初中物理功和机械能：动能和势能的转化与守恒-4人教新试题汇编

★★启用前

2019年05月22日初中物理的初中物理组卷

试卷副标题

考试范围：XXX；考试时间：100分钟；命题人：XXX

题号一二三四五六总分

得分

注意事项：

1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明

评卷人得分

选择题（共2小题）

1.（2019春•昌平区期中）如图所示，金属小球从光滑轨道中的A点处由静止滑下，经

过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正

A.小球能沿轨道向上运动到E点处

B.小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功

C.小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小

D.小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能

2.（2018春•白云区期末）如图甲所示，物体沿斜面从顶端下滑至底端。在某时间段,

物体的动能Ek随时间t的变化如图乙所示，则下列说法正确的是（)

A.物体的重力势能逐渐减少

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B.物体下滑过程速度逐渐增大

C.物体的重力势能全部转化为动能

D.物体的机械能不变

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第n卷（非选择题）

请点击修改第11卷的文字说明

评卷人得分

二.多选题（共1小题）

3.（2017春•武侯区校级月考）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根弹性

绳一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是弹性绳不系小石块自然下垂时下

端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从

A点到C点运动过程的说法，正确的是（）

A.小石块减少的重力势能全部转化为动能

B.从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力的作用

C.从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小

D.小石块在C点时，受到平衡力的作用

评卷人得分

三.填空题（共2小题）

4.（2017秋•江门期中）（1）篮球从高处自由落下撞击地面后再上升的过程中（不计空

气阻力），篮球具有的能量形式是。

（2）投掷出去的篮球在空中能继续飞行，这是由于篮球的；篮球在飞行中

运动方向不断改变，这是因为篮球受到的作用。

（3）两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图

所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是

A.落在a处的大B.落在b处的大

C.两个一样大D.无法比较大小。

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5.（2016秋•江阴市月考）“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激运动。跳

跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。

如图所示是某运动员做蹦极运动的v-t图象（忽略空气阻力），规定运动员速度方向

向下为正，由该图象可知在时间0-ti内运动员能转化为能，

时刻弹性绳的弹性势能最大，此时运动员的动能为J,时刻运动员受

到的重力等于弹性绳的拉力，时刻运动员再次达到最高点。

四.实验探究题（共8小题）

6.（2019•房山区一模）参观中国科技馆“双圆锥体上滚”的实验后，小军也做了模仿

实验，如图所示。他取两根木条放在水平桌面上，将木条左端垫高，做成一个倾斜

轨道，将双圆锥体放在轨道右端，由静止释放后发现，双圆锥体并没有向轨道高处

滚去。

（1）请你猜想双圆锥体没有向轨道高处滚去的原因是

（2）写出检验猜想的方法：

7.（2019春•如皋市校级月考）小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实

验与探究（不考虑空气阻力，g取10N/kg）：

（1）让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接

触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短

（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度之间的关系如图

丁所示，其中A为典线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm,并

且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。

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vAns'1

甲乙丙丁

①从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球速度的变化情况是。

②实验中所用小球的质量为kg,全过程中，弹簧中弹力的最大值为

No

③由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0,此时，小球处于状

态（选填“平衡”或“非平衡”）。

8.（2016秋•陆河县期末）中国女篮在第十五届亚运会女子篮球决赛中以90：59战胜

中国台北队，夺得金牌。

（1）篮球从高处自由落下撞击地面后再上升的过程中（不计空气阻力），能量是怎

样转化的？

—动能f动能f重力势能

（2）投掷出去的篮球在空中能继续飞行，这是因为篮球；篮球在飞行中运

动方向不断改变，这是因为篮球。

（3）两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图

所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是

A.落在a处的大B.落在b处的大

C.两个一样大D.无法比较大小。

b

9.（2016秋•西城区期末）阅读《潮汐发电》，回答问题。

潮汐发电

在海湾或有潮汐的河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，

晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。

涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下

降。每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与退潮一般间隔6小时。海水在运动时所具

有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是--种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不

需开采和运输、洁净无污染的新型能源。

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潮汐能的主要利用方式是潮汐发电0潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾

或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成

一定的潮差，从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普

通的水利发电的不同在于海水与河水相比，海水落差不大，但流量较大，并且呈间

歇性。

潮汐电站一般有三种类型，“单库双向型”就是其中之一，即用一个水库，涨潮与落

潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江

厦潮汐电站就是一个单库双向型电站，建成于1980年5月，总装机容量为3200kW,

年发电量约为107kW-h,为世界第三大潮汐发电站。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)潮汐发电是将潮水的机械能转化为能。

