专题11 功和机械能-【好题汇编】三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北专用）

三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北） 专题11 功和机械能（原卷版） 考点1 功与功率 1．（2023•武汉）电动叉车托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶10m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．叉车水平行驶过程中，货物的重力做功为1×104J B．叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功为1×103J C．叉车水平行驶过程中，叉车的重力势能转化为货物的动能 D．叉车提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能 2．（2022•荆州）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，下列说法正确的是（　　） A．用斜面可以省力也可以省功 B．匀速推动重物的速度越大，推力越大 C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多 D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大 3．（2023•鄂州）如图所示，水平桌面上放一物体A，物体A在3N的水平推力F的作用下，运动0.2m，从甲图位置运动到乙图位置。在此过程中，推力F对物体A做功 　 　J，物体A受到桌面的摩擦力 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4．（2022•宜昌）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为 　 　J，他克服重力所做总功的功率是 　 　W。（沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化） 5．（2022•荆州）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示，整个过程中摩擦力和空气阻力不可忽略。以运动员为参照物，下滑过程中跳台是 　运 　（选填“静止”或“运动”）的；滑行过程中滑雪板的温度升高，这是通过 　 　的方式改变内能；运动员（含滑雪板）到达O点时受到 　 　个力的作用；运动员利用 　 　从B点飞出后在空中完成动作。 考点2 动能与势能相互转化 6．（2024•武汉）如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能 B．小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性 C．小球每次经过B点，其动能都比上一次小 D．小球最终静止在A点 7．（2023•荆州）2023年5月30日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船，成功进入中国空间站，与神舟十五号航天员乘组会师天宫，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．飞船在升空过程中，只存在动能和势能的相互转化 B．漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零 C．空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒 D．空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最小 8．（2023•十堰）（多选）车辆通过某平直高速路段时，驾驶员看到了如图所示的标志牌，下列说法正确的是（　　） A．以行驶的汽车为参照物，标志牌是运动的 B．车辆不能超过最高限速，是因为车辆的速度越大惯性越大 C．驾驶员刹车减速过程中，部分机械能转化为内能 D．以相同速度行驶的不同车辆，车辆的质量越大动能越大 9．（2022•黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法正确的是（　　） A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面 D．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能 10．（2022•襄阳）一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 11．（2022•黄石）2022年冬奥会上，我国小将苏翊鸣夺得单板滑雪男子大跳台决赛的金牌。如图就是首钢滑雪大跳台和运动员的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A．下滑过程中，运动员速度越来越大，惯性也越来越大 B．下滑过程中，运动员的重力势能向动能转化 C．在空中，运动员处于平衡状态 D．在空中达到最高点时，运动员动能为零 12．（2022•武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 　 　转化为 　 　（填“动能”或“重力势能”）。在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m，所需时间是 　 　s。 13．（2022•随州）多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型（如图甲），轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下（如图乙），多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。 