2025年中考物理专题复习：机械功与机械能

2025年中考物理专题复习：机械功与机械能 一、单选题 1．对功和能的理解，下列说法正确的是（　　） A．只要有力作用在物体上，且物体又通过了距离，则这个力就对物体做功了 B．运动的物体具有的能量叫动能 C．正在对外做功的物体具有能量，不在做功的物体没有能量 D．功和能的单位都是焦耳，焦耳是一个较小的单位 2．关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（　　） A．做功多的机械，功率一定大 B．做功越多的机械，机械效率越高 C．做功快的机械，功率一定大 D．精密的机械，机械效率能达到100% 3．如图所示的是某市轨道交通车站的示意图，站台略微高于路面，出站的轨道有一个小坡度，当车出站下坡时，下列说法正确的是（　　）    A．势能变大 B．动能不变 C．重力势能转化为动能 D．动能转化为重力势能 4．如图是足球落地后又弹起的示意图。分析可知，足球（　　） A．在B点时受力平衡 B．在A、D两点动能可能相等 C．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化 D．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变 5．下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．功率大的机器，做功可能少 B．机械效率越高的机器，功率越大 C．省力越多的机器，机械效率越高 D．作用在物体上的力越大，对物体所做的功越多 6．如图所示现象，熟透了的苹果正在竖直下落的过程中，下列说法中不正确的是（   ） A．重力的方向是竖直向下的 B．力可以改变物体的运动状态 C．物体的重力势能可以转化为动能 D．物体受到的重力与阻力是平衡力，并加速下落 二、填空题 7．在水平地面上，用40N的水平拉力拉重120N的木箱，使木箱沿拉力方向前进6m，拉力所做的功等于 J，重力所做的功等于 J。 8．如图为李强同学跳绳时重心高度随时间变化的情况如图所示：跳绳者的质量m＝50kg。根据所给条件可估算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 J。    9．如图甲、乙为工人师傅往高处运送货物的两种方法。若要改变用力的方向应选用图 所示的方法，若要机械效率高应选用图 所示的方法。若两图中物重相等，不计滑轮重、绳重摩擦，将物体匀速提起时，甲图中工人所用的拉力为200N，则乙图中工人的拉力应为 N。 10．汽车是我们生活中的代步工具，随着科学技术的发展，汽车也越来越智能化。 （1）炎热的夏天“智能玻璃”的单向透光可以有效减小 （选填“红外线”或“紫外线”）对人体皮肤的伤害。冬天的早晨，汽车挡风玻璃上会出现一层“白雾”，这是由于水蒸气遇冷 （选填“汽化”“液化”或“凝华”）而成的。汽车自身质量每降低100kg，100公里油耗可减少0.6L，每节约1L燃料可减少二氧化碳排放2.5kg。某型号汽车原来使用的是质量高达1106kg的钢质外壳（ρ钢=7.9×103kg/m3），若用密度为2.4×103kg/m3的镁合金材质替换全部钢质外壳，改装后的汽车行驶500km可减排二氧化碳的质量为 kg。 （2）某小汽车的挡风玻璃是倾斜的，主要是为了防止车内物体经过玻璃成的 （选填“虚”或“实”）像对司机的干扰。某物体水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，则挡风玻璃与水平面夹角为 （选填“30°”“45°”或“60°”）。智能玻璃能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，实现车内的光照度为一个适宜的值，经测算车外光照度和玻璃的透明度的关系图象如图所示，当车外光照度为 Lx时，智能玻璃的透明度会自动调节为60%。 （3）小汽车质量为1.6t，小汽车在水平路面加速过程中，小汽车在竖直方向受到的力 （选填“平衡”或“不平衡”）。当该小汽车沿与水平地面成30°的斜坡匀速向上爬行时，斜坡的机械效率为80%，爬坡时的牵引力为 N。 11．在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动，A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力 N，该装置的机械效率为 ，若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 12．