内容正文:
专题09 功和机械能
考点01 功及其计算
考点02 功率及其计算
考点03 动能和势能
考点03 机械能及其相互转化
功及其计算
1.(2025·河北保定·一模)楼顶维修工作中,工人利用滑轮将重240N的建筑材料提升到15m的楼顶,用时30s,如图所示。已知工人对绳子的拉力为150N,不计绳重和摩擦,此过程中,下列说法正确的是( )
A.滑轮所受重力为90N B.工人所做的有用功为4500J
C.工人所用拉力的功率为75W D.滑轮的机械效率为80%
2.(2025·河北石家庄·一模)如图甲所示,小红和同学正在踢毽子。小红先后以速度大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向上方向将毽子踢出,如图乙所示(忽略空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.毽子上升过程中,踢力对它做功
B.踢出的毽子向上运动的过程中,毽子的惯性减小
C.毽子竖直上升能到达的最高点高于斜向上能到达的最高点
D.落回地面静止后,毽子对地面的压力和地面对它的支持力是一对平衡力
2.(2025·河北唐山·一模)如图所示,一辆卡车在平直公路上匀速行驶,速度为,发动机的实际功率为,行驶的时间为。这个过程中,下列说法正确的是( )
A.发动机做的功为
B.卡车的牵引力为
C.卡车行驶的路程为
D.卡车受到的阻力为
3.(2025·河北廊坊·一模)如图所示装置,由滑轮组和电动卷扬机组成,工人利用该装置将重为4900N的物体M,沿水平方向匀速拉动10m的过程用时5s,电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为,物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的倍,在此过程中,电动卷扬机的效率是,g取,忽略绳重和滑轮组摩擦。则下列说法正确的是( )
A.拉力F做的功为9800J B.拉力F做功的功率为1000W
C.动滑轮的重力为20N D.电动卷扬机消耗的电能为12250J
4.(2025·河北保定·一模)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为。起重机用20秒将的钢板匀速提升到高的桥墩上。
(1)起重机克服钢板重力做的功为 J;
(2)某次作业前,发现挂钩处的一个滑轮(每个动滑轮质量)有故障,为了维修方便,将提升重物的挂钩机构部分匀速提升至距地面1.5米处,所用拉力为,此时的机械效率为 。
5.(2025·河北石家庄·一模)如图所示是某款油电混动汽车,假如车的总质量为2t,四个车轮与地面接触面积为,纯电模式电动机的输出功率为40kW不变。(取,汽油热值取)求:
(1)汽车静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)汽车以纯电模式在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力为2000N,汽车的速度;
(3)汽车以(2)中的速度在平直路面行驶50km,若换用纯油模式,汽油机的效率为,需要消耗汽油的质量。
功率及其计算
1.(2025·河北邯郸·一模)我国生产的一款新能源汽车,某次出行时车和人的总质量为,30min内在某段水平公路上匀速直线行驶了36km,此过程中汽车的牵引力为车和人总重的0.05倍,则汽车的速度为 ,汽车牵引力做功的功率为 。(g取10N/kg)
2.(2025·河北石家庄·一模)春节期间,小阳爸爸开车带着家人前往农村老家和爷爷奶奶一起过大年。汽车总质量为kg,车轮与路面的总接触面积为0.05m2。当汽车匀速通过一段长为9 km的平直高速公路时,用时5min,汽车发动机牵引力为900N,效率为30%。(g取10N/kg,燃油的热值取J/kg)求:
(1)汽车静止时对水平路面的压强;
(2)汽车匀速通过那段长为9km的平直高速公路的过程中,牵引力做功的功率;
(3)汽车匀速通过那段长为9km的平直高速公路的过程中,汽车消耗燃油的质量。
3.(2025·河北石家庄·一模)如图是汽车起重机吊货物时的场景。汽车起重机自重为2×105N,吊臂长度可在10~30m之间调节,汽车起重机可以吊起距支点O水平距离4~20m范围内的重物,汽车起重机工作时与水平地面的总接触面积为2m2(不计吊臂重、滑轮重和绳重)。
