2025中考科学备考集训22：机械能 功和功率（含解析）

2025中考科学备考集训22：机械能 功和功率
一．选择题（共15小题）
1．下列单位中，不是电功率单位的是（　　）
A．千瓦 B．伏安 C．焦耳/秒 D．千瓦时
2．下列过程中做功大小最接近1焦的是（　　）
A．克服两个鸡蛋的重力举高1米
B．实心球受到推力后向前运动了10米
C．小汽车在牵引力下水平行驶100米
D．神舟十七号点火后克服重力上升1000米
3．10月7日，杭州亚运会射箭反曲弓女子个人铜牌决赛在两名中国选手李佳蔓和海丽玕之间展开，最终李佳蔓战胜海丽玕，获得铜牌，下列说法正确的是（　　）
A．离开弓的箭会继续向前运动，是因为受到惯性力的作用
B．手对弓的拉力大于弓对手的拉力
C．弓拉的越弯，弓的弹性势能越大
D．在空中向上飞行的箭，若所受的力全部消失，它将落向地面
4．跳绳是宁波市体育中考的选考项目之一，男生满分为180次/分，女生满分为170次/分。某位男生在体育中考中跳了185下，得了满分，则他的功率最接近于（　　）
A．0.75W B．7.5W C．75W D．750W
5．如图是2023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
6．投掷实心球是杭州市中考体测项目之一。以下情景中，人对实心球做功的是（　　）
①捡起球
②停在空中
③挥动球
④球飞出去
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
7．2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．发射前，飞船重力势能为零
B．火箭加速上升过程中，燃料化学能全部转化成重力势能
C．火箭加速上升过程中，飞船动能增大
D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒
8．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．a→c，弹簧的弹性势能全部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．撑杆跳高是一项运动员经过持杆助跑，借助撑杆的支撑腾空越过横杆的运动，起源于古代人类使用木根、长矛等撑越障碍，如图所示，当运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．运动员的动能不变
B．撑杆的弹性势能先增大后减小
C．撑杆的弹性势能全部转化为运动员的动能
D．运动员的机械能不变
10．如图所示，将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从甲处静止释放，杯子落地后乒乓球弹起经过乙，最后到达丙。乒乓球处于乙点与甲点相比，说法正确的是（　　）
A．动能减小，惯性变大 B．动能减小，惯性不变
C．动能增加，惯性变大 D．动能增加，惯性不变
11．在排球比赛中，跳发球是最具威力的发球方式，其动作要领可简化为“抛球、腾空、击球和落地”四个过程，其中运动员对排球做功的过程有（　　）
A．①② B．③④ C．②④ D．①③
12．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
13．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（　　）
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2
14．用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（　　）
A．W1W2 B．W1＝W2 C．W1＝2W2 D．W1＝4W2
15．非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水。小张分别用下列四种方式运满桶水，在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对装满水的桶做功最多的是（　　）
A．用背背方式 B．用手抱方式
C．用平拉方式 D．用滚拉方式
二．填空题（共7小题）
16．如图是皮球落地后弹起过程中，每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。
（1）皮球离开地面上升的过程中，重力势能 　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）A、B两点等高，A点的速度大于B点的速度，理由是 　 　。
17．体育运动中蕴含着许多科学知识，如图所示有关撑杆跳高的过程示意图，回答下列问题：
（1）运动员在助跑阶段，是为了增大其 　 　能。
（2）运动员被撑杆向上弹起的过程中，撑杆的 　 　主要转化为运动员的重力势能。
18．于2022年5月全线通车的福建莆炎高速公路在下坡路段的外侧设有如图所示的避险车道，当失控车冲上车道时重力势能 　 　（填“减小”“增大”或“不变”），动能 　 　（填“减小”“增大”或“不变”）；紧急情况下大货车司机踩下刹车，货车仍要向前行驶一段距离，这是因为：　 　。
19．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。
20．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。
21．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由细绳系住，都从水平位置由静止开始释放。当两球到达悬点正下方A点时，橡皮条长度恰好与细绳长度相等，不考虑橡皮筋重、绳重及空气阻力大小，则该过程中小球重力所做功W甲　 　W乙，在A点时两球的速度v甲　 　v乙。（以上两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）
22．如图质量为50千克的小明在做俯卧撑，他所受的重力可视为集中在A点。
（1）运动时，随着人体产热的增加，散热也会增加，写出此时增加散热的一种方式 　 　。
（2）若将图中位置，换用单手撑住，则手对地面的压强 　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）某次他将身体撑起，A点上升的距离为0.3米，则此次他克服重力做的功为 　 　焦。
三．计算题（共3小题）
23．电动载人飞行汽车亮相2023湖南通航博览会。如图是某款飞行汽车，该车的总质量为680kg，可搭载2名乘客，最大载重160kg，最大设计飞行高度为1000m，最大设计飞行速度为130km/h，起飞后续航时间约为35分钟，空载静止在水平地面上时，与地面接触的总面积为0.2m2。求：
