專題04《機械能與內能》壓軸培優(yōu)題型訓練【十一大題型】TOC\o"1-3"\h\u一．探究影響物體動能大小的因素（共5小題）二．探究影響物體動能大小的因素-動能與速度的關系（共2小題）三．探究影響物體動能大小的因素-動能與質量的關系（共2小題）四．探究影響物體動能大小的因素-動能大小的現象表現（共6小題）五．探究影響物體重力勢能大小的因素-重力勢能與高度的關系（共2小題）六．探究影響物體彈性勢能大小的因素（共2小題）七．探究影響物體彈性勢能大小的因素-彈性勢能與彈性材料的關系（共2小題）八．動能和重力勢能的相互轉化（共6小題）九．分子的熱運動（共3小題）十．熱傳遞的方向與條件（共5小題）十一．做功改變物體的內能（共4小題）一．探究影響物體動能大小的因素（共5小題）1．小華總結所做過的力學探究實驗，發(fā)現：（1）圖甲實驗：讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下后，分別在毛巾、棉布、木板上滑行直到靜止。由實驗可知：平面越光滑，小車所受的阻力越小，速度減小的越慢，小車運動的距離越遠。（2）圖乙實驗：用彈簧測力計拉著木塊在水平桌面上做勻速直線運動，根據二力平衡原理可知彈簧測力計的示數就等于摩擦力的大小。（3）圖丙實驗：讓質量相同的鋼球從同一斜面的不同高度滑下，是為了探究動能與速度的關系，鋼球動能的大小是通過木塊被撞擊后移動的距離來判斷的?！敬鸢浮浚?）遠；（2）二力平衡；（3）速度；木塊被撞擊后移動的距離?！窘獯稹拷猓海?）由實驗現象可知，平面越光滑，小車所受的阻力就越小，速度減小得越慢，小車運動的距離就越遠；（2）用彈簧測力計拉動木塊，使其做勻速直線運動，所以拉力和摩擦力是一對平衡力，摩擦力大小等于拉力。（3）讓質量相同的鋼球從同一斜槽的不同高度滑下，小球的質量相同，速度不同，研究動能大小與速度的關系，用到了控制變量法；觀察木塊被撞擊后移動的距離來判斷鋼球動能的大小，用到了轉換法。故答案為：（1）遠；（2）二力平衡；（3）速度；木塊被撞擊后移動的距離。2．如圖是探究“物體動能的大小與哪些因素有關？”的實驗示意圖。（1）實驗要探究的是物體動能的大小與物體速度和質量的關系。（2）實驗中探究的是A（填“A”或“B”）物體的動能，物體動能的大小是通過s（填“s”或“h”）的大小來反映的?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）動能大小與物體的速度和質量有關，所以實驗要探究的是物體動能的大小與物體速度和質量的關系；（2）實驗中探究的是小球A的動能，小球A的動能越大，對物體B做的功越多，物體B移動的距離就越遠，故物體動能的大小是通過s的大小來反映的。故答案為：（1）速度；（2）A；s。3．如圖所示，是探究“動能的大小與哪些因素有關”的實驗：（1）用質量不同的A、B兩個小球（mA＞mB）碰撞靜止在同一水平面上的紙盒。實驗中控制小球的高度相同，是為了控制兩球到達底端時速度相同；實驗中通過觀察紙盒被推動的距離的大小，可以比較A、B兩個小球的動能的大??；（2）比較（甲）與（丙）兩實驗可知，小球動能的大小與小球的質量有關；（3）本次實驗采用了物理學中最常用的2種實驗方法，即控制變量法和轉換法?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）小球從斜坡的同一高度釋放，小球滾下到達水平面的速度相等；實驗中通過紙盒被撞擊后被推動的距離來反映小球動能的大小，且紙盒移動的距離越大，說明小球的動能越大；（2）讓質量不同的小球從斜坡上同一高度由靜止滑下，這樣控制了小球的速度相同，質量不同，所以使為了研究動能大小與質量的關系；（3）通過觀察紙盒被推動距離的遠近來判斷動能的大小，是一種轉換的思想，這種方法叫轉換法。故答案為：（1）速度；紙盒被推動的距離的大小；（2）質量；（3）轉換法。4．在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，小麗同學設計了如圖所示甲、乙、丙三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止。（1）要探究動能大小與物體質量的關系應選用甲、乙兩圖；實驗中應保證高度相同，為了達到這一目的所采取的具體操作方法是讓鐵球從同一斜面的同一高度由靜止開始運動。（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是質量相同的物體，運動的速度越大，它具有的動能就越大。（3）該實驗是通過觀察紙盒被撞擊后移動的距離來比較鐵球動能的大小，從而得出結論的。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）要探究動能大小與物體質量的關系，應保持小球的速度相同，質量不同，所以應使質量不同的小球從斜面的同一高度由靜止?jié)L下，因此要選擇甲、乙兩圖；（2）甲、丙兩次實驗，球的質量相同，甲滾下的高度大于丙滾下的高度，甲將紙盒推動得更遠，說明動能更大，可得質量相同的物體，運動速度越大，它具有的動能就越大；（3）該實驗是通過觀察紙盒被撞擊后移動的距離來比較鐵球動能的大小的，這種方法是轉換法。故答案為：（1）甲、乙；高度；讓鐵球從同一斜面的同一高度由靜止開始運動；（2）質量相同的物體，運動的速度越大，它具有的動能就越大；（3）紙盒被撞擊后移動的距離。5．小明同學在做“探究物體的動能與什么因素有關”的實驗中，設計了如圖實驗，用一條沒有彈性的細繩吊著一個實心鐵球制成單擺，將一滑塊放到滑槽上并使之左端剛好在懸點O的正下方，小明進行了以下三步實驗操作。步驟一：將鐵球挪到a點位置靜止釋放，打到滑塊上，記錄滑塊在滑槽上移動的距離s1。步驟二：將滑塊擺放到原處，將小球挪到b點位置靜止釋放，打到滑塊上，記錄滑塊在滑槽上移動的距離s2。步驟三：換一等體積的實心鋁球，將鋁球挪到b點位置靜止釋放，打到擺放在原處的滑塊上，記錄滑塊在滑槽上移動的距離s3。（1）小明同學進行“步驟一”和“步驟二”的實驗，是想探究動能大小與速度的關系。（2）該實驗中物體的動能是指B（選填序號）。A．小球在撞擊滑塊前的平均動能B．小球撞擊滑塊時的動能C．小球撞擊滑塊后的動能D．滑塊的動能（3）請你根據已學的知識判斷s2和s3的大小關系是：s2大于s3（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）分析步驟一、二，可以發(fā)現：采用了同一物體，質量是不變的，從不同高度處滾下，速度是不同的，是想探究動能大小與速度的關系；（2）小球動能的大小是通過比較木塊被推動距離的長短得出的，該實驗中物體的動能是指小球撞擊滑塊時的動能。（3）步驟二中鐵球和步驟三中鋁球的體積相同，鐵的密度大于鋁的密度，所以鐵球的質量大于鋁球的質量；兩球初始高度相同，撞擊滑塊時的速度相同，鐵球的動能大于鋁球的動能，撞擊滑塊后，滑塊滑動的距離遠些，所以s2大于s3。故答案為：（1）速度；（2）B；（3）大于。二．探究影響物體動能大小的因素-動能與速度的關系（共2小題）6．在“研究決定物體動能大小的因素”的實驗中，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。（1）實驗中，探究的動能是指B。A.小球在斜面上的動能B.小球撞擊木塊時的動能C.小球撞擊木塊后的動能D.木塊被小球撞擊后的動能實驗次數鋼球的質量m/g鋼球下落高度h/cm木塊滑行的距離s/cm1301035230206533030（2）從上表數據可以看出，實驗中控制了質量相同，從而探究動能與速度的關系。（3）第3次實驗，木塊被撞后因滑出木板，無法記錄數據，需要重做第3次實驗。甲同學建議換用粗糙程度相同的長木板，乙同學建議換一個質量較大的木塊。你認為應當采用甲同學的建議。（4）由上述實驗數據和現象可以得出結論：質量相同時，物體的速度越大，動能越大。（5）完成實驗后，同學們聯想到探究牛頓第一定律時，也用到斜面。實驗時讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，觀察小車在三個粗糙程度不同的水平面上滑行的距離。