專題10：功與能的綜合題突破與提高

一'單選題

1.“勝哥”在研學活動中與同學們一起坐過山車。過山車會由機械將車體送至左側高臺上，推

出高臺后便不再提供動力，下列過山車模型中，一定無法到達右邊平臺的是（）

2.小科通”正在觀看《小球下滑》科學視頻，如圖所示，為兩個光滑的圓

弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質量為m的物體從左側圓弧槽A點由靜止釋放，最

高到達右側圓弧槽B點處；然后再次滑下，最高到達左側圓弧槽C點處。其中A、B兩點距離

水平面的高度分別為H、h（忽略空氣阻力），C點距離水平面的高度為（）

A.2h-HB.H-hC.0.25HD.O.5h

3.小科通”觀看了《蹦極的科學原理》科學視頻，對相關知

識有了深刻的理解，掌握了這類題的解法。如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性

繩一端固定在。點，另一端系住運動員，運動員從o點自由下落，a點處彈性繩自

然伸直，c點是運動員到達的最低點，最后靜止時運動員停在b點，運動過程中忽

略空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A.從a至c運動員一直在克服重力做功

B.在下落過程中，運動員經過b點時受到的是平衡力

C.從o至a運動員機械能不守恒。從a至c運動員機械能守恒

D.從。至a運動員速度增大，從a至c運動員速度減小

4.將一物體從地面豎直上拋，物體上拋運動過程中所受空氣阻力大小與速度大小成正比，設物

體在地面時的重力勢能為零，則物體從拋出到落回原地的過程中，物體的機械能E與物體距離地

面高度h的關系，如下圖所示中描述正確的是（）

終恰好落在d處停下如圖。觀察小球滾動的全過程，下列圖像中有關能量隨小球位置變化的大致

6.如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓

力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電

路。壓力傳感器不受力時電流表示數是lo。t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜

止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，

如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示數I隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則（）

B.t2時刻，彈簧的彈性勢能最小.

C.t2~t3這段時間內，彈簧的彈性勢能先增加后減少

D.12r3這段時間內，小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能

7.2023年的植樹節，我國利用無人機在沙淡地區播撒植物種子。如圖所示的小型四旋賀無人

機是一種能夠垂直起降的小型退控飛行器。若質量m=2kg的無人機從地而上由靜止開始豎直向

上起飛，20s末無人機離地高度h=50m,整個運動過程中電動機提供升力F=-24N,所受空氣阻

力f大小不變,且無人機動能增加量AE=25J。已知動力系統的電動機工作電壓U=25V,電流I=3A。

下列說法不正確的是（）

A.無人機在上升過程中做加速運動

B.20s內電動機輸出的機械能（升力所做的功）為1200J

C.所受空氣阻力f為4N

D.該電動機的線圈電阻的為1.7歐

8.如圖為“勝哥”自制的投石車，ABCD為重物投擲過程中的四個點，A為重物離開投石車的

瞬間,B為重物到達的最高點,C點高度等于A,D為重物著地前瞬間。則下列說法正確的是（）

A.B點時重物動能為零

B.從A點到D點重物的機械能守恒

C.C點的動能小于A點

D.從B點到C點減小的重力勢能全部轉化為動能

9.體重為80kg的工人利用如圖滑輪組將一質量為60kg的重物A勻速提

升1m,此時該滑輪組的機械效率為75%（不計繩重與摩擦，g取10N/kg）,

小明對此工作過程及裝置作出了論斷，下列論斷正確的是（）

A.動滑輪重為200N

B.此過程中，工人對地面的壓力為600N

C.重物勻速上升過程中機械能不變

D.若增大重物A,滑輪組機械效率不變

10.如圖所示，一輕質彈簧一端系在墻上的O點，自由伸長到B點，今將一小物體m連在彈簧

上，并把彈簧壓縮到A點，然后釋放，小物體能運動到C點靜止，物體與水平地面間的摩擦力

恒定，下列說法中正確的是（）

A.物體從A到B動能越來越大，從B到C動能越來越小

B.物體從A到B動能越來越小，從B到C所受合力不變

C.物體從A到B動能先增大后減小，從B到C動能一直減小

D.物體在B點動能最大

11.“蹦極”是一種富有刺激性的勇敢者的運動項目，如圖所示。一根彈性橡皮七

繩，一端系住人的腰部，另一端系于跳臺，當人下落至圖中A點時，橡皮繩剛?I

好被伸直，C點是游戲者所能達到的最低點，當人下落至圖中B點時，橡皮繩I

對人的拉力與人受到的重力大小相等。對于游戲者離開跳臺到最低點的過程中

（不考慮空氣阻力），下列說法正確的是（）

A.游戲者的動能一直在增加

B.游戲者到達C點時，重力勢能全部轉化為動能

C.游戲者到達B點時，游戲者的動能增加到最大值

D.游戲者從C點向B點運動的過程中，重力勢能轉化為動能和彈性勢能

二'填空題

12.小科通”學習了斜面原理的課程后，對相關知識有了深刻的理解。如圖，

小科利用兩個傾角不同的斜面進行實驗.若甲乙斜面光滑，則拉力F甲F乙.將木塊分

別從兩光滑斜面頂端自由釋放，則木塊到達斜面底端的速度v甲v乙.（選填

或"="）

13.如圖甲乙兩個軌道形狀相同，有一半徑為R的!圓弧槽與粗糙程度相同的水平面相連，但是

甲的5圓弧是是光滑的，乙的J圓弧槽是粗糙的，現將質量為m兩個完全相同的物體從斜面頂端

由靜止釋放，在甲軌道水平面上滑行距離為S1后靜止；而在乙水平面上滑行距離為S2后靜止。

求:

