初中物理11.3 动能和势能练习题

这是一份初中物理11.3 动能和势能练习题，共17页。


人教版八年级下册《11.3 动能和势能》2023年同步练习卷

一 、单选题（本大题共6小题，共18分）
1.（3分）下列关于功和能的说法中错误的是(    )
A. 物体能够做功，就是说它具有能
B. 物体具有能，它一定在做功
C. 一定质量的物体速度越大，它的动能越大
D. 一定质量的物体位置越高，它的重力势能越大
2.（3分）小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是(    ) 

A. 实验研究对象是三脚小桌
B. 让同一木块从三个不同的高度由静止下落
C. 让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
D. 用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小
3.（3分）王老师在课堂上发现一位同学精神不振、脸色绯红，同时伴有咳嗽，于是她估计该同学可能在发烧，要求该同学测量体温。从科学探究的角度上讲，老师的“估计”属于(    )
A. 提出问题 B. 制定实验方案
C. 建立猜想和假设 D. 获取事实与证据
4.（3分）如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点(如图乙)。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定(如图丙)。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是( )

A. 图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力
B. 弹簧弹性势能一直变小
C. 图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度先变大后变小
D. 图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大
5.（3分）踢足球是我国青少年喜爱的一项体育运动，如图所示是一次精彩的传球攻门过程，下列说法正确的是(    ) 

A. 在此过程中，足球的重力势能是不变的
B. 足球对脚的作用力和脚对足球的作用力是一对平衡力
C. 足球飞行路线发生了变化，说明力能改变物体的运动状态
D. 足球在空中能够继续飞行，是因为受到惯性力的作用
6.（3分）北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。飞船返回舱在距地面10千米左右区域时，自动打开降落伞，返回舱速度逐渐降低，此过程中其动能()
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 消失
二 、多选题（本大题共2小题，共6分）
7.（3分）如图所示，是中国女排将儿扣杀的场景。其中包括了很多的物理知识，下列说法正确的是(    )

A. 发球后，球在运动的过程中，运动员一直对它做功
B. 传球后，球在上升到最高点时，动能最小
C. 扣球时，手感觉有点痛，说明力的作用是相互的
D. 拦网时，球被弹回，说明力可以改变物体的运动状态
8.（3分）如图所示，在光滑水平面上有一左端固定的轻质弹簧，它的右端连接一金属小球。A点是压缩弹簧后小球静止的位置，O点是弹簧原长时小球的位置，B点是小球到达最右端的位置。当小球在A、B两点之间来回运动时，下列说法正确的是( )

A. 小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大
B. 小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
C. 小球运动到B点时的速度为零，此时小球将处于平衡状态
D. 小球在O点时运动速度最大
三 、填空题（本大题共5小题，共20分）
9.（4分）如图所示的电动晾衣架，将湿衣服挂上衣架，打开开关衣架匀速升起。衣服升起时其重力势能 ______；湿衣服晾干后其重力势能 ______。(两空均选填“增大”“减小”“不变”)

10.（4分）在人类文明发展的进程中，物理学家的贡献十分巨大，为纪念他们，我们经常以科学家的名字作为物理量的单位，如 ______(填物理量)的国际单位是 ______。
11.（4分）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做直线运动，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为P1、P2，两次木块的动能分别为E1、E2，(均选填“<”、“=”或“>”) 
则F1______F2，判断依据是______； 
P1______P2；判断依据是______； 
E1______E2，判断依据是______。 

12.（4分）在研究动能的影响因素时，让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离，是为了研究______。

13.（4分）如图是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置．实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上，观察木块滑动的距离，从而得出结论．其中观察木块被撞击后移动距离的长短，是为了比较 ______ ；若水平面绝对光滑，本实验将 ______ (选填“能”或“不能”)达到探究的目的．

四 、简答题（本大题共3小题，共18分）
14.（6分）如图所示是一辆大型喷雾消毒车。新冠肺炎疫情期间，武汉街道就是用此类消毒车进行消毒的。根据所学的物理知识回答下列问题。 
(1)消毒车轮胎上的花纹是为了______。 
(2)消毒车在匀速行驶消毒的过程中，它的动能______(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”)。 
(3)消毒车的后轮为驱动轮，在行驶的过程中后轮所受摩擦力的方向是______(选填“向前”或“向后”)的。