(2)一个单库双向型潮汐电站一天可以发电次。

(3)若江厦潮汐电站一年有350天正常发电，平均实际发电功率为2000kW,则此

电站每天发电的时间约为h.(结果请保留整数)

10.(2016春•海港区期末)在探究“摆球的动能和势能的转化”实验时，如图所示，

将小球从B位置拉到位置A,松开手释放小球，观察小球从A到B再到C过程中高

度和速度的变化，分析这一过程中动能和重力势能之间的转化。请将你的分析结果

填入下表中的空白处：

运动过程AB从B到CC

动能/——/

势能—//—

动能和势//—/

能的转化

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11.（2016秋•淮安期中）如图所示，将一张硬卡片对折，开口的一边剪两个小豁口A

和B,再套上橡皮筋，做成一个会跳的卡片，为探究卡片跳起的高度与哪些因素有

关，提出猜想：

A.与卡片的质量有关B.与橡皮筋的形变量有关C.与橡皮筋的条数有关

选用多根相同的橡皮筋和卡片进行实验。

（1）将卡片反过来，放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到

的现象是,此现象表明，发生弹性形变的橡皮筋能对卡片,具有弹

性势能。

（2）探究跳起高度与卡片质量的关系时，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条

件，操作中将卡片反过来，每次均用手压平的目的是。

（3）探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关时，设计使橡皮筋形变量不同的方法有

两种：①;②o

12.（2016•水城县校级模拟）老师利用如图甲所示的装置演示动能与重力势能的相互转

化后，小光想：小球在摆动过程中的机械能的大小是否与细线的长度有关呢？为了

探究此问题，他设计了以下实验装置：将无弹性的细线上端固定在铁架台上，下端

拴住小球，使小球摆动到最低点时恰好撞击静止在水平桌面上的木块，如图乙所示。

（不计细线固定端的摩擦与空气阻力）

（1）小光将长为1的细线拉至水平状态静止时，小球具有的机械能是以能的

形式存在。

（2）释放小球后，木块被小球撞击并在水平桌面上滑动了一段距离s,在此过程中

木块克服力做功。

（3）小光多次改变拴小球的细线长度，并调整细线固定端的位置，每次均将小球拉

至细线处于水平状态时自由释放，使它摆动到相同的最低点撞击同一木块，测出木

块被撞击后运动的距离，通过比较运动距离的长短来判断小球具有的机械能大小。

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请你分析小光的实验方案是否可行？,理由是：

13.（2016•保定模拟）小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。

图1图2图3

（1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？。

（2）针对小球的运动，从势能与动能相互转化的角度提出一个问题并回答。

问题：?回答：o

（3）将轨道BC段改为水平，如图2所示。小球仍从A点静止释放，小球经过M点

时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？,以小球经过M点时

为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度-时间图线。（如图3）

（4）小球在MN段运动的过程中受到哪些力的作用？o维持小球运动的原

因是什么？。

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五.计算题（共2小题）

14.（2018•蜀山区一模）已知物体的重力势能表达式为Ep=mgh,动能表达式为EK=

Imv*2,其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度,

2

g为常量，取10N/kgo如图所示，高为h的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为

m的小物块，从斜面顶端A由静止开始下滑，不计空气阻力，物块从顶端开始下滑

到落地签的瞬间，设整个过程中机械能守恒（即机械能保持不变）

（1）证明：小物块从斜面顶端A由静止下滑到底端B时的速度v=J需

（2）若一质量为0.4kg的小物体从距离地面2m高度的斜面顶端A点以3m/s的初速

度出发，求其导斜面低端B时的速度

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15.（2016•李沧区一模）如图，半径为R的光滑圆环竖直放置，质量为m的小球在其

