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6. 把一个小球从手中抛出,当它离开手时具有的机械能是 $20J$,如果不考虑空气的阻力,当小球下落到某一高度时具有的重力势能是 $6J$,动能为(
A.$15J$
B.$14J$
C.$13J$
D.$12J$
B
)A.$15J$
B.$14J$
C.$13J$
D.$12J$
答案
B
解析
【分析】
首先，题目明确不考虑空气阻力，根据机械能守恒的条件，小球在运动过程中机械能总量保持不变。已知小球离开手时的机械能为20J，因此在下落过程中任意位置的机械能都等于20J。而机械能是动能与重力势能的总和，所以此时的动能可通过总机械能减去该位置的重力势能计算得出。
【解析】
由于不考虑空气阻力，小球的机械能守恒，即机械能总量始终为20J。
根据机械能的组成：$\mathrm{机械能}=\mathrm{动能}+\mathrm{重力势能}$，变形可得：$\mathrm{动能}=\mathrm{机械能}-\mathrm{重力势能}$。
代入数据计算：$\mathrm{动能}=20\mathrm{J}-6\mathrm{J}=14\mathrm{J}$，因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒定律
【点评】
本题考查机械能守恒定律的基础应用，核心是抓住“无空气阻力时机械能总量不变”这一关键，利用机械能的组成关系进行计算，题型简单直观，便于理解掌握。
【难度系数】
0.8
首先，题目明确不考虑空气阻力，根据机械能守恒的条件，小球在运动过程中机械能总量保持不变。已知小球离开手时的机械能为20J，因此在下落过程中任意位置的机械能都等于20J。而机械能是动能与重力势能的总和，所以此时的动能可通过总机械能减去该位置的重力势能计算得出。
【解析】
由于不考虑空气阻力，小球的机械能守恒，即机械能总量始终为20J。
根据机械能的组成：$\mathrm{机械能}=\mathrm{动能}+\mathrm{重力势能}$，变形可得：$\mathrm{动能}=\mathrm{机械能}-\mathrm{重力势能}$。
代入数据计算：$\mathrm{动能}=20\mathrm{J}-6\mathrm{J}=14\mathrm{J}$，因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒定律
【点评】
本题考查机械能守恒定律的基础应用，核心是抓住“无空气阻力时机械能总量不变”这一关键，利用机械能的组成关系进行计算，题型简单直观，便于理解掌握。
【难度系数】
0.8
7. 掷实心球是体育加试项目之一,如图为掷出去的实心球从 $a$ 处出手后,在空中的运动轨迹,球最终停在水平地面 $e$ 处,则实心球($a$ 处、$c$ 处高度相同)(
A.在 $a$、$b$、$c$ 三处机械能相等
B.在 $b$ 处动能为 $0$
C.在 $a$、$c$ 两处重力势能相等
D.在 $d$ 处机械能为 $0$
C
)A.在 $a$、$b$、$c$ 三处机械能相等
B.在 $b$ 处动能为 $0$
C.在 $a$、$c$ 两处重力势能相等
D.在 $d$ 处机械能为 $0$
答案
C
解析
【分析】
首先，我们需要结合机械能、动能、重力势能的影响因素逐一分析每个选项：
1. 分析选项A：实心球在空中运动时受空气阻力，部分机械能会转化为内能，机械能不断减小，因此a、b、c三处机械能不相等。
2. 分析选项B：实心球在b处是轨迹最高点，但仍有水平方向的速度，所以动能不为0。
3. 分析选项C：重力势能与质量和高度有关，a、c两处高度相同，实心球质量不变，因此两处重力势能相等。
4. 分析选项D：实心球在d处仍在运动，具有动能，所以机械能不为0。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：实心球在空中运动时，会克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能逐渐减小，因此a、b、c三处机械能不相等，A错误。
