内容正文:
专题03 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 机械能及其相互转化
考点04动能和势能
功及其计算考点01
1.(2025·吉林长春·二模)下列事例中人对物体做功的是( )
A.推桌子未动
B.将杠铃从地面举起
C.踢出去的足球在草地上滚动
D.提着滑板在水平路面上行走
【答案】B
【详解】A.推桌子未动,人对桌子施加了力,但是桌子没有在力的方向上移动,人没有对桌子做功,故A不符合题意;
B.将杠铃从地面举起,人对杠铃施加了向上的力,杠铃向上移动了一段距离,人对杠铃做了功,故B符合题意;
C.踢出去的足球在草地上滚动,此过程中人对足球没有力的作用,人没有对足球做功,故C不符合题意;
D.提着滑板在水平路面上行走,人对滑板的作用力在竖直方向上,滑板移动的距离的方向与力的方向垂直,人没有对滑板做功,故D不符合题意。
故选 B。
2.(2025·吉林长春·二模)小阳从一楼把装有20个鸡蛋的塑料袋匀速提到四楼的家里,小阳对这些鸡蛋做的功大约为( )
A.60J B.90J C.120J D.240J
【答案】B
【详解】1个鸡蛋的重力约0.5N,20个鸡蛋的重力约
塑料袋的重力很小,可以忽略不计,一层楼的高度约为3m,从一楼到四楼上升的高度
小阳把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到家里,提鸡蛋的力做功大约是
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
功及其计算考点01
1.(2025·吉林长春·二模)五一黄金周期间,多地交警使用无人机进行“铁鹰”出击,抓拍交通违法。
(1)无人机巡拍高速上的车辆时,利用了凸透镜当物距 时的成像原理;
(2)螺旋桨上表面是弯曲的,下表面是平的,这是利用了 原理使无人机获得“升力”;在螺旋桨转速相同时,为了获得更大的“升力”,应适当 螺旋桨的面积;
(3)若无人机竖直匀速上升了15m,其动能将 ;此过程中“升力”为50N,则“升力”对无人机所做的功为 J;
(4)若无人机质量为5kg,四脚着地时的受力面积为20cm2,则它静止时对水平地面压强为 Pa。
【答案】(1)大于二倍焦距
(2) 流体的流速越大,压强越小 增大
(3) 不变 750
(4)2.5×104
【详解】(1)凸透镜成像规律中,当物距大于二倍焦距时,会成倒立缩小的实像。无人机巡拍高速车辆时,需要获取清晰的缩小影像,这正是利用了物距大于二倍焦距时的成像特点。
(2)[1]螺旋桨上表面弯曲而下表面平直的设计,使得空气流经上表面时流速加快,根据流体压强与流速的关系"流速越大压强越小",从而产生向上的压力差即升力。
[2]要获得更大升力,在转速不变的情况下,可通过增大螺旋桨面积来增大压强差。
(3)[1]动能大小取决于质量和速度,无人机匀速上升时速度不变,故动能保持不变。
[2]计算功的公式为W=Fs,当升力50N作用15m距离时,做功W=Fs=50N×15m=750J
(4)计算压强需先求压力F=mg=5kg×10N/kg=50N
再将面积换算为S=20cm2=2×10-3m²
根据压强公式
2.(2025·吉林长春·二模)氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在碳达峰大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。
(1)氢能是通过将一些能源(如水、天然气等)经过化学反应转化为氢气,再通过氢气燃烧或其他方式释放出能量的一种能源,所以,氢能是 次能源。
(2)氢燃料电池是氢能的一个重要应用,电池内部发生化学反应将化学能转化为 能。
(3)2024年4月氢燃料电池卡车首次穿越全国最长氢能走廊,卡车行驶过程中,不断消耗氢气,氢气在减少过程中其热值 。当卡车突然刹车,车轮停止转动向前滑行时,车轮与地面之间的摩擦力将比正常行驶时 。
(4)氢动力卡车在平直公路上匀速行驶平均功率为180kW,行驶1h获得机械能 J,若同样多的机械能由内燃机提供,内燃机效率为40%,需要汽油 kg(保留整数,汽油热值为)。
【答案】(1)二
(2)电
(3) 不变 变大
(4) 35
【详解】(1)氢能是通过将一些能源(如水、天然气等)经过化学反应转化为氢气,再通过氢气燃烧或其他方式释放出能量的一种能源,氢能不能直接得到,需要消耗一次能源才能得到,氢能是二次能源。
(2)电池能将其它形式的能量转化为电能,氢燃料电池是氢能的一个重要应用,电池内部发生化学反应将化学能转化为电能。