（1）该车在博览会上以120km/h的速度飞行表演了10min，这段时间内飞行的距离。
（2）该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强。
（3）该车以72km/h的速度匀速直线飞行5min，发动机输出功率为50kW，飞行汽车飞行过程中受到的阻力大小。
24．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）该机器人受到的重力为多大？
（2）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？
（3）该机器人在水平地面上以0.5m/s速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？
25．快捷酒店常用智能机器人为旅客送递物品。如图是一款质量为80kg的智能机器人。工作时，该机器人在地面上匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：
（1）机器人所受重力。
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力。
（3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率。
2025中考科学备考集训22：机械能 功和功率
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D A C C C A C C B D D
题号 12 13 14 15
答案 C B B C
一．选择题（共15小题）
1．【解答】解：
A、在国际单位制中，电功率的主单位是瓦特，常用单位是千瓦。不符合题意；
B、在国际单位制中，电压的主单位是伏特，电流的主单位是安培，由P＝UI知，伏安是电功率的单位。不符合题意；
C、在国际单位制中，电能的主单位是焦耳，时间的主单位是秒，由P知，焦耳/秒是电功率的单位。不符合题意；
D、千瓦是电功率的单位，时是时间的单位，由W＝Pt知，千瓦时是电能的单位。符合题意。
故选：D。
2．【解答】解：A、一个鸡蛋的重力大约0.5N，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则将两个鸡蛋举高1米做的功：W＝Fs＝1N×1m＝1J，故A正确；
B．实心球受到推力后向前运动了10米，此过程中不再受到推力作用，所以推力对实心球不做功，即做功为0J，故B错误；
C、小汽车受到的牵引力大约为F＝f＝2.0×103N，牵引力做功：W＝Fs＝2.0×103N×3000m＝6×106J，故C错误；
D、神舟十七号的质量约为7.79×103kg，克服重力大约为W＝Gh＝mgh＝7.79×103kg×10N/kg×1000m＝7.79×107J，故D错误。
故选：A。
3．【解答】解：A、射箭时，箭离开弓后仍然向前运动是因为箭具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性，故A错误；
B、手对弓的拉力与弓对手的拉力，是一对相互作用力，大小相等，故B错误；
C、被拉弯的弓发生形变，故具有弹性势能，弓越弯，形变越大，具有的弹性形变就越大，故C正确；
D、在空中飞行的箭，若所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，箭将做匀速直线运动，故D错误；
故选：C。
4．【解答】解：中学生的质量约为50kg，其重力约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
每次起跳的高度约为5cm＝0.05m，
则他跳一次绳做的功：W＝Gh＝500N×0.05m＝25J；
他在整个跳绳过程中的功率：P77W，与75W较接近，故C符合题意。
故选：C。
5．【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。
6．【解答】解：
①将球从地上拿起，有力作用在球上，球在该力的方向上通过了一定的距离，人对球做功；
②手托球保持静止，有力作用在球上，但球没有在力的方向上移动距离，人对球不做功；
③挥动球，有力作用在球上，球在该力的方向上移动距离，人对球做功；
④球飞出去，靠的是惯性，有距离，但没有对球施加力，人对球不做功。
综上分析可知，人对实心球做功是①和③。
故选：A。
7．【解答】解：A、发射前，飞船有一定的高度，重力势能不为零，故A错误；
B、火箭加速上升过程中，利用内能做功，燃料化学能转化内能，内能转化为火箭的动能和重力势能，没有全部转化为重力势能，故B错误；
C、火箭加速上升过程中，飞船质量不变，速度增大，动能增大，故C正确；
D、在整个发射过程中，火箭动能和重力势能都在增大，机械能不守恒，故D错误。
故选：C。
8．【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、a﹣b的过程，弹性势能转化为小金的动能和重力势能，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．【解答】解：A、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，其速度大小不断变化，所以运动员的动能改变，故A错误。
B、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，撑杆的形变程度先变大后变小，所以撑杆的弹性势能先增大后减小，故B正确。
C、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，撑杆的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，故C错误。
D、运动员支起撑杆落地到运动员最高点的过程中，运动员需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小，故D错误。
故选：B。
10．【解答】解：乒乓球在运动的过程中，质量不变，惯性大小不变；水和杯子一起向下运动，落地瞬间杯子由于受到阻力停止运动，水由于惯性要继续运动，所以水对杯底要产生一个压力，因为物体间的作用力是相互的，所么用杯底对水一个反作用力，乒乓球在水的作用力的方向上移动距离，所以水对乒乓球做了功，使得乒乓球的机械能增大，到达乙位置时的机械能大于甲位置的机械能，甲、乙高度相同，重力势能相同，所以乙位置的动能大于甲位置的动能，故D正确。
故答案为：D。
11．【解答】解：抛球和击球过程中，运动员对排球有力的作用并且球在力的方向移动一段距离，故抛球和击球时运动员对排球做了功；
腾空和落地过程中，运动员对球不再有力的作用，故运动员对排球不做功；
