7 机械功与机械能 2025年中考物理沪粤版专题强化练习（江西）

7 机械功与机械能 题号 一 二 三 四 总分 累分人 得分 说明:满分80分,作答时间为85分钟。 中考对接点 　　功、功率;机械能及转化;机械效率 一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分) 1.在判断是否做功时,物理学中规定,作用在物体上的力,使物体在　　　的方向上　　　　　　　　,就说这个力对物体做了机械功。  2.小红用铁桶从井中打水,小军把不小心掉进井中的相同铁桶打捞上来。在这两个情形中水桶里都有水,且桶里的水的质量相等。小红对水做的功是　　　　;小红与小军做的功当中大小一定相等的是　　　　。(均选填“有用功”“额外功”或“总功”)  3.某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图如图所示,人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖,桶盖所受的重力可视为集中在桶盖中心。装置中的滑轮改变了使用者施力的　　　　(选填“大小”或“方向”);用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖做功　　　　(选填“多”或“少”)。  4.农民在精选谷种时,常用一种叫“风车”的农具进行分选。在同一风力作用下,谷种和瘪谷都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,如图所示。落在N点的是　　　　;谷种下落时机械能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  5.如图所示,这是我国古代科技著作《天工开物》中记载的一种汲水装置——筒车。工作时,河水冲击水轮旋转,再将水引入筒内,各个筒内的水分别倾入槽中,再流入田里。筒车转动,把水带到高处,筒车的　　　　能转化为水的重力势能;水的流速一定时,水轮的自重越大,提水时的机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。  6.如图所示,有两箱相同的货物,现要用电梯将它们从一楼运送到二楼。其中图甲为用扶梯台式电梯匀速运送货物,图乙为用履带式自动电梯匀速运送货物,货物均未滑动。图　　　　中支持力对货物做功,电梯上升时该支持力做功的功率　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  7.甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图像分别如图甲、乙所示(空气阻力忽略不计)。由图可知,甲车的功率　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)乙车的功率,经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为　　　　。  8.质量为45 kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学每分钟跳绳的次数是　　　　次,克服重力做功的平均功率为　　　　W。(g取10 N/kg)  二、选择题(本大题共6小题,共14分) 第9~12小题,每小题只有一个选项是最符合题目要求的,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题至少有两个选项是符合题目要求的,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分。 9.下列是四位同学的讨论,说法不符合物理规律的是 (　　) A.甲说:“我跑得越快,我的动能就会越大。” B.乙说:“我体重更大,我从一楼到三楼的爬楼功率一定更大。” C.丙说:“我跟爸爸玩跷跷板时,要比爸爸坐得更后一点。” D.丁说:“我骑自行车上坡时,上坡前先用力加速,就更容易上坡。” 10.多米诺骨牌起源于我国北宋时期。玩时将骨牌按一定间距排列,轻轻碰倒第一张骨牌,其余骨牌将会依次倒下,如图所示。关于多米诺骨牌,下列说法不正确的是 (　　) A.前面的骨牌对下一张骨牌做功 B.骨牌倒下时,重力势能转化为动能 C.后面的骨牌倒下的速度会越来越大 D.第一张骨牌倒下时机械能逐渐增加 11.用如图所示的四个装置匀速提升同一重物到同一高度,图中每个滑轮的质量相同,且滑轮的质量远小于重物的质量(不计绳重和摩擦),则 (　　) A.甲最费力,甲、乙、丙、丁做的有用功相等 B.丙最省力,乙的机械效率最高 C.丙最费力,甲、乙、丙、丁做的额外功相等 D.丁最省力,乙的机械效率最高 12.图为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,到A点处弹性绳自然伸直,C点是蹦极运动员到达的最低点,运动员在运动过程中忽略空气阻力,则 (　　) A.从O点到C点运动员的机械能守恒 B.从O点到C点运动员的重力势能减小 C.从A点到C点运动员的动能一直减小 D.从A点到C点弹性绳的弹性势能先增大后减小 13.如图所示,这是某科技馆中展览的“逆天”的实验装置——“锥体上滚”,双锥体轻放在V形轨道上,居然可以从轨道的低端往高端(由右向左)滚动,V形轨道两根导轨相距较小的那端低,另一端高。