15.（6分）请阅读短文，并回答问题： 
形状记忆合金起重机 
形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点，广泛应用于能源、交通和日常生活等领域。 
形状记忆合金起重机的动力主要来自于形状记忆合金，如图甲所示，常温下发生形变的记忆合金在受热超过某一温度时，会完全恢复到原来的形状，此过程中产生很大的力，将重物提起。 
依据不同记忆合金材料特性，可制成记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧。如图乙所示为记忆压缩弹簧，在常温时较小的外力即可使其处于压缩状态，在高温时会自动恢复到原来的伸长状态，记忆拉伸弹簧则与其不同，在常温时较小的外力可使其处于伸长状态，在高温时会自动恢复到原来的压缩状态，记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大。 
(1)形状记忆合金起重机在提升重物时，重物的重力势能______。 
(2)对记忆拉伸弹簀来说，高温状态长度比低温状态______(填“长”或“短”)。 
(3)由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后，应______，使其恢复原状。

16.（6分）小星一家到某主题公园游玩，他和家人乘坐了过山车，当过山车经过弯道内侧最高位置时，他明显感觉到自己仍然在挤压座椅，如图甲所示。小星问爸爸：我经过弯道内侧最高位置时，由于要受到竖直向下的重力，按说不应该对倒置的座椅产生压力呀，但我明显感觉到自己仍然在挤压座椅，根据力的作用是相互的，同时座椅对我会有一个反向的作用力，那么这时在竖直方向，我受到两个力的作用，这两个力有什么作用呢？爸爸向他解释道：刚才我们在弯道上的运动是圆周运动，而做圆周运动的物体，需要有指向圆心的力来改变物体的运动状态使物体做这种运动，这种力叫向心力，刚才过山车经过弯道内侧最高位置时所需的向心力就是由重力和座椅对人的反向作用力共同提供的。小星进一步查阅资料得知：如图乙所示，若一个质量为m的物体，沿半径为r的圆弧做圆周运动，其运动的速度为v(即单位时间内物体通过的圆弧长)，那么物体所需向心力的大小为F向=mv2/r。如图丙所示，是小星模拟过山车的运动情景。光滑水平轨道左端固定一轻质弹簧，右端与半径为r的半圆轨道BCD相切，半圆轨道接触面粗糙程度均匀，半圆的直径BD是竖立的，轻质弹簧无形变时右端位于O点，小球(与弹簧右端只接触，并不相连接)在外力作用下压缩弹簧至A位置时释放，小球被弹出，在O点离开弹簧，小球此时速度大小为7m/s。小球能够沿着轨道运动并到达半圆轨道的最高位置D点，小球此时速度大小为3m/s。其中，小球的质量为0.2kg，光滑水平轨道OB段的长度为2.1m，半圆轨道的半径为r=0.6m，常数g取10N/kg。若不计空气阻力，小球可看成一个点。请回答下列问题： 
 
(1)小球受到的重力是多少？ 
(2)小球在光滑水平轨道OB段运动的时间是多少秒？ 
(3)请解释小球通过位置D点的速度比小球离开弹簧时的速度较小的原因； 
(4)当小球到达半圆轨道的最高位置D点时，小球对轨道的压力是多少？
五 、作图题（本大题共2小题，共12分）
17.（6分）如图甲所示的是在中考体育考试中小刚投掷实心球的场景。请你在图乙中画出实心球离手后，在空中飞行过程中动能E，随时间t变化的大致曲线。 

18.（6分）如图所示，一铁块悬挂在氢气球下端(此操作存在一定的危险，请勿模仿)，铁块的质量远大于氢气球的质量，铁块的体积远小于氢气球的体积。在空旷无垠的区域，不计横风的影响，当铁块随氢气球一起沿竖直方向匀速上升至足够高的高空时，悬挂铁块的细绳突然断裂了。已知物体受到的空气阻力随速度的增大而增大，氢气球在整个过程中均未破裂，铁块安全着陆。当铁块落地之前，请在答题卡的坐标中画出铁块以及氢气球从细绳突然断裂至足够长时间内的动能大小随时间变化的大致图像，并在相应的图像上标注“铁块”或“氢气球”。 


