专题05 能量、能量转化的量度和机械能(期末真题汇编,浙江专用)九年级科学上学期
2025-11-26
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内容正文:
专题05能量、能量转化的量度和机械能
6大高频考点概览
考点01 能量及其形式
考点02 动能与势能的相互转化
考点03 动能和势能的大小比较
考点04 机械能守恒
考点05 功的计算和大小比较
考点06 功率计算和大小比较
地 城
考点01
能量及其形式
一、单选题
1.(2025•嘉兴期末)物质与能量是构成自然世界的基本要素,能量的形式多种多样。下列图示中,其中的能量形式与其它三项不同的是( )
A.青草的能量
B.汽油的能量
C.食物的能量
D.瀑布的能量
【答案】D
【解答】解:ABC、青草、汽油和食物都蕴含着化学能,这些化学能再通过转化为其它形式的能来为人们服务,故ABC不合题意;
D、瀑布奔流而下时,具有重力势能和动能,它们属于机械能,与其它三项的能量形式不同,故D符合题意。
故选:D。
2.(2025•玉环市期末)出行是人们工作、生活必不可少的环节,出行的工具多种多样,使用的能也不尽相同。电力机车、油车所消耗能量的形式分别是( )
A.电能电能 B.电能化学能
C.化学能化学能 D.化学能电能
【答案】B
【解答】解:电力机车消耗能量的形式是电能,油车所消耗能量的形式是化学能,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
3.(2025•临海市期末)新能源电动车利用电池提供能量来驱动汽车。电池和汽油中蕴含相同形式的能量,该能量是( )
A.电能 B.热能 C.机械能 D.化学能
【答案】D
【解答】解:电池和汽油中蕴含相同形式的能量,该能量是化学能,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
4.(2025•宁波期末)2025年10月31日,超强台风“康妮”登陆我国台湾,该晚季秋台风来势凶猛、破坏性大的原因之一是因为其具有很大的( )
A.电能 B.电磁能 C.机械能 D.化学能
【答案】C
【解答】解:台风在做机械运动,故具有机械能,从而具有一定的破坏性。
故选:C。
5.(2025•临平区期末)人在跑步过程中一直消耗体内的( )
A.热能 B.化学能 C.机械能 D.电能
【答案】B
【解答】解:人在运动时要消耗能,消耗的能从食物中得到补充,储存在食物中的能属于化学能。
故选:B。
6.(2025•金东区期末)新能源电动车(如图)利用电池提供能量来驱动汽车,传统的燃油车以燃料(如汽油)燃烧释放能量供汽车运动。电池和汽油中都蕴含有相同形式的能量,该能量是( )
A.化学能 B.电能 C.机械能 D.电磁能
【答案】A
【解答】解:电池和汽油中都蕴含有相同形式的能量,该能量是化学能。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
7.(2025•衢州期末)如图小科新买未使用的干电池,此时干电池具有( )
A.化学能 B.热能 C.光能 D.电能
【答案】A
【解答】解:小科新买未使用的干电池,此时干电池具有化学能,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
二、填空题
8.(2025•余杭区校级期末)填写下列物体或现象中所具有的能:
(1)流动的河水具有 动能 ;
(2)汽车油箱里的汽油具有 化学能 ;
(3)普照大地的阳光具有 光能 ;
(4)遥控器遥控机器时,遥控器发射出电磁辐射,电磁辐射具有 电磁能 。
【答案】(1)动能;(2)化学能;(3)光能;(4)电磁能。
【解答】解:(1)物体由于运动而具有的能,叫做动能。流动的河水因为运动而具有动能;
(2)化学能储存在物质的化学结构中,通过化学反应释放。汽车油箱里的汽油能够燃烧发生化学反应,其内部存在化学能;
(3)光能是光传递的能量形式,普照大地的阳光具有光能;
(4)电磁能以波的形式传播,可见光、红外线、紫外线等都是电磁能的表现形式,故遥控器发出的电磁辐射具有电磁能。
故答案为:(1)动能;(2)化学能;(3)光能;(4)电磁能。
9.(2025•江北区期末)填写下列物体或现象中所具有的能:
(1)奔跑的猎豹具有 动能 。
(2)汽车中的汽油具有 化学能 。
(3)电池放电时能释放 电能 。
(4)遥控器发出的电磁辐射具有 电磁能 。
【答案】(1)动能;(2)化学能;(3)电能;(4)电磁能。
【解答】解:(1)奔跑的猎豹具有动能。
(2)汽车中的汽油具有化学能。
(3)电池放电时能释放电能。
(4)遥控器发出的电磁辐射具有电磁能。
故答案为:(1)动能;(2)化学能;(3)电能;(4)电磁能。
10.(2025•衢州期末)2025年4月25日,神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。
(1)火箭发射时,飞船从静止到运动获得了 机械 能。
(2)选择飞船为参照物,乘坐飞船的航天员是 静止 的。(填“运动”或“静止”)
【答案】(1)机械;(2)静止。
【解答】解:(1)火箭发射时,飞船从静止到运动,速度增大,高度增加,进而获得了机械能。
(2)选择飞船为参照物,乘坐飞船的航天员相对飞船没有位置的变化,是静止的。
故答案为:(1)机械;(2)静止。
地 城
考点02
动能与势能的相互转化
一、选择题
1.(2025•平湖市期末)小平同学用多个大小相同,质量不同的小球,做了如图实验:将弹簧一端固定在墙面,另一端自然伸长至A,压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球,小球落地位置不同。若平面均光滑,下列说法正确的是( )
A.将不同小球压缩弹簧至同一位置,弹簧的弹性势能不同
B.弹簧从同一压缩位置恢复至A点时,不同小球的动能相同
C.从A位置到落地前一瞬间,弹簧的弹性势能转化为小球的动能
D.小球落地位置不同是因为在B点小球的动能不同
【答案】B
【解答】解:A、将不同小球压缩弹簧至同一位置,弹簧的弹性势能相同,故A错误;
B、弹簧压缩相同位置,弹性势能仙童,恢复至A点时,弹性势能转化为动能,不同小球的动能相同,故B正确;
C、小球到A位置已经无弹性势能,故C错误;
D、小球达到A位置的动能相同,由于小球质量不同,故此时速度不同,即小球落地位置不同是因为在B点小球的速度不同,故D错误。
故选:B。
2.(2025•越城区期末)中国选手陈艺文在巴黎奥运会3米跳板中荣获冠军。其跳水过程可简化为:将跳板向下压到最低点A,回弹至水平位置B时脚刚好离开跳板,此时跳板仍在上下抖动,向上运动到最高点C,落水点位置为D,若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.运动到C点时陈艺文动能不为零
B.从A点到D点过程中,陈艺文机械能守恒
C.从A点到B点过程中,陈艺文的重力势能和动能都不断增大
D.运动到B点时,跳板的弹性势能全部转化为陈艺文的机械能
【答案】A
【解答】解:A、运动到C点时,陈艺文的速度不为零,动能不为零,故A正确;
B、从A点到B点过程中,跳板的弹性势能转化为陈艺文的机械能,陈艺文的重力势能和动能都不断增大,机械能增大,若不计空气阻力,从B到D的过程中,陈艺文机械能守恒,从A点到D点过程中,陈艺文机械能不守恒,故B错误;
C、从A点到B点过程中,陈艺文的动能先增大后减小,故C错误;
D、运动到B点时,陈艺文离开跳板,此时跳板仍在上下抖动,说明跳板的弹性势能没有全部转化为陈艺文的机械能,故D错误。
故选:A。
3.(2025•嘉兴期末)各种运动项目中都涉及能量及其转化,下列有关说法正确的是( )
A.图①,掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B.图②,蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C.图③,射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来
