2025年中考物理强基训练：机械能

2025年中考物理强基训练：机械能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（  ） A．杆被压得越弯，产生的弹力越小 B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大 C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关 D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大 2．如图所示，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中（小球和轨道间存在摩擦），下列说法错误的是 A．小球在A点的重力势能最大 B．小球在B点的速度最大 C．小球在C点和B点的机械能相等 D．小球不能到达D点 3．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧，至弹簧压缩最大，在这过程中，机械能转化的情况是（　　） A．重力势能→动能 B．重力势能→动能→弹性势能 C．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能 D．小球机械能不断减小 4．如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（  ） A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力 B．小球的重力势能先减小后增大 C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能 D．小球的动能一直减小 5．如图所示，用同样大小的力作用在甲、乙两根完全相同的弹簧上，则关于它们弹性势能的大小关系，下列说法中正确的是（　　） A．甲弹簧的弹性势能大 B．乙弹簧的弹性势能大 C．两弹簧的弹性势能一样大 D．以上三种情况均有可能 6．如图所示的四种情景中，属于重力势能转化为动能的是 A．（a）图运动员把弯弓拉开将箭射出 B．（b）图跳伞运动员匀速下落 C．（c）图跳水运动员从空中下落 D．（d）图运动员骑自行车冲向坡顶 二、填空题 7．有一种弹簧门，推门进出的人只要松手后门就能自动关上，这是由于人们在开门的过程中，装在门轴处的弹簧发生了 ，存储了 能；松手后，这些存储的能量便释放出来，实现自动关门。 8．如图小红背着书包站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上随着自动扶梯一起上行，在上行过程中以自动扶梯为参照物，小红是 的；上行过程中小红的机械能 （选填“增大”、“不变”、“减小”）． 9．如图所示，单摆（左图）在竖直平面内左右摆动，滚摆（右图）在竖直平面内上下往复运动，请回答 （1）这两个实验可以说明的同一个物理问题是： ； （2）滚摆从最低点摆到最高点的过程中，是 能转化为 能； （3）在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，你将会看到它们上升的高度逐渐降低，产生此现象的原因是： ，使 逐渐减少。 10．《天工开物》中写道：“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这是利用蚕丝的弹性好。拉弯的弓发生 ，对箭有弹力作用；放手后，弓恢复形变过程中，弓的 能转化为箭的 能。 11．如图所示：在A点，将同一小球分别沿竖直和水平方向抛出，每次抛出时的速度大小相等，它的机械能数据如下表所示。（忽略空气作用力） 重力势能/J 动能/J A点 0.8 0.4 （1）第1次实验：小球竖直向上运动的过程中， 能转化为 能，小球在最高处的机械能为 J； （2）第1次实验：小球第一次经过B点的速度为v1，第2次实验：小球经过C点（与B点等高）的速度为v2，则：v1 v2（选填“＜”“＝”“＞”）。 三、实验题 12．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。 （1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球 ； （2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时， ； （3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）中的小球，原因是 ； （4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）；若水平面绝对光滑，小车将做 运动。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 13．小明利用如图所示的装置“研究动能的大小与哪些因素有关”。    （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（忽略空气阻力）， 能转化为动能。实验中小球动能的大小可通过观察 的大小来判断； （2）利用上述装置 （选填“能”或“不能”）探究重力势能跟哪些因素有关； （3）用丙、丁两图的结论可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大。 四、计算题 14．把一个小球竖直抛向空中，刚抛出时小球的机械能为100 J，不计空气阻力，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，那么在该点小球的势能多大？ 15．已知物体动能的表达式为， 重力势能表达式为。如图所示，小明从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，不计空气阻力。求： (1)小球抛出时的出手速度v0； (2) 小球落地时的速度v。 五、简答题 16．明代航海家郑和曾带领庞大的船队远航非洲，其船队在海上航行主要以什么为动力？有什么不足之处？ 17．观察生活中的物品和儿童玩具，哪些是利用弹性势能工作的？ 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年中考物理强基训练：机械能》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B C B C C C 1．B 【详解】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，转化为运动员的动能越大。杆被压得越弯，产生的弹力越大，故ACD错误，B正确。 故选B。 2．C 【详解】A．小球在A点时，高度最高，重力势能最大，速度增大，动能增大，减小的重力势能转化为动能；故A正确． B．小球在B点时，小球的质量不变，高度最小，势能最小，动能最大，速度最大，故B正确； C．小球和轨道间存在摩擦，小球需要克服摩擦做功，故小球从B点到C点的机械能减小，故C错误； D．因为小球需要克服摩擦做功，在运动过程中有一部分机械能转化为内能，故小球不能到达D点，故D正确． 3．B 【详解】小球从斜面顶端由静止滚下，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；撞击弹簧，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，速度减小，动能减小，动能转化为弹性势能；所以能量的转化情况是：重力势能→动能→弹性势能．故选B． 4．C 【详解】在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；故A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误；故应选C． 5．C 【详解】如图所示，用大小相同的力作用在弹簧上，可知人手作用在弹簧上，可以使弹簧发生弹性形变；同时由于两个力的大小相同，虽然方向不同，但它们形变的程度是相同的，所以所具有的弹性势能相同。