江苏省初中物理中考真题专项复习-热学：机械能、机械效率
一、选择题
1．（2025·无锡）如图所示，用动滑轮将重380N 的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．有用功为200J B．额外功为20J
C．动滑轮的机械效率为80%； D．拉力F的功率为20W
2．（2025·南京）下列估测符合实际的是
A．中学生正常步行速度约为
B．一枚一元硬币的质量约为
C．教室内一盏日光灯额定功率约为
D．中学生从一楼走到三楼做功约为300J
3．（2025·扬州）为防止“天降冰凌”产生危害，将除冰环从桥梁斜拉索上端由静止释放，除去斜拉索上的积冰.除冰环在下滑过程中
A．只受重力作用 B．速度始终不变
C．一直处于平衡状态 D．机械能不断减小
4．（2025·盐城）我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（ ）
A．可在无光环境下飞行
B．飞行时会产生较多热量
C．太阳能电池板面积很大
D．静电电机比传统电机能耗小得多
5．（2025·盐城）如图所示，摆球下降的过程中，它的（ ）
A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小
6．（2025·宿迁）如图所示，某同学用大小为0.6N的力沿竖直方向匀速拉动一个动滑轮，使钩码上升10cm。已知每个钩码质量为50g，g 取10N/kg，不计绳重和摩擦。则（ ）
A．该同学所做的有用功等于0.2J B．动滑轮自身重力为0.2N
C．绳子自由端移动的距离为40cm D．动滑轮的机械效率约为66.7%
7．（2025·扬州）2025年5月29日，“天问二号”探测器发射成功，开启小行星探测与采样返回之旅.下列说法正确的是
A．“天问二号”发射时加速上升，其动能不变
B．“天问二号”利用电磁波与地球传输信息
C．太阳能电池将光能全部转化为内能
D．到达地球后，样品质量变大
8．（2025·镇江）如图所示，一起重机从 a 处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过 b 、c两处且 ab 段与 bc 段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是 （ ）
A．重物可能先加速再减速
B．拉力在 ab 段对重物所做的功大于在 bc 段对重物所做的功
C．重物经过 ab 段所用的时间等于经过 bc 段所用的时间
D．重物的动能转化为重力势能
9．（2025·苏州） 如图所示，“龙水车"是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸人水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是
A．长柄摇杆越长，踩动时越费力
B．踩得越快，提水做功越多
C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
10．（2025·连云） 2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能不变，机械能增加
B．动能增加，重力势能增加，机械能增加
C．动能不变，重力势能减小，机械能减小
D．动能减小，重力势能增加，机械能不变
11．（2025·南通）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（ ）
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
12．（2025·南京）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景．在提供图中器材的基础上，有以下判断：
①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验
②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验
③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放
④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论
其中正确的是
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
13．（2025·扬州）如图，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是
A．克服动滑轮重力做的功是有用功
B．重物与人手移动的距离相等
C．重物与人手移动的速度相等
D．增加重物，动滑轮的机械效率变大
二、填空题
14．（2025·无锡）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能.实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 .小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 (选填“做功”或“不做功”)。
15．（2025·南京）2025年5月29日，长征三号乙运载火箭托举天问二号探测器直冲霄汉．地面控制中心通过 波与探测器传递信息，这种波在真空中的传播速度是 ．探测器在随火箭加速升空过程中，机械能 ．以地面为参照物，探测器是 的。
16．（2025·徐州）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为 m，木箱的机械能变 ，定滑轮的机械效率为 。
17．（2025·镇江）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。
18．（2025·淮安）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N 的物体，所用拉力F=100N， 经过2s物体上升0.2m， 拉力F做的功为 J，拉力F做功的功率为 W。此过程中定滑轮的机械效率为 。
19．（2025·常州）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7星的动能 、重力势能 、机械能 。
20．（2025·宿迁）2025年4月 30 日13 时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能 ，势能 ，机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
21．（2025·扬州）如图是《天工开物》记载的我国古人磨面的场景.水从高处流下来， 能转化为 能，冲击水轮机带动石磨转动.石磨接触面粗糙，是为了增大 .
22．（2025·无锡）用如图所示的装置探究物体的动能大小与速度的关系时，应让同一辆小车从斜面 (选填“相同”或“不同”)高度处由静止滑下，撞击置于水平面上 (选填“相同”或“不同”)位置的同一木块。通过比较木块 米比较小车动能的大小。
23．（2025·南京）如图所示，用动滑轮将重的木箱在内沿竖直方向匀速提升，所用拉力为，不计绳重和摩擦．此过程中木箱上升的速度为 ，有用功是 ，拉力的功率是 W；若用此装置沿竖直方向匀速提升重物时，机械效率为 ．
24．（2025·南通）小红家新购了一辆电动汽车，下表为汽车的部分参数，其中电池容量指电池存储的最大电能，电池能量密度指电池存储的最大电能与电池的质量之比。
电池类型 电池容量/ (kW·h) 电池能量密度/ 快充电压/v
磷酸铁锂电池 80 160 800
（1）若该车以30m/s的速度做匀速直线运动，受到的阻力为400N，则受到的牵引力为 N，运动5min 牵引力做的功为 J
（2）该车的电池质量为 kg，充电时，它相当于电路中的 。使用快充功能充电0.5h电池存储的电能从电池容量的10%上升至 80%，假设充电桩输出的电能全部转化为电池存储的电能，充电电流为 A.
