8. 投出的铅球在空中飞行,它在整个运动过程中的动能$E_{k}与距离地面的高度h$的关系如图所示。已知铅球出手高度$h$为2m,铅球落到地面时重力势能为零,不计空气阻力,由图可知,铅球出手时其重力势能为()

A. 80J
B. 100J
C. 180J
D. 280J
A. 80J
B. 100J
C. 180J
D. 280J
答案:
A 解析:由图可知,铅球落到地面时的动能最大,为 280 J,此时其重力势能为零,所以铅球的机械能为 280 J,不计空气阻力,则整个运动过程中铅球的机械能不变.由图知当铅球距离地面高度为 2.5 m 时,动能为 180 J,此时铅球的重力势能为 $ 280 \mathrm { J } - 180 \mathrm { J } = 100 \mathrm { J } $,因为铅球出手高度 $ h $为 2 m,所以铅球出手时其重力势能为 $ \frac { 2 \mathrm { m } } { 2.5 \mathrm { m } } \times 100 \mathrm { J } = 80 \mathrm { J } $,故 A 正确.
9. (2025·湖北荆州期中)质量相同、温度相同的铁块和铜块($c_{铁}>c_{铜}$),放出相同的热量后,将它们互相接触,则()
A. 热量将由铁块传给铜块
B. 热量将由铜块传给铁块
C. 温度将由铁块传给铜块
D. 温度将由铜块传给铁块
A. 热量将由铁块传给铜块
B. 热量将由铜块传给铁块
C. 温度将由铁块传给铜块
D. 温度将由铜块传给铁块
答案:
A 解析:质量相同的铜块和铁块,铁的比热容比铜的比热容大,放出相同的热量后,由 $ Q _ { \text { 放 } } = c m \Delta t $可知,铜块降低的温度更多,铁块和铜块的初温相同,则放出相同的热量后,铜块的末温更低,由于发生热传递时,热量从高温物体传递给低温物体,所以热量会从铁块传给铜块,故 A 正确.
10. (2025·江苏无锡期中)如图所示,小球从竖直光滑轨道最高点A由静止下滑,经过某一点B,到达轨道最低点C,再沿轨道上升并飞出,到达空中最高点D(D点未画出)后落地。下列说法错误的是()

A. 若考虑空气阻力,小球运动过程中机械能一直减小
B. 若考虑空气阻力,D点可能比B点高
C. 小球从A点运动到D点的过程中,重力一直对小球做功
D. 若不存在一切阻力,D点与A点等高
A. 若考虑空气阻力,小球运动过程中机械能一直减小
B. 若考虑空气阻力,D点可能比B点高
C. 小球从A点运动到D点的过程中,重力一直对小球做功
D. 若不存在一切阻力,D点与A点等高
答案:
D 解析:若考虑空气阻力,小球运动过程中会克服空气阻力做功,部分机械能会转化为内能,因此小球的机械能会减小,D 点位置一定比 A 点要低,但可能比 B 点高,故 A、B 正确;小球从 A 点运动到 D 点的过程中,始终在重力方向上通过一定的距离,重力一直对小球做功,故 C 正确;若不存在阻力,小球在 D 点的机械能与 A 点相等,但小球在 D 点会有水平方向的运动速度,动能大于零,所以小球在 D 点的重力势能比 A 点小,则 D 点不可能与 A 点等高,故 D 错误.
11. 如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上。$t= 0$时刻,将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后被弹簧弹起,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示。则()

A. $t_{1}$时刻小球的动能最大
B. $t_{1}$时刻小球的重力势能最大
C. $t_{2}时刻小球的机械能等于t_{1}$时刻小球的机械能
D. 从开始下落到第一次到达最低点,小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量
A. $t_{1}$时刻小球的动能最大
B. $t_{1}$时刻小球的重力势能最大
C. $t_{2}时刻小球的机械能等于t_{1}$时刻小球的机械能
D. 从开始下落到第一次到达最低点,小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量
答案:
D 解析:由图乙可知,$ t _ { 1 } $时刻小球刚与弹簧接触,接触后开始一段时间内弹力小于重力,小球向下做加速运动,其动能变大,故 A 错误;小球高度最大时,重力势能最大,则小球从弹簧正上方某一高度处刚刚由静止释放时重力势能最大,故 B 错误;小球整个运动过程中,由于要克服空气阻力做功,一部分机械能会转化为内能,且由 $ t _ { 1 } $时刻到 $ t _ { 2 } $时刻,小球的机械能转化为弹簧的弹性势能,所以 $ t _ { 2 } $时刻小球的机械能小于 $ t _ { 1 } $时刻小球的机械能,故 C 错误;从开始下落到第一次到达最低点,小球减少的机械能一部分转化为内能,一部分转化为弹簧的弹性势能,所以小球内能的增加量小于小球机械能的减少量,故 D 正确.
12. (2025·陕西咸阳期中)如图所示是一种新型的金属冰块,既经济又耐用。现将质量为0.3kg、温度为$-20^{\circ}C$的冷冻金属冰块放入装有0.2kg水的杯中,最终水温从$30^{\circ}C下降到20^{\circ}C$。若不计热量损失,下列说法错误的是[$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$]()

