2025年中考物理专项提升：机械功与机械能

2025年中考物理专项提升：机械功与机械能 一、单选题 1．如图所示四种情景中，人对物体没有做功的是 A． B． C． D． 2．下列现象属于重力势能转化为动能的是(  ) A．爆竹腾空而起 B．从地面上弹起的皮球 C．水从高处落下 D．在水平地面上匀速行驶的汽车 3．如图所示，人沿水平方向推水平地面上的箱子，但没有推动。下列说法正确的是（　　） A．人对箱子的推力没有做功 B．箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力是一对平衡力 C．箱子受到的重力和地面对箱子的支持力是相互作用力 D．人对箱子的推力小于地面对箱子的摩擦力 4．李阳在匀速爬上楼梯的过程中，李阳的（ ） A．动能不断增大 B．重力势能不断增大 C．动能转化为重力势能 D．重力势能转化为动能 5．甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中错误的是（　　） A．若G1=G2，拉力做的有用功相同 B．若G1=G2，拉力做的总功不相同 C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率 D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 6．如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间有相互作用的摩擦力，则A、B间摩擦力做功的情况是 A．A、B都克服摩擦力做功 B．B．摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功 C．C． 摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功 D．D．摩擦力对A、B都不做功 二、填空题 7．猛洞河超市的售货员用20N的水平推力使重为600N的物体在水平方向匀速运动3m，则货物的重力做功 J． 8．古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句，如“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”，从物理学的角度看，滚滚奔流的长江水具有巨大的 ． 9．如图所示的小球从A点由静止释放，它从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球 （选填“做功”或“不做功”），当小球运动到B点时它受到的力是 （选填“平衡”或“不平衡”）的． 10．如图所示，在整修寺庙过程中，甲和尚将一块重500N的木料提到2m高的庙墙上，乙和尚把重200N的瓦片提到6m高的房檐上。请帮助老和尚比较甲、乙两个和尚的贡献大小。根据你所学的知识可知 和尚的贡献大（选填“甲”或“乙”），判断的依据是 。 11．如图所示，工人师傅用动滑轮匀速提升重物，使用动滑轮的好处是 。若物体重450N，工人所用拉力为250N，则动滑轮的机械效率为 ；用该滑轮匀速提升重600N的物体，若不计绳重和摩擦，则工人所用的拉力为 N。 12．如图所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，两个斜面的效率分别为η1和η2，则F1 F2，W1 W2，η1 η2。    三、实验题 13．在探究“滑轮组机械效率”时，小强利用两组滑轮组进行了4次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前3组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第4组数据，如表： 实验 次数 物重 G物/N 动滑轮重 G动/N 钩码上升的高度h/m 动力 F/N 动力作用点移动的距离s/m 滑轮组的机械效率η/% 1 1 0.5 0.1 0.7 0.3 47.6 2 2 0.5 0.1 1.1 0.3 60.6 3 4 0.5 0.1 2 0.3 4 4 1 0.1 0.5 50.0 （1）根据表中前3次实验数据，画出甲图中滑轮组的绕绳方法 ； （2）在实验中，测量绳端拉力F时，应尽量缓慢匀速向上拉动弹簧测力计，读出乙图中弹簧测力计的示数为 N，第3次实验时滑轮组的机械效率为 ； （3）由表中第3、4组数据可知，滑轮组的机械效率与摩擦和 有关，请计算出第3组实验中克服摩擦所做的额外功 J。 14．某同学在“测定滑轮组机械效率”的实验中，记录了如下实验数据： （1）完成该实验所需的测量工具有哪些？ （2）计算该滑轮组提起钩码的绳子段数． （3）求此时该滑轮组的机械效率． 四、计算题 15．如图所示，水平地面上M点有一质量为60kg的箱子，现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点，所用时间30s，MN间的距离为15m（g=10N/kg）。求： (1)箱子所受的重力； (2)箱子运动的速度； (3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍，则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。 