D.图④,运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
【答案】C
【解答】解:A、掷出后的铅球到达最高点时仍有水平方向的速度,动能不为零,故A错误;
B、蹦床被压缩到最低点时,蹦床的弹性形变程度最大,弹性势能最大,动能最小,故B错误;
C、射出的箭的动能由弓的弹性势能转化而来,故C正确;
D、运动员起跳时将竿的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能,故D错误。
故选:C。
4.(2025•拱墅区期末)如图,同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦),设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3,则( )
A.v1>v2>v3 B.v1<v2<v3 C.v1=v2=v3 D.v1<v3<v2
【答案】C
【解答】解:小球从抛出到落地,发生了重力势能和动能的转化;在不计空气阻力和摩擦的条件下,转化过程中,机械能守恒,即机械能的总和不变。小球抛出时的机械能与小球落地时的机械能相等;而小球落地时的势能为零,故机械能大小等于动能大小,即动能相等,所以速度相同,v1=v2=v3。
故选:C。
5.(2025•西湖区期末)如图表示撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况判断错误的是( )
A.助跑阶段,运动员的化学能转化为动能
B.撑杆起跳阶段,运动员的重力势能增加
C.撑杆起跳阶段,运动员的动能不变
D.越过横杆后,运动员的重力势能减小
【答案】C
【解答】解:A、在助跑阶段,运动员消耗体内的化学能转化成人和杆的动能,A正确;
B、撑杆起跳阶段,运动员的高度增大,质量不变,重力势能增加,故B正确;
C、撑杆起跳阶段人用力跳起,使得人的动能增大,故C错误;
D、越过横杆后,运动员下落,高度减小,质量不变,重力势能减小,故D正确。
故选:C。
6.(2025•义乌市校级期末)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快,上下震荡后静止在空中。对此过程,下列描述正确的是( )
A.最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
B.到达B点时,弹性绳处于原长位置
C.人上升和下降时最大速度相同,所处位置也相同
D.人从A到B的过程中,人的重力势能和动能以及机械能都增加
【答案】D
【解答】解:A、扣环打开前,弹性绳的弹性形变程度最大,弹性势能最大,最高点C弹性绳没有形变,没有弹性势能,故A错误;
B、人在B点时速度最快,此时弹力与人的重力相等,此时弹性绳对人还有弹力,则不是绳的原长位置,故B错误;
C、上下震荡后静止在空中,说明受到了空气阻力,因而整个过程机械能逐渐减小,因而人上升和下降时最大速度不同,故C错误;
D、从A到B的过程中,人的质量不变、高度增大,重力势能增加;质量不变、速度逐渐变大,动能变大,所以机械能增大,故D正确。
故选:D。
7.(2025•海曙区校级期末)某运动员做蹦极运动,如图甲所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受的弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点,运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为竖直方向的运动)。下列判断正确的是( )
A.从A点到B点过程中运动员加速下落
B.从B点到C点过程中运动员匀速下落
C.t0时刻运动员刚好位于B点
D.运动员重力大小等于F0
【答案】A
【解答】解:A、由题知,在B点运动员所受弹力恰好等于重力,运动员从A点到B点过程中,由于重力大于弹力,所以人的运动速度增大,向下做加速运动,故A正确;
B、从B点到C点过程中,绳子的长度越来越长,弹性越来越大,弹力大于重力,运动员做减速运动,故B错误;
C、由图乙可知,t0时刻弹力最大,则绳子的弹性形变是最大的,所以运动员应达到了最低点C,此时速度为零,动能最小为零,故C错误;
D、由图乙可知,最后绳的弹力几乎不变,说明此时运动员已经静止下来,此时弹力与重力平衡,由图象可知,运动员的重力小于F0,故D错误。
故选:A。
二、填空题
8.(2025•衢州期末)如图,连着弹簧的小球套在水平杆上,O点为弹簧的自由长度位置。小幅度左右推动小球,小球仍能静止。现大幅度压缩弹簧,将小球移至A点后,静止释放。
(1)从A点弹到O点,弹簧的弹性势能 变小 (选填“变大”“变小”“不变”)。
(2)小球与水平杆之间 存在 (选填“存在”或“不存在”)摩擦力。
(3)小球从A到B向右运动的过程中,速度最大值出现在 AO之间 。(选填“A点”“O点”“B点”“AO之间”“OB之间”“AB之间都有可能”)。
【答案】(1)变小;(2)存在;(3)AO之间。
【解答】解:(1)从A点弹到O点,弹性形变程度越小,弹性势能就越小,弹簧的弹性势能变小。
(2)小球与水平杆之间存在摩擦力,小球静止,在水平方向上受到平衡力的作用,即弹力与摩擦力是一对平衡力。
(3)小球从A到B向右运动的过程中,小球在A位置弹性势能最大,O点为弹簧的自由长度位置,在AO段由弹性势能转化为动能和内能,速度最大值出现在AO之间。
故答案为:(1)变小;(2)存在;(3)AO之间。
9.(2025•海曙区期末)2025年6月,携带着月壤样本的“嫦娥六号”返回器成功着陆。此次,嫦娥六号返回器采用了“打水漂”式返回技术,多次进入地球大气层,利用大气的阻力减速,其降落过程的部分轨迹如图所示。返回器由A点到B点的重力势能 变大 (填“变大”、“不变”或“变小”);返回器在A点的机械能 大于 D点的机械能(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】变大;大于。
【解答】解:由图可知,A到B点,高度增大,故重力势能增大,则A的重力势能小于B点的重力势能;
返回器从A到B以及C到D都在大气层内,故会与空气摩擦,机械能会损失,故A点的机械能大于D点的机械能。
故答案为:变大;大于。
10.(2025•温州期末)某项目学习小组开展了制作“气火箭”的实践活动。利用箭体内化学物质反应产生气体,使火箭升空。
【产品制作】利用如图所示的器材进行组装及试剂添加。
(1)从步骤3到飞至最高处的过程中,箭体的机械能大小变化情况是 机械能先增大后减小 。
(2)若某次加入气火箭内的10.6克碳酸钠与醋酸(HAc)完全反应,则最多能产生多少克二氧化碳。(Na2CO3+2HAc=2NaAc+H2O+CO2↑)
【项目评价】项目小组同学想制作性能更好的“气火箭”,动手制作前他们讨论制定评价量表,请你一起参与完善。
“气火箭”项目评价量表
评价指标
评价方法
优秀
合格
待改进
飞行商度
通过“气火箭”到达的楼层高度大玫计算最大飞行高度
>10米
5﹣10米
<5米
能耗大小
▲
(3)能耗大小是产品的一项重要指标,如燃油车可通过每百公里消耗的油量来比较能耗大小。请设计一种比较“气火箭”能耗大小的方法。 测量每次发射“气火箭”所消耗的碳酸钠粉末的质量,消耗碳酸钠粉末质量越少,则能耗越小 。
【答案】(1)机械能先增大后减小;
(2)4.4g;
(3)测量每次发射“气火箭”所消耗的碳酸钠粉末的质量,消耗碳酸钠粉末质量越少,则能耗越小。
【解答】解:(1)在上升的过程中,动能转化为重力势能,机械能总量不变。但由于空气阻力的存在,会消耗一部分机械能,所以机械能会逐渐减小;从步骤3到飞至最高处的过程中,箭体的机械能大小变化情况是:机械能先增大后减小。 (2)设产生二氧化碳的质量为 x,
Na2CO3+2HAc=2NaAc+H2O+CO2↑
106 44
10.6g x
,x=4.4g;
所以最多能产生4.4克二氧化碳;(3)比较“气火箭”能耗大小的方法可以是:测量每次发射“气火箭”所消耗的碳酸钠粉末的质量,消耗碳酸钠粉末质量越少,则能耗越小。
故答案为:
(1)机械能先增大后减小;
(2)4.4g;
(3)测量每次发射“气火箭”所消耗的碳酸钠粉末的质量,消耗碳酸钠粉末质量越少,则能耗越小。
