【期中真题】2023-2024学年九年级物理上册 期中真题分类专题汇编专题02 机械能-试卷.zip

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· 专题02 机械能
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一、单选题
1．（2022秋·江苏南通·九年级统考期中）为将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置，用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，该过程中（　　）

A．物块所受摩擦力小于拉力
B．使用滑轮是为了更加省力
C．物块的动能转化为重力势能
D．物块受到的支持力做额外功
【答案】A
【详解】A．用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，物体处于平衡状态，此时的拉力要大于物块所受的摩擦力，故A符合题意；
B．由图可知，该滑轮固定不动，是一个定滑轮，使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故B不符合题意；
C．物块沿斜面匀速向上运动，质量不变，速度不变，动能不变；高度变大，重力势能变大，不是动能转化为重力势能，故C不符合题意；
D．物块沿斜面运动，支持力的方向垂直于斜面，物块没有在支持力的方向上通过距离，所以，支持力不做功，故D不符合题意。
故选A。
2．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）无人机已被应用于诸多领域。如图所示，是一款我国具有完全自主知识产权的某品牌无人机，在无人机匀速上升的过程中，对其分析正确的是（　　）

A．动能不变，重力势能增大
B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，重力势能增大
D．动能增大，重力势能减小
【答案】A
【详解】无人机匀速上升过程中，无人机的质量不变，高度增大，重力势能增大；速度不变，质量不变，其动能不变，故BCD错误，A正确。
故选A。
3．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）2022年北京冬奥会上自由式滑雪大跳台比赛精彩纷呈。如图所示，运动员穿戴着专用滑雪板，从起滑台由静止开始下滑，沿助滑道加速下滑获得较大的速度，从起跳台末端斜向上飞出，完成空中动作后落地。关于上述过程下列说法正确的是（　　）

A．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，动能逐渐增大
B．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，动能转化为重力势能
C．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，重力势能逐渐减小
D．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，重力势能转化为动能
【答案】A
【详解】A．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，速度越变越大，动能逐渐增大，故A正确；
B．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，速度越变越大，动能增大，高度减小，重力势能减小，故是重力势能转化为动能，故B错误；
C．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，高度增大，故重力势能逐渐变大，故C错误；
D．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加，故是动能转化为重力势能，故D错误。
故选A。
4．（2022秋·江苏无锡·九年级校考期中）一辆轿车正从匝道（连接高架桥上下两条道路的辅路）加速驶上高架，则轿车的（　　）

A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能不变，重力势能增加，机械能增加
C．动能增加，重力势能不变，机械能增加
D．动能增加，重力势能增加，机械能增加
【答案】D
【详解】轿车加速驶上高架的过程中，轿车的质量不变，速度变大，动能增加；同时高度增加，重力势能增加，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能也增加。
故选D。
5．（2022秋·江苏南通·九年级统考期中）一小球从某高度由静止释放后，利用安装在手机中具有录音和显示声音波形的APP（软件），记录小球碰撞地面发出的声音随时间变化的波形如图所示。则小球（　　）

A．每次下落过程重力做功均相同
B．每次弹起时的动能逐渐减小
C．每次碰撞的最大形变程度逐渐增大
D．下落过程中重力势能全部转化为动能
【答案】B
【详解】A．根据图像可知，乒乓球每次发声的时间逐渐变短，这说明乒乓球在空中运动的时间变短，乒乓球上升的高度逐渐变小，根据可知，每次下落过程重力做功不相同，故A不符合题意；
BCD．根据波形图可知，乒乓球每次发声时的振幅变小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度变小，这说明弹性势能是减小的；此过程中乒乓球的动能和重力势能转化为弹性势能，弹性势能减小，说明机械能逐渐变小；乒乓球的弹性势能变小，转化为的动能逐渐变小；下落过程中，乒乓球克服阻力做功，机械能逐渐减小，所以，下落过程中重力势能没有全部转化为动能，故B符合题意，CD不符合题意。
故选B。
6．（2022秋·江苏南通·九年级统考期中）如图是滑雪运动员起跳后上升的情景，在运动员上升过程中（　　）

A．动能不变，势能增大 B．动能减小，势能增大
C．动能不变，势能不变 D．动能增大，势能减小
【答案】B
【详解】运动员在上升的过程中动能和重力势能发生改变。物体动能的影响因素有：质量和速度，运动员在上升过程中质量未变，但速度变小因此运动员的动能减小。物体重力势能的影响因素有：质量和高度，运动员在上升过程中高度增加因此重力势能增大。
故选B。
7．（2022秋·江苏无锡·九年级江苏省锡山高级中学实验学校校考期中）如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动。木板从水平位置OA缓慢地转到OB位置，木板上的物块始终相对于木板静止。在这一过程中，物块的机械能增加了2J。用F1表示物块受到的支持力，用F2表示物块受到的摩擦力，在这一过程中，下列说法中正确的是（　　）
  
