机械能及能量守恒定律 5年（2018-2022）中考1年模拟物理分类汇总（安徽版）（带答案）

专题13机械能及其守恒定律

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1、（2022•安徽•2分）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。

若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（）

A.重力势能不变B.动能增大

C.机械能不变D.机械能增大

【答案】D

【解析】

A.重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增

大，故A不符合题意；

B.动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不变，故B不

符合题意；

CD.物体动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意；

故选D。

2、（2020安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地

点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么

A.卫星在远地点的势能最大、动能为零

B.卫星在近地点的动能最大、势能为零

C.卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小

D.卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小

【答案】c

【解析】

A.人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点

时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意：

B.人造地球卫星在近地点时，卫星和地球相对距离最小，速度最大，故人造地球卫星在近地点时

动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；

CD.卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能变小，动能转

化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。

3,（2019安徽）.如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，。点是

弹簧保持原长时小球的位置.压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球，小球就在AB间做往复运动

（已知A0=08）.小球从A位置运动到8位置的过程中，下列判断正确的是

AOB

A.小球的动能不断增加

B.弹簧的弹性势能不断减少

C.小球运动到。点时动能与此时弹簧的弹性势能相等

D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变

【答案】D

【解析】

由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则A。段弹簧处于压缩状态，。8段弹簧处于拉伸状态;

小球从A运动到。的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球所受弹力方

向向右、速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能；到达。点时，弹簧恢复原长，

弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大；小球从。运动到8的过程中，弹簧

被拉长，形变程度变大，弹性势能变大，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，动能变小，

此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：

A、小球的动能先增加后减少，故A错误；

B、弹簧的弹性势能先减少后增大，故B错误；

C、小球运动到。点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误；

D、水平台面光滑，且40=。8,说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，

所以在任位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确.

4.（2018安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。

（1）实验原理：

①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。

起点位置越高，该速度越。

②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢

球所具有的动能越。

（2）实验现象:

①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起

点位置越。木块运动的距离越长。

②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越,木块运动的距离越长。

【答案】⑴.大（2）.大（3）.高⑷.大

【解析】分析：（1）①整个过程中重力势能转化为动能，机械能守恒。动能与速度和质量有关，质

量不变时，当动能越大，速度就越大；

②物体做功的过程就是能的转化过程，物体对外做功越多，所具有的能量越大；

（2）影响动能大小的因素有质量和速度，质量越大，速度越大，物体所具有的动能越大。

解答：（1）①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力

势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大；

②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞木块的运动

距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大；

（2）①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高，到达水平面时的速度越大，因此动能越大，

对木块做功越多，木块移动的距离越长；

②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动，到达水平面时的速度-定，质量越大，所具有的动

能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长。

故答案为：（1）.大（2）.大（3）.高（4）.大

【点睛】决定动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度。因此研究物体动能大小与这

两个因素的关系时要用到控制变量法，物体动能的多少可以通过木块被推出去的距离来体现。

一、单选题

1.（2022•安徽芜湖•二模）如图所示，有一小球沿光滑的曲面轨道ABCD从4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B、D、尸三点等高，不计空气阻力，下列说法正

A.从C点运动到。点的过程，小球的重力势能转化为动能

B.从E点运动到尸点的过程，小球的动能转化为重力势能

C.小球在D点的动能小于在B点的动能

D.小球在E点的机械能等于在4点的机械能

【答案】D

【解析】

A.由图中可知，小球从C点运动到。点，高度增加，质量不变，故其重力势能增加，速度减小，

故其动能减小，则此过程中小球的动能转化为重力势能，故A错误；

B.由图中可知，小球从E点运动到F点，高度降低，质量不变，故其重力势能减小，速度增大，

故其动能增大，则此过程中小球的重力势能转化为动能，故B错误；

C.小球从8点运动到。点的过程中，因不计空气阻力，且轨道光滑，故可知该过程中小球的机械

能守恒，故小球在。点的机械能等于小球在B点的机械能，因8、。两点等高，则小球在8、。两

点的重力势能相等，故可知小球在力点的动能等于在8点的动能，故C错误：

D.小球从A点运动到E点，不计空气阻力，且轨道光滑，则该过程中小球的机械能守恒，故小球

在E点的机械能等于在A点的机械能，故D正确。

故选D。

2.（2022.安徽合肥.一模）如图所示，竖直放置的轻弹簧的底部与地面接触，距弹簧顶端A点上方一

定高度处有一质量为，”的小球。小球从。点由静止下落，先后经过A、B、C三个点，到达B点时

小球重力与弹簧的弹力大小相等，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

()

o。

-A

-B

-c

，，，，，，，R，，，，，，.

