高考物理力学知识点之牛顿运动定律难题汇编附答案解析(4)

高考物理力学知识点之牛顿运动定律难题汇编附答案解析(4)
一、选择题
1．下列说法正确的是
A ．物体加速度方向保持不变，速度方向也一定保持不变
B ．物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向
C ．汽车的惯性大小随着牵引力的增大而减小
D ．加速度减小时，速度不一定减小
2．下列关于超重和失重的说法中，正确的是（ ）
A ．物体处于超重状态时，其重力增加了
B ．物体处于完全失重状态时，其重力为零
C ．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D ．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化
3．下列单位中，不能．．
表示磁感应强度单位符号的是（ ） A ．T B ．N A m ⋅ C ．2kg A s ⋅ D ．2
N s C m ⋅⋅ 4．如图是塔式吊车在把建筑部件从地面竖直吊起的a t -图，则在上升过程中（ ）
A ．3s t =时，部件属于失重状态
B ．4s t =至 4.5s t =时，部件的速度在减小
C ．5s t =至11s t =时，部件的机械能守恒
D ．13s t =时，部件所受拉力小于重力
5．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m 的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止， 并以此时为零时刻，在后面一段时间内传 感器显示弹簧弹力F 随时间t 变化的图象 如图乙所示，g 为重力加速度，则（ ）
A ．升降机停止前在向下运动
B ．10t -时间内小球处于失重状态，12t t -时间内小球处于超重状态
C ．13t t -时间内小球向下运动，动能先增大后减小
D ．34t t -时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量
6．质量为M 的人站在地面上，用绳通过光滑定滑轮将质量为m 的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a 下降（a g <），则人对地面的压力大小为（ ）
A ．()M m g ma +-
B ．()M g a ma --
C ．()M m g ma -+
D ．Mg ma -
7．下列说法符合历史事实的是 A ．伽利略的“冲淡”重力实验，证明了自由落体运动是匀加速直线运动
B ．牛顿开创了以实验检验、猜想和假设的科学方法
C ．牛顿第一定律是实验定律
D ．爱因斯坦先提出，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质的观点
8．如图所示，车沿水平地面做直线运动．一小球悬挂于车顶，悬线与竖直方向夹角为θ，放在车 厢后壁上的物体A ，质量为m ，恰与车厢相对静止．已知物体A 与车厢间动摩擦因数为μ，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力．则下列关系式正确的是（ ）
A ．1tan θμ
= B ．tan θμ= C ．tan g μ
θ=
D．tan
g θ
μ=
9．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一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，然后又被弹起离开弹簧，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．1t时刻小球动能最大
B．2t时刻小球动能最大
C．2t~3t这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．2t~3t这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
10．下列说法正确的是( )
A．物体的加速度不变，其运动状态一定不变
B．体积、质量很大的物体一定不能看成质点
C．1 N/kg＝1 m/s2
D．“米”、“秒”、“牛顿”都属于国际单位制的基本单位
11．某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。

他将弹簧秤移至电梯内称其体重，0t至3t时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）( )
A．B．
C．
D．
12．在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球（）
A．可能落在A处B．一定落在B处
C．可能落在C处D．以上都有可能
13．在建筑工地上需要将一些材料由高处送到低处，为此工人设计了右图的简易滑轨：两根圆柱体木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙上，把一摞瓦放在两杆正中间，瓦将沿滑轨滑到低处．在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能会摔碎．为了减小到底端时的速度，下列措施可行的是( )
A．减少每次运瓦的块数
B．增多每次运瓦的块数
C．减少两杆之间的距离
D．增大两杆之间的距离
14．如图所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触．现将箱子以初速度v0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态．则下列说法正确的是（）
A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小
B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大
C．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越大
D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小
15．如图所示，平板车甲静止在光滑的水平面上，物体乙滑上甲后，因甲、乙间有摩擦，乙做减速运动，甲做加速运动，若甲的板面足够长，则甲的最大速度不可能出现于
（）
A．乙的速度最小时B．甲、乙速度相等时
C．甲、乙相对静止时D．乙的速度为零时
16．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()
A．等于零，对人不做功
B．水平向左，对人做负功
C．水平向右，对人做正功
D．沿斜面向上，对人做正功
17．如图所示，足够长的水平传送带以v0＝2 m/s的速率顺时针匀速运行．t＝0时，在最左端轻放一个小滑块，t＝2 s时，传送带突然制动停下．已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.2，取g＝10 m/s2.下列关于滑块相对地面运动的v－t图象正确的是()
A．
B．
C．
D．
18．如图所示，物体A放在光滑水平桌面上，用一根细绳系住，若在绳的另一端用F＝mg 的力拉物体A时，A的加速度为a1；若在绳的另一端挂一质量为m的物体时，物体的加速度为a2，则()
A．a1>a2B．a1<a2C．a1＝a2D．无法确定
19．如图甲所示，一质量为1kg的滑块以初速度v A=12m/s自固定斜面底端A冲上斜面，到达C处速度恰好为零，小物块上滑的v—t图像如图乙所示已知斜面中AB段粗糙，BC段长为1.6m且光滑。

