（安徽卷11-17题）功、机械能和机械效率（解析版）

押安徽卷选择题第11-17«

功、机械能和机械效率

押题探究

分析近3年安徽中考考情，2020年、2021年和2022年3年都连续考查了机械能及其相

互转化的过程。

解题秘籍

必备知识

1.机械能包括动能和势能，势能包括弹性势能和重力势能。

2.动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；重力势能与质量和物体

被举高的高度有关，质量越大，物体的高度越高，重力势能越大。

解题技巧

1.在没有摩擦等阻力时，物体的机械能是守恒的，能量在动能和势能之间相互转化，

此消彼长。

真题回顾

I.（2022•安徽•统考中考真题）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的

奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（）

E≡gd

A.重力势能不变B.动能增大

C.机械能不变D.机械能增大

【答案】D

【解析】A.童力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增

大，所以重力势能增大，故A不符合题意；

B,动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不

变，故B不符合题意；

CD.物体动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意;

故选D。

2.（2021•安徽•统考中考真题）图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该

摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（）

A.动能减少B.重力势能不变C.机械能增大D,机械能不变

【答案】C

【解析】A.小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最

高点的过程中动能不变，故A不符合题意；

B.小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，

故B不符合题意；

CD.机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变,

重力势能变大，则机械能变大，故C符合题意，D不符合题意。

故选C。

3.（2020・安徽•统考中考真题）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程

中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中

机械能保持不变，那么

近地点

沅地点

A.卫星在远地点的势能最大、动能为零

B.卫星在近地点的动能最大、势能为零

C.卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小

D.卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小

【答案】C

【解析】A.人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人

造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意；

B.人造地球卫星在近地点时，卫星和地球的相对距离最小，速度最大，故人造地球卫

星在近地点时动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；

CD.卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能

变小，动能转化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。

故选C。

押题冲关检测用时：ʒθmin

1.（2023•安徽淮北•淮北一中校联考二模）如图所示，篮球被运动员从〃位置投出，经

过b位置运动到C位置。在这个过程中，空气阻力不能忽略，下列说法中正确的是（）

b

Je一合一您、、、C

∏

A.从α位置到b位置的过程中，篮球的势能转化为动能

B.篮球在最高点6位置时动能为零

C.从b位置到C位置的过程中，篮球的重力势能全部转化为动能

D.篮球在a位置时的机械能一定大于其在C位置时的机械能

【答案】D

【解析】A.从“位置到b位置的过程中，篮球的质量不变，速度变小，高度变大，则

动能减少，重力势能增大，篮球的动能转化为势能，故A错误；

B.篮球在最高点b位置时，具有一定的质量，在水平方向上速度不为零，所以动能不

为零，故B错误；

C.从b位置到C位置的过程中，篮球需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化

为内能，所以篮球的重力势能没有全部转化为动能，故C错误；