A.到A点时，小球的动能最大

B.到8点时，小球的机械能最大

C.从A到B,小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能

D.从C到4的过程中，小球的动能先减小后增大

【答案】C

【解析】

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；小球由静止到A点

时，小球只受重力作用，速度不断增大；小球从A点运动到8点时，受到竖直向下重力和竖直向上

弹力的作用，重力大于弹力，合力竖直向下，小球还在加速，小球的重力势能转化为动能和弹簧的

弹性势能；小球在8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，受到竖直向下重力和竖直向上弹力的作用，重力小于弹力，合力竖直向上，小球在

减速；所以小球在B点的速度是最大的，动能是最大的；小球由静止运动到C点，速度先增大后减

小，小球的质量保持不变，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,

所以小球在A点时的机械能是最大的，8点不是最大，故AB错误，C正确：

D.从C到A的过程中，开始小球的重力小于弹力，小球向上做加速运动，到达8点时，弹力等于

重力，小球的速度最大；经过8点后，弹力小于重力，小球做减速运动，所以小球的速度先增大后

减小，小球的动能先增大后减小，故D错误。

故选Co

3.（2022•安徽宣城•二模）如图所示，桌面摆件正常运行时，小轮在支架上来回滚动，且每次到达的

最大高度相同。小明发现摆件的底座内有一电源，关掉电源后，小轮来回滚动一会儿就会停下来。

则摆件正常运行时，小轮从最低点上升到最高点的过程中（）

支架

底座

A.小轮的动能一定增大B.小轮的重力势能可能减小

C.小轮的重力势能一定增大D.小轮的机械能一定不变

【答案】C

【解析】

由题意可知当桌面摆件正常运行时，开关闭合，则电能转化为小球的机械能，小轮从最低点上升到

最高点的过程中，小球质量不变，高度增加，则重力势能增大，动能转化为重力势能，动能减小，

运动过程中由于摩擦，小球的一部分机械能转化为内能，机械能减小，故ABD不符合题意；C符合

题意。

故选Co

4.（2022・安徽•合肥市第四十五中学模拟预测）如图，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧

左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到户点。则

()

A.小物块从P向M运动过程中，重力势能增加

B.物块从尸向M运动过程中，机械能减少

C.小物块压缩弹簧至最短的过程中，小物块的机械能不变

D.弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大

【答案】D

【解析】

A.小物块从P向例运动过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能减小，故A不符合题意；

B.物块从P点下滑，与弹簧碰撞后又返回到尸点，说明在这个运动过程和碰撞过程中，没有能量

损失，机械能守恒，所以物块从P向M运动过程中，机械能不变，故B不符合题意；

CD.小物块压缩弹簧至最短的过程中，小物块的机械能转化为弹簧的弹性势能；弹簧被压缩到最短

时，小物块的机械能减小为零，弹簧的弹性势能最大，故C不符合题意，D符合题意。

故选D。

5.（2022・安徽合肥•三模）如图所示是跳板跳水运动员跳水过程的几个瞬间，不计空气阻力，其中①

位置时运动员把跳板压到最低处，关于该过程，下列判断正确的是（）

A.①位置时人所受的弹力最小

B.从①-②-③的过程中，②位置时运动员的速度最大

C.③位置时若所有外力突然消失，则运动员会竖直下落

D.④位置时的动能等于③位置时的重力势能

【答案】B

【解析】

A.根据题意知道，①位置时运动员把跳板压到最低处，即跳板形变最大，此时人所受的弹力最大,

故A错误；

B.由图知道，在②位置时，跳板形变恢复，押性势能全部转化为运动员的动能，此时速度最大，故

B正确；

C.③位置为最高点，运动员竖直方向的的速度为0,此时若所有外力突然消失，由牛顿第一定律知

道，运动员将沿水平方向做匀速直线运动，故C错误；

D.由③到④位置的过程中，重力势能转化为动能，机械能守恒，即此过程动能的增加等于势能的

减少，选择④处为参考平面，则重力势能为0,但位置③处由于速度不为0,则的动能不为0,故D

错误。

故选B。

6.（2022・安徽合肥•三模）体育老师组织同学们考前放松活动，小明参加了投掷羽毛球的比赛，他将

羽毛球斜向上抛出，球的运动转迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点。其中6为最高点，a、c两

