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試題研究·2022年杭州中考高頻考點(diǎn)（十）【解析版】
能量轉(zhuǎn)化與守恒
【內(nèi)容簡(jiǎn)介】能量的形式是多樣的，能量之間的轉(zhuǎn)化是普遍存在的，本考點(diǎn)常借助彈簧、斜面、圓弧形軌道為載體，常?？疾鞕C(jī)械能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)換，常根據(jù)公式W=Fs，計(jì)算某力做功的大小，根據(jù)能量守恒計(jì)算摩擦力的大??；有時(shí)，給出克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的效率，結(jié)合熱學(xué)公式Q=cm t，求物體溫度的變化量。
【考點(diǎn)分布】一般分布在杭州中考第26題，分值為6分。
一、選擇題
1．（2022·濱江二模）（6分）如圖甲為一輕質(zhì)彈簧自然伸長(zhǎng)時(shí)的狀態(tài)，圖乙為彈簧上放一個(gè)12N的鋼球靜止時(shí)的狀態(tài)，已知彈簧的縮短量與受到的壓力成正比，AB=6cm，BC=2cm。當(dāng)鋼球處于B位置時(shí)，彈簧對(duì)鋼球向上的力是________N；當(dāng)鋼球從高處自由落下到最低點(diǎn)C位置時(shí)，彈簧對(duì)鋼球向上的力是________N；鋼球從C位置向上運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能。
【答案】12 16 重力勢(shì)能和動(dòng)能
【解析】（1）圖乙為彈簧上放一個(gè)12N的鋼球靜止時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)鋼球處于B位置，根據(jù)二力平衡，此時(shí)鋼球受到的彈簧向上的力與其收到的重力相等，為12N。
（2）當(dāng)鋼球從高處自由落下到最低點(diǎn)C位置時(shí)，彈簧的形變量是AC的長(zhǎng)度為6cm+2cm=8cm，彈簧的縮短量與受到的壓力成正比，根據(jù)（1）可知，形變量為AB=6cm時(shí)，彈簧對(duì)鋼球向上的力是12N，因此形變量為8cm時(shí)，彈簧對(duì)鋼球向上的力是：。
（3）鋼球從C位置向上運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，彈簧逐漸恢復(fù)形變，釋放彈性勢(shì)能，而小球速度逐漸加大，高度增加，因此，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球重力勢(shì)能和動(dòng)能。
2．（2022·上城二模）（6分）如圖甲所示，將小球從彈簧正上方的某處?kù)o止釋放，它的高度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。小球最終靜止在彈簧上時(shí)，彈簧長(zhǎng)為40厘米。比較A、B、C三點(diǎn)可知小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能________（選填“守恒”或“不守恒”），彈簧原長(zhǎng)________40厘米（選填 “<”、“>”或“=”）。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球速度最大的時(shí)刻為_(kāi)__________。（選填“t1”或“t2”或“t3”）
【答案】（1）不守恒 （2）＞ （3）t1
【解析】（1）觀察乙圖可知，小球彈回的高度逐漸減小，說(shuō)明在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到空氣阻力，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，因此機(jī)械能不守恒。
（2）圖乙中，彈簧長(zhǎng)度為40cm時(shí)，小球的速度為最大值，此時(shí)小球受到的彈力和重力相等，且根據(jù)最終小球停止在該處，彈簧被壓縮了一定的長(zhǎng)度，因此彈簧原長(zhǎng)大于40cm。
（3）由于機(jī)械能不守恒，第1次下落時(shí)，彈簧長(zhǎng)度為40cm（t1）時(shí)，小球的速度最大，之后每次上升和下落，由于機(jī)械能減小，所以每次小球運(yùn)動(dòng)到彈簧長(zhǎng)度為40cm處時(shí)的速度都比上次經(jīng)過(guò)該處的速度要小，直到最終停止在該處。
3．（2022·西湖一模）（6 分）滑雪是北京冬奧會(huì)的項(xiàng)目之一，里面蘊(yùn)含著很多科學(xué)知識(shí)。
（1）圖甲的運(yùn)動(dòng)員保持該姿勢(shì)不變，沿著坡面自由下滑，速度逐漸増大，他的機(jī)械能____________（選填“變大“、”變小“、”變小“或”不變“）