选项B：实心球在b处时，虽为运动轨迹的最高点，但球在水平方向仍有速度，所以动能不为0，B错误。
选项C：重力势能的大小由质量和高度决定，根据$E_p=mgh$（$E_p$为重力势能，$m$为质量，$g$为重力加速度，$h$为高度），a、c两处高度相同，实心球质量不变，故两处重力势能相等，C正确。
选项D：实心球在d处时仍在水平地面上运动，具有动能，因此机械能（动能+势能）不为0，D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能及其转化；重力势能的影响因素；动能的影响因素
【点评】
本题考查机械能、动能、重力势能的相关知识，需注意空气阻力对机械能的影响，同时要明确动能、重力势能的影响因素，结合物体运动状态分析能量变化。
【难度系数】
0.6
首先，我们需要结合机械能、动能、重力势能的影响因素逐一分析每个选项：
1. 分析选项A：实心球在空中运动时受空气阻力，部分机械能会转化为内能，机械能不断减小，因此a、b、c三处机械能不相等。
2. 分析选项B：实心球在b处是轨迹最高点，但仍有水平方向的速度，所以动能不为0。
3. 分析选项C：重力势能与质量和高度有关，a、c两处高度相同，实心球质量不变，因此两处重力势能相等。
4. 分析选项D：实心球在d处仍在运动，具有动能，所以机械能不为0。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：实心球在空中运动时，会克服空气阻力做功，机械能转化为内能，机械能逐渐减小，因此a、b、c三处机械能不相等，A错误。
选项B：实心球在b处时，虽为运动轨迹的最高点，但球在水平方向仍有速度，所以动能不为0，B错误。
选项C：重力势能的大小由质量和高度决定，根据$E_p=mgh$（$E_p$为重力势能，$m$为质量，$g$为重力加速度，$h$为高度），a、c两处高度相同，实心球质量不变，故两处重力势能相等，C正确。
选项D：实心球在d处时仍在水平地面上运动，具有动能，因此机械能（动能+势能）不为0，D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能及其转化；重力势能的影响因素；动能的影响因素
【点评】
本题考查机械能、动能、重力势能的相关知识，需注意空气阻力对机械能的影响，同时要明确动能、重力势能的影响因素，结合物体运动状态分析能量变化。
【难度系数】
0.6
8. 在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑 $A$、$B$,分析图中两个圆斑大小,球从较高处下落形成的圆斑是图中____(选填“$A$”或“$B$”)。
B
答案
B
解析
【分析】
首先思考皮球下落过程中的能量转化：皮球自由下落时，重力势能先转化为动能，接触地面后动能转化为弹性势能。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，当皮球质量相同时，下落高度越高，初始重力势能越大。下落过程中，更大的重力势能会转化为更多的动能，接触地面时又转化为更多的弹性势能，使皮球的弹性形变程度更大，在纸上留下的圆斑也就越大。观察图中圆斑，B的圆斑更大，因此对应更高的下落高度。
【解析】
1. 重力势能的影响因素：对于同一皮球（质量相同），下落高度越高，其具有的重力势能越大。
2. 能量转化过程：皮球从高处下落，重力势能逐渐转化为动能；接触地面时，动能进一步转化为皮球的弹性势能。
3. 弹性形变与圆斑的关系：弹性势能越大，皮球发生的弹性形变程度越大，在纸上留下的黑色圆斑就越大。
4. 对比圆斑：图中B圆斑的大小大于A圆斑，说明B对应的皮球弹性形变更大，即初始下落高度更高。因此球从较高处下落形成的圆斑是B。
【答案】
B
【知识点】
重力势能的影响因素、动能与势能的转化
【点评】
本题通过生活中的小现象考查机械能的转化规律，需要理解重力势能的影响因素，以及不同形式机械能之间的转化关系，将物理知识与实际现象结合，难度不大，侧重对基础概念的应用。
【难度系数】
0.8
