第11章 功和机械能（易错真题汇编）-2024年中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练（全国版）（解析版）

第第页第十一章功和机械能（易错真题汇编）一、选择题（共12小题）1．（2023•连云港）下列有关功的说法正确的是（）A．用力推车没有推动，人对车也做了功 B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功 D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功解：A、用力推车，但没有推动，没有距离，所以没做功，故A不符合题意。B、足球在水平地面上滚动时，重力方向竖直向下，运动方向是水平的，两个方向垂直，重力对足球没有做功，故B符合题意；C、运动员举着杠铃静止不动，没有距离，所以没做功，故C不符合题意；D、学生背着书包在水平路面匀速前进时，有力也有距离，但不是在力的方向上通过的距离，所以没做功，故D不符合题意。答案：B。2．（2022•杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（）A．W甲＞W乙＞W丙 B．W甲＜W乙＜W丙 C．W甲＝W乙＝W丙 D．W甲＝W乙＜W丙解：先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W＝Fs；即W甲＝W乙＝W丙；故C正确；ABD错误。答案：C。3．（2023•济南）2023年5月23日12时30分许，我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，巍巍珠峰再次见证历史！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中，体重（含装备）越大的队员一定（）A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小解：从山脚到峰顶的过程中，各科考队员上升的高度是相同的，根据公式W＝Fs＝Gh可知，体重越大（含装备）越大的队员，做功越多；因为从山脚到山顶各科考队员所用的时间未知，根据公式P=W答案：A。4．（2023•株洲）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（）A．80J B．100J C．180J D．280J解：由图可知，铅球的最大动能为280J，即机械能的总量为280J，当铅球距离地面高度为2.5m时，动能的大小为180J，此时的重力势能为280J﹣180J＝100J，因为铅球出手高度h为2m，低于2.5m，所以铅球出手时其重力势能小于100J，故A符合题意，BCD不符合题意。答案：A。5．（2023•长沙）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下列说法正确的是（）A．小孩对砖做功更多 B．小孩对砖做功更快 C．大人对砖做功更多 D．大人对砖做功更快解：两人分别将5块完全相同的砖从一楼运到二楼，砖的总重力相同，砖上升的高度相同，根据公式W＝Gh可知，大人和小孩对砖所做的功相同；运砖时上升的高度相同，小孩用的时间比大人多，大人和小孩对砖所做的功相同，根据公式P=Wt可知，大人对砖做功的功率一定比小孩对砖做功的功率大，大人对砖做功更快，故D正确。答案：D。6．（2023•福建）东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示，下列说法正确的是（）A．海豚跃出海面减速上升过程，动能不变 B．海豚跃起到最高点时，重力势能最大 C．海豚从高处落回海面过程，重力势能不变 D．海豚在海面下加速下潜过程，动能变小解：A、海豚跃出海面减速上升过程，速度减小，质量不变，动能变小，故A错误；B、海豚跃起到最高点时，高度最大，重力势能最大，故B正确；C、海豚从高处落回海面过程，质量不变，高度减小，重力势能变小，故C错误；D、海豚在海面下加速下潜过程，质量不变，速度增大，动能变大，故D错误。答案：B。7．（2023•盐城）小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（）A．动能转化为弹性势能 B．弹性势能转化为动能 C．重力势能转化为弹性势能 D．弹性势能转化为重力势能解：“魔罐”被推出后向前滚动的过程中，速度变小，动能转化为橡皮筋弹性势能，魔罐开始向回滚动，橡皮筋弹性势能转化为动能，“魔罐”滚动的过程中，“魔罐”的质量不变，高度不变，重力势能不变，故A正确。答案：A。8．（2023•宿迁）如图甲所示，重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上，在水平向右风力的作用下，滑块P向右做匀速直线运动。将方管Q按图乙竖直放置后，滑块P竖直向下运动。假设滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.9倍，方管足够长且忽略空气阻力。关于图乙中的滑块P，下列说法正确的是（）A．滑块P受到的摩擦力等于重力 B．滑块P先加速，然后匀速 C．滑块P先加速，后减速，最后静止 D．滑块P的动能一直增大解：对图甲进行受力分析，滑块P竖直方向上受到重力G和方管Q对它向上的支持力是一对平衡力，滑块P对方管Q的压力与方管Q对它向上的支持力是相互作用力，所以滑块P对方管Q的压力等于滑块P的重力，即F压＝G；其受到方管Q的摩擦力f甲＝0.9F压＝0.9G，又滑块P在水平向右风力的作用下向右做匀速直线运动，故风力等于摩擦力F风＝f甲＝0.9G，对图乙竖直方向上进行受力分析，其竖直方向受到竖直向下的重力，竖直向上的摩擦力。A．图乙中，滑块P受到方管Q的摩擦力f乙＝0.9F压＝0.9F风＝0.9×0.9G＝0.81G，则f乙＜G，故A错误；BC．由于竖直向上的摩擦力小于竖直向下的重力，故滑块P向下做加速运动，故BC错误；D．由于滑块P的速度一直增大，质量不变，所以动能一直增大，故D正确。答案：D。9．（2023•南通）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（）A．B．C．D．解：从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小。故A正确，BCD错误；答案：A。10．（2023•无锡）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（）A．