三、计算题
25．（2025·镇江）如图所示，用拉力 F 通过动滑轮将重为 80 N 的货物匀速提升0.5m ，动滑轮重为 20 N，不计绳重及摩擦。
（1）求上述过程中的有用功。
（2）求上述过程中拉力所做的功。
（3）求滑轮的机械效率。
26．（2025·苏州）叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10s内将质量为 300kg 的货箱匀速竖直提升3m，g 取 ION/kg。求此过程中：
（1）货箱的速度；
（2）叉车对货箱所做的功；
（3）叉车对货箱所做功的功率。
27．（2025·常州）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在内，质量为的重物被匀速竖直提升，此过程中，工人对绳端做功的功率为。不计绳重与摩擦，取，求：
（1）工人对绳端施加的拉力。
（2）滑轮受到的重力。
（3）此过程中，滑轮的机械效率。
28．（2025·镇江）某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用，发出电能的80%转化为飞机推力做的功，可驱动飞机以108 km/h的速度水平匀速直线飞行1 h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1 000 N，高空中飞机的太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率为800 W，太阳能电池板面积为
（1）求飞机1h内飞行的距离。
（2）求飞机匀速飞行过程中推力做功的功率。
（3）求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A、物体的重力为380N，上升1m，根据W=Gh计算可知有用功为G=380N×1m=380J，故A错误；
B、拉力为200N，缠绕在动滑轮的绳子数为2，所以绳子移动距离为2m，所以拉力做功为W=Fs=200N×2m=400J，所以额外功W额=W-W有=400J-380J=20J，故B正确；
C、机械效率，故C错误；
D、拉力功率，故D错误。
综上选B。
【分析】 本题关键在于理解动滑轮的工作特点（省力但费距离，拉力移动距离是物体提升高度的2倍），并熟练运用有用功、额外功、机械效率、功率的计算公式。通过分别计算各物理量，对比选项得出正确答案。
2．【答案】A
【知识点】质量及其特性；功率的概念；速度与物体运动；功的计算及应用
【解析】【解答】A、 中学生正常步行速度约为1.2m/s=4km/h，和5km/h接近，故A正确；
B、 一枚一元硬币的质量约为 6g，故B错误；
C、日光灯的功率为40W，故C错误；
D、一楼到三楼，上升的高度为6m，中学生的重力为500N，所以做功为W=Gh=3000J，故D错误；
综上选A。
【分析】1、熟悉生活中常见的物体质量，如一枚鸡蛋为50g，中学生质量为50kg
2、熟悉生活重常见的温度，如体温为37℃，令人舒适的温度为24℃，
3、识记生活中常见的长度、中学生身高160cm，课桌80cm，
4、识记生活中常见的速度、心跳一分钟70次，走路的速度1.2m/s。
3．【答案】D
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断
【解析】【解答】A、除冰环从斜拉索上端由静止下滑时，受到重力的作用，还受到冰的摩擦力、索绳的支持力的作用，故A错误；
BC、 除冰环在下滑时，速度逐渐变大，运动状态在改变，处于非平衡状态，故BC错误；
D、除冰环在下降时，克服摩擦力做功，消耗了机械能，总机械能不断减小，D正确。
故选D。
【分析】除冰环在索绳上下滑时，受到重力、摩擦力、支持力的作用；物体运动速度改变时，是非平衡状态；运动的物体克服摩擦力，消耗机械能，机械能减小。
4．【答案】D
【知识点】能量的转化或转移；机械效率
【解析】【解答】A、该款无人机是将太阳能转换为电能在转化为机械能，所以不能在无光环境下工作，故A错误；
BD、该款无人机能量转化效率高，即太阳能转化为机械能的效率高，转化为内能小，耗能比传统电机耗能小，即产生较少热量，故B错误，D正确；
C、该款无人机轻便、体积小所以太阳能电池板面积很小，故C错误；
综上选D。
【分析】1、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如太阳能电池是将太阳能转化为电能；
2、机械效率高则有用功占总功的比值大，额外功小。
5．【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】摆球下降过程中，高度减小，速度增加，质量不变，所以重力势能减小，动能增加，故B正确，ACD错误；
综上选B。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
6．【答案】B
【知识点】动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A、有用功为克服钩码重力做功，即W=Gh=1N×0.1m=0.05J，故A错误；
B、动滑轮的重力G=2F-G物=2×0.6N-1N=0.2N，故B正确；
C、动滑轮缠绕在动滑轮的绳子数为2，绳子移动距离是物体移动距离的2倍，即绳子移动距离为20cm，故C错误；
D、机械效率，故D错误。
综上选B。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力；
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
7．【答案】B
【知识点】质量及其特性；动能的影响因素；太阳能及其利用与转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、天问二号发射时加速上升，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，故A错误；
B、电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息，天问二号通过电磁波与地球传递信息，故B正确；
C、太阳能电池发电时，消耗太阳能，得到电能，将光能转化为电能，故C错误；
D、质量是物体含有物质的多少，和空间位置无关，样品到达地球后，质量不变，故D错误。
故选B。
【分析】物体的动能和质量、速度有关；重力势能和质量、高度有关；电磁波可以在真空中传播；太阳能电池将太阳能转化为电能；质量是物体的属性，和空间位置无关。
8．【答案】B
【知识点】机械能及其转化；速度与物体运动；功的计算及应用
【解析】【解答】AC、吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，从a处由静止开始竖直向上吊起，开始速度小，拉力大，大于重力做加速运动，而速度足够大时，拉力等于重力，物体匀速运动，拉力不再减小，故物体一直匀速运动，因而重物先加速再匀速；由于开始加速过程的平均速度较小，小于匀速运动的速度，故经过ab段所用的时间大于经过bc段所用的时间，故AC错误；
B、ab段速度小于匀速运动的速度，ab段的拉力比匀速时大，而ab段与bc段距离相同，根据W＝Fs可知，拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功，故B正确；
