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做功与机械能专项训练-2025年中考物理二轮复习
一、单选题
1.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
2.如图是冬奥会单板滑雪的赛道,运动员在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点B的过程中,他的( )
A.重力势能增大,动能减小 B.重力势能增大,动能增大
C.重力势能减小,动能减小 D.重力势能减小,动能增大
3.2025年哈尔滨第九届亚冬会上,中国队包揽了单板滑雪大跳台男子和女子项目的金银牌。比赛中,观众拍下了运动员在空中完成旋转动作的照片。运动员在空中飞行过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员起跳后能继续向上运动,是因为运动员受到惯性
B.下降过程中,重力势能全部转化为动能
C.到达最高点时,运动员处于平衡状态
D.运动员受到的重力方向始终是竖直向下的
4.2024年7月30日,巴黎奥运会乒乓球混合双打决赛,王楚钦和孙颖莎以大比分4—2击败“神秘”的朝鲜组合,为中国乒乓球队第一次夺得奥运混双金牌,创造历史!如图为决赛的场景。下列关于乒乓球运动的说法不正确的是( )
A.球拍将球击出的瞬间,球拍的弹性势能转化为乒乓球的动能
B.运动员跳起扣球后身体下落过程中,运动员的重力势能转化为动能
C.球离开球拍后在空中运动时受到重力作用
D.乒乓球离开球拍在空中做斜抛运动,经过最高点时若所受的外力全都消失,乒乓球将静止不动
5.2025年2月8日,第九届亚冬会自由式滑雪女子U型场技巧赛,中国选手李方慧以95.25分的绝对优势夺得首金。图甲为滑雪U型场的比赛场地,图乙为该场地的横截面的示意图。比赛时,运动员从A点滑下,经U型雪道从B点竖直向上飞出并完成动作,然后又从B点返回U型雪道。下列关于该运动叙述正确的是( )
A.在B点上方冲击到最高点时,动能最大
B.从空中的最高点下落的过程中机械能逐渐增大
C.从A点加速下滑的过程中动能越来越小
D.从A点加速下滑的过程中重力势能越来越小
6.如图为2025年哈尔滨亚冬会自由式滑雪大跳台比赛场景。运动员从起滑台起滑,在助滑道上获得高速度,从跳台末端飞出后,沿抛物线在空中飞行,最后落在山坡上。以下关于运动过程描述正确的是( )
A.运动员在助滑跑道上加速滑行时惯性增大
B.运动员从跳台末端飞出,其运动状态保持不变
C.运动员在空中沿着抛物线上升飞行时,动能增大
D.运动员最后下落阶段,重力势能减小
7.图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。若利用此“车梯”使50kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,所用的拉力为200N,则此过程中,下列说法中正确的是( )
A.使用“车梯”时做的有用功为1600J
B.使用“车梯”时人做功的功率为100W
C.使用“车梯”时人拉绳的速度为1m/s
D.“车梯”的机械效率为62.5%
8.如图所示,完全相同的A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上,用F=20N的水平向右的推力作用在B物块上,使A、B一起向右做匀速直线运动,经过3s,两个物块一起移动了60cm的距离。下列相关说法中( )
①物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力
②物块A对B的摩擦力大小是20N,方向向右
③地面对物块B的摩擦力大小是20N,方向向左
④推力F的功率为4W
A.只有②④正确 B.只有③④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
二、填空题
9.如图是某无人机送快递的情景。该无人机先用的时间将的快递沿竖直方向匀速提升到高处,再用的时间使快递沿水平方向匀速移动送到七楼的窗口,则该过程中无人机对快递做功的功率是 W。(不计空气阻力,g取)
10.《天工开物·作咸》中记录了井盐的生产过程。如图所示为从井中汲卤的示意图,其中A相当于现在的定滑轮。已知盐卤桶重10N,盐卤重100N,人施加的拉力为125N,10s内将桶和盐卤升高2m,此滑轮提升盐卤的机械效率为 ,拉力的功率为 W。