点高度相同，若空气阻力不可忽略，则下列说法正确的是（）

b

A.羽毛球在〃点动能为零

B.羽毛球在“点的速度大于c点的速度

C.羽毛球在人点受力平衡

D.羽毛球从c点到d点的过程中重力势能全部转化为动能

【答案】B

【解析】

A.羽毛球在〃点水平方向上的速度不为零，动能不为零，故A错误；

B.若空气阻力不可忽略，所以羽毛球整个运动过程机械能减小，a、c两点高度相同，所以重力势

能相同，因此动能减小，〃点的速度大于c点的速度，故B正确；

C.若空气阻力不可忽略，羽毛球在方点受到重力和空气阻力的作用，重力大于空气阻力，在b点受

力不平衡，故C错误；

D.若空气阻力不可忽略，羽毛球从c点到d点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速

度增大，动能增大，同时克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以重力势能不能全部转化为

动能，故D错误。

故选B。

7.（2022・安徽•模拟预测）2021年9月20日15时10分，正值中国传统佳节中秋节前夕，长征七号

运载火箭一飞冲天，成功托举天舟三号货运飞船携带来自祖国的“中秋礼包''奔向苍穹，飞船准确入

轨。下列关于长征七号加速上升过程中说法正确的是（）

A.动能增大，重力势能增大，机械能不变B.动能增大，重力势能增大，机械能增大

C.动能减小，重力势能增大，机械能不变D.动能减小，重力势能增大，机械能增大

【答案】B

【解析】

动能大小跟物体的质量和速度有关，长征七号加速上升，速度增大，动能增大，重力势能的大小跟

物体的质量和高度有关，长征七号高度增加，重力势能增大；机械能的大小和动能与势能有关，机

械能增大，故ACD错误，B正确。

故选Bo

8.（2022•安徽合肥•三模）在2022年北京冬奥会上，我国运动员苏翊鸣勇夺男子单板滑雪大跳台比

赛金牌，比赛过程中其运动轨迹，如图所示。空气阻力不计，但滑雪板与雪面的摩擦不能忽略，下

列说法正确的是（）

A.苏翊鸣向上腾空跃起到达最高点”时，其动能为零

B.从"位置下降到e位置的过程中，苏翊鸣动能保持不变

C.苏翊鸣从c位置腾空运动到d位置的过程中，机械能保持不变

D.苏翊鸣从a位置运动到b位置的过程中，其重力势能全部转化为动能

【答案】C

【解析】

A.苏翊鸣向上腾空跃起到达最高点d时，速度不为零，动能不为零，故A错误；

B.从4位置下降到e位置的过程中，质量不变，速度增大，动能增大，故B错误；

C.苏翊鸣从c位置腾空运动到"位置的过程中，空气阻力不计，机械能保持不变，故C正确；

D.苏翊鸣从。位置运动到方位置的过程中，其质量不变、速度增大、高度减小，其重力势能大部分

转化为动能，由于受到雪地的摩擦，还会有一部分转化为内能，故D错误.

故选Co

9.（2022•安徽亳州•二模）如图，弧形轨道"段光滑，儿段粗糙，小球从“点经最低点b运动至c

A.从。到6的过程中，小球的重力势能转化为动能

B.经过6点时，小球动能最大

C.从人到c的过程中，小球的速度不断减小

D.从a到c的过程中，小球的机械能一直减少

【答案】D

【解析】

A.因为必段光滑，从。到匕的过程中，小球的重力势能转化为动能，故A正确，A不符合题意；

B.6点位置最低，由题意及能量守恒定律可知，6点处小球的动能最大，故B正确，B不符合题意;

C.到。的过程中，小球的动能转化为重力势能，同时摩擦阻力还做功，小球的动能不断减小，速

度也减小，故C正确，C不符合题意；

D.因为他段光滑，从。到人的过程中过程中，机械能保持不变，故D错误，D符合题意。

故选Do

10.（2022.安徽淮北.二模）如图所示，一根橡皮筋的一端系着一个小球，另一端固定在A点，C点

是小球悬挂在橡皮筋下静止时的位置，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，。点是

小球从A点自由释放后所能达到的最低点。在小球由A点静止释放运动到。点的过程中，下列说法

中正确的是（）

A.从A点下落到C点的过程中，小球的动能不断增大

B.从A点下落到C点的过程中，小球减少的重力势能全部转化为小球的动能

C.从C点下落到。点的过程中，小球的动能不断增大

D.从C点下落到点的过程中，橡皮筋的弹性势能不变

【答案】A

【解析】

AB.由题可知，8点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，则从4点下落到8点的过程中,

小球只受重力作用，速度越来越大，动能越来越大，小球的高度越来越小，重力势能越来越小，橡

皮筋没有伸长，没有弹性势能，重力势能转化为动能；C点是小球悬挂在橡皮筋下静止时的位置，

则小球处于C点时，受到的拉力和重力大小相等，所以从B点下落到C点过程中，小球受到的重力

大于拉力，速度增大，动能增大，小球的高度越来越小，重力势能越来越小，橡皮筋逐渐伸长，弹

性势能增大，重力势能转化为动能和弹性势能；所以，从A点下落到C点的过程中，小球的动能不

断增大，小球减少的重:力势能一部分转化为小球的动能，还有一部分转化为皮筋的弹性势能，故A

正确，B错误；

C.从C点下落到。点的过程中，橡皮筋弹力大于小球重力，小球开始做减速运动，速度不断减小,

动能也减小，故C错误；

D.从C点下落到。点的过程中，橡皮筋的形变程度越来越大，弹性势能增大，故D错误。

故选A.