(3)[1]热值是燃料的属性,至于燃料的种类有关,与燃料的质量无关,氢燃料卡车行驶过程中,不断消耗氢气,氢气在减少过程中其热值不变。
[2]当卡车突然刹车,车轮停止转动向前滑行时,车轮有滚动变滑动,车轮与地面之间的摩擦力将比正常行驶时变大,即滑动摩擦大于滚动摩擦。
(4)氢动力卡车在平直公路上匀速行驶平均功率为180kW,行驶1h获得机械能
若同样多的机械能由内燃机提供,内燃机效率为40%,内燃机提供的能量
需要汽油的质量
功率及其计算考点02
1.(2025·吉林长春·二模)体重相同的两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间如图所示,正确的是( )
A.甲图中同学做功多 B.乙图中同学做功多
C.甲图中同学做功快 D.乙图中同学做功快
【答案】C
【详解】AB.体重相同的两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,他们的总重力相等,升高的高度相同,则它们做的功相同,故AB错误;
CD.他们做的功一样多,由图中时间可知,甲用的时间短,所以甲图中同学做功快,故C正确,D错误。
故选C。
2.(2025·吉林长春·二模)2024年冬奥会在我国举办。
(1)滑雪运动员从山坡上快速滑下,以地面为参照物,运动员是 的。此过程中重力做功的功率逐渐变 ;
(2)小明在现场听到观众的欢呼声,声音是通过 传播到他耳朵里的。观众的欢呼声大,是指声音的 大;
(3)场馆内的照明灯具采用了节能LED灯,LED灯是利用 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的。为了安全,LED灯的开关应安装在 线上。
【答案】(1) 运动 大(2) 空气 响度(3) 半导体 火
【详解】(1)[1]滑雪运动员从山坡上快速滑下,以地面为参照物,运动员相对于地面位置发生改变,是运动的。
[2]滑雪运动员从山坡上快速滑下,重力不变,速度变大,根据可知,时间变短,由可知,重力做功的功率逐渐变变大。
(2)[1]声音的传播需要介质,小明在现场听到观众的欢呼声,声音是通过空气传播到他耳朵里的。
[2]观众的欢呼声大,指声音的大小,即响度。
(3)[1]LED灯是利用半导体材料制成的,具有单向导电性。
[2]为了安全,控制灯泡的开关,应接在灯泡和火线之间,因此LED灯的开关应安装在火线上。
3.(2025·吉林延边·二模)起重机把质量为0.8t的钢材在1min内匀速向上提升30m,起重机的效率为80%。求在此过程中:(g取10N/kg)
(1)起重机做的有用功。
(2)起重机的总功率。
【答案】(1)2.4×105J (2)5000W
【详解】(1)有用功W有=Gh=mgh=0.8×103kg×10N/kg×30m=2.4×105J
(2)总功为
起重机的总功率
4.(2025·吉林四平·模拟预测)某工地一台8t的推土机,它与地面接触的总面积为4m2。推土机匀速行驶时发动机的功率为130kW,g取10N/kg。求:
(1)推土机静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)推土机在平直地面上匀速行驶10min,发动机做的功。
【答案】(1)2×104Pa (2)7.8×107J
【详解】(1)推土机静止时对水平地面的压力
对水平地面的压强
(2)已知推土机匀速行驶时发动机的功率
匀速行驶时间
推土机做的功
机械能及其相互转化考点03
1.(2025·吉林长春·二模)松花江上的丰满水电站大坝高94.5m。大坝使上游的水位升高,提高水的( )
A.内能 B.重力势能
C.弹性势能 D.动能
【答案】B
【详解】大坝使上游的水位升高,相同多的水质量不变,重心高度变大,提高了水的重力势能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2025·吉林长春·二模)图为某同学在体育测试中掷实心球的场景,图中a点是球刚离开手的位置,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止,下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,重力势能转化为动能
B.球在b点的动能为零
C.若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D.球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