小車在這三個表面上滑行的過程中，克服摩擦力做功相等（填“相等”或“不相等”）?！敬鸢浮浚?）B；（2）質量；速度；（3）甲；（4）質量相同時，物體的速度越大，動能越大；（5）相等?！窘獯稹拷猓海?）實驗中，探究的動能是指小球撞擊木塊時的動能，故選B；（2）分析表格數據可知實驗控制小球的質量相同，通過改變鋼球下落的高度改變鋼球到達水平面的速度；（3）第3次實驗，木塊被撞后因滑出木板，根據控制變量法可知需換用粗糙程度相同的長木板，故采用甲的建議；（4）實驗數據和現象可以得出結論質量相同時，物體的速度越大，動能越大；（5）同一小車從同一斜面的同一高度由靜止自由滑下，小車到達水平面時的動能相同，所以克服摩擦力做功相同。故答案為：（1）B；（2）質量；速度；（3）甲；（4）質量相同時，物體的速度越大，動能越大；（5）相等。7．如圖是我們“探究物體動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置。（1）該實驗是通過用控制變量的研究方法，研究小車（選填“小車”或“木塊”）的動能大小和哪些因素有關的；通過觀察木塊被推動距離的遠近來判斷動能的大小。（2）本實驗用同一輛小車是為了控制質量相同，探究動能大小與運動速度關系的，根據你所學的知識得出的結論結論是質量一定時，物體的速度越大，動能越大（3）假如圖中的水平面絕對光滑，則用圖中的裝置能否進行探究動能大小的實驗？不能，你判斷的理由是：如果水平面絕對光滑，木塊則不會受到摩擦阻力，將會保持原來的運動狀態(tài)一直勻速直線運動下去。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）實驗中讓小車從斜面上由靜止滑下，通過觀察小車推動木塊距離的遠近來判斷小車對木塊做功的多少，確定小車動能的大??；（2）本實驗用同一輛小車是為了控制質量相同，研究動能大小和運動速度的關系；得出的結論是：質量一定時，物體的運動速度越大，動能越大；（3）如果水平面絕對光滑，木塊則不會受到摩擦阻力，將會保持原來的運動狀態(tài)一直勻速直線運動下去，就無法判斷小車對木塊做功的多少，即無法判斷小車動能的大?。还蚀鸢笧椋海?）小車；木塊被推動距離的遠近；（2）質量；運動速度；質量一定時，物體的運動速度越大，動能越大；（3）不能；如果水平面絕對光滑，木塊則不會受到摩擦阻力，將會保持原來的運動狀態(tài)一直勻速直線運動下去。三．探究影響物體動能大小的因素-動能與質量的關系（共2小題）8．小明為了探究動能的大小與哪些因素有關，他設計了如圖甲、乙所示的實驗。讓質量相同的兩個鋼球沿同一光滑圓形軌道分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示。讓不同質量的兩個鋼球沿同一光滑斜面分別從A處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示。（1）上述甲、乙兩組實驗中：要探究動能與物體運動速度的關系應選用甲圖；乙圖中讓不同質量的兩個鋼球從同一高度滾下的目的是使鋼球到達斜面底端與紙盒相碰時速度相同（2）小文所在的物理興趣小組借助速度傳感器和其它儀器得出了兩組數據，如表一和表二所示。表一（鋼球撞擊的速度為v＝8cm/s）序號鋼球質量/g木塊滑行距離/cm18102162032430表二（鋼球質量為m＝100g）序號鋼球撞擊速度/（cm/s）木塊滑行距離/cm110102204033090由表一可得出：速度相同時，物體的質量越大，動能越大。分析兩表給出的數據，可以得出：速度（選填“質量”、“速度”）對物體的動能影響較大?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）①要探究動能與物體運動速度的關系，即需控制鋼球的質量，改變鋼球的運動速度，即改變鋼球在斜面上的高度，故應該是甲圖；②乙圖中讓不同質量的兩個鋼球從同一高度滾下的目的是為了控制鋼球到達斜面底端與紙盒相碰時速度相同；（2）表一，物體速度一定時，鋼球的質量越大，推動木塊運動越遠，鋼球的動能越大，所以物體的運動速度一定時，物體的質量越大，物體的動能越大。表二，物體的質量一定時，鋼球的速度越大，推動木塊運動越遠，鋼球的動能越大，所以物體的質量一定時，物體的運動速度越大，物體的動能越大。綜合兩表發(fā)現：質量變?yōu)樵瓉淼?、3倍時，木塊滑行的距離變?yōu)樵瓉淼?、3倍；而速度變?yōu)樵瓉淼?、3倍時，木塊滑行的距離變?yōu)樵瓉淼?、9倍；由此可見速度對物體的動能影響較大。故答案為：（1）甲；使鋼球到達斜面底端與紙盒相碰時速度相同；（2）大；速度。9．小勝用如圖1所示的實驗裝置探究影響物體動能大小的因素。一些物體的動能行走的牛約60J跑百米的運動員約3×103J飛行的步槍子彈約5×103J（1）本實驗運用的物理研究方法是控制變量法和轉換法；（必填兩種）（2）小勝通過實驗探究，發(fā)現質量和速度都是影響動能大小的因素，得出實驗結論后，又提出了新的問題：物體的質量和速度對物體動能的影響一樣大嗎？小勝查閱了相關資料，收集了一些物體的動能（如表所示），結合生活經驗分析表中數據，你認為在“質量”和“速度”這兩個因素中，對物體動能影響較大的是速度。（3）如圖2為某段道路的標志牌，請結合所學知識解釋：對不同車型限定不一樣的最高行駛速度：速度相同時，質量越大動能越大。（4）用如圖1中的使用裝置和器材探究阻力對物體運動的影響，必須增加的器材是B（請從以下三個選項中選擇）。A、傾斜程度不同的斜面B、粗糙程度不同的水平面C、質量不同的鋼球【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）由于動能的大小與質量和速度有關，所以我們研究動能大小與物體質量的關系，必須控制小球的速度相同，這就是我們常用的控制變量法；探究物體動能大小與哪些因素有關時，物體動能的大小無法直接體驗，所以通過小球對木塊外做功的多少來體現小球動能的多少，即通過木塊被推動的距離來判斷小球動能的大小，用到的是轉換法；（2）由表中的數據知牛的質量大，速度小，動能?。蛔訌椀馁|量小，速度大，動能大，說明速度對物體動能的影響更大；（3）在相同的道路上，不同車型的機動車質量不同，速度相同時，質量大的動能大，制動距離大，質量小的動能小，制動距離小，當制動距離相同時，不同車型限速就不同；（4）探究阻力對物體運動的影響，需要比較小車在不同表面上運動的距離，據此可知必須增加的器材是粗糙程度不同的水平面，故B正確。故答案為：（1）控制變量法和轉換法；（2）速度；（3）速度相同時，質量越大動能越大；（4）B。四．探究影響物體動能大小的因素-動能大小的現象表現（共6小題）10．為探究“物體的動能跟哪些因素有關”，某同學利用斜面，鋼球，木塊等器材進行了如圖所示的實驗。（1）實驗中通過比較木塊移動的距離來反映鋼球動能的大小。（2）將小球放在同一高度由靜止開始沿斜面滾下是為了控制小球到達斜面底端時的速度相同。（3）若要探究動能大小與質量的關系，應該選擇甲、丙兩個圖進行實驗。（4）木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力不變（選填“變大”“變小”或“不變”），克服摩擦力做功的功率變?。ㄟx填“變大”“變小”或“不變”）。（5）本實驗裝置的水平面如果絕對光滑，還能得出結論嗎？不能（忽略空氣阻力）（選填“能”或“不能”），原因是木塊做勻速直線運動?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）在研究動能大小與什么因素有關時，我們是通過觀察鋼球推動木塊移動的距離來反映小球動能大小的，采用的是轉換法的思想；（2）把小球放在同一高度由靜止開始沿斜面滾下是為了控制小球到達斜面底端時的速度大小相等；（3）甲、丙兩組實驗中物體的質量不同，其高度相同，甲、丙實驗可得出物體的動能與質量的關系；（4）木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力是滑動摩擦力，與壓力大小和接觸面粗糙程度有關，二者不變，滑動摩擦力不變；克服摩擦力做功的功率P＝fv可知，滑動摩擦力f不變，速度減小，木塊在水平面上滑動時，克服摩擦力做功的功率變?。