天津中考物理5年（2021-2025）真题分类汇编：专题09 功和机械能（解析版）

专题09功和机械能

1．（2025•天津中考）【前沿科技】我国大力发展新质生产力。最新研发的人形机器人，关节处有液态润

滑剂形成的润滑膜，可减小摩擦力，使其动作更灵活；山区果农用无人机将一筐橙子从山上运往

山下的过程中，这筐橙子的重力势能减小（选填“增大”“减小”或“不变”）。

解：最新研发的人形机器人，关节处有液态润滑剂形成的润滑膜，减小了接触面的粗糙程度，在压力一

定时，可减小摩擦力，使其动作更灵活；

山区果农用无人机将一筐橙子从山上运往山下的过程中，这筐橙子的质量不变，高度变小，所以其重力

势能减小。

答案：摩擦力；减小。

2．（2024•天津中考）如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s

内将质量为800kg的货物沿竖直方向匀速提升2m。g取10N/kg，求：

（1）货物所受的重力；

（2）机器人提升货物的功率。

解：（1）货物所受的重力：G＝mg＝800kg×10N/kg＝8×103N；

（2）机器人提升货物的功率：。

3

��ℎ8×10�×2�3

答：（1）货物所受的重力为8×�1=03N�；=�=10�=1.6×10�

（2）机器人提升货物的功率为1.6×103W。

3．（2023•天津中考）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

500J，功率为250W。（g取10N/kg）

解：对物体做的功为：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×1m＝500J，

功率为P250W。

�500�

答案：50=0；�25=0。2�=

4．（2022•天津中考）如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉

动木块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为4N。该过程中，木块所受的摩擦力

为4N，拉力做功为2J。

解：弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动，木块水平方向受到的拉力与摩擦力是一对

平衡力，所以木块受到的摩擦力f＝F＝4N；拉力做功W＝Fs＝4N×0.5m＝2J。

答案：4；2。

5．（2022•天津中考）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到

了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，

依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。

问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。

问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。

（1）做实验①②③是为了探究问题一（选填“问题一”或“问题二”）；

（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与质量是否有关；

（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共

安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结

论在质量一定时，高度越高，重力势能越大。

解：（1）实验①②受力面积相同，压力不同，所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系；②

③的压力相同，受力面积不同，探究的是压力的作用效果与受力面积的关系；所以①②③探究的是问

题一；

（2）实验④⑤中，物体落下的高度相同，物体的质量不同，质量越大，下陷的深度越深，具有的重力

势能越大，所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关；

（3）实验⑤⑥中，物体的质量相同，物体落下的高度不同，高度越高，物体下陷的深度越深，具有的

重力势能越大，故结论为：在质量一定时，高度越高，重力势能越大。

答案：（1）问题一；（2）质量；（3）在质量一定时，高度越高，重力势能越大。

6．（2021•天津中考）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下

探究：

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟速度有关；由“安全驾驶莫超载”

可猜想：汽车的动能可能跟质量有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开

始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的

动能就越大。

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：质量一定时，物体的速度越大，

动能越大。

【实践应用】用甲、乙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：“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量