11.（2022•安徽安庆•二模）如图所示，用轻质弹簧（弹簧质量和空气阻力忽略不计•）将小球挂在天

花板上，小球和弹簧拉到水平位置（此时弹簧处于原长）从静止开始释放，摆动到最低点的过程中,

下列说法正确的是（）

A.小球动能变化量大于小球重力势能变化量

B.小球动能变化量小于小球重力势能变化量

C.小球动能变化量等于小球重力势能变化量

D.小球的机械能守恒

【答案】B

【解析】

从水平位置摆到最低点的过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒，重力势能减小，动能和弹性势

能增大，且重力势能的变化量等于动能和弹性势能的变化量之和，所以动能的变化量小于重力势能

的变化量，故ACD错误，B正确.

故选B。

12.（2022•安徽合肥•二模）2022年北京冬奥会开幕式开场惊艳世界的一幕，如图所示。质量为3t

的奥运五环“破冰而出”被匀速竖直提升至13m的高空。则奥运五环在上升的过程中（）

A.惯性大小不变，动能逐渐增大

B.惯性逐渐减小，重力势能也减小

C.动能保持不变，且机械能不变

D.重力势能增大，机械能逐渐增大

【答案】D

【解析】

A.惯性只与物体的质量有关，动能大小与物体的质量和速度有关，奥运五环“破冰而出''被匀速竖直

提升的过程中，五环的质量不变，速度不变，所以惯性和动能都不变，故A不符合题意；

B.重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，高度增大，所以重力势能增大，故B不

符合题意；

C.动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意；

D.动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故D符合题意。

故选D。

13.（2022・安徽合肥・二模）如图单摆，让小球从4点静止释放，A8段弧长为s,高度为力，不考虑

空气阻力，关于小球下列说法正确的是（）

A.小球摆到右侧最高点C与A点等高

B.小球摆到右侧最高点C速度为0,受力平衡

C.小球从A到2,重力做功Gs

D.小球从A到B到C,重力做功2G〃

【答案】A

【解析】

A.不考虑空气阻力，小球运动过程中机械能守恒，小球摆到右侧最高点C与A点机械能相等，此

时速度为零，动能为零，重力势能相等，质量不变，高度相等，故A正确；

B.小球摆到右侧最高点C速度为0,受到重力和绳子的拉力，两个力没有在同一直线上，受力不平

衡，故B错误；

C.小球从A到8,重力做功是

W=Gh

故C错误;

D.小球从A到B重力做功是G/?,小球从8到C克服重力做功是G/n整个过程重力做功为零，故

D错误。

故选Ao

14.（2022•安徽・合肥寿春中学一模）2021年10月16日，我国用长征二号F遥十三运载火箭成功发

射了神舟十三号载人飞船，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，当火箭推动飞船

加速上升时（忽略火箭质量的变化），下列有关载人飞船的能量说法中正确的是（）

A.飞船的重力势能和动能都增加B.飞船的动能增加，机械能不变

C.飞船的重力势能和机械能都不变D.飞船的动能不变，重力势能增加

【答案】A

【解析】

当火箭推动飞船加速上升时（忽略火箭质量的变化），飞船速度增大，动能增加，高度变大，重力势

能增加，机械能增大，故A正确，BCD不正确。

故选Ao

15.（2022•安徽马鞍山♦一模）如图所示，小球由弧形轨道上的A点释放，到达左侧的最高点C,O

点是小球运动的最低点，8点与C点等高，则（）

A.小球在。点时动能最小

B.小球从A点到C点的过程中，重力势能转化为动能

C.小球在8点的机械能大于在C点的机械能

D.小球在A、B、C三点的机械能相同

【答案】C

【解析】

由图可知，弧形轨道上的A点比C点高，而小球由弧形轨道上的A点释放，只能到达左侧的最高点

C,说明小球运动的过程中能量是不守恒的。

A.小球从A点到O点的过程中，重力势能转化为动能，小球在O点时重力势能最小，动能最大，

故A不符合题意；

B.小球从4点到C点的过程中，先是重力势能转化为动能，后是动能转化为重力势能，故B不符

合题意;

