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．探究物体的动能： （1）如图甲，小明先探究动能大小与速度关系。他控制小车的 保持不变，让小车从斜面的 （选填“同一”、“不同”）高度下滑。通过比较 ，可以比较小车具有的动能大小，这种方法叫 ； （2）小明在操作中发现，不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动。若采用此方法 （填“能”或“不能”）探究动能大小与质量的关系，理由是： ； （3）如图所示，质量较小的扑克牌动能较大时能切入黄瓜，根据上面的探究可知，飞行的扑克牌一定具有 的速度（选填“较大”或“较小”）。 2．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离S后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中hA=hC>hB，mA=mB<mC。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中，它的 转化为动能，其动能大小是通过 大小来反映的，如果水平面光滑，则不能达到探究目的，其原因是 ； (2)分析比较甲丙两组实验可得结论： ； (3)某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板， A．同学建议换用表面相同但长度较长的木板             B．同学建议换质量较大的木块 C．同学建议换用质量比前两次实验较小的钢球 你认为不恰当的是 同学的建议； (4)小明将实验进行了改装：如图丁所示，将同一木块放在弹簧原长处，用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手，发现两球离开弹簧时的速度 （选填“相同”或“不同”），木块被推开的距离 （选填“相同”或“不同”）。 3．小李同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 序号 橡皮条宽 （厘米） 橡皮条长 （厘米） 弹射的水平距离（米） 1 0.50 20.00 10.10 2 0.50 30.00 8.20 3 1.00 20.00 14.00 （1）实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较实验序号1和2是为了探究橡皮条的弹性势能与橡皮条的 的关系； （3）比较实验序号1和3可知： ； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。 A．宽而短         B．宽而长          C． 窄而短 D．窄而长 4．“斜面”是探究实验中常用的器材，请完成下列利用斜面进行实验的有关内容。 （1）甲实验中，用 来显示阻力对物体运动的影响； （2）实验乙中，将小球A从斜面上的不同高度由静止开始滚下撞击同一木块，探究的是物体动能的大小与物体的 的关系。假设水平面绝对光滑， （填“能”或“不能”）达到探究目的。 5．已知重力势能的大小与物体的质量和高度有关。在“探究重力势能的大小与高度的关系”时，所用的实验器材有：金属球、尖腿小桌、细沙和塑料盆。实验装置如图。 （1）本实验研究的对象是 （选填“金属球”、“小桌”或“细沙”）； （2）释放金属球时，应使金属球由“静止”开始下落。其目的是： ； （3）将金属球分别从三个不同高度由静止释放，发现金属球释放时的位置越高，撞击小桌后，小桌的桌腿陷入细沙中越深。由此可见：质量相同时，位置越高，物体能够做的功越 ，在高处时具有的重力势能越 ； （4）若将金属球分别从三个不同高度由静止释放，撞击小桌后，发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中。在不更换器材的条件下，应采取的改进措施是 。 6．如图是小明探究“物体动能的大小与质量的关系”的实验装置。将钢球从某一高度处由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，木块被撞出一段距离。实验数据如下表： 实验 次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm 1 20 20 25 2 40 20 49 3 60 20 （1）从表中数据可以知道，实验是通过观察 来判断钢球动能的大小； （2）分析表中数据可以得出：在速度一定的情况下，物体的动能随其质量的增大而 ； （3）查阅资料得知，①抛出去的篮球动能约为30J；  ②行走的牛动能约为60J；③飞行的步枪子弹动能约为5×103J。