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1 甲、乙两个物体处在同一水平地面上，若两物体的重力势能为零，甲的动能比乙的动能大，下列说法正确的是 (
A.甲的质量一定比乙的大
B.甲的速度一定比乙的大
C.甲做功的本领一定比乙的大
D.以上说法都不对
C
)A.甲的质量一定比乙的大
B.甲的速度一定比乙的大
C.甲做功的本领一定比乙的大
D.以上说法都不对
答案
C 甲、乙两物体重力势能相等,甲的动能比乙的动能大,而影响动能的因素有质量和速度,故不能确定甲、乙的质量或速度的关系,但动能大的物体能够做的功一定多,故 ABD 错误,C 正确。
解析
【分析】首先，题目中两物体在同一水平地面且重力势能为零，只需比较动能。动能由质量和速度共同决定，动能大的物体，可能是质量大或速度大，无法确定质量或速度的具体关系，故A、B错误；能量反映物体做功的本领，动能大的物体做功本领更强，因此C正确，D错误。
【解析】1. 明确动能的影响因素：动能大小与物体的质量和速度有关，公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。甲的动能比乙大，可能是甲的质量更大，也可能是甲的速度更大，或两者都更大，因此无法确定甲、乙的质量或速度的关系，故A（甲质量一定大）、B（甲速度一定大）错误。2. 能量与做功的关系：一个物体具有的能量越多，它能够对外做的功就越多，即做功的本领越强。甲的动能比乙大，说明甲的能量更多，所以甲做功的本领一定比乙大，故C正确，D错误。
【答案】C
【知识点】动能的影响因素、能量与做功的关系
【点评】本题考查动能的概念及能量与做功的关系，关键是理解动能由质量和速度共同决定，不能仅通过动能大小判断单一因素，同时明确能量是物体做功本领的量度。
【难度系数】0.7
【解析】1. 明确动能的影响因素：动能大小与物体的质量和速度有关，公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。甲的动能比乙大，可能是甲的质量更大，也可能是甲的速度更大，或两者都更大，因此无法确定甲、乙的质量或速度的关系，故A（甲质量一定大）、B（甲速度一定大）错误。2. 能量与做功的关系：一个物体具有的能量越多，它能够对外做的功就越多，即做功的本领越强。甲的动能比乙大，说明甲的能量更多，所以甲做功的本领一定比乙大，故C正确，D错误。
【答案】C
【知识点】动能的影响因素、能量与做功的关系
【点评】本题考查动能的概念及能量与做功的关系，关键是理解动能由质量和速度共同决定，不能仅通过动能大小判断单一因素，同时明确能量是物体做功本领的量度。
【难度系数】0.7
2 科学推理 如图所示,两边分别用弹簧$K_1$和$K_2$拴住的滑块$M$静止在$O$点处,此时两弹簧均未发生形变。用手向右拨动滑块$M$,它就可以在光滑的水平面上来回运动(弹簧均在弹性限度内)。当滑块从$O$点向右运动时 （
A.弹簧$K_1$和$K_2$的势能同时增大
B.弹簧$K_1$和$K_2$的势能同时减小
C.弹簧$K_1$的势能增大,$K_2$的势能减小
D.弹簧$K_1$的势能减小,$K_2$的势能增大
A
）A.弹簧$K_1$和$K_2$的势能同时增大
B.弹簧$K_1$和$K_2$的势能同时减小
C.弹簧$K_1$的势能增大,$K_2$的势能减小
D.弹簧$K_1$的势能减小,$K_2$的势能增大
答案
A 当滑块静止在 O 点时,两弹簧均未发生形变,当滑块从 O 点向右运动时,弹簧$K_1$被拉长,弹簧$K_2$被压缩,两弹簧均发生弹性形变,则两弹簧的弹性势能同时增大。故 A 正确。
解析
【分析】首先明确弹性势能的相关知识：弹性势能的大小与弹簧的弹性形变程度有关，在弹性限度内，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。当滑块在O点时，两弹簧均未发生形变，弹性势能为0；当滑块从O点向右运动时，需判断两个弹簧的形变情况，进而确定弹性势能的变化。
【解析】当滑块静止在O点时，弹簧$K_1$和$K_2$均未发生弹性形变，弹性势能为0。当滑块从O点向右运动时，左侧的弹簧$K_1$被拉长，发生弹性形变；右侧的弹簧$K_2$被压缩，也发生弹性形变。根据弹性势能的特点，只要弹簧发生弹性形变就具有弹性势能，且形变时弹性势能增大，因此两弹簧的弹性势能同时增大。
【答案】A
【知识点】弹性势能、弹簧形变
【点评】本题考查弹性势能的影响因素，核心是理解弹簧无论被拉长还是压缩，只要发生弹性形变就会产生弹性势能，属于基础概念的应用，难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】当滑块静止在O点时，弹簧$K_1$和$K_2$均未发生弹性形变，弹性势能为0。当滑块从O点向右运动时，左侧的弹簧$K_1$被拉长，发生弹性形变；右侧的弹簧$K_2$被压缩，也发生弹性形变。根据弹性势能的特点，只要弹簧发生弹性形变就具有弹性势能，且形变时弹性势能增大，因此两弹簧的弹性势能同时增大。