六 、实验题（本大题共3小题，共18分）
19.（6分）如图所示是探究物体的动能跟哪些因素有关实验的装置图，艾力同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离S，水平木板粗糙程度相同， 
 
(1)实验表明，同一物体A从同一斜面不同高度由静止滚下，高度越大，物体B被撞的越远，可得结论______； 
(2)若艾力第一次把钢球A从h1的高度由静止滚下，第二次把钢球A从h2的高度由静止滚下，若h1>h2，木块B两次移动的过程中受到的摩擦力分别为f1和f2，则f1______f2(填“大于”“等于”或“小于”)；两次克服摩擦力所做的功为W1和W2，则W1______W2 
(3)若水平面绝对光滑，则本实验______(选填“能”或“不能”)达到探究的目的。
20.（6分）18世纪时，一些人认为热是一种微粒，称为“热质”，热传递是“热质”从一个物体到另一个物体的过程，但也有人认为热不是微粒。 
(1)英国科学家汤普森在德国视察兵工厂时发现，钻头对弹筒打孔后钻头和弹筒同时发热。若用“热质说”解释，钻头增加的“热质”是由弹筒传来的，弹筒的温度应该变 ______，但事实并非如此。 
(2)英国科学家戴维把两块冰放在0℃的真空容器中，用一个机器带动它们相互摩擦，冰变成水，从而否定“热质说”。戴维在真空容器做实验的目的是 ______。 
(3)小明同学利用功率不变的加热器给0℃的冰加热，刚开始冰慢慢熔化成水，但温度保持在0℃，等冰全部熔化成水后，温度逐渐升高，实验获得如下近似数据：
实验次数
1
2
3
4
5
冰的质量(克)
100
100
200
200
300
冰全部熔化为水的最终温度(℃)
0
4
0
8
2
加热时间(分钟)
5
7.5
10
20
X
则表格中X的数据为 ______。
21.（6分）在“探究小球的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求自由滑下，与同一水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题：

(1)实验中小球的动能大小是通过 ____间接反映的。
(2)为了探究小球动能的大小与质量是否有关，应选择图甲和图 ____进行实验分析。

答案和解析
1.【答案】B;
【解析】解：  
A、由功和能的定义可知，物体能够做功，就是说它具有能量，简称能，故A正确；  
B、物体具有能，它不一定在做功，如具有重力势能的物体不一定正在做功，故B错误；  
C、动能的影响因素是质量和速度，一定质量的物体速度越大，它的动能越大，故C正确；  
D、重力势能的影响因素是质量和高度，一定质量的物体位置越高，它的重力势能越大，故D正确。  
故选：B。 
(1)物体能够做功，就是说它具有能量，简称能；  
(2)物体具有能，但不一定正在做功；  
(3)动能的影响因素是质量和速度；  
(4)重力势能的影响因素是质量和高度。 
了解功和能量的概念，熟知动能和重力势能的影响因素是解答的关键。

2.【答案】D;
【解析】解：A、实验中让质量不同的木块从相同的高度落下，通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的重力势能大小与质量的关系，所以实验研究对象是木块，故A错误； 
BC、探究重力势能大小与质量的关系，要控制木块所处的高度相同，质量不同，即让不同质量的木块从同一高度静止落下；故BC错误； 
D、实验运用了转换法，通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的重力势能大小与质量的关系；故D正确。 
故选：D。 
该题考查“探究重力势能大小与质量的关系”，明确实验原理即可解题。

3.【答案】C;
【解析】解：从科学探究的角度上讲，老师的“估计”属于建立猜测和假设。  
故选：C。 
探究的一般过程是从发现问题、提出问题开始的，发现问题后，根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出假设。设计探究的方案，包括选择材料、设计方法步骤等。按照探究方案进行探究，得到结果，再分析所得的结果与假设是否相符，从而得出结论。并不是所有的问题都一次探究得到正确的结论。有时，由于探究的方法不够完善，也可能得出错误的结论。因此，在得出结论后，还需要对整个探究过程进行反思。所以科学探究的基本过程是提出问题、建立猜测和假设、制订计划、获取事实与证据、检验与评价、合作与交流。 
解答该题的关键是理解掌握科学探究的一般过程，难度不大。