(1)求汽车起重机未吊货物时对水平地面的压强;
(2)若将质量为20t的货物在10s内匀速竖直提升3m,求此过程中汽车起重机克服货物重力做功的功率;
(3)若汽车起重机动力系统A允许提供的动力与动力臂乘积的最大值为1.5×106N·m,求在动力与动力臂的乘积最大时允许吊起重物的重力范围。
4.(2025·河北保定·一模)如图所示为机器人辅助警方在室外安防巡逻时的情景,其空载时的质量为100kg,车轮与地面的接触总面积为。机器人在水平地面匀速巡逻时的速度为0~2m/s,负载后对地面的最大压强可以达到,所受阻力为总重的0.2倍,g取。求:
(1)机器人空载时对水平地面的压强。
(2)机器人可负载的最大质量。
(3)机器人内部驱动电机提供的牵引力的最大功率。
动能和势能
1.(2025·河北沧州·一模)2025年2月11日,长征八号运载火箭将卫星互联网低轨卫星发射升空。卫星通过 波向地面发送信息。火箭发射升空过程中,卫星的重力势能 (选填“增大”或“减小”)。
2.(2025·河北保定·一模)甲、乙是两个完全相同的皮球。如图所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出,乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。落地前的运动过程中,甲球的动能 (选填“增大”、“不变”或“减小”),刚到地面时的速度v甲 v乙(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
3.(2025·河北保定·一模)如图是水电站剖面图,人们修筑拦河坝,储蓄水发电,水能是 (填“可再生”或“不可再生”)能源。为实现新能源安全可靠替代传统能源,推动绿色低碳和可持续发展的目标,截至2022年底,我国已建成的抽水蓄能电站总装机容量为4579万千瓦,居世界首位。抽水蓄能电站建有上、下两座水库,两座水库互通,水流双向运行。当把下水库中的水抽到上水库时,水的重力势 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
4.(2025·河北石家庄·一模)在2024年巴黎奥运会上中国跳水梦之队包揽了跳水项目的全部金牌。如图所示,运动员在起跳前,跳板的 转化为运动员的动能。从刚离开跳板到向下落水的过程,运动员动能的变化情况是 。
机械能及其相互转化
1.(2025·河北沧州·一模)2024年,我国载人航天首发成功——长征七号运载火箭托举着天舟七号货运飞船为”天宫“送去“年货大礼包”。下列叙述正确的是( )
A.火箭燃料在燃烧过程中,热值不断减小
B.空间站里的电能主要来源于太阳能,太阳能是核裂变产生的
C.天舟七号对接“天宫”空间站的信息画面是通过超声波传到地球的
D.回收试验航天器时,下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为内能
2.(2025·河北石家庄·一模)若不计空气阻力,下列场景中机械能守恒的是( )
A.跳伞运动员在空中匀速下落
B.汽车在水平公路上加速行驶
C.苹果从树上自由落下
D.被吊车匀速吊起的货物
3.(2025·河北石家庄·一模)下列有关能量及其转化的说法正确的是( )
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.锂电池放电时电能转化为化学
C.内燃机的压缩冲程机械能转化为内能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
4.(2025·河北保定·一模)2024年11月4日,“神舟十八号”航天员乘组稳稳降落于东风着陆场。如图甲所示,在“神舟十八号”飞船返回舱开伞后,速度从200m/s降至8m/s,再经过匀速降落至距离地面仅剩1米时,反推发动机同时点火(如图乙所示),使返回舱在反推力的作用下平稳着陆。下列说法正确的是( )
A.打开伞减速阶段,返回舱动能转化为重力势能
B.在匀速下降阶段,返回舱的机械能不变
C.在最后1米下降过程中,返回舱的机械能减小
D.在整个返回过程中,返回舱的重力势能一直向动能转化