首先思考皮球下落过程中的能量转化：皮球自由下落时，重力势能先转化为动能，接触地面后动能转化为弹性势能。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，当皮球质量相同时，下落高度越高，初始重力势能越大。下落过程中，更大的重力势能会转化为更多的动能，接触地面时又转化为更多的弹性势能，使皮球的弹性形变程度更大，在纸上留下的圆斑也就越大。观察图中圆斑，B的圆斑更大，因此对应更高的下落高度。
【解析】
1. 重力势能的影响因素：对于同一皮球（质量相同），下落高度越高，其具有的重力势能越大。
2. 能量转化过程：皮球从高处下落，重力势能逐渐转化为动能；接触地面时，动能进一步转化为皮球的弹性势能。
3. 弹性形变与圆斑的关系：弹性势能越大，皮球发生的弹性形变程度越大，在纸上留下的黑色圆斑就越大。
4. 对比圆斑：图中B圆斑的大小大于A圆斑，说明B对应的皮球弹性形变更大，即初始下落高度更高。因此球从较高处下落形成的圆斑是B。
【答案】
B
【知识点】
重力势能的影响因素、动能与势能的转化
【点评】
本题通过生活中的小现象考查机械能的转化规律，需要理解重力势能的影响因素，以及不同形式机械能之间的转化关系，将物理知识与实际现象结合，难度不大，侧重对基础概念的应用。
【难度系数】
0.8
9. 为减少扬尘对空气质量的影响,市区每天都要进行洒水作业。如图所示,洒水车沿道路匀速行驶,在洒水过程中,洒水车受到地面的摩擦力将
减小
,整车的动能将减小
。(均选填“增大”“减小”或“不变”)答案
减小 减小
解析
【分析】
要解决这道题，我们需要分别从摩擦力和动能的影响因素入手分析：
1. 对于摩擦力：回忆摩擦力的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度。洒水车在洒水过程中，整车质量不断减小，对地面的压力随之减小，而接触面粗糙程度不变，根据摩擦力的影响规律，压力减小则摩擦力减小。
2. 对于动能：动能的影响因素是物体的质量和速度。题目中洒水车匀速行驶，速度保持不变，洒水时整车质量不断减小，根据动能的影响规律，质量减小则动能减小。
【解析】
1. 分析摩擦力的变化：
摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关。洒水车洒水时，接触面粗糙程度不变，随着水的洒出，洒水车总质量减小，对地面的压力$ F_{压}=G=mg $，质量$ m $减小，压力也减小，因此洒水车受到地面的摩擦力将减小。
2. 分析动能的变化：
动能的大小与物体的质量和速度有关，公式为$ E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2} $。洒水车匀速行驶，速度$ v $不变，洒水过程中总质量$ m $减小，因此整车的动能将减小。
【答案】
减小；减小
【知识点】
摩擦力的影响因素、动能的影响因素
【点评】
本题结合生活中洒水车作业的实际场景，考查对摩擦力和动能影响因素的理解与应用，需要将物理规律与实际现象结合，属于基础应用型题目，侧重对基本概念的掌握。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，我们需要分别从摩擦力和动能的影响因素入手分析：
1. 对于摩擦力：回忆摩擦力的影响因素是压力大小和接触面的粗糙程度。洒水车在洒水过程中，整车质量不断减小，对地面的压力随之减小，而接触面粗糙程度不变，根据摩擦力的影响规律，压力减小则摩擦力减小。
2. 对于动能：动能的影响因素是物体的质量和速度。题目中洒水车匀速行驶，速度保持不变，洒水时整车质量不断减小，根据动能的影响规律，质量减小则动能减小。
【解析】
1. 分析摩擦力的变化：
摩擦力的大小与压力大小、接触面粗糙程度有关。洒水车洒水时，接触面粗糙程度不变，随着水的洒出，洒水车总质量减小，对地面的压力$ F_{压}=G=mg $，质量$ m $减小，压力也减小，因此洒水车受到地面的摩擦力将减小。
2. 分析动能的变化：
动能的大小与物体的质量和速度有关，公式为$ E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2} $。洒水车匀速行驶，速度$ v $不变，洒水过程中总质量$ m $减小，因此整车的动能将减小。