分析数据可知：物体的 （选填“质量”或“速度”）对物体的动能影响较大。 7．如图所示，在研究物体动能与哪些因素有关的实验中，将A、B、C三个小球先后从同一装置的hA、hB、 hC高处滚下（mA=mB＜mC，hA=hC＞hB）推动纸盒运动一段距离后静止． （1）要研究动能与质量的关系，我们应选择 两图比较 （2）要研究动能与速度的关系，我们应选择 两图比较 （3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大 8．几位同学按照老师的要求合作做实验，估测上楼时的功率。 （1）比较哪位同学上楼时功率大，小明等同学共设计了三种方案，其中可行的是 ； ①控制上楼用的时间相同，测量出各自的体重、上楼的高度，算出功率进行比较 ②控制上楼的高度相同，测量出各自的体重、上楼用的时间，算出功率进行比较 ③测量出各自的体重、上楼用的时间和上楼的高度，算出功率进行比较 A．只有①B．只有①②C．只有②③D．①②③ （2）如果要求估测出其中一位同学上楼的功率的大小，用什么测量工具？并请设计一个用来记录数据的表格。测量工具有： ； 设计的表格如下： 质量/kg 楼高/m 所用时间/s 上楼所做功/J 功率/W （3）小明同学以正常速度从教学楼的一楼上到三楼，他上楼的功率最接近的是 。 A．15W     B．150W      C．1500W      D．15000W 二、计算题 9．如图所示，水平地面上有一个扫地机器人，它通过安装在身体底部的三个轮子与地面接触，清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘，遇到障碍物能够自动改变方向继续行进，某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转20s，然后继续扫地2min，总行驶路程为36m．已知机器人质量为3.8kg，圆形身体半径为0.2m，三个轮子与地面接触的总有效面积为2×10﹣4m2，行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N，忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响，取g=10N/kg。求：    (1)机器人清扫工作中对地面的压强； (2)机器人在本次清扫工作中的平均速度； (3)若机器人某段时间以0.5m/s的速度做匀速直线运动，计算机器人该段时间内牵引力的功率。 10．质量1.3t功率为100kW的汽车，在平直的公路上以120km/h的速度匀速行驶，求： (1)汽车匀速行驶15min所通过的路程； (2)汽车牵引力在15min内所做的功。 11．2023年10月11日，氢燃料电池动力船“三峡氢舟1号”在湖北完成首航，实现氢燃料电池技术在国内内河船舶应用的零突破。氢燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转化为电能，具有无污染、可再生、更高效的优势。“三峡氢舟1号”靠氢燃料电池提供主要动力，设计吃水深度1.85m，额定输出功率为500kW，一次性加满氢燃料后以20km/h定速巡航时续航里程可达200km。（g取10N/kg） (1)该船的排水量为2000t，在此情况下船受到的浮力是多少？ (2)船底在水下1.85m时受到水的压强是多少？ (3)若氢燃料电池输出电能全部用来航行，该船以额定功率定速20km/h巡航时所受的阻力是多大？ 12．一个正常成年人的心脏一昼夜（24h）推动血液流动所做的功可以达到1.296×105 J，这些功可以把体积为1296L的水送到离地面一定高度的水塔中，请计算：（ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg） （1）该成年人心脏推动血液流动的功率为多少瓦？ （2）体积为1296L的水的质量为多少？ （3）该成年人一昼夜心脏对血液做的功可以把1296L的水送到多高的水塔中？ 13．如图所示，无人机的自身质量为30kg，四条支撑腿与地面接触的总面积为150cm2。g=9.8N/kg，求： (1)静止在水平地面上的该无人机（旋翼未转动）对地面的压力； (2)此时该无人机对地面的压强； (3)某次执行任务时，无人机载有50N的物资，匀速竖直上升20m，此过程中无人机对物资做的功。 14．自行车是一种很普及的交通工具，一辆普通自行车重量大约为10kg，如图所示，质量为50kg的小明骑着自行车在平直的公路上匀速行驶，自行车受到的阻力为人和车总重力的0.1倍，若小明骑车的功率为240W，g取10N/kg。