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第十一章 《功和机械能》测试卷（B 卷）
（时间：60分钟，满分：100分）
一.单项选择题（每题只有一个选项符合题目要求，共15小题，每小题2分，本大题共30
分）
1.（2020遂宁）我国的99A主战坦克在最近的一场军事演习中纵横驰骋，在高速运动中对假想目标进行了
精准炮击，展现了我国99A坦克的卓越性能.，下列相关分析正确的是 （ ）
A.炮弹在空中飞行过程中坦克对炮弹继续做功
B.99A坦克在水平路面做匀速直线运动时所受合力为零
C.99A坦克宽大的履带是为了增大对地面的压强
D.如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失,炮弹将保持静止
【答案】B
【解析】A．坦克射出去的炮弹由于惯性在空中飞行过程中，推力已经消失，故坦克没有对炮弹继续做功，
故A错误；
B．99A坦克在水平路面做匀速直线运动时，处于平衡状态，所受到的合力为零，故B正确；
C．99A坦克宽大的履带是通过增大受力面积减小对地面的压强，故C错误；
D．物不受力时，将保持原来的运动状态不变，如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持匀
速直线运动，故D错误。故选B。
2.（2020荆门）如图所示，置于水平地面上的容器中盛有密度为0.8×103kg/m3的液体，质量为0.3kg、边
长为5cm的正方体用细绳悬挂在容器上方的位置A，已知正方体底部距液面的高度为0.4m，剪断细绳后该
正方体沿竖直方向下落，最终停在容器底部B点，此时液体的深度为0.8m。根据以上信息，下列说法正确
的是（ ）
A. 正方体静止在位置A时拉力的大小为0.3N
B. 正方体在液体中受到的浮力为3N
C. 正方体从开始下落至其底部刚与液面接触的过程中重力做功为2.4J
D. 正方体静止在容器底部B时，水对正方体底面的压力为16N
【答案】D
【解析】A．正方体静止在位置A时，正方体处于平衡态，受平衡力，正方体受到的拉力，根据平衡力条件
可得：
。故A错误；
1 / 16B．由题意，当正方体处于容器底部B点时，此时正方体浸没于液体中，则正方体排开液体的体积：
则正方体受到的浮力： 。故B错误；
C．正方体的重力： 正方体底部距液面的高度为0.4m，则正方体重力做功通过的距离是：
由题意，则正方体在该过程中重力做功： 。故C错误；
D．正方体的横截面积：
正方体在底部B点时，此时液体的深度为0.8m，根据液体压强特点，液体内部某点向各个方向都有压强，
同种液体、深度相同，液体压强大小相等，所以正方体底面在B点受到的压强为
根据 可得，正方体底面在B点受到水 压力为:
的
故D正确。故选D。
3.（2020黄冈）成语“水滴石穿”，比喻力量虽小，但只要坚持，功到自然成｡从物理的角度分析∶①力
改变了石头的形状；②水滴冲击石头时，石头对水滴没有作用力；③水滴加速下落过程，重力对水滴做了
功；④水滴加速下落过程，受到了平衡力的作用｡完全正确的一组是
A. ①③ B. ①② C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的形状逐渐改变，故①正确；
②力的作用是相互的，水滴冲击石头时，石头对水滴也有相互作用的力，故②错误；
③水滴加速下落过程，重力的方向竖直向下，水滴下降的方向竖直向下，所以，重力对水滴做了功，故③
正确；
④水滴下降的过程中，重力大于空气的阻力，做加速下落运动，受到的是非平衡力的影响，故④错误。故
选A。
4.（2020荆门）如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时
间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，物体克服摩擦力所做的功为（ ）
2 / 16A．10J B．30J C．50J D．80J
【答案】B
【解析】由图丙可知，在2~4s内物体运动的速度是 ，由 得，在2~4s内物体通过得路程是：
由图乙可知，在2~4s内拉力的大小是3N，物体克服摩擦力所做的功为：
故选B。
5.（2020随州）物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中
AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻
力分别为1N和2N，则以下判断正确的是（ ）
A．该物块在CD段的惯性比AB段大
B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C．拉力F在AB段所做的功为20J
D．拉力F在CD段做功的功率为10W
【答案】D
【解析】A．惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；
B．由题知，物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用
的时间之比为5∶2，故B错误；
C．物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功：
W=Fs=fs=1N 10m=10J。故C错误；
AB AB AB AB
D．物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率：
P=Fv=fv=2N 5m/s=10W。故D正确。故选D。
CD CD CD CD
6.（2020温州）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（