唬?）如果水平面絕對光滑，小球推木塊運動時，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知木塊將永遠運動下去；木塊通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定，所以小球動能的大小就無法比較。故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）小球到達斜面底端時的速度；（3）甲、丙；（4）不變；變?。唬?）不能；木塊做勻速直線運動。11．在探究“物體的動能與質量和速度是否有關”實驗中，小明先探究“物體的動能與質量是否有關”，所用的器材有：一個用長木板搭成的斜面；三個質量不同的實心鐵球；一個木塊，各器材的組裝示意圖如圖甲所示。（1）每次實驗時，都要將鐵球從斜面的同一高度由靜止釋放，其目的是控制到達水平面時的初速度相同。（2）鐵球動能的大小是通過木塊移動的距離來間接反映的。（3）某同學對小明的實驗方案進行改進：不用木塊，在木塊的位置上固定一個面積較大的擋板，在擋板前面貼上足夠厚的長方體橡皮泥，如圖乙所示，每次實驗后都要換上另一塊相同的橡皮泥。此外，還需要對小明的方案進行怎樣相應的調整？換成3個體積形狀完全相同，質量不同的其他金屬球。（如果需要，可增加其他器材）【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）根據實驗的要求可知，從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達水平面速度相同，該實驗的目的是研究鐵球的動能大小與質量的關系；（2）實驗中，是通過觀察木塊移動的距離的大小，來說明鐵球對木塊做功的多少，從而判斷出鐵球具有的動能的大小，這是轉換法的運用；（3）實驗時要多次試驗，以便得出普遍規(guī)律。如圖2所示，每次實驗后都用同一鐵球，這是不合理的，要換成3個體積形狀完全相同，質量不同的其他金屬球。故答案為：（1）同一高度；初速度相同；（2）木塊移動的距離；（3）換成3個體積形狀完全相同，質量不同的其他金屬球。12．如圖是探究“物體動能的大小與什么因素有關？”的實驗示意圖。（1）多次讓物體從斜面不同高度由靜止?jié)L下，該實驗要探究的是物體動能的大小與物體速度的關系。（2）該實驗物體的動能是指物體A的動能。（選填“A”或“B”）。（3）該實驗物體動能的大小是通過物體B移動的距離來反映的。（4）該實驗物體的速度是指物體A從斜面由靜止?jié)L下與物體B碰撞時碰前A（選填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通過高度（選填“高度”或“質量”）來改變的。（5）實驗中為了研究物體動能與物體質量的關系。應改變物體A（選填“物體A”或“物體B”）的質量，多次讓物體從斜面同一高度由靜止?jié)L下。（6）物體B最終能停下來的主要原因是物體B受到水平地面的摩擦力的作用；在此過程中通過做功的方式把機械能轉化為內能。（7）若小球在如圖乙AOB所示光滑軌道由A點靜止開始自由滑下，沿軌道AOB到達B點后離開軌道，且無空氣阻力，離開B點后最符合題意的運動軌跡是c（a/b/c/d/）?！敬鸢浮浚?）速度；（2）A；（3）物體B移動的距離；（4）碰前A；高度；（5）物體A；（6）物體B受到水平地面的摩擦力作用；機械能；內能；（7）c。【解答】解：（1）動能的大小與物體的質量和速度都有關系，多次讓物體從斜面不同高度由靜止?jié)L下時，物體的質量不變，在平面上開始運動時的速度不同，因此要探究的是物體動能的大小與物體運動速度的關系；（2）該實驗研究的主體是物體A，研究的是物體A動能的大小與速度和質量的關系；（3）該實驗中物體A動能的大小是通過物體B被撞距離的遠近體現的，B被撞的越遠，說明小球的動能越大，被撞的越近，說明小球的動能越小，這里采用了轉換法的思想；（4）該實驗物體的速度是指物體A從斜面上靜止?jié)L下與物體B碰撞時碰撞前A的速度，這個速度的大小是通過控制物體A在斜面上的高度改變的；（5）為了研究物體動能與物體質量的關系，實驗中多次讓物體從斜面同一高度上靜止?jié)L下時，控制了小球的速度，應改變物體A的質量；（6）物體B最終能停下來的主要原因是受到了水平面的摩擦力的作用，力改變了物體的運動狀態(tài)，此過程中克服摩擦做功，其機械能減小；（7）由題知，AOB為完全光滑軌道，所以，小球運動時其機械能守恒；小球從A點由靜止滑下，則小球的機械能等于A點時的重力勢能；整個過程中，機械能守恒，a虛線的最高點超過了A點的高度，這是不可能的；b虛線的最高點與A點的高度相同，而在b虛線的最高點時，小球仍具有向右運動的速度，所以b虛線表示小球的機械能大于A點的機械能，也是不可能的；c虛線的最高點低于A點，由于在最高點時小球仍運動，其總機械能可能與開始時的機械能相等，符合實際；d虛線中小球離開軌道時，由于慣性，應具有沿軌道方向向上運動的速度，則d虛線不可能。所以符合實際的是c；。故答案為：（1）速度；（2）A；（3）物體B移動的距離；（4）碰前A；高度；（5）物體A；（6）物體B受到水平地面的摩擦力作用；機械能；內能；（7）c。13．實驗小組的同學用如圖所示的裝置探究“物體動能的大小與質量和速度的關系”。將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。實驗數據如表：實驗組別鋼球質量/g鋼球下擺高度/cm木塊滑行距離/cm12030452202030340205846020（1）從上表看出，本實驗中研究動能大小與哪些因素有關的研究對象是鋼球。實驗中通過觀察木塊運動的距離來判斷研究對象的動能大小。（2）控制鋼球下擺高度不變，目的是保證鋼球在最低點時的速度不變。通過前3組數據中第兩組數據可以得出：在速度不變的情況下，物體的動能隨著其質量的增大而增大。（3）讓質量相同的鋼球從不同高度擺下，鋼球下擺高度增大，鋼球在最低點時的速度增大。從前3組數據中第1、2兩組數據可以得出：在質量不變的情況下，物體的動能隨著其速度的增大而增大。（4）在第4組實驗中，木塊被撞后滑出木板，需要重做本組實驗。甲同學建議換用同樣材質較長的木板，乙同學建議換一個較大的木塊，丙同學建議降低鋼球下擺的高度。你認為應當采用甲同學的建議?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）本實驗是目的是探究“物體動能大小與質量關系”，即鋼球的動能與質量的關系，故研究對象是鋼球；在該實驗中我們用到了轉換的方法，即將鋼球動能的大小轉化為其對木塊做功的多少來比較，即鋼球推動木塊運動的越遠，其對木塊所做的功就越多，即具有的動能就越大；反之就越小，故通過觀察鋼球推動木塊移動的距離的大小來判斷研究對象的動能的大?。唬?）讓鋼球從某一高度由靜止釋放，在向下擺動的過程中重力勢能減小，動能增大，所以鋼球在最低位置獲得的動能是由初始位置時的重力勢能轉化來的；鋼球動能的大小是通過鋼球對木塊做功的多少來體現出來的，木塊運動的距離越長，就表示鋼球的動能越大；（3）從表中數據可知，第1、2兩組數據鋼球的質量相同，鋼球下擺高度越大，木塊滑行距離越遠，可以得出：在質量不變的情況下，物體的動能隨著其速度的增大而增大；（4）2、3、4三次實驗的目的是探究動能的大小與質量的關系，所以第4次實驗應保證鋼球的質量、木塊的質量、鋼球下擺的高度都不變，現做實驗時木塊被撞后滑出木板，所以應換用同樣較長的木板，應采用甲的建議。故答案為：（1）鋼球；木塊運動的距離；（2）速度；（3）1、2；（4）甲。14．在探究“動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，小麗同學設計了如圖所示三次實驗，已知三個小球的質量m1＜m2＝m3，小球放在斜面上的高度h1＝h2＞h3讓球從同一光滑的斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面的木塊相碰，球與木塊在水平面上共同移動一段距離后靜止。