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6.(2025·安庆)白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程。如图
所示,水从高处倾泻而下,驱动水轮机转动发电,在此过程中能量转化的顺序为 (
A.动能→重力势能→电能
B.重力势能→动能→电能
C.电能→重力势能→动能
D.重力势能→电能→动能
所示,水从高处倾泻而下,驱动水轮机转动发电,在此过程中能量转化的顺序为 (B
)A.动能→重力势能→电能
B.重力势能→动能→电能
C.电能→重力势能→动能
D.重力势能→电能→动能
答案
6. B
解析
【分析】
要判断能量转化顺序，需明确水电站工作过程中各能量的变化：水在高处时因位置高具有重力势能，水流下时高度降低、速度变大，重力势能转化为动能，水流推动水轮机转动，动能再转化为电能，据此分析选项。
【解析】
水在高处时，位置较高，具有重力势能；当水从高处倾泻而下，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；水流冲击水轮机，使水轮机转动，将动能转化为电能，最终获得电能。因此能量转化的顺序为重力势能→动能→电能，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
能量转化、重力势能、动能
【点评】
本题结合水电站的实际工作过程考查能量转化，属于基础题，只需分析各阶段能量的增减变化即可得出结论，难度较低。
【难度系数】
0.7
要判断能量转化顺序，需明确水电站工作过程中各能量的变化：水在高处时因位置高具有重力势能，水流下时高度降低、速度变大，重力势能转化为动能，水流推动水轮机转动，动能再转化为电能，据此分析选项。
【解析】
水在高处时，位置较高，具有重力势能；当水从高处倾泻而下，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；水流冲击水轮机，使水轮机转动，将动能转化为电能，最终获得电能。因此能量转化的顺序为重力势能→动能→电能，对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
能量转化、重力势能、动能
【点评】
本题结合水电站的实际工作过程考查能量转化，属于基础题，只需分析各阶段能量的增减变化即可得出结论，难度较低。
【难度系数】
0.7
7. 如图所示的是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线正确的是 （
A.①③
B.②③
C.①③④
D.②③④
D
）A.①③
B.②③
C.①③④
D.②③④
答案
7. D
解析
【分析】
要解决此题，需明确实心球脱手后的运动过程（先上升后下落），结合动能、重力势能、机械能的影响因素分析各量变化：①动能与速度有关，上升时速度减小，动能减小，最高点时水平速度不为零，动能不为零；下落时速度增大，动能增大，故动能先减小后增大，不会减为零，对应图②，图①错误。②重力势能与高度有关，上升时高度增大，势能增大，下落时高度减小，势能减小，落地时高度为零，势能为零，对应图③，正确。③不计空气阻力时，机械能守恒，大小保持不变，对应图④，正确。综上，正确的曲线是②③④。
【解析】
1. 动能分析：实心球脱手后，上升过程中速度逐渐减小，动能减小；到达最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向仍有速度，动能不为0；下落过程中速度逐渐增大，动能增大。故动能随时间变化为先减小后增大，且最小值不为0，对应图②，图①（动能减为0）不符合，错误。
2. 重力势能分析：上升过程中，实心球高度增加，重力势能增大；下落过程中高度减小，重力势能减小，落地时高度为0，势能为0。故重力势能随时间先增大后减小，对应图③，正确。
3. 机械能分析：题目说明不计空气阻力，实心球运动过程中只有动能和势能的相互转化，机械能守恒，大小保持不变，对应图④，正确。
综上，正确的曲线为②③④，对应选项D。
【答案】D
【知识点】动能与势能、机械能守恒
【点评】本题考查抛体运动中能量的变化，需掌握动能、重力势能的影响因素，牢记不计空气阻力时机械能守恒的规律，易错点是误将抛体最高点的动能视为零，需注意水平方向仍有速度。
【难度系数】0.5
要解决此题，需明确实心球脱手后的运动过程（先上升后下落），结合动能、重力势能、机械能的影响因素分析各量变化：①动能与速度有关，上升时速度减小，动能减小，最高点时水平速度不为零，动能不为零；下落时速度增大，动能增大，故动能先减小后增大，不会减为零，对应图②，图①错误。②重力势能与高度有关，上升时高度增大，势能增大，下落时高度减小，势能减小，落地时高度为零，势能为零，对应图③，正确。③不计空气阻力时，机械能守恒，大小保持不变，对应图④，正确。综上，正确的曲线是②③④。
