内容正文:
2026年中考物理一轮复习专项训练:能量、能量的转化和守恒
一、单选题
1.在国际单位制中,功的单位是( )
A.安培 B.伏特 C.焦耳 D.瓦特
2.在女排大冠军杯的比赛中,中国女排勇夺冠军,如图,“跳发球”可简化为运动员“①抛球、②腾空、③击球、④落地”四个过程,其中运动员对排球做功的过程有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
3.一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向匀速运动了0.8m,撤去拉力后又向前滑行了0.2m,拉力F大小为5N,拉力F做的功为( )
A.1J B.3J C.2J D.4J
4.下列生活情境中,人对物体做了功的是( )
A.小东举着杠铃静止不动
B.小明提着水桶在水平地面上行走
C.小华将地上的书本捡起
D.小光踢出足球后,足球在草地上滚动了10m
5.掷实心球是广州体育中考选考项目之一,如图所示的是某学生投掷实心球的过程,下列选项中该学生对实心球做了功的是( )
A.手持实心球静止站立 B.用力挥动实心球过程
C.实心球被掷出后在空中飞行 D.实心球落地后在地面滚动
6.甲、乙两个滑轮组如图所示,其中每一个滑轮的重量都相同,用它们分别将重物G1、G2提升相同的高度,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.若G1=G2,则拉力做的总功相同
B.若G1=G2,则甲的机械效率小于乙的机械效率
C.若G1>G2,则拉力做的有用功相同
D.用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
7.江苏沙河抽水蓄能电站位于江苏溧阳市天目湖镇境内,电站枢纽由上水库、输水系统变电站、下水库等工程组成(如图所示)。当水从上水库倾泻而下,可驱动发动机转动发电。在此过程中,能量转化的顺序为输电( )
A.动能→重力势能→电能 B.重力势能→电能→动能
C.电能→重力势能→动能 D.重力势能→动能→电能
8.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s﹣t图象如上图所示.其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,相同时间内所做的功分别为W1、W2,则它们的关系正确的是( )
A.F1>F2,W1>W2 B.F1=F2,W1>W2
C.F1=F2,W1=W2 D.F1<F2,W1<W2
二、多选题
9.下列说法中正确的是 ( )
A.风力发电将风能转化为电能
B.水力发电将电能转化为水的重力势能
C.物体能够对外做功,说明在这个物体具有能
D.在平衡力作用下运动的木块机械能一定保持不变
10.如图所示,在水平地面上,小芳用力将箱子拉走了,小刚用力推箱子,但箱子没有推动。面关于他俩做功的分析中错误的是( )
A.小刚用了力,他对箱子做了功
B.小芳用力拉动了箱子,她对箱子做了功
C.小芳在拉箱子的过程中,箱子的重力做了功
D.小刚、小芳两人都对箱子没做功
11.小华参加校外劳动时,经历了如下过程:①她用力搬一筐玉米,未能搬起;②她又用力推筐,仍未推动;③在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上;④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则( )
A.①中小华对这筐玉米做了功 B.②中小华对这筐玉米没有做功
C.③中他们对这筐玉米做了功 D.④中他们对手推车没有做功
12.下列关于物理概念的说法中,错误的是( )
A.连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中液面高度总是相同的
B.有力作用在物体上,物体又移动了一段距离,则这个力就对物体做了功
C.摩擦力会阻碍物体的运动,它的方向总与物体运动的方向相反
D.物体动能的大小与物体质量和高度有关
13.如图所示的核动力航空母舰和直升飞机,关于它们所涉及的物理知识不正确的是( )
A.直升飞机悬停在空中时,不需要消耗能量
B.航空母舰利用的核能是在核反应堆中轻核聚变释放的能量,它属于一种新能源
C.当甲板上的飞机都升空执行任务后,航空母舰在大海中的吃水深度将不变
D.航空母舰上的雷达是利用电磁波来发现敌方的军事目标
14.某学校物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为0.3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上,其与桌面间的滑动摩擦力为2N,一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部,另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点,两滑轮质量都为0.05kg。当小车向右运动,借助细绳、滑轮带动质量为0.2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升,不计细绳与两滑轮之间的摩擦,不考虑空气阻力,g=10N/kg,则正确的是( )
A.细绳的拉力F为1.25N
B.小车所受牵引力为3.25N
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.玩具电动小车牵引力的功率为0.65W
15.如图所示甲、乙是由相同的滑轮组装的滑轮组,甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度,空气阻力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计,下列说法正确的是( )
A.甲的拉力等于乙的拉力
B.乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍
C.甲拉力的功率大于乙拉力的功率
D.如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的大
三、填空题
16. 电动汽车 在行驶时,电能主要转化为 ;而电动机产生的热量很难回收,这是因为能量的转化和转移是具有 的。有人认为随着科技进步,人类可以制造出不消耗能量的永动机,让汽车永远运动下去,这种说法违背了 定律。
17.某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示,在手连续稳定的按压下,在出水口获得所需要的水,在手连续稳定的按压下人做功的过程中是将人体的生物能最终转化为出水口水的 能和 能
18.做功的两个必要因素是: 和 .使用任何机械都 ,这个结论叫做机械功原理.