【答案】C
【详解】A.实心球从a点上升到b点,高度变大,速度变小,所以是动能转化为重力势能,故A错误;
B.由于实心球在b点时具有水平方向上的速度,所以在最高点动能不为0,故B错误;
C.球运动b点时,还有水平向右运动的速度,若一切外力都消失,球会继续水平向右匀速直线运动,故C正确;
D.实心球最终到d点停止,是因为受到阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,物体运动不需要力来维持,故D错误。
故选C。
3.(2025·吉林长春·二模)2025年2月19日国内首个低空大模型“索东长空”在长春发布,促进我市低空经济的发展。如图所示是无人机正在进行快递配送。
(1)飞行时的无人机靠 与控制中心联系。
(2)无人机携带重物匀速上升的过程中,机械能 。相对于无人机,地面是 的,重物受到的拉力与 是一对平衡力。
(3)无人机拍摄时成像的镜头对光有 作用。
(4)给无人机电池充电时,电池相当于 。无人机每个螺旋桨的电机都可以独立工作,它们之间是 联的。若某品牌无人机电池的电压参数为16V,容量5A·h,最多存储的电能为 kW·h。
【答案】(1)电磁波(2) 变大 运动 重力(3)会聚(4) 用电器 并 0.08
【详解】(1)无人机与控制中心的联系核心是电磁波,常见方式包括无线电波(如 2.4GHz 频段)、数字图传、卫星通信、4G/5G 蜂窝网络等,都是运用电磁波传输信号。
(2)①无人机匀速上升,质量和速度不便,故动能不变,质量不变,高度变高,故重力势能变大,故机械能变大。
②以无人机为参照物,地面的空间位置不断发生变化,所以相对于无人机,地面是运动的。
③重物匀速上升,处于平衡状态,重物自身的重力和受到的拉力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,故物体的重力和受到的拉力是一对平衡力。
(3)无人机拍摄时相当于照相机,则无人机的镜头是凸透镜,凸透镜对光有会聚作用。
(4)①无人机充电时,消耗电路中的电能,所以相当于用电器。
②无人机每个螺旋桨的电机都可以独立工作,一个电机故障不影响其他电机运行,所以无人机的螺旋桨电机是并联的。
③电池的电压参数为16V,容量5A·h,则最多存储的电能
动能和势能考点04
1.(2025·吉林延边·二模)荡秋千是人们喜爱的活动。正在荡秋千的亮亮从最低点上升的过程中,亮亮的( )
A.惯性变大 B.运动状态不变
C.重力势能变大 D.动能变大
【答案】C
【详解】A.惯性大小只与物体的质量有关,亮亮的质量不变,惯性不变,故A不符合题意;
B.亮亮从最低点上升的过程中,速度大小和方向均发生变化,运动状态改变,故B不符合题意;
C.亮亮上升时,高度增加,重力势能随高度增大而变大,故C符合题意;
D.亮亮上升时,速度逐渐减小,动能变小,故D不符合题意。
故选C。
2.(多选)(2025·吉林长春·二模)2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,如图所示,下列说法正确的是( )
A.由图中可知返回舱的高度约为2.5m
B.加速下降过程中,返回舱的动能增大,重力势能减小
C.反推火箭发动机是最高效的热机,其效率为100%
D.返回舱降落伞打开后减速下落,降落伞对返回舱的拉力等于返回舱对降落伞的拉力
【答案】ABD
【详解】A.由图中可知返回舱比成人要高一些,高度约为2.5m,故A正确;
B.加速下降过程中,返回舱的质量不变,速度变大,则动能变大,高度降低,则重力势能减小,故B正确;
C.热机工作时不可避免地存在热损失,效率不可能达到100%,故C错误;
D.返回舱降落伞打开后减速下落,降落伞对返回舱的拉力和返回舱对降落伞的拉力是一对相互作用力,大小相等,故D正确。
故选ABD。
3.(2025·吉林长春·二模)我国无人机品牌“大疆”在全球市场中占据领先地位,截至2025年, “大疆”占据全球消费级无人机市场约70%-85%,几乎成为无人机的代名词。
(1)无人机通过旋转旋翼对空气施加向下的力,从而获得升力,说明力的作用是 ,升空过程中,无人机重力势能 。
(2)无人机通过 波与控制中心联系。
(3)无人机的摄像头是 透镜,当无人机靠近拍摄物体过程中,所成像的大小将 。
【答案】(1) 相互的 增大 (2)电磁 (3) 凸 变大
【详解】(1)[1]无人机旋转旋翼对空气施力,同时获得空气向上的反作用力,这体现了力的作用是相互的。
[2]升空过程中,无人机质量不变,高度增加,重力势能增大。
