2025年中考物理高频考点专题训练：功和机械能的计算、实验题

2025年中考物理高频考点专题训练：功和机械能的计算、实验题 一、计算题 1．题图是餐饮智能服务机器人，质量为20kg，与地面接触的总面积为0.05m2。某次工作中，机器人在水平地面匀速直线行驶了10m。牵引力大小为50N，g取10N/kg，求： （1）机器人的重力； （2）机器人静止时对地面的压强； （3）此过程中牵引力所做的功。 2．一辆5G无人配送车，质量为500kg，在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力是250N。若某次配送车在水平路面上匀速行驶120m，用时2min，g取。求： （1）配送车的平均速度； （2）配送车牵引力做的功； （3）配送车牵引力做功的功率。 3．随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接。小睿同学在网上找到了我国已拥有的第一艘航母“辽宁号”的一些参数如下：（g取10 N/kg，海水的密度ρ海水＝1.03×103 kg/m3） 舰长 302m（全长） 吃水深度 10.0m（满载） 舰宽 70.5m 排水量 67000t（满载） 功率 147200kW 飞行甲板 长300m、宽70m 机库 长152m、宽26m、高7m 最大航速 57.6km/h 请你解决下面问题： （1）该舰满载时的舰底所受海水的压强是多大？ （2）该舰满载时所受浮力是多少？ （3）若该舰在海上以最大航速匀速前进，则它受到的阻力是多大？ 4．一个重40N、底面积为2.0×102m2的金属块B静止在水平面上，如图甲所示。现有一边长为l=0.2m的立方体物块A，放于底面积为0.16m2的圆柱形盛水容器中，把B轻放于A上，静止后A恰好浸没入水中，如图乙所示。（已知水的密度为1.0×103kg/m3，A的密度为0.8×103kg/m3）求： （1）B对水平面的压强； （2）把B从A上取走后（如图丙所示），水对容器底部压强的变化量； （3）把B从A上取走，水的重力做功多少。 5．一辆质量为2t的四轮新能源汽车，每个车轮与地面的接触面积为200cm2，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动了200m，恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后，关闭发动机，滑行100m停下，其图像如图所示，已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍。（g取10N/kg）求： （1）汽车静止在水平路面上对路面的压强； （2）整个过程中发动机所做的功； （3）汽车运动的最大速度v。 6．高空作业给工人带来了风险和压力，同时也演绎了工人们平凡中的伟大。如图所示是一款剪叉式高空作业平台，部分参数如表所示。一次作业中，平台将重为750N的工人升高10m用时30s。（g取10N/kg）求： 整机质量（空载） 2800kg 安全载荷 200kg 升降高度 2-18m 与地面总接触面积 0.08m2 （1）这款剪叉式高空作业平台空载时对水平地面的压强。 （2）这次作业中，平台对工人做功的功率。 7．随着农业机械化水平的提高，收割机已成为收割小麦的主要工具。为了防止对耕地过分压实影响秋作物的播种，收割机对耕地的压强一般不超过80kPa。已知空载收割机的质量为1000kg，轮胎与耕地的总接触面积始终为。（） （1）若收割机的正常收割时前进的速度为，则10分钟收割机前进多少米？ （2）收割机储粮仓中的小麦不能超过多少千克？ （3）若空载收割机以1m/s速度匀速行驶时，所受阻力为总重力的0.2倍，则空载收割机输出的功率为多大？ 8．如图甲所示是建造长江大桥时，使用起吊装置（图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的示意图，在下降到江底之前，A始终保持0.2m/s的速度不变。图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象，求：（取江水的密度为ρ=1.0×102kg/m2，g取10N/kg) （1）下降到江底之前的过程中圆柱体A的重力做功的功率。 （2）圆柱体A的密度。 （3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平)，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强。 9．如图乙是某高速公路入口处的ETC通道示意图，ETC收费系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。现有一辆质量为1.5t的汽车在某高速路上以如图甲所显示的速度匀速行驶到达收费站，汽车在公路上行驶时牵引力约为车重的0.05倍。在进入ETC收费岛区域前 处开始减速，经 后运动至ETC收费岛（图中阴影区域）边界，然后再以6m/s的速度匀速通过ETC收费岛，ETC收费岛长 ，不计车长。