2025年中考物理一轮复习备考考点突破：功和机械能实验、计算题

2025年中考物理一轮复习备考考点突破：功和机械能实验、计算题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．美美同学结合课本上“探究影响动能大小因素”的实验设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB<mc，hA=hC>hB），推动小木块运动一段距离后静止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答以下问题：    （1）实验过程图（a）所示，通过观察 反映小球动能的大小。小球在滚下的过程中，将 能转化为动能； （2）分析图甲、乙的实验现象可知，小球的动能与 大小有关系； （3）如图图（b）为某路段的交通标志牌，为了减小机动车行驶时的动能，降低危险性，交管部门会对不同车型所限定的是最大的 （选填“速度”、“质量”或“距离”）。 2．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上．该实验中小球的动能由 转化而来的，实验时通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的．图中错误的操作是 ．改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以得出结论 ． 3．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。    表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 （1）实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 由静止滚下（选填“相同高度”或“不同高度”）。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 （选填“大”或“小”）； （2）“探究阻力对物体运动的影响”，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离的情况如表所示，小车在三个表面克服摩擦力做的功 （选填“相等”、“不相等”或“无法确定”），若水平面绝对光滑，小车将做 运动。 4．小明在打篮球时发现，同一个篮球打到不同的篮筐上反弹情况不同。查阅资料后得知：不同篮筐所用碳钢的含碳量不同。为此小明提出猜想：碳钢含碳量越高，碳钢的硬度越高，并用如图1所示的实验装置进行了验证：将含碳量为3%、2%、1%的碳钢分别置于一个空心竖直管的底部，从管的顶部释放一钢钉，钢钉作用在该材料上会产生一个凹痕，从凹痕的深度可以判定材料的硬度。请完成下面的问题：    （1）实验中，应将钢钉从竖直管的 （选填“同一”或“不同”）高度由静止下落，目的是为了 ； （2）请你在虚线框内设计记录实验数据的表格。 5．在学习势能的知识时，小明同学猜想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关： A．物体的高度； B．物体的质量． 为了证明自己的猜想，他把橡皮泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，记录结果如表． （1）由记录结果可以得到的实验结论是 一定时，物体高度越 ， 越大； （2）若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做？让几个 不同的小球从 高度自由下落，观察球在橡皮泥中凹陷程度． 6．1.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，用质量不同的两个钢球M和m（M的质量大于m），分别从相同斜面的不同高度H和h（H大于h）由静止滚下，撞击水平面上的木块B，使木块B移动一段距离，实验过程如图所示。 (1)小明通过观察木块B移动的距离来判断小球动能的大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (2)由①②两图可得实验结论：物体的动能大小与 有关。 (3)由②③两图中两个小球在斜面的相同高度由静止滚下，是为了控制小球到达水平面时具有相同的 ，由②③两图得出的实验结论是： ； (4)小明由①③两图得出结论，物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确 （选填“正确”或者“错误”），理由是 。 7．利用如图所装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。    （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两个小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 无关； （2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：速度一定时，物体的 越大，动能越大。