用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析： （1）在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化：　 　。 （2）骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况：　 　。 考点3 探究物体的动能与哪些因素有关 14．（2022•恩施州）如图所示，让从斜面上由静止滚下的小球钻入水平面上的纸盒，探究影响小球动能大小的因素。 （1）有多个因素可以影响物体的动能大小，比较质量 　 　（选填“相同”或“不同”）的两个小球从不同高度滚下，是为了改变小球撞击纸盒时的运动速度。 （2）此实验现象说明运动速度较 　 　的小球具有的动能较大。 15．（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 　 　。 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）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 　 　（选填“正确”或“错误”），理由是 　 　。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 　 　的关系。 考点4 动能、势能与机械能综合 16．（2023•襄阳）如图所示是足球从A处落到地面后反复弹起落下的示意图，图中虚线为足球的运动轨迹。以下说法正确的是（　　） A．从A点到E点的过程中机械能守恒 B．从C点到D点的过程中重力势能在变大 C．从D点到E点的过程中弹性势能变大 D．足球在整个运动过程中机械能逐渐减小 17．（2023•宜昌）如图在跳板跳水比赛中，运动员向下压跳板使之弯曲，跳板恢复原状时将运动员向上高高弹起，下列说法正确的是（　　） A．运动员对跳板的压力是跳板形变产生的 B．运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是一对平衡力 C．运动员起跳时的动能是由跳板的弹性势能转化而来的 D．运动员在空中上升过程中，机械能逐渐增大 18．（2022•荆州）打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等 B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0 C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 D．篮球在整个过程中机械能守恒 19．（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B．运动员在a处和c处的重力势能相等 C．运动员在b处时的机械能最大 D．运动员从b处到d处速度逐渐减小 20．（2022•襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（　　） A．减速下降过程中受力不平衡 B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量 C．匀速下降过程中机械能减小 D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率 考点5 功与功率的计算 21．（2023•襄阳）某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的总重为1.5×104N，在10s内货物被匀速提升了10m。求： （1）升降机在10s内做的总功是多少？ （2）升降机的总功率是多大？ （3）如果货物重为1.2×104N，则此过程中升降机的机械效率多大？ 22．（2023•随州）生活中有些低层建筑没有电梯，房屋装修时聪明的工人常用滑轮组提升沙石等物料。如图，物料及桶总质量为60kg，工人质量为80kg，工人的双脚与水平地面接触面积为400cm2，某段时间内工人将物料及桶缓缓匀速提升了3m。不计滑轮组和绳的重量及绳与轮之间的摩擦。图中拉力的方向近似认为是竖直方向，g取10N/kg。求： （1）工人拉绳子的力是多大？ （2）这段时间内工人提升物料及桶做了多少功？ （3）这段时间内工人对地面的压强是多少？ 23．（2023•荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L＝3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h＝1m高处，如图所示，工人所用推力F＝1000N。g取10N/kg。求： （1）推力做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5，共用时20s，工人推力做功的功率。 24．（2022•荆门）电动清扫车以其环保、高效等优点，在我市卫生城市创建中大显身手。通过查阅资料了解到如图所示的清扫车质量为840kg。 （1）若清扫车停在水平路面上时，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，清扫刷与路面不接触，则清扫车对路面的压强为多少？ （2）若清扫车行驶5.4km所用时间为15min，则清扫车的平均速度为多少？ （3）若环卫工人质量为60kg，驾驶清扫车沿水平路面以18km/h的速度做匀速直线运动，清扫车所受阻力为总重力的0.04倍，牵引力的功率为多少？ 25．（2023•武汉）智能机器正在进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S1＝27m2的空房间（矩形ABCD）内，用这台机器人打扫家庭卫生。 （1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率是多少W？ （2）机器人底部构造如图甲所示，两块面积均为S2＝1.8×10﹣2m2的抹布固定在转盘O1、O2上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，两块抹布对瓷砖地面的压强是多少Pa？ （3）机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究，关门后，机器人（用⊙O表示）从图示位置开始，贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面，在地面上拖出水带（水的痕迹）的宽度均为d＝0.3m，其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠，当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时，刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器人受到的牵引力为F＝20N，牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路线无法拖洗的地面面积，设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变，求机器人需要多长时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次？ ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三年（2022-2024）中考物理真题分类汇编（湖北） 专题11 功和机械能 考点1 功与功率 1．（2023•武汉）电动叉车托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶10m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．叉车水平行驶过程中，货物的重力做功为1×104J B．叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功为1×103J C．叉车水平行驶过程中，叉车的重力势能转化为货物的动能 D．叉车提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能 【答案】B 【解析】A、功是力和力的方向上移动的距离的乘积，所以水平行驶过程中，货物的重力没有做功，故A错误； B、叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功：W＝Gh＝mgh＝100kg×10N/kg×1m＝1×103J，故B正确； C、叉车水平行驶过程中，叉车的质量没有变化，高度也没有变化，因此叉车的重力势能没有变化，所以不是叉车的重力势能转化为货物的动能，故C错误； D、货物上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，因此不是货物的动能转化为货物的重力势能，故D错误。 故选：B。 2．（2022•荆州）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端，下列说法正确的是（　　） A．用斜面可以省力也可以省功 B．匀速推动重物的速度越大，推力越大 C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多 D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大 【答案】D 【解析】A、根据斜面的工作特点和功的原理可知，利用斜面提高物体可以省力，但不能省功，A错误； B、沿斜面匀速推动物体时，物体在竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿着斜面向下的摩擦力和沿着斜面向上的推力作用下处于平衡状态，因此推力大小只与物体的重力、斜面的支持力和斜面的摩擦力有关，与物体的速度无关，故B错误； C、由W＝Fs可知，推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关，与物体的速度无关，故C错误； D、由P＝＝＝Fv可知，推力的功率与物体的移动速度有关，在推力一定时，速度越大，推力的功率越大，故D正确。 故选：D。 3．（2023•鄂州）如图所示，水平桌面上放一物体A，物体A在3N的水平推力F的作用下，运动0.2m，从甲图位置运动到乙图位置。在此过程中，推力F对物体A做功 　 　J，物体A受到桌面的摩擦力 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】0.6；不变 【解析】推力F对物体A做功W＝Fs＝3N×0.2m＝0.6J； 滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，物体A在运动过程中，对桌面的压力等于重力，大小不变，接触面的粗糙程度也没有变，所以摩擦力不变。 4．（2022•宜昌）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为 　 　J，他克服重力所做总功的功率是 　 　W。（沿水平路面行走时不考虑重心高度的变化） 【答案】360；24 【解析】（1）小勇在水平路面上行走时，对书包的作用力竖直向上，但在竖直方向上移动的距离是0，此过程对书包做功为0J；在登楼时，将书包提升，克服书包重力做的功：W＝G书包h＝40N×9m＝360J， 即他在回家的过程中对书包所做的功为360J； （2）同理可得他在回家的过程中克服自身重力所做的功W′＝G人h＝600N×9m＝5400J； 他克服重力所做的总功：W总＝360J+5400J＝5760J， 总时间t＝3min+1min＝4min＝240s， 则他克服重力所做总功的功率P＝＝＝24W。 5．（2022•荆州）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示，整个过程中摩擦力和空气阻力不可忽略。