2025年中考物理二轮专题复习分层专项训练：功与机械能

功与机械能 一．选择题（共12小题） 【分层训练：基础巩固】 1．（2025•吴江区一模）物理量单位对物理量的理解和描述至关重要，下列不是功和能量的单位是（　　） A．焦耳 B．牛•米 C．瓦•秒 D．伏•安 2．（2025•南宁一模）下列所示现象中，力对物体做功的是（　　） A．如图甲，搬石头但未搬动 B．如图乙，提着滑板水平匀速前行 C．如图丙，推小车但未推动 D．如图丁，拉着重物使其向上运动 3．（2025•肥东县模拟）如图所示，一根细线上端固定，末端系着一小球，细线被拉直且长度不变，小球从左侧A点由静止释放，经过B、C、D点摆到右侧的最高点E，已知E点比A点低，B点和D点等高，C点是小球摆动的最低点。关于小球摆动的整个过程，下列说法正确的是（　　） A．小球在B、D两点具有的机械能相等 B．小球在C点受到细线的拉力与它拉细线的力是一对相互作用力 C．小球在C点受到细线的拉力与它受到的重力是一对平衡力 D．小球从C点到E点的过程中动能全部转化为重力势能 4．（2025•芜湖模拟）无人机航拍成为旅游新时尚，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．无人机匀速升空时，重力势能一直增大 B．无人机匀速升空时，机械能一直增大 C．无人机匀速下落时，动能保持不变 D．无人机匀速下落时，机械能保持不变 5．（2025•南宁一模）2024年10月11日，我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。卫星在减速下落的过程中（　　） A．动能不变，势能减小 B．动能减小，势能不变 C．动能不变，机械能不变 D．势能减小，机械能减小 6．（2025•重庆一模）以下校园活动的场景中，有关说法正确的是（　　） A．排球比赛——将排球向上垫起后，球的动能不变，重力势能增加 B．50m测试——人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性作用 C．球鞋底花纹——是通过增大接触面的粗糙程度而减小所受摩擦力 D．引体向上——人拉住单杠离开地面静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡 7．（2025•永寿县校级开学）近年来，我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就，实现了毛主席在《水调歌头•重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的情景。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是（　　） A．如图﹣1，巴黎奥运会期间，中国空间站的宇航员在空间站内举重，可以达到锻炼身体的目的 B．如图﹣2，国产C919大型客机起飞爬升过程中，机械能增大 C．如图﹣3，“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强越大 D．如图﹣4，“雪龙”号破冰船利用自身重力破冰，说明力可以使物体发生形变 8．（2025•德惠市一模）高空抛物存在巨大的安全隐患，因为同一物体在高处具有较大的（　　） A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 9．（2025•玄武区模拟）如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 10．（2025•河北区一模）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 11．（2025•武汉模拟）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球（动力装置关闭），其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。关于此过程中的能量转化，下面说法正确的是（　　） A．CD段返回器的重力势能变大 B．BC段返回器的机械能减小 C．AB段返回器动能减小量大于重力势能的增加量 D．A到D的全过程中返回器机械能守恒 12．（2025•南通模拟）如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球接触弹簧开始直至将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间关系如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变。则下列说法正确的是（　　） A．小球在b点时重力大于弹力 B．小球接触弹簧后动能就开始减小 C．在运动过程中小球的重力势能一直在减小 D．小球在最低点时，速度为零，处于平衡状态 二．填空题（共8小题） 13．（2025•南昌模拟）如图所示，是警民合力推着一辆故障车在水平路面前行的情景，在这个过程中，推力对故障车 　 　 做功，地面的支持力对故障车 　 　 做功。（均选填“有”或“没有”） 14．（2025•松江区二模）如图所示是我国自主研发的C919大型商用客机，飞机在空中加速上升时，机械能　 　 ，窗外的大气压　 　 （均选填“变小”“不变”或“变大”）；飞机降落后滑行时，由于　 　 无法立即停下来。 15．（2025•祁阳市校级一模）如图所示，2024年4月30日17时46分，神舟十七号载人飞船以快速返回模式平安降落至东风着陆场，在距地面2m左右时，返回舱反推发动机点火，减小了落地速度，这一过程说明力可以改变物体的 　 　 ，宇航员的重力势能 　 　 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 16．