专题11 功和机械能（真题训练）-2024物理中考复习资料（解析版）

第第页专题11功和机械能一、选择题1.（2023·山东青岛·统考中考真题）下列有关单位换算关系，不正确的是（）A．1Pa=1N/m2 B．1J=1N·mC．1J=1N·s D．1W=1J/s【答案】C【详解】A．由公式p=F/S可知，压强单位是N/m2，用Pa取代N/m2，所以1Pa=1N/m2故A正确，不符合题意；BC．由公式W=Fs可得功的单位是N·m，用J取代N·m，所以1J=1N·m故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；D．由公式P=W/t可知，功率单位是J/s，用W取代，所以1W=1J/s故D正确，不符合题意。故选C。2．（2023·山东济南·统考中考真题）2023年5月23日12时30分许，我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，巍巍珠峰再次见证历史！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中，体重（含装备）越大的队员一定（）

A．做功越多 B．功率越大C．做功越快 D．功率越小【答案】A【详解】体重越大，则重力越大，从山脚下到峰顶的过程中，上升的高度相同，则克服重力做功越多，由于不知道做功时间长短，所以无法比较做功的快慢程度和功率的大小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。3.（2023·江苏连云港·统考中考真题）下列有关功的说法正确的是（

）A．用力推车没有推动，人对车也做了功B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功【答案】B【详解】A．用力推车没有推动，只有力没有移动距离，人对车没有做了功，故A错误；B．足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，足球没有重力的方向上通过一定的距离，重力没有对足球做功，故B正确；C．运动员举起杠铃在空中静止不动，运动员对杠铃有力的作用，但杠铃没有在力的方向上通过一定的距离，运动员没有对杠铃做功，故C错误；D．学生背着书包在水平路面上行走，背书包的力的方向是向上，书包没有在力的方向上移动距离，所以学生对书包没有做功，故D错误。故选B。4.（2023·海南·统考中考真题）4月26日我省举行了首届中学生自制水火箭比赛。参赛选手对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（）A．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力B．水火箭受到的重力不变C．水火箭的动能一直增大D．水火箭的重力势能一直增大【答案】A【详解】A．拉开气阀，水向下喷出时，水会对火箭产生一个反作用力，故水火箭能一飞冲天，故A正确；B．水不断向下喷，水火箭的质量发生改变，故水火箭受到的重力会改变，故B错误；CD．水火箭向上升的时候，它的质量及高度速度都会发生变化，故无法确定它的动能、重力势能的变化情况，故CD错误。故选A。5．（2023·四川甘孜·统考中考真题）2022年11月30日，神舟十五号与神舟十四号乘组首次实现“太空会师”。如图所示，在加速升空的过程中，神舟十五号载人飞船的（）

A．动能不变 B．重力势能减少 C．机械能减少 D．机械能增加【答案】D【详解】中国神舟十五号载人飞船加速向上运动的过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增加，其重力势能增大；此过程中空间站不具有弹性势能，因机械能等于动能与势能的总和，所以它的机械能增大，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。第5题图第6题图6．（2023·江苏泰州·统考中考真题）如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（）

A．重力势能减小，机械能减小 B．动能不变，机械能不变C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能不变，机械能减小【答案】A【详解】小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能减小；机械能是动能与势能的总和，且下滑过程中克服阻力做功，机械能减小。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。7.（2023·四川德阳·统考中考真题）第31届世界大学生夏季运动会将在成都隆重举行。运动会将设体操比赛，体操比赛中的自由体操运动员空中翻滚非常精彩。关于翻滚过程中体操运动员的动能与重力势能的变化正确的是（）A．体操运动员上升过程中动能增大，重力势能增大B．体操运动员下降过程中动能增大，重力势能增大C．体操运动员上升过程中动能减小，重力势能增大D．体操运动员下降到最低点时重力势能最大【答案】C【详解】AC．体操运动员上升过程中，速度减小，高度增加，质量不变，动能减小，重力势能增大，故A错误，C正确；BD．体操运动员下降过程中，速度增大，高度减小，质量不变，动能增大，重力势能减小，体操运动员下降到最低点时重力势能最小，故BD错误。故选C。8．（2023·江苏南通·统考中考真题）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】A【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。9．（2023·江苏无锡·统考中考真题）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（）