以运动员为参照物，下滑过程中跳台是 　运 　（选填“静止”或“运动”）的；滑行过程中滑雪板的温度升高，这是通过 　 　的方式改变内能；运动员（含滑雪板）到达O点时受到 　 　个力的作用；运动员利用 　 　从B点飞出后在空中完成动作。 【答案】运动；做功；4；惯性 【解析】（1）以运动员为参照物，下滑过程中跳台的相对位置发生了改变，所以是运动的； （2）滑行过程中，滑雪板克服摩擦做功，将机械能转化为内能，所以滑雪板的温度升高； （3）运动员到达O点时受到重力、支持力、摩擦力和空气阻力的作用，因此，一共受到4个力的作用； （4）运动员由于具有惯性，会从B点飞出，并在空中完成动作。 考点2 动能与势能相互转化 6．（2024•武汉）如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能 B．小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性 C．小球每次经过B点，其动能都比上一次小 D．小球最终静止在A点 【答案】C 【解析】A、小球从A点摆动到B点的过程中，小球的质量不变、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、小球在B点时有一定的速度，由于小球具有惯性，小球会从B点摆动到C点，惯性是一种性质，不能说受到惯性，故B错误； C、由于小球运动过程中机械能损失，所以球每次经过点B的速度都有所减慢，小球每次经过B点，其动能都比上一次小，故B正确； D、小球最终静止在B点，故D错误。 故选：C。 7．（2023•荆州）2023年5月30日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神舟十六号载人飞船，成功进入中国空间站，与神舟十五号航天员乘组会师天宫，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．飞船在升空过程中，只存在动能和势能的相互转化 B．漂浮在空间站中的宇航员重力势能为零 C．空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒 D．空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最小 【答案】C 【解析】A．飞船在升空过程中，由于需要克服空气的阻力做功，所以机械能会转化为内能，并不是只存在动能和势能的相互转化，故A错误； B．漂浮在空间站中的宇航员具有一定的高度，虽然宇航员处于“失重”状态，但重力并不为零，所以其重力势能不为零，故B错误； C．空间站组合体在轨运行过程中由于是真空环境，不会受到空气阻力，只存在机械能的相互转化，所以机械能守恒，故C正确； D、飞船在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，由远地点到近地点的过程中，高度变小，重力势能变小，速度变快，动能变大，到达近地点时，动能最大，重力势能最小，故D错误。 故选：C。 8．（2023•十堰）（多选）车辆通过某平直高速路段时，驾驶员看到了如图所示的标志牌，下列说法正确的是（　　） A．以行驶的汽车为参照物，标志牌是运动的 B．车辆不能超过最高限速，是因为车辆的速度越大惯性越大 C．驾驶员刹车减速过程中，部分机械能转化为内能 D．以相同速度行驶的不同车辆，车辆的质量越大动能越大 【答案】ACD 【解析】A、行驶过程中，以汽车为参照物，标志牌与汽车的相对位置在不断发生变化，故标志牌是运动的，故A正确； B、物体的惯性只与物体的质量有关，汽车的质量越大，惯性也就越大，越不容易刹车，与物体的速度无关，故B错误； C、驾驶员刹车减速过程中，克服摩擦阻力做功，部分机械能转化为内能，故C正确； D、动能大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大，以相同速度行驶的不同车辆，车辆的质量越大动能越大，故D正确。 故选：ACD。 9．（2022•黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法正确的是（　　） A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面 D．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能 【答案】A 【解析】A、罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大，A正确； B、罐子从A点滚动到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大；由于罐子最后停在水平面上，罐子的机械能变小了，这说明罐子在运动的过程中，罐子克服摩擦做功，机械能转化为了内能；此过程中，橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能，所以罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为了动能、弹性势能和内能，故B错误； C、若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有弹性势能，所以不会返回斜面，故C错误； D、第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故D错误。 故选：A。 10．（2022•襄阳）一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 【答案】C 【解析】汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的质量不变、速度不变，动能不变；汽车的质量不变、高度增大，重力势能增大，故C正确。 故选：C。 11．（2022•黄石）2022年冬奥会上，我国小将苏翊鸣夺得单板滑雪男子大跳台决赛的金牌。如图就是首钢滑雪大跳台和运动员的运动轨迹，下列说法正确的是（　　） A．下滑过程中，运动员速度越来越大，惯性也越来越大 B．下滑过程中，运动员的重力势能向动能转化 C．