（2025•天津模拟）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中工人做的有用功是 　 　 J，物体受到斜面的摩擦力为 　 　 N。 17．（2025•上饶三模）祝融号火星车发现火星含水矿物，揭示火星“富水”历史。中国天问三号计划2028年发射，将率先实现火星采样返回。如图所示，当探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，若不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化，则当探测器由近火点向远火点运动时，其速度不断减小，这一过程中，探测器的动能 　 　 ，机械能 　 　 。（均填“增大”“减小”或“不变”） 18．（2025•天宁区模拟）小明在探究影响动能大小因素实验中发现，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动撞击木块的速度越大，钢球的动能越 　 　 ；在探究动能跟质量的关系时，应选择让质量 　 　 的钢球从斜槽 　 　 高度的位置开始运动（选填“相同”或“不同”）。 19．（2025•临夏市校级一模）2025年2月28日，全国射箭联赛总决赛在海南文昌举行。如图所示，用力将弓拉弯，此时的弓具有 　 　 能，松手后箭被射出，射出的箭在空中下落的过程中，重力势能主要转化为 　 　 能。 20．（2025•碑林区校级模拟）为了解决能源和污染问题，飞艇的研发受到重视。我国研发的平流层某飞艇（如图甲）依靠浮力可升到20km高的平流层，其推进系统由太阳能电池提供能量，推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停。 （1）当飞艇从近地面升到平流层高空时，其内外气压差将 　 　 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）若飞艇的气囊体积为3×104m3，则飞艇在平流层受到的浮力约为 　 　 N。（平流层空气密度取0.06kg/m3，g取10N/kg） （3）若飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为0.01N/W，当平流层风速为40m/s时，求飞艇推进器的功率 　 　 W。 三．实验探究题（共2小题） 【分层训练：能力提升】 21．（2025•湖南模拟）近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（h1＜h2）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。 （1）分析甲、乙两图可知，　 　 （选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大； （2）比较甲、乙两图可知，在 　 　 一定时，小钢球的 　 　 越大，动能越大； （3）比较 　 　 两图可以模拟汽车超载带来的危害。 22．（2025•南京模拟）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha＝0.4m，hb＝0.5m，hc＝0.7m。 （1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 　 　 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）； （2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 　 　 状态（平衡/非平衡）； （3）实验中所用小球的重力为 　 　 N。由a点到b点，动能变化量 　 　 （大于/小于/等于）重力势能变化量。 四．计算题（共2小题） 23．（2025•松江区二模）如图所示是一辆无人配送车，该车在某小区的平直道路上沿直线匀速行驶了60米，用时40秒，此过程中受到的牵引力为600牛。求这段时间内牵引力做的功W及其功率P。 24．（2025•芜湖模拟）如图，一辆汽车发动机功率为150kW，载有货物总质量为3000kg，以5m/s的速度匀速运到坡顶，已知坡长300m，坡与地面的夹角为30°，求： （1）汽车上坡过程中所受阻力； （2）汽车克服重力所做的功。 参考答案与试题解析 一．选择题（共12小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 D D B D D D A C D C C 题号 12 答案 C 一．选择题（共12小题） 1．（2025•吴江区一模）物理量单位对物理量的理解和描述至关重要，下列不是功和能量的单位是（　　） A．焦耳 B．牛•米 C．瓦•秒 D．伏•安 【考点】功的单位．版权所有 【专题】功、功率、机械效率；理解能力． 【答案】D 【分析】功的单位有焦耳、瓦•秒、牛•米等，功率的单位有瓦特、伏•安等。 【解答】解：焦耳、瓦•秒、牛•米都是功的单位；伏•安是功率的单位，故ABC错误，D正确。 故选：D。 【点评】此题考查了功的单位，属基础题目。 2．（2025•南宁一模）下列所示现象中，力对物体做功的是（　　） A．如图甲，搬石头但未搬动 B．如图乙，提着滑板水平匀速前行 C．如图丙，推小车但未推动 D．如图丁，拉着重物使其向上运动 【考点】力是否做功的判断．版权所有 【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】D 【分析】判断人做没做功的依据就是看在这个过程中，是否同时具备做功的两个必要因素：①作用在物体上的力，②物体在力的方向上通过了距离。 