A．皮球下落过程中动能转化为重力势能B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小【答案】B【详解】A．球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误；B．当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确；CD．球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即从更高处下落的，故CD错误。故选B。10．（2023·山东潍坊·统考中考真题）巡航导弹是导弹的一种，具有突防能力强，难以拦截的优点。图示为某巡航导弹的飞行路线图，发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。下列关于该巡航导弹的说法正确的是（

）

A．整个过程中，在F点动能最大 B．O点到E点的过程中，机械能不变C．G点到H点的过程中，机械能不变 D．I点到J点的过程中，不消耗导弹携带的燃料【答案】C【详解】A．F点后俯冲加速阶段，发动机处于关闭阶段，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度，说明F点的速度不是最大，则F点动能不是最大的，故A错误；B．O点到E点的过程中，发动机点火加速升空，巡航导弹速度在增大，可知其动能在增大，高度在增大，可知其重力势能在增大，则机械能在增大，故B错误；C．G点到H点的过程中，发动机关闭，没有对巡航导弹做功，只有重力在做功，减少的重力势能等于增加的动能，则可知机械能不变，故C正确；D．由题意可知，I点到J点的过程中，发动机处于打开状态，要对巡航导弹做功，可知其消耗导弹携带的燃料，故D错误。故选C。11．（2023·湖南株洲·统考中考真题）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek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【答案】A【详解】由题可知，因为不计空气阻力，机械能守恒，铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化，若铅球落到地面时重力势能为零，则动能为最大值280J。由图可知，当铅球到最高点时，即距离地面2.5米时，动能为180J，则重力势能最大值为100J；已知铅球出手高度为2m，所以其重力势能小于100J。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。12．（2023·四川凉山·统考中考真题）如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法不正确的是（）

A．小球在C点的机械能等于在F点的机械能B．小球在C点的动能大于在F点的动能C．小球从E点到F点的过程中，机械能不变D．小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能【答案】A【详解】AB．C点运动到F点的过程，由于物体与地面发生碰撞，且上升的高度E点低于B点，故机械能有损失，小球在C点的机械能大于在F点的机械能；由图知C、F两处等高，小球的重力势能相同，但小球在C点动能大于F点的不同，A错误，符合题意，B正确，不符合题意；C．小球从E点到F点过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，C正确，不符题意；D．小球从D点离开地面时，弹性势能转化为动能；小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能，D正确，不符合题意。故选A。二、填空题13．（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）如图所示的“橡皮筋动力车”，旋转扇叶，将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的能转化为扇叶的能，扇叶快速转动，小车运动起来。当扇叶停止转动，小车仍能继续向前运动，小车具有。

【答案】弹性势，动，惯性。【详解】将橡皮筋拧紧，使其发生形变，产生弹性势能，松手后橡皮筋的弹性势能使扇叶转动，转化为扇叶的动能。当扇叶停止转动，小车由于惯性要保持继续向前的运动状态，仍能继续向前运动，因为小车具有惯性。14.（2023·山东菏泽·统考中考真题）2023年5月20日，“深海勇士号”载人潜水器深入南海西北陆坡一号沉船处开展考古调查。载人潜水器某阶段匀速下潜过程中动能，机械能。（选填“增大”、“减小”或“不变”）【答案】不变，减小。【详解】载人潜水器某阶段匀速下潜过程中，质量不变，速度不变，动能不变；海底的相对高度减小，重力势能减小，机械能包括动能和势能，机械能减小。15．（2023·四川广元·统考中考真题）如图所示是运动员在冬奥会跳台滑雪空中下落的情景，在下落过程中，运动员的重力势能逐渐（选填“减小”“不变”或“增大”）；若某运动员质量为60kg，在空中经1.5s下落的竖直高度为10m，则这段时间内该运动员的重力的功率是W。（g取10N/kg）【答案】减小，4000。【详解】在下落过程中，运动员的质量不变，高度减小，由重力势能大小的影响因素可知，运动员的重力势能逐渐减小。运动员的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N运动员的重力做的功W=Gh=600N×10m=6000J运动员的重力的功率P=16．（2023·天津·统考中考真题）第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s，此过程中对物体做功J，功率为W。（g取10Nkg）【答案】500，250。【详解】将50kg的物体匀速举高1m，此过程中对物体做功W=Gh=mgh对物体做功用时2s，则功率