滑块在AB段的加速度是BC段加速度的两倍，g取10m/s2。

则斜面AB段的长度为（）
A．5.6m B．6.4m C．6.8m D．7.2m
20．如图所示，一轻弹簧的左端固定在竖直墙壁上，右端自由伸长，一滑块以初速度v0在粗糙的水平面上向左滑行，先是压缩弹簧，后又被弹回。

已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，则从滑块接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，选地面为零势能面，滑块的加速度a、滑块的动能E k、系统的机械能E和因摩擦产生的热量Q与弹簧形变量x间的关系图象正确的是（）
A ．
B ．
C ．
D ．
21．乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m 的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ）
A ．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
B ．人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg
C ．人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等
D ．人在最低点时对座位的压力大于mg
22．如图所示，质量为2m 的物块A 与水平地面间的动摩擦因数为μ，质量为m 的物块B 与地面的摩擦不计，在大小为F 的水平推力作用下，A 、B 一起向右做加速运动，则A 和B 之间的作用力大小为( )
A ．3mg μ
B ．23mg μ
C ．243F mg μ-
D ．23
F mg μ- 23．某同学探究小球沿光滑斜面顶端下滑至底端的运动规律，现将两质量 相同的小球同时从斜面的顶端释放，在甲、乙图的两种斜面中，通过一定的判断分析，你可以得到的正确结论是（ ）
A ．甲图中，小球在两个斜面上运动的时间相同
B ．甲图中，小球在两个斜面上运动的加速度相同
C ．乙图中，小球在两个斜面上运动的时间相同
D ．乙图中，小球在两个斜面上运动的加速度相同
24．关于惯性，以下说法中正确的是（ ）
A．水平拉动静止木块比水平拉着木块匀速运动所需的力大，所以静止物体惯性较大B．同一木块速度大时不易停下，所以速度较大的物体惯性也比较大
C．木块在粗糙桌面上运动时较容易停下，所以物体受到的摩擦力越大惯性就越小
D．物体惯性的大小与是否受外力作用或外力大小均无关
25．按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。

如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。

忽略摩擦和空气阻力。

笔从最低点运动至最高点的过程中
A．笔的动能一直增大
B．笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小
C．弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量
D．弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A：物体加速度方向保持不变，速度方向可能改变．例如：平抛运动加速度方向不变，速度方向发生变化．故A项错误．
B：物体做曲线运动时，物体所受合外力的方向与物体的运动方向不在一条直线上．故B 项错误．
C：汽车的惯性取决于汽车自身的质量，与牵引力的大小无关．故C项错误．
D：加速度减小表示速度变化变慢，可能是增加得慢，也可能是减小的慢．所以加速度减小时，速度不一定减小．故D项正确．
2．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
重力=G mg 与质量和重力加速度有关，而质量是物体的固有属性，不会改变；同一位置处的重力加速度不会改变所以物体的重力不会因为超重和失重而发生变化，故D 正确。

故选D 。

3．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．根据磁感应强度的定义式
F B IL
= 得 N 1T 1
A m
=⋅ 故AB 错误；
C ．根据公式 F ma =
由质量的单位是kg ，而加速度的单位是2m/s ，则单位的换算可得
2
kg 1T A s =
⋅ 故C 错误； D ．由安培力的单位是N ，长度的单位为m ，而电流的单位是A ，根据
q I t
=
所以 C 1A 1
s = 则单位的换算可得
N N s 1T 1
1A m C m
⋅==⋅⋅ 故D 正确。

