。如此循环往复，机械能越积越多，秋千就越荡越高。【答案】动；机械（重力势）。【解析】由题意可知，当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，可以获得更大的速度，将更多的重力势能转化为动能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，此时高度增加，重力势能增大，从而增加了机械（重力势）能。25．（2019•无锡）如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的端部，然后用手将锯条的端部压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的　重力　势能。增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的　弹性形变程度　越大，它的弹性势能越大。【答案】重力；弹性形变程度。【解析】松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能最终转化为棋子的重力势能。增加钢锯条被下压的距离，钢锯条形变更大，发现棋子被弹起的高度增加，表明物体的弹性形变程度越大，它的弹性势能越大。26．（2019•连云港）小明同学用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功　200　J，购物车的重力做功　0　J；一个皮球落地后弹起，弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量　减少　（选填24 “增加”、“减少”或“保持不变”）。【答案】200；0；减少。【解析】（1）推力对购物车做功W＝Fs＝20N×10m＝200J，（2）购物车在水平地面上移动4m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；（3）皮球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，即机械能减少。27．（2019•南京）如图为一辆正在匀速行驶喷射水雾的环保车，它的动能　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”），水雾喷出后一会儿就消失了，其中发生的物态变化是　汽化　，此过程需要　吸　热。【答案】减小；汽化；吸。【解析】水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水，速度不变，质量减小，所以动能减小，则机械能减小；水雾喷出后一会儿就消失了，是由于水吸热后汽化变为水蒸气了。28．（2018•无锡）如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在　b　（选填“a“”、“b”或“c”）位置机械能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的　弹性势能　。【答案】b；弹性势能。【解析】由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b24 运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能会变小。因此，在b点时小球的机械能最大。29．（2018•淮安）极限跳伞是一项惊险体育运动。如图所示，跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能　减小　，机械能　减小　，跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以　自己　为参照物。【答案】减小；减小；自己。【解析】跳伞员在匀速下落过程中，其质量不变，高度减小，所以其重力势能减小；速度不变，动能不变；机械能等于动能与势能的总和，故机械能减小；若跳伞员看到地面“迎面扑来”，则他是以自己为参照物的；30．（2018•宿迁）如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C．球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线所示。（1）根据　球陷入沙中的深度　可以判断出　A　球释放前的重力势能最大。（2）比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是　质量　；（3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为　动能　。【答案】（1）球陷入沙中的深度；A；（2）质量；（3）动能。【解析】（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领最强，则小球陷入沙中越深；24 图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大；（2）比较A、C两球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；（3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能主要转化为动能。31．（2018•扬州）如图所示，探究重力势能的大小与哪些因素有关时，为了显示重力势能的大小，甲用橡皮泥代替沙子，乙用海绵代替沙子，你认为更合适是　甲　（甲/乙）的方法，理由是　橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较　。【答案】甲；橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较。【解析】本实验是通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断影响金属块的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲的方法；32．（2018•连云港）如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将　动　能转化为　重力势　能储存起来，此过程中机械能总量　减少　。【答案】动；重力势；减少。【解析】列车进站时爬坡，速度减小，高度增大，通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来；出站时下坡，高度降低，速度增大，再将储存的重力势能转化为动能；列车在运动的过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能会减少。三．