在空中，运动员处于平衡状态 D．在空中达到最高点时，运动员动能为零 【答案】B 【解析】A、惯性大小只与物体的质量有关，与运动速度大小无关，运动员下滑过程中质量不变，其惯性不变，故A错误； B、运动员在下滑的过程中，质量不变、速度增大、高度减小，动能增大、重力势能减小，重力势能转化为动能，故B正确； C、运动员在空中时，运动的速度大小和方向都发生着变化，所以处于非平衡状态，故C错误； D、当运动员在空中达到最高点时，还处于运动状态，水平方向上有一定的速度，所以动能不为零，故D错误。 故选：B。 12．（2022•武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 　 　转化为 　 　（填“动能”或“重力势能”）。在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m，所需时间是 　 　s。 【答案】重力势能；动能；103.6。 【解析】（1）运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，一部分重力势能转化为动能，同时克服摩擦做功，一部分重力势能转化为内能； （2）电梯从最低点运行到最高点所需时间是：t＝＝＝103.6s。 13．（2022•随州）多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型（如图甲），轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下（如图乙），多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。 用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析： （1）在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化：　 　。 （2）骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况：　 　。 【答案】重心先升高后降低；动能转化为重力势能再转化为动能，最后转化为内能 【解析】（1）由图乙可知，骨牌的重心在骨牌的几何中心上，在骨牌依次击倒的过程中，当对角线位于竖直位置时，重心最高，所以骨牌的重心先升高后降低； （2）骨牌倒下时质量不变，重心先升高后降低，所以其重力势能先增大后减小；重力势能减小后会使得骨牌倒下速度增大，其重力势能转化为动能；骨牌与其它骨牌碰撞后，动能又会转化为内能，此时该骨牌的动能为0。 考点3 探究物体的动能与哪些因素有关 14．（2022•恩施州）如图所示，让从斜面上由静止滚下的小球钻入水平面上的纸盒，探究影响小球动能大小的因素。 （1）有多个因素可以影响物体的动能大小，比较质量 　 　（选填“相同”或“不同”）的两个小球从不同高度滚下，是为了改变小球撞击纸盒时的运动速度。 （2）此实验现象说明运动速度较 　 　的小球具有的动能较大。 【答案】（1）相同；（2）大 【解析】（1）影响动能大小的因素有两个：质量和速度； 小球从不同的高度滚下，到达水平面的速度不同，因此探究的是动能与速度的大小关系，根据控制变量法可知，应控制小球的质量相同； （2）由下面两图可知，小球的速度越大，纸盒被撞得越远，说明小球的动能越大，因此此实验现象说明运动速度较大的小球具有的动能较大。 15．（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 　 　。 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）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 　 　（选填“正确”或“错误”），理由是 　 　。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 　 　的关系。 【答案】（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度 【解析】（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故选A； （2）根据甲、乙两图可知，乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量，甲图的高度大于乙图的高度，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同； （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。 考点4 动能、势能与机械能综合 16．（2023•襄阳）如图所示是足球从A处落到地面后反复弹起落下的示意图，图中虚线为足球的运动轨迹。以下说法正确的是（　　） A．从A点到E点的过程中机械能守恒 B．从C点到D点的过程中重力势能在变大 C．从D点到E点的过程中弹性势能变大 D．足球在整个运动过程中机械能逐渐减小 【答案】D 【解析】AD、小球向右运动过程中，弹起的高度逐渐减小，这是因为小球受到空气阻力的作用会损失一部分机械能，同时与地面碰撞时也会损失一部分机械能，即小球的机械能不守恒，故A错误、D正确； B、从C点到D点的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能变小，故B错误； C、D点到E点的过程中，小球的弹性形变程度变小，弹性势能变小，弹性势能转化为动能，故C错误。 故选：D。 17．（2023•宜昌）如图在跳板跳水比赛中，运动员向下压跳板使之弯曲，跳板恢复原状时将运动员向上高高弹起，下列说法正确的是（　　） A．运动员对跳板的压力是跳板形变产生的 B．运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是一对平衡力 C．运动员起跳时的动能是由跳板的弹性势能转化而来的 D．