所以运动员对排球做功的过程有①③。
故选：D。
12．【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。
13．【解答】解：
CD、由于物体对水平面的压力大小不变（等于物体的重力），各段的粗糙程度相同，所以物体运动时受到摩擦力的大小相同，即f1＝f2，故CD错误；
AB、由图可知，在AO段物体在相同时间内运动的距离相同，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力F1＝f；
在OC段物体在相同时间内运动的距离增大，说明物体做加速直线运动，则拉力F2＞f＝F1，
因F2＞F1，sAO＝sOB，根据W＝Fs可知拉力做的功：W1＜W2，故A错误，B正确。
故选：B。
14．【解答】解：两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W＝Fs可以判断两个力做功相等，即W1＝W2。
故选：B。
15．【解答】解：AB、由图可知，用背背方式、用手抱方式，此时力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即在力的方向上没有移动距离，因此不做功，故A、B不符合题意；
CD、CD压力相同，接触面的粗糙程度相同，C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中的拉力大于D中的拉力，由于移动的距离s相同，由W＝Fs可知，C做功最多，故C符合题意，D不符合题意。
故选：C。
二．填空题（共7小题）
16．【解答】解：（1）皮球离开地面上升的过程中，质量不变，高度上升，重力势能增大；
（2）由图可知，皮球离开地面上升的过程中，皮球弹起后高度逐渐降低，说明球在落地、弹起的过程中克服阻力做功消耗了一部分机械能，所以机械能逐渐减小；A点和B点的高度相等，重力势能相同，A点的机械能大于B点的机械能，所以A点的动能大于B点的动能，A点的速度大于B点的速度。
故答案为：（1）增大；（2）由图知有能量损失，A点的机械能大于B点；AB两点重力势能相等，所以A点的动能大于B点的动能，A点的速度大于B点的速度。
17．【解答】解：（1）跳高运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，改变的只是速度，而没改变运动员的质量，所以运动员的惯性没变，只是增加了运动员的动能。
（2）运动员被撑杆向上弹起的过程中，撑杆弹性形变程度变小，具有弹性势能减小，运动员的高度变大，重力势能增大，因此是撑杆的弹性势能转化为运动员的重力势能。
故答案为：（1）动；（2）弹性势能。
18．【解答】解：大货车冲上避险车道时，其质量不变，速度减小，则动能减少；同时其高度增大，重力势能增大；
因为汽车在刹车之前是向前运动的，当刹车时，汽车由于惯性还要保持原来的运动状态继续向前运动。
故答案为：增大；减小；汽车具有惯性。
19．【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。
20．【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。
21．【解答】解：（1）由题知，两球的质量相同，则重力相等，
当两球到达悬点正下方A点时，两球下落的高度相同，根据W＝Gh可知，该过程中小球重力所做功W甲＝W乙；
（2）由题知，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，
下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球到达A点时，不计空气阻力，甲球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，乙球的重力势能全部转化为动能，这样，在最低点时，乙球的动能大，其速度较大，即v甲＜v乙。
故答案为：＝；＜。
22．【解答】解：（1）运动时，随着人体产热的增加，散热也会增加，汗液蒸发吸热；
（2）若将图中位置，换用单手撑住，压力不变，受力面积减小，由公式p可知，手对地面的压强变大；
（3）W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.3m＝150J。
故答案为：（1）汗液蒸发；（2）变大；（3）150。
三．计算题（共3小题）
23．【解答】解：（1）由题知，该车在博览会上飞行速度v＝120km/h，飞行时间t＝10minh，
这段时间内飞行距离：s＝vt＝120km/hh＝20km；
（2）车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力：
F＝G＝mg＝680kg×10N/kg＝6800N，
对水平地面的压强：
p3.4×104Pa；
（3）飞行汽车匀速直线飞行的速度v′＝72km/h＝20m/s，发动机输出功率P＝50kW＝5×104W，
由f＝F和PFv可得，飞行汽车飞行过程中受到的阻力：
f＝F牵2.5×103N。
答：（1）该车飞行的距离为20km；
（2）该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强为3.4×104Pa；
（3）飞行汽车飞行过程中受到的阻力为2.5×103N。
24．【解答】解：
（1）该机器人受到的重力：
G＝mg＝3kg×9.8N/kg＝29.4N；
（2）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；
（3）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）该机器人受到的重力为29.4N；
（2）水平推力做的功为900J；
（3）水平推力的功率为75W。
25．【解答】解：（1）机器人的重力：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N；
（2）机器人在水平地面受到的阻力：f＝0.05G＝0.05×800N＝40N；
机器人匀速直线运动时，机器人的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即：F牵＝f＝40N；
（3）此过程中牵引力做的功：W＝F牵s＝F牵vt＝40N×1m/s×30s＝1200J，
此过程中牵引力做功的功率：P40W。
答：（1）机器人的重力为800N；
（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N；
（3）此过程中牵引力的功率是40W。
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