P=17．（2023·四川巴中·统考中考真题）已知木箱重为1000N，在水平拉力F的作用下向右以0.5m/s的速度做匀速直线运动，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍。经过5s，地面对木箱的支持力做功J，拉力F做功的功率为W。

【答案】0，150。【详解】做功的两个必要因素是：力的作用和力的方向上移动了距离。由题意可知，地面对木箱的支持力方向垂直向上，木箱没有在垂直于地面的方向上移动距离，所以地面对木箱的支持力不做功。木箱重为100N，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍，则地面对木箱的摩擦力f木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力F大小和摩擦力大小相等，即F=f由功率的变形式P=Fv可知，拉力F做功的功率P=Fv18.（2023·江苏常州·统考中考真题）目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点346.9km，近地点319.6km，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度越来越大，动能逐渐，重力势能逐渐。国际空间站内的噪声为63dB，中国空间站内的噪声为58dB，空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，说明中国空间站内设备振动的较小、对站内宇航员的影响较小，噪声能传入站内宇航员耳朵的原因是：。

【答案】增大，减小，幅度，见解析.【详解】由远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，高度逐渐变小，重力势能逐渐减小，速度逐渐变快，动能逐渐增大。空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，中国空间站内的噪声响度较小，说明中国空间站内设备振动的幅度较小，对站内宇航员的影响较小；空间站内有空气，而声音能在空气中进行传播，因此噪声能传入站内宇航员耳朵。19．（2023·山东德州·统考中考真题）如图所示，小王用弹簧测力计水平拉动木块，使同一木块先后以速度v1和v2沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，且v1＞v2，则第一次木块所受的摩擦力第二次木块所受的摩擦力；第一次拉力做的功第二次拉力做的功。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】等于，等于。【详解】由于木块对水平木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，即f1=f2。而木块两次沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，木块受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等，则两次木块受到的拉力相等，即F1=F2，由W=Fs可得，第一次拉力做的功和第二次拉力做的功相等。20．（2023·四川南充·统考中考真题）体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在a点的机械能d点机械能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；球在a、b、c、d四点中点的重力势能最大。

【答案】等于，b。【详解】因为不计空气阻力，所以小球整个运动过程机械能守恒。因此小球在a点的机械能等于d点机械能。重力势能与物体的质量和高度有关，在质量一定时，高度越大，重力势能越大，所以b点的重力势能最大。21．（2023·广东广州·统考中考真题）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从Р匀速直线运动到Q用时2s。

（1）在MN，PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1v2，f1f2；（均选填“>”、“=”或“<”）（2）A从M运动到N，F1做的功为J、功率为W，A所受重力做的功为J。【答案】（1）＜，＞；（2）0.3，0.1，0【详解】（1）在MN段，A的速度为v在PQ段，A的速度为v则v1＜v2。A在水平拉力F1作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知fA在水平拉力F2作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知

f则f1＞f2。（2）F1做的功为WF1的功率为PA只在水平方向运动发生距离，竖直方向没有发生距离，所以A所受重力做的功为0J。三、探究实验题22.（2023·湖南郴州·统考中考真题）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是的。（选填“相同”或“不同”）。

（1）实验1将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。（2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离（选填“短”、“长”或“相等”）由上述实验现象，我们可以得出结论；同一物体，，动能越大。（3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EAEB（选填“>”、“=”或“<”）。当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将。A．沿a轨迹运动B．沿b轨迹运动C．沿c轨迹运动D．保持静止

