专题17 功和机械能（提升卷）-5年（2019-2023）中考1年模拟物理真题分项汇编（广西专用）

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一．选择题（共7小题）
1．（2022•广西）2022年5月31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。返航时，飞机在减速下降过程中（ ）
A．动能增大，重力势能减小
B．动能减小，机械能不变
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，机械能减小
【答案】D
【分析】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。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
动能和势能之和称为机械能。
【解答】解：飞机在减速下降过程中，质量不变，速度变小，动能减小，同时高度下降，重力势能减小，所以，机械能减小。
故选：D。
2．（2021•广西）篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（ ）
A．篮球离手后，手还对篮球做功
B．篮球离手后，上升过程机械能变大
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因
D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
【答案】D
【分析】（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离；
（2）物体克服摩擦做功，机械能变小；
（3）力是改变物体运动状态的原因；
（4）根据牛顿第一定律分析篮球的运动状态。
【解答】解：
A、篮球离手后，手没有对篮球施加力，所以不会对篮球做功，故A错误；
B、篮球离手后，篮球克服空气的阻力做功，机械能转化为内能，机械能变小，故B错误；
C、手对篮球施力，球才向篮筐运动，篮球受到力后改变了运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因，物体的运动不需要力来维持，故C错误；
D、假如正在上升的篮球所受的力全部消失，由于球原来是运动的，由牛顿第一定律可知，篮球将继续向上做匀速直线运动，故D正确。
故选：D。
3．（2021•梧州）2021年4月13日，中国女足淘汰韩国女足，晋级东京奥运会。如图所示为一队员传球的情景，下列分析正确的是（ ）
A．足球上升到最高点时受平衡力的作用
B．足球下降过程中动能转化为重力势能
C．足球由于惯性离开脚后继续向前运动
D．假如正在向前运动的足球所受的力全部消失，它将会静止
【答案】C
【分析】（1）二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上；
（2）动能大小的影响因素：物体的质量、物体的速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：物体的质量、物体的高度，质量越大，所处的位置越高，重力势能越大；
（3）物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性；
（4）根据牛顿第一定律分析。
【解答】解：A、足球上升到最高点时受到阻力和重力的作用，这两个力的方向不同，不是平衡力，故A错误；
B、足球下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，球的速度不断变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B错误；
C、踢出去的足球由于本身具有惯性，仍向前运动，故C正确；
D、假如正在向前运动的足球所受的力全部消失，它的运动状态不变，将会做匀速直线运动，故D错误。
故选：C。
4．（2019•河池）甲、乙两位同学同时爬上20m的高楼，甲用时40s，乙用时50s，若m甲＞m乙，则下列说法正确的是（ ）
A．以甲为参照物，乙是静止的
B．甲爬楼的速度较大
C．乙爬楼做的功较多
D．乙爬楼的功率较大
【答案】B
【分析】（1）根据甲乙爬楼的高度相同，时间不同，可知二人的速度，判断运动与静止应看被研究的对象相对于参照物的位置是否发生改变；
（2）若m甲＞m乙，由W＝Gh比较二人做功关系；
（3）根据P＝比较二人爬楼的功率关系。
【解答】解：AB、甲、乙两位同学同时爬上20m的高楼，甲用时40s，乙用时50s，说明甲的速度大于乙的速度，以甲为参照物，甲与乙的位置在不断发生改变，故以甲为参照物，乙是运动的，故A错误，B正确；
C、若m甲＞m乙，根据G＝mg可知，G甲＞G乙，甲、乙两位同学同时爬上20m的高楼，由W＝Gh可知，甲爬楼做的功较多，故C错误；
D、由C可知，W甲＞W乙，甲用时40s，乙用时50s，由P＝可知，甲爬楼的功率较大，故D错误。
故选：B。
5．（2021•柳州）人体摄入过多的能量会转化为脂肪引起肥胖，某品牌可乐的营养成分表如下，质量为60kg的小丁喝了一罐该品牌可乐后，想通过爬楼梯的方式来消耗此次摄入的能量，g取10N/kg，为了达到目标，他需要爬楼梯的高度最接近（ ）
A．10 000mB．1000mC．100mD．60m
【答案】B
【分析】爬楼梯是克服自身重力做功，由G＝mg可以计算小丁的重力，再根据W＝Gh即可计算爬楼梯的高度。
【解答】解：小丁的重力为：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
由W＝Gh得爬楼的高度为：h＝＝＝990m，B最接近，故B正确。
故选：B。
6．（2022•玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大
B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能减小
【答案】C
【分析】（1）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。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大。
故选：C。
7．（2020•崇左）伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下，由于不受阻力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。其模拟实验如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．小球在运动过程中只受重力作用
B．在滚下斜面的过程中，小球的动能转化为重力势能，机械能减少
C．另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越小
D．如果另一斜面变成水平面，则小球达不到同样的高度而会永远运动下去
【答案】D
【分析】（1）对小球进行受力分析即可解答；
（2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
（3）根据机械能守恒分析；
（4）根据牛顿定律进行分析，即物体在不受任何外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解：
A．小球在运动过程中除受到重力作用外，还受到支持力的作用，故A错误；
B．在滚下斜面的过程中，小球的质量不变，高度变小，速度变大，则重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能；小球运动时不受阻力，其机械能是守恒的，故B错误；
C．因为小球在运动过程中机械能守恒，所以，另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越大，故C错误；
D．如果斜面变成水平面，水平面光滑，不受阻力，则小球会做匀速直线运动，永远运动下去，故D正确。