16．一台功率为40kW的拖拉机，在平直的农田里以0.5m/s的速度耕田．求： （1）拖拉机在耕田时受到的阻力； （2）拖拉机耕田1.5h，拖拉机所做的功． 五、简答题 17．什么是机械功？在国际单位制中功的单位是什么？ 18．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？ 六、科普阅读题 19．阅读短文并回答问题。 汽车安全带 汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲所示。 安全带结构一般由软带、卷带等部分组成。汽车正常行驶时，卷带装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。 (1)高速公路对不同车辆限速不同是因为动能的大小与 有关； (2)当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的 能也急剧变化； (3)将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将 (变大/不变/变小)； (4)发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图像是下列选项中的 ； A． B． C． D． (5)下列说法正确的是 。 A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩 B．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用 C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些 D．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C C A B D B 1．C 【详解】试题分析：功等于力与沿力的方向移动距离的乘积． 功的两个必要条件是：一是有力作用在物体上；二是物体沿力的方向移动一定的距离．A、B、D满足做功的条件；C不满足做功的条件．故选C 考点： 功的两个必要条件 2．C 【详解】A. 爆竹腾空而起，是火药的化学能转化成动能．B. 从地面弹起的皮球，是弹性势能转化成动能．C. 水从高处落下，高度减小，重力势能减小，动能增加，重力势能转化成动能．D. 在水平面上匀速行驶的汽车，重力势能和动能都不变．故选C. 点睛：动能是物体由于运动而具有的能，势能包括重力势能和弹性势能，动能和势能是可以相互转化的． 3．A 【详解】A．做功的两个必要因素：有力作用在物体上和物体在这的力的方向上移动了一段距离。人对箱子施加了力，但箱子没有在力的方向上通过距离，可知人的推力没有做功，故A正确； B．箱子对地面的压力作用在地面上，地面对箱子的支持力作用在箱子上，这两个力不作用在同一物体上，大小相等方向相反是一对相互作用力，故B错误； C．箱子受到的重力和地面对箱子的支持力，作用在同一物体上，大小相同，方向相反是一对平衡力，故C错误； D．人沿水平方向推水平地面上的箱子，但没有推动，处于平衡状态。人对箱子的推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力，所以人对箱子的推力等于地面对箱子的摩擦力，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】匀速上楼时，速度 不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，故应选B． 5．D 【详解】A．若G1=G2，将两个重力相同的物体提高相同的高度，据W=Gh知，拉力做的有用功相同，故A正确，不符合题意； B．由图示知，不计滑轮组摩擦，甲滑轮组提起一个动滑轮，乙滑轮组提起两个动滑轮，甲所做的额外功比乙所做的额外功小，G1=G2时，所做的有用功相同，所以拉力所做的总功不相同，故B正确，不符合题意； C．若G1=G2，则两个滑轮组所做的有用功相同，甲的额外功小于乙的额外功，甲的总功小于乙的总功，据 知，甲的机械效率大于乙的机械效率，故C正确，不符合题意； D．用相同的滑轮组提起不同的重物，物重起重，机械效率越高，故D错误，符合题意。 故选D。 6．B 【详解】解答：做功的两个必要因素是力和在力的方向上通过一段位移，当B向左移动时，A没有动，故AB之间的摩擦力对A没有做功；B物体受到的摩擦力方向与运动方向相反，故摩擦力对B做负功，即B克服摩擦力做功；所以选项B正确，ACD错误． 故选B. 点睛：根据做功的两个必要因素：力和在力的方向上通过一段位移，可以确定此过程中摩擦力是否做功． 7．0 【详解】货物重力的方向竖直向下，物体在水平方向匀速运动时，竖直方向没有移动的距离，故货物的重力不做功，即货物重力做功为0J. 点睛：做功的两个必要条件是：一是物体受到力的作用；二是物体在这个力的方向上通过一定的距离． 8．机械能 【详解】流动的长江水具有动能；水位的高低显示了水的重力势能大小；滚滚奔流的长江具有巨大的动能和重力势能，即具有巨大的机械能． 9． 