做功与机械能综合练习--2025年中考物理复习

做功与机械能综合练习-2025年中考物理专项训练 一、单选题 1．2025年2月28日，成都首条跨区域商业低空物流航线正式常态化运行。如图所示，一架无人机搭载30公斤的货物，仅用时20分钟就到达18km外的分拣中心。下列说法正确的是（　　） A．无人机匀速上升过程中，货物的重力势能不变 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能为零 D．无人机下降时，货物的动能一定增大 2．郑钦文获得2024年巴黎奥运会女子网球单打冠军。如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．球从位置A运动到位置的过程中动能在增大 B．球从位置A运动到位置的过程中机械能逐渐增大 C．球从位置运动到位置的过程中重力势能增大 D．球在最高位置处时动能不为零 3．如图所示为小明和小华打羽毛球的情景，下列说法正确的是（　　） A．球拍击球时，只有球拍发生了形变 B．挥拍将羽毛球击出，说明力可以改变物体的惯性 C．羽毛球在空中运动过程中受到的重力方向不改变 D．羽毛球在空中运动过程中具有的机械能守恒 4．一个乒乓球在某一高度由静止下落后，发现它的反弹高度会低于下落高度。将它放在装有水的杯中，使它们在同一高度由静止下落，发现乒乓球反弹高度会大于下落的高度，如图所示。关于此现象，下列说法正确的是（    ） A．反弹时，乒乓球的机械能变大 B．反弹过程中水的内能转化为乒乓球的动能 C．在整个过程中，乒乓球和装水杯子总机械能保持不变 D．若增大乒乓球的质量，使其从同一高度静止下落，会反弹至更高位置 5．某物流公司某次使用大疆无人机在高原地区运输货物。下列关于货物机械能的说法正确的是（    ） A．无人机上升过程中，货物的重力势能一定增大 B．无人机减速上升过程中，货物的机势能一定守恒 C．无人机悬停在山口调整姿态时，货物的机械能为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 6．小刚用如图所示滑轮组匀速提升一个重为400N的物体，提升0.4m所用时间为2s，人拉绳的力F为150N，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） ①绳子自由端移动的速度为； ②动滑轮总重为200N； ③人拉绳做功的功率为120W ④拉力做的总功为240J ⑤滑轮组的机械效率为 A．②③④ B．①②⑤ C．②③⑤ D．①②④ 二、填空题 7．AI机器人逐渐改变了我们的生活，如图所示为我国自主研发的某款人形机器人，身高1.65m，质量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高0.9m。此过程中机器人对箱子所做的功为 ，对箱子所做的功的功率为 。 8．骑行的意义在于绿色出行，强身健体。小明骑着自行车经过一长下坡路段时，他的重力势能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 9．[教材“科学世界”改编]抽水蓄能电站的基本结构如图所示，当电网上的电能不足时，打开大坝使原来抽到高处上水库的水再流回下水库。水流从上水库流向下水库的过程中 能主要转化为 能，并利用水流的 能推动蓄能机组转动，带动发电机工作。 10．［教材“想想做做”改编］如图甲所示，滚摆由最高点释放，旋转着下降到最低点后又上升，滚摆在下降过程中 能主要转化为 能。如图乙所示，将一个单摆从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒抵住细绳，不考虑空气阻力与摩擦，小球 （选填“能”或“不能”）摆到C点。    11．一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将重450N的货物匀速提升了4m，建筑工人所用的拉力为300N，则该建筑工人所做的有用功是 J，建筑工人做的总功是 J，该过程中滑轮组的机械效率是 。 12．如图所示是小明的爸爸用挖掘机挖土，小明用铁锹挖土，做功的快慢不同，我们可以采用的判断方式： (1)做功所用的时间相同，比较 。 (2)做相同的功，比较 。 (3)如果做功时间和所做的功都不相同，比较单位时间内所做的功，即 。 13．人造地球卫星的能量转化 （1）从近地点到远地点：卫星的动能 ，重力势能增大，动能转化为重力势能。 （2）从远地点到近地点：卫星的重力势能减小，动能 ，重力势能转化为动能。 （3）整个过程中机械能总量 。 14．2025年2月27日，我国成功发射了长征二号丙运载火箭，将两颗卫星送入预定轨道。某中学的一个物理兴趣小组动手实践自制了一枚如图甲所示的水火箭，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中，图乙为水火箭的运动轨迹，其依次经过ABCD位置。 (1)向瓶中充气，气体内能 （选填“增大”“不变”或“减小”）； (2)水火箭在B点时，水已排尽，C点为最高点，则BC段动能 （选填“增大”“不变”或“减小”）； (3)A、D两点高度相同，水火箭在A点重力势能 （选填“大于”“等于”或“小于”）D点重力势能，CD段水火箭机械能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 三、实验题 15．同学们利用沙子、小桌、重物、透明的箱子等进行实验探究。如下图所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究物体重力势能的大小与哪些因素有关。 (1)实验探究的是 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能； (2)通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做的功越 ，说明它的重力势能越 ； (3)若要探究物体重力势能与质量的关系，应换用质量不同的重物，让它们从 高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。 16．下图所示的装置可用来探究动能大小与质量的关系。 (1)实验时，让质量不同的钢球从相同的高度滚下，使钢球到达水平面时获得相同的 ； (2)实验中发现选用质量较大的钢球时，木块B在水平面上滑行的距离更远些，该实验得出的结论是： ； (3)如果水平面绝对光滑，该实验装置 （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (4)钢球推动木块运动的过程中，钢球和木块的机械能的总和 （选填“守恒”或“不守恒”）。 17．如图，小海在研究“物体的动能与哪些因素有关”时，将质量为m的小钢球从斜槽的某一高度h处由静止释放，钢球运动到水平面时，将水平面上静止的木块撞出一段距离s。 小海的部分实验数据和现象记录如表： 实验次数 1 2 3 钢球质量m/g 20 20 20 钢球下落高度h/cm 20 40 60 木块滑行距离s 近 较远 远 (1)上述3次实验中，钢球滑到斜槽底端时动能的大小是通过 （选填“钢球下落高度”或“木块滑行距离”）判断的； (2)上述实验数据表明：当钢球的质量一定时，速度越大，动能越 （选填“大”或“小”）。 18．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。 (1)该实验利用了转换法，通过观察木块移动距离来判断 （选填“小球”或“木块”）动能的大小。 (2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系。 (3)换用质量不同的小球，使它们从斜面的 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系。 (4)木块最终会停下来的主要原因是受到 的作用，在此过程中木块通过 方式转化内能。 (5)如果木块在运动过程中所受的摩擦力为0，木块将 。 四、计算题 19．小金同学正在做俯卧撑，如图所示。将他的身体看成一个杠杆，O为支点，A为小金的重心，相关长度已在图中标明。已知小金的质量m=60kg，每做一次俯卧撑，重心上升0.3m。（g取10N/kg）求： (1)小金受到的重力G。 (2)图示时刻地面对双手的支持力F的力臂L1和阻力臂L2。 (3)图示时刻地面对双手的支持力F。 (4)做一次俯卧撑小金克服重力做的功。 20．小宇想把一个重1300N的物体搬到高2m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），如图甲所示。小宇用力把物体拉至车厢上，物体沿木板移动距离s与拉物体所用时间t的图像如图乙所示，则： (1)30s内做的有用功是多少？ (2)若物体与木板间的摩擦力为200N，斜面的机械效率是多少？（计算结果保留至0.1%） (3)30s内拉力的功率是多少？ 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 《做功与机械能综合练习-2025年中考物理专项训练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B D C A A A 1．B 【详解】A．无人机匀速上升过程中，货物的质量不变，高度升高，重力势能变大，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，货物的质量不变，速度不变，高度不变，动能不变，重力势能不变，机械能为动能与势能的总和，则机械能保持不变，故B正确； C．无人机在某一高度悬停时，货物的速度为0，动能为0，此时货物具有高度，重力势能大于0，则此时货物的机械能大于零，故C错误； D．