（1）乙圖中物體在水平面上的摩擦力為

（2）乙中物體在粗糙的J孤槽上（運動這段時間內，若克服摩擦力做的功全部轉化為內能并

被該物體吸收。則物體上升的溫度為（物體比熱容為C）。

14.如圖甲所示，在粗糙的斜面底部固定一個可伸縮的輕質彈簧，現將質量為m的物塊左側由

高度為ha的A點沿斜面向下壓縮彈簧至高度為hb的B點并由靜止釋放，物塊沿斜面向上滑動，

最終靜止在斜面上高度為hd的D點：

若換成表面光滑、其他條件完全相同的斜面，仍將質量為m的木塊左側從A點沿斜面向下壓

縮彈簧至B點由靜止釋放（如圖乙所示），物塊沿斜面向上滑至高度為人的最高處C后。在斜

面上的BC兩點間來回滑動。

已知斜面上AB的長度為Si,AD的長度為S2,AC的長度為S3,則：

（1）甲圖中，物塊離開彈簧后，沿斜面向上滑動最終靜止在D點的過程中受到的摩擦力方向

為o（選填“向上”，“向下”或“先向下后向上”）

（2）甲圖中物塊沿斜面向上滑動時受到的摩擦力大小為。（用

字母表示）

（3）乙圖中，若把物塊換成材料相同，質量為2m的大物塊，仍將彈簧壓縮到B點后重復上

述過程，則大物塊沿斜面向上滑動到的最高位置與C點相比將。（“變高”“變低”或“不

變”）

15.如圖，小成設想利用升降臺讓球越彈越高。將球從M點豎直向下以某速度拋出，球經靜止

在位置a的臺面反彈后，到達的最高點為N。經臺面反彈后上升過程中，球的動能（選

填“變大”、“不變”或“變小”），N點（選填“可能”或“不可能”）比M點高。球從N點

下降時，臺面己升至合適的位置b并保持靜止，球再次反彈后，到達的最高點P的高度位置將

（選填“高于”、“低于”或“等于"）N點高度。（不考慮碰撞時能量的損失）

?M

匚二二二二二二二位置b水平臺面

?:位置a水平臺面

16.小科在“勝哥”的指導下用小球和彈性很好的輕質橡皮筋等器材進行了如下實驗（不考慮空

氣阻力）。讓系于橡皮筋一端的小球，從O點的正下方的P點由靜止釋放，分別經過a、b、c

三點，如圖甲所示。整個下落過程中，橡皮筋所受彈力F與小球下落高度h的關系如圖乙所示;

小球的速度v與下落高度h的關系如圖丙所示。

（1）小球從a點運動到c點的過程中，小球下落速度的變化情況是0

（2）當橡皮筋的伸長量最大時，小球的速度為（選填“Va”、“Vb”或“0”）。

（3）已知該橡皮筋每受到0.3N的拉力就伸長1cm,經測量小球從P點下落到a、b、c三點

的距離分別為：ha=0.4m,hb=0.5m,hc=0.7m?則實驗中所用小球的重力為。

三'實驗探究題

17.如圖甲所示是我們常見的按壓式圓珠筆。小明利用圓珠筆開展了以下實驗研究。

實驗一：研究彈簧彈力與壓縮量的關系，實驗數據記錄如下表:

序號鉤碼質量（g）彈簧壓縮量x（mm）彈簧彈力F（N）k

15020.50.25

2100410.25

實驗二：先將筆倒立向下按壓然后放手，筆將向上彈起一定的高度。彈跳過程可以分為三個

階段：

①把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面（見位置a）；

②由靜止釋放，外殼豎直上升，彈簧恢復到原長（見位置b）；

③筆繼續上升到離桌面2cm的最高處（見位置c）開始下落。

(1)實驗一表中的“k”應該填入的項目是：o

(2)筆在上升過程中，筆的外殼的最大速度處于位置之間o(選填“ab”或“be”)

(3)若不計一切摩擦，請說明從a到b到c位置筆的內芯的機械能變化情

況。

18.風油精和蚊香片是常用的驅殺蚊用品，小明想知道在電熱蚊香片上滴加少許風油精是否會更

加有效的驅殺蚊子。

現有如下的材料可供實驗：蚊香片(有A、B兩種類型)、蚊香器、風油精、蚊子(數量足

夠)、圓筒密閉裝置若干個。

老師建議：少許風油精滴兩滴即可，其他實驗用量合理比例：1個圓筒密閉裝置：1個蚊香

器：300只蚊子。

(1)蚊香器在工作時，將電能轉化為o

(2)請結合老師的建議，寫出該實驗的步驟；

19.某國某列車在行駛時遭遇特大沙塵暴，列車從第1節車廂到第11節車廂相繼被吹翻。看了

這個報道后，“勝哥”為探索沙塵暴的威力，進行了模擬研究。如圖為測定沙塵暴風力的實驗裝

置圖，其中AB是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲阻值較大，一質量和電阻都

不計的細長金屬絲一端固定于O點，另一端懸掛球P,無風時細金屬絲豎直，恰與電阻絲在B

點接觸，有風時細金屬絲將偏離豎直方向，細金屬絲與電阻絲始終保持良好的導電接觸。研究小

組的同學對此裝置分析中，知道金屬球單位面積上所受到的水平風力大小與電壓表的讀數成正比,

空氣密度為L3kg/m3,沙的密度為2.5xl03kg/m3。他們對決定金屬球單位面積上所受到的風力大

小的因素，進行了如下的實驗研究：

①在含沙量相同條件下，改變風速，記錄不同風速下電壓表的示數如下:

風速(m/s)5101520

電壓表示數(V)0.62.45.49.6

②在風速大小相同條件下，改變風中空氣的含沙量，記錄不同含沙量下電壓表的示數如下:

含沙量(kg/m3)1.12.23.34.4

電壓表示數(V)2.33.54.65.8

(1)根據上述實驗結果，你能得出單位面積上所受到的風力大小的關系式為：

(設比例系數為％)。

(2)若(1)中的比例系數上的大小為0.5,已知：車廂的高度為3m,車廂的長度為25m,

車廂質量為50t,鐵軌間距為1.5m,In?沙塵暴中含沙塵2.7kg,請根據(1)中的關系式計算當

時的風速至少為多大？

20.同學們所用的筆，有些在靠近筆端的地方裝有一個輕質彈簧(如圖1所示)。

小文和小軍各自拿自己裝有彈簧的筆玩彈筆游戲。結果發現小軍的筆彈得高一些，小文分析：

筆彈起的高度與筆內彈簧的彈性勢能的大小有關，那么彈簧彈性勢能的大小又跟什么因素有關呢？

小文猜想：

①彈簧彈性勢能的大小可能跟它的材料有關；

②彈簧彈性勢能的大小可能跟它彈性形變的程度有關

(1)小文利用兩個外形完全相同但材料不同的彈簧A和B、一個小鋼球、一個輕木塊，在同

一水平面上進行了如圖2所示的實驗，此實驗是為了驗證猜想,實驗中彈性勢能的大

小是通過來體現的o

(2)小文設計了一個實驗方案來驗證另一個猜想：

a.將小球置于彈簧A右端，使彈簧壓縮2cm,放手后小球彈出，與木塊相碰，木塊移動的距

離為si；b.把小球置于彈簧A右端，使彈簧壓縮的程度稍大一些，放手后小球彈出，與木塊相碰，

觀察小球撞擊木塊后木塊移動的距離S2。再換彈簧B重復上述a、b兩個步驟，比較兩次實驗中

Sl、S2的大小，得出結論。若S1<S2,則說明0

四'解答題

21.我國有雨熱同期的氣候特點，在眾多的河道口處建有水閘門，通過控制進水量或出水重，起

到防旱排澇的作用。小明設計了圖甲所示的水閘門自動控電路，鋼繩一端連接壓片，并壓在力

敏電阻R上，鋼繩另一端繞過滑輪，連在電動機轉軸上，利用電動機實現水閘門以2厘米/秒的

速度上升或下降，且電動機轉動方向受電流方向控制。NN是連接鐵桿（沒有連進電路），使兩個

可轉動的開關能一起運動，剛開始由于重力作用開關連在3和5兩個接線柱上，此時電動機正轉

將水閘門升起，當水閘門在水中深度穩定不變時，滑動變阻器接入電路的阻值為30歐姆，此時

通過電磁鐵的電流為0.3安。已知水閘門重11噸，厚0.2米，寬5米，高11米。控制電路電壓

U2=12伏，力敏電阻R隨壓力變化關系如圖乙所示。壓片、鋼繩、滑輪的重力忽略不計，電磁

甲J

（1）若要使水閘門下降，則開關應連接的接線柱是O

（2）請計算水閘門深度穩定時，在水中的深度為多少？

（3）小華從能量守恒的角度分析，認為若忽略電動機發熱等所有的能量損耗，電動機勻速拉

動水閘門過程中，電動機消耗的電能就等于水閘門增加的重力勢能，你是否同意小華的觀點，并

解釋理由。

22.2022年北京承辦了冬季奧運會。越野滑雪是世界運動史上最古老的運動項目之一。滑雪賽

道的設置和運動員的姿勢能夠影響到滑雪速度。

資料1：北京冬奧會越野滑雪賽道的設置

①如甲圖為某越野滑雪場所處區域的等高線圖，虛線處設置為滑雪賽道。

②賽道表面雪的厚度需達到6-8米。雪內有很多小孔，小孔內充滿空氣。滑雪時，踏著滑雪

板的人把重都壓在滑雪板上時，雪內的空氣就會被逼出。

資料2：滑雪運動員的姿勢。滑雪過程中，運動員通過一個凹形軌道助滑后，在起跳的瞬間用

力一蹬伸展身體，調整好姿勢在空中飛行。

結合上述信息并運用所學知識，解釋越野滑雪賽道的設置以及滑雪運動員起跳蹬腿能加快滑

雪速度的原因。

23.在如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，R的阻值為8Q,燈泡L的電流隨電壓變化的關系

如圖乙所示。閉合開關，燈泡L兩端的電壓為8V。求：

(1)電源電壓；

(2)將圖甲中的R換成和L一樣的燈泡，10s內一個燈泡消耗的電能;

(3)將圖甲中R和L由串聯改為并聯，整個電路的電功率。

24.我國某汽車企業發布、使用了全球最先進的鋰電池一“刀片電池”。如圖所示為一種采用該

鋰電池的電動汽車，該鋰電池的容量約為84kW.h,整車質量約2440kg。

(1)該車采用140kw直流快充充電技術，則理論上將鋰電池電量從20%充至80%的時間

為o

(2)若僅靠鋰電池驅動，質量為80kg的汪老師駕駛充滿電的該電動汽車能以80km/h的速度

在水平路面上勻速行駛540km。已知行駛時的阻力為車對地面壓力的0.02倍，則該電動汽車勻

速行駛時所受的牽引力大小為多少？該電動汽車的電動機效率是多少？

25.