【解析】
1. 动能分析：实心球脱手后，上升过程中速度逐渐减小，动能减小；到达最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向仍有速度，动能不为0；下落过程中速度逐渐增大，动能增大。故动能随时间变化为先减小后增大，且最小值不为0，对应图②，图①（动能减为0）不符合，错误。
2. 重力势能分析：上升过程中，实心球高度增加，重力势能增大；下落过程中高度减小，重力势能减小，落地时高度为0，势能为0。故重力势能随时间先增大后减小，对应图③，正确。
3. 机械能分析：题目说明不计空气阻力，实心球运动过程中只有动能和势能的相互转化，机械能守恒，大小保持不变，对应图④，正确。
综上，正确的曲线为②③④，对应选项D。
【答案】D
【知识点】动能与势能、机械能守恒
【点评】本题考查抛体运动中能量的变化，需掌握动能、重力势能的影响因素，牢记不计空气阻力时机械能守恒的规律，易错点是误将抛体最高点的动能视为零，需注意水平方向仍有速度。
【难度系数】0.5
8.(2025·宣城)如图所示,小球沿轨道由静止从A处出发,经B、C处运动到D处的过程中,忽略所有阻力及摩擦力,且小球在C处的高度高于D处。下列说法正确的是 （
A.小球运动到D处时,动能刚好为零
B.小球在C处的速度小于在D处的速度
C.小球在B处的动能等于在C处的动能
D.小球在A处的机械能大于在D处的机械能
B
）A.小球运动到D处时,动能刚好为零
B.小球在C处的速度小于在D处的速度
C.小球在B处的动能等于在C处的动能
D.小球在A处的机械能大于在D处的机械能
答案
8. B
解析
【分析】
本题考查机械能守恒的应用，解题思路：由于忽略所有阻力及摩擦力，小球运动过程中机械能守恒（机械能=动能+重力势能）。重力势能与物体质量、高度有关，同一小球质量不变，高度越高，重力势能越大；动能与质量、速度有关，同一小球质量不变，速度越大，动能越大。根据机械能守恒，重力势能大的位置动能小，重力势能小的位置动能大，据此分析各选项。
【解析】
忽略阻力和摩擦力时，小球的机械能守恒，即动能与重力势能之和保持不变。
选项A：A处小球静止，动能为0，机械能等于A处重力势能；D处高度低于A处，D处重力势能小于A处，因此D处动能等于A处重力势能减去D处重力势能，动能不为零，A错误。
选项B：C处高度高于D处，同一小球的重力势能C处大于D处，根据机械能守恒，C处动能小于D处，动能越小速度越小，故C处速度小于D处速度，B正确。
选项C：B处高度低于C处，B处重力势能小于C处，因此B处动能大于C处，C错误。
选项D：因机械能守恒，A处和D处的机械能相等，D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒、动能与势能转化
【点评】
本题结合轨道运动考查机械能守恒的应用，核心是明确“忽略阻力时机械能守恒”，通过高度变化判断重力势能，进而推导动能和速度的关系，属于基础题型，需掌握机械能守恒的条件及动能、势能的影响因素。
【难度系数】
0.3
本题考查机械能守恒的应用，解题思路：由于忽略所有阻力及摩擦力，小球运动过程中机械能守恒（机械能=动能+重力势能）。重力势能与物体质量、高度有关，同一小球质量不变，高度越高，重力势能越大；动能与质量、速度有关，同一小球质量不变，速度越大，动能越大。根据机械能守恒，重力势能大的位置动能小，重力势能小的位置动能大，据此分析各选项。
【解析】
忽略阻力和摩擦力时，小球的机械能守恒，即动能与重力势能之和保持不变。
选项A：A处小球静止，动能为0，机械能等于A处重力势能；D处高度低于A处，D处重力势能小于A处，因此D处动能等于A处重力势能减去D处重力势能，动能不为零，A错误。
选项B：C处高度高于D处，同一小球的重力势能C处大于D处，根据机械能守恒，C处动能小于D处，动能越小速度越小，故C处速度小于D处速度，B正确。
选项C：B处高度低于C处，B处重力势能小于C处，因此B处动能大于C处，C错误。
选项D：因机械能守恒，A处和D处的机械能相等，D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒、动能与势能转化
【点评】
本题结合轨道运动考查机械能守恒的应用，核心是明确“忽略阻力时机械能守恒”，通过高度变化判断重力势能，进而推导动能和速度的关系，属于基础题型，需掌握机械能守恒的条件及动能、势能的影响因素。
【难度系数】
0.3
9. (2025·淮南)2025年春晚节目中，16台人形机器人与舞蹈演员共同表演了东北秧歌，惊艳全场，如图所示。机器人的动作既稳定又灵活，多亏了智能平衡系统，还有北斗卫星帮忙。若一个机器人的质量为48 kg，在该舞台上沿直线匀速移动4.5 m，用时1.5 s，机器人沿直线匀速运动时在水平方向上受到的平均阻力为重力的$\frac{1}{20}$，g取10 N/kg，求：