故选D 。

4．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．当3s t =时，加速度向上，部件属于超重状态，故A 错误；
B ．当4s t =至 4.5s t =时，部件的加速度在减小，但始终大于零，部件仍处于加速状态，速度增大，故B 错误；
C ．5s t =至11s t =时，部件加速度为零，做匀速直线运动，部件的动能不变，但重力势能却不断增大，所以部件的机械能增大，机械能不守恒，故C 错误；
D ．13s t =时，加速度向下，部件属于失重状态，部件所受拉力小于重力，故D 正确。

故选D 。

5．C
解析：C
【解析】
【详解】
A ．初始时刻弹簧伸长，弹力平衡重力，由图象看出，升降机停止运动后弹簧的拉力先变小，即小球向上运动，小球的运动是由于惯性，所以升降机停止前小球是向上运动的，即升降机停止前在向上运动，故A 错误；
B ．0∼t 1时间拉力小于重力，小球处于失重状态，t 1∼t 2时间拉力也小于重力，小球也处于失重状态，故B 错误；
C ．t 1时刻弹簧的拉力是0，说明t 1时刻弹簧处于原长状态，t 1时刻之后弹簧的拉力又开始增大说明弹簧开始变长，所以t 1∼t 3时间小球向下运动，t 1∼t 3时间内，弹簧对小球的弹力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力方向先向下后向上，小球先加速后减速，动能先增大后减小，故C 正确；
D ．t 3∼t 4时间内，小球向上运动，重力势能增大，弹簧势能减小，动能增大，根据系统机械能守恒得知，弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量，故D 错误。

故选C 。

6．C
解析：C
【解析】
【详解】
设绳的拉力为F ，对重物，由牛顿第二定律可得
mg F ma -=①
绳的拉力
F mg ma =-②
人所受重力、绳向上的拉力及地面的支持力N F 的合力为零，
所以有
N Mg F F =+③
由②③得
()N F Mg F M m g ma =-=-+
人对地面的压力N F '和地面对人的支持力N F 是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律可
得
()N
N F F M m g ma '==-+ 方向竖直向下； A ．不符合题意，错误； B ．不符合题意，错误； C ．正确；
D ．不符合题意，错误。

7．A
解析：A 【解析】 【详解】
A ．由于当时条件的限制不能测瞬时速度，伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于测量运动时间，并证明了自由落体运动是匀加速直线运动，故A 正确；
B ．伽利略开创了以实验检验、猜想和假设的科学方法用在研究自由落体的规律，故B 错误；
C ．牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不是实验定律，故C 错误；
D ．牛顿先提出，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质的观点，故D 错误。

故选A 。

8．A
解析：A 【解析】 【分析】
物体A 跟车箱相对静止，小球、物体A 和车厢具有相同的加速度，隔离对小球分析，由牛顿第二定律求出加速度的大小和方向，再对A 运用牛顿第二定律求出摩擦力的大小；则可求得动摩擦因数． 【详解】
小球所受的合力应水平向右，则加速度F mgtan a gtan m m
θ
θ=
==；A 与小球具有相同的加速度，则A 所受的压力N=ma=mgtanθ，方向向右。

由滑动摩擦力公式可知，f=μN=mg ；联立解得：tanθ=1
μ
；故选A 。

【点睛】
解决本题的关键知道球、物体A 与 车厢具有相同的加速度，要灵活选择研究对象，通过牛顿第二定律进行求解．
9．C
解析：C 【解析】
【详解】
小球在接触弹簧之前做自由落体．碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能．上升过程恰好与下降过程互逆．由乙图可知1t时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内，重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大，A错误；2t时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小，B错误；3t时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；
23
t t-这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，C正确D错误．
10．C
解析：C
【解析】
A、速度是描述物体的运动状态的物理量，物体的加速度不变则速度一定是变化的，所以物体的运动状态一定改变。