故选：D。
二．多选题（共1小题）
8．（2022•柳州）（多选）如图，一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点，此过程中蚂蚁的（ ）
A．动能先变小后不变B．动能不变
C．重力势能先变小后不变D．重力势能不变
【答案】BC
【分析】影响动能大小的因素是质量和速度；影响重力势能大小的因素是质量和高度；据此分析解答。
【解答】解：蚂蚁沿碗中虚线从A点爬到B点，它的质量不变，速度大小不变，动能不变；质量不变，高度先变小后不变，重力势能先变小后不变，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
三．填空题（共3小题）
9．（2020•贵港）如图所示，在3N的拉力F作用下，重为20N的物体A，以0.2m/s的速度匀速移动了0.4m，不计滑轮重及滑轮与绳之间的摩擦，则拉力所做的功是 2.4 J，功率是 1.2 W。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由图知，使用的是动滑轮，n＝2，拉力端移动的距离等于物体移动距离的2倍，利用W＝Fs求拉力做的功；
（2）利用速度公式求做功时间，再利用P＝求拉力做功的功率。
【解答】解：
由图可知，使用的是动滑轮，n＝2，拉力端移动的距离：s＝2s物＝2×0.4m＝0.8m，
拉力F所做的功：
W＝Fs＝3N×0.8m＝2.4J；
由v＝可得做功时间：
t＝＝＝2s，
拉力F做功的功率：
P＝＝＝1.2W。
故答案为：2.4；1.2。
10．（2022•贺州）用50N的水平力推物体向前移动2m，用时4s；推力对物体所做的功为 100 J，推力做功的功率为 25 W。
【答案】见试题解答内容
【分析】已知推力大小和物体在推力方向移动的距离，根据W＝Fs计算推力做的功；
已知做功的时间，根据P＝计算功率。
【解答】解：推力做的功为：W＝Fs＝50N×2m＝100J；
推力做功的功率为：P＝＝＝25W。
故答案为：100；25。
11．（2022•梧州）如图所示，工人师傅用250N的拉力，使重为2000N的物体以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，动滑轮受到的重力为80N，则工人师傅拉力的功率为 100 W，该滑轮组的机械效率为 80% 。
【答案】100；80%。
【分析】（1）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，根据v绳＝nv物求出绳子自由端移动的速度，利用P＝＝＝Fv绳求出工人师傅拉力的功率；
（2）若物重增大到2000N，根据f＝0.2G求出物体在运动时受到地面的摩擦力，不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，克服物体在运动时受到地面的摩擦力和动滑轮重力所做的功为总功，克服物体在运动时受到地面的摩擦力所做的功为有用功，根据η＝×100%＝×100%＝×100%求出滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
则绳子自由端移动的速度：v绳＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
工人师傅拉力的功率：P＝＝＝Fv绳＝250N×0.4m/s＝100W；
（2）若物重增大到2000N，物体在运动时受到地面的摩擦力：f′＝0.2G＝0.2×2000N＝400N，
克服物体在运动时受到地面的摩擦力和动滑轮重力所做的功为总功，即W总＝（f′+G动）s物，
克服物体在运动时受到地面的摩擦力所做的功为有用功，即W有＝f′s物，
则滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：100；80%。
四．实验探究题（共2小题）
12．（2022•河池）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验是通过观察 弹簧被压缩的程度 来比较钢球动能的大小；
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 速度 有关；
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 质量 有关；
（4）本实验中用到的研究方法是 控制变量法（或转换法） （填其中一种即可）。
【答案】（1）弹簧被压缩的程度；（2）速度；（3）质量；（4）控制变量法（或转换法）。
【分析】（1）钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩，把动能转化为弹性势能，据此分析。
（2）（3）（4）根据控制变量法、转换法以及所给条件进行分析。
【解答】解：（1）实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，让钢球获得动能，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩，将动能转化为弹簧的弹性势能，钢球的动能越大，转化成的弹性势能越大，弹簧被压缩的程度就越大，所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小，这是利用了转换法。
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与速度有关。
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与质量有关。
（4）本实验中用到的研究方法是控制变量法和转换法。
故答案为：（1）弹簧被压缩的程度；（2）速度；（3）质量；（4）控制变量法（或转换法）。
13．（2023•广西）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示。
（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 动能 。
（2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 多 。钢球的动能就越 大 。
（3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 阻 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做 匀速 直线运动。
【答案】（1）动能；（2）多；大；（3）阻；匀速。
【分析】（1）影响动能的因素是质量和速度，影响重力势能的因素是质量和高度，二者可以相互转化；
（2）影响滑动摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度，据此判断；
（3）力是改变物体运动状态的原因；
如果水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动。
【解答】解：（1）钢球从斜槽中滚下的过程中，高度降低、速度增大，所以重力势能转化成动能；
（2）钢球质量越大，木块被撞得越远，表明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大；
（3）木块最终会停下来是因为受到阻力的作用；
如果水平面是绝对光滑且足够长的，没有阻力作用，木块被撞击后将做匀速直线运动。
故答案为：（1）动能；（2）多；大；（3）阻；匀速。
五．计算题（共5小题）
14．（2021•百色）如图所示为一款新型无人驾驶电动汽车，在某次性能测试中，汽车沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为1500N，在180s的测试时间内汽车匀速行驶了1800m。求：
（1）汽车受到的牵引力；
（2）此过程中汽车牵引力所做的功；
（3）牵引力做功的功率。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力；