求： (1)小明骑自行车行驶速度。 (2)小明骑车行驶5min的路程。 15．近年来，房车自驾游渐渐的成为旅游的新趋势。这种旅游方式能让游客真正的回归自然、亲近自然，在旅途中享受自由，我国制造的“长城”房车（如图所示）的总质量为3×103kg，轮胎与地面接触的总面积为0.2m2，在一段平直的路上匀速行驶了56km，受到的阻力为车重的0.1倍。求：（g取10N/kg） （1）房车静止时对地面的压强是多少？ （2）该房车牵引力所做的功是多少？ （3）将该房车改装成由汽油发动机与电动机同时提供动力，其功率分别为40kW和60kW，该房车以72km/h的速度匀速行驶，求此时该房车的牵引力。 16．电动清扫车以其环保、高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。如图为一电动清扫车正在工作时的情景。 （1）清扫车工作过程中，车内的驾驶员认为自己是静止的，选择的参照物是 ；清扫车匀速转弯时，处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； （2）清扫车停在水平路面上，总质量为，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为，车对路面的压强为多少？（g取） （3）清扫车完成任务后（总质量为），在平直道路上以的速度匀速直线行驶，经到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为总重的0.05倍，则清扫车牵引力做的功为多少？ 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． 质量 不同 木块被推动距离 转换法 不能 难以控制小车相同的速度推动 较大 【详解】（1）[1][2][3][4]让同一小车从斜面不同高度滑下，是为了控制质量不变，研究动能大小与速度的关系；因此实验中他控制小车的质量保持不变，让小车从斜面的不同高度下滑，目的是改变小车刚到水平面时的速度，通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有动能的大小；这种方法叫做转换法。 （2）[5][6]不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动，但不能保证用手推小车的速度与小车从斜面滑下的速度相同，不能控制好变量，所以采用此方法不能探究动能大小与质量的关系。 （3）[7]动能大小与物体的质量和速度有关，且质量越大、速度越大，动能就越多，所以在质量较小的扑克牌动能较大时，一定是具有较大的速度。 2．(1) 重力势能 木块移动的距离 小钢球将做匀速直线运动 (2)见解析 (3)B (4) 不同 相同 【详解】（1）[1][2]小钢球在滚下斜面的过程中，其重力势能减小，动能增加，即它的重力势能转化为动能；小木块的动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的，该方法为转换法。 [3]如果水平面光滑，小钢球将做匀速直线运动，则不能达到探究目的。 （2）甲和丙两组实验中，物体下滑的高度的相同，质量不同，丙图中小钢球的质量较大，推动木块滑行的距离较大，故分析比较甲、丙两组实验可得出物体速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 （3）A．换用较长木板，可以测量出木块移动的距离，故A不符合题意； B．实验中，要使钢球推动相同的木块，比较木块移动的距离，才可比较出钢球的动能大小，这是转换法的要求，故B符合题意； C．换用质量比前两次实验较小的钢球，钢球从同一高度滑动到水平面动能较小，木块移动的距离较小，故C不符合题意。 故选B。 （4）[1][2]用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对木块做的功应相同，对木块做得功是克服水平面对木块的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根据W=Fs可知，木块运动的距离也应该是相同的。 3． 弹射的水平距离 长度 见解析 A 【详解】（1）[1]探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”实验中，需要探究橡皮条宽和长对势能的影响，根据转换法的思想，比较弹射的水平距离来间接反映橡皮条的弹性势能大小。 （2）[2]比较实验序号1和2，橡皮条厚度相同、橡皮条宽相同，长度不同，所以是为了探究橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度的关系。 （3）[3]比较实验序号1和3可知：用同种材料同厚度和长度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，宽度越大，橡皮条的弹性势能越大。 （4）[4]比较实验序号1和2和3可知：用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是宽而短。 故选A。 4． 小车在水平面上滑行的距离 运动速度 不能 【详解】（1）[1]图甲中，用小车在水平面上移动的距离来显示阻力对物体运动的影响，因为小车在水平面上受到的阻力越大，运动状态改变越快，移动的距离越小。 （2）[2]小球A从斜面上的不同高度静止开始滚下，则撞击木块时的速度不相同，探究的是物体动能的大小与物体的速度的关系。 [3]小球撞击木块后，对木块做功，动能越大，做功越多，木块移动的距离越大，若水平面绝对光滑，木块在水平面上不受阻力作用，不能停下，无法通过比较木块移动的距离比较小球动能的大小，不能达到探究目的。 5． 金属球 使小球的初始动能为零 多 大 适当降低三次释放金属球的高度 【详解】（1）[1]该实验可通过判断桌腿陷入细沙的深度来判断金属球重力势能的大小，故本实验研究的对象是金属球。 （2）[2]释放金属球时，应使金属球由“静止”开始下落。静止时，金属球的速度为零，而金属球的动能与质量、速度有关，质量不变，速度为零，动能为零，故其目的是使小球的初始动能为零。 （3）[3][4]将金属球分别从三个不同高度由静止释放，发现金属球释放时的位置越高，高度越高，金属球的重力势能就越大，撞击小桌后，小桌的桌腿陷入细沙中越深；反之，高度越低，金属球的重力势能就越小，撞击小桌后，小桌的桌腿陷入细沙中就越浅。由此可见：质量相同时，位置越高，物体能够做的功越多，在高处时具有的重力势能越大。 （4）[5]若将金属球分别从三个不同高度由静止释放，撞击小桌后，发现每次小桌的桌腿都全部陷入细沙中，由此可见，高度相对小的金属球在高处具有的重力势能也很大，因此，可以把释放金属球的高度降低一点，以达到更好的实验效果。故在不更换器材的条件下，应采取的改进措施是，适当降低三次释放金属球的高度。 6． 木块滑行的距离 增大 速度 【详解】（1）[1]在该实验中我们用到了转换的方法，即将钢球动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较，即钢球推动木块运动的越远，其对木块所做的功就越多，即具有的动能就越大；反之就越小，故通过观察钢球推动木块移动的距离的大小来判断研究对象的动能的大小。 （2）[2]从表中数据可知，钢球下摆的高度相同，撞击木块时的速度相同，钢球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大，物体的动能随其质量的增大而增大。 （3）[3]抛出去的篮球动能约为30J，行走的牛动能约为60J，飞行的步枪子弹动能约为5×103J，子弹的质量最小，速度最大，子弹的动能最大，这说明速度对物体的动能影响较大。 7． 13 12 C 【详解】 (1)研究质量与动能的关系时，采用控制变量法保证速度相同，所以保证小球在同一高度滚下，改变质量，1和3符合题意．(2)研究速度与动能的关系时，采用控制变量法保证质量相同，所以小球在不同高度滚下，1和2符合题意．(3)质量越大，速度越大，动能越大，故C球的动能最大． 点睛：（2）动能的决定因素有两个：质量和速度．根据控制变量法的思路，去分析解决．要研究动能与质量的关系，必须保证速度相同，而质量不同．（3）研究动能与速度的关系，控制了质量相同，速度不同．（4）比较纸盒被推得距离的长短，即可知小球动能的多少． 8． D 体重计、皮卷尺、秒表 B 【详解】（1）[1]爬楼是克服自身的重力做功，功率 若做功时间t相同，测出各自的体重m和爬楼的高度h，mgh越大，功率就越大；控制爬楼高度一定，测出各自的体重m和爬楼时间t，若的比值越大，功率就越大；测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，根据求出功率，比较功率的大小所以三种方法都是可以的，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （2）[2]如果要求估测出其中一位同学上楼的功率的大小，要利用学生的质量、楼的高度和上楼所以时间，需要体重计、皮卷尺和秒表； （3）[3]中学生的体重 三楼高约6m，爬上三楼所做的功 正常上到三楼所以时间约为20秒，爬楼的功率 故选B。 9．