地 城
考点03
动能和势能的大小比较
一、选择题
1.(2025•湖州期末)如图为羽毛球运动常见的基本球路,线段表示羽毛球的运动轨迹,箭头表示运动的方向。请分析杀球、挑球、高远球和放小球的四种球路,羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是( )
A.杀球 B.挑球 C.高远球 D.放小球
【答案】A
【解答】解:羽毛球的质量不变,由图可知,羽毛球在杀球阶段,高度一直变小,重力势能一直变小;在挑球、高远球、放小球阶段,高度先变大后变小,重力势能先变大后变小。所以羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是杀球。
故选:A。
2.(2025•奉化区期末)如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中,重力势能最大的为( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
【答案】B
【解答】解:小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中,质量相同,B点位置最高,重力势能最大。
故选:B。
3.(2025•柯桥区期末)如图,甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛,乙以相同的速度v,与水平面成θ角向右上方抛出,有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能(不计空气阻力),说法正确的是( )
A.动能:E甲<E乙 B.动能:E甲=E乙
C.重力势能:E甲<E乙 D.重力势能:E甲=E乙
【答案】A
【解答】解:(1)甲、乙是完全相同的小球,质量相同,开始时,速度相同,则动能大小相同;
甲小球到达最高点时,速度为0,则动能为0,乙小球到达最高点时,在水平方向上速度不为0,则动能大于0,
所以甲小球的动能小于乙小球的动能,即E甲<E乙,故A正确、B错误;
(2)甲、乙是完全相同的小球,质量相同,开始时,高度为0,所以重力势能都为0;
不计空气阻力,小球的机械能守恒,甲、乙两个小球都到达最高点时,机械能相等,
甲小球的动能小于乙小球的动能,
所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能,故CD错误。
故选:A。
4.(2025•东阳市期末)雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。在高温天气时,还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在水平路面上匀速行驶并向天空喷水时,雾炮车的( )
A.动能减小 B.动能不变
C.势能不变 D.机械能不变
【答案】A
【解答】解:雾炮车在水平路面上匀速行驶并向天空喷水时,质量不断减小,速度不变,动能减小;高度不变,重力势能变小;机械能为动能和势能的和,所以机械能减小。
故选:A。
5.(2025•鄞州区期末)2025年10月3日,我国自主研制的“神舟十三号“载人飞船发射升空,在飞船刚离地上升的过程中( )
A.动能增加,势能增加 B.动能不变,势能减少
C.动能减少,势能不变 D.动能减少,势能减少
【答案】A
【解答】解:在飞船刚离地上升的过程中做加速运动,质量不变,速度变大,动能变大;高度变大,重力势能变大,故A正确。
故选:A。
6.(2025•鹿城区期末)如图所示,乘客站在水平台阶上随自动扶梯匀速上楼,在此过程中蕴含着许多物理知识,下列说法正确的是( )
A.乘客的机械能保持不变
B.扶梯上乘客受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.在上楼过程中,扶梯台阶对乘客做了功
D.乘客的重力势能不变
【答案】C
【解答】解:A、顾客的质量不变、速度不变所以动能不变,高度升高,所以势能增加,机械能增大,故A错误;
B、上升过程中乘客不受摩擦力的作用,故B错误;
C、顾客相对于站立的台阶其位置没有发生改变,故相对于其站立的台阶是静止的,但台阶对人有向上的力,人在力的方向上通过了距离,所以扶梯台阶对乘客做了功,故C正确;
D、乘客在上升过程中的质量不变,高度增加,故重力势能增大,故D错误。
故选:C。
7.(2025•上城区校级期末)如图甲,小球先后以相同的速度按①②③④四个方向抛出。若某次小球在空中飞行到接近地面的过程中(不计空气阻力),其动能Ek随时间t变化的图像如图乙所示,则此次小球抛出的方向为( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】A
【解答】解:
由图乙可知,小球的动能先变小后变大,而同一小球的质量不变,说明小球的速度先变小后变大;
当小球在上升时,由于受到竖直向下的重力,所以小球会做减速运动;
当小球在下降时,小球在竖直向下的重力作用下会做加速运动;
由此可知,小球是先上升后下降;
若小球竖直向上运动,则小球到达最高点时速度为0,动能为0,从图中可以看出,小球到达最高点时,动能为0,故①正确。
故选:A。
8.(2025•鄞州区期末)弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示,图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,其中b是弹簧处在原长的状态,针对此过程分析正确的是( )
A.a→b,小金的机械能不断增加,在b时动能最大
B.b→c,弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C.在a状态时弹簧的弹性势能最大
D.在c状态时小金的机械能达到最大
【答案】C
【解答】解:
AD、a→b的过程中,弹簧的弹性势能不断转化为小金的机械能,故小金的机械能不断增加;b→c的过程中,小金需要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,故机械能不断减小;故在c状态时小金的机械能不是最大。
开始一段时间内,弹簧的形变量较大,向上的弹力大于向下的重力,小金做加速运动;随着弹簧形变量的减小,弹力减小,当弹力等于重力时,小希的速度达到最大,(此时动能动能最大);弹力继续减小,向上的弹力小于向下的重力时,小金做减速运动;而b→c的过程中,小金在重力作用下做减速运动;
所以,a→c的过程中,小金先加速后减速,在b状态时速度并不是最大,此时弹簧恢复到原长,无弹力,人只受重力作用,处于减速阶段,故在b时动能不是最大。故AD错误。
B、b→c的过程中,即离开地面上升的过程,小希的速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,所以该过程中是动能转化为人的重力势能,故B错误。
C、a是最低位置,此时弹簧的形变程度最大,所以在a状态时弹簧的弹性势能最大,故C正确。
故选:C。
9.(2025•永嘉县期末)2025年5月,我国最新一代大型运载卫星火箭长征5号B首飞成功,当火箭加速上升时(如图),固定在火箭上的卫星的动能和势能是如何变化的( )
A.动能增大,势能减小 B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能增大 D.动能减小,势能减小
【答案】C
【解答】解:固定在火箭上的卫星加速升空时,卫星的质量不变,速度变大,动能增大;质量不变,高度变大,重力势能增大。
故选:C。
二、填空题
10.(2025•上城区期末)嫦娥六号返回器返回过程采用了半弹道跳跃式返回,俗称“打水漂”。如图所示,实曲线是返回器“打水漂”的轨迹示意图,实圆弧线是地面,虚弧线是大气层界面。返回器从A点首次进入大气层后,在降至B点前关闭发动机;之后,返回器在大气阻力的作用下,会像“打水漂”一样被弹起,从C点离开大气层,达到最高点D,之后再次从E点进入大气层;返回器在适当位置打开“降落伞”,降落到接近地面的F点附近,返回器竖直匀速下落一段时间,最后落到地面。从B点到C点,返回器重力势能会 增大 (选填“.增大”“减小”或“不变”),C点的速度 等于 E点的速度(选填“大于”“小于”或“等于”),竖直匀速下落过程中,返回器的能量转化是 机械能转化为内能 。