19.如图所示,是世界上早期的蒸汽汽车模型,燃料燃烧使水温升高,水的 能增加,再转化为汽车的 能,使汽车前进.
20. 能量既不能创造,也不会消灭,当能量从一个物体转移到其他物体或从一种形式转化为其他形式时,总量 。能量的流向也并不是随意的,能量的转化具有 。
21. 用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力 , 将质量为 的小物体沿半径为的固定圆弧轨道从 点推到 点, 圆弧 对应的圆心角为 , 如图 5.24 所示, 则在此过程中, 力 对物体做的功为 ; 若将推力改为水平恒力 , 则此过程中力 对物体做功为 。
四、作图题
22.用弹簧测力计悬挂一个重为10 N的物体,由静止开始竖直向上运动,测力计在不同时间段的示数如图(甲)所示,请在图(乙)中画出物体在此过程中动能E随时间变化的关系图。
五、实验探究题
23.如图所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把木塞冲开,有的同学由这个装置联想到内燃机。
(1)酒精灯燃烧, 能转化为 能;
(2)水的温度升高,水汽化产生高温高压的水蒸气,增加了试管内物质的 能;
(3)水蒸气冲开瓶塞后,水蒸气的温度 ,内能 ;
(4)水蒸气冲开瓶塞的过程, 能转化为 能,这相当于四冲程内燃机的 冲程。
六、计算题
24.小华用图甲所示的滑轮组运送货物上楼,每次运送的量不定,每件货物重为100N;图乙是在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像。整个过程中物体上升保持v=0.4m/s不变,不考虑绳重和摩擦。求:
(1)该装置中动滑轮的重为多少N;
(2)运送4件货物时,滑轮组的机械效率为多少。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.安培是电流的单位,A不合题意;
B.伏特是电压的单位,B不合题意;
C.焦耳是功的国际单位,C符合题意;
D.瓦特是功率的国际单位,D不合题意。
故答案为:C。
【分析】国际单位中,功的单位是焦耳。
2.【答案】C
【解析】【解答】抛球和击球时运动员对球有力的作用并且球在力的方向移动一段距离,故做功;腾空和落地过程中,运动员对球没有力的作用,故不做功。
故答案为:C。
【分析】物体受力且在力的方向上移动距离,力对物体做了功。
3.【答案】D
【解析】【解答】拉力F做的功为W=Fs=5N×0.8m=4J。
故答案为:D。
【分析】根据W=Fs,计算拉力做的功。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.小东举着杠铃静止不动,小东给杠铃一个竖直向上的力,向上没有移动距离,故小东对杠铃没有做功,A不符合题意;
B.小明提着水桶在水平地面上行走,小明给水桶一个竖直向上的力,向上没有移动距离,故小明对水桶没有做功,B不符合题意;
C.小华将地上的书本捡起,小华给书本一个竖直向上的力,书本向上移动了距离,所以小华对书本做了功,C符合题意;
D.小光踢出足球后,小光没有给足球力,所以小光对足球没有做功,由于惯性足球在草地上滚动了10m,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二 是物体在力的方向上通过的距离。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.手持实心球静止站立时,实心球受到向上的支持力,但实心球没有向上的方向上移动距离,所以学生对实心球没有做功,故A不符合题意;
B.用力挥动实心球的过程中,学生对实心球施加了力,实心球在力的方向上移动了一段距离,满所以学生对实心球做了功,故B符合题意;
C.实心球被掷出后在空中飞行,此时学生的手已经与球分离,不再对球施加力的作用,所以学生对实心球没有做功,故C不符合题意;
D.实心球落地后在地面滚动,学生没有对实心球施加力的作用,所以学生对实心球没有做功,故D不符合题意。
故选B。
【分析】做功必须满足两个必要条件:一是有力作用在物体上,二是物体在力的方向上移动了一段距离。
6.【答案】A
【解析】【解答】AB.若G1=G2,不计绳重和摩擦,滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功,重物G1、G2相等,动滑轮的总重相同,根据W=Gh可知,提高相同的高度时,乙滑轮组做的总功等于甲滑轮组做的总功,滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功,根据W=Gh可知,提高相同的高度时,两滑轮组所做的有用功相等,根据机械效率为有用功和总功的比值可知,二者机械效率相同,A符合题意,B不符合题意;
D.用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,有用功发生变化,所以有用功在总功中的比值发生变化,所以机械效率变化,D不符合题意;
C.若G1>G2,物体提升相同的高度,则根据W=Gh可知:甲所做的有用功大于乙所做的有用功,C不符合题意。
故答案为:A。