（2）由W＝Fs可求得此过程中汽车牵引力做功；
（3）利用P＝可求得做功功率。
【解答】解：（1）由于汽车匀速行驶，所以汽车受到的牵引力等于阻力，
即F牵引＝F阻＝1500N，
（2）此过程中汽车牵引力做功为：
W＝Fs＝1500N×1800m＝2.7×106J；
（3）汽车牵引力做功的功率为：
P＝＝＝1.5×104W。
答：（1）汽车受到的牵引力为1500N；
（2）此过程中汽车牵引力所做的功2.7×106J；
（3）牵引力做功的功率为1.5×104W。
15．（2021•玉林）如图所示，记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时，在相同的时间内通过的路程。甲图中汽车做匀速运动，受到的阻力为1200N；乙图中汽车做加速运动。求：
（1）甲图中汽车的速度；
（2）乙图中汽车在前30s内的平均速度；
（3）甲图中汽车牵引力在40s内所做的功。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据速度的计算公式即可计算出两辆汽车的速度；根据W＝Fs计算牵引力做的功。
【解答】解：（1）甲图汽车做匀速直线运动，速度为；
（2）乙图汽车30s内通过的路程为s＝750m，则这段时间内的平均速度为；
（3）甲图中40s内牵引力做的功为W＝Fs＝1200N×1200m＝1.44×106J。
答：（1）甲图中汽车的速度为30m/s；
（2）乙图中汽车在前30s内的平均速度为25m/s；
（3）甲图中汽车牵引力在40s内所做的功为1.44×106J。
16．（2021•贵港）已知大山同学的质量为60kg，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。（g取10N/kg）求：
（1）物体受到摩擦力的大小；
（2）大山前进的速度；
（3）拉力做功的功率；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。
【答案】（1）物体受到摩擦力的大小为20N；
（2）大山前进的速度为1.3m/s；
（3）拉力做功的功率为26W；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强为2×104Pa。
【分析】（1）物体在水平地面上匀速前进，处于平衡状态，所受拉力和摩擦力为平衡力，大小相等，据此求出摩擦力的大小；
（2）根据速度公式得出大山前进的速度；
（3）根据P＝＝＝Fv可知拉力做功的功率；
（4）根据F压＝G人＝m人g求出大山在水平地面上立正时对地面的压力，根据压强公式计算大山在水平地面上立正时对地面的压强。
【解答】解：
（1）物体在水平地面上匀速前进，所受拉力和摩擦力为平衡力，大小相等，
故物体受到摩擦力f＝F拉＝20N；
（2）大山前进的速度：v＝＝＝1.3m/s；
（3）拉力做功的功率：P＝＝＝F拉v＝20N×1.3m/s＝26W；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压力：F压＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
则大山立正时对水平地面的压强：p＝＝＝2×104Pa。
答：（1）物体受到摩擦力的大小为20N；
（2）大山前进的速度为1.3m/s；
（3）拉力做功的功率为26W；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强为2×104Pa。
17．（2020•桂林）某地货运站使用起重装置将一箱援助抗疫的物资吊装到货运专列上，此箱物资总质量为2t，吊装时需要提升3m。如图为物资被提升过程中高度随时间变化的图像（其中3～7s是匀速直线提升过程）。求：
（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度（结果保留小数点后两位数字）；
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）整个提升过程中，所用时间9s，用提升的高度除以总时间即为提升这箱物资的平均速度；
（2）由W＝Gh可求得起重装置对这箱物资做功，由P＝可求得做功的功率。
【解答】解：（1）由图像可知，整个提升过程中，所用时间t＝9s，
整个提升过程中，这箱物资的平均速度v＝＝≈0.33m/s；
（2）起重装置对这箱物资做功W＝Gh＝mgh＝2×103kg×10N/kg×2m＝4×104J，
匀速直线提升过程中，（其中3～7s是匀速直线提升过程），则所用时间t＝4s，
起重装置对这箱物资做功的功率P＝＝＝1.0×104W。
答：（1）整个提升过程中，这箱物资的平均速度为0.33m/s；
（2）匀速直线提升过程中，起重装置对这箱物资做功的功率为1.0×104W。
18．（2019•玉林）如图所示，质量为2.5t的汽车在平直的公路上匀速行驶，在其前方有一固定的测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，第一次发出信号到接收到信号用时0.6s，第二次发出信号到接收到信号用时0.4s，测出汽车的速度为34m/s。已知汽车在公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，超声波的速度为340m/s。（g取10N/kg）求：
（1）汽车匀速行驶时受到的牵引力；
（2）汽车匀速行驶10s内牵引力做的功；
（3）测速仪两次发出信号的时间间隔。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）知道汽车的质量求出重力，知道重力求出阻力，汽车匀速直线运动，求出牵引力。
（2）知道时间和速度求出汽车运动路程，知道牵引力和路程，根据W＝Fs求出牵引力做功。
（3）①测速仪第一次发出超声波时，经过了＝0.3s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了0.3s的时间；
②在第二次发出的信号，在与汽车相遇返回到测速仪时，超声波行驶了＝0.2s；
超声波返回时，超声波行驶的距离就是汽车接收信号时距离测速仪的距离，这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离，再找出行驶这段时间所用的时间（汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束），然后利用速度公式变形即可求解。
【解答】解：（1）汽车的重力：G＝mg＝2.5×103kg×10N/kg＝2.5×104N
汽车受到的阻力：F阻＝0.02G＝0.02×2.5×104N＝500N
汽车匀速直线行驶时，汽车受到的阻力和牵引力是平衡力：F＝F阻＝500N
（2）汽车10s内行驶的距离：s＝v车t＝34m/s×10s＝340m
牵引力做功：W＝Fs＝500N×340m＝1.7×105J
（3）由v＝得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪：s1＝v声t1＝340m/s×＝102m
则汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪：s2＝v声t2＝340m/s×＝68m
因此汽车在两次信号的间隔过程中行驶：s′＝s1﹣s2＝102m﹣68m＝34m
设测速器发出两次信号时间差为Δt，汽车行驶34m共用时间：t′＝Δt﹣t1+t2＝Δt﹣+＝Δt﹣0.1s
汽车的车速：v′＝＝＝34m/s
解得测速仪两次发出信号的时间间隔：Δt＝1.1s
答：（1）汽车匀速行驶时受到的牵引力500N；
（2）汽车匀速行驶10s内牵引力做的功1.7×105J；
（3）测速仪两次发出信号的时间间隔1.1s。
六．解答题（共1小题）
19．（2019•广西）我们在超市购物时，常常使用购物车，已知购物车的质量为10kg，小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m，用时4s，求：
（1）购物车的重力；
（2）推力所做的功；
（3）推力的功率.