【解答】解：A、人对石头有一个向上的力，但石头没有在该力的方向上通过距离，所以力没有做功，故A不符合题意； B、提着滑板水平匀速前行，人对滑板车的是竖直向上，但滑板车没有在该力的方向上通过距离，所以力没有做功，故B不符合题意； C、人对小车一个向前的力，但小车没有在该力的方向上通过距离，所以力没有做功，故C不符合题意； D、拉着重物使其向上运动，人给重物一个向上的拉力，重物在该力的方向上通过了距离，所以力对重物做了功，故D符合题意。 故选：D。 【点评】对四个选择项中提到的物理过程分析，结合做功的两个必要因素来突破此题。 3．（2025•肥东县模拟）如图所示，一根细线上端固定，末端系着一小球，细线被拉直且长度不变，小球从左侧A点由静止释放，经过B、C、D点摆到右侧的最高点E，已知E点比A点低，B点和D点等高，C点是小球摆动的最低点。关于小球摆动的整个过程，下列说法正确的是（　　） A．小球在B、D两点具有的机械能相等 B．小球在C点受到细线的拉力与它拉细线的力是一对相互作用力 C．小球在C点受到细线的拉力与它受到的重力是一对平衡力 D．小球从C点到E点的过程中动能全部转化为重力势能 【考点】机械能的概念；动能和重力势能的相互转化；平衡力与相互作用力的辨析．版权所有 【专题】运动和力；机械能及其转化；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）物体的动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定，分析摆动过程中质量、速度、高度的变化，判断出动能和重力势能的转化，因为与空气之间有摩擦，摆动过程中部分机械能转化为内能，所以机械能总量减； （2）相互作用力的条件：两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，分别作用在两个不同物体上； （3）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。 【解答】解：AD、小球从A到C的过程中，大部分重力势能转化为动能；从C到E的过程中，大部分动能又转化为重力势能。因为与空气之间有摩擦，摆动过程中部分机械能转化为内能，所以机械能总量减少，小球在B点具有的机械能大于D点具有的机械能，故AD错误； B、小球在C点受到细线的拉力与它拉细线的力是一对相互作用力，故B正确； C、小球在C点受到细线的拉力与它受到的重力不是一对平衡力．故C错误。 故选：B。 【点评】本题考查学生对平衡力、相互作用力以及机械能的转化的理解。 4．（2025•芜湖模拟）无人机航拍成为旅游新时尚，如图所示。下列说法错误的是（　　） A．无人机匀速升空时，重力势能一直增大 B．无人机匀速升空时，机械能一直增大 C．无人机匀速下落时，动能保持不变 D．无人机匀速下落时，机械能保持不变 【考点】机械能的概念；动能大小与速度的关系；重力势能大小与高度的关系．版权所有 【专题】应用题；机械能及其转化；理解能力． 【答案】D 【分析】动能大小的影响因素有物体的质量和运动速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素有物体质量和物体被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和势能统称为机械能。 【解答】解：A、无人机匀速升空时，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A正确； B、无人机匀速升空时，质量不变，速度不变，故动能不变；同时高度增大，重力势能增大，所以机械能增大，故B正确； C、无人机匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变，故C正确； D、无人机匀速下落时，质量一定，高度减小，重力势能减小；质量一定，速度不变，故动能不变；动能和势能统称为机械能，机械能减小，故D错误。 故选：D。 【点评】本题考查动能和势能的大小变化，关键掌握影响动能和重力势能的因素。 5．（2025•南宁一模）2024年10月11日，我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。卫星在减速下落的过程中（　　） A．动能不变，势能减小 B．动能减小，势能不变 C．动能不变，机械能不变 D．势能减小，机械能减小 【考点】机械能的概念；动能大小与速度的关系；重力势能大小与高度的关系．版权所有 【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】D 【分析】影响动能的因素有质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大，影响动力势能的因素有质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大，重力势能和动能合称机械能。 【解答】解：飞机减速下落的过程速度变小，高度降低，质量不变，飞机的动能和动力势能都变小，所以机械能变小。 故选：D。 【点评】本题考查学生对动能和势能的理解以及能的转化。 6．（2025•重庆一模）以下校园活动的场景中，有关说法正确的是（　　） A．排球比赛——将排球向上垫起后，球的动能不变，重力势能增加 B．50m测试——人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性作用 C．球鞋底花纹——是通过增大接触面的粗糙程度而减小所受摩擦力 D．引体向上——人拉住单杠离开地面静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡 【考点】动能和重力势能的相互转化；惯性的概念；平衡力与相互作用力的辨析；增大有益摩擦的方法．版权所有 【专题】运动和力；重力、弹力、摩擦力；机械能及其转化；分析、综合能力． 