C.小球在6点时既具有动能又具有重力势能，小球在C点只具有重力势能，而8点与C点等高，

所以，小球在8点的机械能大于在C点的机械能，故C符合题意；

D.由于小球运动的过程中与轨道摩擦，部分机械能转化成了内能，小球在A、8、C三点的机械能

逐渐减小，三点处的机械能不相同，故D不符合题意。

故选Co

16.（2022・安徽滁州•一模）如图所示是2022年北京冬奥会上单位运动员参加高山滑雪比赛时的场景。

运动员从斜坡飞速下滑，在这个过程中有关运动员的说法正确的是（）

A.动能和重力势能都增大B.减小的重力势能全部转化为动能

C.重力势能减小，机械能也在减小D.机械能可能保持不变

【答案】C

【解析】

A.运动员从斜坡飞速下滑，速度增加，动能增大，高度减小，重力势能减小，故A错误；

BCD.运动员从斜坡飞速下滑，因为有摩擦，所以减小的重力势能一部分转化为动能，一部分转化

为内能，重力势能与动能的和在减小，即机械能减小，故BD错误，C正确。

故选C。

17.（2022.安徽.马鞍山市成功学校一模）如图所示为小明和小红在玩蹦蹦床，他们上升的过程中

（）

A.动能减小B.重力势能不变C.机械能增大D.机械能不变

【答案】A

【解析】

小明和小红在玩蹦蹦床，他们上升的过程中，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能变大；因

存在空气阻力，一部分机械能转化为内能，故机械能变小，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选Ao

18.（2022・安徽淮北•一模）在2022年2月8日举行的北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的决赛中，

中国选手谷爱凌发挥出色，最后一跳锁定胜局，以188.25分的总成绩为中国代表团夺得本届冬奥会

首枚雪上项目金牌。如图所示的是她离开跳台向上滑行的某个瞬间。下列说法中正确的是（）

A.她在沿跳台上滑的过程中，重力势能转化为动能

B.她离开跳台上升到最高点时动能为零

C.她离开跳台上升到最高点时重力势能最大

D.她在整个滑行的过程中机械能是不变的

【答案】C

【解析】

A.她在沿跳台上滑的过程中，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，动能转化为重力

势能，故A错误；

B.当她上升到最高点时「速度不为零（仍具有向前的速度），其动能不为零，故B错误；

C.她离开跳台上升到最高点时，因高度最大，故重力势能最大，故C正确；

D.在整个滑行的过程中由于存在摩擦阻力和空气阻力，有一部分机械能转化内能，所以机械能会

减小，故D错误。

故选C。

19.（2022.安徽宿州.一模）如图，两个质量相等的小铁球A、B从高度相同的光滑斜面和光滑圆弧

面的顶点由静止滑到底部，A球到达底部所用时间略大于B球，忽略各种阻力，则下列说法中不正

确的是（）

B.下滑过程中，A球的平均速度小于B球

C.下滑过程中，重力对两球做的功相同

D.下滑过程中，两球的机械能总量不变

【答案】A

【解析】

A.因为斜面和圆弧面是光滑的，且忽略各种阻力，所以两小球在运动过程中机械能是守恒的，即

两球的机械能总量不变：乂因为两球质量相等，从相同高度由静止滑下，所以两球最初具有的重力

势能相等，动能都为零，到达底部时，重力势能全部转化为动能，所以两球的动能相等，其速度也

相等，故A错误，A符合题意；

B.由图可知，A球通过的路程小于B球通过的路程，A球到达底部所用时间略大于B球，根据

s

v=—

t

可知，A球的平均速度小于B球，故B正确，B不符合题意；

C.两球的重力相等，下落的高度相等，由公式

W=Gh

可知，下滑过程中重力对两球做的功相等，故C正确，C不符合题意；

D.因为斜面和圆弧面是光滑的，且忽略各种阻力，所以两小球在运动过程中机械能是守恒的，即

两球的机械能总量不变，故D正确，D不符合题意。

故选Ac

20.（2022•安徽省马鞍山市第七中学二模）在冬奥会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示,