D、整个过程中重物先加速后匀速，质量不变，则动能先增大后不变，高度不断增大，则重力势能不断变大，所以并非是重物的动能转化为重力势能，故D错误。
故答案为：B。
【分析】根据吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比分析受力，结合力与运动关系分析速度，结合速度公式分析时间；根据W＝Fs比较功的大小；根据动能与质量和速度有关，结合速度变化分析。
9．【答案】D
【知识点】势能大小的比较；杠杆的分类；机械效率的计算
【解析】【解答】 A.摇杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误；
B.人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，相同时间内转速越快输水做功越多，选项中缺少时间相同这个条件，故B错误；
C.一定质量的水被水车提升到高处，其质量不变、高度增加，则重力势能增大，故C错误；
D.增大机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦，因此要提高“龙骨水车”提水效率，可以增大槽内板叶刮水的质量，或在各部件之间加润滑油来减小摩擦，故D正确。
故选D。
【分析】 A.根据动力作用在轮上，可以省力；
B.转轮转速越快，相同时间内输水做功越多；
C.重力势能与质量和高度有关；
D.增大机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦。
10．【答案】B
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】飞船加速升空时，质量不变，速度增大，所以动能增加；高度升高，所以重力势能增加。机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增加，故B正确。
故答案为：B。
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能＝动能+势能。
11．【答案】A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】探究动能和速度的关系，需要控制速度不同，则小车在斜面的位置不同，对比 ①② 可以得出相关结论， ②③的变量为质量 ， ②④ 的变量有2个， ③④ 有2个，所以BCD错误，A正确。
综上选A。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
12．【答案】A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 ① “探究阻力对物体运动的影响”实验，变量为阻力，所以添加 棉布和一块玻璃板 ，使得接触面粗糙程度，改变了小车受到的阻力， ① 正确；
② “探究动能大小与哪些因素有关”实验，添加木块和若干砝码，改变砝码的数量可以改变小车的质量，所以可以完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验，②正确；
③ “探究动能大小与哪些因素有关”实验中，如果探究动能和速度的关系时，需要将小车在不同位置释放，故 ③ 错误；
④“探究阻力对物体运动的影响”实验是在实验基础上通过科学推理（阻力为零，物体做匀速直线运动）得出结论。
“探究动能大小与哪些因素有关”实验是直接根据实验现象（木块被推动距离）得出结论，不需要科学推理，所以④错误 。
综上 ①② 正确，A正确。
【分析】 本题主要考查“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”两个实验的器材、操作及结论得出方式。
13．【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点；增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A、图中，是动滑轮，提升重物时，对物体做的功是有用功，故A错误；
BC、动滑轮上绳子股数n=2，根据s=nh，人手移动的距离是重物移动距离的2倍，根据，人手和物体移动的时间相等，则人手移动的速度是物体移动速度的2倍，故BC错误；
D、根据，增加重物G，则比值减小，减小，则动滑轮的机械效率变大，D正确。
故选D。
【分析】使用动滑轮时，可以省力，但费距离，绳子移动的距离是物体移动距离的2倍，绳子的速度是物体速度的2倍；动滑轮一定时，物体重力越大， 机械效率越大。
14．【答案】动；大；不做功
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；是否做功的判断
【解析】【解答】弹簧压缩后，产生形变，积聚弹性势能，小车接触弹簧，弹性势能转化为小车的动能， 弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远 ，说明弹性势能越大，小车在水平运动时，重力和小车运动方向相互垂直，所以重力不做功。
【分析】本题关键在于理解弹性势能的转化（与弹性形变相关）、做功的条件（力和距离）。通过分析弹簧形变与小车运动的关系，以及重力方向与小车运动方向的垂直关系，得出各空答案。
15．【答案】电磁波；3×108m/s；增加；运动
【知识点】机械能及其转化；运动和静止的相对性；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】无限远距离通信使用电磁波传递信息，电磁波在真空的传播速度为3×108m/s，探测器深空加速过程中，高度和速度均增加，所以机械能增加，地面为参照，探测器的位置发生变化，所以二者相对运动。
【分析】 本题主要考查电磁波的应用、传播速度，机械能的变化以及运动和静止的相对性。需要分别分析每个空对应的知识点。
16．【答案】2；大；90%
【知识点】定滑轮及其工作特点；机械效率
【解析】【解答】据图可知，该滑轮属于定滑轮，所以木块移动距离等于绳子移动距离，所以木箱上升的距离为2m，木箱移动速度不变，高度增加，所以动能不变，重力势能增加，机械能为动能和重力势能之和，所以机械能增加，根据效率公式计算可知。
【分析】 本题考查定滑轮的特点、机械能的变化及机械效率的计算。定滑轮不省距离但改变力的方向；机械能由动能和势能组成，匀速提升时动能不变，重力势能增加故机械能增大；机械效率通过有用功与总功的比值计算，需明确各物理量的对应关系。
17．【答案】减小；小于；内能
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】篮球从A点到B点过程中，高度逐渐升高，动能转化为重力势能，速度逐渐减小。C点的高度小于B点的高度，篮球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。篮球撞击地面的过程中，受到地面的撞击力作用，由于撞击力对篮球做功，将部分机械能转化为内能。
【分析】篮球从A至B过程中，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增加；影响重力势能大小因素有物体质量和高度，比较B、C两点高度分析重力势能大小关系；篮球撞击地面时机械能有损失，转化为内能。