4.【答案】C;
【解析】解： 
以整体为研究对象，图乙、丙对桌面的压力相等，都等于圆筒、弹簧和小球的总重力； 
解锁后，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力，重力小于弹力，合力向上，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的减小，弹力逐渐减小，当弹力与重力相等，小球的速度达到最大；弹力小于重力时，合力向下，小球速度减小；综上所述，C正确，ABD错误。 
故选：C。 
(1)以整体为研究对象分析甲乙图中圆筒对水平桌面的压力大小关系； 
(2)在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力。 
此题主要考查了弹力以及运动和力关系等问题。解答该题的关键要读懂图，分析弹力的变化情况。

5.【答案】C;
【解析】解：A、在运动过程中，足球的高度发生了变化，所以足球的重力势能是变化的，故A错误；  
B、足球对脚的作用力和脚对足球的作用力，作用在不同的物体上，是一对相互作用力，不是一对平衡力，故B错误；  
C、足球飞行路线发生了变化，是重力作用的结果，说明力能改变物体的运动状态，故C正确；  
D、足球在空中能够继续飞行，是由于足球具有惯性，但不能说受到惯性力的作用，因为惯性不是力，故D错误。  
故选：C。 
(1)重力势能的影响因素是质量和高度，据此判断其是否发生改变；  
(2)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上；  
(3)力可以改变物体的运动状态；  
(4)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。 
该题考查了足球运动当中，与力、运动相关的多个知识点，综合性强，但都是力学的基础规律，难度不大。

6.【答案】B;
【解析】解：返回舱速度逐渐降低，质量不变，所以动能减小。 
故选：B。 
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。 
此题主要考查了物体动能大小变化分析，明确动能大小的影响因素是关键。

7.【答案】BCD;
【解析】解：  
A、发球后，球在运动过程中，不再受队员的作用力，所以队员对球不做功；故A错误；  
B、球在上升到最高点时，球的速度最小，其动能最小；故B正确；  
C、扣球时，手感觉有点痛，说明力的作用是相互的；故C正确；  
D、拦网时，球被弹回，球的运动方向和速度均变化，说明力可以改变物体的运动状态；故D正确；  
故选：BCD。 
(1)做功的两个必要因素：1.作用在物体上的力；2.物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致)；二者缺一不可。  
(2)动能的大小与速度和质量有关；  
(3)物体间力的作用是相互的；  
(4)力的作用效果有两个：①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。 
此题是一道综合题，明确力做功的必要因素、影响动能的因素、力的作用特点、力的作用效果；是解答该题的关键。

8.【答案】AD;
【解析】解：A、小球从A运动到O的过程中弹簧被压缩，所以弹力的方向向右，此过程中弹性势能转化为小球动能，小球质量不变，所以速度增大，故A正确； 
B、小球从O运动到B的过程中被拉长所以小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故B错误； 
C、小球运动到B点时的瞬时速度为零，但小球在B点受到向左的拉力，合力不为零，不是平衡状态，故C错误； 
D、A运动到O的过程中弹性势能转化为动能，从O运动到B的过程中小球的动能又转化为弹性势能，小球质量不变，故O点的动能最大，速度最大，故D正确。 
故选：AD。 
|(1)根据弹簧是被拉伸还是被压缩判断小球的受力方向； 
(2)依据小球和弹簧的动能和势能的转化情况，判断小球的速度。 
此题主要考查了运动和力的相关知识以及机械能的相互转化，特别是瞬间静止不是平衡状态的知识点，为一道中档题。

9.【答案】增大  减小;
【解析】解：衣服升起时，质量不变，高度变大，其重力势能增大；湿衣服晾干后其质量变小，高度不变，重力势能减小。 
故答案为：增大；减小。 
重力势能大小的影响因素：质量、高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 
此题主要考查了重力势能的变化分析，属于基础题。

