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9 新趋势 学科融合 [2025乐山]为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（
A.A处
B.B处
C.C处
D.D处
D
）A.A处
B.B处
C.C处
D.D处
答案
9.D
解析
【分析】
要判断重力势能最大的位置，需明确：同一物体的重力势能与高度有关，质量不变时，高度越高，重力势能越大。因此只需找出图中海拔最高的点即可。观察等高线图，读取各点海拔：A处为700m，B处为600m，C处为700m，D处为800m，对比可知D处海拔最高。
【解析】
重力势能的计算公式为$ E_p = mgh $，本题中队伍的质量$ m $不变，重力加速度$ g $不变，因此重力势能$ E_p $与高度$ h $成正比，高度越高，重力势能越大。读取等高线图中各点的海拔：A处海拔700m，B处海拔600m，C处海拔700m，D处海拔800m，D处海拔最高，故重力势能最大。
【答案】
D
【知识点】
重力势能、等高线地形图
【点评】
本题为学科融合题，结合物理重力势能的影响因素和地理等高线的海拔判读，考查学生跨学科知识点的应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
要判断重力势能最大的位置，需明确：同一物体的重力势能与高度有关，质量不变时，高度越高，重力势能越大。因此只需找出图中海拔最高的点即可。观察等高线图，读取各点海拔：A处为700m，B处为600m，C处为700m，D处为800m，对比可知D处海拔最高。
【解析】
重力势能的计算公式为$ E_p = mgh $，本题中队伍的质量$ m $不变，重力加速度$ g $不变，因此重力势能$ E_p $与高度$ h $成正比，高度越高，重力势能越大。读取等高线图中各点的海拔：A处海拔700m，B处海拔600m，C处海拔700m，D处海拔800m，D处海拔最高，故重力势能最大。
【答案】
D
【知识点】
重力势能、等高线地形图
【点评】
本题为学科融合题，结合物理重力势能的影响因素和地理等高线的海拔判读，考查学生跨学科知识点的应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.6
10 某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，包裹的（
A.动能减小，重力势能增大
B.动能增大，重力势能减小
C.动能不变，重力势能不变
D.动能不变，重力势能增大
D
）A.动能减小，重力势能增大
B.动能增大，重力势能减小
C.动能不变，重力势能不变
D.动能不变，重力势能增大
答案
10.D
解析
【分析】
要解决这道题，需明确动能和重力势能的影响因素，再结合题目中包裹的运动状态分析物理量变化：动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定。题目中包裹“匀速上升”，需分别判断速度、高度的变化，进而确定动能和重力势能的变化。
【解析】
1. 分析动能：动能大小与质量和速度有关，公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。包裹匀速上升，质量$m$不变，速度$v$不变，因此动能不变。
2. 分析重力势能：重力势能大小与质量和高度有关，公式为$E_p=mgh$。包裹上升时，质量$m$不变，高度$h$增大，因此重力势能增大。
综上，包裹动能不变，重力势能增大，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
动能与势能的影响因素
【点评】
本题考查动能和重力势能的基础判断，核心是掌握两个能量的决定因素，结合“匀速”“上升”的关键词即可快速解题，属于基础题型。
【难度系数】
0.9
要解决这道题，需明确动能和重力势能的影响因素，再结合题目中包裹的运动状态分析物理量变化：动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定。题目中包裹“匀速上升”，需分别判断速度、高度的变化，进而确定动能和重力势能的变化。
【解析】
1. 分析动能：动能大小与质量和速度有关，公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。包裹匀速上升，质量$m$不变，速度$v$不变，因此动能不变。
2. 分析重力势能：重力势能大小与质量和高度有关，公式为$E_p=mgh$。包裹上升时，质量$m$不变，高度$h$增大，因此重力势能增大。
