2025年中考物理专题提升：功和机械能

2025年中考物理专题提升：功和机械能 一、单选题 1．跳伞运动员在空中匀速下落过程中，关于能量变化正确的是（　　） A．动能势能都不变 B．动能增大，势能不变 C．动能不变，势能减小 D．动能减小，势能增大 2．在抗击新冠肺炎疫情中，人民解放军的秘密武器“运﹣20”重型运输机参加了驰援武汉的任务。如图，当运输机匀速下降到机场的过程中，机械能的变化为（　　） A．动能不变，势能减小，机械能减小 B．动能减小，势能减小，机械能不变 C．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能增大，势能减小，机械能减小 3．下列场景中，对物体做功的是（　　） A．用力推车没有推动 B．足球离开脚后在空中运动 C．人托着盘子在水平路面上行走 D．运动员用力将杠铃举起 4．下列关于中学生的数据最接近实际情况的是（　　） A．你将2个鸡蛋举高1m做功约1J B．你拿起一瓶矿泉水的力大约是10N C．你在水中游泳时受到的浮力大约是50N D．你站在水平地面上时，对地面的压强大约是1.5×103Pa 5．2022年冬奥会单板滑雪大跳台比赛在北京赛区进行，我国少年运动健将苏翊鸣（身高约1.7m，质量约70kg）在比赛中一举夺冠为国争光。如图所示是苏翊鸣完成某次动作的部分路径示意图，从A点运动到B点的过程中，苏翊鸣的重力所做的功最接近（　　） A．1.5×104J B．4.5×103J C．1.2×103J D．2.1×102J 6．2024年5月3日17时27分，嫦娥六号搭乘长征五号遥8运载火箭在文昌航天发射场点火起飞（如图所示），正式开启了地月通勤的里程。下列有关说法正确的是（　　） A．嫦娥六号上升过程中惯性不变 B．嫦娥六号绕月匀速飞行时处于平衡状态 C．火箭在加速升空时，探测器的动能增大，机械能不变 D．嫦娥六号减速落月过程中只受到月球引力的作用 二、填空题 7．物理学中，常用新的物理量对不同事物进行比较，如要比较压力的作用效果，需要引入压强；要比较物体运动的快慢，需要引入 ；要比较做功的快慢，需要引入 . 8．安全行驶，切勿超速。快速行驶的汽车刹车时，由于 要保持原来的运动状态，不能立即停下。汽车行驶的速度越大，动能越 （选填“大”或“小”），出事故时造成的破坏越严重。 9．如图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验示意图，让小球从斜面的不同高度处滚下，是为了让小球在水平面的初速度 （选填“相同”或“不同”），通过观察木块被推开的距离来反映小球动能的大小。通过本次实验探究可知，开车时要注意不能 （选填“超速”或“超载”）。 10．物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的A、B两球连在一起，A球重4N、B球重5N。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），轻绳的拉力是 N。 11．如图所示，将小球从a点由静止释放后，小球经过最低点c后到达最高点b。则小球在 （选填“a”“b”或“c”）点的速度最大；小球在c点时受力 （选填“平衡”或“不平衡”）；当小球到达最高点b时，若绳子突然断裂，则小球将沿路线 （选填“①”“②”或“③”）运动。    三、实验题 12．小明想利用探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置和器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来探究“影响重力势能大小的因素”。请你帮助他完成如下实验方案： （1）实验中小球从光滑斜面上某一高处自由滚到斜面底端时，重力势能转化为 ，撞击木块后推动木块在水平面上向前移动，再转化为 ，最后静止，所以重力势能的大小可通过观察 的大小来判断； （2）实验中小明进行了如图的4步操作，由 （①③/②③）图可探究重力势能的大小与物体高度的关系；比较①②或③④得出的结论是 ； （3）若水平面绝对光滑，本实验将 （能/不能）达到探究目的。 四、作图题 13．如图所示，一铁块悬挂在氢气球下端（此操作存在一定的危险，请勿模仿），铁块的质量远大于氢气球的质量，铁块的体积远小于氢气球的体积。在空旷无垠的区域，不计横风的影响，当铁块随氢气球一起沿竖直方向匀速上升至足够高的高空时，悬挂铁块的细绳突然断裂了。已知物体受到的空气阻力随速度的增大而增大，氢气球在整个过程中均未破裂，铁块安全着陆。当铁块落地之前，请在答题卡的坐标中画出铁块以及氢气球从细绳突然断裂至足够长时间内的动能大小随时间变化的大致图象，并在相应的图象上标注“铁块”或“氢气球”。 