三年（2023-2025）四川中考物理真题分类汇编专题09 功和机械能（解析版）

专题09功和机械能1．（2025•乐山）【跨学科应用】为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（）【答案】D。【解答】解：由图可知，D点的位置最高，由重力势能大小的影响因素可知，不考虑重力变化，队伍在D点的重力势能最大，故ABC不符合题意、D符合题意。故选：D。2．（2025•广元）【联系生活】如图所示是电影《哪吒1》中哪吒与敖丙踢毽子的场景，下列说法正确的是（）A．敖丙对毽子的作用力改变了毽子的运动状态B．敖丙踢出毽子后，毽子在空中飞行，是因为敖丙在持续对毽子做功C．毽子运动到最高点时受平衡力作用D．毽子从低到高的运动过程中，重力势能转化成动能【答案】A。【解答】解：A、力能改变物体的运动状态，敖丙对毽子的作用力改变了毽子的运动状态，故A正确；B、敖丙踢出毽子后，毽子在空中飞行，是因为毽子有惯性，故B错误；C、毽子上升到最高点时，只受到重力作用，处于非平衡状态，故C错误；D、毽子从低到高的运动过程中，动能转化成重力势能，故D错误。故选：A。3．（2023•资阳）【阅读理解】帮厨时，细心的同学会发现当水滴落在滚烫的铁锅上时，假如铁锅的温度略高于水的沸点时，水会发出嘶嘶声并迅速沸腾消失；但当铁锅温度达到近200℃时，水珠会在锅内悬浮滚动，反而可以存在更长时间。这种神奇的现象被称为“莱特弗罗斯特效应”，它是由荷兰植物学家赫尔曼•布尔哈夫在1732年时首次发现的。不过，真正深入研究的人并不是他，而是德国医生约翰•戈特洛布•莱顿弗罗斯特。1756年莱顿弗罗斯特在一把烧得通红的铁勺上滴上一滴水珠，水珠竟然悬浮起来并持续30秒。近期，有研究人员将半径1mm左右的水珠轻轻放在加热到251℃的光滑硅表面上后，通过高速成像甚至可以观察到水珠的“蹦床”弹跳现象。有关莱特弗罗斯特效应，下列分析中正确的是（）A．水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于高温使得水珠不受重力作用B．水珠在硅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的机械能不变C．利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，就可以长时间在炭火上行走D．温度更高反而令水珠存在更久，是由于水珠底部汽化后使水珠与高温物体不直接接触，有效地进行了隔热【答案】D。【解答】解：A、水珠之所以能够在锅内或铁勺上悬浮，是由于受到的力是平衡的，故A错误；B、水珠在硅表面弹跳并逐渐消失的过程中，水珠的质量变小，机械能变小，故B错误；C、利用莱特弗罗斯特效应，只要打湿双脚，人只能短时间在炭火上行走，故C错误；D、温度更高反而令水珠存在更久，是由于水珠底部汽化后使水珠与高温物体不直接接触，有效地进行了隔热，故D正确。故选：D。考点一．力是否做功的判断1．（2025•南充）新学期，老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书，在下列过程中，同学们对书不做功的是（）A．甲图中将书从地面提起的过程B．乙图中在水平路面推车的过程C．丙图中将书搬上教学楼的过程D．丁图中将书堆放在桌面的过程【答案】B。【解答】解：A、将书从地面提起的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故A不符合题意；B、乙图中在水平路面推车的过程，人的力作用在车上，书没有受到人的作用力，人对书没有做功，故B符合题意；C、将书搬上教学楼的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故C不符合题意；D、将书堆放在桌面的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故D不符合题意。故选：B。2．（2023•宜宾）如图所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止，水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑，则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小相等（选填“相等”或“不相等”），下滑时水平力对物体不做（选填“做了”或“不做”）功。【答案】相等；不做。【解答】解：（1）当物体静止时，受到平衡力的作用；在竖直方向上，物体受到的重力G和静摩擦力f是一对平衡力，其大小相等、方向相反；当水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑时，物体仍然处于平衡状态，在竖直方向上，物体受到的重力G和滑动摩擦力f是一对平衡力，由此可知当推力F大小发生变化时，物体从不动到动，受到的摩擦力从静摩擦变为了滑动摩擦，受到的摩擦力还是等于重力，因此静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小相等；（2）下滑时水平力对物体的作用力是水平方向的，而物体移动的方向是竖直方向的，二者方向垂直，故下滑时水平力对物体不做功。故答案为：相等；不做。考点二．功的简单计算3．（2024•乐山）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中（）A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324JC．冰壶克服阻力做功为54JD．冰壶克服阻力做功为45J【答案】C。【解答】解：由题知，冰壶在AB段才受推力的作用，运动员的推力对冰壶做的功为：W=Fs=9N×6.0m=54J；从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中冰壶克服阻力做功为：W'=fs'=1.5N×（6.0m+24.0m+6.0m）=54J。