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）已知购物车的质量，利用G＝mg可求得购物车的重力；
（2）已知小明用10N的水平推力推着购物车沿水平地面运动了4m，由W＝Fs可求推力所做的功；
（3）根据（2）求得的功，利用P＝可求得推力的功率。
【解答】解：（1）购物车的重力G＝mg＝10kg×9.8N/kg＝98N；
（2）推力所做的功：W＝Fs＝10N×4m＝40J；
（3）推力的功率P＝＝＝10W。
答：（1）购物车的重力为98N；
（2）推力所做的功为40J；
（3）推力的功率为10W。
一．选择题（共13小题）
1．（2023•三江县校级一模）24届冬季奥林匹克运动会在2022年由北京市和张家口市联合举办。下列关于冰雪运动的说法中正确的是（ ）
A．甲图中短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时，运动状态不改变
B．乙图自由滑雪空中技巧运动员腾空达最大高度的过程中，动能转化为重力势能
C．丙图中运动员掷出冰壶后在冰壶前不停地快速摩擦冰面，运动员对冰壶做了功
D．丁图中花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用
【答案】B
【分析】（1）物体受非平衡力作用时，运动状态发生改变，物体运动状态的改变包括速度大小和方向的改变；
（2）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；
（3）根据做功的两个必要因素；
（4）物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
【解答】解：A．短道速滑运动员武大靖沿弯道匀速滑行时，运动的方向改变了，运动状态改变了，故A错误；
B．自由滑雪空中技巧运动员腾空达最大高度的过程中，运动员的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能转化为重力势能，故B正确；
C．冰壶离开手向前运动过程中，运动员对冰壶不在产生力，不再对冰壶做功，故C错误；
D．丁图中花样滑冰运动员向前滑行，是由于运动员具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。
故选：B。
2．（2023•南宁三模）神舟十六号5月30日9时31分发射。神舟十六号飞行乘组员桂海潮同志的励志故事鼓舞着我们。下列关于正在加速升空的神舟十六号（忽略燃料短时损耗）说法正确的是（ ）
A．重力势能不变B．动能减小
C．机械能不变D．机械能增大
【答案】D
【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度；
（2）重力势能的影响因素是质量和高度；
（3）动能和势能统称机械能。
【解答】解：正在加速升空的神舟十六号（忽略燃料短时损耗）质量不变，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大，动能和势能统称机械能，机械能变大，故D正确，ABC错误。
故选：D。
3．（2023•南宁模拟）如图为北京冬奥会高速摄影机记录的苏翊鸣从跳台起跳到落地的情景。下列说法正确的是 （ ）
A．整个过程机械能一定守恒
B．到达最高点时动能为零
C．下落时重力做功越来越慢
D．上升时动能转化成重力势能
【答案】D
【分析】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；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；机械能是动能和势能的总和；物体克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能。
功率是表示物体做功快慢的物理量，根据P＝＝＝Gv分析重力做功的快慢。
【解答】解：A、他从起跳到落地的整个过程中，克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能是不守恒的，故A错误；
B、他起跳后到达最高点时，具有一定的质量和速度，动能不为零，故B错误；
C、他从空中下落过程中，速度越来越大，重力不变，根据P＝＝＝Gv可知，重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故C错误；
D、他从起跳到最高点的过程中，他的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能逐渐转化成重力势能，故D正确。
故选：D。
4．（2023•容县一模）雨滴在空中匀速下落过程中，其动能和重力势能的变化是（ ）
A．动能增加，重力势能增加
B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能减小
D．动能减少，重力势能减少
【答案】C
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度；质量越大，速度越大，动能越大。
（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：雨滴在空中匀速下落的过程中，其质量不变，速度不变，则动能不变；高度不断减小，则重力势能减小。
故选：C。
5．（2023•南宁一模）垂直升降式立体车库能有效缓解车位不足的问题。停在载车板上的汽车匀速上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，重力势能增大
C．动能增大，重力势能不变
D．动能增大，重力势能增大
【答案】B
【分析】（1）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。
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：汽车在匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度增加，故重力势能增大。
故选：B。
6．（2023•柳南区一模）日检测能力达7.2万管的滨海县核酸检测基地，从建成到投入使用仅用20天。为缩短建设工期，工程指挥部调运多台挖掘机同时施工，其目的是（ ）
A．提高挖掘机的机械效率B．增大挖掘机施工总功率
C．减少挖掘机做的额外功D．增大挖掘机做的有用功
【答案】B
【分析】总功一定时，机械做功时间与功率成反比。
【解答】解：建设核酸检测基地需要做的总功一定。每台挖掘机的工作功率一定，同时工作的挖掘机越多，总功率越大。总功率越大，由公式t＝知，做功时间越短，也就是建设工期回缩短。
故选：B。
7．（2023•三江县校级一模）如图是一名运动员投掷飞镖时的场景，他将飞镖按图示虚线方向投出，整个过程不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．飞镖在空中会一直沿虚线方向飞行，击中P点
B．飞镖在空中飞行过程中，运动员对飞镖做了功
C．飞镖在空中飞行过程中，机械能先增大后减小
D．飞镖在空中飞行过程中，机械能保持不变
【答案】D
【分析】（1）力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态，由于地球的吸引力使物体受到的力是重力，重力的方向竖直向下，会改变物体的运动方向；
（2）做功的必要条件是物体受到力，且物体在力的方向上移动了距离；
（3）机械能守恒从做功的角度判断：只有重力或弹力做功，无其它力做功（或其它力做功的代数和为零），系统内如摩擦阻力对系统不做功。
【解答】解：A、将飞镖按图示虚线方向投出，飞镖受重力作用，由于重力的方向竖直向下，飞镖不做直线运动，故不能击中靶上的P点，故A错误；
B、飞镖在空中飞行过程中，运动员对飞镖没有力的作用，所以运动员对飞镖没有做功，故B错误；
CD、飞镖在空中飞行过程中只受重力作用，不计空气阻力，飞镖的机械能保持不变，重力势能转化为动能，故C错误，D正确。
故选：D。
8．（2023•青秀区校级二模）实心球投掷是中考体育考试项目，实心球投掷过程如图所示：A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（ ）
A．实心球到达最高点C时，它将处于静止状态
B．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功