A. 金属冰块和水达到相同温度后,它们之间就不能发生热传递
B. 金属冰块吸收的热量为$8.4×10^{3}J$
C. 金属冰块与水的比热容之比为$1:6$
D. 只将金属冰块的质量增加到0.4kg,水温可以下降到$10^{\circ}C$
A. 金属冰块和水达到相同温度后,它们之间就不能发生热传递
B. 金属冰块吸收的热量为$8.4×10^{3}J$
C. 金属冰块与水的比热容之比为$1:6$
D. 只将金属冰块的质量增加到0.4kg,水温可以下降到$10^{\circ}C$
答案:
D 解析:两个物体间发生热传递的条件是存在温度差,所以当金属冰块和水达到相同温度后,两者不再有温度差,它们之间就不能发生热传递,故 A 正确;水放出的热量 $ Q _ { \text { 放 } } = c _ { \text { 水 } } m _ { \text { 水 } } \Delta t _ { \text { 水 } } = 4.2 \times 10 ^ { 3 } \mathrm { J } / ( \mathrm { kg } \cdot ^ { \circ } \mathrm { C } ) \times 0.2 \mathrm { kg } \times ( 30 ^ { \circ } \mathrm { C } - 20 ^ { \circ } \mathrm { C } ) = 8.4 \times 10 ^ { 3 } \mathrm { J } $,若不计热量损失,金属冰块吸收的热量等于水放出的热量,即 $ Q _ { \text { 吸 } } = Q _ { \text { 放 } } = 8.4 \times 10 ^ { 3 } \mathrm { J } $,故 B 正确;金属冰块与水的比热容之比 $ \frac { c _ { \text { 冰 } } } { c _ { \text { 水 } } } = \frac { \frac { Q _ { \text { 吸 } } } { m _ { \text { 冰 } } \Delta t _ { \text { 冰 } } } } { \frac { Q _ { \text { 放 } } } { m _ { \text { 水 } } \Delta t _ { \text { 水 } } } } = \frac { Q _ { \text { 吸 } } } { Q _ { \text { 放 } } } \times \frac { m _ { \text { 水 } } } { m _ { \text { 冰 } } } \times \frac { \Delta t _ { \text { 水 } } } { \Delta t _ { \text { 冰 } } } = \frac { m _ { \text { 水 } } } { m _ { \text { 冰 } } } \times \frac { \Delta t _ { \text { 水 } } } { \Delta t _ { \text { 冰 } } } = \frac { 0.2 \mathrm { kg } } { 0.3 \mathrm { kg } } \times \frac { ( 30 ^ { \circ } \mathrm { C } - 20 ^ { \circ } \mathrm { C } ) } { [ 20 ^ { \circ } \mathrm { C } - ( - 20 ^ { \circ } \mathrm { C } ) ] } = \frac { 1 } { 6 } $,故 C 正确;假设金属冰块的质量增加到 0.4 kg 后,水温可以下降到 $ 10 ^ { \circ } \mathrm { C } $,则金属冰块吸收的热量 $ Q _ { \text { 吸 } } ^ { \prime } = c _ { \text { 冰 } } m _ { \text { 冰 } } ^ { \prime } \Delta t _ { \text { 冰 } } ^ { \prime } = \frac { 1 } { 6 } c _ { \text { 水 } } m _ { \text { 冰 } } ^ { \prime } \Delta t _ { \text { 冰 } } ^ { \prime } = \frac { 1 } { 6 } \times 4.2 \times 10 ^ { 3 } \mathrm { J } / ( \mathrm { kg } \cdot ^ { \circ } \mathrm { C } ) \times 0.4 \mathrm { kg } \times [ 10 ^ { \circ } \mathrm { C } - ( - 20 ^ { \circ } \mathrm { C } ) ] = 8400 \mathrm { J } $,水放出的热量 $ Q _ { \text { 放 } } ^ { \prime } = c _ { \text { 水 } } m _ { \text { 水 } } \Delta t _ { \text { 水 } } ^ { \prime } = 4.2 \times 10 ^ { 3 } \mathrm { J } / ( \mathrm { kg } \cdot ^ { \circ } \mathrm { C } ) \times 0.2 \mathrm { kg } \times ( 30 ^ { \circ } \mathrm { C } - 10 ^ { \circ } \mathrm { C } ) = 16800 \mathrm { J } $,由于 $ Q _ { \text { 吸 } } ^ { \prime } < Q _ { \text { 放 } } ^ { \prime } $,所以只将金属冰块的质量增加到 0.4 kg,水温不可以下降到 $ 10 ^ { \circ } \mathrm { C } $,故 D 错误.
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