专题12 功和机械能（测试）-中考物理一轮复习讲练测（广东专用）

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（满分100分，时间60分钟）
一、选择题（每小题3分，共39分）
1．（2024·广东深圳·模拟预测）“奋斗者号”是中国研发的万米载人潜水器，今年3月，中国科学院深海科学与工程研究所与印尼国家研究创新署顺利完成为期一个月的爪哇海沟联合科考。两国科研人员借助“奋斗者号”全海深载人潜水器成功下潜7178米，创下印尼深海下潜新纪录！如图所示，将“奋斗者号”简化为长方体，从水面匀速下沉至海水深处，此过程中物理量随时间变化的图象正确的是（ ）
A．“奋斗者号”运动的路程s随时间t变化的图象
B．“奋斗者号”受到的浮力F随时间t变化的图象
C．“奋斗者号”底部受到的压强p随时间t变化的图象
D．“奋斗者号”的机械能E随时间t变化的图象
【答案】D
【详解】A．匀速下沉，所以速度大小不变，图中表示路程不变，故A错误；
B．“奋斗者号”受到的浮力等于自身重力，重力大小不变，所以浮力大小不变，浮力随时间的图像是一条直线，故B错误；
C．“奋斗者号”从水面匀速下沉至海水深处，深度增大，根据可知，压强增大，图中最后随着时间的增加，压强大小不变，故C错误；
D．匀速下沉，速度大小不变，质量不变，高度减小，所以重力势能减小，机械能减小，故D正确。
故选D。
2．（2024·广东茂名·模拟预测）2024年2月6日，我国选手全红婵获多哈游泳世锦赛女子十米跳台冠军，拿下了她跳水生涯的金牌大满贯。图示为其参加比赛时的分解动作示意图。不考虑空气阻力（ ）
A．到达最高点时，动能为0
B．下落过程中，动能转化为重力势能
C．下落过程中速度增大，惯性增大
D．整个过程她的运动状态不断改变
【答案】D
【详解】A．到达最高点时，全红婵具有水平方向的速度，具有动能，故A不符合题意；
B．下落过程中，全红婵的质量不变，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能，故B不符合题意；
C．惯性的大小只与质量有关，下落过程中，全红婵的质量不变，惯性不变，故C不符合题意；
D．整个过程，全红婵的速度不断变大，运动状态不断改变，故D符合题意。
故选D。
3．（2024·广东广州·三模）已知物块的重力为15N，第一次在大小为10N的水平拉力F1作用下沿着水平面运动，如图1所示，物块在OP段的v﹣t图象如图2所示；第二次在大小为20N的拉力F2作用下沿着斜面向上运动，如图3所示，F2的方向始终沿着物块运动方向，物块在QR段的s﹣t图象如图4所示。下列说法符合题意的是（ ）
A．F1在OP段做的功与F2在QR段做的功相同
B．F1在OP段做功的功率小于F2在QR段做功的功率
C．物体在QR段受力不平衡
D．OP段物块所受摩擦力为10N，QR段物体所受摩擦力为20N
【答案】B
【详解】AB．由图1和图2可知，OP段的速度为v=0.4m/s，运动的时间为t1=10s，运动的路程为
F1在OP段做的功为
功率为
由图3和图4可知，所用的时间t2=10s，QR段运动的路程s2=5m，F2在QR段所做的功为
则F2在QR段的功率为
故A不符合题意，B符合题意；
CD．由图1和图2可知，物块在OP段和QR段都是做匀速直线运动，因此都是处于受力平衡状态，由图1分析可知物块在OP段的摩擦力等于10N，但是在斜面QR段的摩擦力是小于拉力20N的，故CD不符合题意。
故选B。
4．（2024·甘肃兰州·中考真题）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是（ ）
A．黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B．S2恒星在运动过程中所受合力为零
C．S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D．S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
【答案】D
【详解】ACD．银河系中心可能存在着超大质量的黑洞，黑洞对S2恒星的引力大，在引力作用下S2恒星会逐渐向黑洞靠近，所以黑洞可能位于椭圆轨道内部的Q点；由此可知S2恒星在1995年到2001年运行过程中，离黑洞越来越近，质量不变，高度变小，重力势能变小，整个运行过程中，在真空环境中运行，只存在动能与势能相互转化，所以动能变大。故AC错误，D正确；
B．S2恒星在运动过程中运动轨迹是一个椭圆，故运动状态不断发生变化，受非平衡力作用，合力不为零，故B错误。
故选D。