D.篮球从α位置到C位置的过程中，克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内

能，篮球的机械能不断变小，所以篮球在。位置时的机械能一定大于其在C位置时的机械能,

故D正确。

故选D。

2.（2023•安徽亳州•校考一模）明明同学在体育课上练习抛实心球，他用200N的力把

实心球抛出7.5m。抛出的小球在空中运动的轨迹如图所示，。点为最高点，“、C两点在同

一高度，则下列说法正确的是（）

VT

/''、/j

O'、

7777777777777777777777777777

A.根据W=Ey计算出明明对实心球做了150OJ的功

B.实心球在“、C两点的重力势能相等，但是两点的动能不相等

C.实心球在人点重力势能最大，动能最小为零

D.实心球从b点运动到〃点过程重力势能全部转化为动能

【答案】B

【解析】A.实心球抛出后，由于惯性继续向前运动，人不再对球施力，所以人对球不

再做功，故A错误；

B.在a到C的过程中受到空气阻力，部分机械能转化为内能，由于4、C两点在同一高

度，重力势能相等，所以两点的动能不相等，故B正确；

C.抛出去的实心球在空中运动到最高6点时，实心球重力势能最大，其在水平方向上

仍是运动的，速度不为零，则动能不为零，故C错误；

D.实心球从。点运动到d点过程中重力势能转化为动能和内能，故D错误。

故选B<,

3.（2023•安徽安庆♦统考一模）如图是《天工开物》记载的三千多年前在井上汲水的枯

椽。当它汲满水后，人竖直向上拉挂木桶的绳子，通过横杆的作用，后端的配重物下降，可

以使装有水的木桶匀速上升（假设在上升过程中，水没有洒落）。则在该过程中（）

A.木桶和水的动能增大B.木桶和水的重力势能不变

C.配重物的机械能减小D.木桶和水机械能的变化量一定等于配重物

机械能的变化量

【答案】C

【解析】A.装有水的木桶匀速上升，水没有洒落，速度不变，质量不变，动能不变，

故A不符合题意；

B.装有水的木桶匀速上升，水没有洒落，高度增大，质量不变，重力势能增大，故B

不符合题意；

C.装有水的木桶匀速上升，配重物匀速下降，质量不变，高度减小，重力势能减小，

速度不变，动能不变，机械能包括动能和势能，机械能减小，故C符合题意；

D.木桶和水的动能不变，重力势能增大，木桶和水机械能的变化量实际上是重力势能

的增加量，配重物的动能不变，重力势能减小，配重物机械能的变化量实际上是重力势能的

变化量，配重的重力和水与木桶的总重力不一定相等，它们高度的变化量不一定相等，人竖

直向上拉挂木桶的绳子，对其做功，木桶和水机械能的变化量不一定等于配重物机械能的变

化量，故D不符合题意。

故选C。

4.（2023♦安徽滁州•校联考模拟预测）如图所示，2022年11月29日，搭载神舟十五

号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空。下列说法中

正确的是（）

A.火箭在上升的过程中一直做匀速直线运动

B.火箭在上升的过程中，宇航员的惯性保持不变

C.火箭在上升的过程中，搭载的载人飞船相对火箭是运动的

D.火箭在加速上升的过程中，宇航员的重力势能增大，动能减小

【答案】B

【解析】A.火箭在上升的过程中做的是加速运动，故A错误；

B.火箭在上升的过程中，宇航员的质量不变，惯性保持不变，故B正确；

C.火箭在上升的过程中，搭载的载人飞船相对火箭之间没有发生位置的变化，是静止

的，故C错误；

D.火箭在加速上升的过程中，宇航员的质量不变，高度变大，重力势能增大，速度变

大，动能变大，故D错误。

故选Bo

5.（2023•安徽宿州•安徽省泗县中学校考一模）如图所示，将一小钢球从。点竖直向上

抛出（不计空气阻力），经过6点到达最高点C时速度为零，图中瓦d,=∕‰,下列判断正确的

是（）

A.小钢球运动到最高点C时所受的合力为零

B.小钢球在αc段重力势能的增加量与动能的减小量相等

C.小钢球在ah段克服重力做功小于在be段克服重力做功

D.就a、b、C三点而言，小钢球在4点具有的机械能最大

【答案】B

【解析】A.不计空气阻力，小钢球运动到最高点只受到重力的作用，所受的合力不为

零，故A错误；

BD.从。点到C点的过程中，小钢球的质量不变，速度不断变小，动能不断变小，高

度不断增大，重力势能不断变大，动能转化为重力势能，不计空气阻力，其机械能守恒，所

以，小钢球在ac段重力势能的增加量与动能的减小量相等，小钢球在。、氏C三点时的机

械能相等，故B正确，D错误；

C.小钢球的重力不变，在油段和反段上升的高度相同，即∕w,=∕*根据W=GZJ可知，

小钢球在必段克服重力做功等于在历段克服重力做功，故C错误。

故选Bo

6.（2023・安徽滁州•校考一模）如图所示的滚摆，上下往复运动幅度越来越小，最终停

在最低点。则下列说法中错误的是（）

A.滚摆的动能与重力势能可以相互转化

B.滚摆下降时重力势能减小、动能增大

C.滚摆在最高点时，处于平衡状态

D.滚摆上下往复的过程中，其机械能不断减小

【答案】C

【解析】A.滚摆向上运动的过程中，质量不变，由于高度升高，则重力势能增加，同

时速度减小，则动能减小，即动能转化为了重力势能；下降过程中，质量不变，由于高度减