故A错误；
B、体积、质量很大的物体在一定的条件下能看成质点，如描述地球绕太阳的公转时，地球也可以看作质点，故B错误；
C、
2
2
1/
1/1/
kg m s
N kg m s
kg
⋅
==，故C正确；
D、米、秒都是国际单位制基本单位，牛顿是导出单位，故D错误。

点睛：速度是描述物体的运动状态的物理量；当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时，我们就可以把它看成质点，根据把物体看成质点的条件来判断即可；力学国际基本单位有三个：米、千克、秒，其他的都是导出单位。

11．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，t0至t1时间段弹簧秤的示数小于G，故合力为
G-F=50N
物体可能向下加速，也可能向上减速；t1至t2时间段弹力等于重力，故合力为零，物体可能为匀速也可能静止；而t2至t3时间段内合力向上，故物体加速度向上，电梯可能向上加速也可能向下减速，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

12．B
解析：B
【解析】
【分析】
火车匀速行驶，在小球未释放前小球随车一起运动，小球的速度等于车的速度v0；在小球由静止释放后，由于惯性小球在水平方向的速度保持不变，即v x=v0，即小球下落的过程中小球在水平方向的速度始终等于车速度，小球一定落到B处。

故B项正确，ACD三项错误。

故选B。

13．D
解析：D
【解析】
由题意可知，斜面的高度及倾斜角度不能再变的情况下，要想减小滑到底部的速度就应当增大瓦与斜面的摩擦力，由f=μF N可知，可以通过增大F N来增大摩擦力；而增大瓦的块数，增大了瓦的质量，虽然摩擦力大了，但同时重力的分力也增大，不能起到减小加速度的作用，故改变瓦的块数是没有作用的，故AB错误；而增大两杆之间的距离可以增大瓦受到的两支持力的夹角，而瓦对杆的压力随夹角的增大而增大，故增大两杆间的距离可以在不增大重力分力的情况下增大瓦对滑杆的压力，从而增大摩擦力，故C错误，D正确；故选D．
14．C
解析：C
【解析】
【详解】
AB.对箱子和物体整体受力分析，如图所示：
由牛顿第二定律可知Mg+kv=Ma，得，又整体向上做减速运动v减小，所以a
减小；
再对物体单独受力分析如图：
因a＞g，所以物体受到箱子上底向下的弹力，由牛顿第二定律可知，，则，而a减小，则F N减小，所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小；故A项，B项均错误.
CD.同理，当箱子和物体加速下降时，物体对箱子下底面有压力且压力越来越大，当
Mg=kv后，箱子匀速下降，此时物体对箱子下底面压力等于它的重力mg，故C正确，D错误.
15．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意，甲、乙两物体竖直方向所受的重力与弹力都平衡。

乙物体受到水平向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，甲物体受到水平向右的滑动摩擦力而做匀加速运动，当两者速度相等时，一起做匀速运动，此时甲物体达到最大速度，乙物体达到最小速度，故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

16．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
人的加速度斜向右上方，即加速度有水平向右的分量，可知人的脚所受的静摩擦力水平向右，摩擦力的方向与位移方向成锐角，则静摩擦力做正功。

故选Ｃ。

17．B
解析：B
【解析】
【详解】
刚被放在传送带上时，滑块受到滑动摩擦力作用做匀加速运动，
，滑块运动到与传送带速度相同需要的时间，然后随传送带一起匀速运动的时间，当传送带突然制动停下时，滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止，，运动的时间
，B正确．
18．A
解析：A
【解析】
【详解】
当在B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，对A分析，有：mg=Ma1，
1mg
a
M
；当在
绳的B 端挂一质量为m 的物体时，对整体分析,有：mg =(M +m )a 2，则2mg
a M m
=+．则
a 1>a 2，故A 正确，BCD 错误．
19．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
由v t -图像可知，小物块沿斜面向上滑行的初速度
A 12m/s v =
由
2a a =AB BC
可得
A B B 00
2v v v
t t -= 解得
B 4m/s v =
在上滑过程对AB 段有
22
B A AB AB 2v v a s -=
对BC 段有
22C B BC BC 2v v a s -=
BC 1.6m s =
由以上各式解得
AB 6.4m s =
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