5．（2024·四川乐山·中考真题）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动中（ ）
A．推力对冰壶做功为270JB．推力对冰壶做功为324J
C．冰壶克服阻力做功为54JD．冰壶克服阻力做功为45J
【答案】C
【详解】AB．冰壶从A点运动6m到达B点的过程中受到推力，则推力对冰壶做功为
故AB不符合题意；
CD．冰壶全程都受到阻力，则冰壶克服阻力做功为
故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
6．（2024·内蒙古·中考真题）如图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在C点和F点的机械能相等B．小球在C点和F点的动能相等
C．小球从E点到F点的过程中，机械能变小D．小球在E点的动能不为零
【答案】D
【详解】A．小球在C点到F点过程中，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，故小球在C点的机械能大于F点的机械能，故A错误；
B．在C点的机械能大于F点的机械能，高度相同，重力势能相同，动能不等，故B错误；
C．小球从E点到F点的过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能不变，故C错误；
D．小球E点有速度，小球在E点的动能不为零，故D正确。
故选D。
7．（2024·山东泰安·中考真题）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小
B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关
C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关
D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大
【答案】A
【详解】A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确；
B．甲、乙两图中，小车的质量相同，释放的高度不同，则到达水平面的速度不同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与速度有关，故B错误；
C．乙、丙两图中，小车的质量不同，释放的高度相同，则到达水平面的速度相同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与质量有关，故C错误；
D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，因为要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。
故选A。
8．（2024·山东日照·中考真题）运动员正在垫起排球，如图所示。不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（ ）
A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的
B．垫球时手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力是一对平衡力
C．排球在上升的过程中速度不断减小，是因为受到惯性的作用
D．排球在下落的过程中速度不断变大，机械能也在不断变大
【答案】A
【详解】A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的。运动状态的改变是指物体的速度（包括大小和方向）的变化。当运动员垫起排球时，排球的速度和方向都会发生变化，如果以地面为参照物，排球的运动状态确实发生了改变，故A正确；
B．手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力，它们作用物体不同、大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故B错误；
C．排球在上升过程中速度减小是因为受到重力的作用，而不是惯性。惯性是物体保持其运动状态不变的性质，而重力是地球对物体的吸引力，它使排球减速并最终下落，故C错误；
D．排球在下落过程中，由于重力的作用，其速度确实会不断变大，但其机械能（包括动能和势能）并不会增加。实际上，排球在下落过程中，其重力势能会转化为动能，总的机械能（在不考虑空气阻力的情况下）是守恒的，故D错误。
故选A。