【答案】D 【分析】（1）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称机械能； （2）物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体本身的一种性质； （3）影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度； （4）物体处于平衡状态（静止状态或匀速直线运动）时，所受的力就是平衡力。 【解答】解： A、排球比赛时，将排球向上垫起后，球的质量不变、速度减小，动能减小；质量不变、高度增加，重力势能增加，故A错误； B、50m测试时，人冲过终点时不能立即停下来，是因为人具有惯性，而不能说人获得了惯性，故B错误； C、鞋底的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C错误； D、人拉住单杠静止时，处于平衡状态，此时单杠对人的拉力与人的重力是一对平衡力，故D正确。 故选：D。 【点评】本题是一道力学综合题，涉及到二力平衡、惯性、动能和势能的转化以及影响摩擦力大小的因素等，与生活紧密相连，让学生觉得学习物理有用，同学们平时要尝试用物理知识解释身边的现象。 7．（2025•永寿县校级开学）近年来，我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就，实现了毛主席在《水调歌头•重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的情景。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是（　　） A．如图﹣1，巴黎奥运会期间，中国空间站的宇航员在空间站内举重，可以达到锻炼身体的目的 B．如图﹣2，国产C919大型客机起飞爬升过程中，机械能增大 C．如图﹣3，“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强越大 D．如图﹣4，“雪龙”号破冰船利用自身重力破冰，说明力可以使物体发生形变 【考点】机械能的概念；力可以使物体发生形变；重力的概念；液体压强与深度的关系．版权所有 【专题】运动和力；理解能力． 【答案】A 【分析】（1）在空间站，物体处于失重状态； （2）机械能与动能与重力势能有关； （3）液体压强与液体密度及深度有关； （4）力可以使物体发生形变，也可以改变物体的形状。 【解答】解：A、在空间站，物体处于失重状态，故中国空间站的宇航员在空间站内举重，不可以达到锻炼身体的目的，故A错误； B、国产C919大型客机起飞爬升过程中，重力势能增加，动能增加，故机械能增大，故B正确； C、“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深，所受海水的压强越大，故C正确； D、“雪龙”号破冰船利用自身重力破冰，说明力可以使物体发生形变，故D正确。 故选：A。 【点评】本题考查了机械能、力的作用效果和液体压强，属于基础题。 8．（2025•德惠市一模）高空抛物存在巨大的安全隐患，因为同一物体在高处具有较大的（　　） A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 【考点】重力势能大小与高度的关系．版权所有 【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】C 【分析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。 【解答】解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功越多，因此高空抛物会造成很大的危害，故ABD错误，C正确。 故选：C。 【点评】本题考查了重力势能的概念和影响因素，属于基础题目。 9．（2025•玄武区模拟）如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 【考点】比较动能的大小；机械能的概念；机械能的守恒；机械能与其他形式的能之间的转化．版权所有 【专题】机械能及其转化；分析、综合能力． 【答案】D 【分析】机械能包括动能与重力势能；它们之间能相互转化，如果没有摩擦等阻力，机械能的总量保持不变，有摩擦阻力时，机械能的总量减小。 【解答】解： A、由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点动能，故A错误； B、球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，球在M点既有动能又有重力势能，球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，也既有动能又有重力势能，故B错误； C、球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，球在N点的机械能一定小于在M点的机械能，但由于球在M、N点的动能大小不确定，因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定，即N点重力势能有可能比M点重力势能大，则最高点N与M点对比，N点可能M高，故C错误； D、忽略空气阻力，球从N点到Q点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于Q点的机械能，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了机械能和能量之间的相互转化。 10．（2025•河北区一模）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 【考点】功率的大小比较；功的比较大小．