功和机械能（试题训练）-2024中考物理一轮复习

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.lPa=lN/nrB.1J=1N-mC.1J=1N-sD.1W=1J/S

【答案】C

【详解】A.由公式p=R3＞可知，压强单位是N/n?,用Pa取优N/nf,所以lPa=lN/nf

故A正确，不符合题意；

BC.由公式W=R,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Bo

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Ao

5.（2023・四川甘孜・统考中考真题）2022年II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I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（）

【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（）

AB

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3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Bo

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K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，在尸点动能最大

B.0点到E点的过程中，机械能不变

C.G点到〃点的过程中，机械能不变

D./点到J点的过程中，不消耗导弹携带的燃料

【答案】C

【详解】A.尸点后俯冲加速阶段，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，说明小点的速度不是最大，则尸点动能不是最大的，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”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，/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

怛携带的燃料，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以与

距离地面的高度人的关系如图严示。己知铅球出手高度才为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.80JB.I00JC.180JD.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2E0J。由图可知，当铅球到最高点时，即

距离地面2.5米时，动能为I80J,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I00J。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、尸两处等高，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。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.小球从七点到尸点的过程中，机械能不变

D.小球从。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8点，

故机械能有损失，小球在C点的机械能大于在尸点的机械能；由图知C、尸两处等高，小球的重力势

能相同，但小球在C点动能大丁/点的不同，A错误，符合题意，B正确，不符合题意：

C.小球从£点到尸点过程中，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。点离开地面时，弹性势能转化为动能；小球从。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O

【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•山东荷泽・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

陪坡一号沉船处开展考古调查。载人潜水器某阶段匀速卜潜过程中动能，机械能O

（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Wo（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=/〃g=60kgXl()N/kg=600N

运动员的重力做的功VV=G/i=600NX10m=6000J

运动员的重力的功率

W6000J

P=—=——=4000W

/1.5s

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Wo(g取lONkg)

【答案】500,250o

【详解】将50kg的物体匀速举高Im,此过程中对物体做功

%=G6=〃?g/7=50kgX10N/kgXlm=500J

对物体做功用时2s,则功率

W500J

P=—=——=250W

t2s

17.（2023・四川巴中•统考中考真题）已知木箱重为I000N,在水平拉力厂的作用下向石以0.5m/s

的速度做匀速直线运动，地面市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/做功的功率为Wo

【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

户0.3G=0.3X1000N=30DN

木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力/大小和摩擦力大小相等，即

产寸=300N

由功率的变形式P=Fv可知，拉力尸做功的功率

P=Fv=300NX0.5m/s=150W

18.（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o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：o

【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，肉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

后以速度也和也沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，旦力〉吸，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,即力=必

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，即尸尸尸2，由卬=人可得，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、仄c、d为轨迹上的点，其中。、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在

，点的机械能d点机械能（选填“大于”、“小于”、“等于"）；球在a、b、。、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。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〃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Q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在水平拉力代作用下，在另一水

平面从产匀速直线运动到Q用时2s。

（1）在MM尸。段，A的速度分别为力、也，A所受摩擦力分别为力、力，则片—吸，力―自

1均选填“>"、"二”或"V"）

（2）A从M运动到N,代做的功为J、功率为W,A所受重力做的功为Jo

【答案】（1）<,>；（2）0.3,0.1,0

【详解】（1）在MN段，A的速度为

510.3m

v\=­=——=0.1m/s

13s

在PQ段，A的速度为

则V|<V2o

A在水平拉力Q作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知

£=Q=1N

A在水平拉力B作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知

4=F2=0.6N

则力不。

（2）Fi做的功为的=QS|=1NXO.3m=0.3J

一的功率为^=£|Vj=lNX0.1m/s=0.1W

A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3。

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（。48）。点自由滚下（图丙），依次经过八、8两点到达

C点（忽略空气阻力），设A、8两点的机械能分别为以和&，则&EB（选填“>”、“二”

或“v”）。当小球从B点做斜抛运动到达最高点。时，假设小球所受的外力全部消失，则小球

将o

A.沿。轨迹运动B.沿〃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）二,Ao

【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，经过八、8两点到达C点的过程中，没有外力对小球做功，贝J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。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。实胎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，它受的力仝部消失，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3XI03

行走的牛约160刚射出的步枪子弹约5X103

中速行驶的小汽车约2X10，高速行驶的小汽车约6X105

【答案】（I）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）将铁球从斜而由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为。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小、hl（/7,<//2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长

度分别为小12，则你能得出的结论是o

（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：o

（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）；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】（I）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K度来反映，K度越K,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加、h2（/n</22）处由静止释放，弹簧被压缩后的长

度分别为八、/2（/1>/2）,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骼面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。

（4）。位置与上游的高度差较大，所以应该安装在。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，小明的质鼠为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】（l）600N；（2）300J；（3）100W

【详解】（1）小明所受的重力为G=〃?g=60kgX10N/kg=600N

（2）完成一个引体向上克服重力做的功为VV=G/?=600NX0.5m=300J

（3）30s内克服重力做的均为W&=1OVV=1OX3OOJ=3OOOJ

30s内克服重力做功的功率为

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I00W。

26.（2023•山东东营・统考中考真题）2023年5月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推

助我国人工智能技术的研发和应用。图甲为某款智能机器人，质量为30心，底部轮与地面接触总面积

为150cm2,它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图像如图乙所示。