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．如图是小明探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验。 （1）小明利用小钢球撞击木块，通过观察 来判断小钢球具有的动能大小，这种研究问题的方法叫做 （选填“控制变量法”或“转换法”）； （2）如图甲丙所示，实验时小明将同一小球从斜面上的不同高度 释放，每次让小球滚下碰到同一位置的相同木块，目的是探究小球动能的大小与 是否有关； （3）若实验装置的水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）通过上述方法来判断动能大小； （4）分析甲、乙两图的实验现象可得到结论：物体的 相同时，物体的 越大，动能越大；此结论可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 2．如图1是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，请补全下面实验过程：        （1）在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球的质量 （选填“相同”或“不同”），到达斜面底端时的 相同； （2）如图1甲、乙所示，质量为m的小球与质量为2m的大球，从同一斜面的同一高度由静止释放，观察到大球将木块推出的距离较远，由此可得到的结论是：当速度相同时，质量越大， 越大；甲图中木块被推动时所受摩擦力大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙图中木块被推动时所受摩擦力大小； （3）如图2两个交通标志中， 图运用到了上述结论。    3．研究影响滑动摩擦力大小的因素实验，如图所示。    （1）实验中，应在水平方向拉着木块做 运动。 （2） 两图是探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。在图乙的实验中，砝码受到的摩擦力为 N。 （3）在图甲中，分别以速度v1和v2（v1＞v2）水平拉着木块做匀速直线，通过相同的路程，则先后两次拉力所做功的功率P1 P2（选填“＜”、“＞”或“＝”）。 4．小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。 （1）质量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是 的。（选填“相同”或“不同”） （2）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。 （3）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），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；同一物体， ，动能越大。 （4）本实验用到的科学方法有： （写出一种即可） （5）若将小球从一粗糙斜槽轨道（）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和，则 （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 。 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 5．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。    (1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 的关系（物体A、B质量不变），所以要把小球从 高度释放，目的是 ； (2)该实验中所探究物体的动能是指物体 （选填“A”或“B”）的动能； (3)该实验中物体动能的大小是通过 来反映的，这种方法在物理上称为 （选填“控制变量法”或“转换法”）； (4)该实验能得到的结论是 ； (5)在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块（如图所示），撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”）。    6．在探究“物体的动能与质量和速度是否有关”实验中，小明先探究“物体的动能与质量是否有关”，所用的器材有：一个用长木板搭成的斜面；三个质量不同的实心铁球；一个木块．各器材的组装示意图如图所示． （1）每次实验时，都要将铁球从斜面的由静止释放，其目的是 ． （2）铁球动能的大小是通过 来间接反映的． （3）该实验在操作时很难做到的是 ． （4）某同学对小明的实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图所示，每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥．此外，还需要对小明的方案进行怎样相应的调整？ ．（如果需要，可增加其他器材） 7．如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平向右运动直至停止。 （1）实验中是通过观察木块被推动的 多少来判断钢球的动能大小； （2）让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 的关系，并初步得出结论为 ； （3）换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 的关系，又初步得出结论为 ； （4）假设木块在运动过程中所受的摩擦阻力为 0，木块将永远做 运动。 8．“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示，小明同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，推动水平面上的木块。回答下列问题： （1）小明同学在研究动能大小跟 的关系； （2）通过观察 ，来判断小球A动能的大小； （3）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 二、计算题 9．工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求： (1)推力做的功； (2)斜面的机械效率． 10．2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2，g取10N/kg。求： (1)飞机在水平飞行时，受到的升力的大小。 (2)当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小。 (3)若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？（航空燃油的热值取4×107J/kg，密度取0.75×103kg/m3） 11．如图是我国新型气垫登陆船，该船满载后的总重力为1.6×106N． （1）一艘满载的气垫船停在水平地面上时，与地面间的总接触面积为80m2，那么它对地面的压强为多少？ （2）气垫船入水后，启动柴油发动机，通过向下喷气将船身匀速抬高2.15m，若柴油机的效率为32%，则抬高一次需要消耗多少千克的柴油？（柴油的热值q柴油＝4.3×107J/kg） （3）气垫船以30m/s的速度匀速直线运动600s时，若受到的阻力始终为7.2×104N，那么推力做的功是多少？功率为多少？ 12．（电动自行车安全技术规范）强制性国家标准正式实施，新国标规定：电动车最高时速不得超过25km/h，小明骑电动自行车在公路上匀速行驶，小明和电动车总质量是80kg，正常行驶时的阻力约为人车总重的0.09倍，电动车的功率为360W，小明骑车行驶5分钟，求： （1）小明骑车行驶是否超速? （2）电动车做的功。 13．质量为50kg的小天和妈妈一起做家务劳动。小天将一个25kg的物体从地面搬到高80cm的柜台上，所用时间为2s，g取10N/kg，求： （1）将物体从地面搬到柜台的平均速度； （2）将物体搬到柜台上，克服物体重力做的功。 14．起重机是建筑工地常用的一种机械，它可以很方便的把建筑材料吊送到需要的高度。某建筑工地上，一台起重机将砖块和钢筋两种材料同时从地面上匀速竖直吊起，先将所有砖块送至某一楼层，然后又将所有钢筋送至另一更高的楼层，整个提升过程中起重机对两种材料所做的功W与提升高度h的关系图像如图甲所示，运送的速度v与时间的关系图像如图乙所示（忽略途中下卸材料的时间），g＝10N/kg。求： （1）砖块的总质量为多少kg？ （2）单独运送钢筋过程中，起重机对钢筋做功的功率为多少W？ 15．质量为20kg的四轮电动拖车如图甲，拖着质量为80kg的行李前进（行李未画），电子记录仪记录车前进16s内功率随时间变化的图像和路程一时间图像如图乙、丙所示，已知每个车轮与地面的接触面积为，，求： （1）电动车前16s内的平均速度； （2）电动车0～16s内所做的总功； （3）电动车在0～5s所受的阻力。 16．公交车匀速行驶时受到的阻力大小恒为公交车总重（13.5t）的0.1倍，若公交车匀速行驶的速度为54km/h，计算匀速行驶时牵引力对公交车做功的功率。 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． 木块被撞后移动的距离 转化法 静止 速度 不能 速度 质量 超载 【详解】（1）[1][2]该实验中小球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小，这里采用了转换法。 （2）[3][4]由图甲丙可知，质量相同的小球从斜面上的不同高度静止释放，小球到达水平面的速度不同，因此是为了探究小球动能的大小与速度的关系。 （3）[5]如果水平面绝对光滑，小球推木块运动时，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去；木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小球动能的大小就无法比较，故实验不能达到探究目的。 （4）[6][7][8]分析甲、乙两图的实验现象可知，小球的质量不同，滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以初步得到的结论是：在速度相同时，质量越大，动能越大，可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。 2． 不同 速度 动能 等于 乙 【详解】（1）[1][2]动能大小与物体的质量与速度有关，由控制变量法，在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球的质量不同，到达斜面底端时的速度相同。 （2）[3]根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较球到达水平面时动能的大小；由图甲、乙所示实验可知，两球从同一斜面的同一高度由静止释放，它们到达水平面时的速度相等，小球质量为m，大球质量为2m，大球将木块推出的距离较远，大球的动能大，由此可得：当速度相同时，质量越大，物体动能越大。 [4]由于图甲与图乙中木块与水平面间的压力相同、接触面的粗糙程度相同，故甲图中木块被推动时所受摩擦力大小等于乙图中木块被推动时所受摩擦力大小。 （3）[5]图2中，左图为限速标志，右图为限重标志，表示通过机动车和货物的最大质量不能超过5t，即物体的质量越大，物体的动能越大，故乙图运用到了上述结论。 3． 匀速直线 甲丙 0 ＞ 【详解】（1）[1]实验中，应在水平方向拉着木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件，弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。 （2）[2]探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系，要控制压力大小相同，故甲、丙两图是探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。 [3]在图乙的实验中，因砝码相对木块没有相对运动的趋势，故砝码受到的摩擦力为0N。 （3）[4]在图甲中，分别以速度v1和v2（v1＞v2）水平拉着木块做匀速直线，因压力大小和接触面的粗糙程度不变，故木块受到的滑动摩擦力不变，拉力大小不变，根据P＝Fv，故通过相同的路程，则先后两次拉力所做功的功率P1＞P2。 4． 不同 短 速度 转换法 = A 【详解】（1）[1]小球到达水平面时的速度由小球滚下的高度决定，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是不同的。 （3）[2][3]实验2中，小球的高度较低，到达水平面时的速度小，木块被撞出的距离比实验1的距离短，从实验结果可得物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）[4]实验中通过观察木块被小球推动的距离大小来判断小球的动能大小，利用的方法为转化法。 （5）[5][6]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和，实验过程不存在能的损耗，则=，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，因为小球此时速度不为零，所以小球将做匀速直线运动，故选A。 5．(1) 速度 不同 使小球达到水平面时的速度不同 (2)A (3) 物体B被撞击后移动的距离 转换法 (4)见解析 (5) 相等 错误 【详解】（1）[1]图中只有一个小球，且小球的质量不变，所以探究的是动能与速度的关系。 [2][3]为了改变小球到达水平面时的速度，实验时要让小球从斜面的不同高度由静止开始释放。 （2）实验中小球A从不同高度由静止释放，小球达到水平面时的动能不同，所以实验探究的是小球A的动能大小。 （3）[1][2]小球A的动能大小不易观察，实验时通过更易观察的物体B被撞击后移动的距离来反映小球A的动能大小，采用了转换法，物体B被撞击后移动的距离越远，说明小球A的动能越大。 （4）实验中让小球A从更高的位置滑下，小球A到达水平面的速度更大，物体B被撞击后移动的距离更远，故可得：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （5）[1][2]在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧的弹性势能相同，释放后小球的动能相同，小球的动能大小与质量和速度有关，小球质量不同，则速度也不同，存在两个变量，所以是错误的。 6． 同一高度 控制速度相同 木块移动的距离 铁球撞击木块时，使木块沿与木板长边平行的方向直线运动 换成3个体积形状完全相同，质量不同的其他金属球 【详解】试题分析：（1）让铁球从同一高度滑下，可以保证到达底面时的初速度相等；（2）铁球的动能越大，木块就会被推的越远，所以铁球动能的大小是通过木块滑动的距离来间接反映的；（3）铁球在推动木块运动时，木块不一定会沿直线运动，如果走偏了会影响实验的效果，这是个难以操作的地方；（4）实验时为避免偶然性，要改变条件进行多次试验，以便得出普遍规律，每次实验都用同一铁球是不合理的，可换成3个体积形状完全相同，质量不同的其他金属球． 考点：动能与质量和速度的关系 7． 距离 速度 在质量一定时，速度越大，动能越大 质量 在速度一定时，质量越大，动能越大 匀速直线 【详解】（1）[1]本实验采用的是转换法的思维，通过观察木块被推动的距离来反映小球的动能大小。 （2）[2][3]图中实验中让同一小球从同一斜面的不同高度由静止开始运动，目的是使小球到达斜面底端的速度不同，即探究动能大小与物体运动速度的关系，结论是：在质量一定时，速度越大，动能越大。 （3）[4][5]换用质量不同的小球从斜面同一高度静止开始滚动，由于高度相同，即到达斜面底端的速度相同，由于质量不同，所以本实验探究质量与动能的关系，结论是：在速度一定时，质量越大，动能越大。 （4）[6]根据牛顿第一定律可知，当运动的物体不受力时，运动的物体将永远做匀速直线运动。 8． 