【答案】
减小；减小
【知识点】
摩擦力的影响因素、动能的影响因素
【点评】
本题结合生活中洒水车作业的实际场景，考查对摩擦力和动能影响因素的理解与应用，需要将物理规律与实际现象结合，属于基础应用型题目，侧重对基本概念的掌握。
【难度系数】
0.8
10. 如图,在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”实验中,小球由斜面某位置滚下,撞击水平面上的小木块。
答案
（1）小木块被推动的距离
解析
【分析】
这是探究物体动能大小影响因素的实验，动能是无法直接观察和测量的物理量，所以我们要用到转换法来解决。首先思考：小球动能的大小不同，对水平面上的小木块做功的效果就不同，动能越大，对木块做的功越多，木块被推动的距离就越远。所以我们可以通过观察小木块被推动的距离来间接判断小球动能的大小，这就是转换法的应用，也是这道题的解题核心思路。
【解析】
在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，由于动能的大小无法直接测量，因此采用转换法：将小球动能的大小转换为小木块被推动的距离。当小球动能越大时，它撞击小木块后对小木块做的功就越多，小木块在水平面上被推动的距离就越远，所以通过观察小木块被推动的距离来反映小球动能的大小。
【答案】
小木块被推动的距离
【知识点】
转换法、动能的影响因素
【点评】
本题主要考查转换法在物理实验中的应用，核心是理解用直观可观察的现象来替代不易测量的物理量的研究方法，明确动能大小与小木块被推动距离的对应关系是解题关键。
【难度系数】
0.8
这是探究物体动能大小影响因素的实验，动能是无法直接观察和测量的物理量，所以我们要用到转换法来解决。首先思考：小球动能的大小不同，对水平面上的小木块做功的效果就不同，动能越大，对木块做的功越多，木块被推动的距离就越远。所以我们可以通过观察小木块被推动的距离来间接判断小球动能的大小，这就是转换法的应用，也是这道题的解题核心思路。
【解析】
在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，由于动能的大小无法直接测量，因此采用转换法：将小球动能的大小转换为小木块被推动的距离。当小球动能越大时，它撞击小木块后对小木块做的功就越多，小木块在水平面上被推动的距离就越远，所以通过观察小木块被推动的距离来反映小球动能的大小。
【答案】
小木块被推动的距离
【知识点】
转换法、动能的影响因素
【点评】
本题主要考查转换法在物理实验中的应用，核心是理解用直观可观察的现象来替代不易测量的物理量的研究方法，明确动能大小与小木块被推动距离的对应关系是解题关键。
【难度系数】
0.8
- (2)为了探究动能大小与速度的关系,应选择
(3)让质量不同的小球 $A$ 和 $B$($m_{A}\lt m_{B}$),从同一斜面的同一高度由静止开始滚下,通过比较甲、乙两图实验现象得出的结论是
甲、丙
两个图进行比较。(3)让质量不同的小球 $A$ 和 $B$($m_{A}\lt m_{B}$),从同一斜面的同一高度由静止开始滚下,通过比较甲、乙两图实验现象得出的结论是
当速度一定时，质量越大，动能越大
。答案
（2）甲、丙（3）当速度一定时，质量越大，动能越大
解析
【分析】
要解决这两个问题，需结合控制变量法和转换法分析：
1. 第(2)问：探究动能大小与速度的关系，根据控制变量法，需控制物体的质量相同，改变物体的速度。实验中通过让同一小球从斜面不同高度由静止滚下，改变其到达水平面的速度，因此应选择质量相同、速度不同的甲、丙两个图进行比较。
2. 第(3)问：甲、乙两图中，质量不同的小球从同一斜面同一高度滚下，到达水平面时速度相同，通过木块被推动的距离反映动能大小（转换法）。由于$m_{A}＜ m_{B}$，乙图中木块被推动的距离更远，说明质量大的小球动能更大，据此可得出对应结论。
【解析】
(2) 探究动能大小与速度的关系，需控制质量相同，改变速度。甲、丙两图为同一小球（质量相同），从斜面不同高度滚下，到达水平面时速度不同，满足控制变量的要求，故选择甲、丙两个图。