版权所有 【专题】应用题；比较思想；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】C 【分析】根据W＝Fs得到该力在此过程中所做功；根据P得到功率的大小。 【解答】解：由题可知，先后两次同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，根据W＝Fs可知它们做功相等；又因为两次所用时间相同，根据P得到功率的大小相同。 故选：C。 【点评】本题考查了功和功率的大小的比较，属于基础题。 11．（2025•武汉模拟）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球（动力装置关闭），其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。关于此过程中的能量转化，下面说法正确的是（　　） A．CD段返回器的重力势能变大 B．BC段返回器的机械能减小 C．AB段返回器动能减小量大于重力势能的增加量 D．A到D的全过程中返回器机械能守恒 【考点】机械能的守恒；重力势能大小与高度的关系；机械能的概念；动能和重力势能的相互转化．版权所有 【专题】机械能及其转化；理解能力． 【答案】C 【分析】动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。 重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 动能和势能之和称为机械能。 【解答】解：A．重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。由图可知，CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A错误； B．动能和势能之和称为机械能。由图可知，BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，保持不变，故B错误； C．由图可知，AB段受空气阻力的作用，克服空气阻力做功，一部分动能转化为内能，所以动能的减小量大于重力势能的增加量，故C正确； D．由图可知，A到D的全过程中，由于克服空气阻力做功，使得机械能减小，返回器机械能不守恒，故D错误。 故选C。 【点评】掌握动能、重力势能、机械能大小的影响因素是解决该题的关键。 12．（2025•南通模拟）如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球接触弹簧开始直至将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间关系如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变。则下列说法正确的是（　　） A．小球在b点时重力大于弹力 B．小球接触弹簧后动能就开始减小 C．在运动过程中小球的重力势能一直在减小 D．小球在最低点时，速度为零，处于平衡状态 【考点】动能和重力势能的相互转化；平衡状态的判断；力与运动的关系．版权所有 【专题】图析法；运动和力；机械能及其转化；分析、综合能力． 【答案】C 【分析】（1）在小球接触弹簧向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；开始的一段时间内，重力大于弹力，合力向下，小球做加速运动，其速度增大；随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，合力为零，速度最大；小球再向下运动，弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动，其速度减小直至为0。 （2）动能大小的影响因素：质量、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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。 【解答】解：A．小球从a到b的过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等，故A错误； B．小球接触弹簧后开始的一段时间内，重力大于弹力，合力向下，小球做加速运动，其速度增大；当弹力与重力相等时，合力为零，速度最大；小球再向下运动，弹力大于重力，合力向上，小球做减速运动，其速度减小直至为0。所以小球的速度先变大后变小，动能也先变大后变小，故B错误； C．从小球接触弹簧开始直至将弹簧压缩到最短的过程中，高度一直在减小，所以小球的重力势能一直在减小，故C正确； D．小球在最低点时，将弹簧压缩至最短，即弹簧的压缩量最大，小球的速度为0，此时，小球受到的弹力大于其重力，所以小球处于非平衡状态，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了弹力、动能和重力势能以及运动和力关系等问题。解题的关键要读懂图，由图获取小球速度变化的信息，分析小球的运动过程，分析弹力的变化情况。 二．填空题（共8小题） 13．（2025•南昌模拟）如图所示，是警民合力推着一辆故障车在水平路面前行的情景，在这个过程中，推力对故障车 　有　 做功，地面的支持力对故障车 　没有　 做功。（均选填“有”或“没有”） 【考点】力是否做功的判断．版权所有 【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】有；没有。 【分析】做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。 