求 （1）到达收费站前，汽车匀速行驶时受到的牵引力； （2）到达收费站前，汽车匀速行驶20s内牵引力做的功； （3）汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度。 10．福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，满载时排水量8万吨。如图所示，当福建舰匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍（海水密度近似取，g取 10N/kg）。求∶ （1）在水面下10m深处，船底受到的海水的压强； （2）福建舰满载时，受到的浮力大小； （3）福建舰满载时以36km/h的速度匀速航行，牵引力做功的功率。 二、实验探究题 11．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明设计了如图所示的实验。斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量不同的两个小球A、B，分别从同一斜轨道上某位置由静止释放（已知），小球与放在水平木板上的木块撞击后一起向前运动，分别测出三次实验中小球与木块一起运动的距离s甲、s乙和s丙。 （1）图甲、乙所示的实验中，小球都从高度h1处由静止释放，是为了使两次实验中小球运动到斜轨道底端时的　 　相同； （2）比较图乙、丙所示的实验，你可以得到的结论是：　 　。 12．小明发现风力发电机一般安装在风速较大的高山上，由此猜想风力发电机获得的动能（风能）与风速有关，他利用如图所示的器材进行探究，让钢球从斜槽上由静止释放，与放在水平面上的木块相撞并滑行一段距离后静止，依次完成了甲、乙、丙三次实验。 （1）实验是通过　 　来显示钢球的动能大小，三次实验中木块的起始位置　 　（选填“相同”或“不同”）； （2）为了给小明的猜想提供实验依据，应选择甲、乙、丙中的　 　实验进行对比，由此得到的结论为：质量相同时，物体的　 　越大，动能越大； （3）在证实自己的猜想后，小明查询了风力发电机的示意图（如下图），并获得风能的大小还与流过叶片的空气质量有关，流过叶片的空气质量m与叶片扫过的面积S、风速v及工作时间t有关。 ①为了提高风力发电机获得的风能，可以适当的　 　（选填“增大”或“减小”）叶片扫过的面积； ②风速为10m/s时，该风力发电机1s内流过的空气质量为3750kg，当地空气密度约为，请估算出该风力发电机1s内流过的空气体积为　 　，一枝叶片的长度大约为　 　m（取3）。 13．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）实验时钢球从斜槽上端由　 　开始滚下，钢球动能是通过　 　（选填“高度”或“距离”）的大小来反映的，这种方法在物理学中属于　 　（填”控制变量法”或“转换法”）； （2）分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到结论是：质量相同时，钢球的　 　（填“高度”或“速度”）越大，动能越大； （3）利用　 　两图实验结论，可以解释汽车超载安全隐患；利用　 　两图实验结论，可以解释汽车超速安全隐患； （4）通过甲、乙和丙实验　 　（选填“能”或“不能”）探究重力势能跟那些因素有关。 14．“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽某一高度滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，三次实验情境如图所示： （1）甲乙丙三次实验都要让小球由　 　状态开始滚下，在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能主要转化为　 　能； （2）比较　 　两次实验研究的是动能大小与质量的关系。实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越　 　，钢球的动能就越　 　。 15．在某次探究活动中，小宇对老师给出的“小球在光滑斜面由静止释放时，所处高度越高，到达斜面底端的速度越大，而与小球质量无关”这一结论产生了质疑，他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度…… 猜想一：可能与小球在光滑斜面上的高度有关； 猜想二：可能与小球的质量有关； 他选择了一些实验器材，进行了如图实验（图中A、B、C分别表示小钢球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所处的位置，钢球1、2、3的质量关系为m1< m2=m3）： （1）实验一是为了验证猜想　 　（选填“一”或“二”），他得到的结论是：　 　； （2）实验二中，小球2和3在同一光滑斜面的不同高度处同时由静止释放，到达底端时的速度分别为v2、v3，请判断v2　 　v3（选填“>”、“<”或“=”）； （3）在完成了以上探究后，小宇继续进行探究“动能的大小与速度的关系”的实验三，通过观察在M位置的两个相同木块被小球推开的距离，他得出了“速度越大，动能越大”的结论，你认为他的结论是否可靠？　 　