C．实心球从A→B→C过程中，动能逐渐减小，动能转化成了重力势能
D．实心球从B→C→D过程中，机械能总和保持不变
【答案】D
【分析】（1）物体处于保持静止或匀速直线运动的状态叫平衡状态，物体受到的合力为零时处于平衡状态，瞬时速度为0不一定处于平衡状态；
（2）做功的两个必要因素：作用在物体上的力；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；
（3）动能的大小与物体的质量以及速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能大小与质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
（4）没有能量的损失，机械能是守恒的。
【解答】解：A、实心球到达最高点C时，竖直方向的速度为0，但水平方向有速度，此时实心球只受重力的作用，受力不平衡，不会处于静止状态，故A错误；
B、实心球从B→C→D过程中，在重力的方向移动的距离，重力对它做功，故B错误；
C、实心球从A→B表示实心球离开手之前，质量不变，速度变大，动能变大；B→C过程中，质量不变，速度变小，动能逐渐减小；动能转化成了重力势能，故C错误；
D、实心球从B→C→D过程中，空气阻力忽略不计，机械能总和保持不变，故D正确。
故选：D。
9．（2023•桂平市校级模拟）下列估测符合实际的是（ ）
A．一名中学生的重力约为50N
B．物理教科书的宽度约为1.8dm
C．高铁正常运行速度约为800km/h
D．一名中学生完成一次引体向上做的功约为2000J
【答案】B
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、中学生的质量约为50kg，重力约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，故A错误；
B、物理教科书的宽度约为18cm＝1.8dm，故B正确；
C、高铁运行的速度一般为200～350km/h，故C错误；
D、一名中学生的重力约为500N，完成一次引体向上，上升高度约为手臂长，约0.5m，做功约为W＝Gh＝500N×0.5m＝250J，故D错误。
故选：B。
10．（2023•南宁模拟）如图小红和爷爷同时从1楼出发爬到6楼，小红领先到达。下列说法正确的是 （ ）
A．爷爷爬楼的路程长B．爷爷做功的功率较小
C．小红所做的功更多D．小红爬楼的速度较快
【答案】D
【分析】（1）同时从1楼出发爬到6楼路程相同；
（2）小红和爷爷爬相同的楼梯，h相同，但体重未知，根据W＝Gh判断两人做功是否相同；
估测重力，利用W＝Gh求爬楼做功，知道时间，利用P＝求做功功率；
（3）比较爷爷和小红做功大小和所用时间大小，比较二人速度大小。
【解答】解：
A、小红和爷爷同时从1楼出发爬到6楼，爬楼的路程相同，故A错误；
BC、小红和爷爷爬相同的楼梯，h相同，爷爷的体重比小红的大小不知，不能确定谁做的功多，爷爷用的时间多，由P＝可知无法比较二人功率大小，故BC错误；
D、小红和爷爷爬相同的楼梯，h相同，但小红领先到达，根据v＝可得小红的速度较快，故D正确。
故选：D。
11．（2023•宾阳县模拟）如图是体育测试中投掷实心球的情景，P点是实心球运动轨迹的最高点。实心球在空中运动的过程中（ ）
A．重力不断增大
B．重力没有做功
C．运动到P点时处于平衡状态
D．运动状态不断改变
【答案】D
【分析】（1）实心球在空中运动的过程中质量不变，受到的重力不变；
（2）做功的两个必要条件：一是物体要受到力的作用，二是物体要在力的方向上通过一段距离；
（3）物体受非平衡力作用时，其运动状态会发生变化，体现在速度大小或运动方向的变化。
【解答】解：A、球在空中运动过程中，质量不变，重力不变，故A错误；
B、球在空中向下运动的过程中，在球重力的方向有移动的距离，球的重力做功，故B错误；
C、实心球运动到最高点P点时，不能保持静止状态，实心球只受重力作用，所以实心球此时不受平衡力作用，故C错误；
D、球在空中运动的过程中，速度和方向不断发生变化，所以运动状态将不断发生改变，故D正确。
故选：D。
12．（2023•平南县一模）在农业领域，用无人机代替人工喷洒农药，可以大大地提高喷洒农药的效率。若无人机在同一高度匀速飞行喷洒农药，下列说法正确的是（ ）
A．无人机的动能不变
B．无人机的重力势能减小
C．无人机的机械能守恒
D．当无人机匀速降落，它的重力势能转化为动能
【答案】B
【分析】（1）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；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；机械能为动能和势能的和。
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的方法是：减少的能量转化为增大的能量。
【解答】解：（1）无人机在同一高度匀速飞行喷洒农药时，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，所以机械能减小，故AC错误、B正确；
（2）当无人机匀速降落，飞机的速度不变，但质量和高度均变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，它的重力势能没有转化为动能。
故选：B。
13．（2023•桂林一模）以下是小桂在学校的学习生活情景，其中他所受的重力做了功的是（ ）
A．升旗时伫立不动B．坐在凳子上听课
C．课间操下楼D．躺在草地上休息
【答案】C
【分析】做功的两个必要因素：一是有力作用在物体上，二是在力的方向上移动了距离。
【解答】解：小桂升旗时伫立不动、坐在凳子上听课、躺在草地上休息时，都受到重力的作用，但没有在重力的方向上通过距离，所以他所受的重力没有做功；
小桂课间操下楼时，受到重力的作用，在重力的方向上通过了距离，所以他所受的重力做功。
故选：C。
二．多选题（共4小题）
14．（2023•兴宁区校级一模）（多选）如图所示，将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．绳子对铁锁的拉力一直做功
B．铁锁的运动状态一直在变化
C．铁锁从高向低摆动时，重力势能减小，动能增大
D．铁锁上升的最大高度逐渐降低，说明机械能守恒
【答案】BC
【分析】（1）做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
（2）运动状态发生变化是指速度大小或运动方向发生变化。
（3）重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。
（4）机械能守恒是一种理想的情况，只有在无摩擦、无空气阻力的情况下才能真正实现。铁锁自由摆动的过程中，会受到空气阻力的作用。
【解答】解：A．做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离；铁锁来回摆动的过程中，没有在拉力的方向上通过距离，绳子的拉力没有做功，故A错误；
B．摆动过程中，铁锁的速度大小和运动方向会发生变化，其运动状态一定发生变化，故B正确；
C．铁锁从最高处向下摆动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少；质量不变，速度变大，动能增大，故C正确；
D．铁锁自由摆动的过程中，因为阻力作用，所以机械能最终会转化为铁锁和空气的内能，即机械能不守恒，但总的能量保持不变，故D错误。
故选：BC。
15．（2023•南宁一模）（多选）小明踢足球，球踢出后向上运动又落回地面的运动轨迹如图中虚线所示，不计空气阻力，求足球离开脚后的运动过程，下列说法中正确的是（ ）
A．足球上升过程中，小明对足球做了功
B．足球上升过程中，动能转化为重力势能，到最高点时动能不为零
C．足球下落过程中，速度越来越快，惯性越来越大
D．足球下落过程中，重力对足球做了功
【答案】BD
【分析】（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上通过的距离。
（2）动能大小的影响因素：物体的质量、物体的速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：物体的质量、物体的高度，质量越大，所处的位置越高，重力势能越大。