运动员在空中上升过程中，机械能逐渐增大 【答案】C 【解析】A、运动员对跳板的压力是运动员发生形变产生的，故A错误； B、运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力，这两个力没有作用在同一个物体上，不是一对平衡力，故B错误； C、运动员被跳板弹起的过程中，弯曲跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，故C正确； D、运动员在空中上升过程中，由于克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能逐渐减小，故D错误。 故选：C。 18．（2022•荆州）打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等 B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0 C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 D．篮球在整个过程中机械能守恒 【答案】C 【解析】AD、由图可知，每次篮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明篮球的机械能不断减小，因此在B点的机械能大于在C点的机械能，故AD错误； B、篮球在最高点时，竖直方向速度为零，但在水平方向上速度不为零，所以篮球第一次反弹后到达最高点D时动能不为零，故B错误； C、在B点的机械能大于在E点的机械能；在B、E两点高度不相同则重力势能不相同，即B点的重力势能大于E点的重力势能， 机械能是物体动能与势能的总和，因此在B点的动能可能等于在E点的动能，故C正确。 故选：C。 19．（2022•仙桃、潜江、天门、江汉石油）苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B．运动员在a处和c处的重力势能相等 C．运动员在b处时的机械能最大 D．运动员从b处到d处速度逐渐减小 【答案】B 【解析】A、运动员从a处到b处，运动员的高度变高，因此重力势能变大，速度逐渐减小，由动能转化为重力势能，故A错误； B、运动员在a处和c处的质量不变，高度相等，所以重力势能相等，故B正确； C、不计空气阻力，运动员在空中运动时机械能没有转化为内能，所以整个过程中运动员的机械能是不变的，故C错误； D、从b处到d处时，重力势能转化动能，速度增大，故D错误。 故选：B。 20．（2022•襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（　　） A．减速下降过程中受力不平衡 B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量 C．匀速下降过程中机械能减小 D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率 【答案】D 【解析】A、减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A项说法正确； B、减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B项说法正确； C、返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变、速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C项说法正确； D、返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式P＝＝＝Gv可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D项说法错误。 故选：D。 考点5 功与功率的计算 21．（2023•襄阳）某建筑工地上一台升降机的厢体连同货物的总重为1.5×104N，在10s内货物被匀速提升了10m。求： （1）升降机在10s内做的总功是多少？ （2）升降机的总功率是多大？ （3）如果货物重为1.2×104N，则此过程中升降机的机械效率多大？ 【解析】（1）升降机做的总功为：W总＝Gh＝1.5×104N×10m＝1.5×105J； （2）升降机的电动机做功的功率为：P＝＝＝1.5×104W； （3）该过程中所做的有用功为：W有＝G′h＝1.2×104N×10m＝1.2×105J； 升降机的机械效率为：η＝＝＝80%。 答：（1）升降机在10s内做的总功是1.5×105J； （2）升降机的总功率是1.5×104W； （3）升降机的机械效率为80%。 22．（2023•随州）生活中有些低层建筑没有电梯，房屋装修时聪明的工人常用滑轮组提升沙石等物料。如图，物料及桶总质量为60kg，工人质量为80kg，工人的双脚与水平地面接触面积为400cm2，某段时间内工人将物料及桶缓缓匀速提升了3m。不计滑轮组和绳的重量及绳与轮之间的摩擦。图中拉力的方向近似认为是竖直方向，g取10N/kg。求： （1）工人拉绳子的力是多大？ （2）这段时间内工人提升物料及桶做了多少功？ （3）这段时间内工人对地面的压强是多少？ 【解析】（1）由图可知由2股绳子承担总重，不计滑轮组和绳的重量及绳与轮之间的摩擦，则工人拉绳子的力F＝G＝×mg＝×60kg×10N/kg＝300N； （2）这段时间内工人的拉力移动的距离s＝2h＝2×3m＝6m， 这段时间内工人提升物料及桶做的功W＝Fs＝300N×6m＝1800J； （3）这段时间内工人受到地面的支持力F支＝G人﹣F＝m人g﹣F＝80kg×10N/kg﹣300N＝500N， 工人对地面的压力和地面对人的支持力是一对相互作用力，故对地面的压力F压＝F支＝500N， 工人对地面的压强p＝＝＝1.25×104Pa。 答：（1）工人拉绳子的力是300N； （2）这段时间内工人提升物料及桶做的功是1800J； （3）这段时间内工人对地面的压强是1.25×104Pa。 23．