）
A．压强 B．压力 C．功率 D．时间
3 / 16【答案】B
【解析】A．由图可知，横坐标表示受力面积，纵坐标表示压力，阴影部分面积等于压力和受力面积的乘
积，由 可知，压强等于压力和受力面积的比值，故A不符合题意；
B．由图可知，横坐标表示受力面积，纵坐标表示压强，阴影部分面积等于压强和受力面积的乘积，由
F=pS可知，压强和受力面积的乘积就是压力，故B符合题意；
C．由图可知，横坐标表示做功时间，纵坐标表示功，阴影部分面积等于功和做功时间的乘积，由
可知，功率等于功和做功时间的比值，故C不符合题意；
D．由图可知，横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积等于功率和功的乘积，由
可知，做功时间等于功和功率的比值，故D不符合题意。故选B。
7.（2020泰州）在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆
斑A、B。如图所示。关于皮球两次下落形成圆斑的过程，下列说法正确的是（ ）
A．皮球对纸的最大压力相等 B．皮球刚到达纸面时的速度相等
C．皮球刚到达纸面时的动能相等 D．皮球获得的最大弹性势能不等
【答案】D
【解析】A．由图可知，黑色圆斑B比较大，而力的大小影响力的作用效果，力越大作用效果越明显形变
量越大，可知从B处落下的皮球对纸的最大压力较大，故A错误；
BCD．皮球从不同的高度落下时，高度减小，速度变大，重力势能转化为动能；在纸上留下黑色圆斑A、
B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此过程是动能转化为弹性势能，由图中两个圆斑
大小可看出，圆斑大的（B）皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，即B所处的高
度较高；可知从B处落下的皮球刚到达纸面时的速度较大，此时动能也较大，故BC错误；D正确。故选
D。
8.（2020黄石）如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然
长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，
下列说法正确的是（ ）
A
B
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
4 / 16B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
【答案】C
【解析】A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力
大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。故选C。
9.（2020 盐城）如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（ ）
A．通过最低点时的动能为零
B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大
D．上升过程中的重力势能减小
【答案】C
【解析】A、人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B、下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
C、到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D、上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选：C。
10.（2020黄冈）避险车道是在长且陡的下坡路段､行车道外侧增设的､供刹车失灵车辆驶离正线并安全减
速的专用车道｡如图所示是上坡险车道型避险车道，避险车道上铺有很多小石子，车道尽头有废旧轮胎或
防撞墙｡下列分析错误的是（ ）
A．小石子可以増大失控车辆与避险车道之间的摩擦力
B．失控车辆在避险车道向上运动速度减小时，动能减少
C．失控车辆撞击废旧轮胎时，将动能转化成重力势能
D．在避险车道上停下来的失控车辆仍具有惯性
【答案】C
【解析】A．小石子增大了地面的粗糙程度，可以増大失控车辆与避险车道之间的摩擦力，故A正确，不符
5 / 16合题意；
B．动能的大小和速度有关，物体质量不变时其速度减小，动能会随之减小，故B正确，不符合题意；
C．失控车辆撞击废旧轮胎时，将动能转化成废旧轮胎的弹性势能，故C错误，符合题意；
D．一切物体都有惯性，故D正确，不符合题意。故选C。
11.（2020 河南）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，图 6 所示的频闪照片记录了竖直下落的小
球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A.小球的重力势能逐渐增大；
B.小球的机械能逐渐减小；
C.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多；
D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多慢
【答案】D。
【解析】A 选项小球下落重力势能减小，故错误；
B 选项忽略空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故错误；