有关；

物块被撞击得越远，说明物块在水平面做的功越多，那么金属球到达水平面时的动能就越大。

分析甲、丙两图可知，此时物体的质量相等，到达水平面的速度不同，甲图小球到达水平面的速度越

大，物体被撞击得更远，说明质量一定时，物体的速度越大，动能越大。

分析甲、乙两图可知，此时物体的质量不相等，初始速度相同，甲图小球的质量越大，物体被撞击得

更远，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。

答案：

【猜想假设】速度；质量；

【进行实验】大；

【分析论证】质量一定时，物体的速度越大，动能越大；超载。

7．（2025•河北区模拟）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在

不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为

P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（）

A．W1＜W2P1＜P2B．W1＞W2P1＞P2

C．W1＝W2P1＝P2D．W1＜W2P1＞P2

解：由题可知，先后两次同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，根据

W＝Fs可知它们做功相等；又因为两次所用时间相同，根据P＝得到功率的大小相同。

答案：C。

8．（2025•河东区模拟）如图所示是我国自主研发的电动飞行汽车。其匀速升空过程中，下列说法正确的

是（）

A．动能减小，重力势能减小，机械能减小

B．动能减小，重力势能增大，机械能不变

C．动能不变，重力势能不变，机械能不变

D．动能不变，重力势能增大，机械能增大

解：飞机匀速升空，质量不变，速度不变，故动能不变；飞机升空，高度增大，故重力势能增大；机械

能也增大。

答案：D。

9．（2025•西青区模拟）如图所示，某初三男生在做标准的引体向上动作。已知该生完成一次引体向上平

均耗时2s。则他做引体向上的功率约为（）

A．0.1WB．1.5WC．150WD．1000W

解：普通中学生的体重大约为500N，该生做引体向上时，克服重力做功，向上移动的距离大约为60cm，

﹣

则他做引体向上做的功大约为：W＝Gh＝500N×60×102m＝300J，

他做引体向上的功率约为：P＝＝＝150W，故C正确。

答案：C。

10．（2025•河东区模拟）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近

地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（）

A．卫星在远地点的势能最大、动能为零

B．卫星在近地点的动能最大、势能为零

C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小

D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小

解：A、卫星质量一定，在远地点时相对地球距离最大，势能最大，卫星仍在运动，故动能不为零；故A

错误；

B、卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定距离，势能不为零；故B错误；

CD、卫星在运行过程中机械能保持不变，从近地点向远地点运动过程中，速度变小，动能变小；高度变

大，势能变大，动能转化为势能；故C正确，D错误。

答案：C。

11．（2025•河东区模拟）如图所示，在竖直平面内，小球从A点由静止释放，B点是小球摆动的最低点，

C点是小球摆到右侧的最高点。下列对小球摆动过程分析正确的是（）

A．由A到B的过程中，小球的机械能增加

B．由B到C的过程中，小球的动能全部转化为重力势能

C．小球第二次经过B点的速度小于小球第一次经过B点的速度

D．小球从C点返回，摆到左侧的最大高度等于C点的高度

解：A、由A到B的过程中，小球需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故机械能减小。

故A不符合题意；

B、由B到C的过程中，小球的质量不变，高度升高，故动能变小，重力势能变大，但在此过程中，小

球需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故动能一部分转化为重力势能。故B不符合题意；

C、小球第二次经过B点时的机械能要小于第一次经过B点时的机械能，在B点时重力势能为0，则小

球第二次经过B点时的动能小于第一次经过B点时的动能，动能小，速度小，所以小球第二次经过B点

的速度小于小球第一次经过B点的速度，故C符合题意；

D、小球从C点返回，摆到左侧的最大高度时的机械能小于在C点时的机械能，在左侧的最大高度时速

度为0，动能为0，则此时的重力势能小于在C点时的重力势能，故小球从C点返回，摆到左侧的最大

高度小于C点的高度，故D错误。

答案：C。

12．（2025•南开区二模）天问一号着陆巡视器成功着陆火星，这标志着我国首台火星车“祝融号”开启探

索之旅。下列表述与实际不相符的是（）

A．火星车使用超轻材料纳米气凝胶，该材料密度非常小

B．火星车设计有宽大的轮子是为了减小对火星表面的压强

C．行驶中的火星车不能立即停下来，因为火星车具有惯性

D．着陆器下降至着陆点的过程中，动能变大，重力势能变小，机械能变大

解：

A、火星车表面铺设“纳米气凝胶”板，是利用了该材料密度极小，根据公式m＝V可知，这样能减小

火星车的质量，故A正确；ρ

B、火星车设计有宽大的轮子是增大受力面积减小压强，故B正确；

C、由于惯性物体要保持原来的运动状态，行驶中的月球车不能立即停下来是因为具有惯性，故C正确；

D、着陆器在下降至着陆点的过程中高度不断降低，为保证安全着陆速度也在就降低，所以火星车的重

力势能、动能均在减小，则机械能也在减小，故D错误。

答案：D。

13．（2025•河东区二模）某同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为15s。那么他上

楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（）

A．2WB．20WC．200WD．2000W

解：一名中学生受到的重力大约为500N，一层楼房的高度大约为3m，从一楼跑到三楼，走了两层楼的

楼梯，因此这名同学上升的高度约为6m，克服重力做的功约为

W＝Gh＝500N×6m＝3000J

