还剩37页未读，
继续阅读
初中物理中考复习 第十四单元 功和机械能【真题训练】（解析版）
展开
这是一份初中物理中考复习 第十四单元 功和机械能【真题训练】（解析版），共40页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
第十四单元 功和机械能【真题训练】（解析版）
一、选择题
1．（2021·黑龙江大庆市）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程（s）—时间（t）关系如图所示，下列正确的是（ ）。
A．物体20s时的速度大于8s时的速度；
B．0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力；
C．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功；
D．0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
【答案】C。
【解析】A．由图，12~24s斜率小于0~12s，斜率越大速度越大，故物体20s时的速度小于8s时的速度，故A错误；
B．两段都是匀速直线运动，拉力等于摩擦力，因为压力和粗糙程度没变，所以摩擦力没变，拉力相同，故B错误；
C．0~12s运动距离6m，12~24s运动距离2m，因为拉力相同，根据W=Fs，0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，故C正确；
D．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，时间相同，根据，0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率，故D错误。故选C。
2．（2021·甘肃中考真题）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）。
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功；
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
【答案】C。
【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。故选C。
3．（2021·湖北十堰市）某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，且v甲＜v乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是（ ）。
A．F甲＜F乙，W甲＜W乙 B．F甲＞F乙，W甲＞W乙
C．F甲＝F乙，W甲＜W乙 D．F甲＝F乙，W甲＝W乙
【答案】C。
【解析】在水平方向上，甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用，两辆汽车都做匀速直线运动，处于平衡状态，所以F甲＝f甲，F乙=f乙；甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，两辆汽车对水平路面的压力相等，都等于汽车自身的重力；接触面的粗糙程度相同，所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等，即f甲＝f乙，所以牵引力F甲＝F乙。因为，v甲＜v乙，所以在相同的时间内路程关系是：s甲＜s乙，F甲＝F乙。根据W=Fs可知，W甲＜W乙，故ABD错误，C正确。故选C。
4．（2021·河南中考真题）为迎接 2022 年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（ ）。
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功；
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变；
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用；
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
【答案】A。
【解析】A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。故选A。
5．（2021·广东深圳市）深圳麒麟舞被列为非物质文化遗产，两个师傅拿着舞狮在表演，下列说法正确的是（ ）。
A．静止时，人受的力是平衡力；
B．物体的运动需要力来维持；
C．人受到的重力和人受到的支持力是一对相互作用力；
D．当狮子向上跃起时，人对舞狮头做功
【答案】AD。
【解析】A．受平衡力的物体保持静止或匀速直线运动，故A正确；
B．所有的物体都具有惯性，物体的运动不需要力来维持，故B错误；
C．在力的相互作用中，物体是施力物体的同时也是受力物体，人受到的重力和人受到的支持力作用在同一物体上，所以不是一对相互作用力，故C错误；
D．人给狮子向上的力的作用使狮子向上跃起时，人对舞狮头做功，故D正确。故选AD。
6．（2021·内蒙古通辽市）为庆祝我国海军建军70周年，我国举行了盛大的海上阅兵仪式，集中展示了一大批新型潜艇、水面舰艇、作战机，彰显了我国海军强大的军事实力，下列说法正确的是（ ）。
A．水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶，是为了避免相“吸”而发生碰撞；
B．作战机在加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能不变；
C．潜水艇在下潜过程中受到海水压强不变；
D．当辽宁号航母舰上的舰载机起飞后，飞行员以他的座椅为参照物是运动的
【答案】A。
【解析】A．水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶，并排行驶时舰艇间空气的流速加快，压强较小，在大气压的作用下，舰艇会发生碰撞，故A正确；
B．作战机在加速升空过程中，质量不变，速度变大，高度变高，动能变大，重力势能变大，机械能变大，故B错误；
C．由得，潜水艇在下潜过程中深度变深，受到海水压强大，故C错误；
D．当辽宁号航母舰上的舰载机起飞后，飞行员以他的座椅为参照物，飞行员与座椅的相对位置没有发生改变，故飞行员以他的座椅为参照物是静止的，故D错误。故选A。
7．（2021·湖北十堰市）如图所示，“和谐号”高铁满载旅客从十堰东站缓缓驶出前往武汉，下列说法正确的是（ ）。
A．列车由静止变为运动，列车的惯性增大了；
B．列车加速前进时，列车的动能一直增加；
C．列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力；
D．“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了增大对地面压力提高行驶稳定性
【答案】B。
【解析】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性的大小只取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，故A错误；
B．列车加速前进，列车的质量不变，速度变大，动能变大，故B正确；
C．牵引力沿水平方向，铁轨对它的支持力沿竖直方向，这两个力不在同一条直线上，不是一对平衡力，故C错误；
D．“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了减小运行时空气对它的阻力以提高车速，故D错误。故选B。
8．（2021·北京中考真题）在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（ ）。