【答案】不同；（2）短，（运动）速度越大；（3）=，A。【详解】小球从斜面上不同的高度由静止滚下，由于小球的重力势能不同，则小球到达斜面底端时速度不同。（2）根据图示可知，实验2中木块被撞的距离比实验1的距离要小一些，两次实验中的小球的质量相同，滚下的高度不同，高度越低，到达水平面时的速度越小，推动木块移动的距离就越小，动能越小，所以能得出结论；同一物体，运动速度越大，动能越大。（3）由于忽略空气阻力，经过A、B两点到达C点的过程中，没有外力对小球做功，则小球的机械能守恒，即EA=EB。当小球到达C点时，速度为水平向右运动，此时小球所受各个力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，小球将保持这一状态，所以小球将沿a轨迹运动。故选A。23．（2023·山东淄博·统考中考真题）利用下图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。

（1）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与质量的关系；让同一个小车从斜面的高度滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量，我们通过来判断小车动能的大小；（2）小车从斜面上滑下，它的转化为动能，碰上物体B后，小车的部分转移给了物体B，这个能量的转化转移过程机械能总量；（3）小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力，其中是一对平衡力，方向相同（两空均填序号）。拿走物体B，如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将；（4）下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题：。物体动能/J物体动能/J步行的人约30百米跑中的运动员约3×103行走的牛约160刚射出的步枪子弹约5×103中速行驶的小汽车约2×105高速行驶的小汽车约6×105【答案】（1）不同，B运动的距离；（2）重力势能，动能，不变；（3）①④，②③，匀速直线运动；（3）见解析.【详解】（1）让同一小车在不同高度下滑，可使小车获得不同的速度，而此时小车的质量保持不变，可探究动能与速度的关系。通过观察物体B移动的距离的大小，来说明小车对物体B做功的多少，从而判断出小车具有的动能的大小。（2）小车从斜面上滑下，质量不变，速度变大，高度降低，它的重力势能转化为动能。碰上物体B后，B由静止到运动，小车的部分动能转移给了物体B，据能量守恒定律知，这个能量的转化转移过程机械能总量不变。（3）根据平衡力的特点，小车所受的重力与水平面对小车的支撑力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，所以可知①重力、④水平面对小车的支持力是一对平衡力。由图示知，②摩擦力的方向水平向左，③物体B对小车的压力也水平向左，方向相同。如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，据牛顿第一定律知，小车将做匀速直线运动。（4）由表格数据可知，不同物体运动的速度不同，它的动能也不同，因此可以提出：物体的动能与速度的关系。24．（2023·山东威海·统考中考真题）小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示。

（1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度，整个过程涉及的能量转化情况为；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越（选填“大”或“小”）。（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），则你能得出的结论是。（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路：。（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在位置较为合理（选填“C”或“D”）；你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件：。【答案】（1）重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能，小；（2）质量相同，高度越高，重力势能越大；（3）质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度；（4）D，水资源丰富和地势高度差大。【详解】（1）整个过程涉及的能量转化情况为：重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明铁球的重力势能越小。（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），结合（1）的分析上可得出的结论是：质量相同，高度越高，重力势能越大。（3）探究重力势能大小与物体质量的关系，就要控制铁球的高度相同，改变铁球的质量，设计思路为：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。（4）D位置与上游的高度差较大，所以应该安装在D位置；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大，重力势能就大，转化为的动能就越大，适合建造大型水力发电站。四、计算题25．（2023·江苏南通·统考中考真题）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求：

（1）小明所受重力的大小；（2）完成一个引体向上克服重力做的功；（3）30s内克服重力做功的功率。【答案】（1）600N；（2）300J；（3）100W【详解】（1）小明所受的重力为G=mg=60kg×10N/kg=600N（2）完成一个引体向上克服重力做的功为W=Gh=600N×0.5m=300J（3）30s内克服重力做的功为W总=10W=10×300J=3000J30s内克服重力做功的功率为P=答：（1）小明所受重力为600N；（2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J；（3）30s内克服重力做功的功率为100W。26．（2023·山东东营·统考中考真题）2023