①F1对物块不做功，F2对物块做功为2J；
②F1对物块做功为2J，F2对物块不做功；
③F1和F2对物块所做的总功为2J；
④该物体机械能守恒。
A．①④ B．①③ C．②③ D．②④
【答案】C
【详解】由受力分析知，支持力F1的方向是垂直于木板向上的，物体运动方向也是向上的，所以支持力F1对物体做功；摩擦力F2方向是沿斜面向上的，摩擦力的方向始终和速度方向垂直，所以摩擦力不做功。机械能增加2J，即支持力F1对物块做功2J，机械能不守恒，所以②③正确，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．（2022秋·江苏无锡·九年级无锡市天一实验学校校考期中）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】如图，铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大；
A．A图像中，动能先减小后增大，落地时具有的动能大于出手时的动能，故A符合题意；
B．B图像中，动能先减小后增大，出手时的动能小于落地时的动能，故B不符合题意；
CD．C、D图像中，动能先减小到0，后增大，故D不符合题意。
故A。
9．（2022秋·江苏盐城·九年级统考期中）如图所示，弹簧的左端固定，将小球套在水平杆上，装置的各种摩擦均不计。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。小球由a点运动到c点的过程中（水平面光滑），下列说法中错误的是（　　）

A．在a点时，弹簧的弹性势能最大
B．在b点时，小球的运动速度最大
C．从a点到b点，小球的机械能逐渐增大
D．从b点到c点，小球处于加速滑动过程
【答案】D
【详解】A．a点是压缩弹簧后形变程度最大处，弹性势能也最大，故A正确，不符合题意；
B．因为水平杆光滑，所以小球在a点时只受到弹簧向右的弹力，则小球由a向b运动时会做加速运动，过了b点受向左的弹簧拉力而减速运动，则b点时小球的速度最大，故B正确，不符合题意；
C．小球质量一定，从a点到b点时速度越来越快，所以动能逐渐增大；小球的重力势能不变，所以机械能变大，故C正确，不符合题意；
D．b点是弹簧原长时小球的位置，弹性势能为0，小球到达b点后由于惯性继续向右运动，所以弹簧逐渐被拉伸，弹性势能逐渐变大，小球的动能转化为弹性势能，使得小球的动能减小，速度变小，小球做减速运动，故D错误，符合题意。
故选D。

二、填空题
10．（2022秋·江苏淮安·九年级校联考期中）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图，做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，橡皮筋在 点（选填字母）的弹性势能最大；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，整个装置在C点时的机械能 （选填“大于”“小于”或“等于”）在B点时的机械能。

【答案】 D 大于
【详解】[1]罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大。
[2]第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。
11．（2022秋·江苏南京·九年级统考期中）如图所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，小球在b处时受到的弹力恰好等于重力。若不计空气阻力，则从a至c的过程中，弹簧的弹性势能 （填具体变化情况，下同），小球的动能 ，小球的机械能 。

【答案】 增大 先增大后减小 减小
【详解】[1]从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短这一过程中，弹簧的弹性形变程度变大，其弹性势能增大。
[2]小球从a点接触弹簧后，此时的弹力小于重力，小球继续做加速运动，到达b处时，弹力等于重力，此时小球的速度最大；继续向下运动，弹力大于重力，小球做减速运动；所以从a至c的过程中，小球的速度先变大后变小，所以小球的动能先增大后减小。
[3]在下落过程中，小球压缩弹簧对弹簧做功，一部分机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能减小。
12．（2022秋·江苏泰州·九年级统考期中）靖江街头目前有很多共享单车，极大方便了市民出行。小常租借了一辆共享单车，在10s内骑行了40m，骑车时受到的平均阻力是20N，这段时间内，他克服阻力做功的平均功率为 W。在行驶过程中，通过 （做功/热传递）方式，使自行车的轮胎的内能增加的。
【答案】 80 做功
【详解】[1]小常骑车克服阻力所做的功
W= fs= 20N×40m = 800J
则平均功率

[2]在行驶过程中， 自行车轮胎与地面摩擦发热，是因为在摩擦过程中，一部分机械能(或动能)转化成了轮胎的内能，轮胎的温度升高，属于做功改变物体内能。
13．（2022秋·江苏盐城·九年级校考期中）神舟飞船是中国自行研制，具有完全自主知识产权的第三代载人飞船。“神舟”飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过 方式，将 能转化为内能，为避免飞船因高温而损坏，其外壳涂有的烧蚀材料在升温后，可迅速升华成气体，并 大量的热。
【答案】 做功 机械 吸收
【详解】[1][2][3]“神舟”飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，通过做功，将机械能转化为飞船的内能，飞船温度升高；外壳涂有的烧蚀材料在升温后，可迅速升华成气体，并吸收大量的热，保护了飞船。

三、作图题
14．（2022秋·江苏南通·九年级统考期中）如图为一摆球从左侧A点摆到右侧最高点B的过程图，请在图中三个位置的摆球上用“1”和“2”分别标注出机械能最大位置和动能最小位置。

【答案】
【详解】摆球从左侧A点摆到右侧最高点B的过程图，克服空气的阻力做功，一部分机械能转为内能，所以，在该过程中，摆球的机械能逐渐减小，所以，在A点的机械能是最大的，应标注“1”；摆球运动到B点时，摆球的质量不变，速度最小，动能最小，应标注“2”，如图所示：


