2020届中考物理一轮复习卷：功和机械能

功和机械能考点一：功率及其计算.一辆质量为 1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的 0.1倍，滑轮组的机械效率为 80%，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：（1）做的有用功；（2）作用在绳子自由端的拉力。.参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀 !一口气从一楼跑到四楼考TOC\o"1-5"\h\z室，所用时间为 30秒。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）。A．1.5W B．15W C．150WD．1500W.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=2:3.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动， 物体运动的路程 S-t时间图象如图所示， 根据图象， 下列判断正确的是（ ）。A．物体 10s时的速度大于 4s时的速度；B．0-6s拉力对物体所做的功大于 6-12s拉力对物体所做的功；C．0-6s拉力对物体做功的功率小于 6-12s拉力对物体做功的功率；D．0-6s物体所受的拉力大于 6-12s物体所受的拉力.如图为四旋翼无人机，质量为 1.2千克，下方悬挂着一个质量为 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。.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱．在某次跳伞训练过程中，一体重为 500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经 15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时 30s，求在这个过程中：1）运动员下落的平均速度；2）重力做的功；3）匀速下降时重力做功的功率。.为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，扶贫工作队筹措资金为当地建设了一座小型水力发电站，让水坝的水下泄时冲动水轮发电机发电，供当地居民生活所需。若水从 10m高处下泄，每小时下泄量为7.2×106kg，取 g=10N/kg。1）每小时水的重力做的功 W为多少？2）若水的重力做的功有 80%转化为电能，发电机的发电功率 P是多少？.如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：

（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是 。（2）擦窗机器人的擦试速度是 4分钟/米2，要擦完总面积为 3米2的窗玻璃需要 分钟。（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为 28牛，内外气压差达到 800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？擦窗机器人的总质量为 1.2千克，工作时的实际功率为 80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有 0.25%的电能用于克服重力做功；若窗户足够高，持续竖直向上擦窗 20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取 g=10牛/千克）考点二：功及其计算.一物体在水平拉力 F的作用下，沿力的方向以 0.2m/s的速度匀速运动了 4s，拉力 F大小为 5N，4s内拉力F做的功为（ ）。A．1JB．3JC．2JD．4J）。.如图，小明沿水平地面推箱子，但箱子没有移动，此过程（）。A．小明对箱子没有做功； B．重力对箱子做了功；C．小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力； D.箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力.一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是（ ）。A.手拿球静止；B.手托球水平匀速直线运动C.将球举起；D.抛出后的球在空中继续运动.如图所示是正在航拍的无人机。起飞前，放在地面上要确保四脚着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的参数如下表，求： （g取10N/kg）（1）无人机从地面飞到离地 20m高处，至少要多长时间？（2）无人机从 20m高处降落到地面，重力做功是多少？（3）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？（4）无人机的突出问题是飞行时间短，请提出一个解决问题的合理建议。5.一辆质量为 1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的 0.1倍，滑轮组的机械效率为 80%，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：（1）做的有用功；（2）作用在绳子自由端的拉力。考点三：机械能守恒与转化1.如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）。A．重力势能减小，动能增大；C．动能不变，机械能不变；B．重力势能减小，机械能减小；D．重力势能不变，机械能减小2.如图是老师设计的探究机械能转化的实验装置，将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端， 弹簧上端处于斜面 A2.