如果不计空气阻力，下列说法中正确的是（）

A.在a、c两点时动能均为零

B.在。点和e点都处于静止状态，因此机械能相等

C.从〃点下滑到6点过程中，机械能保持不变

D.从c点下落到d点过程中，机械能保持不变

【答案】D

【解析】

A.运动员在“点速度为零，说明动能为零；运动员的运动路径不是在竖直方向上，所以运动员到达

c点时在水平方向速度不为零，c点动能不为零，故A错误：

B.在。点和e点都处于静止状态，说明动能都为零，因为两点的高度不同，所以，运动员在。、e

两点时重力势能就不相等，因此机械能不相等，故B错误；

C.从〃点向b点运动过程中，重:力势能大部分转化成动能，因为运动员与赛道之间有滑动摩擦力，

一部分重力势能转化成内能，运动员的机械能减少，故c错误；

D.从。点下落到d点过程中，运动员不和赛道接触，摩擦力不做功，如果不计空气阻力，重力势能

全部转为动能，机械能守恒，故D正确。

故选D。

21.（2022•安徽马鞍山•一模）如图所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻

子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来，直到最后停下。下列说法正确的是（）

A.摆动到最低点时，绳对铁锁的拉力和铁锁的重力是一对平衡力

B.摆动过程中，绳对铁锁的拉力和铁锁对绳的拉力是一对平衡力

C.铁锁第一次摆动到最低点时，动能最大

D.铁锁上升过程中，动能全部转化为重力势能

【答案】C

【解析】

A.铁锁摆到最低点时，绳子对铁锁的拉力大于铁锁受到的重力，两个力不是一对平衡力，故A错

误；

B.摆动过程中，绳子对铁锁的拉力和铁锁对绳子的拉力作用在两个物体上，所以不是一对平衡力，

故B错误；

C.由题意可知铁锁每次上升的最大高度会逐渐减小，则最初松手时铁锁的高度最高，其重力势能最

大，向下摆动到最低点时，转化为的动能最多；所以，铁锁第一次摆动到最低点时;动能最大，故

c正确；

D.由于空气阻力的存在，铁锁在摆动过程中要克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为内能，

故D错误。

故选C。

二、填空题

22.（2022•安徽合肥•二模）如图所示，撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以分

成三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。在运动员撑杆起跳，上升到达最高点的过程中,

是动能和—转化为

【答案】弹性势能重力势能

【解析】

口］［2］运动员在起跳前先要快速助跑，使自己具有较大动能，撑杆弯曲，杆发生了弹性形变，具有较

大的弹性势能；起跳后到达最高点的过程中，速度变小，杆逐渐恢复原状，动能和弹性势能都减小,

运动员在上升过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，即动能和弹性势能转化成了重力势能。

23.（2022•安徽滁州•二模）如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，

使细线处于拉直状态，由静止开始释放小球，不计摩擦，小球可在A、8两点间来回摆动。当小球摆

到8点时，细线恰好断开，则小球将沿（选填“8尸“BD”或“BCD方向运动。

【解析】

小球由静止从4点开始运动，由于不计摩擦，机械能守恒，所以小球到达8点时与A点等高，此时

小球的速度恰好为0,若小球摆到8点时，细线恰好断开，那么小球在重力作用下将会竖直下落，

故小球将沿方向运动。

24.（2022•安徽合肥•二模）冬奥会（冬残奥会）赛期间，奥运村部餐饮处严格遵守疫情防控要求，

智能化餐饮为运动员提供了更加优质的服务。用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。

（1）该机器人以lm/s的速度运行30m将菜送到运动员桌前，此过程中机器人的机械能（选

填“变大”、“变小”或“不变”）;

（2）若机器人工作时牵引力恒为50N,完成本次送菜，牵引力做功______J,功率W»

【答案】不变150050

【解析】

(1)口］该机器人以lm/s的速度运行30m将菜送到运动员桌前，此过程中，机器人自身的质量不变,

速度不变，保持在lni/s,则动能大小不变，机器人所处的高度不变，则重力势能不变，机器人的机

械能大小等于动能和重力势能之和，则机器人的机械能大小不变。

(2)⑵若机器人工作时牵引力恒为50N,完成本次送菜，即运行30m,根据功的公式W=4可知,

牵引力做功为

卬=a=50Nx30m=1500J

牵引力做功为1500Jo

［3］由⑵解析可知,牵引力做功为1500J,这个过程,该机器人以lm/s的速度运行30m,则使用的时

间为

,s30m

t=-=----=30s

vlm/s

使用的时间为30s,根据公式尸=?可知，牵引力做功功率为

牵引力做功功率为50W。

三、实验题

25.(2022・安徽六安•九年级期末)如图所示的实验装置也可进行“重力势能大小与什么因素有关”

的研究，实验步骤如下：

①让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。

②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回答下列问题

(1)该实验中通过比较，来比较重力势能大小。

(2)步骤①是为了研究重力势能大小与的关系。

【答案】木块移动的距离物体的高度

【解析】

(1)［11本实验的研究对象是钢球，实验中钢球的重力势能下滑过程中转化为动能并推动木块运动，

通过比较木块移动的距离来比较小球的重力势能的大小，属于转换法的运用。

(2)|2］步骤①控制质量相同，钢球的高度不同，是为了研究重力势能大小与物体高度的关系。

26.(2022.安徽.合肥市第三十中学二模)李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素

有关同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧组有关。他们设计的实验装置如图，

弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面。点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从。点压缩弹簧