C 选项 ab 段长度小于 cd 段，重力相同，作用大小与下落距离成正比，ab 段做功小于 cd 段，故错误；
D 选项，ab 段做功小于 cd 段做功，而用时相当，所以 ab 段功率小于 cd 段做功，D 正确。
12.（2020 南通）在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，将纸锥从高处释放。若纸锥竖直下落时，受到的
空气阻力随下落速度的増大而增大，则纸锥在空中竖直下落过程中，下列情形可能的是（ ）。
A. 速度先增大后不变 B. 速度先增大后减小
C. 动能转化为重力势能 D. 机械能先増大后减小
【答案】A。
【解析】AB．纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的増大而增大，开始下落时重力大于阻力，合
力向下，所以下落速度增大，当受到的空气阻力增大到与重力相等时，合力为零，纸锥下落的速度不变，
故A项符合题意，B不符合题意；
C．纸锥刚开始加速下落时一部分重力势能转化为动能，当纸锥匀速下落时，重力势能减小，动能不变，
重力势能转化为其它形式的能，故C项不符合题意；
D．纸锥下落过程中，有空气阻力作用，所以机械能一直减小，故D项不符合题意。故选A。
13．（2020 连云港）如图所示，某同学进行爬竿训练，爬上竿顶后，再从竿顶顺竿滑到地面，每次所用
时间各不相同，下列说法正确的是（ ）
6 / 16A．向上爬竿过程中动能转化为重力势能
B．下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变
C．向上爬竿时受到的摩擦力方向向上
D．下滑时间短的那次速度大，重力做的功多
【答案】C
【解析】A、向上爬竿过程中，人具有动能，高度增大，重力势能变大；重力势能变大是由于人对外做功，
不是动能转化为重力势能，故A错误；
B、从竿顶顺竿滑到地面，每次所用时间各不相同，说明人运动的速度是变化的，在竖直方向上人受到重
力和摩擦力的作用，这两个力不一定是平衡力，所以摩擦力可能变化的，故B错误；
C、向上爬竿时，人的手给竿一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则竿会给人的手一个向上的
力，即摩擦力，所以受到的摩擦力方向向上，故C正确；
D、由于下滑的高度相同，根据W＝Gh可知，所做的功是相同的，故D错误。故选：C。
14.（2020广州）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力
势能如图所示，则球在M点的（ ）
A．速度比在S点的大
的
B．机械能大于在S点
C．机械能等于在S点的
D．离地高度比在S点的低
【答案】B
【解析】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题
意；
7 / 16BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点
的机械能，故B符合题意，C不符合题意；
D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题
意。故选B。
15.（2020 南京）如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等
高，下列说法正确的是（ ）。
A. 球在B、C两点的动能相等；
B. 球在A、D两点的机械能相等；
C. 球从B点到O点的过程中机械能减少；
D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少
【答案】C。
【解析】A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机
械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误；
B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确；
D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选C。
二.多项选择题（在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目的要求，全选对得3分，选不
全得1分，有错的选项不得分，每小题3分，本大题共1分）
16.（2020威海）在一次沿直杆滑降训练中，消防员从5m高处滑到离地面20cm处悬停，先后经历了a､b､
c､d四个阶段（每个阶段经历的时间相同）。整个训练过程，速度随时间变化的规律如图所示，下列说法
正确的是（ ）
A．消防员的重力在b阶段做功最多
B．只有b阶段，消防员处于平衡状态
C．消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D．a阶段，滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力
8 / 16【答案】AD
【解析】A．消防员的重力在a、b、c阶段做功，d阶段不做功，而a阶段处于匀加速过程，速度从0到
v，平均速度小于v，b阶段处于匀速过程，速度为v，而c阶段处于匀减速过程，速度从v到0，平均速度
小于v，由于每个阶段经历的时间相同，因此b阶段的距离最大，做功最多，故A正确；
B．b阶段处于匀速运动状态，消防员受力平衡，处于平衡状态，d阶段处于悬停状态，也是平衡状态，故
B错误；
C．消防员在d阶段在没有移动距离，没有克服摩擦力做功，故C错误；