【解答】解：警民合力推着一辆故障车在水平路面前行时，故障车在推力的方向上移动了距离，根据做功的两个必要因素可知，他们的推力对故障车做了功； 故障车受到水平地面施加的支持力作用，但没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力没有对故障车做功。 故答案为：有；没有。 【点评】明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。 14．（2025•松江区二模）如图所示是我国自主研发的C919大型商用客机，飞机在空中加速上升时，机械能　变大　 ，窗外的大气压　变小　 （均选填“变小”“不变”或“变大”）；飞机降落后滑行时，由于　惯性　 无法立即停下来。 【考点】机械能的概念；运用惯性判断物体的运动；大气压强与高度的关系．版权所有 【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】变大；变小；惯性。 【分析】影响动能的因素有质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大，质量越大，高度越高，重力势能越大，机械能和重力势能合称机械能，物体保持运动状态不变的性质是惯性。 【解答】解飞机在空中加速上升，质量不变，速度变大，动能变大，质量不变，高度升高，重力势能变大，所以飞机的机械能变大； 大气压随海拔的升高而减小，所以窗外气压变小； 飞机由于惯性不能立即停下来。 故答案为：变大；变小；惯性。 【点评】人体考查学生对动能、势能的理解以及能的转化。 15．（2025•祁阳市校级一模）如图所示，2024年4月30日17时46分，神舟十七号载人飞船以快速返回模式平安降落至东风着陆场，在距地面2m左右时，返回舱反推发动机点火，减小了落地速度，这一过程说明力可以改变物体的 　运动状态　 ，宇航员的重力势能 　减小　 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【考点】重力势能大小与高度的关系；力可以改变物体的运动状态．版权所有 【专题】简答题；理解能力． 【答案】运动状态，减小。 【分析】力可以改变物体的运动状态还可以改变物体的形状；重力势能的大小与质量和所处的高度有关。 【解答】解：速度减小，说明运动状态改变了，因此说明改变了物体的运动状态；宇航员所处的高度减小了，因此重力势能减小。 故答案为：运动状态，减小。 【点评】本题考查了力的作用效果及重力势能的影响因素，是一道基础题。 16．（2025•天津模拟）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，已知箱子重900N，斜面长3m、高1m。工人用400N沿斜面方向的力将箱子匀速推到车上。在这过程中工人做的有用功是 　900　 J，物体受到斜面的摩擦力为 　100　 N。 【考点】功的简单计算．版权所有 【专题】应用题；功、功率、机械效率． 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）已知物体重力和提升的高度，根据公式W＝Gh可求有用功； （2）根据公式W＝Fs可求总功，而W总＝W有用+W额，据此求额外功，而W额＝fs，据此求摩擦力大小。 【解答】解： （1）工人做的有用功： W有用＝Gh＝900N×1m＝900J； （2）工人做的总功： W总＝Fs＝400N×3m＝1200J， 因为W总＝W有用+W额， 所以工人克服摩擦做的额外功： W额＝W总﹣W有用＝1200J﹣900J＝300J， 由W额＝fs得摩擦力： f100N。 故答案为：900；100。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功的计算，知道利用斜面时做的额外功就是克服摩擦做功是本题的关键。 17．（2025•上饶三模）祝融号火星车发现火星含水矿物，揭示火星“富水”历史。中国天问三号计划2028年发射，将率先实现火星采样返回。如图所示，当探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，若不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化，则当探测器由近火点向远火点运动时，其速度不断减小，这一过程中，探测器的动能 　减小　 ，机械能 　不变　 。（均填“增大”“减小”或“不变”） 【考点】机械能的概念；动能大小与速度的关系．版权所有 【专题】机械能及其转化；理解能力． 【答案】减小；不变。 【分析】动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、高度。质量越大，高度越高，重力势能越大； 不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。 【解答】解：测器由近火点向远火点运动时，不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化，探测器相对于火星的高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能，动能减小，若不受大气阻力，只发生动能和势能的相互转化，机械能守恒，保持不变。 故答案为：减小；不变。 【点评】本题考查了机械能的转化等知识，难度不大，属于基础题目。 18．（2025•天宁区模拟）小明在探究影响动能大小因素实验中发现，钢球质量一定时，从斜槽越高的位置开始运动撞击木块的速度越大，钢球的动能越 　大　 ；在探究动能跟质量的关系时，应选择让质量 　不同　 的钢球从斜槽 　相同　 高度的位置开始运动（选填“相同”或“不同”）。 【考点】探究影响物体动能大小的因素﹣动能与速度的关系；探究影响物体动能大小的因素．版权所有 【专题】实验题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】大；不同；相同 【分析】实验中通过木块移动的距离反映动能的大小； 动能的大小与质量、速度有关；根据控制变量法，探究动能跟质量的关系时，应控制速度不变。 