“歼10”是我国自主研制的新一代轻型战斗机，具有卓越的机动性能。当它在空中加速向下俯冲时，动能 ，重力势能 ，机械能总量 。（选填“增大”、“不变”或“减小”） 三、实验题 13．如图所示，小华同学在“测滑轮组机械效率”的实验中，应竖直向上 拉动绳子的自由端.若钩码G重为3N，小华所用拉力F为1.2N，则滑轮组的机械效率为 ;若换成重为5N的钩码G'再进行实验，此滑轮组的机械效率将 (填“变大”“变小”或“不变”). 四、简答题 14．大量实验理论研究表明：使用任何机械都不能省功，这个结论叫功的原理，在历史上曾被誉为“机械黄金定律”．如图所示是液压千斤顶的原理剖面图，只要对小活塞施加一个合适的作用力使小活塞下降距离h1，就可以利用大活塞上升距离h2把一辆汽车顶起来而便于更换修理轮胎．设活塞、液体本身所受的重力及摩擦可以忽略不计，试根据功的原理推导作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系： 15．五一小长假期间小明随爸爸妈妈出去游玩，发现某城市火车站的进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。爸爸告诉小明：“这样设计可以减少能量损耗。”请你分析站台这种设计为什么能减少能量损耗。 16．阅读短文，回答文后的问题。 公路列车一般的运输车辆大都装载几吨或者几十吨的货物，但如果是上百吨的庞然大物，该怎么运输呢？本台记者前一段时间，在青海西宁通往格尔木的109国道上，发现了一辆超大型运输车，这辆车有一个巨大的车头，后面拖挂着至少6节类似于集装箱的车厢，长度超过50米，有普通轿车11辆那么长。为了适应各种复杂的路况，这辆“公路列车”的轮胎多达110个，行驶起来非常平稳。连车带货，总重量达数百吨。堪称公路上的“巨无霸”。据了解，这种巨型运输车也被称为“公路列车”。公路列车（Sartre或RoadTrain）即组列式汽车、汽车组列、公路车组体。世界上，只有少数国家有能力生产、运营这种公路列车。包括中国的智轨列车；澳洲特有的铅锌矿山运输矿石的专用车。 记者了解到，这辆列车发动机的功率可达500马力（功率单位，1马力相当于735W），当这样一辆“巨无霸”以每小时110公里的速度行驶在公路上的时候，由于空气流动速度快，压强反而小，与其交汇的车子仿佛会被“公路列车”吸引过去似的。所以，这样的大车只被允许在车辆稀少的内陆地区行驶，也算是内陆地区一道流动、独特的风景了。由于车体庞大，车头和车尾的油箱能各装一千升柴油，简直是一个小型油罐。面对即将翻越的橡皮山，还存在“海拔高、坡多、坡陡、弯道角度小”等四大难题。为了能顺利翻山，公司特地从西安调来了两辆大马力的牵引车，当翻越山垭口时还要减速缓行，才能保证充足的动力。 通过上述阅读，请回答下列问题：    （1）利用两辆大马力的牵引车来解决“海拔高、坡多、坡陡、弯道角度小”等四大难题，这里牵引车的作用是 ； A．增大巨型运输车的惯性 B．减小巨型运输车的阻力 C．维持巨型运输车的运动 D．提供更强牵引力，及时调整巨型运输车的运动状态 （2）你认为下列说法正确的是 ； A．“公路列车”的轮胎多，目的是减小车辆对路面的压力 B．车辆在高速行驶时，与其并列行驶的小型车辆很容易被“吸”过去，是因为靠近车身的一侧空气流速快，压强大 C．“公路列车”翻越高山时，会降低行驶速度，是为了获得较大的牵引力 （3）文中提到“这辆列车发动机的功率可达500马力”根据阅读此文可知“马力”是功率的单位。这辆“公路列车”的功率相当于 W。 五、计算题 17．工人用如图所示的滑轮组提升重物，在10s内将210N的物体匀速提升2m．已知工人的拉力为80N（不计绳重与摩擦阻力），求： （1）对重物做的有用功； （2）工人做功的功率； （3）滑轮组的机械效率； （4）为了改变施力的方向，某同学采用了滑轮组的另一种绕法，此时工人的拉力为多大． 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D C C B A D 1．D 【详解】A．有力作用在物体上，且在力的方向上物体又通过了距离，则这个力就对物体做了功，故A错误； B．运动的物体除了具有动能，还有势能等其他能量，物体由于运动而具有的能量叫动能，故B错误； C．