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
【答案】D。
【解析】A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。故选D。
9．（2021·广西南宁市）篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（ ）。
A．篮球离手后，手还对篮球做功；
B．篮球离手后，上升过程机械能变大；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因；
D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
【答案】D。
【解析】A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；
B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；
D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。故选D。
10．（2021·湖南怀化市）田径运动会上，运动员投出的铅球在下落过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加
C．动能转化为重力势能 D．机械能增加
【答案】A。
【解析】A．运动员投出的铅球在下落过程中，高度降低，速度变大，故动能变大，故A正确；
B．高度降低，故重力势能减小，故B 错误；
C．重力势能减小，动能增大，故是重力势能转化为动能，故C错误；
D．由于有阻力做功，故机械能减小，故D错误。故选A。
11．（2021·江苏苏州市）如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放，在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F。（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（ ）。
A．钩码落地前，的机械能增大；
B．钩码落地前，的机械能增大；
C．钩码落地后，的机械能不变；
D．钩码落地后，的机械能减小
【答案】B。
【解析】物块P、物块Q和钩码在同一根绳上，运动情况相同，把钩码和物块P看成一个整体，这个整体和物块Q所受的合力大小相等，则
所以绳上的拉力为，物块P和Q合力方向和运动方向一致，所以机械能增大。故选B。
12．（2021·浙江衢州市）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（ ）。
A．B．C．D．
【答案】B。
【解析】A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；
B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；
C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；
D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。
13．（2021·江苏中考真题）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球（ ）。
A．在B点时受力平衡；
B．在A、D两点动能可能相等；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变；
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【答案】B。
【解析】A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；
B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；
D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。故选B。
14．（2021·四川凉山彝族自治州）如图所示，将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置分两次抛出，初速度相等，小球第一次落地速度为v1，小球第二次落地速度为v2，不计空气阻力，比较v1和v2的大小，正确的是（ ）。
A．v1=v2 B．v1＜v2 C．v1＞v2 D．无法比较
【答案】A。
【解析】两次小球的初速度相同，离地面高度相同，由机械能守恒可知，落地速度大小相同。
故选A。
15．（2021·湖北武汉市）如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）。
A．运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变；
B．足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大；
C．足球从被顶出至刚落地的过程中，足球机械能减小，内能增大；
D．足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力
【答案】C。
【解析】A．运动员在跑步阶段不一定匀速，所以运动状态可能改变，故A错误；
B．足球与运动员相互作用的过程中，弹性势能先增大后减小，故B错误；
C．足球从被顶出至刚落地的过程中，有空气阻力，部分机械能转化为内能，所以机械能减小，内能增大，故C正确；
D．足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力不在同一物体上，不是一对平衡力，故D错误。故选C。
16．（2021·山东潍坊市）体育课上小明同学进行传接篮球训练，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，则篮球在（ ）。
A．a、c两点的动能相等 B．a点的机械能比d点机械能大
C．a点动能比d点动能大 D．b点的动能最大
【答案】A。
【解析】AB．不计空气阻力，机械能守恒，a、c两点高度相同，重力势能相同，动能相同，故A符合题意，B不符合题意；
C．a比d高，a重力势能大，机械能守恒，所以d动能大，故C不符合题意；
D．b点最高，重力势能最大，动能最小，故D不符合题意。故选A。
17．（2021·四川泸州市）2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（ ）。
A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功；
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大；
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态；
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
【答案】C。
【解析】A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。故选C。
18．（2021·浙江嘉兴市）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）。
A．E1E2>E3 C．E1
【解析】因为t1~t3三个时刻速度v1＜v2=v3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，所以动能E1
A．在0~1s内不受力 B．在1~3s内的重力势能增加
C．在3~6s内下落了12m D．在6~7s内做减速运动