（3）惯性指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性大小只与物体质量有关，惯性不是力。
【解答】解：A、足球上升过程中，小明对足球没有力的作用，足球由于惯性继续运动，小明对足球没有做功，故A错误；
B、足球上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能；到最高点时速度不为零，动能不为零，故B正确；
C、足球下落过程中，速度越来越快，质量不变，惯性大小不变，故C错误；
D、足球下落过程中，足球在重力的方向上通过了距离，重力对足球做了功，故D正确。
故选：BD。
16．（2023•梧州二模）（多选）为提高学生体质，很多城市把跳绳（如图）列入了初中体育学业水平考试项目。某初三学生1min完成了180次跳绳，以下相关估测符合实际的是（ ）
A．学生质量可能是50kg
B．每次跳起的高度约5cm
C．学生1min做功约5000J
D．学生做功的功率约为500W
【答案】ABC
【分析】（1）大多数初三学生的质量约为50kg；
（2）跳绳每次起跳的高度约为5cm；
（3）根据W＝Gh＝mgh算出学生1min跳绳做的功，由P＝算出学生做功的功率。
【解答】解：A、大多数初三学生的质量约为50kg，故A符合实际；
B、跳绳每次起跳的高度约为5cm，故B符合实际；
CD、学生1min跳绳180次，则该学生1min做的功约为：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×5×10﹣2m×180＝4500J，5000J与4500J相差不大，故C符合实际；
学生做功的功率为：P＝＝＝75W，25W与500W相差较大，故D不符合实际。
故选：ABC。
17．（2023•宜州区二模）（多选）小明踢足球，足球被踢出后向上运动又落回地面的运动轨迹如图中虚线所示。不计空气阻力，关于足球离开脚后的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．足球能继续上升，是由于惯性作用
B．足球上升过程中，动能转化为重力势能，到最高点时动能不为零
C．足球下落过程中，速度越来越快，惯性越来越大
D．足球下落过程中，重力对足球做了功
【答案】BD
【分析】（1）惯性指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性大小只与物体质量有关，惯性不是力。
（2）动能大小的影响因素：物体的质量、物体的速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：物体的质量、物体的高度，质量越大，所处的位置越高，重力势能越大。
（3）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上通过的距离。
【解答】解：A、足球能继续上升，是因为足球具有惯性，惯性不是力，不能说由于惯性作用，故A错误。
B、足球上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能变大，动能转化为重力势能；到最高点时速度不为零，动能不为零，故B正确；
C、足球下落过程中，速度越来越快，质量不变，惯性大小不变，故C错误；
D、足球下落过程中，足球在重力的方向上通过了距离，重力对足球做了功，故D正确。
故选：BD。
三．填空题（共2小题）
18．（2023•三江县校级一模）如图，国产大飞机C919加速起飞时，以地面塔台为参照物，它是 运动 （选填“运动”或“静止”）的，此过程飞机受的是 非平衡力 （选填“平衡力”或“非平衡力”），飞机的机械能 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】运动；非平衡力；增大。
【分析】（1）研究物体的运动情况时，首先要选取一个物体作为标准，这个被选作标准的物体叫做参照物。研究对象的运动情况是怎样的，就看它与参照物的相对位置是否变化；
（2）处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受平衡力作用；
（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。
【解答】解：（1）大飞机C919起飞时相对于地面上航站台的位置不断变化，所以大飞机相对于塔台是运动的；
（2）飞机加速起飞，飞机的运动速度发生了变化，因此飞机受非平衡力作用；
（3）飞机加速起飞时，质量不变，速度变大，动能增大；高度变大，重力势能增大，机械能增大。
故答案为：运动；非平衡力；增大。
19．（2023•柳南区二模）如图所示，A、B为相同的物块，长为20cm，在推力F作用下A、B一起做匀速直线运动，4s后A掉下，B以不变的速度继续运动，直到B掉下。A没掉下时F为6N，则A没掉下时A、B的速度为 0.025 m/s，从开始推到B掉下，推力F做的功为 1.2 J。
【答案】0.025；1.2。
【分析】滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，且滑动摩擦力的大小与物体做匀速直线运动时的推力大小相等，根据v＝求出A没掉下时A、B的速度；
根据W＝Fs求出推力F做的功。
【解答】解：根据题意可知，A刚开始掉下时A的中点正好到了桌边，行驶的距离为：
s＝LA＝×20cm＝10cm＝0.1m；
则A没掉下时A、B的速度为：
v＝＝＝0.025m/s；
从开始推到A掉下，推力做的功为：
W＝Fs＝6N×0.1m＝0.6J；
从A掉下到B掉下，B物块经过的距离为：
s′＝LA+LB＝×20cm+×20cm＝20cm＝0.2m；
A掉下后到B掉下过程中，对桌面的压力减小为原来的一半，桌面的粗糙程度没有改变，滑动摩擦力的大小与接触面积无关，因此推力减小为原来的一半，为：
F′＝F＝×6N＝3N；
从A掉下到B掉下，推力做的功为：
W′＝F′s′＝3N×0.2m＝0.6J；
从开始推到B掉下，推力做的功为：
W总＝W+W′＝0.6J+0.6J＝1.2J。
故答案为：0.025；1.2。
四．实验探究题（共4小题）
20．（2023•崇左三模）如图所示为某学习小组做“探究动能大小跟哪些因素有关”实验的情景（实验甲、乙、丙中小球的质量分别为m、2m、3m）。
（1）实验中，让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 速度 。
（2）实验中，通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中叫
做 转换法 （选填“控制变量法”或“转换法”）。
（3）小华认为由实验乙和丙可以判断动能大小与速度的关系，该观点是 错误 （选填“正确”或“错误”），理由是 没有控制小球质量相同 。
（4）通过比较实验甲和 乙 ，可以判断动能大小与物体质量的关系。
【答案】（1）速度；（2）转换法；（3）错误；没有控制小球质量相同；（4）乙。
【分析】（1）当研究动能大小与质量的关系时，要让小球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；
（2）木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这是一种转换法的思想；
（3）找出实验步骤乙和实验步骤丙的相同量和不同量，根据控制变量法分析解答；
（4）要探究动能大小与物体质量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量。
【解答】解：（1）让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的；
（2）木块B被小球撞击后移动的距离s越大，说明小球对木块做的功越多，也反映了小球具有的动能越大；木块的距离长短反映了物体动能的大小，这种方法叫作转换法；
（3）由图知实验步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同，不可以判断动能大小与速度的关系；
（4）要探究动能大小与物体质量的关系，需要控制速度相同，改变物体的质量，步骤甲、乙符合题意。
故答案为：（1）速度；（2）转换法；（3）错误；没有控制小球质量相同；（4）乙。