（2）若某段坡面的高度為H、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、粗糙程度相同，重為 G 的運(yùn)動(dòng)員保持姿勢(shì)不變恰好沿該坡面自由勻速滑下，滑行時(shí)的模擬圖如圖乙所示，則受到的摩擦力方向?yàn)檠仄旅鎋___________（選填“向下”或“向上”）， 受到的摩擦力大小為_(kāi)_________。（用題中的字母表示，忽略空氣阻力）
4．（2022·錢塘二模）（6 分）如圖所示，物體靜置于水平地面的 A點(diǎn)處，水平地面粗糙程度相同。現(xiàn)用恒定的水平拉力F 將物體由 A 點(diǎn)拉至 B 點(diǎn)，使之到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)速度為 v，AB 兩點(diǎn)間距離為S1。在 B 點(diǎn)處撤去水平拉力 F，物體繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)一段距離后停于 C 點(diǎn)，BC 兩點(diǎn)間距離為S2。物體從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)的過(guò)程中，水平拉力F做的功為_(kāi)_____________； 物體從 B 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)的過(guò)程中，受到水平地面的摩擦力為_(kāi)_____________，能量的轉(zhuǎn)化情況是____________________________。
【答案】FS1 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【解析】（1）物體從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)的過(guò)程中，水平拉力為F，在F作用下物體運(yùn)動(dòng)的距離為S1，所以做的功為W=FS1。
（2）物體在F的作用下從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，在B點(diǎn)撤去水平拉力F，則從 B 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)停止的過(guò)程中所受的摩擦力與A到B的摩擦力是相同的，從A到C的整個(gè)過(guò)程中，F(xiàn)所做的功全部用來(lái)克服摩擦力做功產(chǎn)生，即FS1=f（S1+S1），受到水平地面的摩擦力為f=。
5．（2022·上城一模）（6分）如圖為一個(gè)光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m、比熱為c的金屬塊從A處?kù)o止釋放，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，最終停在C處。其中A點(diǎn)距離水平面的高度為h（空氣阻力忽略不計(jì)）。
（1）金屬塊從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，重力所做的功為_(kāi)_____________（用字母表示）。金屬塊減小的重力勢(shì)能_______（選填“>”或“<”或“=”）金屬塊增加的動(dòng)能。
金屬塊運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，若機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為金屬塊的內(nèi)能，則金屬塊升高的溫度為_(kāi)___________（用字母表示）。
【答案】（1）mgh ＞ （2）
【解析】（1）因?yàn)锳B之間的高度為h，因此金屬塊從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，重力所做的功為mgh，金屬塊從A滑到圓弧底下的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，此時(shí)金屬塊所具有的動(dòng)能等于在A處時(shí)的重力勢(shì)能，但在滑到B處的過(guò)程中，水平軌道是粗糙的，需要消耗機(jī)械能，因此此時(shí)金屬塊的動(dòng)能小于在A處時(shí)所具有的重力勢(shì)能。
（2）金屬塊運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，若機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為金屬塊的內(nèi)能，既有mgh=cm t，解得則金屬塊升高的溫度為 t=。
6．（2022·西湖區(qū)保俶塔實(shí)驗(yàn)二模）(4分)將一物塊靜置于斜面上B點(diǎn)，此時(shí)物塊具有的重力勢(shì)能為10J。放手后，物塊沿斜面滑下，并在水平面上滑行至A點(diǎn)停下，如圖所示。物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)整個(gè)過(guò)程中始終對(duì)物塊做功的力是_____________。若將物塊沿A點(diǎn)剛好推回B點(diǎn)，則總共需做_____J 的功。