皮球下落过程中动能转化为重力势能 B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能 C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的 D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小解：A、皮球在高处具有较大的重力势能，球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误；B、当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确；CD、球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，所以形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，形成圆斑A时皮球是从更高处下落的，故CD错误。答案：B。11．（2023•潍坊）巡航导弹是导弹的一种，具有突防能力强，难以拦截的优点。图示为某巡航导弹的飞行路线图，发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。下列关于该巡航导弹的说法正确的是（）

A．整个过程中，在F点动能最大 B．O点到E点的过程中，机械能不变 C．G点到H点的过程中，机械能不变 D．I点到J点的过程中，不消耗导弹携带的燃料解：A、F点后俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；说明F点的速度不是最大，则动能不是最大，故A错误；B、O点到E点的过程中，发动机点火加速升空，速度变大，动能变大，高度增大，重力势能增大，机械能变大，故B错误；C、G点到H点的过程中，在大气层外，没有空气阻力，机械能守恒，即机械能不变，故C正确；D、巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，发动机工作消耗燃料，故D错误。答案：C。12．（2023•乐山）如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆动过程中，小球依次经过A、B、C三点，A、C两点高度相同，B点为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．小球在B点动能最大 B．小球从B点运动到C点，重力势能转化为动能 C．A、C两点速度大小不同 D．小球机械能不守恒解：A、根据题意可知，B点为最低点，则小球在B点时速度最大，所以在B点时动能最大，故A正确。B、小球从B点运动到C点，质量不变，高度变大，速度变小，则重力势能增多，动能减少，将动能转化为重力势能，故B错误。CD、不计空气阻力，小球机械能守恒，则小球在A、C两点的机械能相等。A、C两点高度相等，重力势能相等。机械能等于动能和势能之和，所以A、C两点动能相等，根据动能大小的影响因素可知，A、C两点速度大小相同，故CD错误。答案：A。二、填空题（共6小题）13．（2023•宜宾）如图所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止，水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑，则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小相等（选填“相等”或“不相等”），下滑时水平力对物体不做（选填“做了”或“不做”）功。解：（1）当物体静止时，受到平衡力的作用；在竖直方向上，物体受到的重力G和静摩擦力f是一对平衡力，其大小相等、方向相反；当水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑时，物体仍然处于平衡状态，在竖直方向上，物体受到的重力G和滑动摩擦力f是一对平衡力，受到的摩擦力还是不变，因此静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小相等；（2）下滑时水平力对物体的作用力是水平方向的，而物体移动的方向是竖直方向的，二者方向垂直，故下滑时水平力对物体不做功。答案：相等；不做。14．（2023•天津）第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s，此过程中对物体做功500J，功率为250W。（g取10N/kg）解：对物体做的功为：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×1m＝500J，功率为：P=W答案：500；250。15．（2023•广州）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2s。（1）在MN、PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1＜v2，f1＞f2。（均选填“＞”、“＝”、“＜”）（2）A从M运动到N，F1做的功为0.3J、功率为0.1W，A所受重力做的功为0J。解：（1）由图1可知，在MN段，A匀速运动的路程s1＝0.3m，水平拉力F1＝1N，其速度：v1=s在PQ段，A匀速运动的路程s2＝0.4m，水平拉力F2＝0.6N，其速度：v2=s2t2=因A在MN、PQ段均做匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，所以，A所受摩擦力：f1＝F1＝1N，f2＝F2＝0.6N，则f1＞f2。（2）A从M运动到N，F1做的功：W1＝F1s1＝1N×0.3m＝0.3J，功率P1=WA所受重力在竖直方向上，A在竖直方向上没有移动距离，重力没有做功，即A所受重力做的功为0J。答案：（1）＜；＞；（2）0.3；0.1；0。16．（2023•绥化）如图，斜面长L＝5m，高h＝2m。小华用平行于斜面向上的拉力F，用10s将重为150N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为20N。则拉力所做的功为400J，拉力的功率为40W。解：物体从斜面底端拉动顶端时，所做的有用功：W有用＝Gh＝150N×2m＝300J；额外功的大小为：W额外＝fs＝20N×5m＝100J；则总功即拉力所做的功为：W总＝W有用+W额外＝300J+100J＝400J；拉力的功率为：P=W答案：400；40。