5.(2025·河北保定·一模)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间,若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落。则从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的动能 ,机械能 。
6.(2025·河北石家庄·一模)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号运载火箭顺利升空,在加速升空过程中,飞船的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”);2025年3月21日,神舟十九号航天员乘组圆满完成第三次出舱活动,蔡旭哲成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员,如图为航天员在机械臂的辅助下顺利到达舱外指定地点,在此过程中以机械臂脚踏板为参照物,宇航员是 (选填“运动”或“静止”)的。
7.(2025·河北秦皇岛·一模)2024年7月27日,在巴黎奥运会跳水女子双人3米板决赛中,中国选手昌雅妮、陈艺文夺得金牌。在不考虑空气阻力的情况下,运动员离开跳板上升的过程中,动能转化为 。运动员下落的过程中,机械能 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
8.(2025·河北石家庄·一模)掷实心球是中考体育抽测项目之一,如图是某同学投掷实心球的场景,若不计空气阻力,在上升过程中,实心球的重力势能 ;从抛出到落地的过程中,实心球的机械能总量 (以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
9.(2025·河北石家庄·一模)如图所示是跳台滑雪示意图,运动员助滑后获得较大速度,在跳台末端飞出后在空中做出各种比赛动作,最后落在着陆坡某位置完成比赛。若不计空气阻力,运动员从B到C过程中 能转化为 能,运动员在C时的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在D时的机械能。
10.(2025·河北石家庄·一模)如图甲所示,离手后的篮球在空中从A 点依次经过B 点(未画出)、C点运动到D 点,图乙为它在B、D两点的能量柱状图,则篮球在 (填“B”或“D”)点的位置高;在B点的机械能 (填“大于”“小于”或“等于”)在 D 点的机械能。
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专题09 功和机械能
考点01 功及其计算
考点02 功率及其计算
考点03 动能和势能
考点03 机械能及其相互转化
功及其计算
1.(2025·河北保定·一模)楼顶维修工作中,工人利用滑轮将重240N的建筑材料提升到15m的楼顶,用时30s,如图所示。已知工人对绳子的拉力为150N,不计绳重和摩擦,此过程中,下列说法正确的是( )
A.滑轮所受重力为90N B.工人所做的有用功为4500J
C.工人所用拉力的功率为75W D.滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【来源】2025年河北省保定市竞秀区中考一模物理试题
【详解】
A.由图可知,拉着动滑轮的绳子段数n=2,不计绳重和摩擦,根据可知,动滑轮的重力为
故A错误;
B.工人所做的有用功为
故B错误;
C.工人所用拉力的总功
拉力的功率
故C错误;
D.滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
2.(2025·河北石家庄·一模)如图甲所示,小红和同学正在踢毽子。小红先后以速度大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向上方向将毽子踢出,如图乙所示(忽略空气阻力)。下列说法正确的是( )
A.毽子上升过程中,踢力对它做功
B.踢出的毽子向上运动的过程中,毽子的惯性减小
C.毽子竖直上升能到达的最高点高于斜向上能到达的最高点
D.落回地面静止后,毽子对地面的压力和地面对它的支持力是一对平衡力
【答案】C
【来源】2025年河北省石家庄市中考一模物理试题