要將物體由B點(diǎn)推到A點(diǎn)，仍要克服重力做功W1=Gh=10J，克服摩擦力做功W2=fs=10J的功，故人要對(duì)它做的功為W=W1+W2=10J+10J=20J。
7．（2022·余杭、臨平一模）(6分)小金用水平方向的推力把箱子推到D處，如圖甲所示。經(jīng)過(guò)A處4秒后在B處遇到小華，小華迅速取下小箱子，1秒后在C處小金調(diào)整了推力，繼續(xù)將大箱子推到D處才撤去推力。AD段推力與時(shí)間的關(guān)系如圖乙，箱子速度與時(shí)間的關(guān)系如圖丙。己知大箱子底面積為0.5平方米，質(zhì)量為20千克，小箱子質(zhì)量為5千克。(g=10N/Kg)
（1）AB段大箱子對(duì)地面的壓強(qiáng)為_(kāi)__________。
（2）BC段大箱子受到的摩擦力大小為_(kāi)__________。
（3）CD段小金推力所做的功為_(kāi)______________。
8．（2022·拱墅區(qū)第三共同體二模）（6分）如圖所示是電動(dòng)傳送機(jī)，傳送帶斜面長(zhǎng)15m，高5m，每袋貨物質(zhì)量m＝30kg。一袋貨物在傳送機(jī)上勻速由底部傳送到A處的過(guò)程中，所受摩擦力的方向?yàn)檠貍魉蛶_______（選填“向下”或“向上”）；貨物克服重力所做的功為_(kāi)___________J；貨物所受摩擦力的大小為_(kāi)_______N。（不計(jì)能量損耗，g取10N/kg）
【答案】向上 1500J 100N
【解析】（1）物體在傳送帶上，與傳送帶一起勻速由底部傳送到A處，物體相對(duì)于傳送帶是靜止的，此時(shí)物體有相對(duì)于傳送帶沿傳送帶向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此，物體所受摩擦力的方向?yàn)檠貍魉蛶蛏稀?br/>（2）貨物克服重力所做的功為W=mgh=30kg×10N/kg×5m=1500J。
（3）由于摩擦力的方向是沿斜面向上，此時(shí)摩擦力為動(dòng)力，由于物體勻速上升，動(dòng)能沒(méi)有增加，而重力勢(shì)能增加，因此根據(jù)能量守恒，摩擦力所做的功，全部用于克服重力做功，使物體的重力勢(shì)能增加。即fL=mgh，故f=mgh/L=1500J/15m=100N。
9．（2022·濱江一模）（6分）如圖甲所示，在粗糙的斜面底部固定一個(gè)可伸縮的輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)將質(zhì)量為m
的物塊左側(cè)由高度為ha的A點(diǎn)沿斜面向下壓縮彈簧至高度為hb的B點(diǎn)并由靜止釋放，物塊沿斜面向上滑動(dòng)，最終靜止在斜面上高度為hd的D點(diǎn)；若換成表面光滑、其他條件完全相同的斜面，仍將質(zhì)量為m的木塊左側(cè)從A點(diǎn)沿斜面向下壓縮彈簧至B點(diǎn)由靜止釋放（如圖乙所示），物塊沿斜面向上滑至高度為hc的最高處C后。在斜面上的BC兩點(diǎn)間來(lái)回滑動(dòng)。已知斜面上AB的長(zhǎng)度為S1 ，AD的長(zhǎng)度為S2 ，AC的長(zhǎng)度為S3，則：
（1）甲圖中，物塊離開(kāi)彈簧后，沿斜面向上滑動(dòng)最終靜止在D點(diǎn)的過(guò)程中受到的摩擦力方向?yàn)開(kāi)___________。（選填“向上”，“向下”或“先向下后向上”）
（2）甲圖中物塊沿斜面向上滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為_(kāi)_________________。（用字母表示）
（3）乙圖中，若把物塊換成材料相同，質(zhì)量為2m的大物塊，仍將彈簧壓縮到B點(diǎn)后重復(fù)上述過(guò)程，則大物塊沿斜面向上滑動(dòng)到的最高位置與C點(diǎn)相比將______。（“變高”“變低”或“不變”）
10．（補(bǔ)充·中考真題）光滑斜面甲與水平面AB平滑連接，從斜面甲高H處?kù)o止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)靜止，如圖甲，在AB上的C點(diǎn)平滑拼接另一光滑斜面乙。已知AB=3AC，如圖乙，回答下列問(wèn)題：
（1）如果小球從斜面甲高H處?kù)o止釋放，說(shuō)明小球在乙斜面到達(dá)的最大高度h與H的數(shù)量關(guān)系及理由。
（2）要使小球在乙斜面上到達(dá)的最大高度變?yōu)?h，小球應(yīng)在甲斜面上多高處?kù)o止釋放，并說(shuō)明理由。
【答案】（1） （理由見(jiàn)解析） （2）（理由見(jiàn)解析）
【解析】（1）從釋放點(diǎn)到B點(diǎn)靜止，減少的機(jī)械能等于在AB水平面上由于摩擦而損失的機(jī)械能，因?yàn)锳B=3AC，所以在AC上損耗的機(jī)械能是AB上的三分之一，所以乙斜面上時(shí)機(jī)械能比甲斜面上時(shí)的機(jī)械能少三分之一，故上升的高度
