2025年中考物理复习专题：功和机械能的计算、实验题

2025年中考物理复习专题：功和机械能的计算、实验题 一、实验探究题 1．如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下、先后完成甲、乙所示的两组实验： （1）实验中通过比较　 　来判断小钢球的动能大小的。 （2）实验中让小钢球从不同的高度由静止开始滚下的目的是　 　，分析比较甲和乙两组实验，可初步得出结论：　 　。 2．如图所示为“探究物体动能跟哪些因素有关”的装置示意图． （1）原理：运动的钢球碰上木块后，能将撞出一段距离在同样的水平面上，被撞得越远，对做的功就越多，表明的动能就越大，通过被撞的远近来反映物体动能大小的方法在物理学中属于　 　填“控制变量法”或“转换法”． （2）实验步骤及现象： 让同一钢球分别从不同高度由静止开始滚下，高度越高，钢球运动到水平面时速度越　 　，木块被撞得越远． 改变钢球的质量，让不同的钢球从　 　填“同一”或“不同”高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块撞得越远． （3）结论：通过多次实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能　 　． 3．如图所示是探究“物体的动能跟哪些因素有关”实验的装置图，小明同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离s。 （1）实验发现，同一钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，高度越大，推动木块移动的距离越远，经过多次实验后可得到结论：　 　。 （2）钢球A第一次从h1的高度由静止滚下，第二次从h2的高度由静止滚下，若h1＞h2。木块B两次移动的过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则W1　 　 W2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （3）若水平面绝对光滑，则本实验　 　（选填“能”或“不能”）达到探究的目的。 4．引体向上是中考体育项目之一，如图所示，该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面； 下放时，两臂放直，不能曲臂. 这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。体育活动课上，小明连续做了15个规范的引体向上，同学们设计了如下表格，并测量一些物理量估测小明做引体向上时的功率。 人的质量m/ kg 完成15个引体向上的时间t/s a 功率 P/W 　 　 　 　 （1）所需要的测量器材有刻度尺、秒表和　 　； （2）请将表格a处内容补充完整：　 　。 （3）写出小明做引体向上时功率的表达式：P=　 　（利用测量的物理量符号表示）。 5．小闽通过如图的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题： （1）实验1：将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离； （2）实验2：将小球从斜面中间自由滚下（图乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离　 　（选填“短”“长”或“相等”），由上述实验现象，我们可以得出结论； 　 　； （3）本实验用到的科学方法有：转换法和　 　； （4）若将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过 A、B两点到达C点（忽略空气阻力），设 A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EA　 　EB（选填“＞”“＝”或“＜”），当小球从B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将　 　（选填以下选项）。 A.沿a轨迹运动 B.沿b轨迹运动 C.沿c轨迹运动 D.保持静止 6．在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，如图所示，一辆小车放在斜面段某处由静止释放，运动到水平面上，最后停止。水平面可以是粗糙程度不同的接触面。 接触面 毛巾 棉布 木板 阻力的大小 大 较大 较小 小车运动的距离 15.3 20.6 30.7 （1）实验探究的是阻力对小车在水平面上运动的影响，为了使小车到达B点时的速度相同，需要使小车每次实验都从段的同一高度静止释放，用到的实验方法是　 　； （2）小车在段上运动时受　 　（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用； （3）由表中内容可知：水平面越　 　（选填“粗糙”或“光滑”），小车受到的阻力越小，运动的距越　 　，速度减小的越慢。