第11章 功和机械能（易错模拟题汇编）-2024年中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练（全国版）（解析版）

第第页第十一章功和机械能（易错模拟题汇编）一、选择题（共12小题）1．（2023•北京模拟）如图所示的四个情境中，有关力做功的说法中正确的是（）A．甲图中，把水桶从地面上提起来，人对水桶的拉力没有做功 B．乙图中，推着购物车沿着水平路面匀速前进，推车的力做了功 C．丙图中，茶杯静止在水平桌面上，茶杯受到的支持力做了功 D．丁图中，挂钩上的毛巾静止时，毛巾受到的重力做了功解：A、把水桶从地面上提起来，人给水桶一个向上的力，水桶在该力的方向上通过了距离，所以提水桶的力做功，故A错误；B、用力推着购物车前进，购物车在推车的力的方向上通过了距离，所以推车的力做功，故B正确；C、茶杯静止在水平桌面上，茶杯受到的支持力方向向上，茶杯没有在支持力的方向上通过一定的距离，支持力没有做功，故C错误；D、挂钩上的毛巾静止时，重力的方向竖直向下，毛巾没有在重力的方向上通过一定的距离，重力没有做功，故D错误。答案：B。2．（2023•泉州模拟）如图为某同学在单杠上做引体向上运动的情景。他完成一次从悬垂状态到屈臂引体状态所做功约为（）A．3J B．300J C．3×103J D．3×104J解：此同学的质量大约为m＝50kg，重力约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，上升的高度约为h＝0.6m，所做的功约为W＝Gh＝500N×0.6m＝300J，故ACD错误，B正确。答案：B。3．（2023•株洲二模）用细线竖直拉着一长方体物块，将物块从盛满水的烧杯上方缓慢匀速下降直至浸没在水中，物块下降过程中，细线的拉力F对物块做功的功率P与时间t的关系图像可能是（）A．B．C．D．解：开始物块没有进入水中，拉力不变，速度不变，根据P=Wt=Fst=Fv得到细线的拉力F对物块做功的功率P不变，物块从接触水面到完全浸没水中，排开水的体积变大，由阿基米德原理得到浮力变大，根据F＝G﹣F浮得到拉力变小，根据P答案：A。4．（2023•南宁模拟）一车在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如图所示，汽车在第10s时已行驶了150m，速度达到了20m/s，随后匀速前进.若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N，以下说法正确的是（）A．在0～20s内汽车的平均速度为15m/s B．在10～20s内汽车的牵引力做的功为4×105J C．在0～10s内汽车牵引力大小恒为2000N D．在10～20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W解：A、由题意可知，汽车在0～10s内通过的路程s1＝150m，在10～20s内的速度是20m/s，汽车做匀速运动，所以在10～20s内汽车行驶的路程s2＝vt2＝20m/s×10s＝200m，在0～20s内汽车行驶的路程s＝s1+s2＝150m+200m＝350m，在0～20s内汽车的平均速度v=sB、由于在10～20s内汽车做匀速运动，所以汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力，所以汽车的牵引力的大小F＝f＝2000N，在10～20s内汽车的牵引力做的功W＝Fs＝2000N×200m＝4×105J，故B正确；C、在0～10s内汽车的速度不断变大，根据物体受非平衡力作用时其运动状态不断改变可知在0～10s内汽车的牵引力大于汽车受到的阻力，而阻力大小恒定不变，所以在0～10s内汽车的牵引力大于2000N，故C错误；D、由于在10～20s内汽车的牵引力做的功W＝4×105J，汽车牵引力做功的功率P=Wt=答案：B。5．（2023•南宁模拟）如图小红和爷爷同时从1楼出发爬到6楼，小红领先到达。下列说法正确的是（）A．爷爷爬楼的路程长 B．爷爷做功的功率较小 C．小红所做的功更多 D．小红爬楼的速度较快解：A、小红和爷爷同时从1楼出发爬到6楼，爬楼的路程相同，故A错误；BC、小红和爷爷爬相同的楼梯，h相同，爷爷的体重比小红的大小不知，不能确定谁做的功多，爷爷用的时间多，由P=WD、小红和爷爷爬相同的楼梯，h相同，但小红领先到达，根据v=s答案：D。6．（2023•德州模拟）用弹簧测力计两次沿水平方向拉动同一木块，使它在同一水平木板上做匀速直线运动，图乙是木块运动的路程﹣时间关系图像，下列说法中正确的是（）A．木块两次运动的速度v1＞v2 B．木块两次所受的拉力分别为F1、F2，则F1＞F2 C．在10s内两次拉力对木块做的功分别为W1、W2，则W1＜W2 D．在10s内两次拉力对木块做功的功率分别为P1、P2，则P1＜P2解：A、由s﹣t图象可知，在相同时间内，木块第一次通过的路程大于第二次，所以第一次运动的速度大于第二次，即v1＞v2，故A正确。B、用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，则拉力和滑动摩擦力大小相等；两次实验中，虽然速度变化了，但木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变，则两次木块受到的滑动摩擦力大小不变，所以木块两次所受的拉力大小相等，即F1＝F2，故B错误。C、由s﹣t图象可知，木块在10s内（相等时间内）通过的路程第一次大于第二次；由B可知，两次拉力大小相等，所以由W＝Fs可知，第一次所做的功大于第二次，即W1＞W2，故C错误；D、由C可知，第一次所做的功大于第二次；又知时间相等，所以根据P=Wt可知，第一次拉力对木块做功的功率较大，即P1＞P答案：A。7．（2023•北京二模）比赛中，被运动员垫起的排球从空中最高点竖直加速下落过程中，经过A点、B点和C点，示意图如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，判断下列说法正确的是（）A．排球在B点的动能大于在C点的动能 B．排球在B点的重力势能小于在C点的重力势能 C．排球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 D．排球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率解：A、排球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大，排球在B点的动能小于在C点的动能，故A错误；B、小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。故B错误；C、已知AB＝BC，根据W＝Gh可知，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同，故C正确；D、由题意可知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据P=W答案：C。