实验探究题24 33．（2020•镇江）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景。（1）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和　③　（选填“②”、“③”或“④”）进行实验；选用场景③和④进行实验时，可探究小车动能与　速度　的关系。（2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越　多　，木块被碰撞后在木板上　滑行的距离越长　。（3）若将场景①和②中的木块均移走，利用这两个场景可探究　阻力（或摩擦力）　对物体运动的影响。为提高实验结论的准确性，还需再增加一次实验，为此，在场景①的基础上，你所作的调整是：　在木板上铺设玻璃板（或毛巾）　。【答案】（1）③；速度；（2）多；滑行的距离越长；（3）阻力（摩擦力）；在木板上铺设玻璃板（或毛巾）。【解析】（1）为探究小车动能与质量的关系，应让两质量不相同小车分别从同一斜面同高度由静止滑下，小车的质量不同，初速度相同，所以可探究动能与小车的质量的关系；应选场景①和③。选用场景③和④进行实验时，控制了两小车的质量相同，初速度不同，所以可探究动能与小车的速度的关系。（2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越多，木块被碰撞后在木板上滑行的距离越长。（3）若将场景①和②中的木块均移走，完全相同的两小车到达水平面时初速度相同，水24 平面的粗糙程度不同，小车的滑行距离不同，据此场景可以探究摩擦力对物体运动的影响。为提高实验结论的准确性，应改变水平面的粗糙程度进行重复实验，得到普遍性规律，还需再增加一次实验；为此，在场景①的基础上，所作的调整是：在木板上铺设玻璃板（或毛巾）。34．（2018•泰州）某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动。（1）小明用两辆相同的小车，在其中一辆小车上放一个砝码，然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放，撞击置于水平面上的木块，如图（a）。①将小车从同一位置处释放，目的是为了控制小车到达水平面的　速度　相同。②通过比较　木块被推出的远近　来比较小车动能大小。根据实验得出结论：动能大小与质量大小有关。（2）小红改变实验方案：让同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上的木块，如图（b）。发现：木块滑行的距离不一样远。根据这一现象，能做出以下哪个判断？　C　。A．动能大小与质量无关，一定还与其他因素有关B．动能大小除了与质量有关外，一定还与其他因素有关C．不能判断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关【答案】（1）速度；木块被推出的远近；（2）C。【解析】（1）要探究动能大小与质量的关系，需控制速度相同，为了使小车在水平面运动时的起始速度相等，需将质量不同的小车从斜面上的同一高度处由静止滑下；通过木块被推出距离的多少可看出小车动能的大小；（2）同一小车，从同一斜面的不同高度由静止释放，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大，小车质量一定，不能判24 断物体动能大小是否与质量有关，动能大小一定与质量外的其他因素有关；故选C。四．解答题（共1小题）35．（2020•扬州）阅读短文，回答问题。2019年12月17日，我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军。据公开资料显示，“山东舰”舰身长315米，舰宽约75米，满载排水量在6万吨左右，至少可以搭载36架歼﹣﹣15舰载机。航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞的飞行仰角为14°。“山东舰”是典型的常规动力航母，采用了全新的动力组，“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨，若以20节航速航行，每天大约消耗1100吨燃料。如表为歼﹣﹣15主要参数（g取10N/kg）空重17500kg空载起飞距离105m正常起飞重量27000kg满载起飞距离195m最大起飞重量32500kg发动机2×WS﹣10加力涡扇发动机爬升率325米/秒正常起飞推力2×117600N最大速度2.4马赫应急起飞最大推力2×125400N（1）若航母正常航行时发动机的功率为1.5×105kW，速度为36km/h，则牵引力为　1.5×107　N，经过2h航行距离为　7.2×104　m。（2）歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的动能　增大　、重力势能　增大　，该过程中飞机发动机推力所做的功为　2.4696×107　J。（3）航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计的目的是　舰载机在较短的距离内获得较大的升力便于起飞　。（4）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见：　常规动力航母改建成核动力航母　。24 【答案】（1）1.5×107；7.2×104；（2）增大；增大；2.4696×107；（3）舰载机在较短的距离内获得较大的升力便于起飞；（4）常规动力航母改建成核动力航母。【解析】（1）航母正常航行时发动机的功率P＝1.5×105kW＝1.5×108W，速度v＝36km/h＝10m/s，由P＝＝＝Fv可得，航母正常航行时发动机的牵引力：F＝＝＝1.5×107N；由v＝可得，经过2h航行距离：s＝vt＝36km/h×2h＝72km＝7.2×104m；（2）歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的质量不变，速度变大，高度增加，则飞机的动能增大、重力势能增大，该过程中飞机发动机推力所做的功：W＝F′s′＝2×117600N×105m＝2.4696×107J；（3）舰载机的升力是根据流体压强与流速的关系来获得的，航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计可以在相同时间内，上方空气通过的路程较长，速度较大，根据流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小可知，舰载机在较短的距离内获得较大的升力，从而便于舰载机起飞；（4）由题意可知，“山东舰”的燃料储备量大，且每天以20节航速航行时的消耗量非常大，不利于航母的续航，为了提高航母的续航能力能源可以改为核动力。24