(1)如圖甲所示是一個核桃破殼器。破殼時，手柄可以看成

一個杠桿。圖乙為其簡化的示意圖。請在乙圖中畫出：

a.B點受到的阻力F2的力臂12；

b.作用在A點的最小動力Fi?

(2)工人師傅利用如圖甲所示的滑輪組搬運石材質量為1.8xl03kg的石材放在水平地面上，

在拉力F的作用下沿水平方向做勻速直線運動，其路程隨時間變化的圖象如圖乙所示。石材在水

平方向上受到的阻力為石材重的01倍，滑輪組的機械效率為75%,滑輪組和繩子的自重不計。

(g=10N/kg)求:

a.石材受到的阻力;

b.在石材移動40s過程中，工人作用在繩子自由端的拉力F。

26.為了將放置在水平地面上重G=100N的物體提升一定高度，小科設計了圖1滑輪組裝置、

當小科用圖2甲所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時，物體的速度和物體上升的高度隨時

間變化的關系分別如圖乙和丙所示。（不計繩重和繩與輪之間的摩擦）

（1）1?2s內，拉力F做的功是多少？

（2）動滑輪的重力是多少？

（3）若繩子能承受的最大拉力為1500N,小科同學重為500N,雙手能提供的最大拉力為600N,

他站在地面用雙手向下拉繩子使物體勻速上升，能提升的最大重力為多大的物體？

27.如圖所示是現代化港口的一種新型吊運設備的簡化模型示意圖，圖中虛線框里是滑輪組（未

畫出），滑輪組繩子的自由端由電動機拉動。用該吊運設備先后搬運水平地面上的長方體形集裝

箱A和B。A和B的底面積、高度、密度大小關系如下表所示。

胃廠1r電動機

集裝箱AB

滑輪組繩子r■；

自由端底面積SS/—SoSB=2so

局度hhA=3h0hB=2ho

滑輪組掛鉤

二2機

密度PPA=2PoPB=P。

集裝箱A在地面上靜止，當受到滑輪組掛鉤豎直向上的拉力為1500N時，地面對A的支持力

為Ni；集裝箱B在地面上靜止，當受到滑輪組掛鉤豎直向上的拉力為2000N時，地面對B的支

持力為爪2。已知N1=3N2。

在吊運集裝箱A的過程中，當繩子自由端拉力為1125N時，集裝箱A勻速豎直上升，繩子自

由端拉力的功率為2250小，滑輪組的機械效率為80%；在吊運集裝箱B的過程中，集裝箱B勻

速豎直上升了8加。不計繩的質量，不計滑輪與軸的摩擦。求：

(1)集裝箱A和B的重⑥和GB；

(2)集裝箱A勻速豎直上升的速度；

(3)集裝箱B勻速豎直上升8血的過程中，繩子自由端拉力做的功。

答案解析部分

1.【答案】D

【知識點】能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】首先在不考慮摩擦和空氣阻力時，根據各選項過山車在出發點速度是否為零，