【答案】增大;等于;机械能转化为内能。
【解答】解:(1)从B点到C点,返回器的质量不变,高度增加,重力势能会增大;
C至E过程中,返回器与空气摩擦,会将机械能转化为内能,因此返回器机械能会减小;
C点时和E点时返回器的高度相同,重力势能相同,C到E的过程中,机械能守恒,根据机械能=重力势能+动能可知,C点时的动能等于E点时的动能,所以到达C点时的速度等于E点速度;
(2)竖直匀速下落过程中,返回器的质量不变,速度不变,高度降低,重力势能减小,克服空气阻力做功,内能增加,能量转化是机械能转化为内能。
故答案为:增大;等于;机械能转化为内能。
地 城
考点04
机械能守恒
一、选择题
1.(2025•金华期末)将一只乒乓球从O点由静止释放,竖直下落撞击到升降台上,弹起的最高点为M;若只将升降台升高至图乙位置,乒乓球下落弹起后到达的最高点为N,不计碰撞过程中的能量损失。则N点( )
A.在M点的下方 B.与M点重合
C.在M点和O点之间 D.与O点重合
【答案】C
【解答】解:由图甲、乙可知,刚开始的位置相同,故机械能相同,但是两图对比可知,乙图中小球与升降台的距离小,故在上升下降过程,克服摩擦阻力做功比甲图中的小球做功少,故比甲图中的小球上升的高,由于要克服摩擦消耗机械能,故不可能回到原来的位置,故N点在M点和O点之间,故ABD错误,C正确。
故选:C。
2.(2025•诸暨市期末)如图所示,一个小球从光滑曲面的顶端自由滑下,当滑到曲面上的P点时,具有的重力势能为100焦,若不计空气阻力,则小球滑到底端时的机械能( )
A.小于100焦 B.等于100焦 C.大于100焦 D.无法确定
【答案】C
【解答】解:一个小球从光滑曲面的顶端自由滑下,若不计空气阻力,小球在运动过程中,机械能守恒,当滑到曲面上的P点时,具有的重力势能为100焦,此时小球有动能,小球滑到底端时的机械能大于100焦,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
3.(2025•余杭区期末)如图所示,将弹簧和光滑杆一端均竖直固定在桌面上,光滑杆居于弹簧的中心位置,光滑杆上再套一块中间有孔的木块后,木块静止在距桌面H1的高度。用手将该木块从H1高度按压至H2处(如图过程甲),松手后,木块从H2处上升到最大高度H3处(如图过程乙)。所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.过程甲中,木块和弹簧的总机械能保持不变
B.过程乙中,木块和弹簧的总机械能保持不变
C.过程甲中,木块的动能全部转化为木块的势能
D.过程乙中,弹簧的弹性势能先增大后不变
【答案】B
【解答】解:AC、过程甲中,弹簧被压缩,具有弹性势能,此时木块没有动能,故木块和弹簧的总机械能变大,故AC错误;
B、过程乙中,只有弹性势能和动能和重力势能的相互转化,木块和弹簧的总机械能保持不变,故B正确;
D、过程乙中,在弹簧恢复原来形状的过程中,弹性势能转化为木块的机械能,故弹簧的弹性势能逐渐变小,最后当弹簧恢复原来长度后,弹性势能不变,故D错误。
故选:B。
4.(2025•路桥区期末)小柯将纸锥从A1处静止释放,下落至A2处,如图所示为频闪照相机拍摄到纸锥从加速到匀速下落的画面。下列关于纸锥下落过程中能量大小随时间变化的图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:A、一开始没有速度,动能为0。后来前半段儿加速,动能逐渐增大,等后半段儿是匀速,动能又不变了,所以A选项正确。
B、一开始没有速度,动能为0,所以B选项错误。
C、重力势能一直减小,该选项中重力势能先不变后减小,不符合实际情况,所以C选项错误。
D、机械能等于动能与重力势能之和,由于下落过程中纸锥受到空气阻力,机械能会逐渐减小,而该选项中机械能不变,不符合实际情况,所以D选项错误。
故选:A。
5.(2025•余姚市期末)如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度v沿轨道滚下,依次经过等高的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
A.小球在B点的动能大于C点动能
B.小球在B点的机械能等于C点的机械能
C.无论速度v多大,小球都不会到达E点
D.小球从A点到B点的过程中,减少的重力势能都转化为小球的动能
【答案】A
【解答】解:AB、弧形轨道是粗糙的,小球运动过程中要克服摩擦做功,整个过程中小球的机械能逐渐减小,所以小球在B点的机械能大于C点的机械能;A点和C点等高,小球的质量不变,所以A点和C点的重力势能相同,则A点的动能大于C点的动能,故A正确、B错误;
C、运动过程中小球的机械能逐渐减小,当A点速度较大,动能较大时,到达E点时的动能可能不为0,小球可能会到达E点,故C错误;
D、小球从A点到B点的过程中,一部分机械能转化为内能,减少的重力势能没有全部转化为球的动能,故D错误。
故选:A。
6.(2025•上城区期末)如图是2025年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影,跳水运动员在起跳向上运动的过程中(忽略空气阻力)( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能增大,机械能增大
C.重力势能增大,机械能不变
D.动能减少,机械能减少
【答案】C
【解答】解:跳水运动员向上运动过程中,运动员的质量不变,速度变小,动能变小;高度变大,重力势能增大;不考虑空气阻力时,机械能守恒,机械能保持不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
7.(2025•兰溪市校级期末)小梅是一名羽毛球运动爱好者,当她挥拍把羽毛球击回到对方场地的过程中(羽毛球没有破损),下列说法正确的是( )
A.羽毛球上升过程中机械能变大
B.羽毛球下落过程中机械能变大
C.羽毛球上升过程中重力势能一定变大
D.羽毛球下落过程中动能一定变大
【答案】C
【解答】解:
AB、羽毛球上升或下落过程中,由于受到空气阻力的作用,有一部分机械能会转化为内能,所以机械能会变小,故AB错误;
C、羽毛球上升过程中,质量不变,高度增大,所以重力势能变大,故C正确;
D、羽毛球下落过程中,由于空气阻力,可能是匀速直线运动,质量不变,速度不变,所以动能可能变大,也可能不变,故D错误。
故选:C。
二、填空题
8.(2025•永康市期末)中国跳水队被人们称为“梦之队”。如图是运动员在跳板上起跳时的几个瞬间:其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时受力平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点。跳水运动员为了提高起跳的高度,往往在跳板上先上下晃动几次后才离开跳板,整个过程空气阻力忽略不计,从A→C的过程中,运动员的动能如何变化? 先变大后变小 ,运动员的机械能 不守恒 (填“守恒”或“不守恒”)。
【答案】先变大后变小;不守恒。
【解答】解:从A到B过程中,人的重力大于跳板的支持力,合力向下,运动员做加速运动,动能变大;从B到C过程中,跳板的支持力大于人的重力,合力向上,运动员做减速运动,动能变小;因此从A到C的过程中,其动能先变大后变小;
在从A到C的过程中,运动员与跳板的总机械能守恒,但运动员的机械能不守恒。
故答案为:先变大后变小;不守恒。
9.(2025•宁波期末)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时速度最大。若不计空气的阻力,且绳子自然下垂的位置在C点下方。在B点时,人的重力 = (选填“>”“=”或“<”)绳的拉力。从A运动到C的过程中,人的机械能 先增大,后不变 (填写变化情况)。(不计空气阻力)
【答案】=;先增大,后不变。