18．【答案】20；10；90%
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】该滑轮为定滑轮，不会改变拉力的大小，拉力为100N，物体上升的距离为0.2m，拉力做功W=Fs=100N×0.2m=20J，功率，物体的有用功W有=Gh=90N×0.2m=18J.所以机械效率。
【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，机械效率： 。
19．【答案】变大；变大；变大
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】加注燃料过程中， 北斗G7星 质量增加，高度不变，速度不变，所以动能变大，重力势能变大，机械能变大。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
20．【答案】不变；减小；减小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】返回过程中，速度不变，质量不变，所以动能不变，高度减小，所以重力势能减小，机械能为重力势能以及动能之和，所以机械能减小。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
21．【答案】重力势；动；摩擦力
【知识点】动能和势能的大小变化；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】水从高处流下，冲击水轮机带动石磨转动，水的高度减小，重力势能变小，石磨转动，动能变大，将水的重力势能能转化为石磨的动能；石磨接触面粗糙，在压力一定时，可增大摩擦力。故第1空填：重力势；第2空填：动；第3空填：摩擦力。
【分析】质量一定时，高度减小，重力势能减小，石磨被推动，动能变大；压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。
22．【答案】不同；相同；被推动的距离
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】 探究物体的动能大小与速度的关系时，变量为速度，所以需要让小车在不同的高度下滑，撞击相同位置的木块，通过比较木块被推动的距离来比较动能大小。
【分析】 要探究物体动能大小与速度的关系，需运用控制变量法。控制变量法的核心是保持除研究变量外的其他变量不变，仅改变研究的变量。本题中研究的是速度对动能的影响，所以要控制小车的质量（同一辆小车保证质量相同）、木块的初始位置（同一木块且位置相同），而改变的是小车下滑的高度（高度决定速度，高度不同则速度不同），再通过观察木块被撞击后移动的距离来比较小车动能大小（木块移动距离由小车动能决定，动能越大，木块移动越远）。
23．【答案】0.4；360；80；95
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】据图可知，缠绕在动滑轮的绳子数为2，所以绳子的移动速度为箱子移动速度的2倍，箱子的移动速度，绳子的移动速度为0.8m/s，有用功为箱子克服重力做功W=Gh=180N×2m=360J；拉力功率P=Fv=100N×0.8m/s=80W；根据拉力公式计算可知，动滑轮，同理计算重物重力为380N，此时拉力为F=，效率为。
【分析】 本题可根据速度公式、有用功公式、功率公式以及机械效率公式进行求解。先求木箱上升速度，再求有用功，接着求拉力功率，最后求提升\(380N\)重物时的机械效率。
24．【答案】（1）400；3.6×106
（2）500；用电器；140
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；平衡力的辨别；电路的构成及电路图；功的计算及应用
【解析】【解答】（1） 汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，根据二力平衡原理，牵引力与阻力大小相等。已知阻力为 400 N ，所以牵引力 F =400N 。 根据速度公式s=vt计算可知电动车5min行驶的路程为s=30m/s×300s=9000m，所以牵引力做功W=Fs=400N×9000m=3.6×106J；
（2）电池容量为 80kW·h = 80×3.6×106J = 2.88×108J ，能量密度为 160 W·h·kg 1 = 160 × 3600 J·kg 1 = 576000 J·kg 1，所以电池质量m=；充电时，电池消耗电能属于用电器， 充电前存储电能为 80 kW·h × 10 % = 8 kW·h ，充电后存储电能为 80 kW·h × 80 % = 64 kW·h ，则电能变化 Δ W = 64 kW·h 8 kW·h = 56 kW·h = 56 × 3.6 × 10 6 J = 2.016 ×108 J 。 充电时间为0.5h，所以充电功率P=， 快充电压U=800V，所以电流。
【分析】 （1）根据匀速直线运动中牵引力与阻力的关系确定牵引力大小，再利用速度公式求出运动路程，最后结合功的公式计算牵引力做的功；
（2）依据电池能量密度的定义求出电池质量，根据电路元件作用判断电池在充电时的角色，通过电能变化和电功率公式计算充电电流。
25．【答案】（1）将重为80N的货物匀速提升0.5m，有用功W有=Gh=80N×0.5m=40J
（2）动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦，额外功为W额=G动h=20N×0.5m=10J；
则拉力所做的功W总=W有+W额=40J+10J=50J.
（3）滑轮的机械效率
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据W有＝Gh计算有用功；
（2）根据动滑轮的特点和W总＝Fs计算拉力所做的总功；
（3）根据进行计算。
26．【答案】（1）解：货箱的速度：。
（2）解：货箱匀速竖直提升时处于平衡状态，
则支持力；
叉车对货箱所做的功：。
（3）解： 叉车对货箱所做功的功率：。
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）已知货箱上升的高度和时间，根据求货箱的速度；
（2）叉车克服货箱的重力做功，根据W=Gh=mgh求叉车对货箱所做的功；
（3）根据求叉车对货箱所做功的功率。
27．【答案】（1）解： 工人对绳端做功的功率为 ，根据做功公式计算工人做功为，动滑轮缠绕绳子数为2，所以绳子移动距离为，结合做功公式计算拉力
（2）解：结合重力公式计算物体的重力，结合动滑轮拉力的计算公式计算动滑轮的重力：
（3）解：根据做功公式计算，结合效率公式计算 滑轮的机械效率。
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1） 工人对绳端做功的功率为 ，根据做功公式W=Pt计算工人做功为，动滑轮缠绕绳子数为2，所以绳子移动距离为，结合做功公式W=Fs计算拉力。
（2）结合重力公式G=mg计算物体的重力，结合动滑轮拉力的计算公式计算动滑轮的重力：。
（3）根据做功公式W=Gh计算有用功，结合效率公式计算 滑轮的机械效率。
28．【答案】（1）飞机1h内飞行距离s= vt=108km/h×1h=108km.