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．C 【详解】运动员把弯弓拉开将箭射出，是弹性势能转化为动能的过程．A不符合题意． 跳伞运动员匀速下落，质量不变，速度不变，动能不变，高度变小，重力势能减小，总机械能减小．B不合题意． 跳水运动员从空中下落，质量不变，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，此过程中，重力势能转化为动能．C符合题意． 运动员骑自行车冲向坡顶，运动员和自行车的质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，此过程中，动能转化为重力势能．D不符合题意． 7． 弹性形变 弹性势 【详解】[1][2]由于物体发生弹性形变具有的能，叫弹性势能。在开门的过程中，装在门轴处的弹簧发生弹性形变，具有弹性势能。 8． 静止 增大 【分析】（1）在研究机械运动时要先选择参照物，如果物体相对于参照物位置不变，则物体静止；如果物体相对于参照物位置发生变化，则物体是运动的； （2）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大； （3）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大、高度越高，重力势能越大． 【详解】小红站在自动扶梯上，上行过程中以扶梯为参照物，小红相对扶梯的位置没有改变，因此小红是静止的；上行过程中，小红的速度不变，因此动能不变，高度增加，因此重力势能增加，所以小红的机械能是增大的． 9． 动能和势能可以相互转化 动 重力势 克服摩擦阻力做功 机械能 【详解】（1）[1]单摆在由高点向低点运动时，重力势能转化为动能，再上升到高点时，动能又转化为重力势能，同理，滚摆在竖直平面内上下往复运动，也是动能和重力势能相互转化的过程，这两个实验可以说明的同一个物理问题是：动能和势能可以相互转化。 （2）[2][3]滚摆从最低点摆到最高点的过程中，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能。 （3）[4][5]在单摆左右摆动和滚摆上下往复运动的过程中，要克服摩擦阻力做功，使机械能逐渐减少，故你将会看到它们上升的高度逐渐降低。 10． 弹性形变 弹性势 动 【详解】[1]人用力将弓弦拉弯，弓弦受力发生了形状的改变，弓弦发生形变，拉力解除后，弓弦能恢复原状，故它发生的是弹性形变。 [2] [3] 在拉弓时，弦会发生弹性形变，拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有动能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。 11． 动 重力势 1.2 = 【详解】（1）[1][2][3]小球竖直向上运动的过程中，小球的质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能变大，小球的动能转化为重力势能；不计空气阻力，小球的机械能守恒，保持不变，所以小球在最高处的机械能等于在A处的机械能，为 （2）[4]C与B点同高，小球的质量不变，由于整个过程中小球的机械能是守恒的，小球在B、C点的重力势能相同，所以动能相同，速度也相同。 12． 速度 从斜面的同一高度由静止滚下 速度越大，动能越大 丙 纸盒被推动的距离最小 相等 匀速直线 【详解】(1)[1][2]要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球到达水平面的速度相同。 (2)[3]由图示实验可知，甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高度，甲到达斜面底端时的速度较大，甲将纸盒推动得更远，说明甲的动能更大，由此可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大。 (3)[4][5]三次实验中，是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能大小的，这种方法是转换法，丙图中纸盒被推动的距离最小，故碰撞前动能最小。 (4)[6]让同一小车从同一斜面、同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转化为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同。 [7]铁球从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，铁球不受摩擦力作用，铁球所受合力为0，所以铁球将做匀速直线运动。 13． 重力势 木块被推出距离 能 超载 【详解】（1）[1]实验中小球从斜面上某一高处自由滚到斜面底时，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，正是小球的重力势能转化为了动能。 [2]实验中，是通过观察木块移动的距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出铁球具有的动能的大小，这是转换法的运用； （2）[3]实验中通过改变同一个小球滚下的高度可以探究重力势能大小与高度的关系，不同小球从相同高度滚下，可以探究重力势能与质量的关系，所以该装置能探究重力势能大小与哪些因素有关； （4）[4]丙、丁中小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，质量不同，可以探究动能大小与质量的关系，小球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以解释汽车超载行驶时危险性大。 14．80 J 【详解】不考虑空气的阻力，小球的机械能是守恒的，又因为机械能等于动能和势能之和，所以，当小球下落到某一高度时的动能为20 J，所以它的势能为 100 J-20 J=80 J 15．(1)10m/s；(2) 【详解】(1) 小球到达最高点时，动能完全转化为重力势能，则 即 解得 v0=10m/s (2) 小球落地时，重力势能转化为动能，则 即 解得 答：(1)小球抛出时的出手速度v0为10m/s。 (2)小球落地时的速度v为。 16．主要以风能为动力，风吹动船帆使船前进．不足之处是风向变化不定，使船的航向不好掌握，风速太小时船队又无法前进． 【详解】郑和下西洋时还没有用于实际生产生活的电动机，当时的船只主要是靠人力和风力作为动力前进的．不足之处是风向变化不定，使船的航向不好掌握，风速太小时船队又无法前进． 17．弹簧门，打开门时弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，松手后弹性势能转化为动能，门能自动关闭； 机械手表，手表内的弹簧片在恢复原状时，使表针获得动能，弹性势能转化为动能； 弹弓，拉紧的弹弓具有弹性势能，恢复原状时，弹性势能转化为石块的动能； 上弦的玩具小车，小车内的弹簧片在恢复原状时，使小车获得动能，弹性势能转化为动能； 等等． 【分析】物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，其大小与弹性形变的大小有关，当发生弹性形变的物体恢复原状的过程中，另一物体获得速度，则弹性势能转化为动能，生活中有不少物品、玩具就是根据这个原理做成的． 【详解】根据弹性势能的特点，生活中利用弹性势能的物体和玩具有： 弹簧门，打开门时弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，松手后弹性势能转化为动能，门能自动关闭； 机械手表，手表内的弹簧片在恢复原状时，使表针获得动能，弹性势能转化为动能； 弹弓，拉紧的弹弓具有弹性势能，恢复原状时，弹性势能转化为石块的动能； 上弦的玩具小车，小车内的弹簧片在恢复原状时，使小车获得动能，弹性势能转化为动能；等等． 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 $$