13. (2025,安徽)网球比赛中,高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变,如图11-4-12所示,则在球拍恢复原状的过程中,球拍的弹性势能转化为网球的。

13. 动能 【解析】在球拍恢复原状的过程中,球拍的形变程度减小,弹性势能减小,网球的动能变大,球拍的弹性势能转化为网球的动能。

【分析】
首先明确弹性势能和动能的影响因素：弹性势能与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大；动能与物体的质量和速度有关，速度越大，动能越大。在球拍恢复原状的过程中，球拍的形变程度逐渐减小，其弹性势能随之减小；同时网球的速度逐渐增大，动能逐渐增大，由此可判断能量的转化方向。
【解析】
在球拍恢复原状的过程中，球拍的形变程度减小，弹性势能减小，网球的速度增大，动能变大，因此球拍的弹性势能转化为网球的动能。
【答案】
动能
【知识点】
弹性势能与动能的转化
【点评】
本题结合网球比赛的实际场景，考查能量转化的判断，解题关键是掌握弹性势能和动能的影响因素，分析两者的变化情况来确定能量转化关系。
【难度系数】
0.8

14. 甲、乙是两个完全相同的网球,如图11-4-13所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。抛出时两球的机械能(选填“相等”或“不相等”)；落地前的运动过程中,甲球的动能(选填“增大”“先增大后减小”“不变”或“减小”),乙球的机械能(选填“增大”“不变”或“减小”)。

14. 相等 增大 不变

【分析】
首先分析抛出时两球的机械能：机械能包含动能和重力势能，两个网球完全相同则质量相同，同一高度说明重力势能相同，抛出时速度大小相等则动能相同，因此机械能相等；
接着分析甲球的动能变化：甲球竖直向下抛出，下落过程中质量不变，速度逐渐增大，高度降低，重力势能不断转化为动能，所以动能增大；
最后分析乙球的机械能变化：因为不计空气阻力，乙球在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以机械能不变。
【解析】
1. 机械能是动能与重力势能的总和，甲、乙两个网球完全相同，即质量$ m $相同；抛出时两球在同一高度，根据$ E_p=mgh $，重力势能相同；且抛出时速度大小相等，根据$ E_k=\frac{1}{2}mv^2 $，动能相同，因此两球抛出时的机械能相等。
2. 甲球竖直向下抛出，在落地前的运动过程中，质量不变，下落时速度不断增大，高度逐渐降低，重力势能持续转化为动能，所以甲球的动能增大。
3. 不计空气阻力，乙球在落地前的运动过程中，只有重力对其做功，机械能守恒，因此乙球的机械能不变。
【答案】
相等；增大；不变
【知识点】
机械能及其转化；动能的影响因素；机械能守恒
【点评】
本题考查机械能相关知识，重点在于理解动能、重力势能的影响因素，以及机械能守恒的条件（只有重力或弹力做功时，机械能守恒），解题时需结合运动过程分析能量的转化情况。
【难度系数】
0.8

15. 图11-4-14表示撑竿跳高运动的几个阶段:助跑、撑竿起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是:

(1)助跑阶段,运动员消耗体内的能量(选填“大于”“小于”或“等于”)运动员和撑竿获得的动能；
(2)撑竿起跳阶段,运动员的能增加；
(3)运动员越过横杆后,运动员将能转化为能。

15. (1)大于 (2)重力势 (3)重力势 动
【解析】运动员消耗体内的能量不可能全部转化为动能。运动员在空中运动过程可分为上升过程和下降过程。上升过程中,高度变高,速度变小,重力势能变大,动能变小,动能转化为重力势能;下降过程中,高度变低,速度变大,重力势能变小,动能变大,重力势能转化为动能。

【分析】
1. 助跑阶段：运动员消耗体内能量时，能量转化过程中会有部分能量以热能等形式散失，无法全部转化为运动员和撑竿的动能，因此消耗的体内能量大于获得的动能。
2. 撑竿起跳阶段：运动员在起跳上升过程中，高度逐渐增加，根据重力势能的影响因素，质量不变时高度越高重力势能越大，所以此阶段运动员的重力势能增加。
3. 越过横杆后：运动员下落过程中，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，该过程是重力势能转化为动能。
【解析】
(1) 助跑阶段，运动员体内的化学能转化为运动员和撑竿的动能，同时还有部分能量转化为内能等其他形式的能，所以运动员消耗体内的能量大于运动员和撑竿获得的动能。
(2) 撑竿起跳阶段，运动员的高度不断升高，质量不变，重力势能随高度的增加而增大，因此运动员的重力势能增加。
(3) 运动员越过横杆后，下落过程中，高度降低，重力势能减小，速度变大，动能增大，所以运动员将重力势能转化为动能。
【答案】
(1) 大于
(2) 重力势
(3) 重力势；动
【知识点】
能量的转化与守恒；重力势能与动能的转化
【点评】
本题结合撑竿跳高的实际场景，考查不同运动阶段的能量转化情况，需要结合能量转化的特点，考虑能量损耗以及重力势能、动能的影响因素来分析，体现了物理知识在实际运动中的应用。
【难度系数】
0.6

16. 某城市铁路车站的设计方案如图11-4-15所示,进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。从能量利用的角度看,这种设计的优点是什么?

16. 车进站时的部分动能转化为重力势能,减少因刹车损耗的机械能;车出站时储存的重力势能又转化为动能,起到节能作用。

【分析】
我们可以从能量转化的角度展开思考：列车进站时需要减速，此时沿缓坡上坡，速度减小导致动能减小，高度升高使重力势能增大，部分动能转化为重力势能，能减少刹车时因摩擦损耗的机械能；列车出站时需要加速，沿缓坡下坡，高度降低使重力势能减小，速度增大让动能增大，储存的重力势能转化为动能，可减少启动时消耗的能源，达到节能效果。
【解析】
1. 列车进站阶段：列车沿缓坡上坡，速度逐渐减小，动能减小，同时高度上升，重力势能增大，将部分动能转化为重力势能，避免了刹车时动能全部转化为内能而造成的机械能损耗。
2. 列车出站阶段：列车沿缓坡下坡，高度降低，重力势能减小，同时速度增大，动能增大，之前储存的重力势能转化为动能，辅助列车加速，减少了启动过程中能源的消耗，实现节能。
【答案】
车进站时的部分动能转化为重力势能,减少因刹车损耗的机械能;车出站时储存的重力势能又转化为动能,起到节能作用。
【知识点】
动能与重力势能的相互转化；能量的合理利用
【点评】
本题结合实际铁路车站设计，考查机械能的转化，体现了物理知识在生活中的实际应用，引导学生用物理视角分析生活现象，理解能量转化的实际价值。
【难度系数】
0.8