（2）飞机匀速飞行过程中F水=f=1000N，速度v=100km/h=30m/s，
则推力做功的功率
（3）太阳能总功率 P光=250m2×800W/m2=2×105W
电能转化为推力的功率P排=3×104W，则电能功率
太阳能电池板将光能转化为电能的效率
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；电功率
【解析】【分析】（1）已知速度和时间，利用速度公式求得飞机1h内飞行的距离；
（2）根据PFv计算飞机匀速飞行过程中推力做功的功率；
（3）知道太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率和太阳能电池板面积，即可求得太阳能电池板接收到的总功率；电池板的输出功率与总功率之比就是太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
1 / 1江苏省初中物理中考真题专项复习-热学：机械能、机械效率
一、选择题
1．（2025·无锡）如图所示，用动滑轮将重380N 的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．有用功为200J B．额外功为20J
C．动滑轮的机械效率为80%； D．拉力F的功率为20W
【答案】B
【知识点】动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A、物体的重力为380N，上升1m，根据W=Gh计算可知有用功为G=380N×1m=380J，故A错误；
B、拉力为200N，缠绕在动滑轮的绳子数为2，所以绳子移动距离为2m，所以拉力做功为W=Fs=200N×2m=400J，所以额外功W额=W-W有=400J-380J=20J，故B正确；
C、机械效率，故C错误；
D、拉力功率，故D错误。
综上选B。
【分析】 本题关键在于理解动滑轮的工作特点（省力但费距离，拉力移动距离是物体提升高度的2倍），并熟练运用有用功、额外功、机械效率、功率的计算公式。通过分别计算各物理量，对比选项得出正确答案。
2．（2025·南京）下列估测符合实际的是
A．中学生正常步行速度约为
B．一枚一元硬币的质量约为
C．教室内一盏日光灯额定功率约为
D．中学生从一楼走到三楼做功约为300J
【答案】A
【知识点】质量及其特性；功率的概念；速度与物体运动；功的计算及应用
【解析】【解答】A、 中学生正常步行速度约为1.2m/s=4km/h，和5km/h接近，故A正确；
B、 一枚一元硬币的质量约为 6g，故B错误；
C、日光灯的功率为40W，故C错误；
D、一楼到三楼，上升的高度为6m，中学生的重力为500N，所以做功为W=Gh=3000J，故D错误；
综上选A。
【分析】1、熟悉生活中常见的物体质量，如一枚鸡蛋为50g，中学生质量为50kg
2、熟悉生活重常见的温度，如体温为37℃，令人舒适的温度为24℃，
3、识记生活中常见的长度、中学生身高160cm，课桌80cm，
4、识记生活中常见的速度、心跳一分钟70次，走路的速度1.2m/s。
3．（2025·扬州）为防止“天降冰凌”产生危害，将除冰环从桥梁斜拉索上端由静止释放，除去斜拉索上的积冰.除冰环在下滑过程中
A．只受重力作用 B．速度始终不变
C．一直处于平衡状态 D．机械能不断减小
【答案】D
【知识点】机械能及其转化；平衡状态的判断
【解析】【解答】A、除冰环从斜拉索上端由静止下滑时，受到重力的作用，还受到冰的摩擦力、索绳的支持力的作用，故A错误；
BC、 除冰环在下滑时，速度逐渐变大，运动状态在改变，处于非平衡状态，故BC错误；
D、除冰环在下降时，克服摩擦力做功，消耗了机械能，总机械能不断减小，D正确。
故选D。
【分析】除冰环在索绳上下滑时，受到重力、摩擦力、支持力的作用；物体运动速度改变时，是非平衡状态；运动的物体克服摩擦力，消耗机械能，机械能减小。
4．（2025·盐城）我国于2024年7月成功研制出世界上最轻、最小的太阳能动力微型无人机，该无人机可在纯自然光下实现持续飞行。这款无人机主要由静电驱动推进系统和超轻千伏动力系统组成。静电电机利用电荷间相互作用驱动，能量转化效率是传统电机的10倍以上。超轻高压变换器将电压为4.5V的太阳能电池升压至9000V，实现高效电能传输。由上述信息可以推断，这款无人机（ ）
A．可在无光环境下飞行
B．飞行时会产生较多热量
C．太阳能电池板面积很大
D．静电电机比传统电机能耗小得多
【答案】D
【知识点】能量的转化或转移；机械效率
【解析】【解答】A、该款无人机是将太阳能转换为电能在转化为机械能，所以不能在无光环境下工作，故A错误；
BD、该款无人机能量转化效率高，即太阳能转化为机械能的效率高，转化为内能小，耗能比传统电机耗能小，即产生较少热量，故B错误，D正确；
C、该款无人机轻便、体积小所以太阳能电池板面积很小，故C错误；
综上选D。
【分析】1、能量转化：根据物体起始状态具有的能量和最终状态具有的能量进行判断，如太阳能电池是将太阳能转化为电能；
2、机械效率高则有用功占总功的比值大，额外功小。
5．（2025·盐城）如图所示，摆球下降的过程中，它的（ ）
A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小
【答案】B
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】摆球下降过程中，高度减小，速度增加，质量不变，所以重力势能减小，动能增加，故B正确，ACD错误；
综上选B。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
6．（2025·宿迁）如图所示，某同学用大小为0.6N的力沿竖直方向匀速拉动一个动滑轮，使钩码上升10cm。已知每个钩码质量为50g，g 取10N/kg，不计绳重和摩擦。则（ ）
A．该同学所做的有用功等于0.2J B．动滑轮自身重力为0.2N
C．绳子自由端移动的距离为40cm D．动滑轮的机械效率约为66.7%
【答案】B
【知识点】动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】A、有用功为克服钩码重力做功，即W=Gh=1N×0.1m=0.05J，故A错误；
B、动滑轮的重力G=2F-G物=2×0.6N-1N=0.2N，故B正确；
C、动滑轮缠绕在动滑轮的绳子数为2，绳子移动距离是物体移动距离的2倍，即绳子移动距离为20cm，故C错误；
D、机械效率，故D错误。
综上选B。
【分析】1、动滑轮的工作特点：可以省力，但是费距离，定滑轮的工作特点：可以改变方向但是不省力；
2、拉力的计算， ，n为动滑轮缠绕绳子数，绳子移动的距离为物体移动距离的n倍，
3、功的相关计算：W=Fs，距离为拉力的方向。总结：考虑滑轮重力的情况，定滑轮的机械效率要大于动滑轮，重物重力越大，机械效率越大。
7．（2025·扬州）2025年5月29日，“天问二号”探测器发射成功，开启小行星探测与采样返回之旅.下列说法正确的是
A．“天问二号”发射时加速上升，其动能不变
B．“天问二号”利用电磁波与地球传输信息
C．太阳能电池将光能全部转化为内能
D．到达地球后，样品质量变大
【答案】B
【知识点】质量及其特性；动能的影响因素；太阳能及其利用与转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】A、天问二号发射时加速上升，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，故A错误；
B、电磁波可以在真空中传播，且可以传递信息，天问二号通过电磁波与地球传递信息，故B正确；
C、太阳能电池发电时，消耗太阳能，得到电能，将光能转化为电能，故C错误；
D、质量是物体含有物质的多少，和空间位置无关，样品到达地球后，质量不变，故D错误。
故选B。
【分析】物体的动能和质量、速度有关；重力势能和质量、高度有关；电磁波可以在真空中传播；太阳能电池将太阳能转化为电能；质量是物体的属性，和空间位置无关。
8．（2025·镇江）如图所示，一起重机从 a 处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过 b 、c两处且 ab 段与 bc 段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是 （ ）
A．重物可能先加速再减速
B．拉力在 ab 段对重物所做的功大于在 bc 段对重物所做的功
C．重物经过 ab 段所用的时间等于经过 bc 段所用的时间