8．（2023•北京二模）载人飞船实现了中国人的“飞天梦”。如图所示的是载人飞船返回舱减速着陆的情境，在返回舱减速下降过程中，关于返回舱下列说法中正确的是（）A．动能增加，重力势能减少，机械能不变 B．动能不变，重力势能减少，机械能减少 C．动能减少，重力势能不变，机械能减少 D．动能减少，重力势能减少，机械能减少解：返回舱在减速下降过程中，质量不变，速度变小，动能减小；质量不变，高度变低，势能减小；机械能是动能与势能的总和，动能减小，势能减小，所以机械能也减小，故D正确，ABC错误。答案：D。9．（2023•苏州模拟）如图所示在水平台面上，一根弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时用力推滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块能到达的最右端，AO＞OB，滑块从A位置滑到B位置的过程中（滑块到达某一位置是指滑块中心到达该位置上方，不计空气阻力），下列说法正确的是（）①速度最快的位置在AO之间②弹簧对滑块弹力最大的位置在A点③滑块在从A位置滑到B位置的过程中机械能不变④滑块最终可能停在O点的右侧A．1个 B．2个 C．3个 D．4个解：从A到B，AO＞OB，说明此过程存在摩擦力；①③金属滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有水平向右的弹力；开始时，弹力大于摩擦力，滑块做加速运动；当弹力等于摩擦力时，滑块的速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有水平向左的弹力，则滑块的速度不断减小，所以速度最大点在AO之间，而由于摩擦力的存在，滑块和弹簧整个过程机械能逐渐减小，因而滑块的机械能不守恒，故①正确，③错误；②O点是弹簧保持原长时滑块的位置，已知AO＞OB，所以弹簧在A点的形变量最大，即弹力最大的位置在A点，故②正确；④金属滑块运动到B点，速度为零，停止运动，但是由于弹簧要恢复原来的形状，受到水平向左的弹力作用，所以金属滑块可能不会保持静止，有可能向左运动，直到在水平方向上受到的弹力和摩擦力相等，故物体最终可能停在O的右侧，故④正确。本题共有3个正确。答案：C。10．（2023•扬州三模）如图所示小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点。N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能大于经过Q点时的机械能解：A、由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点动能，故A错误；B、球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，球在M点既有动能又有重力势能，球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，也既有动能又有重力势能，故B错误；C、球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，球在N点的机械能一定小于在M点的机械能，但由于球在M、N点的动能大小不确定，因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定，即N点重力势能有可能比M点重力势能大，则最高点N与M点对比，N点可能M高，故C正确；D、忽略空气阻力，球从N点到Q点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于Q点的机械能，故D错误。答案：C。11．（2023•株洲模拟）有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力，则（）A．从O至C运动员速度一直减小 B．从O点至A点运动员机械能不守恒，从A点至C点机械能守恒 C．从O至A过程中运动员速度增大，从A至C过程中运动员速度减小 D．从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小解：根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零；由于不计空气阻力，因此整个过程机械能守恒；故选项ABC错误，选项D正确。答案：D。12．（2023•苏州模拟）在冬奥会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在a、c两点时动能均为零 B．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等 C．从a点下滑到b点过程中，机械能保持不变 D．从c点下落到d点过程中，机械能保持不变解：A、在a点选手处于静止状态，动能为0，在c两点时选手仍处于运动状态，动能不为零，故A错误；B、在a点和e点都处于静止状态，动能为0，但是在a点选手具有重力势能，在e点选手没有重力势能，因此a点和e点机械能不相等，故B错误；C、从a点下滑到b点过程中，由于克服摩擦做功，消耗一定的机械能，所以机械能减小，故C错误；D、从c点下落到d点过程中，由于不计空气阻力，所以机械能保持不变，故D正确。答案：D。二、填空题（共6小题）13．（2023•沈阳模拟）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中小球重力所做功W甲＝W乙，在A点时两球的速度v甲＜v乙。（以上两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）解：（1）由题知，两球的质量相同，则重力相等，当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W＝Gh可知，该过程中小球重力所做功W甲＝W乙；（2）由题知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，这样，在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲＜v乙。答案：＝；＜。14．（2023•东莞模拟）在跳绳测试中，小丽同学1min跳了120次，每次跳起的高度为5cm，已知她的质量是50kg，那么小丽的重力是500N，跳一次绳做的功25J，1min跳绳的平均功率是50W（g＝10N/kg）。解：（1）小丽的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；每次跳起的高度：h＝5cm＝0.05m，跳一次绳做的功：W＝Gh＝500N×0.05m＝25J；（2）1min跳绳做的总功：W总＝120W＝120×25J＝3000J，1min跳绳的平均功率：P=W答案：500；25；50。