（1）實驗中我們通過觀察木塊移動的距離來判斷鐵球動能的大小。（2）選用甲、乙兩圖，是為了探究動能大小與質量的關系，實驗中應控制小球速度相同，具體做法是讓鐵球從斜面的相同（選填“相同”或“不同”）高度由靜止?jié)L下。（3）為了探究動能的大小與物體運動速度的關系，應該讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，推動紙盒做功，應選用乙丙兩個圖來分析，并由此得出的初步結論是質量相同的物體，速度越大，動能越大?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）從甲、乙兩圖中可以看出，小球滑下的高度不同，即小球剛到水平面上時的速度不同，并且小球滑下時的高度越大，木塊被推動的距離越遠，所以距離越遠表明小球的動能越大。（2）選用甲、乙兩圖，小球的質量不同，高度相同，即是為了探究動能大小與質量的關系，實驗中應控制小球速度相同，具體做法是讓鐵球從斜面的相同高度由靜止?jié)L下。（3）為了探究動能的大小與物體運動速度的關系，應該讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，推動紙盒做功，應選用乙、丙兩個圖來分析，并由此得出的初步結論是：質量相同的物體，速度越大，動能越大。故答案為：（1）木塊移動的距離；（2）質量；相同；（3）乙丙；質量相同的物體，速度越大，動能越大。15．如圖1是研究“物體的動能跟哪些因素有關”的實驗裝置，小陽進行了如下的實驗：實驗1：讓同一鋼球A分別從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，將水平面上同一位置的木塊B推動了一段距離，比較木塊B被推動的距離；實驗2：改變鋼球的質量，讓不同質量的鋼球從同一高度由靜止開始滾下，將水平面上同一位置的木塊B推動了一段距離，比較木塊B被推動的距離；根據實驗請你回答下列問題：（1）本實驗中通過木塊的距離反映物體動能的大小，下列實例中也運用了這種研究問題方法的有BC（請?zhí)钸x項前的字母）A．認識聲波時，用水波進行類比B．用擴散現象來表示分子的無規(guī)則運動C．用海綿下陷的深度來表示壓力產生效果的強弱D．用光線來形象的表示光路（2）通過以上實驗獲得的結論可以用來解釋以下的現象：某段道路的交通標志牌如圖2所示：小型客車最高行駛速度不得超過100km/h；大型客車、載貨汽車最高行駛速度不得超過80km/h．對機動車的最高行駛速度進行限制主要是由于動能的大小跟物體的速度有關；而在同樣的道路上，對不同車型設定不一樣的最高行駛速度主要是由于動能的大小跟物體的質量有關?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）在研究“物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，利用木塊運動距離來比較物體的動能大小，用到的是轉換法。A、認識聲波時，用水波進行類比，用的是類比法，不符合題意；B、用擴散現象來表示分子的無規(guī)則運動，用的是轉換法，符合題意；C、用海綿下陷的深度來表示產生效果的強弱，用的是轉換法，符合題意；D、用光線來形象的表示光路，用的是模型法，不符合題意。（2）機動車質量一定，速度越快，動能越大，剎車時制動距離越大，容易出現交通事故，所以要限速行駛；在相同的道路上，不同車型的機動車質量不同，速度相同時，質量大的動能大，制動距離大，質量小的動能小，制動距離小，當制動距離相同時，不同車型限速就不同。故答案為：（1）木塊運動距離；BC；（2）速度；質量。五．探究影響物體重力勢能大小的因素-重力勢能與高度的關系（共2小題）16．在研究物體的重力勢能與哪些因素有關的實驗中，小民采用三個體積相同而質量不同的小球做實驗。實驗時分別將小球由某個高度自由落下，然后觀察在松軟的花泥上砸出的痕跡，從而判斷重力勢能的大小，實驗過程及現象如圖所示。（m鋼＞m玻＞m木）（1）實驗通過觀察花泥的凹陷程度，判斷重力勢能的大小。（2）實驗序號（a）、（b）、（c）是在研究重力勢能與質量是否有關，可以得出初步結論：當小球所處高度相同時，小球質量越大，小球重力勢能越大（3）分析實驗（a）、（d）、（e），可歸納得出初步結論：當小球質量相同時，小球所處高度越高，小球重力勢能越大【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）重力勢能是不易直接觀察的，所以該題中我們通過觀察花泥的凹陷程度反映重力勢能的大小。花泥下陷的越深，重力勢能越大；（2）若想研究重力勢能與質量的關系，即需選擇不同質量的球，讓其處于相同的高度，觀察其下落時砸花泥的凹陷程度即可，故選擇（a）、（b）、（c）三組實驗即可；實驗發(fā)現鋼球砸出的痕跡最深，說明重力勢能的大小與物體的質量有關，且質量越大，重力勢能越大，得出的結論是：當小球所處高度相同時，小球質量越大，小球重力勢能越大；（3）比較（a）（d）（e）三次實驗，兩次小球的質量相同，但所處高度不同，小球所處高度越高，落下來砸出的痕跡越深，說明小球具有的重力勢能越大。故答案為：（1）花泥的凹陷程度；（2）（a）、（b）、（c）；當小球所處高度相同時，小球質量越大，小球重力勢能越大；（3）當小球質量相同時，小球所處高度越高，小球重力勢能越大。17．如圖所示在探究影響重力勢能的因素時，三個小球的質量和在木樁上方的高度關系是m1＝m2＜m3，h1＝h3＜h2，我們通過觀察木樁陷入沙坑的深度來比較各小球重力勢能的大小。比較①②可得：當物體的質量相同時，高度越大，重力勢能也越大；比較①與③可得結論：當物體的高度相同時，質量越大，重力勢能也越大?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）圖中各小球重力勢能的大小是通過觀察木樁陷入沙坑的深度來反映的，因為重力勢能越大，在下落過程中轉化成的動能越大，其做功的效果會越明顯；（2）比較①②可得：兩球的質量相同，小球m2在木樁上方的高度大，撞擊木樁陷入沙坑的深度大，說明m2的重力勢能大，可得結論：當物體的質量相同時，高度越大，重力勢能越大；（3）比較①③可得：兩球在木樁上方的高度相同，小球m3的質量大，撞擊木樁陷入沙坑的深度大，說明m3的重力勢能大，可得結論：當物體的高度相同時，質量越大，重力勢能越大。故答案為：木樁陷入沙坑的深度；質量；高度；重力勢能；高度；質量，重力勢能。六．探究影響物體彈性勢能大小的因素（共2小題）18．小明看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠。小明猜想：彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關。（1）為驗證其猜想是否正確，他設計了如圖實驗（彈簧被壓縮后未超過其彈性限度）：如圖所示，將同一個彈簧壓縮不同（選填“相同”或“不同”）的長度，將小球置于彈簧的右端，松開后小球碰到同一位置的相同木塊上，分析比較木塊運動距離，從而比較彈簧彈性勢能的大小。（2）若水平面絕對光滑，本實驗將不能（選填“能”或“不能”）達到探究目的，理由是木塊做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠近。（3）小明根據實驗現象認為：小球推動木塊移動一段距離后都要停下來，所以彈簧、小球和木塊所具有的機械能最終都消滅了。你認為小明的觀點是錯誤的（選填“正確”或“錯誤”），理由是木塊克服摩擦做功，機械能轉化為內能。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）此題要改變彈簧的彈性形變大小，因此要將同一個彈簧壓縮不同的長度；運用轉換法，觀察木塊被推動距離的遠近來比較彈性勢能的大小。（2）若水平面絕對光滑，木塊就會做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠近，達不到探究目的。（3）小球推動木塊移動一段距離后都要停下來，是因為水平面有摩擦力，木塊克服摩擦做功，機械能轉化為內能，而不是機械能消失了。