(3) 甲、乙两图中，小球从同一斜面同一高度由静止滚下，到达水平面时速度相同；已知$m_{A}＜ m_{B}$，乙图中木块被推动的距离更远，说明B球的动能更大。因此得出结论：当速度一定时，质量越大，动能越大。
【答案】
（2）甲、丙
（3）当速度一定时，质量越大，动能越大
【知识点】
动能的影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查动能大小影响因素的实验探究，核心是控制变量法和转换法的应用，通过木块移动距离直观反映动能大小，帮助学生理解动能与质量、速度的定量关系，是力学实验中的基础题型，侧重对实验方法和结论的考查。
【难度系数】
0.8
要解决这两个问题，需结合控制变量法和转换法分析：
1. 第(2)问：探究动能大小与速度的关系，根据控制变量法，需控制物体的质量相同，改变物体的速度。实验中通过让同一小球从斜面不同高度由静止滚下，改变其到达水平面的速度，因此应选择质量相同、速度不同的甲、丙两个图进行比较。
2. 第(3)问：甲、乙两图中，质量不同的小球从同一斜面同一高度滚下，到达水平面时速度相同，通过木块被推动的距离反映动能大小（转换法）。由于$m_{A}＜ m_{B}$，乙图中木块被推动的距离更远，说明质量大的小球动能更大，据此可得出对应结论。
【解析】
(2) 探究动能大小与速度的关系，需控制质量相同，改变速度。甲、丙两图为同一小球（质量相同），从斜面不同高度滚下，到达水平面时速度不同，满足控制变量的要求，故选择甲、丙两个图。
(3) 甲、乙两图中，小球从同一斜面同一高度由静止滚下，到达水平面时速度相同；已知$m_{A}＜ m_{B}$，乙图中木块被推动的距离更远，说明B球的动能更大。因此得出结论：当速度一定时，质量越大，动能越大。
【答案】
（2）甲、丙
（3）当速度一定时，质量越大，动能越大
【知识点】
动能的影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查动能大小影响因素的实验探究，核心是控制变量法和转换法的应用，通过木块移动距离直观反映动能大小，帮助学生理解动能与质量、速度的定量关系，是力学实验中的基础题型，侧重对实验方法和结论的考查。
【难度系数】
0.8
11. 小江同学利用几个等质量的弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条,探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上,在弹性范围内,拉伸相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,数据如下表所示：
|次数|橡皮条|橡皮条宽/cm|橡皮条长/cm|弹射的水平距离/m|
|1| $a$ | $0.50$ | $20.00$ | $10.10$ |
|2| $b$ | $0.50$ | $30.00$ | $8.20$ |
|3| $c$ | $1.00$ | $20.00$ | $14.00$ |
(1)实验中,是通过比较
(2)比较 1、2 两次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的
(3)比较
(4)用同种材料同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是
A. 窄而长的
B. 宽而长的
C. 窄而短的
D. 宽而短的
|次数|橡皮条|橡皮条宽/cm|橡皮条长/cm|弹射的水平距离/m|
|1| $a$ | $0.50$ | $20.00$ | $10.10$ |
|2| $b$ | $0.50$ | $30.00$ | $8.20$ |
|3| $c$ | $1.00$ | $20.00$ | $14.00$ |
(1)实验中,是通过比较
弹射的水平距离
来间接反映橡皮条的弹性势能大小。(2)比较 1、2 两次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的
长度
有关。(3)比较