轨道内运动，小球在最高点A时的速度为v=&^,小球的机械能守恒，已知物体

动能大小Ek=Lnv2,重力势能Ep=mgh。

2

①小球经过最低点C时的速度vc=。

②小球的速度v与角速度3（单位时间内转过多少角度）、转动半径R的关系为丫=

3R,小球到达位置B时的角速度为3B,请推理证明：3B二点。

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六.解答题（共6小题）

16.（2018秋•端州区校级期中）人造地球卫星在大气层外绕地球运转，它的速度很大，

一天可以绕地球飞行几圈到十几圈，能够迅速获取大量的信息。它运行的轨道为椭

圆形，如图所示。它的轨道上有一点离地球最近，这个点叫近地点；有一点离地球

最远，这个点叫远地点。卫星在运转的过程中，机械能是守恒的。回答下列问题：

（1）当卫星从远地点向近地点运行的过程中，它的动能和势能的变化情况

是：;从近地点向远地点运转的过程中，它的动能和势能的变化情况

是：。

（2）卫星在近地点动能最,势能最；在远地点动能最,势

能最。

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近地点

17.（2017春•昌平区校级期末）如图18所示，过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。

那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话，那么

在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。实际

上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些

原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感

觉真是妙不可言.这次同物理学打交道不用动脑子，只要收紧你的腹肌，保护好肠

胃就行了。当然，如果你受身体条件和心理承受能力的限制，无法亲身体验过山车

带来的种种感受，你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。在刚刚

开始时，过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下

行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿轨道行

驶的唯一的“发动机”将是重力势能，即由重力势能转化为动能、又由动能转化为

重力势能这样一种不断转化的过程构成的。重力势能是物体因其所处位置而自身拥

有的能量，它是由于物体和地球的引力相互作用而产生的。对过山车来说，它的重

力势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时最大。

当过山车开始下降时，它的重力势能就不断地减少（因为高度下降了），但能量不会

消失，而是转化成了动能，也就是运动的能量。不过，在能量的转化过程中，由于

过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能（动能和重力

势能）.这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘略矮一点的原因。

过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上，下

降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比

过山车头部的车厢要快，这是由于过山车中部的重心最高时，重力势能最大，而当

尾部到达最高点时，重心位置已经不在最高位置，已经有一部分重力势能转化为动

能了。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点，从而就会

产生一种要被抛离的感觉，因为重心正在加速向下运动。尾部车厢的车轮是牢固地

扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨飞出去。中前部的车厢

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情况就不同了，过山车的重心在“身后”，在短时间内，它虽然处在下降的状态，但

是它要“等待”重心越过高点被重力推动。

（1）过山车上升阶段，其重力势能。（填“增加”、“减少”、“不变”）

（2）过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能同有

关。

（3）设计师所设计的过山车轨道中，过山车依次通过的竖直回环的高度一次比一次

低的原因是。

（4）在过山车运行起来以后，坐在过山车不同位置的乘客，通过某一竖直回环的最

高点时，乘坐在（选填“车中部”、“车尾部”）通过时速度最大。

18.（2016春•青岛期末）演绎式探究-探索圆周运动和机械能守恒：

（1）如图1,用线绳拴一个小球绕圆心O匀速转动，绳对球有一个指向圆心的拉力，

此力叫做向心力。向心力F的大小与小球的质量m、转动半径r、转动速度v的关系

2

为F=@J,此线绳拉着小球以不同的速度转动，线绳的拉力F与速度v的关系可

r

以用图象中的图线表示。

（2）如图2,质量为m的小车从高为3R的A点自由滑下，沿圆形轨道做圆周运动。

圆的半径为R,小车的机械能守恒，已知动能的大小Ek=—mv2,重力势能Ep=mgh,

2

请推理证明：小车运动到圆形轨道的最高点B处时，轨道对于小球向下的压力：FN

19.（2016春•房山区期中）过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有

惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣的话，那么在乘坐过山车的过

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程中不仅能够体验到冒险的快感，还有助于理解力学定律。实际上，过山车的运动