故小明的觀點是錯誤的。故答案為：（1）不同；運動距離；（2）不能；木塊做勻速直線運動，無法比較木塊移動距離的遠近；（3）錯誤；木塊克服摩擦做功，機械能轉化為內能。19．小明猜想同一根彈簧具有的彈性勢能大小可能與其形變量（x）或者形變量的平方（x2）成正比。于是進行了如下實驗：①如圖所示，把彈簧套在光滑豎直桿上，且底端固定在水平面上，用刻度尺讀出并記錄處于自由狀態(tài)時彈簧上端距水平面的高度h0；②將中間有孔的小鐵塊套在光滑桿上放于彈簧上端，豎直向下按壓鐵塊，讀出并記錄此時彈簧上端到水平面的高度h1；③釋放小鐵塊，讀出并記錄鐵塊上升到最大高度時，彈簧上端到水平面的高度h2；④改變彈簧的壓縮長度h1，重復以上步驟并根據表格中記錄的數據計算出x、x2和小鐵塊上升的距離Δh。請你解答：實驗次數h0/mh1/mh2/mx/mx2/m2Δh/m10.500.400.550.100.010.1520.500.300.900.200.040.6030.500.201.550.300.091.3540.500.152.000.350.121.85（1）彈簧每次被壓縮時的形變量的表達式為x＝h0﹣h1（用所測物理量的符號表示）；（2）彈簧彈性勢能的大小是通過鐵塊上升的高度（h2﹣h1）來間接反映的；（3）根據表中數據得到的結論是同一根彈簧彈性勢能的大小與形變量的平方成正比?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）彈簧的形變量x等于彈簧的原長度h0減去彈簧被壓縮后的長度h1，即x＝h0﹣h1；（2）實驗中彈性勢能的大小是通過鐵塊被彈起的高度來間接反映的，即鐵塊到達的最高點h2減去彈簧被壓縮的最低點h1，即h2﹣h1；（3）由表中數據分析可知Δh＝15x2，即Δh與x2成正比例函數關系，即彈簧彈性勢能的大小與形變量的平方成正比。故答案為：（1）h0﹣h1；（2）鐵塊上升的高度（h2﹣h1）；（3）形變量的平方。七．探究影響物體彈性勢能大小的因素-彈性勢能與彈性材料的關系（共2小題）20．在探究彈性勢能跟哪些因素有關時，小明提出了如下猜想：猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關；猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的材料有關。為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細相同），小球、木塊和長刻度尺各一個，設計了如圖所示的實驗裝置進行探究。實驗中，木塊起始位置相同。最后得出以下實驗記錄表。實驗次數使用的彈簧被壓縮后彈簧的長度/cm木塊移動的距離①彈簧A5S1②彈簧A8S2③彈簧B5S3④彈簧B8S4（1）由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小用測量木塊移動的距離來表示，這種研究方法叫轉換法。（2）為了驗證猜想一，將同一根（“兩根不同”、“同一根”）彈簧壓縮不同（“相同”、“不同”）長度，放手后，小球被彈出，測出推動木塊移動的距離進行比較。（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的動能。（4）為了探究猜想二，可選用實驗次數②和④的數據進行計較分析，若S2≠S4，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）彈性勢能的大小是通過木塊被彈開的遠近來比較彈性勢能的多少，這種研究方法叫轉換法。（2）探究彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關時，應選擇相同的彈簧，使彈簧的壓縮程度不同，比較小球被彈出，推動木塊移動的距離得出結論。（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉化成小球的動能。（4）為了探究猜想二，必須控制壓縮程度相同，改變材料，可選用試驗次數②和④，若s2≠s4說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關。故答案為：（1）轉換；（2）同一根；不同；（3）動；（4）④；s2≠s4。21．歸納式控﹣﹣彈性物體的彈性勢能：我們知道，彈性物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能。但是，用同樣的大小的力去拉兩種不同的彈性物體，伸長的長度不同，產生的彈性勢能也不同，且外界拉力做的功的大小數值上等于彈性物體產生的彈性勢能。為了研究不同彈性物體發(fā)生形變時的彈性勢能與哪些因素有關，通過有關實驗探究，取得數據如下（其中：S為金屬絲的橫截面積，L0為金屬絲的原長，ΔL為金屬絲的伸長，Ep為金屬絲具有的彈性勢能）：材料S/m2L0/mΔL/mEp/J銅3×10﹣611×10﹣30.165鋼3×10﹣611×10﹣30.3銅6×10﹣611×10﹣30.33鋼3×10﹣621×10﹣30.15銅6×10﹣612×10﹣31.32（1）Ep＝k，其中k與彈性體的材料有關，材料不同，k值一般不同。上述實驗中銅的k值k銅＝5.5×1010J/m3（填上數值和單位）。（2）若要讓粗細相同、原長不同的銅絲伸長相同的長度，則銅絲的彈性勢能Ep與銅絲原長L0的關系可以用圖象中的圖線c表示。（3）要使面積為90×10﹣6m2、原長為2.5m的鋼絲獲得0.9J的彈性勢能，則需將該鋼絲拉伸0.5×10﹣3m?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）表格數據如下：比較第2、4行數據可知，金屬絲的材料、原長、伸長量相同時，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍時，彈性勢能變?yōu)樵瓉淼?倍，即Ep與S成正比；比較第3、5行數據可知，金屬絲的材料、橫截面積、伸長量相同時，原長變?yōu)樵瓉淼?倍時，彈性勢能變?yōu)樵瓉淼?，即Ep與L0成反比；比較第4、6行數據可知，金屬絲的材料、橫截面積、原長相同時，伸長量變?yōu)樵瓉淼?倍時，彈性勢能變?yōu)樵瓉淼?倍，即Ep與ΔL2成正比；綜上可得：Ep＝k；選擇第2行數據，代入可得0.165J＝k銅×，解得：k銅＝5.5×1010J/m3；（2）由Ep＝k可知，讓粗細相同、原長不同的銅絲伸長相同的長度，則銅絲的彈性勢能Ep與原長L0成反比，觀察圖象可知，c成反比圖象，故圖象c正確；（3）選擇第3行數據，代入Ep＝k可得：0.3J＝k鋼×，解得：k鋼＝1×1011J/m3，由Ep＝k可得：Δl＝＝＝0.5×10﹣3m。故答案為：（1）；5.5×1010J/m3；（2）c；（3）0.5×10﹣3m。八．動能和重力勢能的相互轉化（共6小題）22．如圖，小明在做模擬“蹦極”的實驗時，將橡皮筋一端系上小球，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，C點是小球從A點下落所能到達的最低點，在小球下落過程中不考慮空氣阻力，以下說法正確的是（）A．小球到達B點時受力平衡，其動能達到最大 B．從A點到C點小球的機械能守恒 C．小球在C點時受力平衡，速度為零 D．從A點到C點小球重力勢能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量【答案】D【解答】解：A、由題可知，B點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，不考慮空氣阻力，小球到達B點時只受重力作用，故受力不平衡；小球從A到B的過程中，重力勢能轉化為動能，動能一直在增加，但從B到C的過程中，小球受到向上的彈力，隨著形變的增大，彈力增大，在彈力小于重力這段時間內，合力向下，小球做加速運動，其動能逐漸增大；當彈力等于重力時，速度最大，因此在B點時速度不是最大，故動能不是最大，故A錯誤；B、小球從A點到B點過程中，質量不變，速度變大，動能變大；高度減小，重力勢能減小。