【解答】解:打开扣环,人从A点由静止释放,人的质量不变,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,绳子的弹性势能变小,是弹性势能转化为动能和重力势能,到达B点之前,绳子的拉力大于重力,人向上做加速运动,到达B点时,速度最大,这说明此时的拉力和重力大小相等;
由A点运动至到自然下垂位置,绳子的弹性形变程度变小,弹性势能转化为人的机械能,不计空气阻力,人的机械能增大,从到自然下垂位置至C点,绳子没有发生弹性形变,不计空气阻力,人的机械能不变。
故答案为:=;先增大,后不变。
10.(2025•永康市期末)某跳伞运动员从飞机上跳下,沿竖直方向降落,一段时间后打开降落伞,最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。已知正常情况下空气阻力大小随迎风面积和速度的增大而增大。回答下列问题:
(1)AB段跳伞运动员的机械能 减小 (填“增加”“减小”或“不变”)。
(2)当t= 40 s时,运动员打开降落伞。
【答案】(1)减小;(2)40。
【解答】解:(1)AB段桌匀速直线运动,质量不变,动能不变,高度降低,重力势能减小,故机械能减小;
(2)已知正常情况下空气阻力大小随迎风面积和速度的增大而增大,所以运动员打开降落伞之后,会做减速运动,故在40s时,运动员打开降落伞。
故答案为:(1)减小;(2)40。
地 城
考点05
功计算和大小比较
一、选择题
1.(2025•慈溪市期末)将一本科学课本从地上捡起放到课桌上,所做的功大约是( )
A.0.3J B.3J C.30J D.300J
【答案】B
【解答】解:课桌的高度约为1m,一本科学课本的重力约为3N,
将一本科学课本从地上捡起放到课桌上,所做的功约为:W=Gh=3N×1m=3J。
故选:B。
2.(2025•拱墅区期末)把一个鸡蛋举高2m,对鸡蛋做的功约( )
A.0.1J B.1J C.10J D.100J
【答案】B
【解答】解:一个鸡蛋的质量约为50g=0.05kg,重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N,
把一个鸡蛋举高2m,对鸡蛋做的功约W=Gh=0.5N×2m=1J,故B正确。
故选:B。
3.(2025•金东区期末)下列实例中,没有对物体做功的是( )
A.运动员挺举杠铃的过程
B.起重机提升大石块
C.小宇推木箱推而未动
D.运动员将弓拉弯的过程
【答案】C
【解答】解:A、运动员挺举杠铃的过程,运动员给杠铃施加了力的作用,杠铃在该力的方向上通过了距离,所以运动员对杠铃做了功,故A不合题意;
B、起重机提升大石块,起重机给石块施加了力的作用,石块在该力的方向上通过了距离,所以起重机对石块做了功,故B不合题意;
C、小宇推木箱推而未动,有力但没有距离,所以小宇对木箱没有做功,故C符合题意;
D、运动员将弓拉弯的过程,运动员给弓施加了力的作用,弓在该力的方向上通过了距离,所以运动员对弓做了功,故D不合题意。
故选:C。
4.(2025•西湖区期末)如图所示,某同学用大小相等的拉力F,将木块从水平面拉上斜面,拉力方向和运动方向始终一致,若AB=CD,则下列说法正确的是( )
A.AB段拉力做功较多
B.CD段拉力做功较多
C.AB段与CD段拉力做的功一样多
D.水平面和斜面的粗糙程度未知,无法判断
【答案】C
【解答】解:两次拉力的大小相等,AB=CD,由W=Fs可知拉力所做的功相同,故C正确,ABD错误。
故选:C。
5.(2025•德清县期末)国庆期间德清银泰城隆重开业,其内有图甲所示的直升电梯和图乙所示的楼梯式电梯。若小清通过图甲方式到达三楼克服重力做功为W甲通过图乙方式到达三楼克服重力做功为W乙则两者大小关系正确的是( )
A.W甲>W乙 B.W甲<W乙 C.W甲=W乙 D.无法判断
【答案】C
【解答】解:小清通过两种方式上楼,他的重力不变,上升的高度不变,由W=Gh可知克服重力做功相等,即W甲=W乙。
故选:C。
6.(2025•义乌市校级期末)如图所示,某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水(塑料桶中间带有转轴,桶中装满水),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,他对水做功最多的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:由图可知,AB中某同学是用背背、用手抱,即力的方向向上,桶是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;
在其他条件相同时,滑动摩擦力大于滚动摩擦力,则C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力;又因为匀速拉动水桶向前运动,所以由二力平衡条件可知C中拉力大于D中拉力,且水平移动的距离s相同,根据W=Fs可知C做功最多,故ABD不合题意,C符合题意。
故选:C。
7.(2025•义乌市校级期末)在两个等长、等高但材质不同的斜面上,用平行于斜面且大小相等的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端,如图所示。此过程中,甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙,拉力F所做的额外功分别为W额甲、W额乙。则( )
A.W甲<W乙,W额甲>W额乙
B.W甲=W乙,W额甲>W额乙
C.W甲=W乙,W额甲=W额乙
D.W甲=W乙,W额甲<W额乙
【答案】B
【解答】解:由题知,两斜面等长,将A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端,则s相等,拉力均为F,
根据W=Fs可知,甲、乙两斜面上的拉力F所做的功(即总功):W甲=W乙;
由题知,两斜面等高,且m甲<m乙,根据W有=Gh=mgh可知,有用功W甲有<W乙有,
因为W额=W总﹣W有,所以W额甲>W额乙。
故选:B。
8.(2025•海曙区期末)为把一重为G的物体提升1m,小宁分别采用了斜面、定滑轮和滑轮组三种不同的方式,若不计动滑轮重、绳重及摩擦,三种方式做功最多的是( )
A.斜面 B.定滑轮
C.滑轮组 D.三种方式一样多
【答案】D
【解答】解:由功的原理知,使用任何机械都不能省功,因此把一重为G的物体提升1m,小宁分别采用了斜面、定滑轮和滑轮组三种不同的方式,若不计动滑轮重、绳重及摩擦,三种方式做功一样多。
故选:D。
二、填空题
9.(2025•西湖区期末)滑雪是冬奥会的项目之一,如图所示,若某段坡面的高度为H、长度为L、粗糙程度相同,重为G的运动员保持姿势不变恰好沿该坡面自由匀速滑至坡底,不计空气阻力。
(1)重力对运动员做的功W= GH (用题中的字母表示)。
(2)运动员从顶端滑下,他的机械能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)运动员在坡面上下滑时受到的摩擦力f为 (用题中的字母表示)。
【答案】(1)GH;(2)减小;(3)。
【解答】解:(1)重力对运动员做的功为W=GH;
(2)运动员保持该姿势不变沿着坡面自由匀速下滑,高度逐渐变小,质量不变,则运动员的动能不变,重力势能变小,由于受摩擦力的作用,一部分机械能转化为内能,所以他的机械能减小;
(3)运动员沿坡面自由匀速滑下时,运动员相对于坡面向下运动,所以其受到的摩擦力方向沿坡面向上;
运动员沿坡面匀速滑下时,克服摩擦做功,重力势能转化为内能,此时消耗的重力势能等于克服摩擦做的功,即:fL=GH,解得f。
故答案为:(1)GH;(2)减小;(3)。
三、计算题
10.(2025•新昌县期末)电动微单车可有效地减轻交通压力。小科网上购买了某一款电动微单车(如图甲所示),其部分参数如表所示。
(1)小科用图乙所示推车(质量约为15千克),将20千克装有电动微单车的包装箱从快递收发点运回家。假设在推动过程中受到的阻力为总重的0.1倍,小科在水平路上推动推车前进100米,求小科克服阻力做功的大小。
(2)忽略电动微单车在行驶过程中的能量损耗,当电池容量下降到20%时需要进行充电,则在额定功率下以最高时速能行驶多少千米?