【分析】滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功,重物G1、G2相等,动滑轮的总重相同,总功相同;根据W=Gh可知,提高相同的高度时,两滑轮组所做的有用功相等,根据机械效率为有用功和总功的比值可知,二者机械效率相同;用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,有用功发生变化,机械效率变化。
7.【答案】D
【解析】【解答】水电站发电时,水从上水库倾泻而下,将重力势能转化为动能,再驱动发动机转动发电,将动能转化为电能,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】质量一定时,物体位置较高具有重力势能,下落的物体高度降低,速度增加,故将重力势能转化为动能;发动机通过下落的水推动涡轮,将水的动能转化为发电机的电能,从而输出到外部。
8.【答案】B
【解析】【解答】解:(1)根据图象可知,物体两次都做匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,由于压力和接触面的粗糙程度相同,因此滑动摩擦力相等,拉力也相等,即F1=F2.(2)从图象中可以判断出,相同时间内第②次通过的距离小,根据公式W=Fs,当拉力相等时,通过的距离越大,拉力做的功就越大,即W1>W2.故选B.
【分析】(1)弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力.
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关.
(3)根据W=Fs判断拉力做的功.
9.【答案】A,C
【解析】【解答】A.风力发电将风能转化为电能,A符合题意;
B.水力发电将水的重力势能转化为电能,B不符合题意;
C.物体能够对外做功,说明在这个物体具有能,C符合题意;
D.在平衡力作用下运动的木块若高度有变化,重力势能有变化,机械改变,D不符合题意。
故答案为:AC.
【分析】发电机将其他形式的能转化为电能;物体的动能和质量、速度有关,重力势能和物体的质量、高度有关。
10.【答案】A,C,D
【解析】【解答】A、小刚用了力,但箱子没有推动,在力的方向上没有距离,他对箱子没有做功,A错误,符合题意;
B、小芳用力拉动了箱子,箱子在拉力的方向上通过了距离,她对箱子做了功,B不符合题意;
C、小芳在拉箱子的过程中,水平方向运动,重力的方向竖直向下,在重力的方向上没有移动距离,重力没有做功,C错误,符合题意;
D、小刚没有做功,小芳做了功,D错误,符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】做功的条件是物体受力,并且在力的方向上移动距离。
11.【答案】B,C
【解析】【解答】A.她用力搬一筐玉米,未能搬起,有力无位移,小华对这筐玉米没有做功,故A不符合题意;
B.用力推筐,仍未推动,物体没有移动距离,小华对这筐玉米没有做功,故B符合题意
C.在小明的帮助下,他们将这筐玉米抬起并放到手推车上,人对筐的力在竖直方向上,筐在竖直方向上存在位移,对筐做了功,故C符合题意;
D.用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库,人的推力在水平方向,手推车也有移动的距离,所以对手推车做功,故D不符合题意;
故选BC。
【分析】功的计算:总功为W=Fs,其中F为对物体施加力,在力的方向上产生了位移。则对该物体做功。
12.【答案】B,C,D
【解析】【解答】A、根据连通器的原理可知,连通器里装同种液体且液体不流动时,各容器中的液面高度才是相同的,故A正确。
B、若力的方向跟物体移动距离的方向垂直,物体通过的距离不是在力的作用下进行的,力对物体没有做功,故B错误。
C、摩擦力的方向与相对运动的方向后运动趋势方向相反,也可能与运动方向相同,如人走路时受到的摩擦力方向与人的运动方向相同,故C错误。
D、物体动能大小与物体的质量和运动速度有关,故D错误。
故选:BCD。
【分析】(1)根据连通器的原理可直接判断。
(2)做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。
(3)摩擦力:两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。
(4)动能与质量和速度有关。
13.【答案】A,B,C
【解析】【解答】解:A、直升机悬浮在空中,螺旋桨依然在转动,需要发动机提供动力,需要消耗燃料,故A错误;
B、航母利用的核能是可控制的核能,是重核裂变产生的能量,核能是一种新能源,故B错误;
C、航母上在海面上处于漂浮状态,受到的浮力等于航母的自身重力,飞走部分飞机时,航母重力减小,浮力减小,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g,海水密度一定时,浮力减小,排开海水的体积减小,航母就会浮起一些,航空母舰在大海中的吃水深度将变化,故C错误;
D、雷达是靠发射和接收电磁波来发现敌方军事目标的,故D正确.