D．重物的动能转化为重力势能
【答案】B
【知识点】机械能及其转化；速度与物体运动；功的计算及应用
【解析】【解答】AC、吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，从a处由静止开始竖直向上吊起，开始速度小，拉力大，大于重力做加速运动，而速度足够大时，拉力等于重力，物体匀速运动，拉力不再减小，故物体一直匀速运动，因而重物先加速再匀速；由于开始加速过程的平均速度较小，小于匀速运动的速度，故经过ab段所用的时间大于经过bc段所用的时间，故AC错误；
B、ab段速度小于匀速运动的速度，ab段的拉力比匀速时大，而ab段与bc段距离相同，根据W＝Fs可知，拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功，故B正确；
D、整个过程中重物先加速后匀速，质量不变，则动能先增大后不变，高度不断增大，则重力势能不断变大，所以并非是重物的动能转化为重力势能，故D错误。
故答案为：B。
【分析】根据吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比分析受力，结合力与运动关系分析速度，结合速度公式分析时间；根据W＝Fs比较功的大小；根据动能与质量和速度有关，结合速度变化分析。
9．（2025·苏州） 如图所示，“龙水车"是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸人水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是
A．长柄摇杆越长，踩动时越费力
B．踩得越快，提水做功越多
C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小
D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大
【答案】D
【知识点】势能大小的比较；杠杆的分类；机械效率的计算
【解析】【解答】 A.摇杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误；
B.人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，相同时间内转速越快输水做功越多，选项中缺少时间相同这个条件，故B错误；
C.一定质量的水被水车提升到高处，其质量不变、高度增加，则重力势能增大，故C错误；
D.增大机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦，因此要提高“龙骨水车”提水效率，可以增大槽内板叶刮水的质量，或在各部件之间加润滑油来减小摩擦，故D正确。
故选D。
【分析】 A.根据动力作用在轮上，可以省力；
B.转轮转速越快，相同时间内输水做功越多；
C.重力势能与质量和高度有关；
D.增大机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦。
10．（2025·连云） 2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能不变，机械能增加
B．动能增加，重力势能增加，机械能增加
C．动能不变，重力势能减小，机械能减小
D．动能减小，重力势能增加，机械能不变
【答案】B
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】飞船加速升空时，质量不变，速度增大，所以动能增加；高度升高，所以重力势能增加。机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增加，故B正确。
故答案为：B。
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能＝动能+势能。
11．（2025·南通）飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中，对比哪两次实验能说明其道理（ ）
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
【答案】A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】探究动能和速度的关系，需要控制速度不同，则小车在斜面的位置不同，对比 ①② 可以得出相关结论， ②③的变量为质量 ， ②④ 的变量有2个， ③④ 有2个，所以BCD错误，A正确。
综上选A。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
12．（2025·南京）在“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”的两个实验中，都出现如图所示的情景．在提供图中器材的基础上，有以下判断：
①添加一条棉布和一块玻璃板，可完成“探究阻力对物体运动的影响”实验
②添加一个木块和若干砝码，可完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验
③要完成上述两个实验，每次小车都需要从同一斜面同一位置由静止释放
④两个实验都需要在实验基础上通过科学推理得出结论
其中正确的是
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【答案】A
【知识点】探究影响物体动能大小的因素；阻力对物体运动影响的探究实验
【解析】【解答】 ① “探究阻力对物体运动的影响”实验，变量为阻力，所以添加 棉布和一块玻璃板 ，使得接触面粗糙程度，改变了小车受到的阻力， ① 正确；
② “探究动能大小与哪些因素有关”实验，添加木块和若干砝码，改变砝码的数量可以改变小车的质量，所以可以完成“探究动能大小与哪些因素有关”实验，②正确；
③ “探究动能大小与哪些因素有关”实验中，如果探究动能和速度的关系时，需要将小车在不同位置释放，故 ③ 错误；
④“探究阻力对物体运动的影响”实验是在实验基础上通过科学推理（阻力为零，物体做匀速直线运动）得出结论。
“探究动能大小与哪些因素有关”实验是直接根据实验现象（木块被推动距离）得出结论，不需要科学推理，所以④错误 。
综上 ①② 正确，A正确。
【分析】 本题主要考查“探究阻力对物体运动的影响”和“探究动能大小与哪些因素有关”两个实验的器材、操作及结论得出方式。
13．（2025·扬州）如图，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是
A．克服动滑轮重力做的功是有用功
B．重物与人手移动的距离相等
C．重物与人手移动的速度相等
D．增加重物，动滑轮的机械效率变大
【答案】D
【知识点】动滑轮及其工作特点；增大或减小机械效率的方法
【解析】【解答】A、图中，是动滑轮，提升重物时，对物体做的功是有用功，故A错误；
BC、动滑轮上绳子股数n=2，根据s=nh，人手移动的距离是重物移动距离的2倍，根据，人手和物体移动的时间相等，则人手移动的速度是物体移动速度的2倍，故BC错误；
D、根据，增加重物G，则比值减小，减小，则动滑轮的机械效率变大，D正确。
故选D。
【分析】使用动滑轮时，可以省力，但费距离，绳子移动的距离是物体移动距离的2倍，绳子的速度是物体速度的2倍；动滑轮一定时，物体重力越大， 机械效率越大。
二、填空题
14．（2025·无锡）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能.实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 .小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 (选填“做功”或“不做功”)。
【答案】动；大；不做功
【知识点】动能和势能的大小变化；势能的影响因素；是否做功的判断
【解析】【解答】弹簧压缩后，产生形变，积聚弹性势能，小车接触弹簧，弹性势能转化为小车的动能， 弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远 ，说明弹性势能越大，小车在水平运动时，重力和小车运动方向相互垂直，所以重力不做功。
【分析】本题关键在于理解弹性势能的转化（与弹性形变相关）、做功的条件（力和距离）。通过分析弹簧形变与小车运动的关系，以及重力方向与小车运动方向的垂直关系，得出各空答案。