【详解】
A.毽子上升过程中,不再受到踢力作用,所以踢力对它不做功,故A错误;
B.惯性大小与物体质量有关。踢出的毽子向上运动的过程中,毽子质量不变,惯性不变,故B错误;
C.两种情况下毽子的初始速度相同,初始动能相同。忽略空气阻力,毽子的机械能不变,毽子竖直上升到最高点时,速度为零,动能为零,毽子的初始动能全部转化为重力势能;斜向上方向将毽子踢出,毽子在最高点时,速度不为零,毽子的初始动能有一部分转化为重力势能。所以毽子竖直向上到最高点时的重力势能大于斜向上到最高点时的重力势能,毽子质量不变,则毽子竖直上升能到达的最高点高于斜向上能到达的最高点,故C正确;
D.落回地面静止后,毽子对地面的压力和地面对它的支持力是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
2.(2025·河北唐山·一模)如图所示,一辆卡车在平直公路上匀速行驶,速度为,发动机的实际功率为,行驶的时间为。这个过程中,下列说法正确的是( )
A.发动机做的功为
B.卡车的牵引力为
C.卡车行驶的路程为
D.卡车受到的阻力为
【答案】B
【来源】2025年河北省唐山市中考一模物理试题
【详解】
A.根据可得,发动机做的功
故A错误;
B.卡车的速度
根据可得,卡车的牵引力为
故B正确;
C.根据可得,卡车行驶的路程为
故C错误;
D.卡车匀速行驶,处于平衡状态,根据二力平衡条件可得,卡车受到的阻力为
故D错误。
故选B。
3.(2025·河北廊坊·一模)如图所示装置,由滑轮组和电动卷扬机组成,工人利用该装置将重为4900N的物体M,沿水平方向匀速拉动10m的过程用时5s,电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为,物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的倍,在此过程中,电动卷扬机的效率是,g取,忽略绳重和滑轮组摩擦。则下列说法正确的是( )
A.拉力F做的功为9800J B.拉力F做功的功率为1000W
C.动滑轮的重力为20N D.电动卷扬机消耗的电能为12250J
【答案】C
【来源】2025年河北省廊坊市部分学校中考一模物理试题
【详解】
A.绕过滑轮组有2根绳子,物体移动10m则绳子移动的距离为20m,拉力做功为
故A错误;
B.拉力做的功功率为
故B错误;
C.物体受到的阻力为
克服阻力做的功为有用功,即
额外功
忽略绳重和滑轮组摩擦则额外功等于滑轮重力做的功,即
故C正确;
D.电动卷扬机的效率为,则电能为
故D错误。
故选C。
4.(2025·河北保定·一模)某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为。起重机用20秒将的钢板匀速提升到高的桥墩上。
(1)起重机克服钢板重力做的功为 J;
(2)某次作业前,发现挂钩处的一个滑轮(每个动滑轮质量)有故障,为了维修方便,将提升重物的挂钩机构部分匀速提升至距地面1.5米处,所用拉力为,此时的机械效率为 。
【答案】(1) (2)40
【来源】 2025年河北省保定市莲池区中考一模物理试题
【详解】
(1)钢板的重力
起重机克服钢板重力做的功
(2)发现挂钩处的一个滑轮(动滑轮)有故障,为了维修,将提升重物的挂钩机构部分匀速提升至距地面1.5米处,此时克服该动滑轮重力做的功为有用功,则有用功
由图可知,绳子段数,拉力端移动的距离
拉力做的总功
此时的机械效率
5.(2025·河北石家庄·一模)如图所示是某款油电混动汽车,假如车的总质量为2t,四个车轮与地面接触面积为,纯电模式电动机的输出功率为40kW不变。(取,汽油热值取)求:
(1)汽车静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)汽车以纯电模式在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力为2000N,汽车的速度;
(3)汽车以(2)中的速度在平直路面行驶50km,若换用纯油模式,汽油机的效率为,需要消耗汽油的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)10kg
【来源】2025年河北省石家庄市新华区中考一模物理试题