四、实验题
15．（2022秋·江苏南京·九年级统考期中）用如图所示的装置，探究影响动能大小的因素，甲、乙、丙三幅图中所用到的器材相同。h1＜h2＝h3，木块初始位置相同。A、B分别表示木块被撞击运动一段距离后静止时的位置。

（1）实验研究对象是 。
（2）为了使不同质量的两辆小车进入水平面时具有相同的速度，应让两辆小车从同一斜面的同一高度处由 开始下滑。它们进入水平面时的动能大小 （选填“相等”或“不相等”）。
（3）根据甲、乙两图实验对比，能得出的结论是 。
（4）下列生活实例中，主要是用第（3）问结论解释的是 。
A．对车辆限速
B．对车辆限员
C．对车辆限高
D．对车辆限重
（5）如图丙所示的实验中，木块被撞击移动一段距离后，不可能停在 点。（用图中字母表示）
【答案】 小车 静止 不相等 质量一定，物体的速度越大，动能越大 A F
【详解】（1）[1]实验探究的是小车撞击木块时动能的大小与哪些因素有关，所以实验研究对象是小车。
（2）[2][3]为了使不同质量的两辆小车进入水平面时具有相同的速度，应让两辆小车从同一斜面的同一高度处由静止开始下滑，小车的质量不同，它们进入水平面时的动能大小不相等。
（3）[4]根据甲、乙两图实验对比可知小车的质量相同，滑下的高度不同，到达水平面的速度不同，滑下的高度越大，到达水平面的速度越大，推动木块移动的距离越远，能得出的结论是质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
（4）[5]A．对车辆限速是物体质量一定时，速度越大，物体的动能越大故，A符合题意；
BD．对车辆限员和对车辆限重是物体质量越大，惯性越大，运动状态越难改变，故BD不符合题意；
C．对车辆限高是物体降低重心，提高稳度，故C不符合题意。
故选A。
（5）[6]如图丙所示的实验中，两小车滑下的高度相同，到达水平面的速度相同，两小车的质量不同，乙车的质量较大，动能较大，所以乙图中木块移动距离应大于丙图中木块移动的距离，则丙图中的小车不可能停在F点。
16．（2022秋·江苏泰州·九年级统考期中）为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，B处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球甲，使小球甲撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于B点右侧同一位置，忽略小球碰撞时的能量损失。

（1）小明每次应将弹簧压缩 （相同/不同）的长度，再释放小球甲，通过比较各次实验中 ，从而判断弹簧弹性势能的大小；
（2）每次实验中，小球甲和纸盒克服摩擦力做功 （相同/不同）；
（3）图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于C处，此过程中小球动能最大的位置在 （之间/B点/之间）；
（4）在完成实验后，小明又找来一个质量更大的小球乙，用两小球在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一纸盒，得到甲、乙球与纸盒一起移动的距离分别为和，则和的大小关系为 。
【答案】 不同 纸盒移动的距离 不同 之间
【详解】（1）[1][2]小明每次应将弹簧压缩不同的长度，再释放小球，松开后小球碰到同一位置的相同纸盒上，小球推动纸盒前进，小球的动能越大，纸盒被推动的距离越远，因此比较纸盒被推动距离的大小，可以比较弹性势能的大小。
（2）[3]由于小球和纸盒运动的距离不同，根据W=Fs可知，克服摩擦力做功不同。
（3）[4]将小球自A处由静止释放，小球在AB之间运动时水平方向受弹力和摩擦力作用，动能最大点应是速度最大的时候，即弹力与摩擦力相等的时候，故应在AB之间。
（4）[5]因为压缩同一根弹簧至相同位置，所以弹簧的弹性势能相同，离开弹簧后小球具有的动能相同，且小球的动能全部转化为推动纸盒所做的功，两次小球推动纸盒所做的功相同，即s1=s2。
17．（2022秋·江苏无锡·九年级江苏省锡山高级中学实验学校校考期中）如图，小明用a、b两球探究“物体动能大小与哪些因素有关”。小球质量ma＜mb，让小球从同一斜面由静止释放，撞击水平面上的木块。
  
（1）该实验中物体的动能指 （选填“小球”或“木块”）的动能，若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（2）对比甲图和乙图是为了探究动能大小与 的关系；木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）对比乙图和丙图，两种情况木块克服摩擦力所做的功的关系W乙 W丙（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（4）很多初中物理实验，选取器材时，采用了与本实验木块类似的作用，下列实验中的器材，没有体现本实验木块作用的是 。
A．   压缩引火仪中的棉絮
B．  研究物质升温特点时，等质量的水和沙子
C．  研究分子运动快慢与温度关系的红墨水
D．   测量电路中电流大小的电流表
【答案】 小球 不能 速度 变小 ＜ B
【详解】（1）[1]实验中的研究对象是小球，该实验中物体的动能指小球的动能。
[2]若水平面绝对光滑，则水平面对木块没有摩擦力，物体将一直做匀速直线运动，就无法通过木块在水平面移动距离的大小来反映小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
（2）[3]甲、乙两图中，小球的质量相同，碰撞时小球的速度不同，所以甲、乙两图为了探究动能大小与速度的关系。
[4]木块在水平面运动时，木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则滑动摩擦力保持不变，由于摩擦力的作用，木块在水平面运动的速度越来越慢，由得，克服摩擦力做功的功率会变小。
（3）[5]对比乙图和丙图，木块运动的距离关系为