分別對過山車運行過程中能夠達到的最高點與實際最高點相比較，即可分析出過山車能否通過最

高點，如果過山車能夠通過最高點，再比較右邊平臺高度與出發點高度的關系，確定能否到達右

邊平臺；最后再結合實際運行過程中存在摩擦和空氣阻力導致機械能減少進行判斷哪個選項符合

要求。【解答】在過山車運動過程中，發生動能和勢能的相互轉化，下降時重力勢能轉化為動能，

上升時動能轉化為重力勢能。在實際運行中由于摩擦和空氣阻力的存在，克服摩擦做功，部分機

械能會轉化為內能，導致過山車的機械能逐漸減少；設左側平臺的高度為反；

A.圖中過山車在出發點速度vo=v,不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的

最大高度必超過ho,在圖中過山車整個運行過程中的任意一點的高度均小于ho,所以物體在整個

運行過程中，動能不為零，速度均不為零，物體能夠順利到達右邊平臺。在實際運行中由于存在

摩擦和空氣阻力，會有部分機械能轉化為內能，導致運行過程中機械能持續減少，如果損失的機

械能不多，則依然有可能過山車順利到達右邊平臺，故A不合題意；

B.圖中過山車在出發點速度為零，不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的

最大高度為ho,在圖中過山車整個運行過程中的任意一點的高度均小于ho,所以物體在整個運行

過程中，動能不為零，速度均不為零，物體能夠順利到達右邊平臺。在實際運行過程中，肯定會

有機械能的損失。如果機械能損失的不多，那么過山車可能到達右邊平臺，故B不合題意；

C.圖中過山車在出發點速度vo=v,不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的

最大高度大于ho,圖中過山車運行過程中的最高點超過ho,但只要過山車速度足夠大，過山車依

然能夠通過最高點，到達右邊平臺；在實際運行中由于存在摩擦和空氣阻力，會有部分機械能轉

化為內能，導致運行過程中機械能持續減少，如果損失的機械能不多，則依然有可能過山車順利

到達右邊平臺，故C不合題意；

D.圖中過山車在出發點速度為零，不考慮摩擦和空氣阻力時，過山車在運行過程中能夠達到的

最大高度為ho,在圖中過山車運行過程中的最高點為ho,過山車到達最高點時的速度為零，由于

慣性，過山車仍然能夠經過最高點；在實際運行中由于存在摩擦和空氣阻力，會有部分機械能轉

化為內能，導致運行過程中機械能持續減少，則過山車在到達最高點之前速度已經為零，過山車

將不能通過最高點，一定無法到達右邊平臺，故D符合題意。

故選D。

2.【答案】A

【知識點】能量的轉化與守恒定律

【解析】【分析】已知物體的質量和A點到水平面的高度，根據W=Gh求得物體從A點滑到水

平面時，重力做的功。物體在圓弧槽內滑動時，重力勢能和動能相互轉化，機械能守恒，在水平

面上滑動時，動能轉化為內能，消耗部分機械能。當物體在B點時，根據W=Gh求得物體的重

力勢能，結合原來的重力勢能，求得物體在水平面上損失的機械能，進一步求得C點的高度。

【解答】根據圖片可知，物體從A點滑到水平面時，重力做的功為：W=GH=mgH,

即物體在A處具有的重力勢能為：EPA=mgH,

物體在B處具有的重力勢能為：EPB=mgh,

則物體在水平面上消耗的機械能為：AE=EpA-EPB=mgH-mgh,

當物體從B處到達C處時,物體具有的重力勢能為:Epc=EpB-AE=mgh-（mgH-mgh）=2mgh-mgH,

則C點距離水平面的高度為廄=窄=2mg*:gH=2h—H。

故選Ao

3.【答案】B

【知識點】力與運動的關系；功的計算公式的應用；能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】（1）根據W=Gh分析判斷；

（2）當物體處于勻速直線運動狀態或靜止狀態時，處于平衡狀態，受到平衡力；

（3）根據能量轉化的過程分析；

（4）根據力與運動的關系判斷。

【解答】運動員最終靜止在b點，此時處于平衡狀態，即重力和彈力平衡，則彈力等于重力，故

B正確；

從a到b時，彈力小于重力，合力向下，此時重力做功；從b到c時，此時彈力等于重力，合力

向上，克服重力做功，故A錯誤；

從。到a時，運動員只受重力，沒有能量損失，這段時間機械能守恒；從a到c時，運動員受到

重力和彈力，它的機械能會轉化為彈性勢能，這段時間機械能不守恒，故C錯誤；

從o到a時，運動員只受重力，合力方向與運動方向一致，做加速運動。從a到b,彈力小于重

力，合力向下，這段時間仍然做加速運動；從b到c時，彈力等于重力，合力向上，這段時間做

減速運動，故D錯誤。

故選Bo

4.【答案】D

【知識點】能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】只有重力對物體做功時，物體的機械能守恒，由于物體受空氣阻力的作用，所