由此可推理得：若小车不受阻力作用，它将在水平面上做　 　运动； （4）上述实验证明：物体的运动　 　（选填“需要”或“不需要”）力来维持，力是改变物体运动状态的原因； （5）牛顿第一定律是　 　（选填选项前的符号）； A.通过日常生活经验得出的 B.由理论分析便可得出的 C.由实验总结得出的 D.在实验基础上分析推理得出的 （6）若在如图所示水平木板上加一个小木块，可以探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验，实验中让同一小车从斜面上不同的高度由静止滚下，是为了探究小车动能的大小与　 　的关系。 7．如图是探究“运动与力的关系”的实验。 （1）小车从斜面下滑到水平面后，由于　 　继续向前运动。小车每次都从斜面上的同一位置由静止开始下滑，目的是让小车进入水平面时　 　大小相等；下滑过程中，　 　转化为动能； （2）完善下面的记录表格中“小车受到的阻力”一栏，选填“大”或“小”； 实验序号 水平部分材料 小车受到的阻力 小车滑行的距离 ① 毛巾 　 　 短 ② 棉布 较大 较长 ③ 木板 　 　 长 （3）如表的实验结果表明，在其他条件相同时，小车受到的阻力越小，小车前进的距离越　 　。由此可以推理，若小车受到的阻力为零，小车将做　 　运动； （4）在此实验基础上继续探究“动能大小与哪些因素有关”。将一木块放置在水平木板的相同位置；通过观察被斜面上滑下的小车碰撞后木块　 　，可比较碰撞前小车的动能大小。 8．物理兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究： （1）提出问题：汽车的动能大小跟什么因素有关？ （2）猜想假设：由“十次车祸九次快”猜想：汽车的动能可能跟　 　有关；由“安全驾驶莫超载”猜想：汽车的动能可能跟　 　有关； （3）进行实验：他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜面的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。木块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越大，实验中探究的动能是指　 　（选填序号）； A. 金属球在斜面上的动能 B. 金属球撞击木块前瞬间的动能 C. 金属球撞击木块后的动能 D. 木块被金属球撞击后的动能 （4）分析论证：由　 　两幅图可知动能大小与质量有关；由　 　两幅图可知动能大小与速度有关。 9．小蓝同学在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了如下两种方案： A．让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图甲所示）。 B．让不同质量的小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离（如图乙所示）。 （1）实验中是通过观察　 　来比较小车动能大小的，这里运用的物理研究方法是　 　； （2）A方案是为了探究动能大小与　 　的关系，得到的结论是　 　； （3）小蓝想用B方案探究动能大小与质量的关系。该方案　 　（填“合理”或“不合理”）； （4）本实验　 　（选填“能”或“不能”）在光滑的玻璃板上进行。 10．小明在广场看到小朋友玩套圆游戏，如图甲所示。他注意到水平抛出的套圈的落地点时近时远。善于思考的他想：套圈的落地点到抛出点的水平距离和哪些因素有关呢？他用小球来代替套圈；并选用高度可调的桌子和圆弧轨道（末端水平）等器材来模拟套圈实验，并做出了如下猜想： 猜想1：与小球在轨道上静止释放时的高度h有关；猜想2：与水平抛出点的离地高度H有关； （1）为便于实验数据的采集，落地点处地面的材料应选用　 　（选填“光滑木板”或“橡皮泥”）； （2）实验中使小球从圆弧轨道　 　（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，可控制小球到达水平轨道时的速度相同； （3）实验过程中小明收集的实验数据如下表： 序号 轨道末端水平部分离地面的高度H/m 小球在轨道上由静止释放时的高h/m 落地点与抛出点的水平距离s/m 1 0.5 0.1 0.45 2 0.5 0.2 0.63 3 0.5 0.3 0.78 4 1.0 0.1 0.63 5 1.0 0.2 0.69 ①根据表中1、4或2、5实验数据对比分析，可以验证猜想　 　； ②小明通过分析表中数据1、2、3得出结论：在其他条件相同的情况下，落地点与抛出点水平距离s与小球在轨道上静止释放时的高度h成正比。请判断小明得出的结论是否正确？　 　（选填“正确”或“不正确”） 你的判断依据是：　 　； （4）接着小明又想探究小球抛出的水平距离与小球的质量是否有关。请你简述设计方案：　 　，由此得出结论。 二、计算题 11．由于干旱少雨，近期在某地发生的山火中，部队及时出动直升机进行扑救，有效地抑制了火情的蔓延。