【答案】(1)小科克服阻力做功的大小是3500J;
(2)忽略电动微单车在行驶过程中的能量损耗,当电池容量下降到20%时需要进行充电,则在额定功率下以最高时速能行驶25km。
【解答】解:(1)总重力:G=mg=(15kg+20kg)×10N/kg=350N,
阻力:f=0.1G=0.1×350N=35N,
克服阻力做功的大小:W阻=fs=35N×100m=3500J;
(2)忽略电动微单车在行驶过程中的能量损耗,当电池容量下降到20%时需要进行充电,电池使用容量是80%,电能为:W=0.5kW•h×80%=0.4kW•h,
单车行驶的时间:t,
在额定功率下以最高时速能行驶路程:s=vt=25km/h×1h=25km。
答:(1)小科克服阻力做功的大小是3500J;
(2)忽略电动微单车在行驶过程中的能量损耗,当电池容量下降到20%时需要进行充电,则在额定功率下以最高时速能行驶25km。
地 城
考点06
功率计算和大小比较
一、选择题
1.(2025•诸暨市期末)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
【答案】C
【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。
2.(2025•余杭区期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PA<PB B.FA>FB,PA>PB
C.FA<FB,PA<PB D.FA<FB,PA>PB
【答案】C
【解答】解:(1)斜面AC倾斜角度小于斜面BC,所以物体沿AC运动时拉力较小,即:FA<FB;
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,不需要做额外功,由使用任何机械都不省功可知,拉力在两斜面上做功相同,即:WA=WB;
因为从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同,所以物体沿BC运动时用时较少,
则根据公式P可知,拉力沿BC运动时拉力做功的功率较大,即PA<PB。
故选:C。
3.(2025•杭州期末)在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动,相关数据的图象分别如图(1)、(2)所示。根据图像(空气阻力忽略不计),下列结论正确的是( )
A.甲车的动能大于乙车的动能
B.甲车的功率小于乙车的功率
C.甲车牵引力大于乙车牵引力
D.甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力
【答案】A
【解答】解:A、由图象知,甲的速度为v甲5m/s,乙的速度为v乙=3m/s,
已知两车完全相同,所以质量相同;因为甲的速度大于乙的速度,所以甲的动能大于乙的动能,故A正确。
BCD、甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动,两车对地面的压力相等,接触面的粗糙程度相同,则两车受到的摩擦力相等,两车均做匀速直线运动,摩擦力和牵引力是一对平衡力,所以两车的牵引力相等;甲车的速度大于乙车的速度,根据PFv可知,甲车的功率大于乙车的功率,故BCD错误。
故选:A。
4.(2025•义乌市校级期末)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②.两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别是P1、P2,则( )
A.F1=F2,P1>P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1<F2,P1=P2 D.F1>F2,P1=P2
【答案】A
【解答】解:(1)由题意知,两次拉动木块的过程中,木块对水平面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,则滑动摩擦力相等;木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,所以拉力F相等,即F1=F2。
(2)从图象中可以判断出,第①次的运动速度v较大,根据公式PFv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。
故选:A。
5.(2025•衢州期末)跳绳是我市体育中考的选考项目之一,满分为180次/分。九年级男生小科跳了210次,每次腾空的高度约5cm。则他跳绳的功率最接近( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
【答案】C
【解答】解:由生活常识可知,九年级男生的重力大约为G=500N,在1min内跳了210次,每次跳离地面的高度为h=5cm=0.05m,
所以他跳绳的功率为:P87.5W,最接近100W。
故选:C。
6.(2025•杭州期末)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=1:1 B.W1:W2=2:3 C.P1:P2=1:1 D.P1:P2=2:3
【答案】D
【解答】解:
由题可知,妈妈与小明爬山的高度相同,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,
AB、由W=Gh可得,妈妈和小明克服重力做功之比:
,故AB错误;
CD、由P可得,妈妈和小明克服重力做功的功率之比:
,故C错误,D正确。
故选:D。
7.(2025•江干区校级期末)如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率大于fv
【答案】A
【解答】解:A、人脚对皮带的摩擦力方向沿传送带向下,与皮带的运动方向相同,为动力,故A正确。
B、皮人对皮带的摩擦力使皮带移动了距离,人对皮带做了功,故B错误。
CD、人对皮带的力为摩擦力,故人对皮带做功的功率P=fv,故CD错误。
故选:A。
二、填空题
8.(2025•镇海区期末)如图所示,水平桌面上放一重为10N的物体A,在6N的水平推力F的作用下,2s内运动了0.2m,从甲图位置运动到乙图位置,在此过程中,推力F的功率为 0.6 W,物体A所受重力做功 0 J。
【答案】0.6;0。
【解答】解:推力F对物体A做的功为:
W=Fs=6N×0.2m=1.2J;
推力F的功率为:
P0.6W;
重力的方向竖直向下,物体在水平方向运动,重力方向没有移动距离,没有做功,即做功为0J。
故答案为:0.6;0。
9.(2025•椒江区期末)如图为一架质量1.6千克的无人机,下方悬挂着一个质量0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米,然后边摄像边斜向上飞行了30秒,仪表盘上显示离地面高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功 20 焦,整个过程中无人机对摄像机做功的功率为 0.9 瓦。
【答案】20;0.9
【解答】解:摄像机的重力为:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
无人机前10秒对摄像机做功为:W=Gh=1N×20m=20J;
整个过程中对摄像机所做的功为:W'=Gh'=1N×36m=36J;
无人机对摄像机做功的功率为:P0.9W。
故答案为:20;0.9。
三、计算题
10.(2025•北仑区校级期末)如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg。机器人在水平地面运动时,所受推力F与速度v关系如图乙所示。求:
(1)该机器人所提供的水平推力为300N时,匀速直线运动3m,水平推力做了多少功?
(2)该机器人在水平地面上以0.5m/s的速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大?
【答案】(1)水平推力做的功为900J;
(2)水平推力的功率为75W。
【解答】解:(1)该机器人所提供的水平推力为300N时,匀速直线运动3m,水平推力做的功:
W=Fs=300N×3m=900J;
(2)该机器人在水平地面上以0.5 m/s速度匀速直线运动时,由图乙可知此时的推力F′=150 N,则水平推力的功率:
PF′v=150 N×0.5 m/s=75 W。
答:(1)水平推力做的功为900J;
(2)水平推力的功率为75W。
试卷第1页,共3页
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专题05能量、能量转化的量度和机械能
6大高频考点概览
考点01 能量及其形式
考点02 动能与势能的相互转化
考点03 动能和势能的大小比较
考点04 机械能守恒
考点05 功的计算和大小比较
考点06 功率计算和大小比较
地 城
考点01
能量及其形式
一、单选题
1.(2025•嘉兴期末)物质与能量是构成自然世界的基本要素,能量的形式多种多样。下列图示中,其中的能量形式与其它三项不同的是( )
A.青草的能量
B.汽油的能量
C.食物的能量
D.瀑布的能量
2.(2025•玉环市期末)出行是人们工作、生活必不可少的环节,出行的工具多种多样,使用的能也不尽相同。电力机车、油车所消耗能量的形式分别是( )
A.电能电能 B.电能化学能
C.化学能化学能 D.化学能电能
3.(2025•临海市期末)新能源电动车利用电池提供能量来驱动汽车。电池和汽油中蕴含相同形式的能量,该能量是( )
A.电能 B.热能 C.机械能 D.化学能
4.(2025•宁波期末)2025年10月31日,超强台风“康妮”登陆我国台湾,该晚季秋台风来势凶猛、破坏性大的原因之一是因为其具有很大的( )
A.电能 B.电磁能 C.机械能 D.化学能
5.(2025•临平区期末)人在跑步过程中一直消耗体内的( )
A.热能 B.化学能 C.机械能 D.电能
6.(2025•金东区期末)新能源电动车(如图)利用电池提供能量来驱动汽车,传统的燃油车以燃料(如汽油)燃烧释放能量供汽车运动。电池和汽油中都蕴含有相同形式的能量,该能量是( )
A.化学能 B.电能 C.机械能 D.电磁能
7.(2025•衢州期末)如图小科新买未使用的干电池,此时干电池具有( )
A.化学能 B.热能 C.光能 D.电能
二、填空题
8.(2025•余杭区校级期末)填写下列物体或现象中所具有的能:
(1)流动的河水具有 ;
(2)汽车油箱里的汽油具有 ;
(3)普照大地的阳光具有 ;
(4)遥控器遥控机器时,遥控器发射出电磁辐射,电磁辐射具有 。
9.(2025•江北区期末)填写下列物体或现象中所具有的能:
(1)奔跑的猎豹具有 。
(2)汽车中的汽油具有 。
(3)电池放电时能释放 。
(4)遥控器发出的电磁辐射具有 。
10.(2025•衢州期末)2025年4月25日,神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。