【详解】
(1)汽车静止在水平地面时,对地面的压力等于自身的重力,即
则汽车静止在水平地面时,对地面的压强为
(2)汽车以纯电模式在水平路面匀速直线行驶时,受到的阻力与牵引力是一对平衡力,即
根据可知,汽车的速度为
(3)汽车匀速行驶做的有用功
若换用效率为的汽油机提供动力,由可得汽油完全燃烧释放的热量
由可得,需要完全燃烧汽油的质量
功率及其计算
1.(2025·河北邯郸·一模)我国生产的一款新能源汽车,某次出行时车和人的总质量为,30min内在某段水平公路上匀速直线行驶了36km,此过程中汽车的牵引力为车和人总重的0.05倍,则汽车的速度为 ,汽车牵引力做功的功率为 。(g取10N/kg)
【答案】 20m/s
【来源】2025年河北省邯郸市峰峰中学中考一模物理试题
【详解】[1]由可得,汽车匀速行驶的速度
[2]由题意知,匀速行驶过程中汽车的牵引力为车和人总重的0.05倍,牵引力的大小
牵引力所做功
牵引力所做功的功率
2.(2025·河北石家庄·一模)春节期间,小阳爸爸开车带着家人前往农村老家和爷爷奶奶一起过大年。汽车总质量为kg,车轮与路面的总接触面积为0.05m2。当汽车匀速通过一段长为9 km的平直高速公路时,用时5min,汽车发动机牵引力为900N,效率为30%。(g取10N/kg,燃油的热值取J/kg)求:
(1)汽车静止时对水平路面的压强;
(2)汽车匀速通过那段长为9km的平直高速公路的过程中,牵引力做功的功率;
(3)汽车匀速通过那段长为9km的平直高速公路的过程中,汽车消耗燃油的质量。
【答案】(1) (2) (3)0.6kg
【来源】2025年河北省石家庄市18县中考一模物理试题
【详解】(1)汽车的重力
汽车静止时对水平路面的压强
(2)牵引力所做的有用功
牵引力做功的功率
(3)燃烧燃油放出的热量
汽车消耗燃油的质量
3.(2025·河北石家庄·一模)如图是汽车起重机吊货物时的场景。汽车起重机自重为2×105N,吊臂长度可在10~30m之间调节,汽车起重机可以吊起距支点O水平距离4~20m范围内的重物,汽车起重机工作时与水平地面的总接触面积为2m2(不计吊臂重、滑轮重和绳重)。
(1)求汽车起重机未吊货物时对水平地面的压强;
(2)若将质量为20t的货物在10s内匀速竖直提升3m,求此过程中汽车起重机克服货物重力做功的功率;
(3)若汽车起重机动力系统A允许提供的动力与动力臂乘积的最大值为1.5×106N·m,求在动力与动力臂的乘积最大时允许吊起重物的重力范围。
【答案】(1) (2) (3)
【来源】2025年河北省石家庄市中考一模物理试题
【详解】(1)汽车起重机未吊货物时对水平地面的压强为
(2)起重机对货物的拉力为F拉=G物=20×103kg×10N/kg=2×105N
起重机提升货物的速度为
起重机对货物做功的功率为
(3)由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,G物L物=F动L动,即保持不变,当最小时,允许的G物最大,最小为,则
解得,当最大时,允许的G物最小,最大为,则
解得
所以重物的重力的范围
4.(2025·河北保定·一模)如图所示为机器人辅助警方在室外安防巡逻时的情景,其空载时的质量为100kg,车轮与地面的接触总面积为。机器人在水平地面匀速巡逻时的速度为0~2m/s,负载后对地面的最大压强可以达到,所受阻力为总重的0.2倍,g取。求:
(1)机器人空载时对水平地面的压强。
(2)机器人可负载的最大质量。
(3)机器人内部驱动电机提供的牵引力的最大功率。
【答案】(1)1.0×105Pa (2)50kg (3)600W
【来源】2025年河北省保定市徐水区中考一模物理试题
【详解】(1)机器人空载时所受的重力为
机器人空载时对地面的压力等于其空载时的重力,即
机器人空载时对水平地面的压强为
(2)根据可得,负载后对地面的最大压力,即机器人和所载装备的最大总重力
机器人和所载装备的最大总质量
则最大负载质量
(3)由题知,机器人匀速行驶时受到的阻力为
根据二力平衡得,机器人内部驱动电机提供的牵引力为
机器人内部驱动电机提供的牵引力的最大功率为
动能和势能
1.(2025·河北沧州·一模)2025年2月11日,长征八号运载火箭将卫星互联网低轨卫星发射升空。卫星通过 波向地面发送信息。火箭发射升空过程中,卫星的重力势能 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 电磁 增大