直升机灭火主要靠外挂吊桶，直升机吊桶一次装满水后，飞到火头上空，把水洒下去，可直接将火头熄灭。若飞机将水竖直提升，水平飞行，则飞机对水做了多少功？ 12．一人借助绳子用桶从井里取水，已知桶的容积是5L，空桶的质量是1.2kg，忽略绳子的重力。（ρ水＝1.0×103kg/m3、g＝10N/kg）求： （1）桶装满水后里面水的质量； （2）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，这过程中绳子的拉力做的功？ 13．平时，小佳同学在家通过举哑铃来锻炼身体。小佳同学的质量为，她双脚站立在水平地面上，两鞋底与地面的接触面积为。单臂举起哑铃，每次举起的高度为求： （1）小佳同学的重力； （2）哑铃被匀速举起一次，克服哑铃重力做的功； （3）小佳同学举着哑铃静止不动时，她对水平地面的压强。 14．一辆在水平路面上沿直线匀速运动的货车，行驶时所受的阻力恒为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。求： (1)货车空载行驶时所受的阻力； (2)货车以36km/h的速度空载匀速行驶10s牵引力做的功； (3)当货车装载后，以90kW的最大功率、90km/h的速度匀速行驶时，货车的牵引力。 15．如图是中国“AG-600”水陆两栖飞机。从外观来看，机身下半部分是船体，机身上部才像常规的飞机。它是会飞的船、又是能陆地起飞的飞机。拥有执行应急救援、森林灭火、海洋巡察等多项功能。“AG600”一次可汲水12吨用时只需12秒；可在水面停泊实施救援行动。 （1）某次AG600飞机执行任务，在陆地上准备起飞时总重为44×105N，若它所有轮子与地面的接触面积为2m2。此时它对地面的压强多大? （2）当它停泊到海面上实施救援，救护50个成年人进入飞机后，估算一下它受到的浮力大约增加了多少?（即：不包括飞机自重受到的浮力） （3）当它执行某次灭火任务时，从汲满水到起飞上升到100米高空用时20秒。飞机在从水面上升到高空这一过程中对这一满舱水做功的功率多大? 16．“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组（图）从成都东站驶出，用时54min抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km。求： （1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h？ （2）该动车组在平直铁路上以 的牵引力匀速前进1.5km，牵引力做功为多少？ 17．重庆即将迎来的一条新高铁——渝武高铁。渝武高铁全长大约780公里，是一条连接重庆和武汉的高铁，从重庆到武汉仅仅需要3个小时左右的时间。所以在这条高铁建成通车之后，武汉人来重庆旅游就会更加方便了。高铁在某一段平直路面匀速行驶时，大功率机车提供的牵引力F=9.6×107N．求： （1）高铁从重庆到武汉运行时的平均速度约为多少千米每小时？ （2）高铁在平直路面以v＝20m/s匀速行驶时，机车功率约为多少瓦？ 18．一辆重型卡车匀速行驶时发动机的功率为 2×105W，速度为 20m/s，汽车行驶 3600s （1） 发动机所做的功是多少？ （2） 卡车的牵引力是多少？ 19．如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5cm3/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示，求： （1）第40秒，水对容器底部的压强； （2）物体M的密度； （3）从40s到140s浮力对物体做功。 20．随着居民生活水平的不断提高，家用轿车越来越多地走进了普通百姓人家，如图甲。下表为某型家用轿车的有关数据： 家用轿车的总质量1200kg 家用轿车的额定功率30kW 每个轮胎与地面的接触面积0.02m2 油箱的容积55L （1）该家用轿车静止在水平地面上时，求它对地面的压强是多大？ （2）若该家用轿车在额定功率下以72km/h的速度匀速行驶在平直的公路上，求该车运动过程受到的阻力是多少？（在乙图中画出汽车受力示意图） 21．如图甲所示，一瓶水正放于水平桌面上，已知水瓶质量为m瓶=0.05kg， 瓶底面积S底=50cm2，瓶盖面积S盖=5cm2，此时液面高度为8cm；后将水瓶倒置，液面高度变为12cm(ρ水=1x103kg/m3，g=10N/kg)试求： （1）倒放时液体对瓶盖的压力。 （2）水的重力。 （3）已知教学楼每层高度3.4m，小明从教学楼1楼把这瓶水带上4楼教室，请计算小明在这个过程中克服这瓶水重力做功大小。 22．如图是叉车抬升石材的情景。叉车空载质量900kg，轮胎接地总面积。叉车将700kg石材匀速升起2m的高度之后又以的速度在水平地面匀速行驶了20m，行驶过程中叉车受到的阻力是其总重力的0.1倍。求： （1）求叉车空载时对水平地面的压强； （2）叉车抬升石材时对石材做的功； （3）叉车在水平地面行驶时牵引力的功率。 答案解析部分 1．