克服自己重力做功的功率约为

故C符合题意，ABD不符合题意。

答案：C。

14．（2025•武清区二模）在如图所示的四个过程中，小球的动能转化为势能的是（）

A．小球从B点摆到C点B．小球沿斜面自由滚下

C．小球在水平面内做圆周运动D．小球在空中自由下落

解：A、小球从B点摆到C点的过程中，质量不变，速度变小，高度增加，动能减小，重力势能增加，

动能转化为重力势能，故A符合题意；

B、小球沿斜面自由滚下的过程中，质量不变，高度减小，速度增加，重力势能减小，动能增加，重力

势能转化为动能，故B不符合题意；

C、小球在水平面内做圆周运动时，质量不变，速度大小不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，

没有动能转化为势能，故C不符合题意；

D、小球在空中自由下落时，质量不变，高度减小，速度增加，重力势能减小，动能增加，重力势能转

化为动能，故D不符合题意。

答案：A。

15．（2025•南开区模拟）薛悟理同学周末在家通过跳绳锻炼身体，已知他的体重为50kg，每次跳起的高度

约为6cm，他跳绳一次克服重力所做的功约为30J，他1min跳了100次，在此过程中克服重力做

功的功率约为50W。

解：他跳绳一次克服重力所做的功W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.06m＝30J，

在此过程中克服重力做功的功率P＝＝50W。

答案：30；50。

16．（2025•河东区模拟）工人用120N的水平推力推着质量为150kg的物体，在水平地面以0.5m/s的速度

匀速直线移动10m。这个过程中，推力做的功是1200J，推力做功的功率是60W。

解：推力做的功是W＝Fs＝120N×10m＝1200J，推力做功的功率P＝Fv＝120N×0.5m/s＝60W。

答案：1200；60。

17．（2025•河西区模拟）如图，“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，安装在底部的破

冰艏（shǒu）是破冰利器，它犹如一把利刃，能增大（选填“增大”或“减小”）对冰层的压强

实现破冰。若它在极地2m厚的冰环境中做匀速直线运动，破冰航行的速度为1.5m/s，受到的阻力恒为2

×107N，则破冰60s的过程中，克服阻力做的功是1.8×109J。

解：破冰艏（shǒu）是我国南极科考时的破冰利器，它犹如一把利刃，能在压力一定时，减小受力面积

增大压强。

破冰60s的过程中，破冰船克服阻力做的功：W＝Fs＝2×107N×1.5m/s×60s＝1.8×109J。

答案：增大；1.8×109。

18．（2025•河东区模拟）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已

知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中工

人做的有用功是900J，物体受到斜面的摩擦力为100N。

解：

（1）工人做的有用功：W有用＝Gh＝900N×1m＝900J；

（2）工人做的总功：W总＝Fs＝400N×3m＝1200J，

因为W总＝W有用+W额，

所以工人克服摩擦做的额外功：W额＝W总﹣W有用＝1200J﹣900J＝300J，

由W额＝fs得摩擦力：f＝＝＝100N。

答案：900；100。

19．（2025•和平区二模）某人用200N的水平推力，在半分钟内，将重400N的物体沿水平面向前推动15m，

重力对物体做的功等于0J，人对物体做功的功率等于100W。

解：物体移动的方向与重力的方向垂直，因此重力对物体并没有做功，即做功为0。

人的推力对物体做的功为W＝Fs＝200N×15m＝3000J，

人对物体做功的功率为。

答案：0；100W。

20．（2025•河北区二模）近年来，我国通过推进高标准农田建设，建成了一大批旱涝保收、高产稳产的优

质良田。若用水泵把180m3的水抽到距抽水2m高的高标准农田中，则抽的这些水的质量为1.8×105

kg，抽这些水至少做功3.6×106J。（g取10N/kg）

解：（1）根据＝可得，抽的这些水的质量：

ρ

m＝V＝1.0×103kg/m3×180m3＝1.8×105kg；

（2）ρ水泵至少要做的功：

W＝Gh＝mgh＝1.8×105kg×10N/kg×2m＝3.6×106J。

答案：1.8×105；3.6×106J。

21．（2025•西青区二模）如图，小亮的质量为60kg，做一次引体向上需克服重力做功360J。如果小

亮1min完成10个引体向上，则他的功率是60W。（g取10N/kg，假设小亮每次做引体向上，身

体重心都上升0.6m）

解：小亮的质量为60kg，做一次引体向上需克服重力做功W＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×0.6m＝360J；

小亮1min完成10个引体向上，则他的功率是P＝＝＝60W。

答案：360；60。

22．（2025•滨海新区三模）物体重100N，如果用一个动滑轮提起它，所用拉力为60N，5s内重物上升4m。

此过程中，有用功为400J，拉力做功的功率为96W（不计摩擦及绳子自重）。

解：克服物体重力做的有用功：W有用＝Gh＝100N×4m＝400J，

使用动滑轮，拉力移动距离s＝2h＝2×4m＝8m，

拉力做功：W总＝Fs＝60N×8m＝480J，

拉力做功的功率：P＝＝96W。

答案：400；96。

23．（2025•红桥区模拟）如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从

斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。

（1）该实验中所探究物体的动能是指小球A（选填“小球A”或“木块B”）的动能。

（2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越大，木块B被撞

得越远。

可得结论：质量相同时，速度越大，物体的动能就越大。

（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面相同高度由静止滚下，观

察比较木块B被撞移动的距离。

解：（1）实验中探究的是小球A的动能大小；

（2）小球A从斜槽不同高度处滚下，目的是使小球A到达水平面的速度不同，高度越大，速度越大，

木块B被撞得越远，说明质量相同时，小球的速度越大，动能越大；

（3）要探究动能与质量的关系，这样应让不同质量的小球