【答案】A
【知识点】弹性势能、弹簧形变
【点评】本题考查弹性势能的影响因素，核心是理解弹簧无论被拉长还是压缩，只要发生弹性形变就会产生弹性势能，属于基础概念的应用，难度较低。
【难度系数】0.3
3 易错 [2026清远期中] 九三大阅兵，东风-5C弹道洲际导弹首次公开亮相。小明查资料得知洲际导弹采用钱学森弹道。如图所示，已知第一阶段洲际导弹加速上升，则其动能
增大
，重力势能增大
；第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行，动能减小
。（以上均选填“增大”“减小”或“不变”）答案
增大 增大 减小
【解析】 第一阶段洲际导弹加速上升,质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大;第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行,质量减小,速度不变,动能减小。
本题易错为最后一空,未考虑到消耗燃料时导弹的质量减小,动能的大小与速度和质量有关,所以导弹的动能是减小的。此处要特别注意质量变化引起的动能变化。
快速分析动能、势能大小的变化
分析物体动能和重力势能的变化时,要同时考虑质量、速度和高度是否发生变化。①一般情况下,物体的质量不变,但若研究对象是液体洒出类物体,则质量变小;②“匀速”“加速”“减速”分别表示速度不变、变大、变小;③“升高”“上升”等表示高度变高,“降低”“下降”“下滑”“下落”等表示高度变低。
【解析】 第一阶段洲际导弹加速上升,质量不变,速度增大,动能增大,高度增大,重力势能增大;第二阶段假设导弹消耗大量燃料沿着大气层的临界位置匀速飞行,质量减小,速度不变,动能减小。
本题易错为最后一空,未考虑到消耗燃料时导弹的质量减小,动能的大小与速度和质量有关,所以导弹的动能是减小的。此处要特别注意质量变化引起的动能变化。
快速分析动能、势能大小的变化
分析物体动能和重力势能的变化时,要同时考虑质量、速度和高度是否发生变化。①一般情况下,物体的质量不变,但若研究对象是液体洒出类物体,则质量变小;②“匀速”“加速”“减速”分别表示速度不变、变大、变小;③“升高”“上升”等表示高度变高,“降低”“下降”“下滑”“下落”等表示高度变低。
解析
【分析】要判断动能和重力势能的变化，需依据动能（与质量、速度有关）、重力势能（与质量、高度有关）的影响因素，分阶段分析各物理量的变化：第一阶段导弹加速上升，需明确质量、速度、高度的变化；第二阶段导弹消耗燃料，质量会改变，结合“匀速”判断速度，进而确定动能变化。
【解析】第一阶段：洲际导弹加速上升，质量不变，速度增大，根据动能的影响因素，动能增大；同时高度增大，重力势能增大。第二阶段：导弹消耗大量燃料，自身质量减小，且沿大气层临界位置匀速飞行，速度不变，动能由质量和速度共同决定，速度不变、质量减小，因此动能减小。
【答案】增大 增大 减小
【知识点】动能、重力势能
【点评】本题易错点为第二阶段易忽略导弹消耗燃料导致质量减小，仅根据“匀速”判断动能不变，需牢记动能大小由质量和速度两个因素共同决定，分析时要全面考虑各因素的变化。
【难度系数】0.5
【解析】第一阶段：洲际导弹加速上升，质量不变，速度增大，根据动能的影响因素，动能增大；同时高度增大，重力势能增大。第二阶段：导弹消耗大量燃料，自身质量减小，且沿大气层临界位置匀速飞行，速度不变，动能由质量和速度共同决定，速度不变、质量减小，因此动能减小。
【答案】增大 增大 减小
【知识点】动能、重力势能
【点评】本题易错点为第二阶段易忽略导弹消耗燃料导致质量减小，仅根据“匀速”判断动能不变，需牢记动能大小由质量和速度两个因素共同决定，分析时要全面考虑各因素的变化。
【难度系数】0.5
4 [2026无锡期未改编]为了探究影响动能大小的因素,老师设计了如图甲、乙所示的实验方案。
(1)由甲图可知,使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与
(2)甲实验的高度为2 h时,木块被撞后滑出木板,为使木块不滑出木板,对甲实验的操作应采取的方法是
A.适当降低小球的高度
B.换用一个较重的木块
(3)实验结束后,各小组对实验提出各种改进方案:
①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中,可以撤走木块并使用足够长的木板,记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离,你认为小明的实验方案是否合理?