正在对外做功的物体具有能量，不在做功的物体也具有能量，故C错误； D．功和能的单位都是焦耳，焦耳是一个较小的单位，还有更大的能量单位千瓦时等，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．做功多的机械，做功的时间未知，功率不一定大，故A错误； B．做功多的机械，其中的有用功在总功中占的比例不一定高，所以做功多的机械的机械效率不一定高，故B错误； C．功率是反映做功快慢的物理量，做功快的机械，功率一定大，故C正确； D．由于摩擦等因素的存在，机械做功时总不可避免地要做额外功，再精密的机械，它的机械效率也不可能达到 100% ，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】当车出站下坡时，车的质量不变，高度变小，重力势能变小；速度增大，动能增大，此过程中车的重力势能转化为动能，故C正确。 故选C。 4．B 【详解】A．在B点时，小球既不是静止，也不是匀速直线运动状态，不是平衡状态，所以受力不平衡，故A不符合题意； B．运动过程中有空气阻力，所以A、D两点速度可能相同，动能可能相等，故B符合题意； C．在运动过程中，其机械能在减小，因此不只存在动能和势能的相互转化，还存在机械能与内能的转化，故C不符合题意； D．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不再改变，而是保持力消失一瞬间的速度，做匀速直线运动，故D不符合题意。 故选B。 5．A 【详解】A．由于做功时间未知，所以根据W=Pt可得，功率大的机器，做功可能少，故A正确； B．机械效率与功率之间无因果关系，所以机械效率越高的机器，功率不一定大，故B错误； C．机械效率指的是有用功与总功的百分比，与省力的多少无关，故C错误； D．由于物体在力的方向上移动的距离未知，所以根据W=Fs可得，作用在物体上的力越大，对物体所做的功不一定越多，故D错误。 故选A。 6．D 【详解】试题分析：熟透了的苹果在重力作用下竖直下落，说明重力的方向是竖直向下，A正确；物体运动状态的改变指物体的运动方向或速度大小，下落过程速度变大，说明运动状态改变，B正确；影响重力势能大小的因素：①物体的质量；②物体被举高的高度，影响动能大小的因素：①物体的质量；②物体运动的速度．下落过程高度减小，速度增大，即重力势能减小，动能增大，物体的重力势能可以转化为动能，C正确；物体受到的重力与阻力若是平衡力，将保持静止或匀速直线运动状态，所以D不正确． 考点：牛顿第一定律 力的作用效果 影响动能和重力势能大小的因素 7． 240 0 【详解】[1]拉力做功 W=Fs=40N×6m=240J [2]因为木箱水平运动，在竖直方向通过的距离为零，所以重力做功为0。 8．45 【详解】由图像纵坐标可知，h＝9cm＝0.09m；跳绳者每跳一次克服重力所做的功 W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.09m＝45J 9． 甲 甲 100 【详解】[1]工人师傅往高处运送货物，如果不利用机械，力的方向为向上，定滑轮可以改变拉力方向，若要改变用力的方向应选用图甲所示的方法。 [2]使用定滑轮时，不需要因为提升定滑轮而做额外功；使用动滑轮时，需要因为提升动滑轮而做一定的额外功，在有用功一定的情况下，使用定滑轮总功较小，机械效率较高，若要机械效率高应选用图甲所示的方法。 [3]乙图为动滑轮，由两段绳子吊着动滑轮，不计动滑轮重、绳重摩擦时，乙图中工人的拉力应为 10． 紫外线 液化 57.75 虚 45 100 平衡 1×104 【详解】（1）[1]过量的紫外线会对身体皮肤造成伤害，炎热的夏天“智能玻璃”的单向透光可以有效减小紫外线对人体皮肤的伤害。 [2]冬天行车时，汽车挡风玻璃的内侧容易出现一层白雾，即小水珠，这是车内温度较高的水蒸气遇到温度较低的玻璃放热液化成小水珠。 [3]由可得，钢质外壳的体积 钢质外壳换成镁合金材料的质量 m镁=ρ镁V=2.4×103kg/m3×0.14m3=336kg该车用镁合金材料替换后减少的质量 Δm=m钢-m镁=1106kg-336kg=770kg由题知，汽车自身质量每降低100kg，每百公里油耗可减少0.6L，现在减少了770kg，每百公里油耗可减少 汽车行驶的路程s=500km，能节约汽油 V汽油=4.62L×5=23.1L因每节约1L燃料可减少CO2排放2.5kg，所以，能减少排放CO2的质量 m′=23.1L×2.5kg/L=57.75kg（2）[4]挡风玻璃相当于平面镜，根据平面镜成像特点和原理可知，行车数据在挡风玻璃上所成的像是由于光的反射形成的正立的虚像。 [5]某物体水平放置在中控台上，通过挡风玻璃成垂直于水平面的像，由于像和物关于镜面对称，则挡风玻璃与水平面夹角为45°。 [6]根据图可知，车外光照度与透明度的乘积为一定值，即 150Lx×40%=60Lx则当“智能玻璃”的透明度自动调节为60%时，则车外光照度 （3）[7]汽车是在水平路面上行驶，在竖直方向上汽车受重力和地面的支持力，这是一对平衡力。 [8]小汽车的重力 G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N斜面倾角为30°，所以 根据 得，汽车爬坡时的牵引力 11． 15N 80% 增大 【详解】[1]物体A受到的摩擦力 由题意可知，人施加的拉力 所以动滑轮的重力 [2]该装置的机械效率 [3]若增加物体A的重力，物体A对地面的压力增大，物体受到的滑动摩擦力增大，由于物体A匀速运动，所以拉力也会增大，总功一定时，有用功占总功的比例会增大，故机械效率会增大。 12． 增大 减小 增大 【详解】[1][2]影响动能大小的因素有物体的质量和速度，影响重力势能大小的因素有质量和高度，战斗机向下俯冲时，速度变大，高度减小，故重力势能减小而动能变大。 [3]战斗机向下俯冲时发动机对战斗机做功，故机械能总量增大。 13． 匀速 83.3% 变大 【详解】（1）实验中用滑轮组向上提升物体，绳端要竖直向上匀速拉动； （2）滑轮组的机械效率： （3）在其它条件不变的情况下，同一滑轮组，将3N的钩码换成5N的钩码时，提起的物体越重，做的有用功越多，根据 可知，滑轮组的机械效率越高． 故答案为匀速；83.3%；变大． 【点睛】学生对滑轮组机械效率的计算及其影响因素的理解和掌握是难点． 14．见解析所示 【详解】证明：由题意知小活塞下降的距离为h1时,大活塞上升的距离为h2，由功的原理：F1h1＝F2h2，又由液体的不可压缩性V1＝V2,即S1h1＝S2h2，综合有：F1S1＝F2S2，所以，． 15．见解析 【详解】答：车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用。 16． D C 【详解】（1）[1]A．惯性是物体本身的一种性质，只取决于质量，与其他的因素无关，故A不符合题意； B．由于摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度都不变，摩擦力不变，故B不符合题意； C．物体的运动不需要力来维持，故牵引力维持巨型运输车的运动是不正确，故C不符合题意； D．力可以改变物体的运动状态，提供更强牵引力，目的是及时调整巨型运输车的运动状态，故D符合题意。 故选D。 （2）[2]A．“公路列车”的轮胎多，目的是在压力不变时增大受力面积减小车辆对路面的压强，故A正确； B．车辆在高速行驶时，与其并列行驶的小型车辆很容易被“吸”过去，是因为靠近车身的一侧空气流速快，压强小，故B错误； C．根据知公路列车”翻越高山时，会降低行驶速度，是为了获得较大的牵引力，故C正确。 故选C。 （3）[3]依题意1马力相当于735W，则有如下关系成立 17．（1）420J；（2）48W；（3）87.5%；（4）120N． 【详解】（1）对重物做的有用功：W有用=Gh=210N×2m=420J； （2）由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m， 拉力做的总功：W总=Fs=80N×6m=480J， 工人做功的功率：P===48W； （3）滑轮组的机械效率：η== =87.5%； （4）因为不计绳重与摩擦阻力，则拉力：F=（G物+G动）， 即：80N=（210N+G动）， 解得动滑轮重力：G动=30N； 为了改变施力的方向，采用了滑轮组的另一种绕法，如图所示： 此时动滑轮绕2段绳，此时工人的拉力：F′=×（G物+G动）=×（210N+30N）=120N． 答：（1）对重物做的有用功为420J； （2）工人做功的功率为48W； （3）滑轮组的机械效率为87.5%； （4）为了改变施力的方向，某同学采用了滑轮组的另一种绕法，此时工人的拉力为120N． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$