（选填“可靠”或“不可靠”）。理由是　 　。 16．同学们用如图所示方法探究“物体的动能与质量的关系”。实验方案如下：让质量不同的小球分别从斜面上同高一度由静止开始滚下，撞击放置在水平长木板上同一位置的木块。 （1）实验中是通过观察　 　来判断小球动能的大小的。这种转化思想在物理中经常用到，请再举出一例：　 　。 （2）方案中“让质量不同的小球从斜面上同高一度由静止开始滚下”，目的是控制不同质量的小球在撞击木块时具有相同的　 　。小雨对此操作能否达到预期的目的心存疑问，想通过实验来验证。请你帮他设计一个简单可行的实验方案写在后面横线上。实验方案：　 　。 （3）小雨重新设计了探究“物体的动能与质量的关系”的实验方案：如图所示，用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放（不计铁球与木板间的摩擦），撞击同一木块。该实验方案　 　（选填“可行”或“不可行”），按此方案操作，会看到木块移动的距离　 　（选填“相同”或“不相同”）。 17．如图所示，甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动；乙是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。请回答下列问题： （1）进行甲实验时，小明发现小车在木板上、玻璃上两次都运动到了桌面以外，请你帮他解决这一问题。写出一种解决问题的办法：　 　； （2）乙实验中“物体动能”指的是A物体在　 　位置的动能（选填“①”、“②”或“③”），物体动能的大小是通过　 　（填“s”或“h”）的大小来反映的。若乙的水平面绝对光滑，该探究　 　（选填“能”或“不能”）得出钢球动能的大小与速度的关系； （3）小明还想到，用小车也可以进行二力平衡条件的探究，他组装了如图丙所示的装置，在线的两端挂上钩码，调整两边滑轮的高度，使作用在小车上的两个拉力的作用线在　 　，并通过调整钩码个数来改变拉力的大小。当小车平衡时，小明将小车转过一个角度后，松开手时，小车　 　（选填“能”或“不能”）平衡。 18．在物理学中，如果一个物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。在日常生活中，拉伸后的橡皮筋、流动的水、风都可以对别的物体做功，说明它们都具有能。物体由于运动具有的能叫做动能，动能与物体的质量和速度都有关系，质量越大，速度越大，物体具有的动能越大。现有以下器材：①一块薄木板、②一支圆柱状的记号笔、③几本书、④纸盒。为了探究动能的大小与速度有关，应进行的操作是：　 　；如果观察到　 　，则说明质量相同的物体，速度越大，动能越大。 19．如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 （1）小球滚下斜面的过程中，它的　 　能转化为动能，其动能大小是通过　 　（选填“木块”或“小球”）移动的距离来反映的； （2）分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：　 　相同的物体，　 　越大，动能越大； （3）甲实验中若将木块的初始位置向右移动一小段距离，若要小球撞击木块后，木块移动的距离和相等，小球在斜面上的高度跟原来相比要　 　（选填“更高”、“更低”或“相同”）； （4）木块在水平面上滑动的过程中，受到水平面的摩擦力　 　，克服摩擦力做功的功率　 　。（两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 20．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M>m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始放下，观察木块B被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。 （1）该实验中物体的动能是指　 　（选填“钢球”或“木块”）的动能，实验中观察到木块B移动的距离越长，则说明钢球对木块　 　 越多，动能就越大； （2）图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制　 　相同，探究钢球的动能大小与　 　的关系； （3）小明根据甲、丙两图可得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的结论是否正确?　 　（选填“正确”或“错误”） （4）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 21．如图1所示，小明父子想把放在水平地面上的木箱向前移动10m，爸爸用绳子向前拉，所用拉力，小明沿水平方向，向前推木箱，所用推力，、的大小、方向保持不变，木箱始终静止不动．此时 图1 图2 （1）以下说法错误的有：____（选填以下对应的字母）； A．拉力所做的功是4000J B．