(2)电磁波能在真空中传播且传播速度快,无人机通过电磁波与控制中心联系,实现信息传输。
(3)[1]航空器的摄像头和照相机的镜头一样,相当于凸透镜。
[2]根据凸透镜成实像的规律可知,物近像远像变大,摄像头靠近物体的过程中,像距增大,像的大小也将变大。
4.(2025·吉林延边·二模)利用如图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。
(1)小车在下滑过程中将 能转化为动能;实验中动能的大小无法测量,我们通过 来判断小车动能的大小;
(2)若要探究动能的大小与质量的关系,应当( )(填字母)
A.让质量相等的小车从不同高度由静止开始滑下
B.让质量不相等的小车从相同高度由静止开始滑下
(3)小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力:①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力,其中①和④是一对 。
(4)若水平面绝对光滑, (选填“能”或“不能”)完成该实验。
【答案】(1) 重力势 物体B被撞击后移动的距离的大小(2)B(3)平衡力(4)不能
【详解】(1)[1]小车从斜面上滑下,质量不变,速度变大,高度降低,它的重力势能转化为动能。
[2]通过观察物体B移动的距离的大小,来说明小车对物体B做功的多少,从而判断出小车具有的动能的大小,这是转换法。
(2)根据控制变量法,要探究动能的大小与质量的关系,应使质量不同,速度相同,即用不同质量的小车实验,让小车从相同高度下滑,可使小车获得相同的速度,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)根据平衡力的特点,小车所受的重力与水平面对小车的支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,所以可知①重力、④水平面对小车的支持力是一对平衡力。
(4)由实验结论推理可知,如果木板绝对光滑,小车的速度将不会改变,小车将做匀速直线运动,无法通过木块B移动距离的远近来判断动能的大小,则不能完成本实验。
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专题03 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 机械能及其相互转化
考点04动能和势能
功及其计算考点01
1.(2025·吉林长春·二模)下列事例中人对物体做功的是( )
A.推桌子未动
B.将杠铃从地面举起
C.踢出去的足球在草地上滚动
D.提着滑板在水平路面上行走
2.(2025·吉林长春·二模)小阳从一楼把装有20个鸡蛋的塑料袋匀速提到四楼的家里,小阳对这些鸡蛋做的功大约为( )
A.60J B.90J C.120J D.240J
功及其计算考点01
1.(2025·吉林长春·二模)五一黄金周期间,多地交警使用无人机进行“铁鹰”出击,抓拍交通违法。
(1)无人机巡拍高速上的车辆时,利用了凸透镜当物距 时的成像原理;
(2)螺旋桨上表面是弯曲的,下表面是平的,这是利用了 原理使无人机获得“升力”;在螺旋桨转速相同时,为了获得更大的“升力”,应适当 螺旋桨的面积;
(3)若无人机竖直匀速上升了15m,其动能将 ;此过程中“升力”为50N,则“升力”对无人机所做的功为 J;
(4)若无人机质量为5kg,四脚着地时的受力面积为20cm2,则它静止时对水平地面压强为 Pa。
2.(2025·吉林长春·二模)氢能被誉为“21世纪终极能源”,也是在碳达峰大背景下,加速开发利用的一种清洁能源。
(1)氢能是通过将一些能源(如水、天然气等)经过化学反应转化为氢气,再通过氢气燃烧或其他方式释放出能量的一种能源,所以,氢能是 次能源。
(2)氢燃料电池是氢能的一个重要应用,电池内部发生化学反应将化学能转化为 能。
(3)2024年4月氢燃料电池卡车首次穿越全国最长氢能走廊,卡车行驶过程中,不断消耗氢气,氢气在减少过程中其热值 。当卡车突然刹车,车轮停止转动向前滑行时,车轮与地面之间的摩擦力将比正常行驶时 。
(4)氢动力卡车在平直公路上匀速行驶平均功率为180kW,行驶1h获得机械能 J,若同样多的机械能由内燃机提供,内燃机效率为40%,需要汽油 kg(保留整数,汽油热值为)。
功率及其计算考点02
1.(2025·吉林长春·二模)体重相同的两位同学将相同重物从一楼搬到三楼,所用时间如图所示,正确的是( )