同一个木块在同一个水平面运动时，受到的滑动摩擦力大小相同，用知

（4）[6]实验中通过小球撞击木块运动的距离的大小判定动能的大小，采用的是转换法。
A．内能的大小无法观察，通过棉絮的燃烧情况能判定压缩空气内能的变化，属于转换法，故A不符合题意；
B．研究物质的升温特点时，控制质量相同，采用的是控制变量法，故B符合题意；
C．分子的运动无法观察，通过红墨水分子的运动情况判定分子运动与温度的关系，采用的是转换法，故C不符合题意；
D．电流的大小无法观察，实验中通过电流表示数大小判定电流的大小，采用的是转换法，故D不符合题意。
故选B。
18．（2022秋·江苏盐城·九年级校考期中）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽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）实验中探究的是 （铁球/纸盒）的动能，其动能大小是通过 （铁球所处的高度/纸盒移动的距离）来反映的，下列实验中运用了这种方法的是 （填序号）。
①引入光线用来描述光的传播路径和方向
②用压强计U形管内液面的高度差判断液体内部压强大小
（2）分析比较 两次实验，可得到动能的大小与速度大小的关系。交管部门对不同车型的速度有不同的限制，如图丁所示为某高速路上的限速标志牌，其中小轿车的速度最大不得超过 。
（3）小明想选用乙、丙两实验来探究动能大小与质量大小的关系，该方案 （合理/不合理），原因是 。
【答案】 铁球 纸盒移动的距离 ② 甲、丙 120km/h 不合理 没有使铁球从斜面的相同高度滑下
【详解】（1）[1][2][3]铁球从高处滚下，具有动能，故探究的是铁球的动能；铁球从高处滚下，撞击水平面的纸盒，纸盒移动，铁球具备的动能大小不同，纸盒移动的距离不同，故铁球动能大小是通过纸盒移动的距离大小来反映的，这种方法是转换法。
①引入光线用来描述光的传播路径和方向，用到了模型法，故①不符合题意；
②用压强计U形管内液面的高度差判断液体内部压强大小，属于转换法，故②符合题意。
故选②。
（2）[4]要探究动能的大小与速度大小的关系，需要控制质量相同，改变速度的大小，图甲和丙符合题意。
[5]由图可知，小轿车的速度最大不得超过120km/h。
（3）[6][7]探究动能大小与质量大小的关系，必须保证运动速度相同，应该使铁球从斜面的相同高度滑下，由于乙、丙没有从同一高度滑下，所以不合理。
19．（2022秋·江苏泰州·九年级校考期中）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：mA=mB
（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小；
（2）比较 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 一定时，物体的高度越 ，重力势能越大；
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论；
（4）如图丙，小明又用海绵代替沙子，并用重物A、B、C分别竖直下落到海绵上，静止后会发现A和B陷入海绵的深度 （相同/不同），B和C陷入海绵的深度 （相同/不同）。
【答案】 重物 A、B 质量 高 能 相同 不同
【详解】（1）[1]让重物自由下落打击在木桩上，重物会对木桩做功，所以通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小。
（2）[2]要探究重力势能的大小和高度的关系，就要控制重物的质量相同，故应该选择A、B两个重物。
[3][4]由图可知：物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大。
（3）[5] 虽然物块B的质量小于物块C的质量，且物块B的高度高于物块C的高度，但木桩陷入沙中的深度相同，即重力势能是相同的，所以能得出结论。
（4）[6][7]根据题意可知，mA=mB 20．（2022秋·江苏南通·九年级统考期中）图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。

（1）为完成实验，应使两个质量 的小球从轨道上 高度由静止释放（均选填“相同”或“不同”）；
（2）本实验的研究对象是 ，若在光滑水平面上 完成实验（选填“能”、“不能”）；
（3）由图甲场景可知，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA fB，滑行中，木块的动能转化成 能；
（4）图乙是另一次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块①从水平木板的右端滑出。小丽用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块③恰好未滑出木板（如图乙木块3位置），你认为小丽的实验改进能否验证图甲中的实验结论 （能/不能），理由是 。
【答案】 相同 不同 小球 不能 ＝ 内 能 木块③受到的摩擦力大，在木板上移动的距离远，表明小球的动能大
【详解】（1）[1][2]探究动能大小与速度关系时，应控制质量不变，改变速度，故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
（2）[3]小球从斜面由静止滑下，到达水平面推动木块运动越远，小球对木块做功越多，说明小球动能越大，实验探究小球的动能大小的影响因素，实验研究对象是小球。
[4]光滑水平面上，木块不受摩擦力，小球和木块将一直运动下去，无法比较木块运动距离，不能完成该实验。
（3）[5]由题意可知，两个相同木块①、②被撞击后在同一木板上运动，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，由于压力大小和接触面的粗糙程度均相同，故摩擦力的大小相同，即fA＝fB。
[6]滑行中，木块克服摩擦做功，木块的动能转化成内能。
（4）[7][8]由图和题意可知，木块③的质量大（对水平面的压力大），运动时受到的摩擦力大，而且运动距离更远，表明小球的动能更大，所以小丽的实验改进能验证图甲中的实验结论。
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· 一、单选题
1．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。下列说法正确的有（　　）
①弹簧原来的长度为40cm
②小球在0～t3过程中t1时刻机械能最大
③在0～t1过程中小球的重力势能全部转化为动能
④在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能在t1时刻最大