1、3
两次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能还与橡皮条的宽度有关。(4)用同种材料同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是
D
。A. 窄而长的
B. 宽而长的
C. 窄而短的
D. 宽而短的
答案
（1）弹射的水平距离（2）长度（3）1、3（4）D
解析
【分析】
这是一道探究弹性势能影响因素的实验题，解题思路如下：
1. 首先，弹性势能是无法直接测量的物理量，所以我们需要用到转换法，通过观察弹珠被弹射的水平距离来间接反映橡皮条弹性势能的大小，因为弹性势能越大，转化为弹珠的动能就越多，弹珠就能飞得更远。
2. 探究弹性势能与某一因素的关系时，要用到控制变量法：
要探究与长度的关系，需控制宽度相同，改变长度，所以找宽度相同、长度不同的两组实验数据；
要探究与宽度的关系，需控制长度相同，改变宽度，所以找长度相同、宽度不同的两组实验数据。
3. 最后根据实验数据总结规律，判断哪种橡皮条弹性势能最大。
【解析】
(1) 弹性势能的大小无法直接测量，在实验中我们采用转换法，通过比较弹珠弹射的水平距离来间接反映橡皮条的弹性势能大小，因为橡皮条的弹性势能越大，转化为弹珠的动能就越多，弹珠被弹射的水平距离就越远。
(2) 比较1、2两次实验，橡皮条的宽度相同，长度不同，弹珠弹射的水平距离不同，说明在拉伸相同伸长量时，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。
(3) 要探究橡皮条的弹性势能与宽度的关系，需要控制橡皮条的长度相同，改变宽度，所以应比较1、3两次实验。
(4) 由实验数据可知：在拉伸相同伸长量时，橡皮条越宽、长度越短，弹珠被弹射的水平距离越远，说明橡皮条的弹性势能越大。对比选项，宽而短的橡皮条弹性势能最大，故选D。
【答案】
（1）弹射的水平距离
（2）长度
（3）1、3
（4）D
【知识点】
转换法、控制变量法、弹性势能的影响因素
【点评】
本题以探究橡皮条弹性势能的影响因素为载体，重点考查了转换法和控制变量法在实验中的应用，要求学生能准确分析实验数据，通过控制变量找出物理量之间的关系，同时理解转换法在间接测量物理量中的作用。
【难度系数】
0.7
这是一道探究弹性势能影响因素的实验题，解题思路如下：
1. 首先，弹性势能是无法直接测量的物理量，所以我们需要用到转换法，通过观察弹珠被弹射的水平距离来间接反映橡皮条弹性势能的大小，因为弹性势能越大，转化为弹珠的动能就越多，弹珠就能飞得更远。
2. 探究弹性势能与某一因素的关系时，要用到控制变量法：
要探究与长度的关系，需控制宽度相同，改变长度，所以找宽度相同、长度不同的两组实验数据；
要探究与宽度的关系，需控制长度相同，改变宽度，所以找长度相同、宽度不同的两组实验数据。
3. 最后根据实验数据总结规律，判断哪种橡皮条弹性势能最大。
【解析】
(1) 弹性势能的大小无法直接测量，在实验中我们采用转换法，通过比较弹珠弹射的水平距离来间接反映橡皮条的弹性势能大小，因为橡皮条的弹性势能越大，转化为弹珠的动能就越多，弹珠被弹射的水平距离就越远。
(2) 比较1、2两次实验，橡皮条的宽度相同，长度不同，弹珠弹射的水平距离不同，说明在拉伸相同伸长量时，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。
(3) 要探究橡皮条的弹性势能与宽度的关系，需要控制橡皮条的长度相同，改变宽度，所以应比较1、3两次实验。
(4) 由实验数据可知：在拉伸相同伸长量时，橡皮条越宽、长度越短，弹珠被弹射的水平距离越远，说明橡皮条的弹性势能越大。对比选项，宽而短的橡皮条弹性势能最大，故选D。
【答案】
（1）弹射的水平距离
（2）长度
（3）1、3
（4）D
【知识点】
转换法、控制变量法、弹性势能的影响因素
【点评】
本题以探究橡皮条弹性势能的影响因素为载体，重点考查了转换法和控制变量法在实验中的应用，要求学生能准确分析实验数据，通过控制变量找出物理量之间的关系，同时理解转换法在间接测量物理量中的作用。
【难度系数】
0.7