11.如图所示是一直流电动机提升重物的装置。已知重物质量M=50kg,电源电压U=220V保持不变,电动机线圈的电阻R=10Ω,不计各处摩擦,当电动机以某一速度匀速向上提升重物时,电路中的电流I=5A。试从能量转化和守恒的角度分析计算,重物上升的速度大小为 m/s。
12.如图所示为倾角的固定斜面,可用它把重物移到车上。已知物体上升的高度,用平行于斜面的拉力,将1000N的物体从斜面底端匀速拉上斜面顶端,物体所受的摩擦力为 N。
13.用图(a)所示的轻质滑轮匀速提升重20牛的物体,不计摩擦,所需拉力为 牛。物体上升过程中的s-t图像如图(b),则8秒内拉力做功 焦,物体的重力势能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
14.小华用滑轮匀速提升重为10牛的物体,如图(a)、(b)所示,图 中的滑轮可以看作省力杠杆;图(a)中,若不计摩擦和滑轮重力,力F1的大小为 牛;物体上升过程中,其重力势能 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
15.电动叉车托着质量为的货物,在内沿着水平方向行驶,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升,如图乙所示。叉车水平行驶过程中,货物重力对货物做的功为 J;在提升货物过程中,叉车对货物做功的功率是 W。
16.若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示。则前5s内轿车做 (选填“匀速”或“变速”)运动;20-25s内,轿车运动的距离是 m,该过程发动机做的功是 J。
三、实验题
17.九年级的同学即将面临体育中考。下面是体重50kg的小徐在备考中的场景。
(1)如图甲所示,小徐跳绳跳起过程中,动能 ,总机械能 。(选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)如图乙示,小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为 ,使运动员前进的力的施力物是 ,小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,他会 。
(3)练习实心球时,小徐投出的实心球在空中画了一条优美弧线,如图丙,小徐对实心球有做功的是 。
A.用力将实心球抛出(球未离开手)
B.实心球在空中飞行
C.实心球掉到地上
D.实心球在地上滚动
18.象棋黑棋中的“砲”用的是石字旁(如图甲),它指的中国古代用于攻城作战的投石机。科学小组的同学们利用配重、小石块、木杆、细绳、网兜等器材,制成简易的投石机(如图乙)。
同组同学发现,简易投石机的投射距离s随投射角度θ的不同而发生变化,于是小组做了如下探究:①松开细绳,配重下降,装有石块的一端快速上升,木杆停止后,石块被投出,记录石块投射的距离s;②调整细绳的长度,改变投射角度θ,记录投射距离s,重复实验,记录数据如下表。
投石器测试(m石块=50g)
投射角度θ
投射距离s/m 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8
(1)根据表中数据,在图丙中用描点法画出投石机的投射距离s与投射角度θ的关系图像;
(2)根据图像分析,可以得到的信息或结论是: (写出一条信息或结论即可);
(3)为将石块投得更远,古人想了很多办法,比如换用更长的木杆、换用更重的配重、把投石机放在更高的地方等,请你根据这些信息提出一个可探究的科学问题: 。
四、计算题
19.2025年2月27日,如图所示,小米汽车SU7 Ultra正式上市,汽车的总重力为,最长续航超过800km,这两个数值均是如今的顶尖水准。行驶时轮胎与地面总接触面积为1000cm2,某次运行中匀速通过一座1.2km的大桥(车长忽略不计)用时1min,小米汽车行驶时所受摩擦力为车重的0.2倍。求:
(1)静止停放时汽车对水平地面的压强;
(2)汽车在该次运行中牵引力做功的功率。
20.智能机器的广泛应用充分彰显了科技创新的力量。如图所示,某款智能机器人质量为35kg,与地面的总接触面积为350cm2(g取10N/kg)。求:
(1)机器人受到的重力;
(2)机器人对地面的压强;
(3)某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m,求此过程中机器人对箱子做功的功率。
21.如图甲所示,小荣同学站在高台上竖直向上匀速拉动绳子,现改变G物,计算并绘出机械效率η与G物的关系图象如图乙所示,不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重力G动;