木箱只受到重力和支持力 C．地面对木箱的摩擦力与拉力，此二力不平衡 （2）以圆点代表小明，请在图2方框中画出图1中小明在水平方向所受到的摩擦力． 22．小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的动能是指 ____。 A．钢球撞击木块时的动能 B．钢球撞击木块后的动能 C．木块被钢球撞击后的动能 （2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 　 　（选填“正确”或“错误”），理由是 　 　。 （3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 　 　的关系。 答案部分 1．（1）200N；（2）4×104Pa；（3）500J 2．（1）；（2）；（3） 3．（1）1.03×105Pa （2）6.7×108N （3）9.2×106N 4．（1）2×103Pa；（2）1×102Pa；（3）5.4J 5．（1）解：汽车静止在水平路面上对路面的压力 汽车静止在水平路面上对路面的压强 答：汽车静止在水平路面上对路面的压强为2.5×105Pa； （2）解：由题意可知，整个过程中发动机的工作时间 且在这段时间内发动机的功率不变，由可得，整个过程中发动机做的功W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J 答：整个过程中发动机所做的功为3.2×106J； （3）解：全程中汽车的所受阻力f=0.2G=0.2×2×104N=4×103N 因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，汽车的牵引力F=f=4×103N 由 可得，汽车的最大速度 答：汽车运动的最大速度v为20m/s。 6．（1）；（2）250W 7．（1）600m （2）600kg （3）2000W 8．（1）解：实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.2m/s的速度不变，由图乙知，0-10S时间内，钢绳的拉力不变，此时圆柱体在水面以上，所以拉力与重力是一对平衡力，则G=F=3×104N，重力做功的功率 （2）解：由图乙知，当A完全浸入水中时，拉力 =1×104N，所以圆柱体受到的浮力 ，根据 可得A的体积 ， 所以A的密度 （3）解：10s-15s时间内，钢绳的拉力减小，表示圆柱体A从与水面接触到完全浸入，可得圆柱体高h=v△t=0.2m/s×5s=1m。A下降到江底，卸下钢缆绳后，受到平衡力作用，圆柱体A对江底的压力 ，根据V=Sh，圆柱体A的底面积S= ，卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强 9．（1）解：汽车的质量 汽车的重力 则汽车的牵引力 答：到达收费站前，汽车匀速行驶时受到的牵引力是750N （2）解：由图甲可知汽车到达收费站前的速度 由 可得汽车行驶的距离 汽车匀速行驶20s牵引力做的功 答：到达收费站前，汽车匀速行驶20s内牵引力做的功是 （3）解：由 可得通过收费岛的时间 则通过收费站全过程的平均速度 答：汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度是8.6m/s。 10．解：（1）在水面下10m深处，船底受到的海水的压强为 。 答：在水面下10m深处，船底受到的海水的压强为。 （2）福建舰满载时，受到的浮力大小 。 答：福建舰满载时，受到的浮力大小为。 （3）福建舰漂浮，受到的浮力等于自身的重力， 则福建舰的重力为； 受到的阻力为； 福建舰满载时以36km/h的速度匀速航行，牵引力等于阻力， 所以牵引力为； 福建舰的速度为； 则牵引力的功率。 答：福建舰满载时以36km/h的速度匀速航行，牵引力做功的功率为。 11．（1）速度 （2）当物体的质量相同时，速度越大，动能越大 12．（1）木块移动的距离；相同 （2）甲乙；速度 （3）增大；3000；10 13．静止；距离；转换法；速度；甲和丙；甲和乙；能 14．静止；动；乙、丙；多；大 15．（1）二；在速度相同时，物体的动能与物体的质量有关 （2）< （3）不可靠；没有控制小球的质量相同 16．（1）木块移动的距离；利用海绵凹陷程度反映压力的作用效果、利用弹簧伸长的长度代表拉力大小、研究液体内部压强时利用U形管中液面高度差显示压强大小等 （2）速度；将质量不同的小球由同一斜面同一高度同时释放，观察它们滚落到斜面底端的时间是否相同（是否同时滚到斜面底端） （3）不可行；相同 17．使A点降低一些；③；s；不能；同一直线上；不能 18．用几本书将薄木板支成斜面，将圆柱状的记号笔从斜面上的不同位置自由释放，撞击放在水平面上的纸盒；记号笔释放时的位置越高，小纸盒被撞出的距离越远。 19．（1）重力势；木块 （2）质量；速度 （3）更高 （4）不变；变小 20．钢球；做功；速度；质量；错误；不变；变小 21．（1）A；B （2） 22．（1）A （2）错误；没有控制钢球的速度相同 （3）速度 学科网（北京）股份有限公司 $$