故选：C。4．（2023•成都）小尚同学勤于思考，热爱探究，下面是他在探究中遇到的两个问题，请完成相关计算。（1）小尚听爸爸说，家里的电动汽车正常行驶10km消耗的电能约为1度（3.6×106J）。他认为由此可以测算出电动汽车的牵引力，依据模型思想，他将问题简化为：汽车行驶10km,牵引力做功3.6×106J，求牵引力的大小。（2）被测物体A置于坚固的水平台上，实验小桌放在物体A上，小桌与A的接触面积为0.1cm2（即A的受力面积）。往实验小桌上的沙盘里缓慢添加细沙，直到将被测物体A压坏，测得小桌、沙盘和细沙的总重为5N，求物体A能承受的最大压强。【答案】（1）牵引力的大小为360N；（2）物体A能承受的最大压强为5×105Pa。【解答】解：（1）由W=Fs得，牵引力的大小：（2）小桌对A的压力等于小桌、沙盘和细沙的总重力，则物体A能承受的最大压强：答：（1）牵引力的大小为360N；（2）物体A能承受的最大压强为5×105Pa。5．（2023•达州）A、B两个圆柱形容器按如图所示的方式放置在水平地面上，容器的厚度忽略不计，A容器自重300N，底面积为0.6m2，装有深度为20cm的水，B容器底面积为0.8m2。（g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）（1）求A容器中水的重力。（2）从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器，A容器对B容器底部刚好无压力，求m的值。（3）在（2）小题的基础上，向B容器另外加入80kg水（水不溢出），当A容器静止时，求B容器中的水对A容器所做的功。【答案】（1）牵引力的大小为360N；（2）物体A能承受的最大压强为5×105Pa。【解答】解：（1）A容器中水的体积V=Sh=0.6m2×20cm=0.6m2×0.2m=0.12m3，水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.12m3=120kg,A容器中水的重力G=mg=120kg×10N/kg=1200N；（2）从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器，A容器对B容器底部刚好无压力，A刚好漂浮于B容器水中，此时容器A受到B中水的浮力和A的整体重力相等，即F浮=GA+G剩水；将质量为m的水倒入B容器，B容器水面上升高度为：A容器在B中受到水的浮力A容器中剩余水的重力G剩水=mg=（120kg-m）×10N/kg由F浮=GA+G剩水得：解得m=37.5kg；（3）在（2）小题的基础上，A容器对B容器底部刚好无压力，A刚好漂浮于B容器水中向B容器另外加入80kg水（水不溢出）时，B中液面上升高度所以物体A重心比之前重心升高的高度为0.1m，容器A在倒出质量为37.5kg的水后，重力为G=（120kg-37.5kg）×10N/kg+300N=1125N，B容器中的水对A容器所做的功W=Gh=1125N×0.1m=112.5J。故答案为：（1）A容器中水的重力为1200N；（2）m的值为37.5kg；（3）B容器中的水对A容器所做的功为112.5J。考点三．功率大小的额比较6．（2023·达州）如图所示，A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙，两种不同的方式叠放在同一水平地面上，分别用水平方向的拉カF和F使AB一起向右运动，甲运动的s-t图象和乙运动的v-t图象分别如图丙、丁所示，已知F=10N，下列说法正确的是（）A．F甲<F乙B．甲、乙两图中AB之间的摩擦力均为10NC．拉力F甲与拉力F乙的功率相等D．甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等【答案】D。【解答】解：AD、对整体受力分析，甲、乙中整体在水平方向上做匀速直线运动,则整体在水平方向上受力平衡,受到的摩擦力等于拉力;甲、乙中整体对水平地面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,所以受到的摩擦力大小相同,则拉力大小相同,即F甲=F乙，故A错误、D正确；B、甲图中AB一起向右做匀速直线运动，A和B之间没有发生相对滑动，也没有发生相对滑动的趋势，所以A受到的摩擦力大小为0N；乙图中，B向右做匀速直线运动，B受到的摩擦力等于拉力,拉力为10N,所以摩擦力为10N,由于物体间力的作用是相互的，所以A受到的摩擦力为10N,故B错误；C、由题意和图像可知，甲中物体运动的速度为乙中物体的运动速度为6m/s；由于两种情况下的拉力相同，根据可知，拉力F甲与拉力F乙的功率不相等，故C错误。故选：D。考点四．功率的计算7．（2023•绵阳）“单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时，按照如图所示姿势，提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg,训练者60s完成一组训练，每组12次动作，每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是45J，完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是9W。（g取10N/kg）【答案】45；9。【解答】解：训练者在1次提升哑铃过程中做功是：W=Gh=mgh=15kg×10N/kg×30×10-2m=45J；训练者60s完成一组训练，每组12次动作，完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是：故答案为：45；9。8．（2024•自贡）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s,弹簧测力计的示数为8N（不计滑轮和绳子的质量及它们之间的摩擦），拉力F做功的功率为（）A．1.6W B．3.2W C．8W D．