A.甲图中同学做功多 B.乙图中同学做功多
C.甲图中同学做功快 D.乙图中同学做功快
2.(2025·吉林长春·二模)2024年冬奥会在我国举办。
(1)滑雪运动员从山坡上快速滑下,以地面为参照物,运动员是 的。此过程中重力做功的功率逐渐变 ;
(2)小明在现场听到观众的欢呼声,声音是通过 传播到他耳朵里的。观众的欢呼声大,是指声音的 大;
(3)场馆内的照明灯具采用了节能LED灯,LED灯是利用 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的。为了安全,LED灯的开关应安装在 线上。
3.(2025·吉林延边·二模)起重机把质量为0.8t的钢材在1min内匀速向上提升30m,起重机的效率为80%。求在此过程中:(g取10N/kg)
(1)起重机做的有用功。
(2)起重机的总功率。
4.(2025·吉林四平·模拟预测)某工地一台8t的推土机,它与地面接触的总面积为4m2。推土机匀速行驶时发动机的功率为130kW,g取10N/kg。求:
(1)推土机静止在水平地面时,对地面的压强;
(2)推土机在平直地面上匀速行驶10min,发动机做的功。
机械能及其相互转化考点03
1.(2025·吉林长春·二模)松花江上的丰满水电站大坝高94.5m。大坝使上游的水位升高,提高水的( )
A.内能 B.重力势能
C.弹性势能 D.动能
2.(2025·吉林长春·二模)图为某同学在体育测试中掷实心球的场景,图中a点是球刚离开手的位置,球从a点上升到最高点b后下落到地面c点,然后滚动到d点停止,下列说法正确的是( )
A.球从a点上升到b点,重力势能转化为动能
B.球在b点的动能为零
C.若球在b点受到的力全部消失,则球做匀速直线运动
D.球从c点运动到d点停止,说明物体运动需要力来维持
3.(2025·吉林长春·二模)2025年2月19日国内首个低空大模型“索东长空”在长春发布,促进我市低空经济的发展。如图所示是无人机正在进行快递配送。
(1)飞行时的无人机靠 与控制中心联系。
(2)无人机携带重物匀速上升的过程中,机械能 。相对于无人机,地面是 的,重物受到的拉力与 是一对平衡力。
(3)无人机拍摄时成像的镜头对光有 作用。
(4)给无人机电池充电时,电池相当于 。无人机每个螺旋桨的电机都可以独立工作,它们之间是 联的。若某品牌无人机电池的电压参数为16V,容量5A·h,最多存储的电能为 kW·h。
动能和势能考点04
1.(2025·吉林延边·二模)荡秋千是人们喜爱的活动。正在荡秋千的亮亮从最低点上升的过程中,亮亮的( )
A.惯性变大 B.运动状态不变
C.重力势能变大 D.动能变大
2.(多选)(2025·吉林长春·二模)2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,如图所示,下列说法正确的是( )
A.由图中可知返回舱的高度约为2.5m
B.加速下降过程中,返回舱的动能增大,重力势能减小
C.反推火箭发动机是最高效的热机,其效率为100%
D.返回舱降落伞打开后减速下落,降落伞对返回舱的拉力等于返回舱对降落伞的拉力
3.(2025·吉林长春·二模)我国无人机品牌“大疆”在全球市场中占据领先地位,截至2025年, “大疆”占据全球消费级无人机市场约70%-85%,几乎成为无人机的代名词。
(1)无人机通过旋转旋翼对空气施加向下的力,从而获得升力,说明力的作用是 ,升空过程中,无人机重力势能 。
(2)无人机通过 波与控制中心联系。
(3)无人机的摄像头是 透镜,当无人机靠近拍摄物体过程中,所成像的大小将 。
4.(2025·吉林延边·二模)利用如图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。
(1)小车在下滑过程中将 能转化为动能;实验中动能的大小无法测量,我们通过 来判断小车动能的大小;
(2)若要探究动能的大小与质量的关系,应当( )(填字母)
A.让质量相等的小车从不同高度由静止开始滑下
B.让质量不相等的小车从相同高度由静止开始滑下
(3)小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力:①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力,其中①和④是一对 。
(4)若水平面绝对光滑, (选填“能”或“不能”)完成该实验。
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