以物體的機械能要減小，減小的機械能等于克服阻力做的功.【解答】由于物體受空氣阻力的作

用，所以物體的機械能要減小，減小的機械能等于克服阻力做的功。設阻力的大小為f,則物體

的機械能為E=Eo-fh,如果阻力大小恒定，那么上升過程中機械能的減小圖像為一條傾斜的直線，

但是實際速度逐漸減小，那么空氣阻力f也逐漸減小，因此機械能減小的程度在變慢，所以圖像

為一條略向上彎曲的曲線；

在返回的過程中，如果阻力大小恒定，機械能還是均勻減小的，那么圖像是一條傾斜的直線，而

實際情況是速度增大，阻力增大，那么機械能減小的速度在變大，因此圖像為一條略向下傾斜的

直線。

當返回地面時，物體還有動能，所以物體的機械能不會是零，故D正確，而ABC錯誤。

故選D。

5.【答案】D

【知識點】動能和勢能的大小變化；動能和勢能的轉化與守恒

【解析】【分析】物體的機械能由重力勢能和動能組成，當除重力外的其它外力不做功時，其機

械能大小不變，做負功時，機械能大小減小。

【解答】重力勢能大小與重力大小和相對于地面高度有關，當其下滑時，重力勢能先變小再變大，

再變小后再變大，由于最后高于小于原高度，故重力勢能比原高度要小，且不為零，故AB錯誤；

小球的動能與質量和速度大小有關，故其動能先增大再減小，再增大(c-b此時動能小于第一次

經過時的動能)，最后上升到最高處減小為零，故D正確。

故答案為：D

6.【答案】D

【知識點】力與運動的關系；勢能的影響因素；動能和勢能的轉化與守恒

【解析】【分析】(1)當電流表示數為I。時，表示壓力傳感器不受力，ti時刻小球剛好接觸彈簧，

根據小球的受力情況判定小球速度的變化。

(2)當電流表示數變大時，表示壓力傳感器的電阻阻值減小，表明壓力傳感器受到的壓力增大，

說明此時小球處于下落壓縮彈簧的過程；電流表示數最大時，說明小球下落到最低點。

(3)當電流表示數變小時，表示壓力傳感器的電阻阻值增大，表明壓力傳感器受到的壓力減小，

說明此時是彈簧把小球彈起的過程，小球處于上升過程，根據彈簧形變程度分析彈性勢能的變化。

(4)小球在向上彈起的過程中，注意速度和高度都在增大，據此分析彈性勢能的轉化情況。

【解答】A.h時刻時，電流表示數為Io,表示壓力傳感器不受力，h時刻小球剛好接觸彈簧，此

時小球受到重力和彈力的作用，重力大于彈力，小球繼續向下做加速運動，動能會變大，故A

錯誤；

B.t2時刻時，電流表示數最大，表示壓力傳感器的電阻阻值最小，表明壓力傳感器受到的壓力最

大，說明此時小球把彈簧壓縮到最低點，彈簧的彈性形變程度最大，彈性勢能最大，故B錯誤；

C.t2?t3這段時間內，電流表示數變小，表示壓力傳感器的電阻阻值增大，表明壓力傳感器受到

的壓力減小，說明此時是彈簧把小球彈起的過程。這個過程中，彈簧逐漸恢復原來的長度，即形

變程度逐漸減小，則彈性勢能逐漸減小，故C錯誤；

D.t2?t3這段時間內，彈簧恢復原狀，小球的高度增大且速度增大，則彈簧的彈性勢能轉化成動

能和重力勢能，因此小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能，故D正確。

故選D。

7.【答案】C

【知識點】功的計算公式的應用；焦耳定律的計算公式及其應用

【解析】【分析】(2)(3)已知無人機的質量，根據G=mg計算無人機的重力，根據W=Gh

計算無人機克服重力做功，根據W=Fs計算20s內電動機輸出的機械能(升力所做的功)；

根據能量守恒定律可知無人機克服重力做功、無人機動能增加量、無人機克服空氣阻力做功之和

等于電動機輸出的機械能，無人機動能增加量AE=25J,進一步計算無人機克服空氣阻力做功，

根據W=fs計算無人機所受空氣阻力；

(1)無人機受到的重力方向向下，空氣阻力方向向下，升力方向向上，計算無人機受到的合力，

進一步分析無人機在上升過程中的運動狀態；

(4)根據W=UIt計算20s內電動機消耗的電能，電流通過電動機線圈產生的熱量等于電動機消

耗的電能與輸出的機械能之差，根據R=孕計算線圈的電阻。【解答】無人機的重力：

It

G=mg=2kgx10N/kg=20N,

無人機克服重力做功：W1=Gh=20Nx50m=1000J,

20s內電動機輸出的機械能(升力所做的功)為：W2=Fh=24Nx50m=1200J,故B正確不合題意；

無人機動能增加量AE=25J,根據能量守恒定律可知無人機克服空氣阻力做功：

,

W=W2-W1-AE=1200J-l000J-25J=175J,

無人機所受空氣阻力：5=史="/=35%，故C錯誤符合題意；

7h50m

無人機受到的重力方向向下，空氣阻力方向向下，升力方向向上，無人機受到的合力為：

F-=F-G-f=24N-20N-3.5N=0.5N,方向向上，所以無人機在上升過程中做加速運動，故A正確不合

題意；

20s內電動機消耗的電能：W=UIt=25Vx3Ax20s=1500J,

電流通過電動機線圈產生的熱量：Q=W-W2=1500J-1200J=300J,

線圈的電阻：R=9。17億故D正確不合題意。

It(34)x20s

故選C。

8.【答案】C

【知識點】動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】(1)動能與質量和速度有關；

(2)注意克服空氣阻力做功，會消耗機械能；

(3)首先比較二者機械能的大小，再比較二者重力勢能的大小，最后比較動能的大小；

(4)根據能量轉化的知識判斷。

【解答】A.B點為最高點，重物在豎直方向上速度為零，但是水平方向上速度不為零，因此動能

不為零，故A錯誤；

B.從A點到D點時，重物不斷克服空氣阻力做功，將機械能轉化為內能，即機械能減小，故B

錯誤；

C由于機械能的損耗，則C點的機械能小于A點。二者高度相同，因此重力勢能相等。根據“機

械能=動能+重力勢能”可知，C點的動能小于A點，故C正確；

D.從B點到C點，減小的重力勢能轉化為動能和內能，故D錯誤。

故選C。

9.【答案】A

【知識點】二力平衡的條件及其應用；動能和勢能的大小變化；滑輪組繩子拉力的計算；機械效率的

計算

【解析】【分析】(1)知道重物A的質量，利用G=mg求其重力；不計繩重和摩擦，滑輪組的

機械效率”=定一GA一,據此求動滑輪重力;

G+G

A動

(2)根據圖片確定繩子的有效段數為n,不計繩重與摩擦，然后根據尸=3^遨計算出作用

n

在繩子自由端的拉力，再根據力的相互性可知繩子對人向上的拉力。利用G=mg求出人的重力,

最后根據FMG物-G人得出人對地面的壓力;

(3)重力勢能與質量和物體的高度有關，動能大小質量和速度有關，機械能為重力勢能和動能

之和;

廠室「分析。

(4)根據滑輪組的機械效率

GA+G動

【解答】A.重物A的重力：GA=mAg=60kgxl0N/kg=600N；

不計繩重和摩擦，克服動滑輪重力做的功為額外功的唯一來源,

滑輪組的機械效率：V=uT-=X100%=75%；

川總Gr^+G動

即6。3黑JI。。％=75%

動

解得：動滑輪重力：G動=200N,故A正確;

B.繩子的有效段數為n=3,因不計繩重與摩擦，

r+G

作用在繩子自由端的拉力：F=物動=600N+200N^7

n3,

根據力的相互性，繩子對人向上的拉力為F，=266.7N,

質量為80kg人的重力：GA=mAg=80kgx10N/kg=800N；

故人對地面的壓力：Fffi=Ga-GA=800N-266.7N=533.3N,故B錯誤；

C.重物勻速上升過程中，因速度不變，故重物的動能不變，但因高度變大，重物的重力勢能變

大，則機械能變大，故C錯誤；

D.由A知，滑輪組的機械效率：//=聲,動滑輪的重力不變，若增加增大重物，則

滑輪組機械效率變大，故D錯誤。

故選Ao

10.【答案】C

【知識點】力與運動的關系；動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】當物體受到的合力與運動方向相同時，做加速運動；當物體受到的合力與運動