【来源】2025年河北省沧州市盐山县第二中学中考一模物理试题
【详解】
[1]广播、电视、移动通信、卫星都是用电磁波传递信息的,故卫星通过电磁波向地面发送信息。
[2]火箭升空过程中,质量不变,高度增加,故卫星的重力势能增大。
2.(2025·河北保定·一模)甲、乙是两个完全相同的皮球。如图所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出,乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。落地前的运动过程中,甲球的动能 (选填“增大”、“不变”或“减小”),刚到地面时的速度v甲 v乙(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 增大 等于
【来源】2025年河北省石家庄市中考一模物理试题
【详解】
[1][2]甲乙皮球完全相同,皮球的质量相同,开始时,两个皮球所处的高度相同,重力势能相同;两个皮球的初速度相同,动能相同,因此两个小球的机械能相同;不计空气阻力,皮球在运动过程中只有动能和势能相互转化,运动过程中两个皮球的机械能守恒;落地前的运动过程中,皮球的高度减小,重力势能转化成动能,甲球的动能增大;落地时,两个皮球的重力势能全部转化为动能,且两个皮球的动能相同,质量相同,因此刚到地面时的速度v甲等于v乙,即。
3.(2025·河北保定·一模)如图是水电站剖面图,人们修筑拦河坝,储蓄水发电,水能是 (填“可再生”或“不可再生”)能源。为实现新能源安全可靠替代传统能源,推动绿色低碳和可持续发展的目标,截至2022年底,我国已建成的抽水蓄能电站总装机容量为4579万千瓦,居世界首位。抽水蓄能电站建有上、下两座水库,两座水库互通,水流双向运行。当把下水库中的水抽到上水库时,水的重力势 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 可再生 变大
【来源】2025年河北省保定市竞秀区中考一模物理试题
【详解】
[1]水能可以源源不断地从自然界获得,是可再生能源。
[2]当把下水库中的水抽到上水库时,水的高度变大,质量不变,水的重力势变大。
4.(2025·河北石家庄·一模)在2024年巴黎奥运会上中国跳水梦之队包揽了跳水项目的全部金牌。如图所示,运动员在起跳前,跳板的 转化为运动员的动能。从刚离开跳板到向下落水的过程,运动员动能的变化情况是 。
【答案】 弹性势能 先变小后变大
【来源】2025年河北省石家庄市中考一模物理试题
【详解】[1]运动员起跳前,跳板发生弹性形变,具有弹性势能,在恢复原状的过程中,跳板的弹性势能转化为运动员的动能。
[2]从刚离开跳板到向下落水的过程,运动员先上升,速度减小,质量不变,动能减小;到达最高点后下落,速度变大,质量不变,动能变大,所以动能先减小后变大。
机械能及其相互转化
1.(2025·河北沧州·一模)2024年,我国载人航天首发成功——长征七号运载火箭托举着天舟七号货运飞船为”天宫“送去“年货大礼包”。下列叙述正确的是( )
A.火箭燃料在燃烧过程中,热值不断减小
B.空间站里的电能主要来源于太阳能,太阳能是核裂变产生的
C.天舟七号对接“天宫”空间站的信息画面是通过超声波传到地球的
D.回收试验航天器时,下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为内能
【答案】D
【来源】2025年河北省沧州市南皮县桂和中学中考一模物理试题
【详解】
A.热值只和物体的种类有关,所以火箭燃料在燃烧过程中,热值不变,故A错误;
B.获取核能的方式:核聚变和核裂变,空间站里的电能主要来源于太阳能,太阳能是属于核聚变产生的,故B错误;
C.电磁波的传播不需要介质,因此天舟七号对接“天宫”空间站的信息画面是通过电磁波传到地球的,故C错误;
D.回收试验航天器时,下降过程中其表面与大气层剧烈摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,使航天器表面的温度升高,故D正确。
故选D。
2.(2025·河北石家庄·一模)若不计空气阻力,下列场景中机械能守恒的是( )