②小华利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验,通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片,通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置
③小刚设计了图丁所示的装置进行实验。若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离,可以研究小球的动能大小与
(4)小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素,他的设想是
(1)由甲图可知,使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与
速度
的关系;由乙图,可初步得出结论:速度相同时,质量越大,动能越大
。(2)甲实验的高度为2 h时,木块被撞后滑出木板,为使木块不滑出木板,对甲实验的操作应采取的方法是
A
。A.适当降低小球的高度
B.换用一个较重的木块
(3)实验结束后,各小组对实验提出各种改进方案:
①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中,可以撤走木块并使用足够长的木板,记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离,你认为小明的实验方案是否合理?
合理
(选填“合理”或“不合理”)。②小华利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验,通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片,通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置
不能
(选填“能”或“不能”)完成该探究。③小刚设计了图丁所示的装置进行实验。若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离,可以研究小球的动能大小与
速度
(选填“质量”、“速度”或“质量和速度”)的关系。(4)小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素,他的设想是
可行
(选填“可行”或“不可行”)的。答案
(1)速度 速度相同时,质量越大,动能越大 (2)A (3)①合理 ②不能 ③速度 (4)可行
【解析】 (2)若在进行题图甲实验时,甲中下图木块被撞后滑出木板,说明该小球具有较大的动能,题图甲探究的是动能与速度的关系,所用木块质量前后需一致,为了使木块不滑出木板,在不改变木板长度的情况下,可以适当降低钢球的高度,故选A;(3)①可以撤走木块并使用足够长的木板,记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离,此时压力和接触面的粗糙程度相同,摩擦力相同,通过滑行距离显示动能大小是合理的;②利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验,通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片,通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。题图丙的装置不适合体积不同的小球做实验,原因是不同体积小球撞击时,使得塑料片的形变不同,动能转化为每个塑料片的弹性势能不同,故不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小;③用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能不相同,小球与弹簧分开后获得的初速度不同,而小球的质量相同,故可以研究小球的动能大小与速度的关系;(4)重力势能的大小与质量和高度有关,该方案可分别控制下落高度与小球质量,故该方案可行。
【解析】 (2)若在进行题图甲实验时,甲中下图木块被撞后滑出木板,说明该小球具有较大的动能,题图甲探究的是动能与速度的关系,所用木块质量前后需一致,为了使木块不滑出木板,在不改变木板长度的情况下,可以适当降低钢球的高度,故选A;(3)①可以撤走木块并使用足够长的木板,记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离,此时压力和接触面的粗糙程度相同,摩擦力相同,通过滑行距离显示动能大小是合理的;②利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验,通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片,通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。题图丙的装置不适合体积不同的小球做实验,原因是不同体积小球撞击时,使得塑料片的形变不同,动能转化为每个塑料片的弹性势能不同,故不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小;③用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能不相同,小球与弹簧分开后获得的初速度不同,而小球的质量相同,故可以研究小球的动能大小与速度的关系;(4)重力势能的大小与质量和高度有关,该方案可分别控制下落高度与小球质量,故该方案可行。