综上，包裹动能不变，重力势能增大，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
动能与势能的影响因素
【点评】
本题考查动能和重力势能的基础判断，核心是掌握两个能量的决定因素，结合“匀速”“上升”的关键词即可快速解题，属于基础题型。
【难度系数】
0.9
11 为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车作业时保持匀速直线运动，这个过程中喷雾车的动能
第11题图 第12题图
减小
（选填“增大”“减小”或“不变”）。第11题图 第12题图
答案
11.减小
解析
【分析】要判断喷雾车的动能变化，需明确动能的影响因素：动能的大小与物体的质量和速度有关，公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$。当速度一定时，质量越小，动能越小；当质量一定时，速度越小，动能越小。题目中喷雾车保持匀速直线运动，说明速度不变，但作业过程中不断向外喷雾，自身质量逐渐减小，因此可据此判断动能的变化。
【解析】动能的大小由质量和速度共同决定：在速度不变的情况下，质量减小，动能减小。喷雾车匀速直线运动，速度$v$不变，作业时持续喷雾，自身总质量$m$不断减小，根据动能的影响因素可知，其动能会减小。
【答案】减小
【知识点】动能的影响因素
【点评】本题考查动能的决定因素，属于基础概念题，需准确掌握动能与质量、速度的关系，结合题目中喷雾车质量变化的特点即可解答。
【难度系数】0.6
【解析】动能的大小由质量和速度共同决定：在速度不变的情况下，质量减小，动能减小。喷雾车匀速直线运动，速度$v$不变，作业时持续喷雾，自身总质量$m$不断减小，根据动能的影响因素可知，其动能会减小。
【答案】减小
【知识点】动能的影响因素
【点评】本题考查动能的决定因素，属于基础概念题，需准确掌握动能与质量、速度的关系，结合题目中喷雾车质量变化的特点即可解答。
【难度系数】0.6
12 如图所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铜球，C和D为铁球（$\rho_{铜}＞\rho_{铁}$），则四个球中，重力势能最小的是
D
球，做功本领最大的是A
球。答案
12.D A
解析
【分析】
要判断重力势能的大小，需结合重力势能的影响因素：质量和被举高的高度，公式为$E_p = mgh$，其中质量$m=\rho V$。已知四个球体积相同，且$\rho_{铜}＞\rho_{铁}$，因此铜球（A、B）的质量大于铁球（C、D）的质量。再观察图中各球的高度，A的高度最高，D的高度最低。重力势能越小，做功本领越弱；重力势能越大，做功本领越强，据此分析即可。
【解析】
根据重力势能的计算公式$E_p = mgh = \rho Vgh$：
1. 质量判断：因为$\rho_{铜}＞\rho_{铁}$，且四个球体积$V$相同，所以$m_A=m_B＞m_C=m_D$；
2. 高度判断：由图可知，$h_A＞h_B=h_C＞h_D$；
3. 重力势能比较：$E_p$与$\rho$、$h$成正比，因此$E_{pA}=\rho_{铜}Vgh_A$最大，$E_{pD}=\rho_{铁}Vgh_D$最小；
4. 做功本领：重力势能越大，做功本领越强，因此做功本领最大的是A球；重力势能最小的是D球。
【答案】
D；A
【知识点】
重力势能、密度与质量、影响重力势能的因素
【点评】
本题结合密度和重力势能的知识，考查重力势能大小的判断，关键是明确重力势能由质量和高度共同决定，属于基础题型，需熟练掌握相关概念。
【难度系数】
0.4
要判断重力势能的大小，需结合重力势能的影响因素：质量和被举高的高度，公式为$E_p = mgh$，其中质量$m=\rho V$。已知四个球体积相同，且$\rho_{铜}＞\rho_{铁}$，因此铜球（A、B）的质量大于铁球（C、D）的质量。再观察图中各球的高度，A的高度最高，D的高度最低。重力势能越小，做功本领越弱；重力势能越大，做功本领越强，据此分析即可。
【解析】
根据重力势能的计算公式$E_p = mgh = \rho Vgh$：
1. 质量判断：因为$\rho_{铜}＞\rho_{铁}$，且四个球体积$V$相同，所以$m_A=m_B＞m_C=m_D$；
2. 高度判断：由图可知，$h_A＞h_B=h_C＞h_D$；
3. 重力势能比较：$E_p$与$\rho$、$h$成正比，因此$E_{pA}=\rho_{铜}Vgh_A$最大，$E_{pD}=\rho_{铁}Vgh_D$最小；
4. 做功本领：重力势能越大，做功本领越强，因此做功本领最大的是A球；重力势能最小的是D球。