21．（2023•宾阳县模拟）在“探究物体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，将小球沿着同一斜面由静止释放，并与同一水平面上的同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题：
（1）为了研究物体动能与速度的关系，实验中选择 甲、乙 两个图进行比较，得到的结论是：小球的质量一定时， 速度 越大，则动能越大。
（2）为了研究物体动能与质量的关系，实验中应选择 甲、丙 两个图进行比较，得到的结论是：小球的速度一定时， 质量 越大，则动能越大。
（3）实验中，通过比较 木块移动的距离 来判断小球动能的大小，这种实验方法是 转换 法（选填“控制变量”或“转换”）。
【答案】（1）甲、乙；速度；（2）甲、丙；质量；（3）木块移动的距离；转换
【分析】（1）（2）动能大小的影响因素：质量和速度。根据控制变量法可进行实验并得出结论：质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；
（3）实验中小车的动能大小通过比较小车推动木块距离的远近来反映，是转换法的运用。
【解答】解：（1）为了研究物体动能与速度的关系，根据控制变量法可知，需要控制小球的质量相同，滚下的高度不同，应选择甲、乙两个图进行比较，乙中小球滚下的高度高，到达水平面时的速度大，木块被撞击的距离远，动能大，故得到的结论是：小球的质量一定时，速度越大，则动能越大。
（2）为了研究物体动能与质量的关系，根据控制变量法可知，需要控制小球的质量不同，速度相同，让质量不同的小球从同一斜面的相同高度由静止滚下，实验中应选择甲、丙两个图进行比较，小球的质量越大，木块被撞击的距离远，动能大，故得到的结论是：小球的速度一定时，质量越大，则动能越大。
（3）实验中，通过比较木块移动的距离来判断小球动能的大小，这种实验方法是转换法。
故答案为：（1）甲、乙；速度；（2）甲、丙；质量；（3）木块移动的距离；转换。
22．（2023•浦北县校级模拟）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2＞h1（不考虑空气阻力）。
（1）实验中是通过观察 木块移动的距离 来判断 钢球 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 甲、乙 两图所示实验来进行比较；
（2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 ＞ 木块克服摩擦力所做的功（选填“＞”“＜”或“＝”）；
（3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对丙图所示的实验进行改进，下列措施中可行的是 D （填写序号）；
A.换质量更大的木块
B.降低钢球开始的高度
C.换质量大于2m的钢球
D.换质量小于m的钢球
（4）小明在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小明提供一种改进的实验方案： 将斜面换成斜槽 。
（5）小明还利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是 t1 （选填“t1”或“t2”）。
【答案】（1）木块移动的距离；钢球；甲、乙；（2）＞；（3）D；（4）将斜面换成斜槽；（5）t1
【分析】（1）（3）小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；
（2）钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能；
（4）小球撞击木块后，小球偏离了原来的轨道，说明球在撞击木块时偏离了方向，要让球滑下时方向不偏可以让球在凹形槽中运动；
（5）没有能量损失时，动能与势能是相互转化的，在转化过程中机械能守恒。
【解答】解：（1）物体动能的大小无法直接测量，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法；
超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较；
（2）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故大于木块的动能；
（3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，说明钢球的动能太大，此时不能改变钢球的速度，所以可以适当降低钢球的质量，故选D；
（4）小球撞击木块后，小球偏离了原来的轨道，说明小球在撞击木块时偏离了原来的运动方向，要让小球不偏离原来的轨道，可以让小球在凹形槽中运动；
（5）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度；
在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；
因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的速度，由t＝可知，通过A滑道用的时间t1大于通过B滑道用的时间为t2。
故答案为：（1）木块移动的距离；钢球；甲、乙；（2）＞；（3）D；（4）将斜面换成斜槽；（5）t1。
23．（2023•桂林一模）如图是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指 B （填序号）；
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击时的动能
（2）实验中，通过观察木块被钢球撞击后 滑动的距离 来判断钢球的动能大小；
（3）甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 速度 ；
（4）对比 甲、乙 两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系；
（5）甲、乙两次实验中，木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 ＞ W2（填“＞”“＝”或“＜”）；
（6）本实验中水平面应该是相对 粗糙 的（填“粗糙”或“光滑”）；
（7）实验交流过程中，同学们联想到高速公路上的交通标志牌，汽车在行驶过程中，不允许超过最大限制速度。从物理角度来看，这样做的目的是限制汽车的 动能大小 。
【答案】（1）B；（2）滑动的距离；（3）速度；（4）甲、乙；（5）＞；（6）粗糙；（7）动能大小。
【分析】（1）（2）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，据此分析；
（3）物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，是为了使两球到达水平面时速度相等；
（4）根据控制变量法和转换法分析；
研究物体的动能与速度的关系，要控制质量相同，只改变速度大小，即小球从斜面自由下滑的高度不同，故对比甲、乙两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系；
（5）滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动速度的大小无关；根据功的计算公式分析；
（6）实验中，若水平面是光滑的，根据牛顿第一定律分析；
（7）根据甲、乙实验可知由控制变量法和转换法可得出动能与物体速度的关系，据此分析回答。
【解答】解：（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，故B符合题意，ACD不符合题意，故选：B；
（2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这是转换法的应用；
（3）由甲、丙两图可知：让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，是为了使两球到达水平面时速度相等；
（4）研究物体的动能与速度的关系，要控制质量相同，只改变速度大小，即小球从斜面自由下滑的高度不同，故对比甲、乙两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系；