9．（2024·广东珠海·三模）小九在球场上将篮球斜向上抛出，篮球被抛出后的运动轨迹如图甲所示，a、c两点的动能和重力势能大小示意图如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．篮球在a点的高度比在c点的高度低
B．篮球从a点运动到c点过程中，重力势能保持不变
C．篮球上升过程中，动能增大，重力势能减小
D．篮球在运动过程中机械能不守恒
【答案】D
【详解】A．由乙图可知，a、c两点的重力势能大小相等，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，同一个篮球，质量不变，说明a、c两点的高度相等，故A错误；
B．篮球从a点运动到c点过程中，质量不变，高度先变大后变小，因此重力势能先变大后变小，故B错误；
C．篮球上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度变小，动能变小，故C错误；
D．由乙图可知，a、c两点的重力势能大小相等，a点的动能大于c点的动能，因为机械能等于动能与势能之和，所以a点的机械能大于c点的机械能，即因为存在空气阻力的因素，所以机械能不守恒，故D正确。
故选D。
10．（2024·广东广州·二模）如图所示，一小球从粗糙的固定轨道A处由静止开始运动，经过B处，再向上运动到轨道右端的最高点C处（图中并没画出，轨道足够长）。以下说法中，正确的是（ ）
A．C处离地高度一定等于A处离地高度
B．C处离地高度可能高于B处离地高度
C．小球在B处的机械能可能小于在C处的机械能
D．小球运动到轨道右端的最高点C处时，受力平衡
【答案】B
【详解】A．由于轨道粗糙，存在摩擦力做功，所以小球从A到C的过程中，机械能不断减少。故小球在A处的机械能大于在C处的机械能；C处与A处的动能都为0，故C离地高度小于等于A处离地高度，故A不符合题意；
BC．此过程机械能不守恒，小球在B处的机械能大于等于在C处的机械能，但是小球C处的重力势能有可能大于在B处的重力势能，C处离地高度可能高于B处离地高度，故C不符合题意，B符合题意；
D．小球运动到轨道右端的最高点C处时，一定会折返向下运动，不是平衡状态，受力不平衡，故D不符合题意。
故选B。
11．（2024·广东珠海·三模）如题图甲、乙，是小文复习“探究动能大小的影响因素”和“探究滑动摩擦力大小的影响因素”两个实验时画出的实验图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲实验中，研究对象是木块
B．图乙实验中，不需要水平匀速拉动木块
C．在探究过程中，两个实验均不能改变木板的粗糙程度
D．在探究过程中，两个实验中木块的作用不同
【答案】D
【详解】A．甲实验中研究对象是小车，利用木块移动距离反映小车的动能大小，故A错误；
B．乙实验中要测出滑动摩擦力的大小必须使木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，测出拉力的大小，即可得到滑动摩擦力的大小。故B错误；
C．甲实验中利用同一木块在同一平面上移动距离来反映小车动能的大小，故木板粗糙程度不能改变；乙实验中要探究影响滑动摩擦力大小的因素要改变木板的粗糙程度，故C错误；
D．“探究动能大小的影响因素”实验中，小车从斜面释放后，会撞击木块，使得木块向前滑行，通过比较木块滑行的距离长短可以比较小车的动能大小，“探究滑动摩擦力大小的影响因素”实验中，用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动时，根据二力平衡可测出木块所受滑动摩擦力的大小，故可知两个实验中木块的作用不同，故D正确。
故选D。
12．（2024·广东深圳·一模）在很多地方出现了“大炮”，如图所示，它是专门用来与雾霾打硬仗的雾炮车．其喷雾功能能有效降低空气中的PM2.5的含量．和雾炮车有关的现象，下列说法不正确的（ ）
A．阳光下喷雾时，常会看到“彩虹”，是由于光的色散形成的
B．洒在地上的水在蒸发时吸热，能在抑尘的同时起到调节气温的作用
C．雾炮车在匀速前进过程中，动能不变
D．通过雾炮车的后视镜看到后面的汽车是由于光的反射
【答案】C
【详解】A. 阳光下喷雾时，常会看到“彩虹”，是由于光的色散形成的，是由于光的折射形成的，故A正确，A不符合题意；
B. 洒在地上的水在蒸发时吸热有致冷作用，使周围气温下降，能在抑尘的同时起到调节气温的作用，故B正确，B不符合题意；
C. 雾炮车在匀速前进过程中，随着水的喷出，车的质量变小，速度不变，动能变小，故C错误，C符合题意；
D. 雾炮车的后视镜是凸面镜，通过雾炮车的后视镜看到后面的汽车是由于光的反射，成的是缩小的虚像，故D正确，D不符合题意。
故选C。