A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【答案】A
【详解】①由图可知当弹力与重力平衡时，弹簧的长度为40cm，由于此时弹簧处于压缩状态，所以弹簧原来的长度应大于40cm，故①错误；
②在0～t3过程中，小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡是t1时刻，即加速度减为零时，速度达到最大，t2、t3三个时刻，由于能量的损失，总的机械能在减小，所以，开始的0时刻机械能最大，故②错误；
③在0～t1过程中，t1时刻速度达到最大，重力势能最小，但不为零，此时t1时刻小球速度最大，动能最大，但弹簧已经压缩，因而重力势能转化为动能和弹性势能，所以小球重力势能并不是全部转化为动能，故③错误；
④在t1、t2、t3三个时刻，高度相同，重力势能和弹性势能相同，由于能量的损失，机械能逐渐变小，所以t1时刻的速度最大，所以小球的动能在t1时刻最大，故④正确。
故选A。
2．（2022秋·江苏徐州·九年级统考期中）在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其从高处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，由图可知形成圆斑较大的皮球（　　）

A．质量一定大 B．体积一定大
C．高度一定大 D．弹性形变一定大
【答案】D
【详解】使皮球从高处自由下落，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，且圆斑面积越大，说明皮球发生的弹性形变越大，此时，将机械能转化为皮球的弹性势能，分析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，而重力势能既与皮球的高度有关，也与其质量有关，故根据圆斑大小不能得出质量或高度一定大，而重力势能大小与体积无关，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2022秋·江苏宿迁·九年级统考期中）如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在竖直放置静止的轻弹簧上，到达B点时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）

A．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能
B．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力
C．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能总量增大
D．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小，小球对弹簧做功，小球与弹簧的机械能总量减小
【答案】A
【详解】ABC．下落过程中，小球的质量保持不变，高度不断减小，重力势能不断减小；小球由静止运动到A点时，只受重力作用，小球速度不断增大；小球从A点运动到B点时，重力大于弹力，合力竖直向下，小球还在加速；小球在B点时，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力等于弹力；小球从B点运动到C点时，重力小于弹力，合力竖直向上，小球在减速；所以小球由静止运动到C点，速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小； 不考虑空气阻力，小球和弹簧的机械能守恒；故A正确，BC错误；
D．下落过程中，小球的质量保持不变，高度一直减小，重力势能不断减小，动能先增大后减小，小球的机械能减小，小球和弹簧的机械能总量不变；故D错误。
故选A。
4．（2022秋·江苏镇江·九年级统考期中）如图所示，有一小球沿光滑的曲面轨道ABCD从A点静止滑下，从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中C为轨道最低点，B、D、F三点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．在C点的动能最大，E点的动能为零
B．从E点运动到F点的过程，小球的动能转化为重力势能
C．小球在E点的机械能小于在A点的机械能
D．小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等
【答案】D
【详解】A．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在C点的机械能等于在其它各点的机械能，但C点高度最小，重力势能最小，所以在C点的动能最大，但小球在E点时，在水平方向上速度不为零，所以其动能不为零，故A错误；
B．从E点运动到F点的过程，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B错误；
C．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在E点的机械能等于在A点的机械能，故C错误；
D．轨道是光滑的，不计空气阻力，小球的机械能是守恒的，保持不变，所以小球在B点的机械能等于在D点的机械能，B、D两点高度相同，重力势能相同，所以小球从B运动到C和从C运动到D的过程中动能变化量相等，故D正确。
故选D。
5．（2022秋·江苏盐城·九年级校考期中）如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块滑到的最右端，AO＞OB，滑块从A位置滑到B位置过程中（此题中滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方）：
①速度最快的位置在AO之间；
②弹簧弹性势能最大的位置在A点；
③滑块在O点的左侧和右侧运动，弹簧对滑块的弹力方向相反；
④滑块最终可能停在A点。
以上说法中正确的有（　　）

A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【答案】C
【详解】①③金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力；开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在AO之间，故①③正确；②O点是弹簧保持原长时滑块的位置，已知AO＞OB，所以弹簧在A点的形变量最大，即弹簧弹性势能最大的位置在A点，故②正确；④金属滑块运动到B点，速度为零，停止运动，但是由于弹簧要恢复原来的形状，受到水平向左的弹力作用，所以金属滑块可能不会保持静止，有可能向左运动，直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等，故物体最终可能停在O的右侧，故④错误。故ABD错误，C正确。
故选C。
6．（2022秋·江苏常州·九年级校考期中）如图所示，在盛水的容器中，用力将一木块浸没在水底，撤去力后，木块在水中上浮且能跳出水面，在此过程中，木块的动能和势能都发生变化，不计水的阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．力刚撤去时，木块的势能转化为动能，跳出水后木块的动能转化为势能
B．力刚撤去时，木块的势能和动能都增加
C．木块上表面刚露出水面时，其动能最大
D．木块下表面刚露出水面时，其动能最大
【答案】B
【详解】AB．用力将一木块浸没在水底，力刚撤去后，木块在水中快速上浮，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，不是两者的相互转化，故B正确，A错误；
CD．当木块上浮露出水面前，浮力大于重力，加速上浮，动能增大；当木块上表面刚露出水面时，浮力仍大于重力，还是加速上浮，动能继续增大；从木块露出水面一部分体积，浮力开始小于重力后，会减速上浮，动能开始减小；综上所述，浮力等于重力时，速度最大，动能最大，故CD错误。
故选B。
7．（2022秋·江苏无锡·九年级统考期中）如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（　　）