（5）甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，因为在同种接触面上，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1＝f2，sA＞sB，根据做功的公式W＝fs，可知W1＞W2；
（6）实验中，若水平面是光滑的，根据牛顿第一定律，物块将做匀速直线运动一直运动下去，故无法通过水平方向移动的距离来比较动能大小；故本实验中水平面应该是相对粗糙的；
（8）根据甲、乙实验可知，质量相同的小球，小球运动到水平面的速度越大，推动木块通过的距离越大，说明小球的动能越大；即在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。汽车在行驶过程中，不允许超过最大限制速度。从物理角度来看，这样做的目的是限制汽车的动能大小。
故答案为：（1）B；（2）滑动的距离；（3）速度；（4）甲、乙；（5）＞；（6）粗糙；（7）动能大小。
五．计算题（共5小题）
24．（2023•平南县一模）如图所示为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为400kg，停在水平地面上总受力面积为200cm2，空车行驶时牵引力的功率为720W，在10s内匀速行驶12m，求：
（1）空车行驶的速度；
（2）空车对地面的压强；
（3）空车行驶时的牵引力。
【答案】（1）空车行驶的速度为1.2m/s；
（2）空车对地面的压强为2×105Pa；
（3）空车行驶时的牵引力为600N。
【分析】（1）知道空车行驶的时间和路程，根据v＝求出其速度；
（2）空车对地面的压力和自身的重力相等，根据F＝G＝mg求出其大小，利用p＝求出空车对地面的压强；
（3）根据P＝＝＝Fv求出空车行驶时的牵引力。
【解答】解：（1）空车行驶的速度：v＝＝＝1.2m/s；
（2）空车对地面的压力：F＝G＝mg＝400kg×10N/kg＝4000N，
空车对地面的压强：p＝＝＝2×105Pa；
（3）由P＝＝＝Fv可得，空车行驶时的牵引力：F′＝＝＝600N。
答：（1）空车行驶的速度为1.2m/s；
（2）空车对地面的压强为2×105Pa；
（3）空车行驶时的牵引力为600N。
25．（2023•桂林一模）引体向上是体育中考的自选项目，动作要求如图所示：两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下巴须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂，即为完成1次。小林质量为60kg，正握单杠且两臂自然下垂伸直时，下巴与单杠的高度差是0.4m，他在某次测试中，1min内完成了12次引体向上。求：（g取10N/kg）
（1）小林受到的重力是多少N？
（2）则他完成1次引体向上至少做多少功？
（3）整个测试过程中做功的平均功率至少是多少？
【答案】（1）小林受到的重力是600N；
（2）则他完成1次引体向上至少做的功为240J；
（3）整个测试过程中做功的平均功率至少为48W。
【分析】（1）根据G＝mg求小林受到的重力；
（2）利用W＝Gh求完成1次引体向上做的功；
（3）根据1min内完成了12次引体向上求出1min内做的总功，根据P＝求整个测试过程中做功的平均功率。
【解答】解：（1）小林受到的重力：G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N；
（2）完成1次引体向上做的功：W＝Gh＝600N×0.4m＝240J；
（3）1min内做的总功：W总＝12×240J＝2880J，
整个测试过程中做功的平均功率：P＝＝＝48W。
答：（1）小林受到的重力是600N；
（2）则他完成1次引体向上至少做的功为240J；
（3）整个测试过程中做功的平均功率至少为48W。
26．（2023•广西三模）在大型体育比赛中，记者们常使用飞行器在高空中进行拍摄，飞行器上搭载了高清相机，利用螺旋桨升至高空，可以随时进行悬停拍摄，智能返航。如图所示，质量为1.5kg的飞行器，起飞前安装上0.08kg的相机，若飞行器从地面用10s匀速竖直上升到50m的高空中悬停进行拍摄。求：
（1）飞行器和相机总重力；
（2）起飞后，在上升过程中飞行器的速度；
（3）从地面到悬停位置，飞行器克服重力做功的功率。
【答案】（1）飞行器和相机总重力为15.8N；
（2）起飞后，在上升过程中飞行器的速度为5m/s；
（3）从地面到悬停位置，飞行器克服重力做功的功率为79W。
【分析】（1）根据G＝mg计算飞行器和相机总重力，
（2）根据速度公式计算在上升过程中飞行器的速度；
（3）根据W＝Gh计算上升过程中飞行器克服重力做的功，根据P＝计算在上升过程中飞行器克服重力做功的功率。
【解答】解：（1）飞行器和相机总重力：G总＝m总g＝（1.5kg+0.08kg）×10N/kg＝15.8N，
（2）在上升过程中飞行器的速度v＝＝＝5m/s，
（3）上升过程中飞行器克服重力做的功：W＝G总h＝15.8N×50m＝790J，
在上升过程中飞行器克服重力做功的功率：P＝＝＝79W。
答：（1）飞行器和相机总重力为15.8N；
（2）起飞后，在上升过程中飞行器的速度为5m/s；
（3）从地面到悬停位置，飞行器克服重力做功的功率为79W。
27．（2023•南宁一模）一辆蔬菜运输车从A地出发，历经9小时，行驶720公里抵达B地。该蔬菜运输车总质量为30t，轮子与地面的总接触面积为0.6m2，求：
（1）车全程的平均速度；
（2）车对水平路面的压强；
（3）在某段平直公路上，运输车牵引力做功2.34×107J用时6min，牵引力做功的功率。
【答案】（1）运输车全程的平均速度为80km/h；
（2）运输车对水平路面的压强为5×105Pa；
（3）在某段平直公路上，运输车牵引力做功的功率为6.5×104W。
【分析】（1）已知运输车行驶路程和时间，利用速度公式可计算速度；
（2）蔬菜运输车在水平路面时，地面受到压力的大小等于运输车和蔬菜的总重，根据p＝求出地面受到的压强；
（3）在某段平直公路上匀速行驶时，利用P＝求出牵引力做功的功率。
【解答】解：（1）蔬菜运输车的运行时间为t＝9h，则车全程的平均速度为：
v＝＝＝80km/h；
（2）蔬菜运输车对水平路面的压力：
F＝G总＝m总g＝30×103kg×10N/kg＝3×105N；
满载时车对地面的压强；
p＝＝＝5×105Pa；
（3）运输车牵引力做功的功率为：
P＝＝＝6.5×104W。
答：（1）运输车全程的平均速度为80km/h；
（2）运输车对水平路面的压强为5×105Pa；
（3）在某段平直公路上，运输车牵引力做功的功率为6.5×104W。
28．（2023•广西模拟）上海自主研发了一种氧燃料汽车质量是2t，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，5min内在水平路面上匀速直线行驶了9000m。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍。求：
（1）汽车的速度。
（2）汽车牵引力。
（3）汽车牵力功率。
【答案】（1）汽车的速度是30m/s；
（2）汽车牵引力是4000N；
（3）汽车牵引力的功率是1.2×105W。
【分析】（1）知道汽车行驶的路程、所有时间，利用速度公式求汽车的速度；
（2）已知汽车的质量，利用重力公式G＝mg可求汽车受到的重力；在水平路面上匀速直线行驶时受到阻力是车重的0.2倍，而受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，据此求牵引力大小；
（3）利用W＝Fs求汽车牵引力所做的功，再利用P＝求做功功率。
【解答】解：（1）汽车的速度：v＝＝＝30m/s；
（2）汽车受到的重力为：G＝mg＝2×103kg×10N/kg＝2×104N；
因为汽车做匀速直线运动，汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，
所以汽车受到的牵引力：F＝f＝0.2G＝0.2×2×104N＝4000N；
（3）汽车牵引力所做的功：W＝Fs＝4000N×9000m＝3.6×107J；
牵引力做功功率：P＝＝＝1.2×105W。
答：（1）汽车的速度是30m/s；
（2）汽车牵引力是4000N；
（3）汽车牵引力的功率是1.2×105W。
项目
每罐
能量
594千焦
蛋白质
0克
脂肪
0克
碳水化合物
35.0克
——糖
35.0克
钠
39.6毫克