故选:ABC.
【分析】A、直升机的螺旋桨只要转动,就要消耗燃料;
B、目前我们利用的可控制的核能是重核裂变时产生的核能;
C、航母在大海中始终处于漂浮状态,根据沉浮条件判断出浮力的变化,然后根据阿基米德原理判断出排开海水体积的变化,进而得出吃水深度的变化;
D、雷达是靠发射、接收电磁波来工作的.
14.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A.根据题意,可得物体的重力为G物=m物g=0.2kg×10N/kg=2N
动滑轮的重力为G动=m动g=0.05kg×10N/kg=0.5N
由图可知n=2,因为不计绳重和摩擦,所以细绳的拉力为
A符合题意;
B.玩具电动小车在水平方向上受水平向右的牵引力、水平向左的拉力和摩擦力f的作用,
由力的平衡条件可知,牵引力为F牵=F+f=1.25N+2N=3.25N
B符合题意;
C.根据题意可知,滑轮组的机械效率为
C不符合题意;
D.根据题意可知,小车的速度为v车=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s
则牵引力的功率为
D符合题意。
故答案为:ABD。
【分析】根据G=mg及,可求出拉力;根据F牵=F+f,可求出牵引力;根据,可求出机械效率;根据公式,可求出功率。
15.【答案】B,D
【解析】【解答】甲图由两个定滑轮组成,乙图由一个动滑轮和一个定滑轮组成;
A.对甲分析,甲的拉力
对乙分析,乙的拉力
因此甲的拉力大于乙的拉力,A不符合题意;
B.对甲分析,甲拉绳子的速度
对乙分析,乙的绳子段数为2,乙拉绳子的速度
乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍,B符合题意;
C.甲拉力的功率
乙拉力的功率
甲拉力的功率等于乙拉力的功率。C不符合题意;
D.如果考虑滑轮质量,空气阻力、摩擦、绳子的质量均不计,图甲装置没有做额外功,它的机械效率为100%;图乙装置在提升物体时,将滑轮一块提升,提升滑轮做的功为额外功,机械效率不能达到100%。因此如果考虑滑轮质量,图甲装置的机械效率比图乙的大。D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据公式,可求出拉力;动滑轮中绳子移动的速度是物体移动速度的一半;根据公式P=Fv,可比较功率;定滑轮的机械效率大于动滑轮的机械效率。
16.【答案】机械能;方向性;能量守恒
【解析】【解答】电动汽车在行驶时,电能主要转化为机械能;而电动机产生的热量很难回收,这是因为能量的转化和转移是具有方向性的。有人认为汽车在行驶过程中,可以使发电机发电,从而永远运动下去,这种说法违背了能量守恒定律。
【分析】自然界中的能量以不同的形式存在,它们之间可以相互转化,在能量的转化和转移过程中,能量的总量保持不变,这就是能量守恒定律。能量的转化和转移具有方向性。
17.【答案】动;重力势
【解析】【解答】由题意可知,在手连续稳定的按压下人做功的过程中,消耗了将人体的生物能,使水发生流动,并提升一定高度,最终转化为出水口水的动能和重力势能.
故答案为:动;重力势
【分析】明确消耗的能量与获得的能量分别是什么,即可得出能量的转化情况
18.【答案】作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离;不能省功
【解析】【解答】解:力对物体做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离.
根据功的原理的内容可知:使用任何机械都不能省功,这个结论叫做功的原理.