【答案】
D；A
【知识点】
重力势能、密度与质量、影响重力势能的因素
【点评】
本题结合密度和重力势能的知识，考查重力势能大小的判断，关键是明确重力势能由质量和高度共同决定，属于基础题型，需熟练掌握相关概念。
【难度系数】
0.4
13 新素养 科学思维 如图(a)所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离后停下。先
后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
第13题图(a)
(1) 小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过
(2) 分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越
(3) 分析比较
(4) 综合上述可知，如图(b)所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高
第13题图(b)
(5) 在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将
后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
第13题图(a)
(1) 小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过
距离
（选填“高度”或“距离”）的大小来反映的。(2) 分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越
大
。(3) 分析比较
甲、丙
两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大。(4) 综合上述可知，如图(b)所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高
速度
。第13题图(b)
(5) 在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将
减小
（选填“增大”“减小”或“不变”）。答案
13.(1)距离 (2)大 (3)甲、丙 (4)速度 (5)减小
解析
【分析】
本题是探究动能影响因素的实验题，运用转换法和控制变量法解题。首先，动能大小无法直接观察，需通过木块被推动的距离反映（转换法）；探究动能与速度的关系时，控制质量相同，改变速度（通过改变钢球释放高度实现）；探究动能与质量的关系时，控制速度相同（钢球从同一斜面同一高度滚下），改变质量。结合实验结论和生活实际分析各小问：
1. 动能大小通过木块移动距离体现；
2. 甲、乙质量相同，乙速度大，木块移动更远，说明动能大；
3. 探究动能与质量需速度相同，选甲、丙；
4. 交通标志牌是不同车型的最高速度；
5. 水平面粗糙程度大，摩擦力大，木块移动距离减小。
【解析】
(1) 实验中采用转换法，将小钢球的动能大小转换为木块被推动的距离大小，因此填“距离”；
(2) 甲、乙两组实验中，小钢球质量相同，乙组钢球从更高处滚下，到达水平面时速度更大，木块被推动的距离更远，说明质量相同时，速度越大，动能越大，因此填“大”；
(3) 探究动能与质量的关系时，需控制速度相同（小钢球从同一斜面同一高度滚下），改变质量，因此选甲、丙两组实验，填“甲、丙”；
(4) 交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度，因为动能与质量和速度有关，大质量车型需限制更低速度以减小动能，保障安全，因此填“速度”；
(5) 若增大水平面的粗糙程度，木块受到的滑动摩擦力增大，小钢球推动木块时，克服摩擦力做功更多，木块移动的距离将减小，因此填“减小”。
【答案】
13.(1)距离 (2)大 (3)甲、丙 (4)速度 (5)减小
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题围绕探究动能影响因素的基础实验展开，考查转换法、控制变量法的应用及实验结论的实际运用，注重对基础实验的理解，难度适中，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
本题是探究动能影响因素的实验题，运用转换法和控制变量法解题。首先，动能大小无法直接观察，需通过木块被推动的距离反映（转换法）；探究动能与速度的关系时，控制质量相同，改变速度（通过改变钢球释放高度实现）；探究动能与质量的关系时，控制速度相同（钢球从同一斜面同一高度滚下），改变质量。结合实验结论和生活实际分析各小问：