如图是老师设计的探究机械能转化的实验装置，将一小球从斜面顶端释放， 小球经过斜面 A点后压缩弹簧， 在斜面C点停止； 然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的 D点，接看再向下运动； 如此往复几次后小球在斜面的 B点静止，那么小球第一次下降经过斜面的A““ B““ C”“ D”“O”）点时动能最大；小球上升时不能再回到O点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成了3.打网球已成为我国青少年喜欢的体育运动项目，如图甲为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间，图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。（1）网球遇到球拍时，球和球拍都变形了，这说明 （写两点）。（2）球遇到球拍后的某一瞬间，网球的速度刚好变为零，则该瞬间网球所受的力是否平衡？ （3）网球表面比较粗糙，在空中飞行时所受空气阻力不可忽略。图乙中，网球从 A点经过最高点 B飞行到C点的过程中，下列说法正确的是 （选填序号）。①在 A、B、C三点，网球在 A点机械能最大②位于最高点 B时，网球的动能为零③在该飞行过程中，网球的势能先增大后减小4.如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。（ 1）小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，是为了探究动能大小与 的关系；（ 2）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力 f与压力F之间的数量关系式为 。5.探究“水平抛出物体飞行的距离 a与物体质量 m、抛出高度 H、抛出时的速度 v的关系”时，设计并进行了如图甲实验。实验一：质量不同的 A、B球在斜面同一高度处由静止滑下，下落到不同高度的地面。实验二：质量不同的 A、B球在斜面不同高度处由静止滑下，下落到同一高度的地面。实验得到表一、表二两组数据：(1)如图乙所示，是 A球从斜面高 h=0.2米处下落时，测量球落地点与抛出点水平距离的示意图，该距离是米。(2)实验一，球在斜面的同一高度静止释放，是为了保持小球离开桌面时的 相同。(3)根据实验数据，可得出的结论是 。参考答案考点一：功率及其计算.一辆质量为 1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的 0.1倍，滑轮组的机械效率为 80%，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：（1）做的有用功；（2）作用在绳子自由端的拉力。解：（1）汽车在泥泞路段受到的阻力： f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N；将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力： F拉=f=1.5×103N；所做有用功： W有=F拉s车=1.5×103N×8m=1.2×104J，（2）由图可知 n=3，则绳子移动的距离： s绳=3s车=3×8m=24m，由；TOC\o"1-5"\h\z由W总=Fs绳可得，作用在绳子自由端的拉力： 。答：（1）做的有用功为 1.2×104J；（2）作用在绳子自由端的拉力为 625N。.参加今年邵阳市初中毕业学业考试的王小鹏同学听到考试预备铃响了，考室还在四楼呀 !一口气从一楼跑到四楼考室，所用时间为 30秒。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）。A．1.5W B．15W C．150WD．1500W【答案】 C。【解析】王小鹏同学的体重约为 500N，一层楼高约为 3m，从一楼跑到四楼上升了三层楼的高度约 9m，所用时间为30s；则克服自己重力做功的功率约为： P150W。故选 C。.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。【解析】由题意可知，妈妈的重力与小明的重力之比是： ，他们所用时间之比为： ；根据TOC\o"1-5"\h\z功的公式： （h是高度），得到： ， ；根据功率公式： ，得到： ，；下面解答此题：， ；由此可见正确答案是 D。.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动， 物体运动的路程 S-t时间图象如图所示， 根据图象， 下列判断正确的是（ ）。A．物体 10s时的速度大于 4s时的速度；B．0-6s拉力对物体所做的功大于 6-12s拉力对物体所做的功；C．0-6s拉力对物体做功的功率小于 6-12s拉力对物体做功的功率；D．0-6s物体所受的拉力大于 6-12s物体所受的拉力【答案】 B。【解析】从图象上看， 0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而 0～6s过程中通过的路程是 3m，6～12s的过程中通过路程为 1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此 0～6s过程中的速度大于 6～12s的过程中的速度，即 4s时的速度大于 10s时的速度，故 A错误。从图中可以看出， 0～6s过程中通过的距离为 3m；6～12s的过程中通过的距离为 1m；而拉力相同，由 W=FS可知，0至6s内钢索拉力做 的功大于 6s至12s内钢索拉力做的功；故 B正确。P=Fv可知，由 0～6s过程中的速度大于 6～12s的过程中的速度， 0-6s拉力对物体做功6-12s拉力对物体做功的功率，故 C错误。因为物体做匀速直线运动，拉力等于阻力， 0～6s物体所受的拉力等于 6-12s物体所受的拉力，故 D错误。5.如图为四旋翼无人机，质量为 1.2千克，下方悬挂着一个质量为 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。1）20；（ 2）0.9W。