15．（2023•长沙模拟）如图是一款新型智能航拍无人机。机身总质量3kg，飞行时先以1.2m/s的速度匀速上升36m，又以1m/s的速度沿水平方向匀速飞行100m（g＝10N/kg），无人机在整个飞行过程中，需要克服重力做功1080J，无人机上升过程所用时间为30s，上升过程，克服重力做功的功率为36W。解：无人机的重力G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，无人机在整个飞行过程中，需要克服重力做功W＝Gh＝30N×36m＝1080J；无人机上升所用时间t=s上升过程，克服重力做功的功率P=W答案：1080；30；36。16．（2023•天津三模）如图所示，我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的势能变大，机械能不变（以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”）。解：“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，因不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，所以我们可以认为其机械能是守恒的，即大小不变。当“天问一号”从近火点向远火点运动时，高度逐渐增大，即其重力势能逐渐增大。由“物体的机械能＝物体的动能+物体的势能”可知，其动能会减小。即在“天问一号”从近火点向远火点运动的过程中，“天问一号”的动能转化为重力势能。答案：变大；不变。17．（2023•海南模拟）如图所示，重为500N的同学在做仰卧起坐运动。若该仰卧起坐同学上半身的重力约为全身的40%，她在1min内做了40个仰卧起坐，每次上半身仰卧起坐重心上升的高度均为0.3m，则她在1min内克服重力做的功为2400J，功率为40W。解：该同学上半身的重力：G上＝40%G＝40%×500N＝200N，做一次仰卧起坐克服重力做的功：W＝G上h＝200N×0.3m＝60J，做了40个仰卧起坐克服重力做的功：W总＝40W＝40×60J＝2400J，功率为：P=W答案：2400；40。18．（2023•东莞模拟）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。AB段返回器的动能变小（选填“变大”“不变”或“变小”）；BC段返回器的机械能不变（选填“变大”“不变”或“变小”），CD段返回器动能增加量小于（选填“大于”“等于”或“小于”）重力势能的减小量。解：AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小；BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，保持不变；CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，由于克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以返CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。答案：变小；不变；小于。三、实验探究题（共2小题）19．（2023•苏州模拟）小明为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。（1）实验中探究的动能是指A；A.钢球撞击木块时的动能B.钢球撞击木块后的动能C.木块被钢球撞击后的动能（2）钢球在水平面上的动能是由重力势能转化而来的；（3）若斜面下方水平面光滑，本实验不能（选填“能”或“不能”）达到实验目的；（4）小红认为根据乙、丙两图可以直接得出“物体的质量越大，速度越大，则动能越大”的结论，她的实验方法错误的理由是未控制变量；（5）通常来说，交通事故的原因主要是超载或超速，用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车超载（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。解：（1）该实验研究的对象是钢球，探究钢球动能的大小与速度和质量的关系，答案：A；（2）钢球从高处滚下，此时重力势能转化为动能；（3）若水平面绝对光滑，则钢球撞击木块后木块将做匀速直线运动，不能通过木块移动的距离来反映钢球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的；（4）探究影响动能大小因素实验中，应注意控制变量，当质量相同时，研究动能跟速度的关系；当速度相同时，研究动能跟质量的关系，不同同时出现两个变量；（5）甲、丙两图可知，钢球下落高度相同，质量不同，故研究动能大小与质量的关系，用来解释超载行驶的危险。答案：（1）A；（2）重力势；（3）不能；（4）未控制变量；（5）超载。20．（2023•苏州二模）李明准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙。物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长，同时与物体脱离，物体运动到D点停止。请补充完成他的探究过程：（1）为探究弹性势能的大小与弹簧长度变化量的关系，过程如下：对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点。测量BC之间的距离和AD之间的距离，并改变BC之间的距离，测多组数据，分析数据得到结论。（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点。分别测量AD之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关。（3）小明在此探究实验中主要运用了转换法和控制变量法两种探究方法。解：（1）本实验探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，所以必须测出弹簧长度变化量，即BC间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出AD间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即BC间的距离，多测几组数据；（2）本实验探究弹性势能与弹簧粗细是否有关，必须控制弹簧长度相同，改变弹簧的粗细，测量物体在粗糙表面上运动的距离（AD间的距离），并进行比较得出结论。（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。答案：（1）BC；AD；BC；（2）粗细；AD；（3）转换法；控制变量法。四、计算题（共2小题）21．（2023•珠海模拟）如图所示，斜面长s＝2m，高h＝0.5m，建筑