（2）小球在乙斜面上升高度為2h，即，因?yàn)锳C段上消耗的機(jī)械能與第一次相同，即消耗高度的機(jī)械能，所以原來(lái)小球在甲斜面上的釋放高度是：。
2022杭州各區(qū)模擬試題精選
F
v
A
s1
B
s2
C試題研究·2022年杭州中考高頻考點(diǎn)（十）【原卷版】
能量轉(zhuǎn)化與守恒
【內(nèi)容簡(jiǎn)介】能量的形式是多樣的，能量之間的轉(zhuǎn)化是普遍存在的，本考點(diǎn)常借助彈簧、斜面、圓弧形軌道為載體，常常考察機(jī)械能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)換，常根據(jù)公式W=Fs，計(jì)算某力做功的大小，根據(jù)能量守恒計(jì)算摩擦力的大??；有時(shí)，給出克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的效率，結(jié)合熱學(xué)公式Q=cm t，求物體溫度的變化量。
【考點(diǎn)分布】一般分布在杭州中考第26題，分值為6分。
一、選擇題
1．（2022·濱江二模）（6分）如圖甲為一輕質(zhì)彈簧自然伸長(zhǎng)時(shí)的狀態(tài)，圖乙為彈簧上放一個(gè)12N的鋼球靜止時(shí)的狀態(tài)，已知彈簧的縮短量與受到的壓力成正比，AB=6cm，BC=2cm。當(dāng)鋼球處于B位置時(shí)，彈簧對(duì)鋼球向上的力是________N；當(dāng)鋼球從高處自由落下到最低點(diǎn)C位置時(shí)，彈簧對(duì)鋼球向上的力是________N；鋼球從C位置向上運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能。
2．（2022·上城二模）（6分）如圖甲所示，將小球從彈簧正上方的某處?kù)o止釋放，它的高度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。小球最終靜止在彈簧上時(shí)，彈簧長(zhǎng)為40厘米。比較A、B、C三點(diǎn)可知小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能________（選填“守恒”或“不守恒”），彈簧原長(zhǎng)________40厘米（選填 “<”、“>”或“=”）。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球速度最大的時(shí)刻為_(kāi)__________。（選填“t1”或“t2”或“t3”）
3．（2022·西湖一模）（6 分）滑雪是北京冬奧會(huì)的項(xiàng)目之一，里面蘊(yùn)含著很多科學(xué)知識(shí)。
（1）圖甲的運(yùn)動(dòng)員保持該姿勢(shì)不變，沿著坡面自由下滑，速度逐漸増大，他的機(jī)械能____________（選填“變大“、”變小“、”變小“或”不變“）
（2）若某段坡面的高度為H、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、粗糙程度相同，重為 G 的運(yùn)動(dòng)員保持姿勢(shì)不變恰好沿該坡面自由勻速滑下，滑行時(shí)的模擬圖如圖乙所示，則受到的摩擦力方向?yàn)檠仄旅鎋___________（選填“向下”或“向上”）， 受到的摩擦力大小為_(kāi)_________。（用題中的字母表示，忽略空氣阻力）
4．（2022·錢塘二模）（6 分）如圖所示，物體靜置于水平地面的 A點(diǎn)處，水平地面粗糙程度相同。現(xiàn)用恒定的水平拉力F 將物體由 A 點(diǎn)拉至 B 點(diǎn)，使之到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)速度為 v，AB 兩點(diǎn)間距離為S1。在 B 點(diǎn)處撤去水平拉力 F，物體繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)一段距離后停于 C 點(diǎn)，BC 兩點(diǎn)間距離為S2。物體從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)的過(guò)程中，水平拉力F做的功為_(kāi)_____________； 物體從 B 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)的過(guò)程中，受到水平地面的摩擦力為_(kāi)_____________，能量的轉(zhuǎn)化情況是____________________________。
5．（2022·上城一模）（6分）如圖為一個(gè)光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m、比熱為c的金屬塊從A處?kù)o止釋放，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，最終停在C處。其中A點(diǎn)距離水平面的高度為h（空氣阻力忽略不計(jì)）。