速度 木块被推移的距离 不能 【详解】（1）[1]小明同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，高度不同，则小球到达水平面时的速度时不同的，故探究的是动能和速度的关系。 （2）[2]图中实验是通过观察木块被推移的距离来判断钢球动能大小的，运用了转换法。 （3）[3]若水平面绝对光滑，钢球在水平上运动时不受阻力的作用，因此钢球和木块一切保持匀速直线运动，无法根据木块被推移的距离来判断钢球动能大小，故本实验将不能达到探究目的。 9．(1) 1500J；(2) 80%． 【详解】根据题意知道，推力是F=500N，物体的重力是G=800N，斜面长度是s=3m，斜面高度是h=1.5m， （1）推力做的功是：W总=Fs=500N×3m=1500J； （2）克服物体重力做的有用功：W有用=Gh=800N×1.5m=1200J， 斜面的机械效率是：η=W有用/W总×100%=1200J/1500J×100%=80% 点睛：本题考查的是有用功、总功、额外功和机械效率计算公式的理解和掌握，是一道基础题． 10．（1）2.3×104N；（2）2.3×103N；（3）2.16×108J；7.2L 【详解】解：(1)飞机在水平飞行时，飞机受到竖直身上的升力与重力是一对平衡力，所以升力的大小 (2)飞机速度 由得，飞机水平匀速飞行时的牵引力 (3)由得 由得 由可得航空燃油的体积 答：(1)飞机在水平飞行时，受到的升力为2.3×104N； (2)发动机的牵引力大小为2.3×103N； (3)发动机输出的能量为2.16×108J；这些能量相当于7.2L的航空燃油完全燃烧时释放的能量。 11．（1）它对地面的压强为2×104Pa； （2）抬高一次需要消耗0.42kg的柴油； （3）推力做的功是1.296×109J；功率为2.16×106W 【详解】试题分析：（1）登陆船对地面的压力等于其重力，根据F=G求出，再根据p=求出对地面的压强； （2）根据W有用=Gh求出有用功，再根据η=求出柴油燃烧放出的总热量，根据Q=mq求出柴油的质量； （3）根据v=求出运动距离，匀速运动，推力等于阻力，根据W=Fs求出推力做的功，再根据P=求出功率． 已知：登陆船重力G=1.6×106N，与地面间的总接触面积为S=80m2，高度h=2.15m，效率η=32%，柴油的热值q柴油=4.3×107J/kg，速度v=30m/s，时间t=600s，阻力f=7.2×104N 求：（1）它对地面的压强p=？；（2）柴油的质量m=？；（3）推力做的功W=？；功率P=？ 解：（1）登陆船对地面的压力F=G=1.6×106N， 它对地面的压强p===2×104Pa； （2）有用功W有用=Gh=1.6×106N×2.15m=3.44×106J， 由η=得： 柴油燃烧放出的总热量Q==≈1.81×107J， 由Q=mq得： 消耗柴油的质量m==≈0.42kg； （3）由v=得运动距离： s=vt=30m/s×600s=18000m， 因为匀速运动，所以推力F=f=7.2×104N， 推力做的功W=Fs=7.2×104N×18000m=1.296×109J； 功率P===2.16×106W． 答：（1）它对地面的压强为2×104Pa； （2）抬高一次需要消耗0.42kg的柴油； （3）推力做的功是1.296×109J；功率为2.16×106W． 12．（1）否；（2） 【详解】解：（1）小明骑电动自行车在公路上匀速行驶，根据二力平衡可知，牵引力大小等于阻力大小，则 根据 小明骑车的速度为 因此小明骑车行驶没有超速。 （2）小明骑车行驶5分钟，电动车做的功为 答：（1）小明骑车行驶没有超速； （2）电动车做的功为。 13．（1）0.4m/s；（2）200J 【详解】解：（1）将物体从地面搬到柜台的平均速度 （2）将物体搬到柜台上，克服物体重力做的功 答：（1）将物体从地面搬到柜台的平均速度是0.4m/s； （2）将物体搬到柜台上，克服物体重力做的功是200J。 14．（1）；（2）3000W 【详解】解：（1）由图甲可知，运送砖块上升的高度为20m，做功为，由图乙可知，砖块做匀速直线运动，拉力等于重力，故砖块的重力为 （2）单独运送钢筋过程中，起重机对钢筋做功的功率 答：（1）砖块的总质量为； （2）单独运送钢筋过程中，起重机对钢筋做功的功率为3000W。 15．（1）8.75m/s；（2）1.4×104J；（3）10N 【详解】解：（1）根据图像可知电动车在16s时通过的路程为140m，则电动车在前16s内的平均速度为 （2）根据图像可知，0~5s，电动车的功率为100W；10~16s，电动车的功率为150W，根据W=Pt，则电动车在0~16s内所做的总功为 W=W1+W2=1×103W×5s+1.5×103W×(16s−10s)=1.4×104J （3）根据丙图像可知，0~5s内做匀速直线运动，速度为 由式子可得电动车在0～5s的拉力 0~5s内做匀速直线运动，拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，即阻力为 答：（1）电动车前16s的平均速度为8.75m/s； （2）电动车在0~16s内所做总功为1.4×104J； （3）电动车在0～5s所受的阻力为10N。 16．2.025×105W 【详解】解：已知公交车质量，则公交车的重力为 则公交车匀速行驶时受到的阻力为 由二力平衡条件可知公交车的牵引力为 公交车匀速行驶的速度为 则匀速行驶时牵引力对公交车做功的功率为 答：匀速行驶时牵引力对公交车做功的功率为。 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 $$