下列说法正确的是 (　　) A.双锥体在轨道低端(右端)时的重力势能最小 B.在双锥体滚动的过程中重力做了功 C.在双锥体从轨道低端向高端滚的过程中,重力势能转化为动能 D.双锥体自动往“高处”滚动的原因是锥体在右端时重心高度h1比在左端时重心高度h2要低 14.如图所示,重100 N的物体A在F=10 N的拉力作用下,3 s内沿水平地面匀速直线运动了1.5 m,不计绳和滑轮自重,滑轮组的机械效率为90%。下列说法正确的是 (　　) A.绳自由端移动的速度为1 m/s B.在此过程中所做的额外功为15 J C.物体与地面间的滑动摩擦力为18 N D.拉力F增大时,物体A受到地面的摩擦力一定变大 三、计算题(本大题共3小题,第15小题6分,第16、17小题各8分,共22分) 15.工人师傅使用叉车搬运货物的场景如图所示。叉车用2 s的时间将质量为1.2 t的货物匀速提高0.5 m,再以2 m/s的速度水平匀速运动20 m来到货车旁边,最后再用5 s的时间将货物提高1 m,装载到1.5 m高的货车箱内。求:(g取 10 N/kg) (1)整个过程中叉车对货物所做的功; (2)叉车在货车旁边提升货物时的功率; (3)若叉车水平匀速运动时牵引力做功的功率为8000 W,叉车受到的阻力。 16.如图所示,小明同学在做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆,支点在O点,他的重心在A点,所受重力为600 N。 (1)小明将身体撑起时,地面对双手的支持力至少多大? (2)若他在1 min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为0.4 m,则他做一个俯卧撑要做多少功? (3)他做俯卧撑过程中的功率为多少瓦? (4)小明想到了已学的杠杆知识,他认为做俯卧撑这么累,是因为人体相当于一个费力杠杆。请你用所学过的杠杆知识来说明小明的想法是否正确。 17.三清山群峰参天,山丘屏列,岭谷交错,虽风景优美,但不便于交通,所以为了方便上山,多建盘山公路(如图甲)。从物理学上,我们可以把盘山公路简化为物理模型斜面(如图乙)。其中山路长可以看成是斜面长s,山高可以看成是斜面的高h,现在有一辆质量为3000 kg的汽车沿着盘山公路以20 km/h的速度匀速行驶,当它从山脚行驶到高为0.5 km的山顶时,耗时15 min,汽车发动机牵引力做功的功率为24 kW,忽略空气阻力。求:(g取 10 N/kg) (1)汽车发动机牵引力做的功; (2)汽车克服自重做的功; (3)汽车受到的牵引力; (4)汽车受到的阻力。 四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分) 18.【探究名称】探究动能大小与质量、速度的关系 【问题】汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此猜想动能大小与质量、速度之间有怎样的关系?小东组装实验装置做了如图甲、乙、丙所示的三个实验,其中h1<h2。 【证据】 (1)三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中,动能的大小是通过　　　　　　　　来反映的。  (2)甲、乙两次实验探究的是动能与　　　　的关系。  (3)进行丙实验时,木块被撞后滑出木板掉落,由此可推断A、B两球的质量关系是mA　　　　mB。在不改变木板长度的情况下,为了使木块不滑出木板,可进行的改进方法是　。  【解释】对比乙、丙实验的现象,可以得出:　　　　相同时,质量越大,动能越大。  【交流】善于动脑的小东又设计了如图丁所示的实验。用同一个小球两次将同一弹簧压缩到不同程度,两次实验弹簧具有的弹性势能　　　　(选填“相同”或“不同”)。放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个小球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块,这样做　　　　(选填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系。  19.【实验名称】测量滑轮组的机械效率 【设计并进行实验】实验小组准备的器材如下:两套不同的滑轮组(如图甲、乙所示)、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示(装置中每个滑轮的重均相等)。 次数 重力G/N 提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.1 0.9 0.3 74% 2 4 0.1 1.6 0.3 83% 3 2 0.1 0.5 (1)实验过程中,应　　　　(选填“缓慢”或“快速”)拉动弹簧测力计,使钩码匀速提高。第2次实验是用图　　　　装置做的实验。  (2)第3次实验中弹簧测力计的示数如图乙所示,滑轮组的机械效率为　　　　。  (3)比较1、2两次实验的数据会发现:在所用滑轮组相同时,　　　　　　　　　　　越大,机械效率越高。  (4)比较　　　　两次实验的数据还会发现:机械效率的高低还与动滑轮自身的重力有关。  