小，则重力势能减小，同时速度增加，则动能增加，即重力势能转化为了动能，所以，滚摆

的动能与重力势能可以相互转化。故A正确，不符合题意；

B.滚摆质量不变，下降时高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增大，故B正

确，不符合题意；

C.滚摆在上升到最高点时，只受到重力作用，不受平衡力，故没有处于平衡状态，故

C错误，符合题意；

D.在滚摆运动过程中，滚摆需要克服阻力做功，有一部分机械能会转化为内能，机械

能在减小，故D正确，不符合题意。

故选C。

7.（2023・安徽滁州•校考一模）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（）

l⅛lħ越跳

A.助跑起跳速度越大惯性越大

B.在最高点时重力势能最大

C.在最高点时没有受到力作用

D.起跳时机械能为零

【答案】B

【解析】A.惯性的唯一衡量标准是质量。惯性的大小与物体的运动状态无关，故助跑惯

性没有增大，故A不符合题意；

B.最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故B符合题意；

C.在最高点时仍受到重力的作用，故C不符合题意；

D.起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最

大值，故D不符合题意。

故选Bo

8.（2023•安徽滁州•统考一模）用图甲的滑轮组提升重200N的物体，己知拉力尸为80N,

不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.反映绳子自由端运动的图线是B

B.动滑轮重为50N

C.3s内对物体做的有用功为900J

D.该滑轮组的效率为83.3%

【答案】D

【解析】A.如图所示，一共有三段绳子分担动滑轮重，故绳子端移动的距离是物体移

动距离的3倍，故在相同的时间内，绳子端移动的距离大于物体移动的距离，反映绳子自由

端移动的图线是A,故A错误；

B.动滑轮重为

Gs⅛=3八G物=3X8ON-200N=40N

故B错误；

C.从图乙可知，3s内对物体移动的距离为1.5m,3s内对物体做的有用功为

%=G∕z=200Nxl.5m=300J

故C错误；

D.该滑轮组的效率为

n=-^×100%=-×100%=-×100%=-^^-×100%≈83.3%

W,lFsFnh3×80N

故D正确。

故选D。

9.（2023・安徽亳州•校联考一模）如图所示，一固定斜面倾角为30。，高为1m。现用

一个平行于斜面向上的50N的拉力/刚好使重为80N的物体沿斜面向上做匀速直线运动，

物体的大小忽略不计，则将物体从斜面底端拉到顶端的过程中，下列说法正确的是（）

A.物体受到的摩擦力为50N

B.拉力/做的功为80J

C.克服摩擦力做的功为20J

D.斜面的机械效率为62.5%

【答案】C

【解析】斜面倾角为30。，高为1m,所以斜面长为2m,物体从斜面底端运动到顶端的

过程中，克服重力做功

VVffjlj=G∕z=80NXɪm=8（）J

拉力F做的功

Wg=FS=50N×2m=1OOJ

则克服摩擦力做的功

Wf=W&-IVwffl=IOOJ-80J=20J

由W=Rr得，摩擦力

斜面的机械效率

/7=-⅛×1OO%=-^2L×1OO%=8O%

W&IOOJ

故C正确，ABD错误。

故选C。

10.（2023♦安徽马鞍山•校考一模）如图所示，用滑轮组提升重750N的物体，使它在

IOs内匀速上升1m。己知用的拉力厂为400N。则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），

下列说法正确的是（g=10N∕kg）（）

A.动滑轮的质量为5kgB.拉力在这IoS内做的有用功为800J

C.拉力做功的功率为75WD.滑轮组的机械效率是62.5%

【答案】A

【解析】A.绳子的有效段数为〃=2,不计绳重和摩擦，动滑轮的重力

G动=2F-G=2x4OON-750N=50N

动滑轮的质量

G动50NC

―丁丽Lkg

A正确；

B.用滑轮组提升重750N的物体，使它在IOS内匀速上升1m,拉力在这IOs内做的有

用功

W"=GΛ=750N×lm=750J

B错误;

C∙绳子移动的距离为

5=2Λ=2×lm=2m

拉力在这IOS内做的总功

W.a=Fs-400N×2m=800J

拉力F的功率

P="=幽=8。W

tIOs

故C错误;

D.滑轮组的机械效率为

%_750J

×100%=93.75%

D错误。

故选At,

11.（2023•安徽六安•校考模拟预测）如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上

重为300N的物体，拉力F的大小为30N.若物体和地面之间的摩擦力大小为45N,则A处

的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为

A.45N、50%B.45N、75%

C.60N、50%D.60N,