（2023•荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L＝3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h＝1m高处，如图所示，工人所用推力F＝1000N。g取10N/kg。求： （1）推力做的有用功； （2）斜面的机械效率； （3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5，共用时20s，工人推力做功的功率。 【解析】（1）提升货物时做的有用功： W有用＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×1m＝2400J； （2）推力做的总功：W总＝Fs＝1000N×3m＝3000J， 斜面的机械效率： η＝＝×100%＝80%； （3）此过程的额外功： W额＝W总﹣W有用＝3000J﹣2400J＝600J， 由W额＝fs得货物与斜面间的摩擦力： f＝＝＝200N。 工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6：5，即f'＝×200N＝240N； 有用功：W'有用＝Gh＝mgh＝300kg×10N/kg×1m＝3000J； 额外功W'额＝fs＝240N×5m＝1200J； 则总功W总＝W有用+W额＝3000J+1200J＝4200J； 推力做功的功率P＝＝＝210W。 答：（1）提升货物做的有用功为2400J； （2）斜面的机械效率为80%； （3）推力做功的功率210W。 24．（2022•荆门）电动清扫车以其环保、高效等优点，在我市卫生城市创建中大显身手。通过查阅资料了解到如图所示的清扫车质量为840kg。 （1）若清扫车停在水平路面上时，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，清扫刷与路面不接触，则清扫车对路面的压强为多少？ （2）若清扫车行驶5.4km所用时间为15min，则清扫车的平均速度为多少？ （3）若环卫工人质量为60kg，驾驶清扫车沿水平路面以18km/h的速度做匀速直线运动，清扫车所受阻力为总重力的0.04倍，牵引力的功率为多少？ 【解析】（1）清扫车停在水平路面上，对水平路面的压力：F压＝G＝mg＝840kg×10N/kg＝8400N， 车对路面的压强：p＝＝＝2.1×105Pa； （2）清扫车行驶路程s＝5.4km＝5400m，所用时间为t＝15min＝900s， 清扫车的平均速度：v＝＝＝6m/s； （3）驾驶清扫车的速度v′＝18km/h＝5m/s； 因清扫车在平直道路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，清扫车的牵引力：F＝f＝0.04G总＝0.04m总g＝0.04×（840kg+60kg）×10N/kg＝360N， 此过程中该车牵引力的功率：P＝＝＝Fv′＝360N×5m/s＝1800W。 答：（1）清扫车对路面的压强为2.1×105Pa； （2）则清扫车的平均速度为5m/s； （3）牵引力的功率为1800W。 25．（2023•武汉）智能机器正在进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S1＝27m2的空房间（矩形ABCD）内，用这台机器人打扫家庭卫生。 （1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率是多少W？ （2）机器人底部构造如图甲所示，两块面积均为S2＝1.8×10﹣2m2的抹布固定在转盘O1、O2上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，两块抹布对瓷砖地面的压强是多少Pa？ （3）机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究，关门后，机器人（用⊙O表示）从图示位置开始，贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面，在地面上拖出水带（水的痕迹）的宽度均为d＝0.3m，其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠，当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时，刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器人受到的牵引力为F＝20N，牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路线无法拖洗的地面面积，设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变，求机器人需要多长时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次？ 【解析】（1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率为： P＝＝＝24W； （2）两块面积均为S2＝1.8×10﹣2m2的抹布，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，则两块抹布对瓷砖地面的压强为：p＝＝≈333Pa； （3）由P＝、W＝Fs和v＝可得机器人的速度为： v＝＝＝0.15m/s； 每次在AB方向运动所用时间为： t1＝＝＝38s； 每次沿BC方向运动0.3m所用时间为：t2＝＝＝2s； 机器人沿弓形路线将整个房间地面拖洗1次，机器人需要的时间为： t总＝t1×15+t2×14＝38s×15+2s×14＝598s。 答：（1）机器人做功的功率为24W； （2）两块抹布对瓷砖地面的压强为333Pa； （3）机器人沿弓形路线将整个房间地面拖洗1次，机器人需要的时间为598s。 ( 5 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 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