A．t1∼t2内，电梯可能向上运动
B．t2∼t3内，M的机械能保持不变
C．t3∼t4内，电梯的动能一定增大
D．t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变
【答案】D
【详解】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也静止，受力平衡，则受到重力G、电梯的支持力F支和弹簧的拉力F拉；由于压力F2与支持力F支是相互作用力，大小是相等的，则有
G=F2+F拉
当t1~t2内，压力变为小于F2的F1，弹力和重力不变，此时G>F1+ F拉，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动，故A不符合题意；
B．t2~t3内，压力恢复到静止时的大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，动能不变，而重力势能减小，机械能减小，故B不符合题意；
C．t3~t4内，压力F3大于F2，此时G D．由于忽略M和电梯的形变，因而弹簧的长度始终不变，形变大小不变，所以弹簧的弹性势能不变，故D正确。
故选D。
8．（2022秋·江苏盐城·九年级统考期中）如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩∆l的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】AB．木块在水平地面上向右滑行的过程中，因接触面的粗糙程度和对地面的压力均不变，所以，木块受到的摩擦力f大小不变，其方向水平向左，木块克服地面摩擦力所做的功W＝fs，木块从∆l到O点的过程中，x减小，摩擦力做的功W越大，木块从∆l到（s﹣∆l）的过程中，x增大，摩擦力做的功W也增大，即从∆l到O点、从O到（s﹣∆l）的过程中，W一直增大，故A错误、B正确；
CD．从x＝∆l开始运动时，弹簧的弹力大于木块受到的摩擦力，木块做加速运动，随着弹簧的伸长量减小，弹簧的弹力减小，而木块受到的摩擦力不变，所以木块受到的合力减小，木块速度的增加量减小，当弹簧的弹力和摩擦力相等时，木块的速度达到最大值，木块继续向右运动时，弹簧的弹力小于摩擦力，木块做减速运动，从O点继续向右运动时，弹簧的弹力向左且逐渐增大，此时弹簧的弹力和摩擦力方向均向左，木块做减速运动，直至停止，所以，从∆l到O点的过程中，木块的速度先增大后减小，其动能先增大后减小，从O到（s﹣∆l）的过程中，木块的动能一直减小，故CD错误。
故选B。

二、填空题
9．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）（1）如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是 能转化为 能，将“魔罐”滚动出去而不是平移出去，目的是 。
（2）如图是某同学扔实心球的四个分解动作，其中人对实心球做功的是分解动作 （选填序号）。分解动作④完成后，球下落过程中重力势能 ，重力做功的功率 （选填“增大”、“减小”或“不变”，忽略空气阻力）。

【答案】 弹性势能 动能 获得弹性势能 ①③ 减小 增大
【详解】（1）[1][2]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能.
[3]根据题意知道，将“魔罐”滚动出去而不是平移出去，是因为滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能。
（2）[4]①中把球捡起来，力的方向是向上的，在力的方向上通过了距离，所以做了功；
②停在空中时，虽然有力，但没有通过距离，不做功；
③挥动球时，球在力的方向上通过了距离，做了功；
④球飞出去是因为球具有惯性，人对球没有力的作用，所以不做功；
故选①③。
[5]球下落过程中质量不变，高度变小，重力势能减小。
[6]球下落过程中，速度变大，由于

所以，重力做功功率变大。
10．（2022秋·江苏镇江·九年级统考期中）有一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。如图甲所示，图中a点是弹性绳自然下垂时下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。从a至c处的过程中，游戏者的速度v和弹性绳被拉伸的长度Δl之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从a至c处的过程中，游戏者的动能 ；游戏者的重力势能 （以上两空均选填“变小”、“变大”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；在a至b处过程中游戏者动能的变化量 重力势能的变化量（“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】 先变大后变小 变小 小于
【详解】[1][2]由图乙可知，从a至c处的过程中，游戏者的速度先变大后变小，高度一直变小，所以其动能先变大后变小，重力势能变小。
[3]由图中可知在b点时，人的速度最大，故此时人受到的重力和弹性绳子的拉力大小相等，即在b点时，弹性绳子处于拉伸状态；故不计空气阻力，机械能守恒，但从a到b的过程中，游戏者的重力势能转化为动能和弹性势能，所以在a至b过程中游戏者动能的变化量小于重力势能的变化量。
11．（2022秋·江苏无锡·九年级无锡市江南中学校考期中）如图所示，乒乓球发球机在同一高度以大小相同的初速度朝不同方向分别发出a、b两个相同的乒乓球，若不计空气阻力，落到水平桌面时二者的速度分别为va、vb，那么你认为它们的大小关系应是va vb（填“＞”“＜”或“＝”），你做出这样判断的理由是 。