(2)当G物=120N时,若此时人在10s内将物体提升了2m,则此时拉力的功率。
《做功与机械能专项训练-2025年中考物理二轮复习》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D D D D D D B
1.C
【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。
2.D
【详解】运动员在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点B的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增加,动能增加,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.D
【详解】A.运动员起跳后能继续向上运动,是因为运动员具有惯性。惯性是物体的属性,不能说“受到”惯性,故A错误;
B.下降过程中,重力势能一部分转化为动能,还有一部分因为空气阻力作用,转化为内能,故B错误;
C.到达最高点时,运动员只受重力作用,处于非平衡状态,故C错误;
D.重力的方向始终竖直向下,即运动员受到的重力方向始终是竖直向下的,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.球拍将球击出的瞬间,球拍的弹性势能减小,乒乓球的动能增大,球拍的弹性势能转化为乒乓球的动能,故A正确,不符合题意;
B.运动员下落的过程中,高度降低,重力势能减小,速度变大,动能变大,运动员的重力势能转化为动能,故B正确,不符合题意;
C.在地球附近的任何物体都受到重力的作用,球离开球拍后在空中运动时也受到重力的作用,故C正确,不符合题意;
D.乒乓球经过最高点时竖直方向的速度为零,但水平方向上的速度不为零,若此时所受的外力全都消失,乒乓球将做匀速直线运动,故D错误,符合题意。
故选D。
5.D
【详解】A.在B点上方冲击到最高点时,速度最小,动能最小,故A错误;
B.从空中的最高点下落的过程中动能增大,重力势能减小,因为受空气阻力的作用,所以机械能减小,故B错误;
C.从A点加速下滑的过程中速度增大,动能增大,故C错误;
D.从A点加速下滑的过程中高度减小所以重力势能越来越小,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】A.惯性是物体的性质,与速度大小无关,运动员在助滑跑道上加速滑行时惯性大小不变,故A错误;
B.运动员从跳台末端飞出,不是受到平衡力作用,其运动状态会改变,故B错误;
C.运动员在空中沿着抛物线上升飞行时,动能转化为重力势能,动能会减小,故C错误;
D.运动员最后下落阶段,高度降低,重力势能减小,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】A.使用“车梯”时做的有用功为,故A错误;
B.由图乙可知,绳子承重段数n=4,绳子自由端移动的距离为
使用“车梯”时人做功(拉力做的总功)为
做功的功率为,故B错误;
C.根据可得,使用“车梯”时人拉绳的速度为,故C错误;
D.“车梯”的机械效率,故D正确。
故选D。
8.B
【详解】①物块B受到的重力和地面对B的支持力大小不等,不是一对平衡力,故①错误;
②A、B一起向右做匀速直线运动,A、B之间没有发生相对运动,也没有相对运动趋势,所以没有摩擦力,故②错误;
③B向右做匀速直线运动,处于平衡状态,水平方向上受到的推力和地面对物块B的摩擦力是一对平衡力,推力水平向右,大小为20N,则地面对物块B的摩擦力大小是20N,方向向左,故③正确;
④推力F做功为
则推力F的功率为
故④正确。
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9.20
【详解】无人机沿竖直方向对快递做的功W=Gh=mgh=1kg×10N/kg×20m=200J
使快递沿水平方向匀速移动30m,有力无距离,对快递不做功,做功为零,该过程中无人机对快递做功的功率
10. 80% 25
【详解】[1]使用定滑轮不省距离不费距离,即s=h=2m
人做的有用功为
总功为
此滑轮提升盐卤的机械效率为
[2]拉力的功率为
11.1.7
【详解】电动机正常工作时,将电能转化为内能和机械能,电动机对重物做的功为
重物增加的机械能为
则有,即,解得重物的速度为。
12.100
【详解】根据三角形的知识可知,斜面的长度为
拉力做的有用功为
拉力做的总功为
摩擦力做的额外功为
由可知,物体所受的摩擦力为