做功 不平衡 【详解】小球从A点向B点摆动的过程中，小球在重力的方向上通过了距离，因此它受到的重力对小球做了功；当小球运动到B点时，即不是静止状态，也不是匀速直线运动状态，即不处于平衡状态，所以它受到的力是不平衡的． 10． 乙 乙和尚做的功多 【详解】[1][2]甲和尚做的功 W甲＝F甲s甲＝G木h木＝500N×2m＝1000J 乙和尚做的功 W乙＝F乙s乙＝G瓦h瓦＝200N×6m＝1200J 乙和尚做功多，乙的贡献大。 11． 省力 90% 325 【详解】[1]动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍个杠杆，使用动滑轮的好处是省一半力，但不能改变动力的方向。 [2]物体重450N，工人所用拉力为250N，则动滑轮的机械效率为 [3]根据可得动滑轮的重为 用该滑轮匀速提升重600N的物体时，工人所用的拉力为 12． < = = 【详解】[1][2][3]斜面光滑说明没有摩擦，所以不做额外功。所以把同一物体沿斜面AB和AC分别拉到顶端A，h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W1=W2；根据，有用功与总功相等，机械效率均为100%，所以η1=η2；由图可知，LAB>LAC，而W1=W2，由W=Fs，所以F1<F2。 13． 1.6 66.7% 动滑轮重 0.15 【详解】（1）[1]由前4组实验数据知，s=3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示： （2）[2][3]由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；则机械效率 （3）[4][5]由表中第3、4组数据可知，物重相同，动滑轮重力不同，机械效率不同，由此可得，滑轮组的机械效率与摩擦和动滑轮重有关；根据表中第3组数据可知，有用功 W有=Gh=4N×0.1m=0.4J 克服动滑轮做的功 W动=G动h=0.5N×0.1m=0.05J 总功 W总=Fs=2N×0.3m=0.6J 则克服绳重及摩擦做的那部分额外功 W额=W总-W有-W动=0.6J-0.4J-0.05J=0.15J 14．（1）刻度尺，弹簧测力计；（2）n=3；（3）约83.3%． 【详解】（1）由可知，完成该实验所需的测量工具有弹簧测力计、刻度尺． （2）由图表可知，绳子的股数 （3）此时该滑轮组的机械效率 15．（1）；（2）；（3）60W 【详解】(1)箱子受到的重力 (2)箱子运动的速度 (3)箱子所受阻力 箱子向左匀速直线运动，由二力平衡可得推力的大小 推力做的功 推力做功的功率 答：(1)箱子所受的重力是600N； (2)箱子运动的速度是； (3)推力对箱子做功的功率是60W。 16．解：P=40kW=4×104W； （1）由P=Fv得，； （2）t=1.5h=5400s； W=Pt=4×104W×5400s=2.16×108J 答：（1）拖拉机在耕田时受到的阻力8×104N； （2）拖拉机耕田1.5h，拖拉机所做的功2.16×108J． 【详解】试题分析：解：P=40kW=4×104W； （1）由P=Fv得，； （2）t=1.5h=5400s； W=Pt=4×104W×5400s=2.16×108J 答：（1）拖拉机在耕田时受到的阻力8×104N； （2）拖拉机耕田1.5h，拖拉机所做的功2.16×108J． （1）拖拉机匀速前进，则拖拉机受到的阻力与牵引力是一对平衡力，那么要求阻力可以通过求牵引力得出； 题中已知功率和速度，由公式，则可得出． （2）根据W=Pt计算得出． 考点：功率的计算；功的计算． 点评：本题主要考查功率的计算公式P=FV和W=pt的应用．在计算过程中注意科学记数法的使用． 17．物理学中把力与物体在力的方向上通过距离的乘积叫做机械功；在国际单位制中功的单位是焦耳。 【详解】物理学中把力与物体在力的方向上通过距离的乘积叫做机械功；在国际单位制中功的单位是焦耳。 18．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． 19． 速度 动 变大 B D 【详解】(1)[1]动能的大小与物体的质量和速度有关，高速公路对不同车辆限速不同是因为动能的大小与速度有关。 (2)[2]当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，系上安全带可以有效防止驾乘人员由于惯性而造成伤害。这时人和车具有的动能也急剧变化。 (3)[3]将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性形变的程度变大，故弹性势能变大。 (4)[4]发生碰撞前安全带对人的拉力较小，发生碰撞时，汽车突然停止运动，由于惯性人会向前运动，产生安全带的拉力增大，当汽车停止运动后，安全带对人的拉力又会减小，所以符合要求的图象是B。 (5)[5] A．为了起到安全作用，汽车突然拐弯时，安全带不能自由伸缩，故A错误； B．汽车突然刹车时，安全带能对人起到保护作用，故B错误； C．为了安全，安全带要尽可能系得紧一些，故C错误； D．用手快速拉安全带，安全带会被锁住不能被拉动，故D正确。 故选D。 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 $$