10.【答案】力  牛顿;
【解析】解：科学家们为物理学的发展作出了巨人的贡献，为纪念他们，物理学上用他们的名字作为物理量的单位。力是以牛顿的名字作为其单位，帕斯卡被命名为压强的单位。 
故答案为：力；牛顿。 
物理学上的很多单位都是以科学家的名字命名的，例如安培、牛顿、欧姆、焦耳、瓦特、库仑等；牛顿英国物理学家，以他的名字命名了力的单位；帕斯卡法国物理学家，以他的名字命名了压强的单位。 
在国际单位制中，为了纪念科学家在物理学研究中的杰出贡献，好多单位以他们的名字来命名的，例如：电压--伏特、电流--安培、电阻--欧姆、功和能量及热量--焦耳、功率--瓦特、力--牛顿、压强--帕斯卡等。

11.【答案】= 木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力 ＞ 木块两次受到的拉力相等，第一次的速度大 ＞ 木块的质量不变，第一次的速度大;
【解析】解：(1)木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，而木块两次对水平面压力相等，接触面的粗糙程度相同，则滑动摩擦力相等，所以两次拉力F相等，即F1=F2。 
(2)从图象中可以判断出，第②次的运动速度v较小，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。 
(3)因为第①的速度大，因此El>E2。 
答案为：=；木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力；>；木块两次受到的拉力相等，第一次的速度大；>；木块的质量不变，第一次的速度大。 
(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。 
(3)根据P=Fv判断拉力的功率。 
(4)动能与质量和速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大。 
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。

12.【答案】动能大小与质量的关系;
【解析】解：  
在研究动能的影响因素时，让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，小球撞击木块前的速度相同，质量不同，是为了研究动能大小与质量的关系。  
故答案为：动能大小与质量的关系。 
掌握控制变量法的应用：动能的大小与物体的速度和质量有关，要探究动能和速度的关系，需保持质量相同，要探究动能和质量的关系，需保持速度相等。 
此题是探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验，典型地体现了控制变量法和转换法在实验中的应用。

13.【答案】动能的大小；不能;
【解析】解：钢球在对木块做功，木块移动距离的长度体现了钢球动能的大小． 
若木块在光滑的水平面上，无论钢球给木块一个多大的初速度，木块将永远运动下去．所以，木块通过的距离无法确定．从而，钢球对木块做功的多少无法确定，即钢球动能的大小就无法比较． 
故答案为：动能的大小；不能． 
物体动能的多少是通过它能够对外做功的多少来确定的．让同一钢球从不同的高处滚下，控制了质量相同，速度不同．通过观察木块移动距离的长短来比较钢球动能的大小与速度的关系．因此能否比较木块在水平面光滑移动的距离的长度是能否得出结论的关键． 
本题是探究影响动能大小因素的实验，明确钢球的动能的多少是由木块移动的距离来体现的是此题的突破点．

14.【答案】增大摩擦力 逐渐减小 向前;
【解析】解：  
(1)轮胎上的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；  
(2)消毒车在匀速行驶消毒的过程中，速度不变，质量减小，它的动能逐渐减小；  
(3)车行驶时，后轮相对地面向后运动，摩擦力总是阻碍物体相对运动，所以后轮受到地面的摩擦力方向与车运动方向相同，即后轮受到摩擦力方向向前；  
故答案为：(1)增大摩擦力；(2)逐渐减小；(3)向前。 
(1)增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力、增大摩擦力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力：  
(2)动能的大小与质量和速度有关；  
(3)车行驶时，后轮相对地面向后运动，摩擦力总是阻碍物体相对运动，摩擦力的方向与相对运动方向相反； 
该题考查了摩擦力的改变、动能的变化和摩擦力的方向，都是基础知识，要掌握。

15.【答案】增大 短 升温;
【解析】解：(1)形状记忆合金起重机在提升重物时，质量不变，高度变大，重物的重力势能增大；  
(2)由题意知，记忆拉伸弹簧在常温时较小的外力可使其处于伸长状态，在高温时会自动恢复到原来的压缩状态，所以，记忆拉伸弹簧高温状态长度比低温状态短；  
(3)由题意知，形状记忆合金，常温下发生形变的记忆合金，在受热超过某一温度时，完全恢复到原来的形状，所以，由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后，应升温，使其恢复原状。  
故答案为：(1)增大；(2)短；(3)升温。 
(1)重力势能的大小与质量和高度有关；  
(2)根据“记忆拉伸弹簧在常温时较小的外力可使其处于伸长状态，在高温时会自动恢复到原来的压缩状态”可判断其长度变化；  
(3)根据题干“形状记忆合金，常温下发生形变的记忆合金，在受热超过某一温度时，完全恢复到原来的形状”即可判断应使其温度变化。 
本题是一道信息给予题，关键是从材料中找出有用的信息并加以分析即可正确解题，难度不大。