【解答】解：动能的影响因素有质量和速度，当质量一定时，撞击木块的速度越大，木块移动的距离越远，钢球的动能越大。 探究物体动能与质量的关系时，应改变物体质量，控制下落高度相同从而使小球进入水平面时的速度相同，即选择质量不同的钢球从相同的高度由静止开始运动。 故答案为：大；不同；相同。 【点评】影响动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度；因此研究物体动能大小与这两个因素的关系时要用到控制变量法，物体动能的多少可以通过木块被推出去的距离大小来体现。 19．（2025•临夏市校级一模）2025年2月28日，全国射箭联赛总决赛在海南文昌举行。如图所示，用力将弓拉弯，此时的弓具有 　弹性势　 能，松手后箭被射出，射出的箭在空中下落的过程中，重力势能主要转化为 　动　 能。 【考点】动能和重力势能的相互转化；弹性势能的概念．版权所有 【专题】机械能及其转化；应用能力． 【答案】弹性势；动。 【分析】（1）物体由于发生弹性形变所具有的能量叫弹性势能； （2）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。 【解答】解：根据弹性势能的定义可知，用力将弓拉弯，此时的弓具有弹性势能。 射出的箭在空中下落的过程中，高度越来越低，重力势能越来越小，速度越来越大，因此重力势能主要转化为动能。 故答案为：弹性势；动。 【点评】此题考查机械能之间的转化与守恒，要注意的是：考虑空气和摩擦阻力时，一部分机械能会转化为内能，机械能总和会减少。 20．（2025•碑林区校级模拟）为了解决能源和污染问题，飞艇的研发受到重视。我国研发的平流层某飞艇（如图甲）依靠浮力可升到20km高的平流层，其推进系统由太阳能电池提供能量，推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使飞艇长时间悬停。 （1）当飞艇从近地面升到平流层高空时，其内外气压差将 　变大　 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）若飞艇的气囊体积为3×104m3，则飞艇在平流层受到的浮力约为 　1.8×104　 N。（平流层空气密度取0.06kg/m3，g取10N/kg） （3）若飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为0.01N/W，当平流层风速为40m/s时，求飞艇推进器的功率 　1.44×105　 W。 【考点】功、功率的图像问题；利用阿基米德原理进行简单计算；浮力的图像问题；功率的计算．版权所有 【专题】计算题；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】（1）变大；（2）1.8×104；（3）1.44×105。 【分析】（1）海拔越高，空气越稀薄，大气压越小； （2）已知空气的密度和飞艇的体积，根据公式F浮＝ρ空气gV排可求飞艇受到的浮力； （3）由图乙可知，飞艇受到的阻力与风速的平方成正比，且当风速的平方为400m2/s2时，飞艇受到的阻力f＝360N，据此求出当平流层风速为40m/s时飞艇受到的阻力；飞艇悬停在空中时受到的水平推力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据推进器的功效求出飞艇推进器的功率。 【解答】解：（1）海拔越高，空气越稀薄，大气压越小，飞艇内的气压不变，故其内外气压差将变大； （2）飞艇在平流层受到的浮力： F浮＝ρ空气gV排＝ρ空气gV气囊＝0.06kg/m3×10N/kg×3×104m3＝1.8×104N； （3）由图乙可知，飞艇受到的阻力与风速的平方成正比，且当风速的平方为400m2/s2时，飞艇受到的阻力f＝360N， 当平流层风速为40m/s时，飞艇受到的阻力：f′360N＝1440N； 飞艇悬停在空中，此时飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力，所以，水平推力：F＝f′＝1440N， 已知推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为0.01N/W， 则此时飞艇推进器的功率为：P1.44×105W。 故答案为：（1）变大；（2）1.8×104；（3）1.44×105。 【点评】本题考查了气压与高度的关系、功率的计算、浮力的计算等，涉及的知识点多，属于综合题。 三．实验探究题（共2小题） 21．（2025•湖南模拟）近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的小钢球从圆弧轨道的一定高度（h1＜h2）由静止滚下，撞击水平面上的纸盒并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水平面和纸盒均不变）。 （1）分析甲、乙两图可知，　乙　 （选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平面时的速度更大； （2）比较甲、乙两图可知，在 　质量　 一定时，小钢球的 　速度　 越大，动能越大； （3）比较 　乙、丙　 两图可以模拟汽车超载带来的危害。 【考点】探究影响物体动能大小的因素；探究影响物体动能大小的因素﹣动能与速度的关系．版权所有 【专题】机械能及其转化；科学探究能力． 【答案】（1）乙；（2）质量；速度；（3）乙、丙。 【分析】（1）小钢球在刚到达水平面时的速度与高度有关，高度越高，到达水平面时的速度越大； （2）（3）动能的影响因素有两个：质量和速度，根据控制变量法分析。 