【答案】 ＝ 见解析
【详解】[1][2]两个乒乓球被发出时，球的质量相同，速度相同，它们的动动能相同；位置相同，它们的重力势能相同。所以两个球的机械能总量是相同的。球落在桌面时，具有的重力势能相同（高度相同），如果不考虑能量在转化过程中的损失，此时它们的动能相同，所以它们的速度相同。

三、实验题
12．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）如图所示，小红让a、b两个小球分别从同一斜面由静止滚下，撞击放在水平木板上的同一木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。

（1）小球进入水平面时的动能是由 转化来的，实验时通过比较 来比较动能大小；
（2）根据甲图和乙图所示实验，可得到的结论是 ；
（3）根据乙图和丙图所示实验， （选填“能”或“不能”）比较出a、b两个小球哪个质量更大，你判断的理由是 ；
（4）而小红认为去掉木块，利用粗糙且足够长的木板，通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小。于是她通过在小车上加砝码来改变质量，得到如图丁所示的实验情形，据此她 （选填“能”或“不能”）得出物体的动能大小与质量关系的正确结论，出现丁图中实验结果的原因可能是 。
【答案】 重力势能 木块移动距离 质量一定时，物体速度越大，动能越大 能 b小球的速度小动能反而大，说明b小球的质量更大 不能 小车在水平木板上受到的摩擦力不同
【详解】（1）[1][2]小球从高处滚下，重力势能转化为动能；实验中小球推动木块运动，推动的距离越远，表示小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大小。
（2）[3]在甲、乙两图中，使用同一个小球放置在不同的高度，控制了质量一定，改变了速度，所以甲、乙两图可以探究动能大小与速度的关系，得出的结论是：当物体质量一定时，物体速度越大，动能越大。
（3）[4][5]根据乙图和丙图所示实验，能比较出a、b两个小球哪个质量更大，判断的理由是b小球的速度小动能反而大，说明b小球的质量更大（a小球的速度大动能反而小，说明a小球的质量更小）。
（4）[6][7]实验中没有木块，但小车在水平木板上时要受到摩擦力的作用，要克服摩擦力做功，小车的动能越大，则整个过程中克服摩擦力做功越多，小车运动的距离越远，但摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，实验只控制了接触面的粗糙程度相同，没有控制压力相等，所以小车在木板上受到的摩擦力不同，故不能得出物体的动能大小与质量关系的正确结论。
13．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）在“探究影响动能大小因素”的实验中，小明让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。

（1）从同一高度由静止释放的目的是 ，该实验的目的是探究铁球的动能大小与 的关系；
（2）该实验是通过观察 的大小，来比较铁球动能的大小；
（3）小华同学利用小车、速度传感器和其他仪器，也进行了“探究影响动能大小因素”的实验，如图乙。他测量了小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离，数据如下表所示。
实验次数
1
2
3
4
小车速度v/（cm/s）
8
16
24
32
小车滑行的距离s/cm
10
40
②
160
分析实验数据得出：②处的数值是 ；
（4）在综合实践活动中，实验小组同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，同学们经过讨论设计了以下两个实验方案。
方案一：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
方案二：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。
上述方案可行的是： （填字母）。
A．只有方案一可行  B．只有方案二可行 C．两个方案均可行  D．两个方案均不行
【答案】 使小球到达水平面时具有相同的速度 质量 木块移动的距离 90 B
【详解】（1）[1] 铁球释放时位置越高，到达水平面时的速度越大，将铁球从同一高度由静止释放的目的是为了使铁球到达水平面时具有相同的速度。
[2]该实验改变铁球的质量，控制铁球到达水平面时的速度相同，目的是探究铁球的动能大小与质量的关系。
（2）[3]铁球的动能不便于直接测量，所以实验中利用铁球的动能推动木块做功，该实验是通过观察木块移动的距离的大小，来比较铁球动能的大小。
（3）[4]分析表中数据可知，当小车速度为原来2倍时，小车滑行的距离为原来的4倍；当小车速度为原来4倍时，小车滑行的距离为原来的16倍；第3次实验时，小车的速度为第1次实验时的3倍，则第3次实验时小车滑行的距离为第1次时的9倍，②处的数值是90。
（4）[5]将同一弹簧压缩相同程度后静止释放时，弹簧的弹簧势能相同，转化为钢球的动能也相同，如用质量不同的钢球进行实验，则钢球撞击木块时质量不同，速度也不同，没有控制单一变量，所以方案一不可行；将同一弹簧压缩至不同程度后静止释放，弹簧的弹性势能不同，转化为钢球的动能也不同，如用同一钢球进行实验，则钢球的质量相同，速度不同，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离可以得出正确结论，所以方案二可行。
故选B。
14．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角1＜2。