此過程中重力勢能轉化為動能。小球從B到C點的過程中，質量不變，速度變小，動能變??；高度減小，重力勢能減?。幌鹌そ畎l(fā)生形變，具有彈性勢能。所以此過程是重力勢能首先轉化為動能，動能再轉化為橡皮筋的彈性勢能，所以從A點到C點小球的機械能不守恒，故B錯誤。C、小球到達C點時速度為0，此時的彈力大于小球的重力，所以受到的力不是平衡力，故C錯誤；D、從A點到C點過程中，重力勢能減小，彈簧的長度增加，即彈性勢能增加，由于在小球下落過程中不考慮空氣阻力，因此減小的重力勢能最終轉化成了皮筋的彈性勢能，即從A點到C點小球重力勢能的減少量等于橡皮筋彈性勢能的增加量，故D正確。故選：D。23．如圖所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放。小球接觸彈簧并將彈簧壓縮至最低點（形變在彈性限度內），然后又被彈起離開彈簧。上升到最大高度后又下落，如此反復……不計空氣阻力。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，可測出該過程中彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖所示，則（）A．此運動過程中，小球的機械能守恒 B．t1～t2這段時間內，小球的動能在逐漸減小 C．t2～t3這段時間內，小球的動能與重力勢能之和逐漸增大 D．在t2時刻，小球的動能最大【答案】C【解答】解：A、由圖看出，彈簧的彈力F在變化，說明在運動過程中彈簧的彈性勢能在變化，而小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，則知小球的機械能不守恒。故A錯誤。B、t1～t2這段時間內，小球向下運動，彈簧的彈力先小于重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，小球先加速后減速，所以小球的動能先增加后減小，故B錯誤。C、t2～t3這段時間內，小球向上運動，彈簧的彈性勢能逐漸減小，根據系統(tǒng)的機械能守恒知：小球的動能與重力勢能之和逐漸增大，故C正確。D、t2～t3這段時間內，小球向上運動，彈簧的彈力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，小球先加速后減速，當彈力等于重力時速度最大，所以t2～t3時間內某時刻速度最大，動能最大。故D錯誤。故選：C。24．如圖所示，光滑水平面OB與足夠長粗糙斜面BC交于B點，輕彈簧左端固定于豎直墻面，現將質量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經B點滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上。不計滑塊在B點的機械能損失；換用相同材料質量為m2的滑塊（m2＞m1）壓縮彈簧至同一點D后，重復上述過程，（整個過程中滑塊克服摩擦力做的功相等）下列說法正確的是（）A．兩滑塊到達B點的速度相同 B．兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同 C．兩滑塊上升到最高點過程機械能損失不相同 D．兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功相同【答案】D【解答】解：A、彈簧釋放的過程，彈簧的彈性勢能轉化為滑塊的動能，兩次彈性勢能相同，則兩滑塊到B點的動能相同，但質量不同，則速度不同，故A錯誤；B、兩滑塊在斜面上運動時加速度相同，由于初速度不同，故上升的最大高度不同。故B錯誤；CD、兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功為mgh，由能量守恒定律得：彈簧的彈性勢能EP＝mgh+μmgcosθ，所以，mgh＝，故兩滑塊上升到最高點過程克服重力做的功相同。損失的機械能等于克服摩擦力做的功，E損＝μmgcosθ＝μmghcotθ，mgh相同，則機械能損失相同，故C錯誤，D正確。故選：D。25．閱讀《神舟十一號飛船》回答41題。神舟十一號飛船神舟十一號飛船是指中國于2016年10月17日7時30分在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號運載火箭發(fā)射的載人飛船，目的是為了更好地掌握空間交會對接技術，開展地球觀測和空間地球系統(tǒng)科學、航天醫(yī)學等領域的試驗。飛行人員由景海鵬和陳冬組成，景海鵬擔任指令長，神舟十一號飛船入軌后經過2天獨立飛行完成與天宮二號空間實驗室自動對接形成組合體。2016年11月18日下午，神舟十一號載人飛船順利返回著陸。降落傘系統(tǒng)是飛船返回階段的重要減速裝置，它可以將進入大氣層的飛船返回艙從高鐵速度降到普通人慢跑的速度，從而實現返回艙“軟著陸”。（1）飛船在上升的過程中，重力勢能增加（選填“增加”或“減小”）（2）航天員在太空上的質量與在地球上的質量相同（選填“相同”或“不同”）（3）請你展開想象，就神舟十一號減速裝置這一技術設計理念，舉例說明還可應用在哪些方面：飛機利用空氣阻力進行減速?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）飛船在上升的過程中，質量不變，高度增加，所以重力勢能增大；（2）質量是物體中所含物質的多少，故航天員在太空中，雖然位置改變，但質量不變；（3）據題意可知，飛船進入大氣層是利用空氣阻力減速的，如飛機利用空氣阻力進行減速，跳傘運動員利用空氣阻力減速等都是實際的應用。故答案為：（1）增加；（2）相同；（3）飛機利用空氣阻力進行減速；26．寧夏中考體育項目之一是跳繩，圖中是同學們在體育課上練習跳繩的場景。張亮的體重為50kg，跳繩時，每次跳起的高度約5cm那么：（g取10N/kg）（1）說出他從地面起跳至最高位置的過程中，動能、勢能的變化情況；（2）張亮1分鐘跳繩180個，請計算他克服重力所做的功是多少？功率多大？（3）張亮起跳前站立在操場上，請你估算他對地面的壓強是多大？（4）從2014年開始，發(fā)現多地校園的操場屬于“毒跑道”（塑膠跑道中含有毒成分），造成學生流鼻血、頭昏、惡心等癥狀，請從物理角度解釋發(fā)生這種現象的原因?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）他從地面起跳至最高位置的過程中，其質量不變，速度減小，所以動能減小，同時高度增加，所以重力勢能變大；（2）每次跳繩做功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.05m＝25J，180次跳繩做功：W′＝W×180＝25J×180＝4500J，跳繩時的功率P＝＝＝75W。（3）張亮站立時對地面的壓力約為：F＝G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；一個腳的接觸面積是S＝200cm2左右，故兩個腳的接觸面積是400cm2；故其對地面的壓強是：p＝＝＝12500Pa；（4）由于分子是運動的，所以朔膠跑道中含有毒成分通過分子運動擴散出來，學生呼吸后，會造成流鼻血、頭昏、惡心等癥狀；答：（1）人從地面起跳至最高位置的過程中，動能變小，勢能變大；（2）張亮1分鐘跳繩180個，他克服重力所做的功是4500J；功率是75W；（3）張亮起跳前站立在操場上，他對地面的壓強大約是12500Pa；（4）由于分子是運動的，所以塑膠跑道中含有毒成分通過分子運動擴散出來，學生呼吸后，會造成流鼻血、頭昏、惡心等癥狀。27．閱讀材料，回答問題。小輪車如圖所示，小輪車是指車輪半徑為20英寸的自行車，車身一般采用合金材料制成，可以承受從幾米高的地方快速落下的沖力。車把可以轉動360度，前后輪都裝有供腳踩的“火箭筒”等。小輪車運動是近年來興起的一項極富挑戰(zhàn)性的新型體育運動。常見的比賽平地花式賽最基本的動作有后輪點地跳、前輪點地跳、擦輪、定車、飄、過橋等。