16.【答案】解： 
（1）小球受到的重力为：G=mg=0.2kg×10N/kg=2N； 
（2）小球离开弹簧时的速度大小为7m/s，因水平轨道OB段是光滑的，则小球在OB段以7m/s的速度做匀速直线运动， 
根据v=st可知小球在OB段运动的时间为： 
t=sv=2.1m7m/s=0.3s； 
（3）小球离开弹簧时的机械能是以动能的形式存在，当沿着粗糙半圆轨道上升过程中，小球克服摩擦力做功，机械能会转化为内能，则小球的机械能减小；小球通过D点时，机械能以动能和重力势能的形式存在，所以小球通过D点时的动能小于离开弹簧时的动能，小球的质量不变，则小球通过D点时的速度小于离开弹簧时的速度； 
（4）小球受到向心力的大小为： 
F向=mv2r=0.2kg×(3m/s)20.6m=3N； 
小球通过D点时，设轨道对小球的压力为F， 
则F向=G+F，所以轨道对小球的压力：F=F向-G=3N-2N=1N； 
由于小球对轨道的压力与轨道对小球的压力是一对相互作用力， 
所以小球对轨道的压力也为1N。 
答：（1）小球受到的重力是2N； 
（2）小球在光滑水平轨道OB段运动的时间是0.3s； 
（3）小球离开弹簧时的机械能是以动能的形式存在，当沿着粗糙半圆轨道上升过程中，小球克服摩擦力做功，机械能会转化为内能，则小球的机械能减小；小球通过D点时，机械能以动能和重力势能的形式存在，所以小球通过D点时的动能小于离开弹簧时的动能，小球的质量不变，则小球通过D点时的速度小于离开弹簧时的速度； 
（4）当小球到达半圆轨道的最高位置D点时，小球对轨道的压力是1N。;
【解析】 
(1)根据G=mg求出小球重力的大小； 
(2)分析可知小球在OB段以7m/s的速度做匀速直线运动，根据速度公式求出小球运动的时间； 
(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；动能和势能统称为机械能；小球沿着粗糙半圆轨道上升过程中，小球克服摩擦力做功，机械能会转化为内能，则小球的机械能减小，据此作出解答。 
(4)根据公式求出向心力的大小，然后对小球受力分析，根据相互作用力和力的合成求出压力大小。 
此题主要考查了重力和速度公式的应用、物体的受力分析、影响机械能大小的因素，难点是根据题中信息求出小球对轨道的压力。

17.【答案】解：实心球在整个飞行过程中，其质量不变； 
由图甲可知，实心球出手时有一定的速度，即具有一定的动能； 
从出手到最高点过程中，实心球的速度减小，其动能减小；实心球在最高点时，水平方向上有一定的速度，其动能不为0；在下落过程中，速度不断增大，其动能增大，到达地面时重力势能为0（高度为0），此时动能最大（大于出手时的动能）； 
所以，整个过程中实心球的动能先减小再增大，但动能不能减小为0，如图所示： 
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【解析】 
影响动能大小的因素：质量、速度；质量一定时，速度越大，动能越大；分析实心球在空中飞行过程中速度的大小变化，可知其动能的大小变化。 
掌握动能大小的影响因素，分析实心球速度的大小变化是解答本题的关键。