（1）金屬塊從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)，重力所做的功為_(kāi)_____________（用字母表示）。金屬塊減小的重力勢(shì)能_______（選填“>”或“<”或“=”）金屬塊增加的動(dòng)能。
金屬塊運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，若機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為金屬塊的內(nèi)能，則金屬塊升高的溫度為_(kāi)___________（用字母表示）。
6．（2022·西湖區(qū)保俶塔實(shí)驗(yàn)二模）(4分)將一物塊靜置于斜面上B點(diǎn)，此時(shí)物塊具有的重力勢(shì)能為10J。放手后，物塊沿斜面滑下，并在水平面上滑行至A點(diǎn)停下，如圖所示。物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)整個(gè)過(guò)程中始終對(duì)物塊做功的力是_____________。若將物塊沿A點(diǎn)剛好推回B點(diǎn)，則總共需做_____J 的功。
7．（2022·余杭、臨平一模）(6分)小金用水平方向的推力把箱子推到D處，如圖甲所示。經(jīng)過(guò)A處4秒后在B處遇到小華，小華迅速取下小箱子，1秒后在C處小金調(diào)整了推力，繼續(xù)將大箱子推到D處才撤去推力。AD段推力與時(shí)間的關(guān)系如圖乙，箱子速度與時(shí)間的關(guān)系如圖丙。己知大箱子底面積為0.5平方米，質(zhì)量為20千克，小箱子質(zhì)量為5千克。(g=10N/Kg)
（1）AB段大箱子對(duì)地面的壓強(qiáng)為_(kāi)__________。
（2）BC段大箱子受到的摩擦力大小為_(kāi)__________。
（3）CD段小金推力所做的功為_(kāi)______________。
8．（2022·拱墅區(qū)第三共同體二模）（6分）如圖所示是電動(dòng)傳送機(jī)，傳送帶斜面長(zhǎng)15m，高5m，每袋貨物質(zhì)量m＝30kg。一袋貨物在傳送機(jī)上勻速由底部傳送到A處的過(guò)程中，所受摩擦力的方向?yàn)檠貍魉蛶_______（選填“向下”或“向上”）；貨物克服重力所做的功為_(kāi)___________J；貨物所受摩擦力的大小為_(kāi)_______N。（不計(jì)能量損耗，g取10N/kg）
9．（2022·濱江一模）（6分）如圖甲所示，在粗糙的斜面底部固定一個(gè)可伸縮的輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)將質(zhì)量為m
的物塊左側(cè)由高度為ha的A點(diǎn)沿斜面向下壓縮彈簧至高度為hb的B點(diǎn)并由靜止釋放，物塊沿斜面向上滑動(dòng)，最終靜止在斜面上高度為hd的D點(diǎn)；若換成表面光滑、其他條件完全相同的斜面，仍將質(zhì)量為m的木塊左側(cè)從A點(diǎn)沿斜面向下壓縮彈簧至B點(diǎn)由靜止釋放（如圖乙所示），物塊沿斜面向上滑至高度為hc的最高處C后。在斜面上的BC兩點(diǎn)間來(lái)回滑動(dòng)。已知斜面上AB的長(zhǎng)度為S1 ，AD的長(zhǎng)度為S2 ，AC的長(zhǎng)度為S3，則：
（1）甲圖中，物塊離開(kāi)彈簧后，沿斜面向上滑動(dòng)最終靜止在D點(diǎn)的過(guò)程中受到的摩擦力方向?yàn)開(kāi)___________。（選填“向上”，“向下”或“先向下后向上”）
（2）甲圖中物塊沿斜面向上滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為_(kāi)_________________。（用字母表示）
（3）乙圖中，若把物塊換成材料相同，質(zhì)量為2m的大物塊，仍將彈簧壓縮到B點(diǎn)后重復(fù)上述過(guò)程，則大物塊沿斜面向上滑動(dòng)到的最高位置與C點(diǎn)相比將______。（“變高”“變低”或“不變”）
10．（補(bǔ)充·中考真題）光滑斜面甲與水平面AB平滑連接，從斜面甲高H處?kù)o止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)靜止，如圖甲，在AB上的C點(diǎn)平滑拼接另一光滑斜面乙。已知AB=3AC，如圖乙，回答下列問(wèn)題：
（1）如果小球從斜面甲高H處?kù)o止釋放，說(shuō)明小球在乙斜面到達(dá)的最大高度h與H的數(shù)量關(guān)系及理由。
（2）要使小球在乙斜面上到達(dá)的最大高度變?yōu)?h，小球應(yīng)在甲斜面上多高處?kù)o止釋放，并說(shuō)明理由。
2022杭州各區(qū)模擬試題精選
F
v
A
s1
B
s2
C

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