1）前 10秒对摄像机做功 W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×20m=20J。2）整个过程无人机对摄像机做功 ，功率：功率：6.跳伞是一项极具挑战的运动，现在越来越受到人们的喜爱．在某次跳伞训练过程中，一体重为 500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经 15s下落210m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时 30s，求在这个过程中：（1）运动员下落的平均速度；（2）重力做的功；（3）匀速下降时重力做功的功率。解：（1）由题可知，运动员在 0﹣15s下落的路程为 s前=210m，由图象可知， 15s后运动员以 6m/s的速度做匀速直线运动，则运动员在 15﹣30s通过的路程为： s后=vt后=6m/s×15s=90m；运动员通过的总路程为： s=s前+s后=210m+90m=300m，总时间为 t=30s，则整个过程中运动员下落的平均速度： v′== =10m/s。（2）运动员下落的高度为： h=s=300m；重力做的功： W=Gh=500N×300m=1.5×105J。（3）匀速下降时，重力做功的功率： P=Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W。答：（1）运动员下落的平均速度为 10m/s；（2）重力做的功为 1.5×105J；（3）匀速下降时重力做功的功率为 3×103W。7.为解决某偏远山区的用电困难，利用当地水力资源丰富的特点，扶贫工作队筹措资金为当地建设了一座小型水力10m高处下泄，每小时下泄量为10m高处下泄，每小时下泄量为7.2×106kg，取 g=10N/kg。1）每小时水的重力做的功 W为多少？2）若水的重力做的功有 80%转化为电能，发电机的发电功率 P是多少？解：（1）每小时下泄量为 7.2×106kg，则这些水的重力： G=mg=7.2×106kg×10N/kg=7.2×107N，每小时水的重力做的功： W=Gh=7.2×107N×10m=7.2×108J；（2）由 可得，产生的电能： W电=80%×W=80%×7.2×108J=5.76×108J，则发电机的发电功率：答：（1）每小时水的重力做的功 W为 7.2×108J；（2）若水的重力做的功有 80%转化为电能，发电机的发电功率 P是1.6×105W。8.如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是 。（2）擦窗机器人的擦试速度是 4分钟/米2，要擦完总面积为 3米2的窗玻璃需要 分钟。（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为 28牛，内外气压差达到 800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？（4）擦窗机器人的总质量为 1.2千克，工作时的实际功率为 80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有 0.25%的电能用于克服重力做功；若窗户足够高，持续竖直向上擦窗 20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取 g=10牛/千克）【答案】（1）擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，故摩擦力的方向是竖直向上的。（2）擦窗机器人的擦试速度是 4分钟/米 2，要擦完总面积为 3米2的窗玻璃需要的时间为： t=4分钟/米 2×3米2=12分钟。（3）由 得，擦窗机器人与玻璃的接触面积为： ；机器人消耗的电能为： W电=P电t=80W×1200s=96000J；克服重力所做的功： W′=W电η =96000J×0.25%=240J；机器人的重力为： G=mg=1.2kg×10N/kg=12N；W=Gh得上升的高度为：【答案】（1）竖直向上； （2）12；（3）擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为 0.035m2；（4）擦窗机器人可上升的最TOC\o"1-5"\h\z大高度为 20m。考点二：功及其计算.一物体在水平拉力 F的作用下，沿力的方向以 0.2m/s的速度匀速运动了 4s，拉力 F大小为 5N，4s内拉力F做的功为（ ）。A．1JB．3J C．2JD．4J【答案】 D。【解析】由 v可得，物体移动的距离 s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，拉力F做的功 W＝Fs＝5N×0.8m＝4J。故选 D。.如图，小明沿水平地面推箱子，但箱子没有移动，此过程（ ）。A．小明对箱子没有做功； B．重力对箱子做了功；C．小明对箱子的推力大于地面对箱子的阻力； D.箱子所受的重力与箱子对地面的压力是一对平衡力【答案】 A。【解析】做功包括两个必要的条件：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向通过了一段距离；小明对箱子用了力且箱子在力的方向上移动了距离，所以小明做了功，故 A正确。箱子在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，故 B错。箱子处于静止状态，在水平方向上受力平衡，所以小明对箱子的推力等于地面对箱子的阻力，故 C错。重力和压力和方向是相同的，它们不是平衡力，故 D错；应选 A。.一位同学正在进行投掷实心球的训练，以下情境中，他对球做功的是（ ）。A.手拿球静止；B.手托球水平匀速直线运动C.将球举起；D.抛出后的球在空中继续运动【答案】 C。【解析】 A、手拿球静止，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故 A错误。B、手托球水平匀速直线运动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故 B错误。C、将球举起，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故有力做功，故 C正确。D、球飞出去，球由于惯性向前运动，有距离，但没有对球施加力，没有对球做功，故 D错误。故选 C。