17．（2023•南充）体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在a点的机械能等于d点机械能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；球在a、b、c、d四点中b点的重力势能最大。解：不计空气阻力，排球从a到d的过程中，只有的动能和势能转化，故排球的机械能守恒，在a、d点的机械能都相等；球在a、b、c、d四点中，b点的高度最高，质量不变，所以b点的重力势能最大。答案：等于；b。18．（2022•随州）多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型（如图甲），轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下（如图乙），多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析：（1）在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化：重心先升高后降低。（2）骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况：动能转化为重力势能再转化为动能，最后转化为内能。解：（1）由图乙可知，骨牌的重心在骨牌的几何中心上，在骨牌依次击倒的过程中，当对角线位于竖直位置时，重心最高，所以骨牌的重心先升高后降低；（2）骨牌倒下时质量不变，重心先升高后降低，所以其重力势能先增大后减小；重力势能减小后会使得骨牌倒下速度增大，其重力势能转化为动能；骨牌与其它骨牌碰撞后，动能又会转化为内能，此时该骨牌的动能为0。答案：重心先升高后降低；动能转化为重力势能再转化为动能，最后转化为内能。三、实验探究题（共2小题）19．（2023•淄博）利用如图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。（1）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与质量的关系；让同一个小车从斜面的不同高度滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量，我们通过物体B运动的距离来判断小车动能的大小。（2）小车从斜面上滑下，它的重力势能转化为动能，碰上物体B后，小车的部分动能转移给了物体B，这个能量的转化转移过程机械能总量变小。（3）小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力，其中①④是一对平衡力，②③方向相同（两空均填序号）。拿走物体B，如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将匀速直线运动。（4）下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题：物体的动能与速度有什么关系。物体动能/J物体动能/J步行的人约30百米跑中的运动员约3×103行走的牛约160刚射出的步枪子弹约5×103中速行驶的小汽车约2×105高速行驶的小汽车约6×105解：（1）探究动能大小与速度的关系时，应控制小车的质量不变，改变小车达到水平面时的速度，因此实验中应让同一小车从斜面的不同高度下滑。通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有动能的大小；（2）小车从斜面上滑下的过程中重力势能转化为动能，因克服摩擦力做功，且碰撞会有能量损失，机械能变小；（3）根据平衡力的特点，可知①重力、④水平面对小车的支持力是一对平衡力；②摩擦力的方向向左，③物体B对小车的压力的压力也向左，方向相同；如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将做匀速直线运动；（4）由表格数据可知，不同物体运动的速度不同，它的动能也不同，因此可以提出：物体的动能与速度有什么关系？答案：（1）不同；物体B运动的距离；（2）重力势能；动能；变小；（3）①④；②③；匀速直线运动；（4）物体的动能与速度有什么关系。20．（2023•威海）小明探究重力势能大小与物体质量和高度的关系，实验装置如图甲所示。（1）将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁球速度减为0时弹簧的长度。整个过程涉及的能量转化情况为重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能，铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明铁球的重力势能越小（选填“大”或“小”）。（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），则你能得出的结论是质量相同，高度越低，重力势能越小。（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的设计思路：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度。（4）结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在D位置较为合理（选填“C”或“D”），你认为适合建造大型水力发电站的地方应该具备哪些条件：水资源丰富（或水量大）和地势高度差大。解：（1）整个过程涉及的能量转化情况为：重力势能先转化为动能，动能再转化为弹性势能；铁球重力势能的大小可以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，弹簧的形变越小，弹性势能越小，则说明铁球的重力势能越小；（2）将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），结合（1）的分析上可得出的结论是：质量相同，高度越低，重力势能越小；（3）若要探究重力势能大小与物体质量的关系，设计思路为：质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度；（4）D位置与上游的高度差较大，所以应该安装在D位置；水资源丰富（或水量大）和地势高度差大，重力势能就大，转化为的动能就越大；答案：（1）重力势