(1)火箭发射时,飞船从静止到运动获得了 能。
(2)选择飞船为参照物,乘坐飞船的航天员是 的。(填“运动”或“静止”)
地 城
考点02
动能与势能的相互转化
一、选择题
1.(2025•平湖市期末)小平同学用多个大小相同,质量不同的小球,做了如图实验:将弹簧一端固定在墙面,另一端自然伸长至A,压缩弹簧至同一位置静止释放不同小球,小球落地位置不同。若平面均光滑,下列说法正确的是( )
A.将不同小球压缩弹簧至同一位置,弹簧的弹性势能不同
B.弹簧从同一压缩位置恢复至A点时,不同小球的动能相同
C.从A位置到落地前一瞬间,弹簧的弹性势能转化为小球的动能
D.小球落地位置不同是因为在B点小球的动能不同
2.(2025•越城区期末)中国选手陈艺文在巴黎奥运会3米跳板中荣获冠军。其跳水过程可简化为:将跳板向下压到最低点A,回弹至水平位置B时脚刚好离开跳板,此时跳板仍在上下抖动,向上运动到最高点C,落水点位置为D,若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.运动到C点时陈艺文动能不为零
B.从A点到D点过程中,陈艺文机械能守恒
C.从A点到B点过程中,陈艺文的重力势能和动能都不断增大
D.运动到B点时,跳板的弹性势能全部转化为陈艺文的机械能
3.(2025•嘉兴期末)各种运动项目中都涉及能量及其转化,下列有关说法正确的是( )
A.图①,掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B.图②,蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C.图③,射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来
D.图④,运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
4.(2025•拱墅区期末)如图,同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦),设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3,则( )
A.v1>v2>v3 B.v1<v2<v3 C.v1=v2=v3 D.v1<v3<v2
5.(2025•西湖区期末)如图表示撑杆跳高运动的几个阶段:助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况判断错误的是( )
A.助跑阶段,运动员的化学能转化为动能
B.撑杆起跳阶段,运动员的重力势能增加
C.撑杆起跳阶段,运动员的动能不变
D.越过横杆后,运动员的重力势能减小
6.(2025•义乌市校级期末)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快,上下震荡后静止在空中。对此过程,下列描述正确的是( )
A.最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
B.到达B点时,弹性绳处于原长位置
C.人上升和下降时最大速度相同,所处位置也相同
D.人从A到B的过程中,人的重力势能和动能以及机械能都增加
7.(2025•海曙区校级期末)某运动员做蹦极运动,如图甲所示,从高处O点开始下落,A点是弹性绳的自由长度,在B点运动员所受的弹力恰好等于重力,C点是第一次下落到达的最低点,运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为竖直方向的运动)。下列判断正确的是( )
A.从A点到B点过程中运动员加速下落
B.从B点到C点过程中运动员匀速下落
C.t0时刻运动员刚好位于B点
D.运动员重力大小等于F0
二、填空题
8.(2025•衢州期末)如图,连着弹簧的小球套在水平杆上,O点为弹簧的自由长度位置。小幅度左右推动小球,小球仍能静止。现大幅度压缩弹簧,将小球移至A点后,静止释放。
(1)从A点弹到O点,弹簧的弹性势能 (选填“变大”“变小”“不变”)。
(2)小球与水平杆之间 (选填“存在”或“不存在”)摩擦力。
(3)小球从A到B向右运动的过程中,速度最大值出现在 。(选填“A点”“O点”“B点”“AO之间”“OB之间”“AB之间都有可能”)。
9.(2025•海曙区期末)2025年6月,携带着月壤样本的“嫦娥六号”返回器成功着陆。此次,嫦娥六号返回器采用了“打水漂”式返回技术,多次进入地球大气层,利用大气的阻力减速,其降落过程的部分轨迹如图所示。返回器由A点到B点的重力势能 (填“变大”、“不变”或“变小”);返回器在A点的机械能 D点的机械能(填“大于”、“小于”或“等于”)。
10.(2025•温州期末)某项目学习小组开展了制作“气火箭”的实践活动。利用箭体内化学物质反应产生气体,使火箭升空。
【产品制作】利用如图所示的器材进行组装及试剂添加。
(1)从步骤3到飞至最高处的过程中,箭体的机械能大小变化情况是 。
(2)若某次加入气火箭内的10.6克碳酸钠与醋酸(HAc)完全反应,则最多能产生多少克二氧化碳。(Na2CO3+2HAc=2NaAc+H2O+CO2↑)
【项目评价】项目小组同学想制作性能更好的“气火箭”,动手制作前他们讨论制定评价量表,请你一起参与完善。
“气火箭”项目评价量表
评价指标
评价方法
优秀
合格
待改进
飞行商度
通过“气火箭”到达的楼层高度大玫计算最大飞行高度
>10米
5﹣10米
<5米
能耗大小
▲
(3)能耗大小是产品的一项重要指标,如燃油车可通过每百公里消耗的油量来比较能耗大小。请设计一种比较“气火箭”能耗大小的方法。 。
地 城
考点03
动能和势能的大小比较
一、选择题
1.(2025•湖州期末)如图为羽毛球运动常见的基本球路,线段表示羽毛球的运动轨迹,箭头表示运动的方向。请分析杀球、挑球、高远球和放小球的四种球路,羽毛球重力势能变化和其他三种球路不同的是( )
A.杀球 B.挑球 C.高远球 D.放小球
2.(2025•奉化区期末)如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中,重力势能最大的为( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
3.(2025•柯桥区期末)如图,甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛,乙以相同的速度v,与水平面成θ角向右上方抛出,有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能(不计空气阻力),说法正确的是( )
A.动能:E甲<E乙 B.动能:E甲=E乙
C.重力势能:E甲<E乙 D.重力势能:E甲=E乙
4.(2025•东阳市期末)雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。在高温天气时,还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在水平路面上匀速行驶并向天空喷水时,雾炮车的( )
A.动能减小 B.动能不变
C.势能不变 D.机械能不变
5.(2025•鄞州区期末)2025年10月3日,我国自主研制的“神舟十三号“载人飞船发射升空,在飞船刚离地上升的过程中( )
A.动能增加,势能增加 B.动能不变,势能减少
C.动能减少,势能不变 D.动能减少,势能减少
6.(2025•鹿城区期末)如图所示,乘客站在水平台阶上随自动扶梯匀速上楼,在此过程中蕴含着许多物理知识,下列说法正确的是( )
A.乘客的机械能保持不变
B.扶梯上乘客受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.在上楼过程中,扶梯台阶对乘客做了功
D.乘客的重力势能不变
7.(2025•上城区校级期末)如图甲,小球先后以相同的速度按①②③④四个方向抛出。若某次小球在空中飞行到接近地面的过程中(不计空气阻力),其动能Ek随时间t变化的图像如图乙所示,则此次小球抛出的方向为( )
A.① B.② C.③ D.④
8.(2025•鄞州区期末)弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示,图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,其中b是弹簧处在原长的状态,针对此过程分析正确的是( )
A.a→b,小金的机械能不断增加,在b时动能最大
B.b→c,弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C.在a状态时弹簧的弹性势能最大
D.在c状态时小金的机械能达到最大
9.(2025•永嘉县期末)2025年5月,我国最新一代大型运载卫星火箭长征5号B首飞成功,当火箭加速上升时(如图),固定在火箭上的卫星的动能和势能是如何变化的( )
A.动能增大,势能减小 B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能增大 D.动能减小,势能减小
二、填空题
10.(2025•上城区期末)嫦娥六号返回器返回过程采用了半弹道跳跃式返回,俗称“打水漂”。如图所示,实曲线是返回器“打水漂”的轨迹示意图,实圆弧线是地面,虚弧线是大气层界面。返回器从A点首次进入大气层后,在降至B点前关闭发动机;之后,返回器在大气阻力的作用下,会像“打水漂”一样被弹起,从C点离开大气层,达到最高点D,之后再次从E点进入大气层;返回器在适当位置打开“降落伞”,降落到接近地面的F点附近,返回器竖直匀速下落一段时间,最后落到地面。从B点到C点,返回器重力势能会 (选填“.增大”“减小”或“不变”),C点的速度 E点的速度(选填“大于”“小于”或“等于”),竖直匀速下落过程中,返回器的能量转化是 。
地 城
考点04
机械能守恒
一、选择题
1.(2025•金华期末)将一只乒乓球从O点由静止释放,竖直下落撞击到升降台上,弹起的最高点为M;若只将升降台升高至图乙位置,乒乓球下落弹起后到达的最高点为N,不计碰撞过程中的能量损失。则N点( )
A.在M点的下方 B.与M点重合
C.在M点和O点之间 D.与O点重合
2.(2025•诸暨市期末)如图所示,一个小球从光滑曲面的顶端自由滑下,当滑到曲面上的P点时,具有的重力势能为100焦,若不计空气阻力,则小球滑到底端时的机械能( )
A.小于100焦 B.等于100焦 C.大于100焦 D.无法确定
3.(2025•余杭区期末)如图所示,将弹簧和光滑杆一端均竖直固定在桌面上,光滑杆居于弹簧的中心位置,光滑杆上再套一块中间有孔的木块后,木块静止在距桌面H1的高度。用手将该木块从H1高度按压至H2处(如图过程甲),松手后,木块从H2处上升到最大高度H3处(如图过程乙)。所有摩擦均忽略不计。下列说法正确的是( )
A.过程甲中,木块和弹簧的总机械能保持不变