到P点后从静止释放，当物体〃运动到。点时，弹簧恢复到原长与物体脱离。物体运动到。点停止。

请补充完成他们的探究过程

(1)该实验是通过观察比较来判断弹簧弹性势能大小的。

(2)若探究弹性势能与弹簧长度变化量的关系，则应选择相同的弹簧进行实验，并先后改变

___________的距离。

【答案】木块在。。段上移动的距离AP

【解析】

(1)|1］弹性势能越大，木块在。。段滑行的距离越远，故可以通过木块在。。段上移动的距离来判

断弹性势能的大小。

(2)［2］若探究弹性势能与弹簧长度变化量的关系，即弹簧的长度变化量为变量，即A尸的距离。

27.(2022•安徽•马鞍山市成功学校九年级期末)汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。

某物理兴趣小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图，将小车从同一斜面上由静止开始滑下，

推动同一木块向前移动一段距离后停下，完成甲、乙、丙三次实验。其中刀尸力3>〃2,如=侬<〃?3。请

根据实验现象完成下列问题。

8

来表示的;

（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的进行比较:

（3）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的进行比较;

（4）若本实验中水平面绝对光滑，则（选填"能''或"不能”）得出正确结论。

【答案】木块被推动（移动）的距离甲、丙甲、乙不能

【解析】

（1）111根据转换法，通过比较木块被推动（移动）的距离来表示超载、超速带来的危害程度。

（2）⑵研究超载带来的危害程度时，由控制变量法，要保持速度不变，只改变质量大小，故小车从

应斜面的同一高度滑下，因〃尸用，mKmj,故选择甲、乙、丙三次实验中的甲、丙进行比较。

（3）[3]研究超速带来的危害程度时，由控制变量法，要保持质量不变，只改变速度大小，故小车应

从斜面不同的高度滑下。已知队＞62,，如=/»2,故选择甲、乙、丙三次实验中的甲、乙进行比较。

（4）[4]若本实验中水平面绝对光滑，由牛顿第一定律，小车到达水平面时将作匀速直线运动，不能

比较木块推动（移动）的距离，故不能得出正确结论。

【点睛】

本题结合实际研究汽车超载、超速带来的危害，主要考查转换法和控制变量法及牛顿第一定律的运

用。

专题16电流做功与电功率

0®O®

Q

一.选择题（共5小题）

1.（2021•福建）如图电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R标有“30。1A”，定值电阻

Ro的阻值为10Q,小灯泡L标有“6V3.6W”（电阻不随温度而变化），电流表的量程为0〜

3A。当S闭合，Si、S2断开，滑片P移到R的中点时.，小灯泡恰好正常发光。在保证电

路安全的前提下，电路消耗总功率的最小值与最大值之比是（）

A.1：4B.I：8C.2：7D.3：20

【答案】D。

【解析】解：当S闭合，Si、S2断开，灯L和滑动变阻器串联，小灯泡恰好正常发光，

则此时的电流I=E=&电=0.6A：小灯泡的电阻为RL=」L=_叱一=10。

U6VI0.6A

滑片P移到R的中点时，滑动变阻器接入的有效电阻R'=15。；则滑动变阻器两端的

电压U'=IR'=0.6AX15fl=9V；

根据串联电路电压的特点，电压电源U.fjnUL+U'=6V+9V=15V；

要保证电路安全，分析电路可得当闭合开关S、S2和Si时，且通过滑动变阻器的电流为

1A时，干路电流最大；则此时通过Ro的电流为IO=」L=」^-=1.5A；干路电流即为

Ro10O

最大电流Imax=lA+l.5A=2.5A;最大功率Pmax=ULnax=15VX2.5A=37.5W;

Ua

最小电流即为滑动变阻器接入最大阻值并且与灯L串联时，电流最小，即根据1===

Ra

心

15V=0.375A；

10Q+30Q

最小功率Pmin=UImin=15VXO.375A=5.625W；

故Pmin:Pmax=5.625W:37.5W=3:20。

2.（2018•福建）新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改，额

定电流16A的延长线插座，导线

最小标准横截面积由Imn?提升到1.5mm2.增大导线横截面积的目的是（）

A.增大导线的电阻B.减小通过导线的电流

C.增大导线的电压D.减小导线发热的功率

【答案】D。

【解析】解：

A.延长线的材料和长度相同时，增大导线横截面积可以减小导线的电阻，故A错误；

B.通过导线的电流与插座上用电器消耗的电功率有关，无法判断通过导线电流的变化，

故B错误；

C.在通过导线的电流一定时，导线的电阻减小，由U=IR可知，可以减小导线两端的

电压，故C错误；

D.在通过导线的电流-定时，导线的电阻减小，由P=I?R可知，可以减小导线发热的

功率，故D正确。

3.（2018•福建）灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲，L和R的I-U图线分别为图乙