15．（2025·南京）2025年5月29日，长征三号乙运载火箭托举天问二号探测器直冲霄汉．地面控制中心通过 波与探测器传递信息，这种波在真空中的传播速度是 ．探测器在随火箭加速升空过程中，机械能 ．以地面为参照物，探测器是 的。
【答案】电磁波；3×108m/s；增加；运动
【知识点】机械能及其转化；运动和静止的相对性；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】无限远距离通信使用电磁波传递信息，电磁波在真空的传播速度为3×108m/s，探测器深空加速过程中，高度和速度均增加，所以机械能增加，地面为参照，探测器的位置发生变化，所以二者相对运动。
【分析】 本题主要考查电磁波的应用、传播速度，机械能的变化以及运动和静止的相对性。需要分别分析每个空对应的知识点。
16．（2025·徐州）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的木箱，拉力大小为100N，绳端向下移动的距离为2m。则木箱上升的高度为 m，木箱的机械能变 ，定滑轮的机械效率为 。
【答案】2；大；90%
【知识点】定滑轮及其工作特点；机械效率
【解析】【解答】据图可知，该滑轮属于定滑轮，所以木块移动距离等于绳子移动距离，所以木箱上升的距离为2m，木箱移动速度不变，高度增加，所以动能不变，重力势能增加，机械能为动能和重力势能之和，所以机械能增加，根据效率公式计算可知。
【分析】 本题考查定滑轮的特点、机械能的变化及机械效率的计算。定滑轮不省距离但改变力的方向；机械能由动能和势能组成，匀速提升时动能不变，重力势能增加故机械能增大；机械效率通过有用功与总功的比值计算，需明确各物理量的对应关系。
17．（2025·镇江）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。
【答案】减小；小于；内能
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】篮球从A点到B点过程中，高度逐渐升高，动能转化为重力势能，速度逐渐减小。C点的高度小于B点的高度，篮球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。篮球撞击地面的过程中，受到地面的撞击力作用，由于撞击力对篮球做功，将部分机械能转化为内能。
【分析】篮球从A至B过程中，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增加；影响重力势能大小因素有物体质量和高度，比较B、C两点高度分析重力势能大小关系；篮球撞击地面时机械能有损失，转化为内能。
18．（2025·淮安）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N 的物体，所用拉力F=100N， 经过2s物体上升0.2m， 拉力F做的功为 J，拉力F做功的功率为 W。此过程中定滑轮的机械效率为 。
【答案】20；10；90%
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】该滑轮为定滑轮，不会改变拉力的大小，拉力为100N，物体上升的距离为0.2m，拉力做功W=Fs=100N×0.2m=20J，功率，物体的有用功W有=Gh=90N×0.2m=18J.所以机械效率。
【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，机械效率： 。
19．（2025·常州）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7星的动能 、重力势能 、机械能 。
【答案】变大；变大；变大
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】加注燃料过程中， 北斗G7星 质量增加，高度不变，速度不变，所以动能变大，重力势能变大，机械能变大。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
20．（2025·宿迁）2025年4月 30 日13 时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能 ，势能 ，机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】不变；减小；减小
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】返回过程中，速度不变，质量不变，所以动能不变，高度减小，所以重力势能减小，机械能为重力势能以及动能之和，所以机械能减小。
【分析】机械能：机械能为动能和重力势能之和，当质量不变时，动能和速度成正比，速度不变时，动能和质量成正比；当质量不变时，重力势能和高度成正比，高度不变时，重力势能和质量成正比。
21．（2025·扬州）如图是《天工开物》记载的我国古人磨面的场景.水从高处流下来， 能转化为 能，冲击水轮机带动石磨转动.石磨接触面粗糙，是为了增大 .
【答案】重力势；动；摩擦力
【知识点】动能和势能的大小变化；增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】水从高处流下，冲击水轮机带动石磨转动，水的高度减小，重力势能变小，石磨转动，动能变大，将水的重力势能能转化为石磨的动能；石磨接触面粗糙，在压力一定时，可增大摩擦力。故第1空填：重力势；第2空填：动；第3空填：摩擦力。
【分析】质量一定时，高度减小，重力势能减小，石磨被推动，动能变大；压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大。
22．（2025·无锡）用如图所示的装置探究物体的动能大小与速度的关系时，应让同一辆小车从斜面 (选填“相同”或“不同”)高度处由静止滑下，撞击置于水平面上 (选填“相同”或“不同”)位置的同一木块。通过比较木块 米比较小车动能的大小。
【答案】不同；相同；被推动的距离
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】 探究物体的动能大小与速度的关系时，变量为速度，所以需要让小车在不同的高度下滑，撞击相同位置的木块，通过比较木块被推动的距离来比较动能大小。
【分析】 要探究物体动能大小与速度的关系，需运用控制变量法。控制变量法的核心是保持除研究变量外的其他变量不变，仅改变研究的变量。本题中研究的是速度对动能的影响，所以要控制小车的质量（同一辆小车保证质量相同）、木块的初始位置（同一木块且位置相同），而改变的是小车下滑的高度（高度决定速度，高度不同则速度不同），再通过观察木块被撞击后移动的距离来比较小车动能大小（木块移动距离由小车动能决定，动能越大，木块移动越远）。
23．（2025·南京）如图所示，用动滑轮将重的木箱在内沿竖直方向匀速提升，所用拉力为，不计绳重和摩擦．此过程中木箱上升的速度为 ，有用功是 ，拉力的功率是 W；若用此装置沿竖直方向匀速提升重物时，机械效率为 ．
【答案】0.4；360；80；95
【知识点】动滑轮及其工作特点；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】据图可知，缠绕在动滑轮的绳子数为2，所以绳子的移动速度为箱子移动速度的2倍，箱子的移动速度，绳子的移动速度为0.8m/s，有用功为箱子克服重力做功W=Gh=180N×2m=360J；拉力功率P=Fv=100N×0.8m/s=80W；根据拉力公式计算可知，动滑轮，同理计算重物重力为380N，此时拉力为F=，效率为。
【分析】 本题可根据速度公式、有用功公式、功率公式以及机械效率公式进行求解。先求木箱上升速度，再求有用功，接着求拉力功率，最后求提升\(380N\)重物时的机械效率。
24．（2025·南通）小红家新购了一辆电动汽车，下表为汽车的部分参数，其中电池容量指电池存储的最大电能，电池能量密度指电池存储的最大电能与电池的质量之比。
电池类型 电池容量/ (kW·h) 电池能量密度/ 快充电压/v
磷酸铁锂电池 80 160 800
（1）若该车以30m/s的速度做匀速直线运动，受到的阻力为400N，则受到的牵引力为 N，运动5min 牵引力做的功为 J
（2）该车的电池质量为 kg，充电时，它相当于电路中的 。使用快充功能充电0.5h电池存储的电能从电池容量的10%上升至 80%，假设充电桩输出的电能全部转化为电池存储的电能，充电电流为 A.