通过木块移动的距离反映动能的大小，这样的探究方法称为 ； （3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 图丙中小球B到达竖直位置时的速度（填“大于”、“小于”或“等于”）。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： 一定时， 越大，动能越大。 8．在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 (1)小球动能是由 （填某种能量）转化来的； (2)实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击木块时的速度，具体的控制方法是： ； (3)分析比较a、c两次实验可得结论： ； (4)实验中通过 反映小球动能的大小，这种研究方法叫 。 二、计算题 9．“夜游锦江”是成都市境内水上游船项目，以码头为节点、途经多个地标，以锦江故事卷轴为主线，进行多元化主题空间构建，串联起10公里水上游线。求： （1）行驶完全程需30min，求游船行驶的平均速度是多少km/h？ （2）该游船沿直线以的牵引力匀速前进2km，牵引力做功为多少？ 10．在全国“战疫”期间，各地向武汉运送了许多抗疫物资，一辆总质量为30t的物资运送货车从山东离开历经10h到达武汉市，全程约900km。货车轮胎与地面的总接触面积600cm2货车行驶的全程可以看作水平匀速直线运动，货车受到的阻力为总重的0.01倍。求： (1)货车静止时对水平路面的压强； (2)货车全程牵引力做的功； (3)货车的牵引力的功率大小。 11．如图所示，一个棱长为20cm的实心正方体沉于1.5m深的水底。小文同学站在岸边将正方体匀速提上岸，已知正方体的密度，ρ=2×103kg/m3.求： （1）正方体在水底时受水的浮力。 （2）正方体在水底时上表面受水的压强。 （3）将正方体提到其上表面刚与水面相平时，用时4s，此过程中，小文做功时的功率多大？（g=10N/kg）    12．电动自行车可以电动骑行，亦可以脚踏骑行，对人类的出行提供了便利。某款电动自行车，质量40kg，轮胎与地面接触总面积为20cm2，若小明爸爸骑此电动自行车以5m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶10min，已知此电动自行车的牵引力为20N，g取10N/kg，求： （1）这段时间内，电动自行车牵引力做的功？ （2）电动自行车牵引力的功率？ （3）若小明爸爸质量为50kg，骑行时，电动自行车轮胎对地面的压强？（设轮胎与地面的接触面积不变）    13．2019年3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。绞吸挖泥船在需要疏挖的航道码头，先利用转动的铰刀将岩石机械切割使之松动，搅松水底的岩石与水混合成泥浆，经过真空吸泥管吸入泵体，再经过排泥管输送至排泥区回填造地。做一个形象的描述：“天鲲号”1小时挖的泥沙可以填满一个深为1m的足球场那么大的坑。“天鲲号”长140m、宽27.8m，满载排水量为17000t。（ρ水=1.0×103kg/m3） （1）水面下5m处的船体受到水的压强是多少? （2）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？ （3）若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为12000kW，排泥量为1.4m3/s，排泥管的横截面积为0.7m2。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为多少？ 14．为了倡导低碳环保，绿色出行，每到夏季，我市都会在路边投放大量的共享单车方便大家使用。如图，小泽同学在水平路面上骑行时，人与车总质量为70kg，请完成以下问题。 （1）人与车的总重力是多少？（g=10N/kg） （2）若小泽同学以5m/s的速度匀速骑行5min，所受阻力是总重力的0.06倍，求出小泽同学克服阻力做功的功率。 （3）如果该单车用电池供电来代替人力，骑行时效率为80%，则在（2）情景中，电池中至少需要储存多少电能。    15．在新能源时代，市场推出了一系列的电动汽车，如图是其中一款电动汽车的相关参数。求： (1)这款车重量是多少？与一般汽车相比，电动汽车有什么优点？ (2)这款车电机以额定功率以最大运行速度行驶时，最大可以提供多大的牵引力？ 产品型号 总乘数 2 电机额定功率 15kW 最大运行速度 100km/h 最大续航 100km 蓄电池额定电压 48V 整车整备质量 500kg 16．某工地一台8t的推土机，它与地面接触的总面积为4m2。推土机匀速行驶时发动机的功率为130kW，g取10N/kg。求： (1)推土机静止在水平地面时，对地面的压强； (2)推土机在平直地面上匀速行驶10min，发动机做的功。 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 《2025年中考物理一轮复习备考考点突破：功和机械能实验、计算题》参考答案 1． 木块在同一水平面上被撞击的距离 重力势 速度 速度 【详解】（1）[1][2]实验过程图（a）所示，根据转换法，通过观察木块在同一水平面上被撞击的距离反映小球动能的大小。小球在滚下的过程中，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，将重力势能转化为动能。 （2）[3]分析图甲、乙可知，因mA=mB，hA>hB，故A球下滑到水平面的速度大，结合转换法可知，小球的动能与速度大小有关系。 （3）[4]如图图（b）为某路段的交通标志牌为限速标志，为了减小机动车行驶时的动能，降低危险性，交管部门会对不同车型所限定的是最大的速度。 2． 重力势能 距离 两次实验中未保持木块初始位置相同 在速度相同的情况下，质量越大，动能越大 【详解】小球在下落过程中，高度减小，速度增加，重力势能转化为动能；小球撞击木块，通过比较木块在木板上滑行的距离来比较动能大小；距离越远，动能越大；图中错误的操作是两次实验中未保持木块初始位置相同；乙图木块滑出的远些，则表面小球的动能大，可以得出结论：在速度相同的情况下，质量越大，动能越大． 3． 不同高度 大 相等 匀速直线运动 【详解】（1）[1][2]实验中为了探究动能大小与速度的关系，应控制质量相同，速度不同，即应让质量相同的钢球，从同一斜面不同高度由静止滚下；实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，推动木块移动的距离越远，动能越大。 （2）[3]让小车从斜面顶端由静止滑下，根据决定重力势能大小的因素，小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同。 [4]水平面是光滑的，则木块在水平方向上受力为0，竖直方向上受到平衡力作用，根据牛顿第一定律，运动的物体在没有受到力的作用时，将一直做匀速直线运动。 4． 同一 控制撞击的力度相同 实验序号 碳钢的含碳量 钢钉下落高度/cm 凹痕的深度/cm 1 2 3 【详解】（1）[1] [2]将含碳量为3%、2%、1%的碳钢分别置于一个空心竖直管的底部，从管的顶部释放一钢钉，钢钉作用在该材料上会产生一个凹痕，从凹痕的深度可以判定材料的硬度，此时需要控制撞击的力度相同，因而应将钢钉从竖直管的同一高度落下，比较凹痕的深浅。 （2）[3]实验需要记录不同含量的碳钢、撞击的高度、凹痕深浅，记录实验数据表格如下： 实验序号 碳钢的含碳量 钢钉下落高度/cm 凹痕的深度/cm 1 2 3 5． 质量 高 重力势能 质量 同一 【分析】在此实验中，是通过观察金属球陷入橡皮泥的凹陷程度反映重力势能的大小；知道重力势能与物体的质量和高度有关，所以在研究重力势能与某一个量的关系时，应采用控制变量法进行分析． 【详解】(1)通过表格数据可知，同一钢球的高度越高，橡皮泥的凹陷程度越深，说明钢球的重力势能越大；即物体的质量相同，高度越大，重力势能越大； (2)在探究重力势能大小与质量的关系时，应控制钢球的高度相同，即可以让不同质量的钢球从同一高度下落； 6．(1) 转换法 不能 (2)速度 (3) 速度 当速度相同时，物体的质量越大，动能越大 (4) 错误 没有控制速度一定 【详解】（1）[1]实验中采用转换法，小明通过观察木块B移动的距离来判断小球动能的大小。 [2]若水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离，本实验将不能达到探究目的。 （2）由①②两图可得，物体质量相同时，物体从斜面较高处滑下，物体到达水平面的速度较大，木块被移动距离越长，可得实验结论：物体的动能大小与速度有关。 （3）[1]由②③两图中两个小球在斜面的相同高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度相同，即该步骤的目的是控制小球到达水平面时具有相同的速度。 [2]由②③两图得出，速度相同时，质量越大，木块被移动距离越长，可得的实验结论是：当速度相同时，物体的质量越大，动能越大。 （4）[1][2]由①③两图，小球的质量与到达水平面的速度均不同，没有控制速度一定，无法探究物体的动能大小与质量的关系。 7． 质量 质量 转换法 小于 质量 速度 【详解】（1）[1]甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。 （2）[2]因为 mA＜mB 两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大。 [3]根据转换法可知，通过木块移动的距离反映动能的大小。 （3）[4]乙、丙两图，小球的质量相同，且 θ1＜θ2 所以丙图小球的速度更大，即图乙中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度。 [5][6]图丙中木块C滑行得更远些，是因为丙图小球的速度更大，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 8． 重力势能 让小球从同一高度自由滑下 质量一定时，速度越大动能越大 木块滑动的距离 转换法 【详解】(1)[1]实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能。 (2)[2]实验中为了研究动能大小与质量的关系，需要控制小球撞击木块时的速度，具体的控制方法是让小球从斜面的同一高度由静止滑下。 (3)[3]分析比较a、c两次实验知道，相同质量的小球从斜面不同高度滑下，高度大的推动木块前进的距离大，所以，得出的结论是：质量一定时，速度越大动能越大。 (4)[4][5]实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。 9．（1）；（2） 【详解】解：（1）行驶完全程需时间 游船行驶的平均速度是 （2）牵引力做功为 答：（1）行驶完全程需30min，游船行驶的平均速度是20km/h； （2）该游船沿直线以6×103N的牵引力匀速前进2km，牵引力做功为1.2×107J。 10．(1)货车静止时对水平路面的压强为5×106Pa；(2)货车全程牵引力做的功为2.7×109J；(3)货车的牵引力的功率为7.5×104W 【详解】(1)货车静止时对水平路面的压力 F＝G＝mg＝30×103kg×10N/kg＝3×105N 则对水平路面的压强 p＝ (2)货车受到的阻力 f＝0.01G＝0.01×3×105N＝3×103N 因货车匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，货车受到的牵引力 F′＝f＝3×103N 货车全程牵引力做的功 W＝F′s＝3×103N×900×103m＝2.7×109J (3)货车的牵引力的功率 答：(1)货车静止时对水平路面的压强为5×106Pa； (2)货车全程牵引力做的功为2.7×109J； (3)货车的牵引力的功率为7.5×104W。 11．（1）80N；（2）1.3×104Pa；（3）26W 【详解】解：（1）正方体在水底时排开水的体积 V排=V=(0.2m）3=8×10-3m3 受水的浮力 F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N （2）正方体在水底时上表面受水的压强 p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×(1.5m﹣0.2m)=1.3×104Pa （3）正方体的重力 G=mg=ρVg=2×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)3=160N 拉力 F=G﹣F浮=160N﹣80N=80N 将正方体提到其上表面刚与水面相平时，拉力做的功 W=Fs=80N×(1.5m﹣0.2m)=104J 小文做功时的功率 答：（1）正方体在水底时受水的浮力是80N； （2）正方体在水底时上表面受水的压强是1.3×104Pa； （3）将正方体提到其上表面刚与水面相平时，用时4s，此过程中，小文做功时的功率是26W。 12．（1）6×104J；（2）100W；（3）4.5×105Pa 【详解】解：（1）电动自行车运动的路程 s=vt=5m/s×10×60s=3000m 电动自行车牵引力做的功 W=Fs=20N×3000m=6×104J （2）电动自行车牵引力的功率 （3）骑行时，电动自行车轮胎对地面的压力 F′=G总=m总g=（40kg+50kg）×10N/kg=900N 电动自行车轮胎对地面的压强 答：（1）这段时间内，电动自行车牵引力做的功为6×104J； （2）电动自行车牵引力的功率为100W； （3）若小明爸爸质量为50kg，骑行时，电动自行车轮胎对地面的压强为4.5×105Pa。 13．（1）50000Pa；（2）1.7N；（3）6N 【详解】(1)由知道，水面下5m处的船体受到水的压强为 (2)根据题意知道，满载时“天鲲号”的排水量 m排=17000t=1.7×107 kg 由阿基米德原理知道，满载时，“天鲲号”受到水的浮力 (3)排泥速度 泥泵对泥浆的推力 答：(1)水面下5m处的船体受到水的压强是50000Pa； (2)满载时，“天鲲号”受到水的浮力是1.7×108N； (3)若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为12000kW，排泥量为1.4m3/s，排泥管的横截面积为0.7m2。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为6×106N。 14．（1）700N；（2）210W；（3）78750J 【详解】解：（1）人与车的总重力 G=mg=70kg×10N/kg=700N （2）根据题意可知，骑行过程中受到的阻力 f=0.06G=0.06×700N=42N 小泽同学匀速骑行克服阻力做功的功率 （3）克服阻力所做的功 W=Pt=210W×5×60s=6.3×104J 由可知，电池中至少需要储存的电能 答：（1）人与车的总重力是700N； （2）小泽同学克服阻力做功的功率为210W； （3）电池中至少需要储存的电能为78750J。 15．(1)5000N，优点是没有废气污染；(2)540N 【详解】解：(1)这款车的重力 G=mg=500kg×10N/kg=5000N 与一般汽车相比，电动汽车的优点是没有废气污染，噪音小。 (2)电动汽车的最大行驶速度v=100km/h，电机额定功率P=15kW，汽车的牵引力 答：(1)这款车重量是5000N，电动汽车有没有废气污染，噪音小的优点； (2)这款车电机以额定功率以最大运行速度行驶时，最大可以提供牵引力为540N。 16．(1)2×104Pa (2)7.8×107J 【详解】（1）推土机静止时对水平地面的压力 对水平地面的压强 （2）已知推土机匀速行驶时发动机的功率 匀速行驶时间 推土机做的功 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 $$