13．（2024·山东淄博·中考真题）避险车道被称为高速公路上的“救命道”。避险车道的陡坡上铺有厚厚的碎石（如图），失控车辆冲入陡坡会快速停下，保护驾乘人员和车辆的安全。下列说法正确的是（ ）
A．铺有厚厚的碎石是为了减小摩擦
B．车辆冲入陡坡后由于惯性快速停下
C．车辆在陡坡上停下时受平衡力作用
D．失控车辆冲入陡坡后动能不变
【答案】C
【详解】A．铺有厚厚的碎石是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A错误；
B．惯性是物体保持运动状态不变的性质，车辆冲入陡坡后由于受到重力、摩擦力、空气阻力的作用而快速停下，故B错误；
C．车辆在陡坡上停下时保持静止，处于平衡状态，受平衡力作用，故C正确；
D．失控车辆冲入陡坡后质量不变，速度减小，则动能减小，故D错误。
故选C。
二、填空题（每空1分，共26分）
14．（2024·广东·三模）在探究物体的动能大小与速度的关系时 ，将相同质量的钢球从不同高度（ h2 >h1）由静止开始释 放 ，如图所示 ，通过观察木块在铁板和木板上滑行的距离来判断钢球动能的大小 ，这种方法是 （ 选填“正确”或“错误”） 的 ，你判断的依据是 。
【答案】 错误 见解析
【详解】[1][2]探究物体的动能大小与速度的关系时，需要改变钢球撞击木块时的速度不同，控制其他因素都相同，图中两次实验木块所在的水平面不同，木块受到的摩擦力大小不同，无法根据木块运动的距离判断钢球的动能。
15．（2024·广东·模拟预测）新修订的《机动车驾驶证申领和使用规定》中规定：驾驶机动车有拨打、接听手持电话等妨碍安全驾驶的行为一次记2分。如果一辆汽车以54km/h的速度沿水平公路匀速直线行驶，驾驶员开车时看一眼手机需要3s，在这段时间内，汽车相当于在无人驾驶的状态下行驶 m，这样很容易发生交通事故。从行驶的汽车大向外抛杂物，不但污染环境，还可能由于物体速度较大而具有较大的 ，可能砸伤人，这些都是十分危险的行为。当遇紧急情况刹车后，由于汽车具有 不能马上停下来，容易发生交通事故。
【答案】 45 动能 惯性
【详解】[1]汽车速度为
根据可得，在这段时间内，汽车相当于在无人驾驶的状态下行驶
[2]从行驶的汽车向外抛杂物，由于惯性，抛出时杂物与汽车具有相同的速度，因此物体具有较大的动能，可能砸伤人。
[3]当遇到紧急情况刹车后，由于汽车具有惯性，仍要运动一段时间，不能马上停下来，容易发生交通事故。
16．（2024·广东东莞·一模）如图所示，运动员向后划桨使船前进，说明力的作用是 的；运动员奋力划桨，皮划艇向前加速运动，其动能 （增大/减小/不变）；停止划桨后，艇还继续向前运动一段路程，最终停下来。这时船受到的是 （填“平衡”或“非平衡”）力。
【答案】 相互 增大 平衡
【详解】[1]运动员向后划桨使船前进，是因为船给运动员一个相反方向的力，说明力的作用是相互的。
[2]运动员奋力划桨，皮划艇向前加速运动，质量不变，速度增大，则动能增大。
[3]停止划桨后，艇还继续向前运动一段路程，最终停下来，此时船处于静止状态，受到的力是平衡力。
17．（2024·广东茂名·二模）小明同学用的水平推力，将重为的购物车沿水平地面向前推动了，在此过程中，推力对购物车做功 J，购物车的重力做功 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 （选填“增加”“减少”或“保持不变”）。
【答案】 400 0 减少
【详解】[1]推力做功为
[2]由于购物车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对购物车做功，即重力做功为0J。
[3] 皮球运动过程中弹起的高度越来越小，皮球克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，说明机械能减少。
18．（2024·广东汕头·一模）小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，弹簧测力计的示数随时间变化的图像如题图乙所示，木块在内做加速运动，在1-3s内以0.2m/s的速度做匀速直线运动。木块在0-1s内受到的滑动摩擦力为 N。在内，拉力做的功为 J。后，木块不受拉力作用时也不会立即停止运动，这是因为木块具有 。
【答案】 0.5 0.2 惯性
【详解】[1]木块在1~3s内做匀速直线运动，木块受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，它们的大小相等。从图像乙中可以看出，在1~3s内，弹簧测力计的示数（即拉力）为0.5N，所以滑动摩擦力也为0.5N。木块在0~1s内做加速运动，由于接触面的粗糙程度和压力大小不变，因此所受滑动摩擦力不变，仍为0.5N。