D． a阶段，消防员处于匀加速过程，消防员受到的摩擦力小于重力，滑杆受到的摩擦力与消防员受到的
摩擦力为相互作用力，大小相等，即滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力，故D正确。故选AD。
17.（2020北京）如图所示为游乐园的过山车运行的情境，下列说法正确的是（ ）
A．过山车从高处加速滑下的过程中，动能增加
B．过山车从高处加速滑下是由于受到惯性的作用
C．过山车从低处上升的过程中，重力势能增加
D．过山车从低处上升的过程中，重力势能转化为动能
【答案】AC
【解析】A．过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，速度增大，所以动能增加，故A正确；
B．过山车从高处加速滑下是因为受重力的作用，故B错误；
C．过山车从低处上升的过程中，质量不变，高度升高，所以重力势能增加，故C正确；
D．过山车从低处上升的过程中，动能减小，重力势能增大，且克服阻力做功，将动能转化为重力势能和
内能，故D错误。故选AC。
18.（2020鄂尔多斯）蹦床运动逐渐进入了大众生活。下列有关对蹦床者的分析，正确的是
A．下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大
B．被蹦床弹起的过程中，弹性势能转化为重力势能
C．从接触蹦床到下落至最低处的过程中，弹性势能转化为动能
D．在空中上升过程中，动能转化为重力势能
【答案】AD
9 / 16【解析】A．下落过程重力势能转化为动能，与蹦床接触的瞬间动能最大，故A正确；
B．被蹦床弹起的过程中，弹性势能转化为重力势能和动能，故B错误；
C．从接触蹦床到下落至最低处的过程中，动能转化为弹性势能，故C错误；
D．在空中上升过程中，高度变高，速度减小，是动能转化为重力势能，故D正确。故选AD。
19.（2020衡阳）将不同质量的钢球从如图所示光滑轨道ABCD上的A点释放，通过水平面BC，运动到斜面
CD上的过程中，下列相关解释中正确的有（）
A．从A运动到B的过程中重力势能转化为动能
B．钢球在水平面BC上由于受到惯性，所以能继续向前运动
C．钢球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一对平衡力
D．钢球的质量越大，到达B点时的速度越大
【答案】AC
【解析】A、从A运动到B的过程中，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动
能，故A正确；
B、钢球在水平面BC上由于具有惯性，所以能继续向前运动，惯性是一种性质，不能说受到惯性，故B错
误；
C、钢球在斜面CD上受到的重力和支持力没有在同一条直线上，不是一对平衡力，故C正确；
D、从A点滑下，到达B点时，由于下降的高度相同，则速度相同，速度大小与质量无关，故D错误。
故选：AC。
二．填空题(每空1分,共16个空，本大题共16分)
20.（2020黔东南）浸没在水中的长方体金属块，上、下表面受到水的压力分别为2N、10N，该金属块受到
的浮力为 N，金属块的体积为 m3。若上表面距离水面的深度为0.4m，现用3N的力把
金属块提升0.1m，则此力对物体做的功为 J，此时金属块受到的浮力将 （选填“变
大”、“不变”或“变小”）(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10 N/kg）。
【答案】 (1). 8 ； (2). 8×10-4 ； (3). 0.3 ； (4). 不变。
【解析】[1]该金属块受到的浮力为：
[2]由 可得：
[3]此力对物体做的功为：
[4]由 可得，把金属块提升0.1m，金属块排开水的体积不变，故金属块受到水的浮力不变。
21.（2020天水）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与
容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示
（g＝10N/kg），则：当t＝140s时，物块M在水中处于 （选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态；
当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是 ；图乙中a的值是 ；40～140s时段，浮力对物体做
10 / 16功是 。
【答案】 (1). 漂浮 (2). (3). (4). 0.32J
【解析】[1]正方体物块M的体积：
物块M的质量：
物块M的密度：
即物块的密度小于水的密度，由图象可知：当 时，水的深度为 ，大于正方体物块 的
棱长为 ；则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态。
[2]当 时，注入水的体积：
则注入水的重力：
因容器为方形容器，且此时物块处于漂浮状态，所以此时水对容器底部的压力
[3]由图象分析可知，当 时，物块 刚好处于漂浮状态，则：
根据 可得此时物块 排开水的体积：
由 可得，此时水的深度：
[4]在 时段，物块 上升的高度（等于水面上升的高度）： 则该
过程中浮力对物体做功：
22.（2020 恩施）国产雪龙2号极地科考破冰船配备15000kW总动力，能以2~3节的航速在冰厚1.5米的条
件下连续破冰航行。2019年11月23日，雪龙2号完成了南极中山站附近的航道破冰任务。若此次破冰所
用功率为6000kW，向前破冰行驶速度是3.6km/h，则破冰船产生的向前推力大约是______N。
【答案】6×106。