.如图所示是正在航拍的无人机。起飞前，放在地面上要确保四脚着地；启动后，利用遥控器可控制它运动和工作。无人机的参数如下表，求： （g取10N/kg）（1）无人机从地面飞到离地 20m高处，至少要多长时间？（2）无人机从 20m高处降落到地面，重力做功是多少？（3）无人机停放在水平地面上时对地面的压强是多少？（4）无人机的突出问题是飞行时间短，请提出一个解决问题的合理建议。解：（1）由 得至少要用的时间为：（2）重力做功为：（3）无人机对地面的压强为：（4）无人机飞行过程需要消耗电能来克服重力做功，所以为了减少电能的消耗，延长飞行时间，可以减小无人机的质量。或者增加电池储存的电能也可以延长飞行时间。.一辆质量为 1.5×103kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图所示的拖车装置。已知汽车通过泥泞路段需移动 8m距离，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的 0.1倍，滑轮组的机械效率为 80%，g取10N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求：（1）做的有用功；（2）作用在绳子自由端的拉力。解：（1）汽车在泥泞路段受到的阻力： f=0.1mg=0.1×1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N；将车匀速拖离，由二力平衡条件可得，滑轮组对车的拉力： F拉=f=1.5×103N；所做有用功： W有=F拉s车=1.5×103N×8m=1.2×104J，（2）由图可知 n=3，则绳子移动的距离： s绳=3s车=3×8m=24m，由；TOC\o"1-5"\h\z由W总=Fs绳可得，作用在绳子自由端的拉力： 。答：（1）做的有用功为 1.2×104J；（2）作用在绳子自由端的拉力为 625N。考点三：机械能守恒与转化.如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）。A．重力势能减小，动能增大； B．重力势能减小，机械能减小；C．动能不变，机械能不变； D．重力势能不变，机械能减小【答案】 B。【解析】木块在匀速下滑的过程中，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；木块在下滑过程中，受到摩擦力的作用；木块要克服摩擦力做功，机械能减少。.如图是老师设计的探究机械能转化的实验装置， 将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端， 弹簧上端处于斜面 A点处；将一小球从斜面顶端释放， 小球经过斜面 A点后压缩弹簧， 在斜面C点停止； 然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的 D点，接看再向下运动； 如此往复几次后小球在斜面的 B点静止，那么小球第一次下降经过斜面的 （选填“A““ B““ C”“D”“O”）点时动能最大；小球上升时不能再回到O点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成了 。【答案】 B；内能。【解析】（ 1）从O到A的过程中，小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力，合力沿斜面向下，小球做匀加速直线运动；由题意可知，小球最后在斜面的 B点静止，小球在该点受到的合力为零，则从 A到B的过程中，小球沿斜面向下重力的分力大于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和，合力沿斜面向下，小球做变加速直线运动；从B到C的过程中， 小球沿斜面向下重力的分力小于沿斜面向上的摩擦力与弹力之和， 合力沿斜面向上， 小球做变减速直线运动，直至在 C点瞬时静止，综上可知，小球第一次下降经过斜面的 B点时速度最大，动能最大；（2）小球上升时不能再回到 O点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成内能。故答案为： B；内能。

3.打网球已成为我国青少年喜欢的体育运动项目，如图甲为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间，图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。3.打网球已成为我国青少年喜欢的体育运动项目，如图甲为快速飞行的网球遇到迎面而来的球拍时的三个瞬间，图乙为用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片。1）网球遇到球拍时，球和球拍都变形了，这说明 （写两点）。2）球遇到球拍后的某一瞬间，网球的速度刚好变为零，则该瞬间网球所受的力是否平衡？ 3）网球表面比较粗糙，在空中飞行时所受空气阻力不可忽略。图乙中，网球从 A点经过最高点 B飞行到C点的过程中，下列说法正确的是 （选填序号）。①在 A、B、C三点，网球在 A点机械能最大②位于最高点 B时，网球的动能为零③在该飞行过程中，网球的势能先增大后减小【答案】力使物体发生形变；力的作用是相互的；否；①③。【解析】（ 1）球撞到球拍上，球拍发生了形变；说明：力能改变物体的运动状态；同时球的运动方向也发生了变化，说明球也受到了球拍的力；说明：力的作用是相互的；（2）物体受力平衡时运动状态不发生改变；物体速度某个瞬间为零并能说明物体就受力平衡，小球速度为零下一瞬间将反向运动，说明小球不是出于平衡状态。所以该瞬间小球受力不平衡。（3）网球飞行过程中高度先增大再减少，所以小球