【实验拓展】(5)只要滑轮组结构一定,知道绕动滑轮的有n段细绳,测滑轮组机械效率的实验器材就可以不需要　　　　(填一种测量工具名称),且机械效率的表达式通式为η=　　　　(用表格中有关字母表示)。  20.小明在家跟爸爸一起打糍粑时,发现爸爸打在糍粑上的凹坑比自己的深,于是他利用橡皮泥和装有水的饮料瓶,依次做了如图所示的实验。 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　　　　(选填“问题一”或“问题二”)。  (2)比较②③可知:在　　　　相同时,　　　　　　　　,压力的作用效果越明显。  (3)为探究压力的作用效果和压力的关系,应通过　　　　两次实验进行比较。  (4)利用实验④⑤可探究重力势能大小与　　　　是否有关。  (5)《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　　　得出的结论来解释,请你写出该结论　　　　　　　　　　　　　。  21.风车是利用风力做功的装置,小明制作了一架小风车,他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率,实验装置如图所示。 (1)观察实验装置,小明是通过测量细线对　　　　做功的功率来测定风车做功的功率的。  (2)除了图中的实验器材,还必需的测量工具:天平、刻度尺和　　　　。  (3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止,这是利用　　　　　　　原理测量拉力的大小。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车做功的功率表达式P=　　　　(表达式中的物理量均用符号表示)。  (4)然后小明还测出风车在不同的风速下做功的功率,测得的功率越大,说明做功越　　　　(选填“多”或“快”)。  (5)风车做功过程中,回形针获得了重力势能和　　　　能;如果选用较粗重的线做实验,则与选用较细的线相比,测得风车的功率值偏　　　　(选填“大”或“小”)。  参考答案 1.力　移动一段距离 2.有用功　总功 3.方向　多 4.谷种　减小 5.动　低 6.甲　不变 7.大于　5︰3 8.180　81 9.B　10.D　11.B　12.B　13.BC　14.AC 15.解:(1)整个过程中叉车提升货物的总高度:h总=0.5 m+1 m=1.5 m 货物所受的重力:G=mg=1.2×103 kg×10 N/kg=1.2×104 N 整个过程中叉车对货物所做的功:W总=Gh总=1.2×104 N×1.5 m=1.8×104 J　(2分) (2)叉车在货车旁边提升货物时,用5 s的时间将货物提高1 m, 此过程叉车克服重力所做的功:W=Gh=1.2×104 N×1 m=1.2×104 J 提升货物时的功率:P===2400 W　(2分) (3)由P===Fv可得,叉车的牵引力F===4000 N 因叉车做匀速直线运动,所以由二力平衡可知叉车受到的阻力:f=F=4000 N　(2分) 16.解:(1)根据杠杆的平衡条件得,FL1=GL2, 则他将身体撑起时,地面对双手的支持力至少为: F===375 N　(2分) (2)他做一个俯卧撑要做的功: W=Fs=375 N×0.4 m=150 J　(2分) (3)1 min内做了30个俯卧撑, 做1个俯卧撑的时间:t==2 s 他做俯卧撑的功率:P===75 W　(2分) (4)做俯卧撑时,动力臂大于阻力臂,即L1>L2,故F<G,这时人体相当于一个省力杠杆,故小明的想法不正确。(2分) 17.解:(1)汽车发动机牵引力做的功: W牵=Pt=2.4×104 W×15×60 s=2.16×107 J　(2分) (2)汽车克服自重做的功: W重=Gh=mgh=3×103 kg×10 N/kg×5×102 m=1.5×107 J　(2分) (3)汽车15 min内行驶的路程: s=vt=20 km/h× h=5 km=5×103 m 由W=Fs可得汽车受到的牵引力: F===4.32×103 N　(2分) (4)汽车克服阻力做的功: W阻=W牵-W重=2.16×107 J-1.5×107 J=0.66×107 J 由W阻=fs可得汽车受到的阻力: f===1.32×103 N　(2分) 18.【证据】(1)木块移动的距离 (2)速度 (3)<　换用质量更小的小球 【解释】速度 【交流】不同　不能 评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分 19.【设计并进行实验】(1)缓慢　甲 (2)50% (3)所提物体的重力 (4)1、3 【实验拓展】(5)刻度尺　×100% 评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分 20.(1)问题一 (2)压力　受力面积越小 (3)①② (4)质量 (5)⑤⑥　质量一定的物体,高度越大,重力势能越大 评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分 21.(1)回形针 (2)停表 (3)二力平衡　 (4)快 (5)动　小 评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分 学科网（北京）股份有限公司 $$