賽場上，運動員首先用力蹬車加速上升，越過最高坡道，而后又疾馳而下，跨過不同坡道，不斷上升、下降，最終沖向終點。比賽過程中，優(yōu)秀運動員一次可跨越幾個坡道。車手們的精彩表現給觀眾帶來了速度、力量與美的享受。（1）小輪車的車身一般采用切性好、硬度大的合金材料制成，這樣做的目的是：可以承受從幾米高的地方快速落下的沖力。（2）運動員用力蹬車可加速上升，表明力可以改變物體的運動狀態(tài)，到達坡道最高點時自行車仍要繼續(xù)向前運動，這是因為自行車具有慣性。（3）運動員騎車離地飛躍到最高空時，如果不考慮空氣阻力，小輪車下落過程中，重力勢能逐漸變小，動能變大，機械能不變?！敬鸢浮浚?）可以承受從幾米高的地方快速落下的沖力；（2）運動狀態(tài)；慣性；（3）??；大；不變?！窘獯稹拷猓海?）合金材料的“韌性好，硬度大”，就可以承受小輪車在比賽過程中從幾米高的地方快速下落的沖力；（2）運動員用力蹬車，車速加快，小車的運動狀態(tài)發(fā)生改變，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)；到達坡道最高點時自行車由于慣性會繼續(xù)前進，從而能夠越過最高坡道；（3）運動員騎車離地飛躍到最高空時，如果不考慮空氣阻力，小輪車只受到重力；下落過程中，小車的高度減小，重力勢能減小，速度增加，動能增大，機械能守恒。故答案為：（1）可以承受從幾米高的地方快速落下的沖力；（2）運動狀態(tài)；慣性；（3）?。淮?；不變。九．分子的熱運動（共3小題）28．大理蝴蝶泉面積50多平方米，為方形泉潭。泉水清澈如鏡，有泉底冒出，泉邊弄蔭如蓋，一高大古樹，橫臥泉上，這就是“蝴蝶樹”。每年春夏天之交，特別是4月15日，蝴蝶樹芬芳引蝴蝶。大批蝴蝶聚于泉邊，滿天飛舞。最奇的是萬千彩蝴蝶，交尾相隨，倒掛蝴蝶樹上，形成無數串，垂及水面，蔚為壯觀。下列說法不正確的是（）A．蝴蝶滿天飛舞，表明蝴蝶分子運動很快 B．蝴蝶泉邊花香四溢，是因為分子不停地做無規(guī)則運動 C．溫度越高，分子運動越快 D．蝴蝶樹吸引蝴蝶，是擴散現象的一種表現【答案】A【解答】解：A、在物理學中，把物體位置的變化叫機械運動，而分子的運動是看不到的，蝴蝶滿天飛舞，屬于機械運動，故A錯誤；B、蝴蝶泉邊花香四溢，是花香分子在不停地做無規(guī)則運動，屬于擴散現象，故B正確；C、分子在不停地做無規(guī)則運動，溫度越高，分子運動越快，故C正確；D、蝴蝶樹散發(fā)的香味分子在不停地做無規(guī)則運動，從而把蝴蝶吸引過來，屬于擴散現象，故D正確。故選：A。29．愛好旅游的小明利用清明節(jié)假期進行本地游：（1）馬陵山景區(qū)內的陣陣花香，這是分子不停地做無規(guī)則運動的結果。（2）位于天蒙景區(qū)塔山腳下的指動石重達百噸（如圖），站在石下的小明輕輕用力就可以使它上下顫動，此時指動石是一個省力杠桿（選填“省力”、“等臂”或“費力”）。（3）在濱河游樂園內，50kg的小明乘坐勻速轉動的摩天輪觀光時，隨轎廂一起上升的小明的機械能增大（選填“增大”、“減小”或“不變”），將小明載到46m最高點的過程中，摩天輪轎廂對小明做功2.3×104J（g取10N/kg）?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）能聞到陣陣花香，屬于擴散現象，是因為花香分子永不停息地做無規(guī)則運動造成的；（2）站在石下的小明輕輕用力就可以使它上下顫動，此時指動石繞支點轉動，動力臂大于阻力臂，指動石是一個省力杠桿；（3）小明乘坐摩天輪勻速轉動，在上升的過程中，小明的質量不變、高度增加，重力勢能增大；質量和速度都不變，其動能不變；由于小明的動能不變，重力勢能增大，所以其機械能增大；摩天輪轎廂對小明做功：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×46m＝2.3×104J。故答案為：（1）不停地做無規(guī)則運動；（2）省力；（3）增大；2.3×104。30．通過學習本章內容，小明知道了氣體、液體、和固體都是由分子組成的，小明產生了濃厚的學習興趣，在老師的幫助下，他做了如下的探究活動：（1）如圖1（a）所示，把裝有空氣的瓶子倒放在裝有紅棕色二氧化氮氣體的瓶子上，中間用玻璃片隔開；抽掉中間的玻璃片（b圖、c圖），仔細觀察，會看到比空氣密度大的二氧化氮，竟能運動到上面的瓶子里，而上面瓶子里面的空氣也能運動到下面的瓶子里，最終兩個瓶子中的氣體的顏色就變得一樣了。對于這個現象，小明提出了自己的猜想：氣體分子在永不停息做無規(guī)則運動。（2）為了證明自己的猜想，小明接著做實驗探究：如圖2所示，先在量筒中盛半量筒水，再把藍色的硫酸銅溶液（密度比水大）小心的倒入量筒底部。經過一段時間后，水和硫酸銅的分界面由模糊而逐漸消失，兩種溶液自動混合了。這個實驗同樣可以說明液體分子在永不停息做無規(guī)則運動。（3）做了氣體、液體的實驗后小明又做了固體的實驗，但連續(xù)做了好幾個晚上實驗都觀察不到明顯的現象，后來偶然在一篇科普文章中，小明看到了一段文字：有人用固體做過實驗，將磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起，在室溫下過了5年，鉛片和金片就結合在一起了，切開后發(fā)現鉛和金相互滲透了約1毫米深。這段文字表明了固體分子在永不停息做無規(guī)則運動。小明欣喜萬分，他把以上三次結論進行了總結，這個總結應是：一切物質的分子在永不停息做無規(guī)則運動。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）因為分子在永不停息做無規(guī)則運動，所以分子的運動無方向性，空氣向下擴散，二氧化氮也會向上擴散，所以上面的瓶子里也出現了紅棕色的二氧化氮。（2）剛開始時，水與硫酸銅溶液兩者各自獨立，界面分明。由分子動理論可知，水分子和硫酸銅分子在不停地做無規(guī)則運動，所以上面的水分子要向下運動，進入到硫酸銅溶液中，同理硫酸銅分子向上運動，進入到上面的水中，時間越長，兩者混合的越均勻。（3）將磨得很光滑的鉛片和金片緊壓在一起，在室溫下過了5年，鉛片和金片就結合在一起了，切開后發(fā)現鉛和金相互滲透了約1毫米深。這段文字表明了固體分子在永不停息做無規(guī)則運動。他把以上三次結論進行了總結，這個總結應是：一切物質的分子在永不停息做無規(guī)則運動。故答案為：（1）氣體分子在永不停息做無規(guī)則運動；（2）液體分子在永不停息做無規(guī)則運動；（3）固體分子在永不停息做無規(guī)則運動；一切物質的分子在永不停息做無規(guī)則運動。十．熱傳遞的方向與條件（共5小題）31．為了研究物質的某種特性，某小組的同學做了如下實驗：他們在甲、乙兩只完全相同的燒杯中分別放入100g和200g的溫水，實驗時，讓它們自然冷卻，并利用溫度計和計時器測量水的溫度隨時間的變化情況。記錄數據分別如表1、表2所示。（設甲、乙兩杯水每分鐘放出的熱量相等）表1（m1＝100g）時間/min0246810121416溫度/℃363534333231303030降低溫度/℃012345666表2（m2＝200g）時間/min04812162024283236溫度/℃36353433323130292828降低溫度/℃0123456788（1）分析比較表1中的數據可知，實驗時，甲杯水所處的環(huán)境溫度是30℃。（2）表1和表2中時間長短表示的物理意義是水放出熱量的多少。（3）分析比較表1（或表2）中的第一行和第三行的數據及相關條件，可得出的初步結論是：質量一定時，放出的熱量與降低的溫度成正比。（4）綜合分析比較表1和表2中的2、3、4列的數據和相關條件可得出的初步結論是：降低相同溫度時，放出熱量與質量成正比?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）根據熱傳遞的條件知，當兩個物體間存在溫度差時，就要發(fā)生熱傳遞，直到溫度相同為止，故液體的最后溫度應與環(huán)境相同，而表1的最后溫度為30度，所以，實驗時甲杯水所處的環(huán)境溫度是30℃；（2）實驗中通過放熱時間的長短間接反映了水放出熱量的多少；（3）由表1（或表2）中第一行和第三行的數據可得出，在達到室溫前，相同質量的水，降低的溫度變?yōu)樵瓉淼膸妆?