解析
【分析】
本题是探究动能影响因素的实验题，核心运用控制变量法和转换法分析：
1. 第(1)问：甲图控制小球质量相同，改变滚下高度（即改变到达水平面的速度），目的是探究动能与速度的关系；乙图控制速度相同（同一高度滚下），改变小球质量，据此推导动能与质量的关系。
2. 第(2)问：木块滑出是小球动能过大，甲实验需保持小球质量不变，降低小球高度可减小速度、减小动能，从而避免木块滑出，据此选操作方法。
3. 第(3)问：①撤走木块后，相同表面摩擦力相同，小球滑行距离可反映动能大小，方案合理；②丙装置探究动能与质量时，不同体积小球撞击软片的形变不同，无法通过撞击数目比较动能，故不能；③同一小球质量相同，弹簧压缩程度不同使速度不同，可研究动能与速度的关系。
4. 第(4)问：重力势能与质量、高度有关，甲、乙可分别控制变量，据此判断设想是否可行。
【解析】
(1) 甲图中质量相同的小球从不同高度滚下，到达水平面的速度不同，因此是为了研究动能大小与速度的关系；乙图中，小球从同一高度滚下（速度相同），质量越大，木块被撞击后移动距离越远，说明动能越大，故结论为：速度相同时，物体质量越大，动能越大。
(2) 甲实验探究动能与速度的关系，需保持小球质量不变。木块滑出木板是因为小球动能过大，适当降低小球高度可减小小球到达水平面的速度，从而减小动能，使木块不滑出；换用较重的木块会增大摩擦力，无法解决滑出问题，故选A。
(3) ①撤走木块后，小球在相同表面滑行，摩擦力相同，动能越大，滑行距离越远，可通过滑行距离反映动能大小，方案合理；②探究动能与质量关系时，丙装置中不同体积的小球撞击软片，软片形变程度不同，无法通过撞击软片数目准确比较动能大小，故不能完成探究；③同一小球质量相同，弹簧压缩程度不同，小球获得的速度不同，因此可研究动能大小与速度的关系。
(4) 重力势能与质量、高度有关，甲图控制质量相同、改变高度，乙图控制高度相同、改变质量，因此可探究重力势能的影响因素，设想可行。
【答案】
(1)速度 速度相同时,质量越大,动能越大 (2)A (3)①合理 ②不能 ③速度 (4)可行
【知识点】
探究动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题围绕探究动能影响因素的实验展开，综合考查实验设计、结论推导、方案评估等，需熟练掌握控制变量法和转换法的应用，对实验细节的分析能力要求较高，是力学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
本题是探究动能影响因素的实验题，核心运用控制变量法和转换法分析：
1. 第(1)问：甲图控制小球质量相同，改变滚下高度（即改变到达水平面的速度），目的是探究动能与速度的关系；乙图控制速度相同（同一高度滚下），改变小球质量，据此推导动能与质量的关系。
2. 第(2)问：木块滑出是小球动能过大，甲实验需保持小球质量不变，降低小球高度可减小速度、减小动能，从而避免木块滑出，据此选操作方法。
3. 第(3)问：①撤走木块后，相同表面摩擦力相同，小球滑行距离可反映动能大小，方案合理；②丙装置探究动能与质量时，不同体积小球撞击软片的形变不同，无法通过撞击数目比较动能，故不能；③同一小球质量相同，弹簧压缩程度不同使速度不同，可研究动能与速度的关系。
4. 第(4)问：重力势能与质量、高度有关，甲、乙可分别控制变量，据此判断设想是否可行。
【解析】
(1) 甲图中质量相同的小球从不同高度滚下，到达水平面的速度不同，因此是为了研究动能大小与速度的关系；乙图中，小球从同一高度滚下（速度相同），质量越大，木块被撞击后移动距离越远，说明动能越大，故结论为：速度相同时，物体质量越大，动能越大。
(2) 甲实验探究动能与速度的关系，需保持小球质量不变。木块滑出木板是因为小球动能过大，适当降低小球高度可减小小球到达水平面的速度，从而减小动能，使木块不滑出；换用较重的木块会增大摩擦力，无法解决滑出问题，故选A。
(3) ①撤走木块后，小球在相同表面滑行，摩擦力相同，动能越大，滑行距离越远，可通过滑行距离反映动能大小，方案合理；②探究动能与质量关系时，丙装置中不同体积的小球撞击软片，软片形变程度不同，无法通过撞击软片数目准确比较动能大小，故不能完成探究；③同一小球质量相同，弹簧压缩程度不同，小球获得的速度不同，因此可研究动能大小与速度的关系。
(4) 重力势能与质量、高度有关，甲图控制质量相同、改变高度，乙图控制高度相同、改变质量，因此可探究重力势能的影响因素，设想可行。
【答案】
(1)速度 速度相同时,质量越大,动能越大 (2)A (3)①合理 ②不能 ③速度 (4)可行
【知识点】
探究动能的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题围绕探究动能影响因素的实验展开，综合考查实验设计、结论推导、方案评估等，需熟练掌握控制变量法和转换法的应用，对实验细节的分析能力要求较高，是力学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5