包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身

体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。

这次同物理学打交道不用动脑子，只要收紧你的腹肌，保护好肠胃就行了0当然，

如果你受身体条件和心理承受能力的限制，无法亲身体验过山车带来的种种感受，

你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。

在刚刚开始时，过山车的小列车是依靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第

一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿

轨道行驶的唯一的“发动机”将是重力势能，即由重力势能转化为动能、又由动能

转化为重力势能这样一种不断转化的过程构成的。重力势能是物体因其所处位置而

自身拥有的能量，它是由于物体和地球的引力相互作用而产生的。对过山车来说，

它的重力势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到“山丘”的顶峰时

最大。当过山车开始下降时，它的重力势能就不断地减少（因为高度下降了），但能

量不会消失，而是转化成了动能，也就是运动的能量。不过，在能量的转化过程中，

由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能（动能和

重力势能）.这就是为什么在设计中随后的小山丘比开始时的小山丘略矮一点的原

因。

过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上，下

降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比

过山车头部的车厢要快，这是由于过山车中部的重心最高时，重力势能最大，而当

尾部到达最高点时，重心位置已经不在最高位置，已经有一部分重力势能转化为动

能了。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能够快速地达到和跨越最高点，从而就会

产生一种要被抛离的感觉，因为重心正在加速向下运动。尾部车厢的车轮是牢固地

扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨飞出去。中前部的车厢

情况就不同了，过山车的重心心在“身后”，在短时间内，它虽然处在下降的状态，

但是它要“等待”重心越过高点被重力推动。

（1）过山车上升阶段，其重力势能o（填“增加”、“减少”、“不变”）

（2）过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能同有

关。

（3）设计师所设计的过山车轨道中，过山车依次通过的竖直回环的高度一次比一次

低的原因是。

（4）在过山车运行起来以后，坐在过山车不同位置的乘客，通过某一竖直回环的最

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高点时，乘坐在（选填“车中部”、“车尾部”）通过时速度最大。

20.（2015秋•陆丰市校级期末）2015年第28届长沙男篮亚锦赛决赛，中国男篮以78：

67战胜菲律宾队，4年后再次夺得亚洲冠军，重回亚洲之巅。

（1）篮球从高处自由落下撞击地面后，在上升的过程中（不计空气阻力），是

能转化为能。

（2）投掷出去的篮球在空中能继续飞行，这是因为篮球具有；篮球在飞行

中运动方向不断改变，这是因为篮球受到力。

（3）两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图

所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是

A.落在a处的大B.落在b处的大C.两个一样大D.无法比较大小。

••

“b

21.（2014•市北区一模）演绎式探究：

当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保

持不变。在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。动能大小与物体质量和速度

的具体关系为：EK=lmv2；重力势能的大小与物体的质量和高度的关系为：EP=

2

mgho

（1）小球甲在真空中自由下落，另一个完全相同的小球乙在阻力很大的液体中匀速

下落，它们都由高度为hi的地方下落到高度为h2的地方，在这两种情况下，小球

的机械能守恒。

（2）一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑

到斜面底端时的速度v=；

把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个单摆，若摆长为L,小球摆到最高处时，最

大偏角为0，如图，则当小球运动到最低处时的速度v=。

/e\

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2019年05月22日初中物理的初中物理组卷

参考答案与试题解析

一.选择题（共2小题）

1.（2019春•昌平区期中）如图所示，金属小球从光滑轨道中的A点处由静止滑下，经

过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正

A.小球能沿轨道向上运动到E点处

B.小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功

C.小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小

D.小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能

【考点】EA：力是否做功的判断；FN：动能和势能的大小变化：FU：动能和势能的

转化与守恒.

【专题】12：应用题；593：机械能及其转化.

【分析】影响动能大小的因素有：质量和速度，质量越大，速度越快，动能越大。

影响重力势能大小的因素有：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。

物体在力的作用下沿力的方向移动了距离我们就说力对物体做了功。

【解答】解：

AD、因为是光滑的轨道，不计空气阻力，小球在轨道上运动没有机械能的损耗，则

小球的机械能守恒，所以小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿

轨道向上运动到E点；因小球的机械能守恒，所以小球到达D点时的机械能等于它

到达B点时的机械能，故AD错误；

B、小球从A点加速下滑到C点时，小球受竖直向下的重力，小球向下移动了距离,

所以重力对小球做了功，故B错误；

C、小球到达C点（最低点）时，质量不变，此时速度最大，高度最小，所以它的动

能最大，重力势能最小，故C正确；

故选：Co

【点评】本题考查了动能、势能、机械能的变化的判断以及做功的认识和理解，掌

握这些基础知识是解题的关键。

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2.（2018春•白云区期末）如图甲所示，物体沿斜面从顶端下滑至底端。在某时间段,

物体的动能Ek随时间I的变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）

A.物体的重力势能逐渐减少

B.物体下滑过程速度逐渐增大

C.物体的重力势能全部转化为动能

D.物体的机械能不变

【考点】FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】12：应用题；593：机械能及其转化.