无人机下降时，由于不知无人机的下降速度，则无法得出货物速度的变化，无法得出货物动能的变化情况，故D错误。 故选B。 2．D 【详解】A．由图可知，球从位置A运动到位置的过程中高度变大，重力势能增大，速度变小，故动能减小，减小的动能转化为重力势能，故A错误； B．不计空气阻力，机械能守恒，即球从位置A运动到位置的过程中机械能不变，故B错误； C．由图可知，球从位置运动到位置的过程中高度变小，故重力势能减小，故C错误； D．球在最高位置处时竖直方向的速度为零，但水平方向的速度不为零，故动能不为零，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】A．球拍击球时，球对拍有力的作用，球拍发生了形变，而力的作用是相互的，拍对球也有力的作用，球也发生了形变，故A错误； B．挥拍将羽毛球击出，球受到力的作用，运动状态发生了改变，而球的质量不变，其惯性不变，故B错误； C．重力的方向是竖直向下的，羽毛球在运动过程受到的重力方向不会改变，故C正确； D．羽毛球在空中运动过程中，受到空气阻力的作用，有部分机械能转化为内能，机械能不守恒。故D错误。 故选C。 4．A 【详解】A．将它放在装有水的杯中，使它们在同一高度由静止下落，发现乒乓球反弹高度会大于下落的高度，说明反弹瞬间，水给乒乓球做了功，乒乓球的机械能变大，故A正确； B．反弹过程中，乒乓球重力势能增大，动能变小，动能转化为乒乓球的重力势能，故B错误； C．在整个过程中，由于空气阻力以及与地面碰撞等因素导致的能量损失，乒乓球和装水杯子总机械能会减小，故C错误； D．如果增大乒乓球的质量，它在初始位置时具有的重力势能会增大。但是在下落和反弹过程中，由于空气阻力以及与地面碰撞等因素导致的能量损失也会相应增加，而且这些能量损失占总能量的比例通常不会因为乒乓球质量的增大而减小，故D错误。 故选A。 5．A 【详解】A．无人机上升过程中，货物质量不变，高度增大，货物的重力势能一定增大，故A正确； B．无人机减速上升过程中，货物的动能减小，重力势能增大，不能确定机械能大小变化，故B错误； C．无人机悬停在山口调整姿态时，货物的重力势能不为零，机械能不为零，故C错误； D．无人机下降过程中，不知道速度变化情况，货物的动能大小变化无法判断，故D错误。 故选A。 6．A 【详解】①由图可知，绳子的有效段数n=4，绳子自由端移动的距离s=4h=4×0.4m=1.6m 绳子自由端移动的速度 故①错误； ②动滑轮重力为 故②正确； ③人拉绳做功的功率 故③正确； ④拉力做的总功为 故④正确； ⑤滑轮组的机械效率为 故⑤错误。故A正确，BCD错误。 故选A。 7． 90J 45W 【详解】[1]根据功的计算公式W=Fs（其中W表示功，F表示力，s表示在力的方向上移动的距离），已知机器人对箱子的作用力F=100N，箱子在竖直方向上移动的距离s=0.9m，将其代入公式可得W=Fs=100N×0.9m=90J [2]功率的计算公式为​（其中​P表示功率，​W表示功，​t表示做功所用的时间）。​机器人对箱子做的功​W=90J，做功时间​t=2s，将其代入公式可得 8．减小 【详解】重力势能的影响因素是质量和高度，小明骑着自行车经过一长下坡路段时，质量不变，高度降低，重力势能减小。 9． 重力势 动 动 【详解】[1][2]水流从上水库流向下水库的过程，水的质量不变，高度减小，重力势能减少，速度增大，动能增加，是重力势能转化为动能。 [3]水流推动水轮机转动，使发电机工作，这是利用水流动能推动蓄能机组转动，带动发电机工作。 10． 重力势 动 不能 【详解】[1][2]滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能主要转化为动能。 [3]若在O点放一小棒抵住细绳，不考虑空气阻力及摩擦，小球摆过最低点后动能转化为重力势能，因为机械能守恒，所以仍只能摆到B点。 11． 1800 2400 75% 【详解】[1]该建筑工人所做的有用功W有=Gh=450N×4m=1800J [2]由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×4m=8m 建筑工人做的总功W总=Fs=300N×8m=2400J [3]滑轮组的机械效率 12．(1)做功的多少 (2)做功时间的长短 (3)功率 【详解】（1）做功时间相同，比较做功多少；功越大，做功越快。 （2）做功多少相同，比较做功时间，时间越短，做功越快。 （3）如果做功时间和所做的功都不相同，比较单位时间内所做的功，即功率，相同时间内，功率越大，做的功越多。 13． 减小 增大 不变 【详解】[1]人造地球卫星绕地球的椭圆轨道运行，从近地点向远地点运动时，质量不变，高度变高，速度变小，所以它的重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能。 [2]从远地点向近地点运动时，质量不变，高度变低，速度变大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。 [3]人造卫星在太空中运动，不受空气阻力，机械能守恒，整个过程中机械能总量不变。 14．(1)增大 (2)减小 (3) 大于 减小 【详解】（1）向瓶内充气时，压缩瓶内的气体做功，瓶内气体的内能增加。 （2）影响动能的因素有：质量和速度，水火箭在B点时，水已排尽，水火箭在BC段，质量不变，速度减小，动能减小。 （3）[1][2]A、D两点高度相同，水火箭在A点质量较大，水火箭在A点重力势能大于D点重力势能；由于存在空气阻力，克服摩擦做功，CD段水火箭机械能减小。 15．(1)重物 (2) 多 大 (3)相同 【详解】（1）实验中，重物从高处落下撞击小桌，通过小桌下陷的深度反映重物重力势能的大小。因此实验探究的是重物的重力势能。 （2）[1][2]同一个重物的质量不变，从不同高度落下，高度越高，能够对外做的功越多，小桌下陷的深度越深，说明它的重力势能越大。 （3）根据控制变量法，若要探究物体重力势能与质量的关系，应换用质量不同的重物，控制高度相同，所以让它们从相同高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。 16．(1)速度 (2)速度相同的物体，质量越大，动能越大 (3)不能 (4)不守恒 【详解】（1）根据控制变量法可知，为了探究物体的动能与质量的关系，应该让不同质量的小球沿斜面同一高度静止滚下，使它们到达斜面底端的速度相等。 （2）实验中通过观察木块被撞击后运动距离的大小来间接判断小球动能的大小，这种研究问题的方法是转换法。小球到达水平面时的速度相同，选用质量较大的钢球时，木块B在水平面上滑行的距离更远些，表示质量较大的小球对木块做的功较多，则质量较大的小球进入水平面时的动能较大，可得结论：当物体速度一定时，物体质量越大动能越大。 （3）实验中通过观察木块被撞击后运动距离的大小来间接判断小球动能的大小。若水平面绝对光滑，小球和木块将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判断小球动能的大小，本实验将不能达到探究目的。 （4）小球和木块在运动过程中，机械能有一部分通过摩擦转化为内能，使机械能总量减小，因此小球和木块的机械能总和不守恒。 17．(1)木块滑行的距离 (2)大 【详解】（1）动能的大小是无法直接观察出来的，实验中，是通过木块滑行的距离来判断钢球滑到斜槽底端时动能的。 （2）由表格可知，质量一定时，钢球下落高度越高，推动木块滑行的越远，说明钢球速度越大，钢球的动能越大，故可得出的结论是：当钢球的质量一定时，速度越大，动能越大。 18．(1)小球 (2)速度 (3) 相同 质量 (4) 摩擦力 做功 (5)匀速直线运动 【详解】（1）在该实验中，小球从斜面上滚下撞击木块，小球具有动能，推动木块运动，木块移动的距离越远，说明小球对木块做的功越多，也就表明小球的动能越大。所以是通过观察木块移动距离来判断小球动能的大小。 （2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，同一小球质量不变，从不同高度滚下到达水平面时的速度不同，所以目的是为了探究动能的大小与速度的关系。 （3）[1][2]要探究动能的大小与质量的关系，需要控制速度相同，质量不同。所以换用质量不同的小球，应使它们从斜面的相同高度由静止滚下，这样小球到达水平面时的速度相同，目的是探究动能的大小与质量的关系。 （4）[1][2]木块在水平面上运动，最终会停下来，是因为受到了摩擦力的作用，摩擦力阻碍了木块的运动。在此过程中，木块克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，是通过做功的方式转化内能。 （5）根据牛顿第一定律，一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。如果木块在运动过程中所受的摩擦力为0，木块将保持匀速直线运动状态。 19．(1)600N (2)150cm；100cm (3)400N (4)180J 【详解】（1）小金受到的重力 （2）由图可知，动力臂 阻力臂 （3）根据杠杆的平衡条件可得，即 解得 （4）做一次俯卧撑小金克服重力做的功 20．(1)2600J (2)72.2% (3)120W 【详解】（1）由图乙可知，30s内物体沿木板移动的距离为5m，则物体刚好上升了2m，故克服物体重力做的有用功W有＝Gh＝1300N×2m＝2600J （2）克服物体所受摩擦力做的额外功W额＝fs＝200N×5m＝1000J 拉力做的总功W总＝W有+W额＝2600J+1000J＝3600J 斜面的机械效率 （3）30s内拉力的功率 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 $$