20．C
解析：C 【解析】 【详解】
A ．设滑块受到的摩擦力为f ，弹簧的弹力为
F kx =
选取初速度的方向为正方向，则滑块的加速度为
f F f k
a x m m m
+=-
=-- 可知a 与x 的关系是不过坐标原点的直线，故A 错误； B ．当弹簧的压缩量为x 时，弹簧的弹性势能为
212
p E kx =
所以滑块克服弹簧的弹力做功
21
2
F W kx =-
克服摩擦力做功
f W fx =-
对滑块由动能定理可得
0F f k k W W E E +=-
即有
201
2
k k E E fx kx =--
动能k E 为x 的二次函数，是一条曲线，故B 错误；
C ．滑块克服弹簧做的功转化为弹簧的弹性势能，所以系统的机械能
0k E E fx =-
即系统的机械能与x 之间的关系为斜率为负的一次函数，故C 正确； D ．因摩擦产生的内能为
Q fx =
因摩擦产生的热量与弹簧形变量成正比，是过坐标原点的直线，故D 错误； 故选C 。

21．D
解析：D 【解析】 【详解】
A. 当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，
20
v mg m R
=，
则临界速度为
v 0，
当速度v A 错误；
B. 当人在最高点的速度v ，人对座位就产生压力。

以人为研究对象，根据牛顿第二定律得：
mg +N =2
v m R
，
得：
N =2
v m R
−mg ，
座位对人作用力与速度v 有关，当v N >mg ，则座位对人的压力将大于mg ，故B 错误；
C. 人在最高点和最低点速度大小不等，根据向心加速度公式
2v a R
=
可知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，故C 错误；
D. 人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg ，故D 正确。

故选：D 。

22．D
解析：D 【解析】
以AB 组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得系统的加速度
2223F mg F mg
a m m m
μμ-⨯-=
=+，以B 为研究对象，由牛顿第二定律得A 对B 的作用力：
23AB F mg F ma μ-==
，即AB 间的作用力为23
AB F mg
F μ-=，D 正确． 23．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
AB. 在甲图中，对小球进行受力分析，受到重力和支持力，合力提供加速度，根据牛顿第二定律可知，运动的加速度为a =g sinθ，两个斜面倾角不等，所以加速度不相同； 设高度为h ,则斜面的长度为h /sin θ。

根据匀加速直线运动,位移−时间公式可知
21
sin 2
h at θ= 解得
t =
甲图中两个斜面倾角不等，故小球在两个斜面上运动的时间不相同，故A 错误，B 错误； C. 在乙图中，对小球进行受力分析，受到重力和支持力，合力提供加速度，根据牛顿第二定律可知，运动的加速度为a =g cos θ 两个斜面倾角不等，所以加速度不相同； 设底边长为s,则斜面的长度为s /sin θ 根据匀加速直线运动,位移−时间公式可知：
21sin 2
s at θ= 解得
t =
当θ分别为30∘和60∘时，sinθcosθ相等，故时间相等，故C 正确，D 错误． 故选C 。

24．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．水平拉动静止木块比水平拉着木块匀速运动所需的力大，说明最大静摩擦力比滑动摩擦力大，而物体的惯性不变，故A 错误；
B ．同一木块速度大时不易停下，是因为减速需要的位移大，而质量大的物体惯性才大，故B 错误；
C ．惯性的大小是用质量来衡量，而不是由滑动摩擦力来量度，故C 错误；
D ．物体的惯性大小与物体是否受力和受力大小均无关，只与物体的质量有关，故D 正确。

故选D 。

25．D
解析：D 【解析】 【详解】
开始时弹力大于笔的重力，则笔向上做加速运动；当弹力等于重力时加速度为零，速度最大；然后弹力小于重力，笔向上做减速运动，当笔离开桌面时将做竖直上抛运动，直到速度减为零到达最高点；
A ．笔的动能先增大后减小，选项A 错误；
B ．因只有弹力和重力做功，则笔的重力势能、动能和弹簧的弹性势能守恒；因动能先增加后减小，则笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增加，选项B 错误； CD ．因整个过程中动能不变，则弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能的增加量，选项
C 错误，
D 正确； 故选D.。