[2]1~3s内拉力移动的距离
s=vt=0.2m/s×2s=0.4m拉力做的功为
W=Fs=0.5N×0.4m=0.2J[3]惯性是物体保持其运动状态不变的性质。当木块不受拉力作用时，由于惯性，它会保持原来的运动状态继续向前运动一段距离，所以不会立即停止。
19．（2024·广东惠州·一模）如题图所示，单摆中的小球在A、B、C三点间不停地往复运动，如果不考虑空气阻力的影响，小球在 处的重力势能最大；小球在 处的动能最大；小球由A到B过程中， 能保持不变。
【答案】 AC B 机械
【详解】[1]小球运动过程中质量不变，AC两点的高度最高，重力势能最大。
[2]小球在B处的位置最低，高度最小，重力势能最小，则速度最大，动能最大。
[3]小球由A到B过程中，只有重力做功，重力势能转化为动能，机械能守恒，即机械能保持不变。
20．（2024·广东茂名·模拟预测）杠杆是一种古老又现代的机械，在古代和现在人们在生活和生产中大量使用杠杆。
(1)如图1甲所示，《天工开物》里记载的舂米机，把稻谷放在碗里，使石球上下运动，这种杠杆属于 杠杆，如图1乙所示，生活中的钢丝钳与舂米机 （选填“是”或“不是”）同一类杠杆；
(2)如图2所示，用一轻直杆把飞机机翼模型固定在轻质杠杆上，直杆始终与杠杆垂直，使杠杆始终在水平位置平衡。弹簧测力计示数为2N。机翼模型所受的重力为 N。当对模型水平向右吹风时，弹簧测力计的示数将变 ；
(3)如图3甲所示，水平地面上有一长方体的实心物体，密度均匀，已知AB＝0.8m，BC＝0.6m，如图3乙所示：
①物体可视作杠杆，若以C棱为支点，请在图甲中画出最小的动力F （保留作图痕迹）；
②在翻转的过程中，不打滑，至少要对物体做功 J。g＝10N/kg
【答案】(1) 费力 不是
(2) 1.5 小
(3) 180
【详解】解：
（1）[1]由图1甲可知，O为支点，阻力大小等于石球的重力，动力臂小于阻力臂，这种杠杆属于费力杠杆，好处是省距离给人带来方便。
[2]生活中的钢丝钳在使用时，其动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，所以它们不是同一类杠杆。
（2）[1]图2中，由杠杆的平衡条件
G×L左＝F×L右
G×4L＝2N×3L
解得机翼模型所受的重力
G＝1．5N
[2]当对模型水平向右吹风时，模型上方的空气流速比下方的空气流速大，使得模型受到了一个向上的升力，而阻力臂和动力臂不变，据杠杆平衡条件，即测力计的示数将变小。
（3）[1]根据杠杆平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力越小，动力臂等于AC时最长，且动力方向垂直于AC向上，如图所示：
[2]在翻转的过程中，不打滑，动力做功等于克服物体重力做的功，图中重心高度为BC的一半
h1＝12×0.6m＝0.3m
当长方体物体翻转到最高点时，AC竖直
此时重心的高度为AC的一半
h2＝×1m＝0.5m
则重心升高的高度
h＝h2﹣h1＝0.5m﹣0.3m＝0.2m
在翻转的过程中，不打滑，至少要对物体做功
W＝Gh＝mgh＝90kg×10N/kg×0.2m＝180J
21．（2024·广东云浮·一模）2023年5月28日，承载着国人“大飞机梦”的C919圆满完成首个商业航班飞行，如下题图所示。飞机利用流体在流速大的地方压强 的原理获得升力升空；加速升空过程中，飞机的机械能 ；在空中飞行时，飞机相对于飞行员是 的。
【答案】 小 增大 静止
【详解】[1]飞机的机翼上方凸起，下方平直，在时间一定时，空气流过机翼上方的路程长，流速大，压强小，下方路程短，流速小，压强大，所以飞机利用流体在流速大的地方压强小获得升力。
[2]加速升空过程中，质量不变，其速度变大，所以动能变大，高度变高，所以重力势能增大，机械能包括动能与势能，动能与势能都变大，所以机械能变大。
[3]飞机相对于飞行员的位置没有发生变化，二者相对静止。
三、实验题（每空1分，共16分）
22．（2024·广东佛山·三模）小明设计如图所示的装置“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验。
（1）实验中探究的“物体的动能”是指小球 （选填“在斜面上”或“撞击木块时”）的动能。
（2）分析图甲、乙两次实验现象，可得出初步结论： 。
（3）分析图 两次实验现象，可得出初步结论：当物体的速度一定时，物体的质量越大，其动能就越大。
（4）根据甲、丙两图得出的结论可解释标语 （填字母）。
A．“高空抛物，害人害己”
B．“向超速挥手，与平安牵手”
C．“超载运输，祸从货起”