1. 动能大小通过木块移动距离体现；
2. 甲、乙质量相同，乙速度大，木块移动更远，说明动能大；
3. 探究动能与质量需速度相同，选甲、丙；
4. 交通标志牌是不同车型的最高速度；
5. 水平面粗糙程度大，摩擦力大，木块移动距离减小。
【解析】
(1) 实验中采用转换法，将小钢球的动能大小转换为木块被推动的距离大小，因此填“距离”；
(2) 甲、乙两组实验中，小钢球质量相同，乙组钢球从更高处滚下，到达水平面时速度更大，木块被推动的距离更远，说明质量相同时，速度越大，动能越大，因此填“大”；
(3) 探究动能与质量的关系时，需控制速度相同（小钢球从同一斜面同一高度滚下），改变质量，因此选甲、丙两组实验，填“甲、丙”；
(4) 交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度，因为动能与质量和速度有关，大质量车型需限制更低速度以减小动能，保障安全，因此填“速度”；
(5) 若增大水平面的粗糙程度，木块受到的滑动摩擦力增大，小钢球推动木块时，克服摩擦力做功更多，木块移动的距离将减小，因此填“减小”。
【答案】
13.(1)距离 (2)大 (3)甲、丙 (4)速度 (5)减小
【知识点】
动能的影响因素、转换法、控制变量法
【点评】
本题围绕探究动能影响因素的基础实验展开，考查转换法、控制变量法的应用及实验结论的实际运用，注重对基础实验的理解，难度适中，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
14 如图所示为物体运动过程中的动能$E_{\mathrm{k}}$随时间$t$变化的曲线,则该运动的物体可能是 (
A.被踢出后在地上滚动的足球
B.松手后由静止下落的乒乓球
C.竖直向上被垫起的排球
D.被斜向上投掷出去的铅球
D
)A.被踢出后在地上滚动的足球
B.松手后由静止下落的乒乓球
C.竖直向上被垫起的排球
D.被斜向上投掷出去的铅球
答案
14.D
解析
【分析】首先明确动能公式为$E_k=\frac{1}{2}mv^2$，动能与物体速度的平方成正比，因此$E_k-t$图像的变化反映速度的变化：图像先减小后增大，说明物体速度先减小到某一非零值，再增大。接下来逐一分析选项中物体的运动过程，判断其动能变化是否符合图像特征。
【解析】根据动能与速度的关系，结合各选项的运动特点分析：
1. 选项A：被踢出后在地上滚动的足球，受地面摩擦力作用，速度持续减小，动能应一直减小，与图像中“动能先减小后增大”不符，排除A；
2. 选项B：松手后由静止下落的乒乓球，下落过程中重力做功，速度持续增大，动能应一直增大，与图像不符，排除B；
3. 选项C：竖直向上被垫起的排球，做竖直上抛运动，上升到最高点时速度为0，动能为0，即动能最小值为0，而图像中动能最小值大于0，与图像不符，排除C；
4. 选项D：被斜向上投掷出去的铅球，做斜抛运动，速度分解为水平分量（匀速不变）和竖直分量（先向上减速、后向下加速）。上升阶段合速度减小，动能减小；到达最高点时，竖直分量为0，合速度等于水平分量（不为0），动能最小；下落阶段合速度增大，动能增大，符合图像特征，故D正确。
【答案】D
【知识点】动能与速度的关系、斜抛运动
【点评】本题结合$E_k-t$图像考查动能变化与运动过程的联系，需掌握不同运动形式的速度变化规律，通过匹配图像特征判断选项，属于运动学与动能的综合应用，关键是明确斜抛运动最高点的速度特点。
【难度系数】0.5
【解析】根据动能与速度的关系，结合各选项的运动特点分析：
1. 选项A：被踢出后在地上滚动的足球，受地面摩擦力作用，速度持续减小，动能应一直减小，与图像中“动能先减小后增大”不符，排除A；
2. 选项B：松手后由静止下落的乒乓球，下落过程中重力做功，速度持续增大，动能应一直增大，与图像不符，排除B；
3. 选项C：竖直向上被垫起的排球，做竖直上抛运动，上升到最高点时速度为0，动能为0，即动能最小值为0，而图像中动能最小值大于0，与图像不符，排除C；
4. 选项D：被斜向上投掷出去的铅球，做斜抛运动，速度分解为水平分量（匀速不变）和竖直分量（先向上减速、后向下加速）。上升阶段合速度减小，动能减小；到达最高点时，竖直分量为0，合速度等于水平分量（不为0），动能最小；下落阶段合速度增大，动能增大，符合图像特征，故D正确。
【答案】D
【知识点】动能与速度的关系、斜抛运动
【点评】本题结合$E_k-t$图像考查动能变化与运动过程的联系，需掌握不同运动形式的速度变化规律，通过匹配图像特征判断选项，属于运动学与动能的综合应用，关键是明确斜抛运动最高点的速度特点。
【难度系数】0.5