B.过程乙中,木块和弹簧的总机械能保持不变
C.过程甲中,木块的动能全部转化为木块的势能
D.过程乙中,弹簧的弹性势能先增大后不变
4.(2025•路桥区期末)小柯将纸锥从A1处静止释放,下落至A2处,如图所示为频闪照相机拍摄到纸锥从加速到匀速下落的画面。下列关于纸锥下落过程中能量大小随时间变化的图像,正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025•余姚市期末)如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度v沿轨道滚下,依次经过等高的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
A.小球在B点的动能大于C点动能
B.小球在B点的机械能等于C点的机械能
C.无论速度v多大,小球都不会到达E点
D.小球从A点到B点的过程中,减少的重力势能都转化为小球的动能
6.(2025•上城区期末)如图是2025年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影,跳水运动员在起跳向上运动的过程中(忽略空气阻力)( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能增大,机械能增大
C.重力势能增大,机械能不变
D.动能减少,机械能减少
7.(2025•兰溪市校级期末)小梅是一名羽毛球运动爱好者,当她挥拍把羽毛球击回到对方场地的过程中(羽毛球没有破损),下列说法正确的是( )
A.羽毛球上升过程中机械能变大
B.羽毛球下落过程中机械能变大
C.羽毛球上升过程中重力势能一定变大
D.羽毛球下落过程中动能一定变大
二、填空题
8.(2025•永康市期末)中国跳水队被人们称为“梦之队”。如图是运动员在跳板上起跳时的几个瞬间:其中A为无人时踏板静止点,B为人站在踏板上静止时受力平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点。跳水运动员为了提高起跳的高度,往往在跳板上先上下晃动几次后才离开跳板,整个过程空气阻力忽略不计,从A→C的过程中,运动员的动能如何变化? ,运动员的机械能 (填“守恒”或“不守恒”)。
9.(2025•宁波期末)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时速度最大。若不计空气的阻力,且绳子自然下垂的位置在C点下方。在B点时,人的重力 (选填“>”“=”或“<”)绳的拉力。从A运动到C的过程中,人的机械能 (填写变化情况)。(不计空气阻力)
10.(2025•永康市期末)某跳伞运动员从飞机上跳下,沿竖直方向降落,一段时间后打开降落伞,最后安全着地。跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图所示。已知正常情况下空气阻力大小随迎风面积和速度的增大而增大。回答下列问题:
(1)AB段跳伞运动员的机械能 (填“增加”“减小”或“不变”)。
(2)当t= s时,运动员打开降落伞。
地 城
考点05
功计算和大小比较
一、选择题
1.(2025•慈溪市期末)将一本科学课本从地上捡起放到课桌上,所做的功大约是( )
A.0.3J B.3J C.30J D.300J
2.(2025•拱墅区期末)把一个鸡蛋举高2m,对鸡蛋做的功约( )
A.0.1J B.1J C.10J D.100J
3.(2025•金东区期末)下列实例中,没有对物体做功的是( )
A.运动员挺举杠铃的过程
B.起重机提升大石块
C.小宇推木箱推而未动
D.运动员将弓拉弯的过程
4.(2025•西湖区期末)如图所示,某同学用大小相等的拉力F,将木块从水平面拉上斜面,拉力方向和运动方向始终一致,若AB=CD,则下列说法正确的是( )
A.AB段拉力做功较多
B.CD段拉力做功较多
C.AB段与CD段拉力做的功一样多
D.水平面和斜面的粗糙程度未知,无法判断
5.(2025•德清县期末)国庆期间德清银泰城隆重开业,其内有图甲所示的直升电梯和图乙所示的楼梯式电梯。若小清通过图甲方式到达三楼克服重力做功为W甲通过图乙方式到达三楼克服重力做功为W乙则两者大小关系正确的是( )
A.W甲>W乙 B.W甲<W乙 C.W甲=W乙 D.无法判断
6.(2025•义乌市校级期末)如图所示,某同学分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运水(塑料桶中间带有转轴,桶中装满水),在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,他对水做功最多的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025•义乌市校级期末)在两个等长、等高但材质不同的斜面上,用平行于斜面且大小相等的拉力F分别将质量为2m和3m的A、B两物体从斜面底部匀速拉到顶端,如图所示。此过程中,甲、乙两斜面上的拉力F所做的功分别为W甲、W乙,拉力F所做的额外功分别为W额甲、W额乙。则( )
A.W甲<W乙,W额甲>W额乙
B.W甲=W乙,W额甲>W额乙
C.W甲=W乙,W额甲=W额乙
D.W甲=W乙,W额甲<W额乙
8.(2025•海曙区期末)为把一重为G的物体提升1m,小宁分别采用了斜面、定滑轮和滑轮组三种不同的方式,若不计动滑轮重、绳重及摩擦,三种方式做功最多的是( )
A.斜面 B.定滑轮
C.滑轮组 D.三种方式一样多
二、填空题
9.(2025•西湖区期末)滑雪是冬奥会的项目之一,如图所示,若某段坡面的高度为H、长度为L、粗糙程度相同,重为G的运动员保持姿势不变恰好沿该坡面自由匀速滑至坡底,不计空气阻力。
(1)重力对运动员做的功W= (用题中的字母表示)。
(2)运动员从顶端滑下,他的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)运动员在坡面上下滑时受到的摩擦力f为 (用题中的字母表示)。
三、计算题
10.(2025•新昌县期末)电动微单车可有效地减轻交通压力。小科网上购买了某一款电动微单车(如图甲所示),其部分参数如表所示。
(1)小科用图乙所示推车(质量约为15千克),将20千克装有电动微单车的包装箱从快递收发点运回家。假设在推动过程中受到的阻力为总重的0.1倍,小科在水平路上推动推车前进100米,求小科克服阻力做功的大小。
(2)忽略电动微单车在行驶过程中的能量损耗,当电池容量下降到20%时需要进行充电,则在额定功率下以最高时速能行驶多少千米?
地 城
考点06
功率计算和大小比较
一、选择题
1.(2025•诸暨市期末)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
2.(2025•余杭区期末)如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C,已知AC>BC,施加的力分别为FA、FB,拉力做功的功率分别为PA、PB,则下列判断中正确的是( )
A.FA>FB,PA<PB B.FA>FB,PA>PB
C.FA<FB,PA<PB D.FA<FB,PA>PB
3.(2025•杭州期末)在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动,相关数据的图象分别如图(1)、(2)所示。根据图像(空气阻力忽略不计),下列结论正确的是( )
A.甲车的动能大于乙车的动能
B.甲车的功率小于乙车的功率
C.甲车牵引力大于乙车牵引力
D.甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力
4.(2025•义乌市校级期末)如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①、②.两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别是P1、P2,则( )
A.F1=F2,P1>P2 B.F1>F2,P1>P2
C.F1<F2,P1=P2 D.F1>F2,P1=P2
5.(2025•衢州期末)跳绳是我市体育中考的选考项目之一,满分为180次/分。九年级男生小科跳了210次,每次腾空的高度约5cm。则他跳绳的功率最接近( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
6.(2025•杭州期末)妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用的时间是小明的3倍,若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1,小明克服自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( )
A.W1:W2=1:1 B.W1:W2=2:3 C.P1:P2=1:1 D.P1:P2=2:3
7.(2025•江干区校级期末)如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力向后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒为f,使皮带以速度v匀速向后运动,则在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力
B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv
D.人对皮带做功的功率大于fv
二、填空题
8.(2025•镇海区期末)如图所示,水平桌面上放一重为10N的物体A,在6N的水平推力F的作用下,2s内运动了0.2m,从甲图位置运动到乙图位置,在此过程中,推力F的功率为 W,物体A所受重力做功 J。
9.(2025•椒江区期末)如图为一架质量1.6千克的无人机,下方悬挂着一个质量0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米,然后边摄像边斜向上飞行了30秒,仪表盘上显示离地面高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功 焦,整个过程中无人机对摄像机做功的功率为 瓦。
三、计算题
10.(2025•北仑区校级期末)如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg。机器人在水平地面运动时,所受推力F与速度v关系如图乙所示。求:
(1)该机器人所提供的水平推力为300N时,匀速直线运动3m,水平推力做了多少功?
(2)该机器人在水平地面上以0.5m/s的速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大?
试卷第1页,共3页
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