(1)机器人匀速运动时受到的平均阻力大小。
(2)机器人沿直线匀速运动时克服阻力做的功。
(3)机器人在水平方向上受到的牵引力做功的功率。
(1)机器人匀速运动时受到的平均阻力大小。
(2)机器人沿直线匀速运动时克服阻力做的功。
(3)机器人在水平方向上受到的牵引力做功的功率。
答案
9.(1)24 N (2)108 J (3)72 W
解析
【分析】
本题考查力学中重力、功、功率的相关计算，解题思路如下：
(1) 求平均阻力：先利用重力公式计算机器人的重力，再根据阻力与重力的关系（阻力为重力的$\frac{1}{20}$）求出阻力大小；
(2) 求克服阻力做的功：根据功的计算公式$W=Fs$，代入阻力和移动距离计算即可；
(3) 求牵引力做功的功率：机器人匀速运动时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等；先计算运动速度，再利用功率公式$P=Fv$（或$P=\frac{W}{t}$）计算功率。
【解析】
解：(1) 机器人的重力：
$G = mg = 48\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 480\ \mathrm{N}$
由题意得，平均阻力：
$f = \frac{1}{20}G = \frac{1}{20} × 480\ \mathrm{N} = 24\ \mathrm{N}$
(2) 机器人克服阻力做的功：
$W = fs = 24\ \mathrm{N} × 4.5\ \mathrm{m} = 108\ \mathrm{J}$
(3) 机器人匀速运动时，牵引力与阻力平衡，故牵引力$F = f = 24\ \mathrm{N}$
机器人的运动速度：
$v = \frac{s}{t} = \frac{4.5\ \mathrm{m}}{1.5\ \mathrm{s}} = 3\ \mathrm{m/s}$
牵引力做功的功率：
$P = Fv = 24\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m/s} = 72\ \mathrm{W}$
【答案】
(1) 24 N；(2) 108 J；(3) 72 W
【知识点】
重力计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题是力学基础计算题，考查重力、功、功率的基本公式应用，关键是明确匀速运动时牵引力与阻力的平衡关系，属于学生易掌握的基础题型。
【难度系数】
0.8
本题考查力学中重力、功、功率的相关计算，解题思路如下：
(1) 求平均阻力：先利用重力公式计算机器人的重力，再根据阻力与重力的关系（阻力为重力的$\frac{1}{20}$）求出阻力大小；
(2) 求克服阻力做的功：根据功的计算公式$W=Fs$，代入阻力和移动距离计算即可；
(3) 求牵引力做功的功率：机器人匀速运动时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等；先计算运动速度，再利用功率公式$P=Fv$（或$P=\frac{W}{t}$）计算功率。
【解析】
解：(1) 机器人的重力：
$G = mg = 48\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 480\ \mathrm{N}$
由题意得，平均阻力：
$f = \frac{1}{20}G = \frac{1}{20} × 480\ \mathrm{N} = 24\ \mathrm{N}$
(2) 机器人克服阻力做的功：
$W = fs = 24\ \mathrm{N} × 4.5\ \mathrm{m} = 108\ \mathrm{J}$
(3) 机器人匀速运动时，牵引力与阻力平衡，故牵引力$F = f = 24\ \mathrm{N}$
机器人的运动速度：
$v = \frac{s}{t} = \frac{4.5\ \mathrm{m}}{1.5\ \mathrm{s}} = 3\ \mathrm{m/s}$
牵引力做功的功率：
$P = Fv = 24\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m/s} = 72\ \mathrm{W}$
【答案】
(1) 24 N；(2) 108 J；(3) 72 W
【知识点】
重力计算、功的计算、功率的计算
【点评】
本题是力学基础计算题，考查重力、功、功率的基本公式应用，关键是明确匀速运动时牵引力与阻力的平衡关系，属于学生易掌握的基础题型。
【难度系数】
0.8