【答案】 撞击木块时 见详解 甲丙 C
【详解】（1）[1]根据题意可知，小球从斜面滚下时，动能不断增大，而撞击木块时的动能最大，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小。
（2）[2]分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）[3]分析比较甲、丙两次实验可知，小球的高度相同，速度相同，质量不同，质量越大，撞击木块的距离越远，即动能越大。
（4）[4]甲、丙两图，小球的质量不同，高度相同，到达水平面时的速度相同，质量大的小球推动木块运动的距离远，动能大，可得质量越大，动能越大，可解释标语超载运输，祸从货起，故选C。
23．（2024·广东汕头·二模）小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如题图甲所示。
（1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越 （选填“大”或“小”）；
（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1l2），则你能得出的结论是 ；
（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，将质量不同的两个小球在斜面 高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度；
（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在 位置较为合理（选填“C”或“D”）。
【答案】 小 质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大 相同 D
【详解】（1）[1] 整个过程涉及的能量转化情况为：重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明铁球的重力势能越小。
（2）[2] 将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1l2），可得出的结论是：质量相同，高度越高，重力势能越大。
（3）[3] 探究重力势能大小与物体质量的关系，就要控制铁球的高度相同，改变铁球的质量，设计思路为：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。
（4）[4] D位置与上游的高度差较大，上游水相对于D点的重力势能较大，所以应该安装在D位置。
四、计算题（共19分）
24．如题图所示是我国新装配的水陆两用坦克，总质量约为22t，配备的是柴油发动机，输出功率为500kW，在水中最大行驶速度约为 5m/s。（ g=10N/kg）求
(1)该坦克在水中以最大速度匀速行驶半小时，该坦克发动机所做的功是多少？
(2)该坦克在河水中漂浮行驶时排开水的体积约为多少？
【答案】(1)9×108J
(2)22m3
【详解】（1）匀速行驶半小时，坦克发动机所做的功
W＝Pt＝500×103W×0.5×3600s＝9×108J
（2）在水上航行时，坦克漂浮，坦克所受浮力
F浮＝G坦克＝m坦克g＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N
坦克排开水的体积
25．如图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。接收太阳能的电池板面积为。某次试车过程中，该车在水平路面上以恒定功率P做直线运动，图像如图乙所示。已知，汽车（包括司乘人员）的总质量为，汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，取。求：
（1）汽车的功率P；
（2）在0~15s内汽车牵引力做的功；
（3）若电池板吸收的太阳能转化为汽车的机械能的效率为20%，则太阳光照射到电池板单位面积上的功率为多少瓦?（假设汽车运动过程中太阳光照情况不变）
【答案】（1）960W；（2）14400J；（3）800W
【详解】解：（1）汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，牵引力
因为行驶时功率恒定，故汽车的功率
（2）在前15s内汽车牵引力做功
（3）15s内太阳能转化为汽车机械能为14400J，则其吸收的太阳能
其照射到电池板单位面积上的功率
答：（1）汽车的功率为960W；
（2）汽车牵引力做的功为14400J；
（3）阳光照射到电池板单位面积上的功率为800W。