13. 10 150 增大
【详解】[1]由图(a)可知,承担重物的绳子股数n=2,所以用轻质滑轮匀速提升重20N的物体时,不计摩擦,所需拉力为
[2]由物体上升过程中s-t图像(b)可知,则8s时物体上升的距离为h=7.5m,拉力移动的距离s=2h=2×7.5m=l5m
8s内拉力做功为W=Fs=10N×15m=150J
[3]物体的重力势能与物体的质量、高度有关,物体的质量、高度越大,重力势能越大。物体质量不变,高度变大,重力势能增大。
14. b 10 增大
【详解】[1]由图可知,图(a)是定滑轮,其作用相当于等臂杠杆,不省力但可以改变力的方向;图(b)是动滑轮,可以看作省力杠杆(因为动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的杠杆)。
[2]图(a)中,若不计摩擦和滑轮重力,定滑轮不省力,拉力 的大小等于物体的重力,即。
[3]物体上升过程中,其质量不变,高度增加,因此重力势能增大。
15. 0 150
【详解】[1]叉车水平行驶过程中,货物的移动方向和重力方向垂直,货物重力对货物做的功为0J。
[2]在提升货物过程中,叉车对货物做功的功率是
16. 变速 150 4.5×105
【详解】[1]由图可知,前5s内轿车的速度在不断变大,则轿车做变速直线运动。
[2]由图像可知,在20﹣25s时间内,轿车运动的速度为30m/s,则轿车运动的距离为s=vt=30m/s×5s=150m
[3]因轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,所以轿车发动机做功W=Pt=9×104W×5s=4.5×105J
17.(1) 减小 减小
(2) 力的作用是相互的 地面 做匀速直线运动
(3)A
【详解】(1)[1]动能跟物体的质量和速度有关。小徐跳绳跳起过程中,质量不变,速度减小,故动能减小。
[2]小徐上升过程中,受到空气的阻力作用,会消耗掉一部分机械能,所以总机械能减小。
(2)[1][2]小徐用力向后蹬地面时,他就会向前跳起,这是因为物体间力的作用是相互的,小徐给地面一个向后的力,同时地面会给小徐一个向前的力,使运动员前进的力的施力物体是地面。
[3]根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。小徐在跳起的过程中若突然所有外力消失了,由于他此时是运动的,所以他会保持原来的速度做匀速直线运动。
(3)做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
A.小徐用力将实心球抛出(球未离开手),并且球在推力的方向上移动了距离,人对球做了功。故A符合题意;
BCD.实心球在空中飞行、实心球掉到地上、实心球在地上滚动,这三个过程手对球没有力的作用,因此都没有做功。故BCD不符合题意。
故选A。
18.(1)
(2)随投射角度的增大,投射距离先增大后减小
(3)见解析
【详解】(1)根据表中数据,横坐标表示投射角度,纵坐标表示投射距离,用描点法画出投石机的投射距离s与投射角度θ的关系图像,如图所示:
(2)实验中,多次调整系绳的长度,改变投射角度,记录投射的距离,是在探究石块投射的距离与投射角度的关系。由图像可得:随投射角度的增大,投射距离先增大后减小。
(3)为使投石器能将石块投得更远,我们还可以探究石块的质量是否影响投石机的投射距离;或者探究投射距离与配重质量的关系,或者探究投射距离与木杆长度的关系等。
19.(1)
(2)
【详解】(1)静止停放时,汽车对水平地面的压力等于自身的重力,对水平地面的压强
(2)汽车匀速行驶,速度大小为
行驶过程,汽车所受的牵引力与摩擦力是一对平衡力,牵引力做功的功率
20.(1)350N
(2)1×104Pa
(3)50W
【详解】(1)机器人受到的重力
(2)机器人对地面的压力等于机器人受到的重力,即,机器人对地面的压强
(3)机器人对箱子做的功
机器人对箱子做功的功率
21.(1)30N
(2)30W
【详解】(1)由图乙可知,提升重力为120N的物体时的机械效率为80%,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η
则动滑轮的重力
(2)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m
因为不计绳重和摩擦,所以绳子自由端的拉力
拉力做的总功W总=Fs=50N×6m=300J
拉力做功的功率
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