(1)；(2)；(3)5W 【详解】(1)机器人对水平地面的压力为 机器人对地面的压强为 (2)机器人行驶的总路程 所用总时间为 则机器人在本次清扫工作中的平均速度 (3)因为机器人做匀速直线运动，所以牵引力与阻力平衡，则 由和可得，机器人牵引力的功率为 答：(1)机器人清扫工作中对地面的压强为； (2)机器人在本次清扫工作中的平均速度为； (3)机器人该段时间内牵引力的功率5W。 10．(1)30km；(2)9×107J 【详解】(1)由题意知，120km/h=2km/min，汽车匀速行驶15min所通过的路程为 s=vt=2km/min×15min=30km (2)已知，15min=900s，汽车牵引力在15min内所做的功为 W=Pt=100kW×900s=9×107J 答：(1)汽车匀速行驶15min所通过的路程为30km； (2)汽车牵引力在15min内所做的功为9×107J。 11．(1)2×107N (2)1.85×104Pa (3)9×104N 【详解】（1）在此情况下船受到的浮力是 F浮=G排=m排g=2000×103kg×10N/kg=2×107N （2）底在水下1.85m时受到水的压强是 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.85m=1.85×104Pa （3）该船以额定功率定速20km/h巡航时所受的牵引力为 船做匀速直线运动时，受到的阻力和牵引力为一对平衡力，大小相等，它受到的阻力为 f=F=9×104N 12．（1）1.5W （2）1.296,×103kg（3）10m 【详解】（1）由题知，正常成年人的心脏一昼夜（24h）推动血液流动所做的功可以达到1.296×105 J，t=24×3600s=8.64×104s， 该成年人心脏推动血液流动的功率：； （2）水的体积：V=1296L=1.296 m3， 水的质量：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.296 m3=1.296×103kg； （3）水的重力：G=mg=1.296×103kg×10N/kg=1.296×104N， 由W=Gh可得该成年人一昼夜心脏对血液做的功可以把1296L的水送的高度：． 答：（1）该成年人心脏推动血液流动的功率为1.5W； （2）体积为1296L的水的质量为1.296×103kg； （3）该成年人一昼夜心脏对血液做的功可以把1296L的水送到10m高的水塔中． 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）该无人机（旋翼未转动）静止在水平地面上时，压力为 （2）该无人机与地面的接触面积 此时该无人机对地面的压强 （3）无人机对物资做的功 14．(1)4m/s；(2)1200 【详解】(1)骑自行车受到的阻力为 又小明骑着自行车在平直的公路上匀速行驶，故 小明骑车的功率为240W，所以小明骑车的速度为 (2)小明骑车行驶5min的路程为 答：(1)小明骑自行车行驶速度为4m/s； (2)小明骑车行驶5min的路程为1200m。 15．（1）1.5×105Pa；（2）1.68×108J；（3）5000N 【详解】解：（1）房车静止时对地面的压力是 F=G=mg=3×103kg×10N/kg＝3×104N 房车静止时对地面的压强 （2） 在平直公路上匀速行驶时，牵引力等于阻力为 F牵=f=0.1G=0.1×3×104N=3×103N 该房车牵引力所做的功 W=F牵s=3×103N×56×103m=1.68×108J （3）房车以72km/h行驶时的总功率 P=40kW+60kW=100kW=105W 房车此时的速度 v′=72km/h=20m/s 根据P=Fv可知此时该房车的牵引力   答：（1）房车静止时对地面的压强是1.5×105Pa； （2）该房车牵引力所做的功是1.68×108J； （3）此时该房车的牵引力是5000N。 16． 清扫车 非平衡 【详解】解：（1）[1]驾驶员相对于清扫车的位置未发生改变，因此是静止的。 [2]清扫车匀速转弯时，运动方向时刻发生改变，则清扫车处于非平衡状态。 （2）[3]清扫车停在水平路面上，对水平路面的压力 车对路面的压强       （3）[4]由于清扫车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力大小为    由可得，清扫车内通过的路程     牵引力做功为 答：（1）清扫车工作过程中，车内的驾驶员认为自己是静止的，选择的参照物是静止的；清扫车匀速转弯时，处于非平衡状态； （2）车对路面的压强为2×105Pa； （3）清扫车牵引力做的功为1.2×106J。 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 $$