18.【答案】解：开始铁块随氢气球一起沿竖直方向匀速上升，由于铁块的质量远大于氢气球的质量，速度相同，则铁块的动能要大于氢气球的动能； 
当上升到足够高时，细绳突然断裂，铁块由于惯性向上移动一段距离，受到竖直向下的重力和空气阻力的作用，重力不变，空气阻力不断减小，合力减小，合力向下，进行减速运动，动能减小，铁块到达最高点速度为零，动能为零，铁块受到重力的作用，向下运动，受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力作用，重力不变，空气阻力不断增大，合力减小，合力向下，铁块进行加速运动，动能增大，当重力等于阻力时，铁块匀速直线运动，动能不变。细绳突然断裂，氢气球受到的浮力大于重力，向上加速运动，动能增大，空气阻力不断增大，当浮力等于重力和阻力之和时，氢气球匀速运动，动能不变； 
由于存在空气阻力，铁块在运动的过程中，克服阻力做功，机械能转化为内能，使得铁块的机械能减小了，所以最终的动能要小于开始的动能，如图所示： 
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【解析】 
根据氢气球和铁块的受力情况分析其运动速度的变化，动能的大小与质量和速度有关，据此作图。 
此题主要考查了动能的变化，明确铁块和氢气球的运动状态是解答该题的关键。

19.【答案】质量相同时，速度越大，物体动能越大 等于 大于 不能 ;
【解析】解： 
(1)同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，说明动能越大，可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大； 
(2)木块B两次移动过程中，压力和接触面的粗糙程度均不变，所以木块受到的摩擦力相同，即f1=f2；高度越高，木块被撞击的越远，移动距离越大，根据公式W=fs可知，两次克服摩擦力所做的功W1>W2； 
(3)实验中通过木块被钢球推动的距离来比较动能的大小；若水平面绝对光滑，则小球和木块将做匀速直线运动，本实验将不能达到探究目的。 
故答案为：(1)质量相同时，速度越大，物体动能越大；(2)等于；大于；(3)不能。 
(1)根据实验现象分析实验结论； 
(2)摩擦力的大小取决于压力和接触面的粗糙程度，如果压力和接触面的粗糙程度没有改变则物体运动时的摩擦力就没有改变； 
(3)根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动，实验将不能达到探究目的。 
此题是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了控制变量法及转换法在实验中的应用。

20.【答案】低  为了避免热量被空气吸收  18.75;
【解析】解(1)若钻头增加的“热质”是由弹筒传来的，则弹筒的“热质”应该减少，则弹筒的温度应该降低； 
(2)真空不能进行热传导，在真空容器内做实验是为了避免热量被空气吸收； 
(3)由表格中的数据可知，100g冰完全熔化为0℃的水需要加热5min，则300g冰完全熔化为0℃的水时，需要加热3×5min=15min， 
由实验1、2可知，将100g水从0℃加热到4℃，需要加热7.5min-5min=2.5min，那么，将100g水从0℃加热到2℃需要的时间为12×2.5min=1.25min； 
则将300g水从0℃加热到2℃需要的时间为3×1.25min=3.75min； 
故X=15min+3.75min=18.75min。 
故答案为：(1)低；(2)为了避免热量被空气吸收；(3)18.75。 
(1)根据能量守恒定律可知，如果弹筒的“热质”传给了钻头，则弹筒的“热质”一定会减少，据此分析； 
(2)真空容器可以避免空气吸收热量，据此分析； 
(3)根据表格数据可知100g冰完全熔化为0℃的水需要加热时间，据此可知300g冰完全熔化为0℃的水时，需要加热的时间； 
根据100g水从0℃加热到4℃需要加热的时间可求将100g水从0℃加热到2℃需要的时间，据此求出将300g水从0℃加热到2℃需要的时间，据此解答。 
此题主要考查探究性实验的设计、对所学知识的迁移，对表格数据的分析概括能力，题目有一定的难度。

21.【答案】(1)纸盒被推的距离大小；(2)丙 
 
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【解析】(1)根据转换法，小球的动能大小是通过纸盒被推的距离大小来反映的； 
(2)动能的大小与物体运动的速度和物体的质量有关，因此，在研究时必须使用控制变量法，每次都要控制一个量，研究另一个量。 
解：(1)该实验中小球动能的大小是通过纸盒被推的距离大小间接反映的，纸盒被推的越远，说明小球的动能越大，被推的越近，说明小球的动能越小，这是转换法的应用； 
(2)要探究物体动能的大小与质量的关系，需保持物体的速度相等，质量不同，即让质量不同的小球从同一斜面同一高度自由滑下，故应选择图甲和图丙进行实验分析。 
此题主要考查影响物体动能大小的实验。通过实验考查了学生对转换法和控制变量法的运用，通过实验过程在不同实验中的联系，考查了学生对基本知识的掌握。