故答案为:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离;不能省功.
【分析】做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离.
使用机械时,人们所做功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是使用任何机械都不省功,这个结论叫做功的原理.
19.【答案】内;机械
【解析】【解答】解:燃料燃烧放出热量,是化学能转化为内能,水吸收热量,内能增加;
蒸汽通过对外做功,再将内能转化为机械能,推动蒸汽汽车前进.
故答案为:内;机械.
【分析】蒸汽汽车原理:燃料燃烧放出热量,被水吸收,水的内能增加,水沸腾产生大量的水蒸气,水蒸气从容器口喷出,给空气一个力,物体间力的作用是相互的,空气给水蒸气一个大小相等,方向相反的力推动蒸汽汽车前行,将内能转化为机械能.
20.【答案】保持不变;方向性
【解析】【解答】 能量能既不会消灭,也不会创造,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体上,在转移和转化过程中,能的总量保持不变。能量的转化和转移是具有方向性的,如:汽车制动时,由于摩擦力的作用,动能转化为内能,但这些内能不能收集起来再次开动汽车。
故答案为:保持不变;方向性
【分析】 根据能量守恒定律的内容作答;
能量的转化和转移都是具有方向性的,很多时候不能反过来转化
21.【答案】;
【解析】【解答】当F大小不变、方向始终与物体运动方向一致时,则F做的功为:;当F为水平恒力时,F做的功为:。
【分析】在缓慢运动过程中,由动能定理求得F做的功;在恒力作用下,由W=FLcosθ计算外力做功。
22.【答案】
【解析】【解答】根据题意可知,物重G=10N,物体由静止开始竖直向上运动,测力计的示数反映了向上拉力的大小;
(1)由F-t图象可知,;
比较可知,拉力大于重力,合力的方向向上,所以物体向上做加速运动,动能越来越大;
(2)由F-t图象可知,;
比较可知,拉力等于重力,物体所受合力为零,所以物体保持原来的速度做匀速直线运动,动能不变;
(3)由F -t图象可知,;
比较可知,拉力小于重力,合力的方向向下,所以物体向上做减速运动,速度直至为零,动能减小,动能为零;
根据以上分析可知,物体在此过程中动能E随时间变化的图象如下图所示:
【分析】从给出的F-t图象中分别读出3个时间段的拉力,然后与物体重力进行比较,若拉力大于重力,则物体做加速运动;
若拉力等于重力,则物体做匀速运动,若拉力小于重力,则物体做减速运动;由此得到物体在此过程中速度随时间变化的图象;
物体的动能与质量和速度有关,当质量一定时,速度越大,动能越大。
本题通过图象考查了二力的合成、力与运动的关系,关键要知道:合力方向与运动方向相同时,物体做加速运动;合力方向与运动方向相反时,物体做减速运动;当合力为零时,物体保持原来的速度做匀速直线运动,要知道质量越大,速度越大,动能越大。
23.【答案】(1)化学;内
(2)内
(3)降低;减小
(4)内;机械;做功
【解析】【解答】(1)酒精灯燃烧,消耗化学能,产生内能,将化学能转化为内能。(2)水的温度升高,这是用热传递方法增加了水的内能。(3)水蒸气冲开瓶塞,水蒸气对瓶塞做功。水蒸气的温度减小,内能减小。(4)水蒸气冲开瓶塞的过程,将内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相同。
【分析】(1)燃烧为化学变化,酒精燃烧消耗化学能,释放内能;
(2)热传递可以改变物体的内能,热量向外界传递,物体的内能减小,热量由外界传向物体,物体的内能增加,其中两个物体中间传递的能量叫做热量;
(3)(4)气体对瓶塞做功,自身内能增加,瓶塞动能增加,内能转化为机械能。
24.【答案】(1)解:由图乙可知,运送一件货物时 ,滑轮组的机械效率 ,不计绳重和摩擦,可得滑轮组的机械效率
将 , 代入上式,解得: 。
答:该装置中动滑轮的重为100N;
(2)解:运送4件货物时
由(1)解得可知 ,不计绳重和摩擦,可得滑轮组此时机械效率
此时 , ,代入上式,解得: 。
答:运送4件货物时,滑轮组的机械效率为80%。
【解析】【分析】(1)根据公式,可求出动滑轮重;
(2)根据公式,可求出滑轮组的机械效率。
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