，所需的時間也變?yōu)樵瓉淼膸妆叮捶懦龅臒崃恳沧優(yōu)樵瓉淼膸妆?；故可出的初步結論是：同種物質在質量一定時，放出的熱量與降低的溫度成正比；（4）比較表1和表2中第2、3、4列等數據可知，同種物質降低的溫度相同時，質量變?yōu)樵瓉淼膸妆叮璧臅r間也變?yōu)樵瓉淼膸妆?，即放出的熱量也變?yōu)樵瓉淼膸妆?；故可得出的初步結論是：水（同種物質）降低的溫度相同時，放出的熱量與質量成正比。故答案為：（1）30；（2）水放出熱量的多少；（3）放出的熱量與降低的溫度成正比；（4）放出的熱量與質量成正比。32．閱讀下面的短文，回答問題。熱傳導熱可以從溫度高的物體傳到溫度低的物體，或者從物體的高溫部分傳到低溫部分。這種現象叫做熱傳遞。熱傳遞的方式有三種：傳導、對流、輻射。下面來介紹傳導。如圖所示，用凡士林在金屬棒上粘幾根火柴，然后用酒精燈給金屬棒的A端加熱?？梢钥吹?，離A端最近的火柴先掉下，然后其它幾根火柴依次掉下，離A端越遠的火柴掉下得越遲。這表明，熱是從金屬棒溫度高的一端沿著金屬棒傳到溫度低的一端。熱從物體溫度高的部分沿著物體傳到溫度低的部分，叫做傳導。各種物質都能夠傳導熱，但是不同物質傳導熱的本領不同。善于傳導熱的物質叫做熱的良導體。不善于傳導熱的物質叫做熱的不良導體。金屬都是熱的良導體，瓷、木頭、棉花等都是熱的不良導體。（1）只要物體之間或同一物體的不同部分存在著溫度差，就會有熱傳遞現象發(fā)生。（2）熱傳遞的三種方式是：傳導、對流和輻射。（3）把鋼勺和瓷勺同時放在熱湯里面，鋼勺柄很快就燙手，瓷勺柄很久也不燙手。這是因為鋼是熱的良導體，瓷是熱的不良導體?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）發(fā)生熱傳遞的條件是：兩個物體之間或同一物體的不同部分之間存在溫度差，在熱傳遞過程中能量從溫度高的物體傳到溫度低的物體，或從物體的高溫部分傳到低溫部分，一直繼續(xù)到溫度相等時為止。（2）由材料可知，熱傳遞的方式有三種：傳導、對流、輻射。（3）鋼是熱的良導體，善于傳導熱，瓷是熱的不良導體，不善于傳導熱，所以把鋼勺和瓷勺同時放在熱湯里面，鋼勺柄很快就燙手，瓷勺柄很久也不燙手。故答案為：（1）溫度；（2）傳導；（3）鋼是熱的良導體，瓷是熱的不良導體。33．小明剛學了熱傳遞的知識，想到了一個問題：在熱傳遞過程中傳遞的是能量，還是溫度？小明想到晚上洗澡時，用熱水和冷水兌成溫水，這不就是熱傳遞現象嗎？他決定用實驗來研究。他從實驗室借來量筒、燒杯、溫度計、量熱器（一種容器，絕熱性能好）等器材。他先在量熱器中倒入400mL溫度為20℃的冷水，又倒入400mL溫度為80℃的熱水，稍攪拌后測得混合后的共同溫度為50℃，接著他改變了水的體積和熱水的初溫，又做了三次實驗，將數據記錄在下表：（小明知道：100mL的水的質量是100g，合0.1kg，下表中水用質量表示）次數冷水質量冷水初溫熱水質量熱水溫度混合后總質量混合后溫度t10.4200.4800.85020.2250.2750.430.2200.4800.66040.4200.28040根據上表中的數據，小明做了下面的計算和分析：（c水＝4200J/（kg?℃））（1）請將表格中兩空格填全。50、0.6（2）在第三次實驗中，冷水吸收的熱量Q吸＝33600J，熱水放出的熱量Q放＝33600J。小明經過計算和分析，概括了以下幾點：（1）熱傳遞過程中，低溫物體上升的溫度不一定（一定/不一定）等于高溫物體下降的溫度。（2）熱傳遞過程中，低溫物體吸收的熱量等于（等于/小于/大于）高溫物體放出的熱量。（3）熱傳遞過程中，傳遞的是能量（能量/溫度）。小明經過思考，又提出了下面兩個問題，請你幫他解答：（1）要使一定質量的熱水下降一定的溫度，所用的冷水需要上升的溫度和冷水質量之間成什么關系？反比。（選填“正比”或“反比”）（2）兩種不同物體發(fā)生熱傳遞時（無熱量損失），要使低溫物體上升的溫度等于高溫物體下降的溫度，應滿足的條件是比熱容與質量的乘積相等。【答案】見試題解答內容【解答】解：小明做了下面的計算和分析：（1）（2）在第三次實驗時，冷水吸收的熱量Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×（60℃﹣20℃）＝33600J；熱水放出的熱量Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×0.4kg×（80℃﹣60℃）＝33600J；因此冷水升溫過程需要吸收熱量，熱水降溫過程需要放出熱量，并且冷水吸收的熱量等于熱水放出的熱量，所以在第二次實驗中，也會符合該結論：假設最后的混合溫度為t，則c×0.2kg×（t﹣25℃）＝c×0.2kg×（75℃﹣t），解得t＝50℃；第四次實驗過程中最后混合水的質量等于兩次水的質量之和，即m＝0.4kg+0.2kg＝0.6kg；小明經過計算和分析，概括了以下幾點：（1）由以上分析可知，熱傳遞過程中，低溫物體上升的溫度不一定等于高溫物體下降的溫度；（2）但在熱傳遞過程中，低溫物體吸收的熱量一定等于高溫物體放出的熱量；（3）所以熱傳遞過程中，傳遞的是能量；小明經過思考，又提出了下面兩個問題：（1）由公式cm冷Δt冷＝cm熱Δt熱可知，冷水需要上升的溫度和冷水質量之間成反比；（2）因為兩種不同物體發(fā)生熱傳遞時（無熱量損失），所以它們的熱量是相等的，只有它們的比熱容與質量的乘積相等時，才可以使低溫物體上升的溫度等于高溫物體下降的溫度；故答案為：（1）50，0.6，（2）33600，33600；（1）不一定，（2）等于，（3）能量；（1）反比，（2）比熱容與質量的乘積相等。34．如圖中甲圖所示，將裝有熱奶的奶瓶放入水中冷卻；根據測得的數據，作出熱奶和水的溫度隨時間的變化圖象，如圖乙所示。根據圖象回答下列問題：（1）表示熱奶的溫度隨時間變化的曲線是圖乙中的A；（2）溫度隨時間變化比較緩慢的曲線是圖乙中的B；（3）水的初溫是20℃；熱奶的末溫是40℃。（4）熱奶和水會發(fā)生熱傳遞，是因為它們具有不同的溫度。【答案】見試題解答內容【解答】解：（1）裝有熱奶的奶瓶放在冷水中要放出熱量，溫度降低，由圖乙可知，A的溫度不斷降低，因此表示熱奶的溫度隨時間變化的曲線是圖乙中的A；（2）由圖乙所示圖象可知，圖象A比較陡峭，溫度變化較快，圖象B比較平緩，溫度變化比較慢，由此可知，溫度隨時間變化比較緩慢的曲線是圖乙中的B；（3）由圖乙所示圖象可知，水的初溫是20℃，熱奶的初溫是90℃，熱奶的末溫是40℃，水的末溫是40℃；（4）由于熱奶與水具不同的溫度，它們間存在溫度差，所以熱奶和水會發(fā)生熱傳遞。故答案為：（1）A；（2）B；（3）20；40；（4）溫度。35．小明和小華認為：研究“沸水自然冷卻過程中溫度隨時間的變化”情況，會有一定的實際意義。因此，他們將加熱以后的沸水放在房間里讓其自然冷卻，并將相關數據記錄在下表中：時間t/min0510152535455565溫度t/℃1007155453528242222（1）參考這位同學記錄的數據，你認為沸水放在房間里，溫度自然降低的規(guī)律是AA．先快后慢B．先慢后快C．均勻降低（2）參考這位同學記錄的數據，如果你要喝一杯奶咖，可以有兩種方式供你選擇：①先將燒開的熱咖啡倒入杯中，冷卻5min，然后加一匙冷牛奶；②先將燒開的熱咖啡倒入杯中，立即將一匙冷牛奶加進杯中，然后冷卻5min。你認為方式①的冷卻效果較好?！敬鸢浮恳娫囶}解答內容【解答】解：（1）根據表中數據可以看出，沸水在開始的5min內，溫度降低29℃；隨著水的溫度越來越低，第二個5min降低24℃，第三個5min降低10℃．由此可以得出：物體在溫度高時，溫度降得快，在溫度低時，溫度降得慢。所以溫度自然降低的規(guī)律是先快后慢；（2）一杯熱奶咖啡冷卻時，根據溫度自然降低的規(guī)律先快后慢的規(guī)律可知：開始時溫度自然降低的快，不必加冷牛奶，5min后在溫度降低比較緩慢的時候再加一匙冷牛奶，效果會比一開始就加