【分析】分析EK-t图象中图线的含义，然后分析物体下滑的情况，结合对动能、

势能影响因素的掌握和对做功与能量转化的认识可得出符合题意的答案。

【解答】解：AC、物体重力势能减小量主要用来克服摩擦做功，将一部分机械能转

化为内能，因此，物体重力势能减小量等于物体和斜面内能的增加量，或者说，物

体克服摩擦力做功多少等于重力势能减小量，故C错误，A正确。

B、读EK-t图象可知，物体的动能不随时间变化，由动能只与物体的质量和速度有

关可知，物体的速度不变，即物体做匀速直线运动，故B错误；

D、物体的动能不变，高度降低，所以重力势能减小，由于机械能等于动能与势能之

和，所以机械能变小，故D错误；

故选：Ao

【点评】对于图象问题，应先明确两坐标轴的意义，结合相应的公式或规律分析。

本题中，分析重力势能和变化量与做功多少、内能变化量的关系是难点。

二.多选题（共1小题）

3.（2017春•武侯区校级月考）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根弹性

绳一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是弹性绳不系小石块自然下垂时下

端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从

A点到C点运动过程的说法，正确的是（）

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A.小石块减少的重力势能全部转化为动能

B.从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力的作用

C.从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小

D.小石块在C点时，受到平衡力的作用

【考点】6Q：平衡状态的判断；76：重力：FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】12：应用题；572：运动和力：593：机械能及其转化.

【分析】结合以下知识对选项中的内容做出分析与判断：

（1）小石块在下落过程中，在AB段，小石块只受到重力作用，重力不断改变小石

块的运动状态，小石块加速下落：

在BC段受到橡皮筋的拉力作用：当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉

力大于重力时，小石块减速下落。

（2）影响动能的因素有：质量和速度；影响重力势能的因素有：质量和高度；

弹性势能的大小与物体弹性形变的程度有关，物体弹性形变的程度越大，弹性势能

越大。

【解答】解：小石块在下落过程中，在AB段，小石块受到重力作用，重力不断改变

小石块的运动状态，小石块加速下落；

在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐

增大。当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减

速下落。

A、从A点到C点运动过程中小石块的有一部分重力势能转化为动能还转化为橡皮

筋的弹性势能，故A错误；

B、从A点下落到B点的过程中，小石块受重力的作用，暂时还不受绳的弹力，故B

正确；

C、由上述分析可知，小石块从B点下落到C点的过程中，小石块速度先加速后减

速，故C正确；

D、BC过程中小石块先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，C点是下落

的最低点，此时小石块虽然速度为0,到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，

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故C点时受到并不是平衡力，故D错误。

故选：BC,

【点评】物体受到的合力方向和物体运动方向相同时，物体处于加速状态；物体受

到的合力方向和物体运动方向相反时，物体处于减速状态。

三.填空题（共2小题）

4.（2017秋•江门期中）（1）篮球从高处自由落下撞击地面后再上升的过程中（不计空

气阻力），篮球具有的能量形式是内能和机械能。

（2）投掷出去的篮球在空中能继续飞行，这是由于篮球的惯性；篮球在飞行中

运动方向不断改变，这是因为篮球受到重力的作用。

（3）两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图

所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是B

A.落在a处的大B.落在b处的大

C.两个一样大D.无法比较大小。

••

“h

【考点】FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】12：应用题；593：机械能及其转化.

【分析】（1）一切物体都有内能；动能是物体由于运动具有的能；重力势能是物体

由于被举高而具有的能；动能和势能统称机械能；

（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性物体本身具有的一种属性，

一切物体在任何状态下都具有惯性，力是改变物体运动状态的原因。

（3）重力势能与物体的质量和高度有关，质量相同的情况下，高度越大物体的重力

势能越大。

【解答】解：（1）篮球从高处自由落下撞击地面后再上升的过程中，篮球一定具有

内能；同时篮球运动，所以具有动能，篮球有一定的高度，所以还具有重力势能。

动能和势能统称机械能。故篮球具有的能量形式是内能和机械能；

（2）篮球在投掷出去的时候，由于人手的推力作用而从静止获得了一个速度，开始

运动，当篮球离开人手后就不再受力的作用，但由于物体具有惯性，要保持原来的

运动状态不变，所以篮球在空中会继续运动。篮球在空中的时候如果忽略空气的阻

力的话就只受重力这一个力的作用，在重力的作用下改变了篮球的运动状态，使篮

球最终落回地面。

（3）篮球从静止开始下落，是由重力势能转化为动能；到达地面后，篮球撞击地面,

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是由动能转化为弹性势能。根据篮球留下的印迹可知，篮球b具有的弹性势能大，