中的A、B.闭合开关S,L正常发光，电路的总功率为4.8W,此时灯泡L的（）

A.电压为7VB.电流为0.3AC.电阻为20。D.功率为3W

【答案】D。

【解析】解：

图甲中灯泡和电阻并联，已知L和R的I-U图线分别为图乙中的A、B；

闭合开关S,要求总功率为4.8W,

因并联电路各支路两端的电压相等，根据图象可知，在电压为6V时，通过灯泡的电流

1L=0.5A,通过电阻R的电流IR=0.3A,则干路中的电流：I=IL+IR=0.5A+0.3A=0.8A,

此时的总功率：P=UI=6VX0.8A=4.8W,满足题中的要求；

所以，电源电压为6V,则此时灯泡L的电压为6V,通过灯泡的电流IL=0.5A,故AB

错误；

根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻：RL=」L=_§^=12。，故C错误。

IL0.5A

此时灯泡的功率为：PL=UIL=6VX0.5A=3W；故D正确;

4.（2022•福建）电流的磁效应被发现后，科学家笃信自然力的统一，以逆向的思想，开始

在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是（）

A.法拉第一一电磁感应现象

B.奥斯特一一电流的热效应

C.安培---通电导体周围存在磁场

D.焦耳一一磁场对通电导体的作用

【答案】A,

【解析】解：A、在奥斯特发现电生磁现象的基础上，法拉第发现了磁生电一一电磁感应

现象，故A正确；

B、奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；

C、安培做了大量实验，研究了磁场方向与电流方向之间的关系，并总结出安培定则，也

叫做右手螺旋定则，故C错误：

D、焦耳的主要贡献是发现了热和机械功的当量关系，提出了焦耳定律，故D错误。

5.（2021•福建）历史上第一个成功研究热和功关系及电流的热效应，为能量守恒定律的建

立奠定坚实实验基础的科学家是（）

A.焦耳B.安培C.伏特D.欧姆

【答案】Ao

【解析】解：历史上第一个成功研究热和功关系及电流的热效应，为能量守恒定律的建

立奠定坚实实验基础的科学家是焦耳。

二.填空题（共3小题）

6.（2019•福建）一台标有“5V2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1C,正常

工作Imin,产生的热量是Jo工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于

现象。

【答案】15；静电（摩擦起电）。

【解析】解：工作时间t=lmin=60s,

由P=UI得，线圈中的电流：

则线圈产生的热量：

Q=I2Rt=（0.5A）2XmX60s=15Jo

风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，可以吸引轻小物体，所以灰尘会附着

在扇叶上，这属于静电（摩擦起电）现象。

7.（2021•福建）某手机电池容量为4200mAh,电池电压为3.7V。用一个标有“输出5V4A”

的快速充电器，将手机电池从零电量充满，充电效率为84%,需要min。快充充

电线比普通手机充电线要粗一些，这是因为正常工作时，通过快充充电线的较

大。

【答案】55.5；电流。

【解析】解：（1）电池充满电储存的电能为：W=UIt=3.7VX4.2AX3600s=55944J,

充电器的有效功率为：P6=nP允=nU充I充=84%X5VX4A=16.8W,

充满电所需时间为：t*=-5^~=5I?^T=3330s=55.5mir：

兀P有16.

（2）由焦耳定律公式Q=「Rt可知，快充充电时电流大，在相同条件下，产生的热量多。

快充充电线比普通手机充电线要粗一些，是通过增大导线的横截面积来减小导线电阻方

法来减少充电时导线产生的热量。

8.（2018•福建）合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1吨垃圾能“榨”出

170kg燃料油，若燃料油的热值为4.0X107J/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为

J,燃烧时燃料油的化学能转化为能。

【答案】6.8X109；内。

【解析】解：

（1）燃料油完全燃烧释放出的热量：

Qfij[=mq=170kgX4.0X107J/kg=6.8X1O9J；

（2）燃料油燃烧过程中，将燃料油的化学能转化为内能。

三.实验探究题（共1小题）

9.（2020•福建）“测量小灯泡的额定功率”实验中，器材有电源、滑动变阻器、两个电流表、

小灯泡（U额为3.8V）、定值电阻R。（阻值为10。）、开关及若干导线。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中未画出的两条导线补充完整。

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于（选填"A”或"B”）端。

（3）正确连接电路后闭合开关，发现灯不亮，两电流表有示数且相同，故障可能是

或。

（4）排除故障后，为了测量小灯泡的额定功率，移动滑动变阻器的滑片，直到电流表

A2示数为A时，小灯泡正常发光，电流表Ai的示数如图丙，该示数为A,

则小灯泡的额定功率为W。

【答案】(1)如上所示；(2)A；(3)灯泡处断路;Ro处短路；(4)0.38；0.7；1.216»

【解析】解：(1)变阻器按一上一下连入电路中，电流表与定值电阻串联后与灯并联，

如下所示：

(2)闭