A.跳伞运动员在空中匀速下落
B.汽车在水平公路上加速行驶
C.苹果从树上自由落下
D.被吊车匀速吊起的货物
【答案】C
【来源】2025年河北省石家庄市长安区中考一模物理试题
【详解】
A.跳伞运动员匀速下落,其质量不变,速度不变,故动能不变;同时高度减小,故重力势能减小,所以机械能减小,故A不符合题意;
B.汽车在水平公路加速行驶,其高度不变,故重力势能不变,同时其质量不变,速度变大,动能变大,机械能总量变大,故B不符合题意;
C.苹果从树上自由落下,只有重力做功,物体的重力势能减小,动能增加,物体增加的动能等于减小的重力势能,机械能不变,故C符合题意;
D.被吊车匀速吊起的货物,其质量不变,速度不变,故动能不变;同时质量不变,高度增加,故重力势能增大,机械能总量变大,故D不符合题意。
故选C。
3.(2025·河北石家庄·一模)下列有关能量及其转化的说法正确的是( )
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.锂电池放电时电能转化为化学
C.内燃机的压缩冲程机械能转化为内能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
【答案】C
【来源】2025年河北省石家庄市第八十一中学中考一模物理试题
【详解】A.弯弓射箭,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A错误;
B.锂电池放电时将化学能转化为电能,故B错误;
C.内燃机的压缩冲程,压缩空气和汽油的混合气体,将机械能转化为内能,故C正确;
D.人造卫星从近地点飞向远地点时,质量不变,速度减小,相对高度增加,则动能减小,势能增大,故D错误。
故选C。
4.(2025·河北保定·一模)2024年11月4日,“神舟十八号”航天员乘组稳稳降落于东风着陆场。如图甲所示,在“神舟十八号”飞船返回舱开伞后,速度从200m/s降至8m/s,再经过匀速降落至距离地面仅剩1米时,反推发动机同时点火(如图乙所示),使返回舱在反推力的作用下平稳着陆。下列说法正确的是( )
A.打开伞减速阶段,返回舱动能转化为重力势能
B.在匀速下降阶段,返回舱的机械能不变
C.在最后1米下降过程中,返回舱的机械能减小
D.在整个返回过程中,返回舱的重力势能一直向动能转化
【答案】C
【来源】2025年河北省保定市徐水区中考一模物理试题
【详解】
A.打开伞减速阶段,克服阻力做功,返回舱的动能和重力势能均减小,减少的机械能转化为其他形式的能,故A错误;
B.匀速下降阶段,返回舱的动能不变;高度减小,重力势能减小,机械能减小,故B错误;
C.最后1米下降过程中,由于反推力作用返回舱的动能减小,重力势能减小,所以机械能减小,故C正确;
D.从打开伞到平稳着陆的整个过程中,返回舱的重力势能一直减小,而动能存在减小和不变的过程,因此重力势能没有一直向动能转化,故D错误。
故选C。
5.(2025·河北保定·一模)如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间,若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落。则从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的动能 ,机械能 。
【答案】 先增大再减小 减小
【来源】 2025年河北省保定市莲池区中考一模物理试题
【详解】[1]游客从开始下落至第一次到达最低点的过程中,起始阶段:蹦极者从起始点跳下,此时弹性绳处于松弛状态,在重力作用下下落。将重力势能逐渐转化为动能,重力势能越来越小,动能越来越大;绳子拉伸阶段:当下降到一定高度后,绳子开始被拉长,蹦极者继续受到向下的重力,同时绳子也产生向上的弹力。此时,一部分重力势能继续转化为动能,另一部分则转化为弹性绳的弹性势能;受力平衡阶段:在某一时刻,蹦极者受到的重力和绳子的弹力达到平衡,此时速度达到最大,动能最大;减速下降阶段:随着绳子的继续拉伸,弹力逐渐大于重力,蹦极者开始做减速运动,此过程中,动能和重力势能继续转化为绳子的弹性势能,直到下降到最低点,此时动能和重力势能最小,弹性势能最大。综上可知,游客的动能先增大后减小。
[2]下落过程中要克服空气阻力做功,消耗一部分机械能,则机械能一直减小。