所以其开始下落时具有的重力势能就大。

故答案为：（1）内能和机械能；

（2）惯性；重力；

⑶Bo

【点评】篮球最终会落回地面说明篮球的运动状态发生了改变，而使物体运动发生

改变的原因只有力，此时的篮球只受重力，所以改变篮球运动状态的原因是重力。

篮球下落到留下印迹的过程实际上是由两个过程组成的：下降过程；撞击过程。通

过对其过程的分析将篮球现在的弹性势能与其开始时的重力势能联系在一起。

5.（2016秋•江阴市月考）“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激运动。跳

跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。

如图所示是某运动员做蹦极运动的v-t图象（忽略空气阻力），规定运动员速度方向

向下为正，由该图象可知在时间0-ti内运动员重力势能转化为动能,t3

时刻弹性绳的弹性势能最大，此时运动员的动能为0J,U时刻运动员受到的

【考点】F0：动能的影响因素；FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】12：应用题；4B：图析法；593：机械能及其转化.

【分析】解答本题应抓住：

（1）运动员向下运动速度增大，向上运动速度减小。根据速度图象，分析0-ti时

间内速度和高度变化，判断运动员的能量转化；

（2）由图分析ti-t3时间内运动员的运动情况，确定何时运动员到达最低点，即可

知道何时绳子拉力最大，弹性势能最大；

（3）图象直线部分表示运动员做匀变速直线运动，绳子没有拉力，根据速度的方向

及其变化情况，分析t4时刻运动员受到的重力和弹性绳的拉力的关系。

（4）当跳跃者到达最低点和最高点时，速度为零，结合图象分析运动员再次达到最

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高点的时刻。

【解答】解：由图可知，在时间o-ti内运动员的速度越来越大，高度越来越小，而

运动员质量不变，其动能不断增大，重力势能不断减小，故是重力势能转化为动能；

t2时刻是弹性绳自然伸直状态，运动员继续向下运动，弹性绳逐渐被拉长，弹性形变

逐渐增大，弹性势能不断增大，t3时刻运动员到达最低点，此时弹性绳的弹性形变最

大，弹性绳的弹性势能最大；

t3时刻运动员到达最低点，此时运动员速度为0,不计空气阻力，其所有的动能均转

化为势能，故动能为0；

t3时刻以后，运动员向上运动，所受拉力逐渐减小，t4时刻是弹性绳自然伸直状态，

此时运动员受到的重力等于弹性绳的拉力；t4-t5时刻拉力逐渐增大，t6时刻时刻运

动员速度为0,再次达到最高点，。

故答案为：重力势；动；t3；0;t4;t6o

【点评】此题考查动能和势能的转化与守恒，难度很大，解题关键在于读懂图象，

并根据图象的形状判断运动员的运动情况，确定何时到达最低点，何时到达最高点。

四.实验探究题（共8小题）

6.（2019•房山区一模）参观中国科技馆“双圆锥体上滚”的实验后，小军也做了模仿

实验，如图所示。他取两根木条放在水平桌面上，将木条左端垫高，做成一个倾斜

轨道，将双圆锥体放在轨道右端，由静止释放后发现，双圆锥体并没有向轨道高处

滚去。

（1）请你猜想双圆锥体没有向轨道高处滚去的原因是木条左端垫的太高（或轨道

夹角不合适）：

（2）写出检验猜想的方法：降低木条左端高度角（或调整轨道夹木观察双锥体

是否上滚，若上滚则猜想正确。

【考点】FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】19：探究题；5A5：探究型实验综合题.

【分析】物体向上运动，其重心升高，物体向下运动，其重心降低，是否真的是升

高，只要测量出重心高的变化即可判断，根据这一思路可设计实验。

【解答】解:

（1）“双圆锥体上滚”的实验中，左端轨道虽然高，但是双锥体在向左滚动过程中，

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其重心位置其实在降低；

小军组装好器材后，发现双圆锥体并没有向轨道高处滚去，可能原因是轨道左端太

高（或轨道夹角不合适）；

（2）要检验猜想是否正确可以降低木条左端高度（或调整轨道夹角），观察双锥体

是否上滚，若上滚则猜想正确。

故答案为：（1）木条左端垫的太高（或轨道夹角不合适）；

（2）降低木条左端高度（或调整轨道夹角），观察双锥体是否上滚，若上滚则猜想

正确。

【点评】本题考查应用物理规律解决生活实际问题的能力；知道测量重心高度的变

化，是解答本题的关键，这种题目可以激发学生的兴趣，培养解决实际问题的能力，

是道好题。

7.（2019春•如皋市校级月考）小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实

验与探究（不考虑空气阻力，g取10N/kg）：

（1）让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接

触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短

（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度v和弹簧缩短的长度之间的关系如图

丁所示，其中A为典线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm,并

且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。

①从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球速度的变化情况是先变大

后变小。

②实验中所用小球的质量为01kg,全过程中，弹簧中弹力的最大值为6.2N。

③由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0,此时，小球处于非平衡

状态（选填“平衡”或“非平衡

【考点】FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】19：探究题；21：信息给予题；4B：图析法；593：机械能及其转化.

【分析】（1）分析小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短过程中小球所受力情况，由此

分析判断其速度变化；

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(2)根据物体的运动情况，若动力大于阻力，则物体加速运动；若动力小于阻力，

则物体减速运动。

根据图象中小球的运动情况，可得出及题目中给出的条件便可求出小球的质量。

根据题目中给出的弹簧受力与被压缩的程度得出弹簧中弹力的最大值。

(3)分析小球的重力和弹力之间的大小关系得出结论。

【解答】解：(1)小球接触到弹簧后的下落中，弹簧逐渐发生弹簧形变，弹簧力由

小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落；

当弹力等于重力时，小球受到合力为0,速度达到最大；

当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。

由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；

(2)由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的

弹力，当Ax为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当为0.1m时，小球

的重力等于弹簧对它的弹力。所以可得G=F=0.1N/cmX0.1X100cm=lN

则m=9=—强—=0.1kg

glON/kg

弹簧的最大缩短量为岐大=0.62m=62cm

所以F最大=0.1N/cmX62cm=6.2N；

(3)由(2)中数据知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0,此时，小球受到

的弹力大于其重力，所以小球处于不平衡态。

故答案为：(1)先变大后变小；(2)0.1；6.2；(3)非平衡。

【点评】此题是一道信息题，题目中给出一个新的信息，让学生根据自己学过的知

识结合信息解决问题。考查了学生接受新知识、运用新知识的能力。符合中考的动

向。

8.(2016秋•陆河县期末)中国女篮在第十五届亚运会女子篮球决赛中以90：59战胜

中国台北队，夺得金牌。

(1)篮球从高处自由落下撞击地面后再上升的过程中(不计空气阻力)，能量是怎

样转化的？

重力势能f动能一弹性势能一动能f重力势能

(2)投掷出去的篮球在空中能继续飞行，这是因为篮球具有惯性；篮球在飞行

中运动方向不断改变，这是因为篮球受到重力的作用。

(3)两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图

所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是B

A.落在a处的大B.落在b处的大

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C.两个一样大D.无法比较大小。

b

【考点】FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】12：应用题；593：机械能及其转化.

【分析】（I）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，

影响弹性势能的因素是物体弹性形变的程度；

（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性物体本身具有的一种属性，

一切物体在任何状态下都具有惯性，力是改变物体运动状态的原因。

（3）重力势能与物体的质量和高度有关，质量相同的情况下，高度越大物体的重力

势能越大。

【解答】解：（1）篮球从高处自由落下能量的转化是重力势能转化为动能，撞击地

面时，动能转化为皮球的弹性势能，撞击地面后再上升的过程中弹性势能转化为动

能和重力势能；

（2）篮球在投掷出去的时候，由于人手的推力作用而从静止获得了一个速度，开始

运动，当篮球离开人手后就不再受力的作用，但由于物体具有惯性，要保持原来的

运动状态不变，所以篮球在空中会继续运动。篮球在空中的时候如果忽略空气的阻

力的话就只受重力这一个力的作用，在重力的作用下改变了篮球的运动状态，使篮

球最终落回地面。

（3）篮球从静止开始下落，是由重力势能转化为动能；到达地面后，篮球撞击地面,

是由动能转化为弹性势能。根据篮球留下的印迹可知，篮球b具有的弹性势能大，

所以其开始下落时具有的重力势能就大。这里采用了转换法的思想。

故答案为：（1）重力势能；弹性势能；（2）具有惯性：受到重力的作用：（3）B。

【点评】（1）篮球最终会落回地面说明篮球的运动状态发生了改变，而使物体运动

发生改变的原因只有力，此时的篮球只受重力，所以改变篮球运动状态的原因是重

力。

（2）篮球下落到留下印迹的过程实际上是由两个过程组成的：下降过程；撞击过程。

通过对其过程的分析将篮球现在的弹性势能与其开始时的重力势能联系在一起。

9.（2016秋•西城区期末）阅读《潮汐发电》，回答问题。

潮汐发电

在海湾或有潮汐的河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，

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晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。

涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下

降。每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与退潮一般间隔6小时。海水在运动时所具

有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不

需开采和运输、洁净无污染的新型能源。

潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾

或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成

一定的潮差，从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普

通的水利发电的不同在于海水与河水相比，海水落差不大，但流量较大，并且呈间

歇性。

潮汐电站一般有三种类型，“单库双向型”就是其中之一，即用一个水库，涨潮与落

潮时均可发电，只是在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江

厦潮汐电站就是一个单库双向型电站，建成于1980年5月，总装机容量为3200kW,

年发电量约为107kW-h,为世界第三大潮汐发电站。

请根据上述材料，回答下列问题：

(1)潮汐发电是将潮水的机械能转化为电能。

(2)一个单库双向型潮汐电站一天可以发电上次。

(3)若江厦潮汐电站一年有350天正常发电，平均实际发电功率为2000kW,则此

电站每天发电的时间约为14h.(结果请保留整数)

【考点】ED：功的计算公式的应用；FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】32：定量思想；592：功、功率、机械效率；593：机械能及其转化.

【分析】(1)潮汐能的特点是运动，运动的物体具有机械能中的动能；发电机是因

为运动而产生电：

(2)“单库双向型”用一个水库，涨潮与落潮时均可发电；

(3)根据t=^计算出时间。

P

【解答】解：

(1)潮汐运动时具有机械能，潮汐发电是机械能通过发电机利用电磁感应现象原理

转化为电能；

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(2)“单库双向型”用一个水库，涨潮与落潮时均可发电，又因为每天有两次的涨

落现象，故一个单库双向型潮汐电站一天可以发电4次；

(3)根据得

t

总功的发电时间为t=曳=1°…甄'h=50003

P200Okw

每天发电的时间约为：因她右i4h

350

故答案为:(1)电;(2)4；(3)14。

【点评】通过阅读材料，了解潮汐能发电的特点与原理，会利用数学知道进行相关

的计算，是解答本题的关键，难度不大。

10.(2016春•海港区期末)在探究“摆球的动能和势能的转化”实验时，如图所示，

将小球从B位置拉到位置A,松开手释放小球，观察小球从A到B再到C过程中高

度和速度的变化，分析这一过程中动能和重力势能之间的转化。请将你的分析结果

填入下表中的空白处：

运动过程AB从B到CC

动能/最大减小/

势能最大//最大

动能和势//动能转化为/

能的转化势能

【考点】FU：动能和势能的转化与守恒.

【专题】12：应用题；593：机械能及其转化.

【分析】(1)影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。

(2)影响重力势能大小的因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。

【解答】解：由图可知，A、C点的位置最高，速度为零，故此两点时重力势能最大,

动能最小为零；

B点最低，速度最大，故动能最大，势能最小；

从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，则重力势能减小，

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动能增大，是重力势能转化动能；

从B点运动到C点的过程中，质量不变，高度增大，速度减小，则重力势能增大,

动能减小，是动能转化重力势能。

故答案如下表所示：

运动过程AB从B到CC

动能/最大减小/

势能最大//最大

动能和势能的转//动能转化为势能/

化

【点评】本题考查了影响动能和重力势能的因素和动能与重力势能的转化.动能与

质量和速度有关，重力势能与高度和质量有关。

11.（2016秋•淮安期中）如图所示，将一张硬卡片对折，开口的一边剪两个小豁口A

和B,再套上橡皮筋，做成一个会跳的卡片，为探究卡片跳起的高度与哪些因素有

关，提出猜想：

A.与卡片的质量有关B.与橡皮筋的形变量有关C.与橡皮筋的条数有关

选用多根相同的橡皮筋和卡片进行实验。

（1）将卡片反过来，放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到

的现象是卡片向上弹跳起来，此现象表明，发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做

功，具有弹性势能。

（2）探究跳起高度与卡片质量的关系时，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条

件相同，操作中将卡片反过来，每次均用手压平的目的是保证每次橡皮筋的

形变