（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 直线运动；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平桌面上将同一根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，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“合理”或“不合理”）。
【答案】 质量 木块滑动的距离 转换法 速度 匀速 相等 不合理
【详解】（1）[1]根据题意知道，小球A、B的质量不等，在图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关。
（2）[2][3]实验中，小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块前的动能大小，这种研究方法叫转换法。
（3）[4]悬线与竖直方向的夹角越大，开始向下摆动时具有的重力势能越大，到达最低点时具有的动能越大，木块C被撞得越远，根据乙、丙所示的探究过程，可观察到图丙中木块被撞得更远，故可得出结论：物体的动能大小与速度有关。
（4）[5]由实验知道，木块受到的阻力越小，木块速度变化越慢，木块滑行距离越远，若水平面绝对光滑，木块C被撞击后，木块不受阻力，它将做匀速直线运动。
（5）[6][7]在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时，弹簧的弹性势能转换成小球的动能，所以不同小球的动能是相同的；小球的动能与其质量和速度都有关，由于小球的动能不变，改变其质量，因而小球的速度也会发生改变，所以该方案存在两个变量，故不合理。
15．（2022秋·江苏苏州·九年级统考期中）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球所示。

（1）根据A、B、C三个小球在沙地中下陷的深度可以判断出释放前球 的重力势能最大；
（2）比较球A、C可得出结论 ；
（3）球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ；
（4）小球在下落过程中，重力会对小球做功，则重力对小球做功大小与时间关系图应是 。
A．B．C．D．
【答案】 A 物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大 动能 D
【详解】（1）[1]小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深；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）[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）[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。
（4）[4]小球在单位时间内下落的高度越来越大（即小球下落过程中速度逐渐增大），根据W＝Gh可知，单位时间内重力对该球做功也越来越多，故ABC不符合题意，故D符合题意。
故选D。
16．（2022秋·江苏扬州·九年级统考期中）初三的小明同学学习完能量之后，对各种能量的大小特点产生了浓厚的兴趣。
（一）他猜想同一根弹簧具有的弹性势能大小可能与其形变量有关，于是进行如下实验：
①如图所示，把弹簧套在光滑竖直杆上，且底端固定在水平面上，用刻度尺读出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0；
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出并记录此时弹簧上端到水平面的高度h1；
③释放小铁块，读出并记录铁块上升到最大高度时，铁块下端到水平面的高度h2；
④改变h1，重复以上步骤。
实验次数
h0/m
h1/m
h2/m
弹簧形变量x/m
小铁块上升的高度Δh/m
1
0.50
0.40
0.55


2
0.50
0.30
0.90


3
0.50
0.20
1.55


4
0.50
0.10
2.50


（1）弹簧每次被压缩时的形变量的表达式为x= （用所测物理量的符号表示）；
（2）弹簧弹性势能的大小是通过小铁块上升的高度Δh来间接反映的，根据表中数据可以发现，同一根弹簧弹性势能的大小与弹簧形变量 （有关/无关）；
（二）意犹未尽的小明又探究起了动能的大小，他在咨询了物理老师后，得知物体动能EA的计算公式是。于是他让质量为m的物块以初速度v0在粗糙的水平面上运动，经过多次实验，测出多组不同的初速度v0与滑块在水平面上滑行对应的最大距离s，对数据进行分析后得出结论：物块克服摩擦力做功的最大值等于物块初始的动能的大小。据此解答下列问题：
（3）由动能EA的计算公式可知，对动能影响较大的是 （质量/速度）；
（4）当物块的初速度为2m/s时，滑行的最大距离为1m。则当该物块的初速度为4m/s时，滑行的最大距离是 m；
（5）已知在水平面上运动的物块受到的摩擦力大小与压力成正比，则当物块初速度相同时，增加物块的质量，物块滑行的最大距离 （增大/减小/不变）。
【答案】 h0﹣h1 有关 速度 4 不变
【详解】（1）[1]弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h0减去弹簧被压缩后的长度h1，即
x=h0﹣h1
（2）[2]根据表中数据可以发现，弹簧形变量x分别为0.10m、0.20m、0.30m、0.40m时，对应的Δh（可反映弹性势能大小）分别为0.05m 、0.40m、1.05m、2.00m，即对应的Δh逐渐增大，故同一根弹簧弹性势能的大小与弹簧形变量有关。
（3）[3]由动能Ek的计算公式可知，在速度不变时，动能的大小与质量成正比，在质量不变时，动能与速度的平方成正比，所以对动能影响较大的是速度。
（4）[4]物体做功的过程就是能的转化过程，物块克服摩擦力做功的最大值等于物块动能的变化，因物块对在粗糙的水平面的压力大小不变，粗糙程度不变，故物块运动时受到的滑动摩擦力不变，当物块的初速度为2m/s时，滑行的最大距离为1m，则有

当物块初速度为4m/s时，设滑行距离为s2，则有

两式相比得出

其中
v1=2m/s，v2＝4m/s，s1=1m
代入数据可得出

（5）[5]已知在水平面上运动的物块受到的摩擦力大小与压力成正比，故有
f=kmg
因

联立上面两式有

可知，物体运动的距离大小与物体的初速度和摩擦系数k有关，与物体的质量无关，所以增加物块的质量，物块滑行的最大距离不变。