11 / 16【解析】据P=Fv得，破冰船向前的推力： 。
23.（2020 通辽）假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时，恰好后
面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处
时，小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处，小汽车______（选填“已经”或“没有”）超速；若此时小
汽车的功率为80kW，它受到的阻力为______N。（此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”）
【答案】(1)已经；(2)1.8×103N。
【解析】由 可得，客车从标识牌0m处行驶至100m处所用的时间：
由题意可知，小汽车从标识牌0m行驶至200m所用时间：
小汽车的速度：
高速公路限速120km/h，即小汽车已经超速。
由 ：可得小汽车此时的牵引力： 。
24.（2020绍兴）2020年5月5日，我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务，图为起飞阶
段加速上升的火箭，该过程中，内部的新型返回舱的动能__________（选填“增大”、“减小”或“不
变”），火箭整体的机械能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 (1). 增大 (2). 增大
【解析】[1][2]火箭加速上升时，内部的新型返回舱的速度变大，动能变大；高度增大，重力势能增大，
火箭整体的机械能增大。
25．（2020 河北）蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所
能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为
能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的 能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，
所以游戏者在B点时 （选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
12 / 16【答案】(1)动；(2)弹性势；(3)不是。
【解析】游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能；
从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大；
到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为0，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。
四．简答题（26题3分；27题3分。本大题共6分）
26.（2020 黔西南州）用图所示的装置来探究物体动能跟哪些因素有关。实验时，让钢球A从斜面某一高
度滚下，在水平面上运动，将木块B撞出一段距离。
（1）此实验是通过比较什么物理量来判断钢球在水平面上撞击木块时动能的大小的?
（2）当要研究钢球动能的大小与速度关系时，应该怎么操作?为什么?
（3）猜想一下：如果斜面和水平面都是光滑的，把木块B固定在水平面上，钢球A与木块碰撞时无能量损
失，那么钢球被木块反弹后可能会运动到斜面什么位置?
【答案】见解析
【解析】(1)钢球在水平面上将木块撞出的距离越远，钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能越大，
所以通过木块撞出的距离来判断钢球动能的大小。
(2)高度不同，钢球具有的重力势能不同，到斜面底端时具有的动能不同，运动到水平面时的速度就不同，
让同一钢球分别从斜面不同高度滚下，来研究钢球动能的大小与速度关系。
(3)如果斜面和水平面都是光滑的，则机械能守恒，所以钢球被木块反弹后会上升到出发点的位置。
27.（2020抚顺）如图所示是射箭时手拉弓弦时的情景，为了防止手指受伤，射箭者要使用手指皮垫。请
根据你所学过的物理知识，回答下面的问题：
（1）手指皮垫的作用是什么？
（2）箭被射出时具有的动能是由哪种形式的能量转化而来的？
13 / 16（3）箭射出后为什么还能继续向前运动？
【答案】(1)减小压强；(2)弹性势能；(3)具有惯性
【解析】(1)手指皮垫是通过增大受力面积来减小压强的。
(2)箭被射出时，弹性势能减小，动能增大，弹性势能转化为动能。
(3)箭射出后，由于具有惯性，还能继续向前运动。
五．实验题（ 28题12分；29题 6分。本大题共18分）
28.（2020雅安）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和
M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，
实验过程如图所示。
（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________（选填“控
制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将_____（选填“能”或“不能”）达到探究目
的。
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关。
（3）小丽根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？_____（选填“正