【解答】解：（1）乙中纸盒被撞的距离更远，说明乙中小钢球到达水平面时的动能大，而甲、乙两图中小钢球的质量相同，所以乙中小钢球在刚到达水平面时的速度更大。 （2）甲、乙两图中，小钢球的质量相等，乙中小钢球到达水平面时的速度更大，乙中小钢球的动能更大；说明在质量一定时，小钢球的速度越大，动能越大。 （3）汽车超载时的质量大，而乙、丙中小钢球到达水平面时的速度相同，质量不同，结果动能不同，所以乙、丙两图可以模拟汽车超载带来的危害。 故答案为：（1）乙；（2）质量；速度；（3）乙、丙。 【点评】用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小，并结合实际分析安全行车方面与知识的联系。 22．（2025•南京模拟）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha＝0.4m，hb＝0.5m，hc＝0.7m。 （1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 　先变大再变小　 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）； （2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 　非平衡　 状态（平衡/非平衡）； （3）实验中所用小球的重力为 　1　 N。由a点到b点，动能变化量 　小于　 （大于/小于/等于）重力势能变化量。 【考点】动能和重力势能的相互转化．版权所有 【专题】应用题；机械能及其转化；应用能力． 【答案】（1）先变大再变小；（2）非平衡；（3）1；小于 【分析】（1）分析橡皮筋在拉伸过程中小球所受力情况，由此分析判断其速度变化； （2）小球下落中橡皮筋拉伸量最大时，小球速度为0，而后在弹力作用下向上运动； （3）当重力等于弹力时，小球的速度是最大的，根据最大速度时的弹力求解。小球的重力势能转化为小球的动能和弹性势能。 【解答】解：（1）小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋力由小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落； 当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大； 当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。 由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小； （2）当橡皮筋伸长量最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态；由于弹力大于重力，合力向上，小球会向上运动； （3）由图可知，在hb处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为hb＝0.5m﹣0.4m＝0.1m，橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为F0.1N＝1N；所以小球的重力为1N； 此过程中，小球的重力势能转化为小球的动能和弹性势能，所以动能变化量小于重力势能变化量。 故答案为：（1）先变大再变小；（2）非平衡；（3）1；小于。 【点评】此题是一道信息题，题目中给出一个新的信息，让学生根据自己学过的知识结合信息解决问题。考查了学生接受新知识、运用新知识的能力。 四．计算题（共2小题） 23．（2025•松江区二模）如图所示是一辆无人配送车，该车在某小区的平直道路上沿直线匀速行驶了60米，用时40秒，此过程中受到的牵引力为600牛。求这段时间内牵引力做的功W及其功率P。 【考点】功率的计算；功的简单计算．版权所有 【专题】功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】这段时间内牵引力做的功是36000J，功率是900W。 【分析】根据W＝Fs求牵引力做的功；根据P得到牵引力做功的功率。 【解答】解：牵引力做的功：W＝Fs＝600N×60m＝36000J， 牵引力做功的功率：P900W。 答：这段时间内牵引力做的功是36000J，功率是900W。 【点评】本题考查功和功率的计算，需要知道功和功率的公式。 24．（2025•芜湖模拟）如图，一辆汽车发动机功率为150kW，载有货物总质量为3000kg，以5m/s的速度匀速运到坡顶，已知坡长300m，坡与地面的夹角为30°，求： （1）汽车上坡过程中所受阻力； （2）汽车克服重力所做的功。 【考点】功率的计算；功的简单计算．版权所有 【专题】重力、弹力、摩擦力；功、功率、机械效率；应用能力． 【答案】（1）汽车上坡过程中所受阻力为30000N； （2）汽车克服重力所做的功为4.5×106J。 【分析】（1）根据PFv求汽车发动机的牵引力，根据力的平衡条件求汽车上坡过程中所受的阻力； （2）根据G＝mg求汽车的重力，由三角形知识求汽车上升的高度，根据W＝Gh求汽车克服重力所做的功。 【解答】解：（1）根据PFv可得，汽车发动机的牵引力： F30000N， 汽车沿斜坡匀速上行，所受阻力（包括摩擦力、空气阻力和重力的下滑分力）与牵引力平衡，大小相等，即： f＝F＝30000； （2）汽车的重力：G＝mg＝3000kg×10N/kg＝30000N， 由三角形知识可得，汽车上升的高度：hL150m， 汽车克服重力所做的功：W＝Gh＝30000N×150m＝4.5×106J。 答：（1）汽车上坡过程中所受阻力为30000N； （2）汽车克服重力所做的功为4.5×106J。 【点评】本题考查功、功率和重力的有关计算，以及力的平衡条件，难度一般。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$