【答案】（1）400；3.6×106
（2）500；用电器；140
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；平衡力的辨别；电路的构成及电路图；功的计算及应用
【解析】【解答】（1） 汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，根据二力平衡原理，牵引力与阻力大小相等。已知阻力为 400 N ，所以牵引力 F =400N 。 根据速度公式s=vt计算可知电动车5min行驶的路程为s=30m/s×300s=9000m，所以牵引力做功W=Fs=400N×9000m=3.6×106J；
（2）电池容量为 80kW·h = 80×3.6×106J = 2.88×108J ，能量密度为 160 W·h·kg 1 = 160 × 3600 J·kg 1 = 576000 J·kg 1，所以电池质量m=；充电时，电池消耗电能属于用电器， 充电前存储电能为 80 kW·h × 10 % = 8 kW·h ，充电后存储电能为 80 kW·h × 80 % = 64 kW·h ，则电能变化 Δ W = 64 kW·h 8 kW·h = 56 kW·h = 56 × 3.6 × 10 6 J = 2.016 ×108 J 。 充电时间为0.5h，所以充电功率P=， 快充电压U=800V，所以电流。
【分析】 （1）根据匀速直线运动中牵引力与阻力的关系确定牵引力大小，再利用速度公式求出运动路程，最后结合功的公式计算牵引力做的功；
（2）依据电池能量密度的定义求出电池质量，根据电路元件作用判断电池在充电时的角色，通过电能变化和电功率公式计算充电电流。
三、计算题
25．（2025·镇江）如图所示，用拉力 F 通过动滑轮将重为 80 N 的货物匀速提升0.5m ，动滑轮重为 20 N，不计绳重及摩擦。
（1）求上述过程中的有用功。
（2）求上述过程中拉力所做的功。
（3）求滑轮的机械效率。
【答案】（1）将重为80N的货物匀速提升0.5m，有用功W有=Gh=80N×0.5m=40J
（2）动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦，额外功为W额=G动h=20N×0.5m=10J；
则拉力所做的功W总=W有+W额=40J+10J=50J.
（3）滑轮的机械效率
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据W有＝Gh计算有用功；
（2）根据动滑轮的特点和W总＝Fs计算拉力所做的总功；
（3）根据进行计算。
26．（2025·苏州）叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10s内将质量为 300kg 的货箱匀速竖直提升3m，g 取 ION/kg。求此过程中：
（1）货箱的速度；
（2）叉车对货箱所做的功；
（3）叉车对货箱所做功的功率。
【答案】（1）解：货箱的速度：。
（2）解：货箱匀速竖直提升时处于平衡状态，
则支持力；
叉车对货箱所做的功：。
（3）解： 叉车对货箱所做功的功率：。
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；功的计算及应用
【解析】【分析】 （1）已知货箱上升的高度和时间，根据求货箱的速度；
（2）叉车克服货箱的重力做功，根据W=Gh=mgh求叉车对货箱所做的功；
（3）根据求叉车对货箱所做功的功率。
27．（2025·常州）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在内，质量为的重物被匀速竖直提升，此过程中，工人对绳端做功的功率为。不计绳重与摩擦，取，求：
（1）工人对绳端施加的拉力。
（2）滑轮受到的重力。
（3）此过程中，滑轮的机械效率。
【答案】（1）解： 工人对绳端做功的功率为 ，根据做功公式计算工人做功为，动滑轮缠绕绳子数为2，所以绳子移动距离为，结合做功公式计算拉力
（2）解：结合重力公式计算物体的重力，结合动滑轮拉力的计算公式计算动滑轮的重力：
（3）解：根据做功公式计算，结合效率公式计算 滑轮的机械效率。
【知识点】重力及其大小的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1） 工人对绳端做功的功率为 ，根据做功公式W=Pt计算工人做功为，动滑轮缠绕绳子数为2，所以绳子移动距离为，结合做功公式W=Fs计算拉力。
（2）结合重力公式G=mg计算物体的重力，结合动滑轮拉力的计算公式计算动滑轮的重力：。
（3）根据做功公式W=Gh计算有用功，结合效率公式计算 滑轮的机械效率。
28．（2025·镇江）某太阳能飞机白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用，发出电能的80%转化为飞机推力做的功，可驱动飞机以108 km/h的速度水平匀速直线飞行1 h。已知飞机飞行过程中所受阻力为1 000 N，高空中飞机的太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率为800 W，太阳能电池板面积为
（1）求飞机1h内飞行的距离。
（2）求飞机匀速飞行过程中推力做功的功率。
（3）求太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
【答案】（1）飞机1h内飞行距离s= vt=108km/h×1h=108km.
（2）飞机匀速飞行过程中F水=f=1000N，速度v=100km/h=30m/s，
则推力做功的功率
（3）太阳能总功率 P光=250m2×800W/m2=2×105W
电能转化为推力的功率P排=3×104W，则电能功率
太阳能电池板将光能转化为电能的效率
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；电功率
【解析】【分析】（1）已知速度和时间，利用速度公式求得飞机1h内飞行的距离；
（2）根据PFv计算飞机匀速飞行过程中推力做功的功率；
（3）知道太阳能电池板每平方米面积获得太阳能的功率和太阳能电池板面积，即可求得太阳能电池板接收到的总功率；电池板的输出功率与总功率之比就是太阳能电池板将光能转化为电能的效率。
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