【答案】木块在水平面移动的距离；让钢球在水平面上的初速度不同；物体的速度越大，具有的动能越大 2．【答案】（1）转换法 （2）大；同一 （3）越大 3．【答案】质量相同时，速度越大，物体动能越大；大于；不能 4．【答案】（1）磅秤 （2）每次上升的高度h/m （3） 5．【答案】短；物体质量相同时，速度越大，动能越大；控制变量法；=；A 6．【答案】控制变量法；非平衡力；光滑；远；匀速直线；不需要；D；速度 7．【答案】惯性；速度；重力势能；大；小；长；匀速直线；移动的距离 8．【答案】速度；质量；B；甲、乙；甲、丙 9．【答案】（1）木块移动的距离；转换法 （2）速度；质量相同时，物体的速度越大，动能越大 （3）不合理 （4）不能 10．【答案】橡皮泥；相同；2；不正确；见解析；见解析 11．【答案】解：飞机对水的拉力竖直向上，所以在竖直方向上对水做功，水平飞行时，没有对水做功，故飞机对水做功为 答：飞机对水做功为。 12．【答案】（1）由密度公式可得，装满水后水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10-3m3＝5kg 答：装满水后水的质量是5kg； （2）绳子的拉力做的功W＝G总h＝(m桶+m)gh＝(1.2kg+5kg)×10N/kg×5m＝310J 答：将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，绳子的拉力做的功是310J。 13．【答案】（1）500N；（2）8J；（3）13000Pa 14．【答案】(1)；(2)；(3) 15．【答案】（1）2.2×106Pa （2）30000N （3）6×105W 16．【答案】（1）解：动车组从成都东站到乐山站的平均速度 答：该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是150km/h； （2）牵引力做功W=Fs1=5×104N×1.5×103m=7.5×107J 答：牵引车做功为7.5×107J。 17．【答案】（1）解：高铁从重庆到武汉运行时的平均速度约为 答：高铁从重庆到武汉运行时的平均速度约为260千米每小时 （2）解：高铁在平直路面以v＝20m/s匀速行驶时，机车功率约为 答：高铁在平直路面以v＝20m/s匀速行驶时，机车功率约为1.92×109瓦 18．【答案】（1）解：根据 可知，发动机做的功：W＝Pt＝2×105W×3600s＝7.2×108J； 答：发动机做的功是 7.2×108J。 （2）解：由 得到， 卡车的牵引力 ， 答：卡车的牵引力是 1×104N。 19．【答案】（1）解：图可知第40秒时，水的深度h＝8cm＝0.08m， 水对容器底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa； 答：第40秒，水对容器底部的压强为800Pa； （2）解：10cm＝0.1m， 由图可知第40秒开始，M处于漂浮状态，物体受到的浮力等于自身的重力，浮力的实质是物体上下表面产生的压力差，物体上表面受到的压力为0，此时M底部受到向上的压力即物体的浮力，则G＝F浮＝pS＝800Pa×0.1m×0.1m＝8N， 物块M的体积V＝（0.1m）3＝0.001m3； 物块M的质量：； 物块M的密度：； 答：物块M的密度为0.8×103kg/m3； （3）解：当t＝40s时，注入的水的体积V水＝vt＝5cm3/s×40s＝200cm3＝2×10﹣4m3， 容器底面积与物块底面积之差：， 容器的底面积：S′＝S+ΔS＝0.1m×0.1m+25×10﹣4m2＝0.0125m2， 当t＝140s时，注入的水的体积V水′＝vt′＝5cm3/s×140s＝700cm3＝7×10﹣4m3， 水面上升的高度：， 从40s到140s浮力对物体做功：W＝F浮Δh＝8N×0.04m＝0.32J。 答：从40s到140s浮力对物体做功0.32J。 20．【答案】（1）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压力 对地面的压强 （2）行驶速度 由 可得，该车运动过程受到的阻力 乙图中汽车受力示意图如下所示： 。 21．【答案】（1）解： （2）解： 由 得 （3）解： 22．【答案】（1）由题意可知，空载叉车静止时，其对地面的压力与受到的重力大小相等，空载叉车对地面的压力F压=G=mg=900kg×10N/kg=9000N 空载的电动叉车静止时对水平地面的压强 （2）石材的重力G石=m石g=700kg×10N/kg=7000N 石材升起2m的高度，叉车对石材做的功W=G石h=7000N×2m=1.4×104J （3）叉车和石材的总重力G总=G+G石=9000N+7000N=1.6×104N 行驶过程中叉车受到的阻力是其总重力的0.1倍，则叉车受到的阻力f=0.1G总=0.1×1.6×104N=1.6×103N 匀速行驶时，叉车受力平衡，水平方向上受到的牵引力等于阻力，叉车在水平地面行驶时牵引力的功率 学科网（北京）股份有限公司 $$