五、简答题 14．匀速行驶的洒水车，向路面洒水的过程中动能不断减小。请从能量的角度说明原因。 15．演员从高处下落在绷床上，又被弹起，说明在这个过程中能的转化。 16．同学们在电视上观看了神舟十三号载人飞船返回舱的着陆过程。返回舱以极大的速度进入大气层时，温度急剧升高，此时它表面的高分子固体材料发生物态变化使其降温；返回舱在距离地表10km时，打开降落伞减速，最后安全着陆。请你回答： （1）电视机屏幕的彩色画面是由哪三种色光混合成的？ （2）高分子固体材料发生了什么物态变化？（写出一种即可） （3）返回舱打开降落伞后，机械能如何变化？ 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 C A D A B A 1．C 【详解】跳伞运动员在空中匀速下落过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，故ABD错误，C正确。 故选C。 2．A 【详解】运输机匀速下降到机场的过程中，运输机的质量不变，速度不变，动能不变，高度下降，重力势能减小，因为机械能等于动能和势能的总和，所以机械能减小，故BCD错误，A正确。 故选A。 3．D 【详解】A．有力推车没有推动，只有力没有距离，故A不符合题意。 B．足球离开脚后在空中运动，不受脚的力，只有距离，故B不符合题意。 C．人托着盘子在水平路面上行走，力的方向竖直向上，而水平向前运动，在力的方向上没有移动距离，故C不符合题意。 D．运动员用力将杠铃举起，力和距离的方向均向上，杠铃在力的方向上移动了距离，力做功，故D符合题意。 故选D。 4．A 【详解】A．2个鸡蛋的质量约为100g，重力约为 G＝mg＝100×10﹣3kg×10N/kg＝1N 举高1m做功 W＝Gh＝1N×1m＝1J 故A符合题意； B．一个鸡蛋的重力约为0.5N，则拿起两个鸡蛋的力大约是 0.5N×2＝1N 故B不符合题意； C．漂浮的物体受到的浮力等于重力，中学生的体重约500N，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力在500N左右，故C不符合题意； D．中学生的体重在G＝500N左右，双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右，双脚对水平地面的压强约是 故D不符合题意。 故选A。 5．B 【详解】苏翊鸣的高度大约为1.7m，从A到B点的距离大约为苏翊鸣身高的4倍，即A到B点的距离为 苏翊鸣的重力为 故苏翊鸣的重力所做的功 综上所述，B最接近，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6．A 【详解】A．惯性大小只和质量有关，嫦娥六号上升过程中惯性不变，故A正确； B．嫦娥六号绕月匀速飞行时，运动方向不断改变，处于非平衡状态，故B错误； C．火箭在加速升空时，探测器的速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能增大，故C错误； D．嫦娥六号减速落月过程中，它向下运动且速度减小，除了受到向下的月球引力的作用，还受到向上的作用力，且向上的作用力较大，合力方向向上，故D错误。 故选A。 7． 速度 功率 【详解】为了比较物体运动的快慢，需要引入速度这个物理量；物体做功是有快慢之分的，比较做功快慢的方法有两种：①做相同时间的功，比较做功的多少；②做相同的功，比较做功时间的长短．这说明做功快慢是由做功多少和做功时间这两个因素共同决定的，所以物理学中为了描述物体做功的快慢，就引入了功率这个物理量：把单位时间内所做的功叫做功率．在功率定义中，既有时间又有功，因此功率这个物理量是由功和时间这两个物理量定义出来的，之所以取单位时间，这是为了便于比较． 8． 惯性 大 【详解】[1][2]快速行驶的汽车刹车时，由于汽车具有惯性，要保持原来的运动状态，所以不能立即停下来；动能的大小跟质量和速度有关，汽车质量不变，速度越大则动能越大，动能越大出事故时造成的破坏越严重。 9． 不同 超速 【详解】[1]小球从斜面的一定高度滚下，重力势能减小，动能增大，因此是重力势能转化为动能；让小球从斜面的不同高度处滚下，是为了让小球在水平面的初速度不同，根据转换法，通过观察木块被推开的距离来反映小球动能的大小。 [2]通过本次实验探究可知，物体的质量一定时，速度越大，它的动能越大，这也是开车时不能超速的原因。 10． 减小 0.5 【详解】[1]两球匀速竖直下落的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；但物体所处高度变小，重力势能减小，所以机械能减小。 [2]两小球体积相同、运动的速度也相同，所以两小球受到的阻力相同。对A球进行受力分析，A球受竖直向下的重力GA，竖直向下的轻绳对小球A的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，B球受竖直向下的重力GB，竖直向上的轻绳对小球B的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，对A球而言 对B球而言 所以 即 解得。 11． c 不平衡 ① 【详解】[1]小球在最低点c位置时重力势能转化为动能最多的点，且此时的动能最大，即速度最快。 [2]小球在c位置处于非平衡状态，所以不受平衡力的作用。 [3]最高点b点为速度为0的点，此时若绳子断裂，小球只受到竖直向下的重力，所以会沿竖直向下的方向运动，即①轨迹运动。 12． 动能 内能 木块移动的距离 ①③ 见解析 不能 【详解】（1）[1]实验中小球从斜面上某一高处自由滚到斜面底端时，小球所处的高度逐渐降低，其重力势能逐渐减小；但速度越来越快，其动能越来越大，则是小球的重力势能转化为动能。 [2][3]小球撞击木块后推动木块在水平面上克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，最后静止；所以实验中将小球重力势能的大小转化为其对木块做功的多少来比较，即小球推动木块移动的距离越远，其对木块所做的功就越多，则具有的重力势能就越大，反之就越少。这里用到了转换法。 （2）[4]若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，则需让同一小球从不同高度滚下，所以应选择①③或②④图进行实验。 [5]比较①②或③④可知，高度相同，小球的质量不同，且质量越大，木块被推动的越远，故可以得出的结论是：高度相同的小球，质量越大，重力势能越大。 （3）[6]木块因受到摩擦力，最终静止；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小球和木块将一直运动下去。没有运动距离的远近之分，就不能通过比较木块移动的距离来比较重力势能的大小。则本实验将不能达到探究目的。 13．   【详解】开始铁块随氢气球一起沿竖直方向匀速上升，由于铁块的质量远大于氢气球的质量，速度相同，则铁块的动能要大于氢气球的动能；当上升到足够高时，细绳突然断裂，铁块由于惯性向上移动一段距离，受到竖直向下的重力和空气阻力的作用，重力不变，空气阻力不断减小，合力减小，合力向下，进行减速运动，动能减小，铁块到达最高点速度为零，动能为零，铁块受到重力的作用，向下运动，受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力作用，重力不变，空气阻力不断增大，合力减小，合力向下，铁块进行加速运动，动能增大，当重力等于阻力时，铁块匀速直线运动，动能不变；铁块在向下运动的过程中，重力势能会转化为动能，所以最终的动能要大于开始的动能；细绳突然断裂时，氢气球受到的浮力大于重力，向上加速运动，动能增大，空气阻力不断增大，当浮力等于重力和阻力之和时，氢气球匀速运动，动能不变；综上所述，二者动能大小随时间变化的大致图像，如图所示：    14．动能的影响因素是质量和速度。匀速行驶的洒水车，向路面洒水的过程中质量不断减小，因此其动能不断减小。 【解析】略 15．演员下落过程，重力势能转化为动能；压缩绷床过程中，演员的动能转化为绷床的弹性势能；绷床恢复过程，绷床的弹性势能转化为演员的动能；演员弹起上升过程，动能转化为重力势能。 【详解】在整个的过程中可以分为四个阶段：演员下落过程，在这个过程中演员距离地面的高度减小、下落的速度加快，是将重力势能转化为动能；压缩绷床过程中，绷床的弹性形变变大，演员的速度变小，是演员的动能转化为绷床的弹性势能；绷床恢复过程，绷床的弹性形变变小，演员的速度变大，是将绷床的弹性势能转化为演员的动能；演员弹起上升过程，演员的上升速度变小，距离地面的高度变大，将动能转化为重力势能。 16．（1）红、绿、蓝；（2）升华；（3）减小 【详解】（1）彩色电视丰富多彩的画面都是由红、绿、蓝三种色光按一定比例混合而成的。 （2）飞船与空气摩擦做功，将机械能转化为飞船的内能，温度升高，其表面材料因为吸收大量的热量，所以可能发生熔化、汽化和升华的物态变化。 （3）返回舱打开降落伞减速，它的质量不变，速度减小，故动能减小；同时质量不变，高度减小，重力势能减小，所以机械能减小。 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 $$