6.(2025·河北石家庄·一模)2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号运载火箭顺利升空,在加速升空过程中,飞船的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”);2025年3月21日,神舟十九号航天员乘组圆满完成第三次出舱活动,蔡旭哲成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员,如图为航天员在机械臂的辅助下顺利到达舱外指定地点,在此过程中以机械臂脚踏板为参照物,宇航员是 (选填“运动”或“静止”)的。
【答案】 增大 静止
【来源】2025年河北省石家庄市第四十八中学中考一模物理试题
【详解】
[1]飞船加速升空时,质量不变,高度增大,重力势能变大,速度增大,动能增大,所以机械能增大。
[2]以机械臂脚踏板为参照物,宇航员和脚踏板之间保持同步,没有发生相对位置的改变,所以宇航员是静止的。
7.(2025·河北秦皇岛·一模)2024年7月27日,在巴黎奥运会跳水女子双人3米板决赛中,中国选手昌雅妮、陈艺文夺得金牌。在不考虑空气阻力的情况下,运动员离开跳板上升的过程中,动能转化为 。运动员下落的过程中,机械能 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 重力势能 不变
【来源】2025年河北省秦皇岛海港区中考一模物理试题
【详解】
[1]运动员离开跳板上升的过程中,速度逐渐减小,高度不断增加。由于动能与物体的质量和速度有关,速度减小则动能减小;重力势能与物体的质量和高度有关,高度增加则重力势能增大,所以是动能转化为重力势能。
[2]在不考虑空气阻力的情况下,运动员下落过程中,只有重力做功,没有其他力做功,机械能守恒,即机械能的总量保持不变。
8.(2025·河北石家庄·一模)掷实心球是中考体育抽测项目之一,如图是某同学投掷实心球的场景,若不计空气阻力,在上升过程中,实心球的重力势能 ;从抛出到落地的过程中,实心球的机械能总量 (以上两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 增大 不变
【来源】2025年河北省石家庄晋州市中考一模物理试题
【详解】
[1]重力势能的大小与物体的质量和高度有关,在实心球上升过程中,其质量不变,高度增加,所以重力势能增大。
[2]因为不计空气阻力,在实心球从抛出到落地的过程中,只有动能和重力势能相互转化,没有机械能与其他形式能的转化,根据机械能守恒定律,机械能总量不变。
9.(2025·河北石家庄·一模)如图所示是跳台滑雪示意图,运动员助滑后获得较大速度,在跳台末端飞出后在空中做出各种比赛动作,最后落在着陆坡某位置完成比赛。若不计空气阻力,运动员从B到C过程中 能转化为 能,运动员在C时的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在D时的机械能。
【答案】 动 重力势 等于
【来源】2025年河北省石家庄市裕华区中考一模物理试题
【详解】[1][2][3]运动员从B到C过程中,质量不变,速度变小,高度增加,动能减小,重力势能增加,动能转化为重力势能;运动员从C位置到D位置的过程中,不计空气阻力,机械能是守恒的,保持不变,所以运动员在C时的机械能等于在D时的机械能。
10.(2025·河北石家庄·一模)如图甲所示,离手后的篮球在空中从A 点依次经过B 点(未画出)、C点运动到D 点,图乙为它在B、D两点的能量柱状图,则篮球在 (填“B”或“D”)点的位置高;在B点的机械能 (填“大于”“小于”或“等于”)在 D 点的机械能。
【答案】 B 大于
【来源】2025年河北省石家庄桥西区中考一模物理试题
【详解】
[1][2]物体的动能与质量以及速度有关,物体的重力势能与质量以及高度有关;图乙为篮球在点B和D处的能量柱状图,B点和D点的动能相同,但是B点的重力势能大,则B点的位置高;机械能等于动能和势能之和,则篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。
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