方向相反時，做減速運動，據此判斷動能的變化。

【解答】當物體從A到B時，它受到向右的彈力和向左的摩擦力。在開始的一段時間內，彈力

大于摩擦力，合力向右，因此物體m做加速運動；當彈力和摩擦力相等時，合力為0,物體m

的加速停止，此時速度最大，動能最大；在從這點到達B點這段時間內，彈力逐漸減小為0,合

力向左，物體做減速運動；當從B點到C點的過程中，彈力和摩擦力都向左，即合力向左，那

么物體m一直做減速運動，直到速度為0。

物體從A到B的過程中，由于彈力和摩擦力相等的點在二者之間，所以物體的速度先增大后減

小，即動能先增大后減小；從B到C時，彈簧形變增大，彈力增大，因此合力變大；但速度變

小，因此動能減小，故A、B、D錯誤，而C正確。

故選C。

11.【答案】C

【知識點】力與運動的關系；動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】（1）當合力與運動方向一致時，物體做加速運動；當合力為零時，物體加速

停止，此時速度最大；當合力的方向與運動方向相反時，物體做減速運動；

（2）注意此時游戲者的速度大小與彈性繩形變程度的大小；

（3）根據（1）中分析判斷；

（4）分析重力勢能、動能和彈性勢能的大小變化即可。

【解答】在到達A點之前，游戲者只受重力，合力方向向下；從A到B,游戲者受到向上的拉

力和向下的重力，但合力向下，與運動方向一致，因此在到達B點之前，游戲者一直做加速運

動；到達B點時，彈力和重力相等，合力為零，加速停止，此時速度最大；從B到C,繩子的

拉力大于重力，合力向上，游戲者做減速運動，那么游戲者的速度變化為先增大，后變小，那么

動能也是先增大后變小，故A錯誤；

游戲者到達C點時，此時游戲者的高度最小，重力勢能最小；游戲者的速度為零，那么動能為

零；繩子的形變程度最大，此時彈性勢能最大，因此重力勢能全部轉化為彈性勢能，故B錯誤；

游戲者到達B點時速度最大，因此此時動能最大，故C正確；

游戲者從C點向B點運動的過程中，高度增大，重力勢能增大；速度增大，那么動能增大；繩

子的形變程度變小，彈性勢能變小，因此為彈性勢能轉化為動能和重力勢能，故D錯誤。

故選C。

12.【答案】＜；=

【知識點】能量的相互轉化和轉移

【解析】【解答】（1）使用光滑的斜面提升物體時，所用拉力做的功等于克服重力做的功，即

Fs=Gh,由于甲斜面長度較大，所以拉力較小，即F甲＜F乙；（2）同一物體在高度相同的光滑斜

面上滑下，重力勢能全部轉化為動能，即木塊到達底端的動能相同；又因為是同一物體，質量相

同，所以速度相同，即v產v乙.

【分析】（1）斜面是一種省力機械，沿斜面將物體由底端拉到頂端的過程中，克服物重的拉力

與斜面的長度有關：斜面越長越省力；（2）同一物體從同一高度沿不同的光滑斜面下滑，到達

斜面底端的過程中，把重力勢能全部轉化為動能，根據動能的影響因素可判斷速度關系.

13.【答案】（1）嚶

S1

⑵gg—52）

CS]

【知識點】功的計算公式的應用；能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】（1）已知物體重力G和高度R,根據W=GR可求出重力對物體做的功；

甲、乙中水平面的粗糙程度相同，所以同一個物體所受的摩擦力大小相等，只求出甲中物體受的

摩擦力就是乙中物體在水平面上的摩擦力；甲中物體在水平面上克服摩擦做的功等于物體沿光滑

的J半圓弧槽下滑重力做的功，根據W=fsi可求出摩擦力f的大小。

(3)物體在圖乙中運動，物體吸收的熱量Q等于物體機械能的減少量，再由Q=cmAt即可求解

物體升高的溫度。

【解答】(1)甲中重力對物體做的功：W=GR=mgR；

甲中物體在水平面上克服摩擦做的功等于物體沿光滑的J半圓弧槽下滑重力做的功，

所以，GR=fsi,

那么：/=萼，

S1

水平面上物體對它的壓力和接觸面粗糙程度相同，

那么甲和乙水平面上的摩擦力相等；

即乙中物體在水平面上的摩擦力f=萼=嚶。

SiS1

(3)物體在圓弧的最高點具有重力勢能，

即Ep=mgR=fsi,

在下滑至水平軌道靜止的過程中，重力勢能全部轉化為物體的內能，則有：Q=mgR；

乙中物體在粗糙的/弧槽上運動這段時間內使物體升溫的能量為：Q-fs=cmAt；

q2

八mqR

mgR_~^—S2=cmAt；

si

gR

gR—-s2=c/t

si

則物體升高的溫：Atf叱「’2)。

-1

14.【答案】(1)先向下后向上

(2)mg(hc-hd)/(S1+S2)

(3)變低

【知識點】功的計算公式的應用；能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】(1)摩擦力的方向總是與物體相對運動的方向相反；

(2)根據能量轉化的知識，結合W=Gh分析計算；

(3)重力勢能的大小與物體的質量和高度有關，據此分析解答。

【解答】(1)在甲圖中，物塊離開彈簧后，在沿斜面向上滑動的過程中，物體相對斜面的運動

方向向上，而摩擦力的方向與運動方向相反，則這段時間內滑動摩擦力的方向沿斜面向下。當物

塊在斜面上靜止時，由于重力作用，因此它相對斜面有向下運動的趨勢，因此此時受到靜摩擦力

的方向為沿斜面向上。則它受到摩擦力的方向為先向下后向上。

(2)根據乙圖可知，斜面光滑，沒有機械能轉化為內能，則彈簧壓縮到B點時的彈性勢能就等

于物塊在C點時的重力勢能，即W^mghc。根據甲圖可知，彈簧的彈性勢能轉化為物塊的重力

勢能和克服摩擦做的功，因此克服摩擦做的功等于C、D兩點的重力勢能的差，即Wf=mg(hc-hd)?