16W【答案】B。【解答】解：弹簧测力计的示数为8N，则绳端的拉力F为8N，绳端移动的速度：v绳=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s；拉力做功的功率：所以ACD错误，B正确。故选：B。9．（2025•凉山州）甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重1.2×104N，若甲车0∼8s内的牵引力大小恒为1.6×103N，则（）A．乙车速度大小为10m/sB．0∼6s内，以甲车为参照物，乙车向北运动C．0∼6s内，甲车重力做功为7.2×105JD．0∼6s内，甲车牵引力功率为1.6×104W【答案】D。【解答】解：A、乙车速度大小为：故A错误；B、甲车的速度为甲的速度大于乙的速度；甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，0～6s内，以甲车为参照物，乙车向南运动，故B错误；C、0～6s内，甲车的重力不做功，故C错误；D、若甲车0∼8s内的牵引力大小恒为1.6×103N，则0～6s内，甲车牵引力的功率为：P甲=F甲v甲=1.6×103N×10m/s=1.6×104W，故D正确。故选：D。考点五．重力势能大小与高度的关系10．（2024•广元）2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑-2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（）A．动能减少，重力势能减少B．动能减少，重力势能增大C．动能增大，重力势能减少D．动能增大，重力势能增大【答案】D。【解答】解：A、参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，该战机质量不变，速度增加，动能增大，高度增加，重力势能增大。故选：D。11．（2025•达州）周末，小明陪同爸爸到“八台山”旅游，携带如图所示的“水气压计”向山顶攀登过程中，“水气压计”管内液面会上升（选填“上升”、“下降”或“不变”）；小明的重力势能会增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】上升；增大。【解答】解：大气压随高度的增加而减小，携带如图所示的“水气压计”向山顶攀登过程中，因为外界气压减小，所以，“水气压计”管内液面在瓶内较大气压的作用下会上升；小明携带如图所示的“水气压计”向山顶攀登过程中，小明的质量不变，高度变大，所以重力势能会增大。故答案为：上升；增大。考点六．动能大小与速度的关系12．（2025•凉山州）2025年5月10日，代号“鲲龙”的水陆两栖飞机AG600，批产首架机总装下线。这是我国自主研制的全球最大的水陆两栖特种用途飞机。“鲲龙”飞行时机翼上方受到空气的压力小于下方受到空气的压力（选填“大于”“小于”或“等于”）。如图甲所示，匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时，其动能会变小（选填“变大”“变小”或“不变”）。“鲲龙”执行海上救援任务时，可一次性救援50名遇险人员。在海上救援时，“鲲龙”静止在水面，如图乙所示，若此时遇险人员被救上“鲲龙”，它受到的浮力变大（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】小于；变小；变大。【解答】解：因为机翼上方的空气流速大，压强较小；机翼下方的空气流速小，压强大，这一压强差使飞机获得竖直向上的升力；由于机翼上方的压强小于下方压强，则机翼上方的压力小于飞机下方的压力。匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时，质量变小，速度不变，故动能变小。飞机漂浮在水面上，当遇险人员被救上“鲲龙”后，总重力变大，由物体的漂浮条件可知，飞机所受浮力的变大。故答案为：小于；变小；变大。考点七．机械能的概念13．（2024•攀枝花）如图所示是足球从A点自由下落到地面后，反弹到最高点B点的示意图。则足球在A点的机械能大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）其在B点的机械能。足球从地面弹起到B点的过程中，动能减小（选填“减小”、“增大”或“不变”）。【答案】大于；减小。【解答】解：如图所示是足球从A点自由下落到地面后，反弹到最高点B点的示意图。则足球在A点的机械能大于其在B点的机械能，因为A点的高度比B点高且它们都静止。足球从地面弹起到B点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小。故答案为：大于；减小。14．（2024•绵阳）2024年4月30日，载有3名航天员的神舟十七号载人飞船返回舱，安全着陆于东风着陆场，任务取得圆满成功。在离地10公里左右，返回舱的引导伞、减速伞和主伞相继打开，使返回舱减速下落，此过程中，返回舱的（）A．动能减小，重力势能增大，机械能不变B．动能增大，重力势能减小，机械能不变C．动能减小，重力势能增大，机械能减小D．动能减小，重力势能减小，机械能减小【答案】D。【解答】解：在离地10公里左右，返回舱的引导伞、减速伞和主伞相继打开，使返回舱减速下落，该过程中返回舱的质量不变，速度变小，高度减小，所以动能和重力势能都变小，即机械能减小。故选：D。考点八．机械能的守恒15．（2023•乐山）如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆动过程中，小球依次经过A、B、C三点，A、C两点高度相同，B点为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．小球在B点动能最大B．小球从B点运动到C点，重力势能转化为动能C．A、C两点速度大小不同D．小球机械能不守恒【答案】A。【解答】解：A、根据题意可知，B点为最低点，则小球在B点时速度最大，所以在B点时动能最大