确”或“错误”），理由是：_________________。
（4）另同学用图所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h>h）由
2 1
静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_____（选
填“正确的”或“错误的”）。
【答案】 (1). 转换法 (2). 不能 (3). 速度 (4). 错误 (5). 没有控制速度一定
(6). 错误的
【解析】(1)[1]实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究
问题的方法是转换法；
[2]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动
的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
(2)[3]由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与速度有关。
(3)[4][5]小丽的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图
14 / 16中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。
(4)[6]图所示的方法中为控制水平面的粗糙程度相同，故结论是错误的。
29.（2020 大连）某同学猜想重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究“重力势能的大小与高度
是否有关”时，所用的实验器材有：金属球、尖桌腿的小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图甲所示。
（1）该实验可以通过比较______来 判断出金属球重力势能的大小。依据是金属球对小桌______越多，金
属球具有的重力势能就越大。
（2）请设计出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。________
（3）实验时，该同学发现：由于金属球的撞击点偏离桌面中央较大，使小桌倾斜较大，甚至被撞翻。于
是他改进了实验装置，如图乙所示，较好地解决了这个问题。他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属
球，将沙面抹平；__________；由静止开始释放金属球，观察实验现象。
【答案】（1）小桌陷入细沙的深度 （2）见下表 （3）将金属球分别拉到不同高度
金属球距桌面 小桌桌腿陷入 金属球的重力
实验次数
的高度/cm 细沙的深度/cm 势能大小
1
2
3
【解析】(1)[1] [2]金属球的重力势能越大，对小桌做功越多，小桌陷入沙子的程度越深。因此从小桌陷
入沙子的程度可以看出金属球重力势能的大小。金属球对小桌做功越多，金属球重力势能越大。
(2)[3]一般情况下，为了避免偶然性，至少要进行三次实验。要探究“重力势能的大小与高度是否有关”
时，实验中通过小桌陷入细沙的程度来观察金属球重力势能大小情况，所以表格中要体现实验次数、金属
球被举高的高度、小桌陷入细沙的程度以及金属球重力势能的大小。
(3)[4]要探究“重力势能的大小与高度是否有关”，需要将金属球拉到一定高度，由静止释放，观察实验
现象。所以他的主要操作是：每次实验时，先拉起金属球，将沙面抹平；将金属球拉到不同高度；由静止
开始释放金属球，观察实验现象。
六．计算题（30题9分；31题9分。本大题共18分）
30.（2020 朝阳）某旅行车满载时总质量为8t， 车轮与地面接触的总面积为0.4m2。求：
(1)旅行车满载静止在水平地面上，对地面的压强是多少？
(2)如果在某路段，旅行车牵引力的功率恒定为72kW，当它以 的速度匀速行驶时，受到的阻力是
多少？
(3) 2020年的年底，朝阳至北京的高铁将开通，该段铁路线长约450km，若高铁列车全程以360km/h的最
15 / 16高设计速度行驶时，受到的阻力为1.4×105N，则列车从朝阳到北京需要多少小时？列车要克服阻力做多
少功？
【答案】(1) ；(2) ；(3) ， 。
【解析】(1)旅行车满载静止在水平地面上，对地面的压强为：
(2)由 可得旅行车的牵引力：
因车做匀速直线运动，故处于平衡状态，受平衡力的作用，则有
(3)由 可得列车从朝阳到北京需要的时间：
列车要克服阻力做的功为：
答：(1)旅行车满载静止在水平地面上，对地面的压强是 ；(2)受到的阻力是 ；(3)列
车从朝阳到北京需要 ，列车要克服阻力做功为 。
31.（2020 天门）如图甲，用电动叉车搬运重为5000N的货物，从A点水平移动到B点，用时20s；然后
从B点匀速提升到C点，又用时5s,搬运过程中货物始终水平放置，各点间距离如图乙所示｡求
(1)叉车在AB段的平均速度｡
(2)叉车在AB段对货物的支持力做的功。
(3)叉车在BC段对货物做功的功率。
【答案】(1)2m/s；(2)0J；(3)1500W。
【解析】(1)叉车在AB段的平均速度为∶
(2)由于在AB段，叉车对货物的支持力是竖直向上的，移动距离沿水平方向，力的方向与距离的方向垂直
（或沿力的方向没有移动距离），故此过程中支持力不做功，为0J｡
(3)在BC段，支持力做的功为∶
BC段叉车对货物做功的功率为∶ 。
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