BD之間的距離為s=si+S2,那么物塊在甲中受到的摩擦力：/="=%七組二。

sS1+S2

(3)彈簧被壓縮至B點時的彈性勢能相同，則轉化為物塊的重力勢能相等。因為重力勢能與物

體的質量和高度有關，即重力勢能相同時，質量越大，高度越小，因此大物塊沿斜面向上滑動的

最高位置與C點相比將變低。

15.【答案】減小；可能；低于

【知識點】動能和勢能的大小變化；動能和勢能的轉化與守恒

【解析】【分析】動能大小與物體質量和速度有關，質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能

與物體質量和高度有關，質量越大，高度越高，重力勢能越大。

【解答】第1空：球經臺面反彈上升的過程中，小球的速度逐漸減小，所以球的動能變小。

第2空：球從M點豎直向下以某速度拋出，說明小球具有初始動能，如果小球在運動的過程

中克服阻力做的功小于小球的初始動能，則到達的最高點比M高，如果小球在運動的過程中克

服阻力做的功大于小球的初始動能，則到達的最高點比M低。

第3空：球從N點下降時，臺面己升至合適的位置b并保持靜止，球再次反彈，由于要克服

阻力做功，機械能減少，因此到達的最高點P的高度將低于N點高度。

故答案為：減小可能低于

16.【答案】(1)先增大后減小

(2)0

(3)3N

【知識點】二力平衡的條件及其應用；動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】(1)根據丙圖，確定小球的速度變化情況；

(2)根據橡皮筋和小球的能量轉化判斷；

(3)根據丙圖和乙圖，確定橡皮筋的原長，以及彈力和重力相等時的伸長量，最后跟機0.3N/cmx

△L計算小球的重力。

【解答】(1)根據丙圖可知，小球從a點運動到c點的過程中，小球下落速度的變化情況是：

先增大后減小。

(2)當橡皮筋的伸長量最大時，此時小球的動能全部轉化為橡皮筋的彈性勢能，即此時它的動

能為零，它的速度為零。

(3)根據乙圖可知，當下落高度為ha時，橡皮筋的彈力開始增大，即此時橡皮筋開始伸長，那

么橡皮筋的原長為ha=0.4m。根據丙圖可知，當hb=0.5m時，小球的速度達到最大，此時合力為

零，即彈力等于重力。此時橡皮筋伸長△L=0.5m-0.4m=0.1m=10cm,則小球的重力為:

0.3N/cmxlOcm=3No

17.【答案】(1)F/x(N/mm)

(2)ab

(3)a至Ub,機械能不變，b到c機械能增大

【知識點】力與運動的關系；能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】(1)將“k”列的數值與前面的數據比較，從而找到對應的項目；

(2)當物體受到的合力的方向與運動方向一致時，做加速運動；但合力為零時，加速停止，此

時物體的速度達到最大。

(3)動能與質量和速度有關，重力勢能與質量和高度有關，而機械能=動能+重力勢能，據此分

析判斷。

【解答】(1)分析表格數據可知，k列的數值是彈力與彈簧壓縮量的比值，因此填入的項目為：

F/x(N/mm)；

(2)在開始的一段時間內，彈簧的彈力大于重力，此時合力向上，與運動方向一致，作加速運

動。隨著彈力的減小，當彈力與重力相等時，此時合力為零，加速停止，即此時速度最大。但是

此時彈簧還沒有恢復原長，因此外殼的最大速度在ab之間。

(3)若不計摩擦，從a到b時，筆殼保持靜止狀態，此時機械能不變。從b到c時，筆殼騰空

而起，此時動能和重力勢能都增大，則此時的機械能增大。

18.【答案】(1)內能或熱能

(2)答題要點：①圓筒密閉裝置的設置；②蚊子的選擇；③蚊香片的設置：研究環境的設置⑤

實驗時間的設置；⑥觀察對象的選擇。示例：①取4個相同的圓筒密閉裝置，分別放入相同

的蚊香器，標為1、2、3、4。在②1、2、3、4圓筒密閉裝置中的蚊香器里分別裝入A蚊香片、

加2滴風油精的A蚊香片、B蚊香片、加2滴風油精B蚊香片。③選擇1200只條大小相似的

健壯蚊子，隨機平均分成4份，分別投入1、2、3、4號圓筒密閉裝置中。④將四個圓筒密閉

裝置放在蚊子適宜生活的同一地點。⑤加熱電蚊器。⑥每半小時定時觀察圓筒密閉裝置蚊子

死亡的數量，持續觀察一段時間并記錄。

【知識點】實驗方案設計與評價；能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】(1)根據能量轉化的知識解答；

(2)根據控制變量法的要求可知，要探究風油精是否會更加有效的驅殺蚊子，需要控制圓筒密

閉程度、蚊子的數量、蚊香片的環境、時間等相同，而改變是否存在風油精，據此設計實驗步驟

即可。

【解答】（1）蚊香器在工作時，將電能轉化為內能或熱能。

19.【答案】（1）p=kpv2

（2）F-^=G-^，F=，G

22h

d,

五G=kpv￡lh

2dG1.5mx5xl05yV

vL=-----o==16.67X102

￡32

kplh0.5x4fc<g/mx25mx（3m）

v-41m/s

【知識點】能量及其存在的不同形式；能量的相互轉化和轉移；能量的轉化與守恒定律

【解析】【分析】（1）由表一找出風速與電壓的關系，由表二找出含沙量與壓力的關系；（2）

將車廂看做杠桿，由杠桿平衡條件進行計算。

【解答】（1）①分析數據可看出風速每增加5m/s,電壓表的示數增加量分別是1.8V、3V、4.2V,

也