【答案】CD。
【解析】A．此时无人机悬停，受平衡力，故A不符合题意；
B．在1~3s内加速下落，高度降低，重力势能减小，故B不符合题意；
C．在3~6s内下落距离为
故C符合题意；
D．如图，在6~7s内做减速运动，故D符合题意。故选CD。
20．（2021·浙江湖州市）一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（ ）。
A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同
C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变
【答案】C。
【解析】A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；
B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；
C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；
D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。故选C。
二、填空题
21．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示为课本中的插图，图中工人用叉车将货物从一个地方搬运到另一个地方或把货物从地面提升到某一高度。请你结合叉车的部位和工作情景找出两个与物理知识相关的问题，并做出简要的回答，不得与示例重复。
示例：
问题：为什么叉车能把货物提起？
回答：力可以改变物体的运动状态。
（1）问题：______；回答：______。
（2）问题：______；回答：______。
【答案】叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离；货物的重力势能增加了吗？增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。
【解析】（1）[1][2]对物体做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动距离。工人用叉车把货物从地面提升到某一高度，物体受到力的作用，物体也移动了距离，所以提出的问题是：叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？回答：做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离。
（2）[3][4]重力势能的大小与质量和高度有关。把货物从地面提升到某一高度，所以提出的问题:货物的重力势能增加了吗？回答：增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。
22．（2021·海南中考真题）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m髙处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。
【答案】动；10。
【解析】[1]物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。
[2]重力对鸡蛋所做的功为W=Gh=0.5N×20m=10J。
23．（2021·黑龙江中考真题）如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。
【答案】0.6；0。
【解析】[1]重力做功为
[2]物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。
24．（2021·浙江丽水市）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。
（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；
（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。
【答案】30；1500。
【解析】[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间
[2]若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功
25．（2021·江苏连云港市）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。
【答案】200；0。
【解析】[1]推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。
26．（2021·贵州中考真题）汽车工程师探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌的关系。根据收集到的数据，绘制了如图所示的图像；
（1）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，应控制的变量有___________；
（2）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度的关系时，轮胎克服最小阻力做功的功率大小为___________W；
（3）实践证明，当汽车轮胎气压增大到一定值后，汽车的安全性会随之降低。请综合考虑汽车安全性，结合以上试验数据，提出能有效减小汽车能耗的建议：___________。
【答案】行驶速度和轮胎品牌；1050；见解析。
【解析】（1）[1]由题意可知，探究影响轮胎阻力的因素时，有三个变量：行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌。在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，则需要控制行驶速度和轮胎品牌两个变量不变。
（2）[2]由图可知，当速度为90km/h，即25m/s时，阻力最小为42N，因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，根据可知，功率为
（3）[3]由图可知，速度在90km/h时，阻力最小，能耗低；轮胎的气压越大时，阻力越小，能耗也会降低。为了有效减小汽车能耗要选择合适的轮胎在较为合适的气压下以90km/h左右的速度行驶。
27．（2021·吉林中考真题）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为______，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为______。
【答案】20；6×104。
【解析】[1]汽车的运动速度
[2]牵引力做功的功率
28．（2021·黑龙江齐齐哈尔市）在水平地面上工人师傅沿水平方向推重的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在内木箱受到的推力恒为，则在这段时间（）内，木箱受到的推力的功率是___________，内木箱受到的摩擦力是___________（忽略空气阻力）。
【答案】100；100。
【解析】[1]由图示知，4s~8s内，木箱的速度保持不变，为1m/s，则在这段时间内，木箱受到的推力的功率P=Fv=100N×1m/s=100W
[2]4s~8s内，木箱所做的是匀速，所受的摩擦力等于拉力，即f=F=100N
而8s~10s内，木箱做减速运动，但木箱对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的摩擦力与4s~8s内的相同，为100N。
29．（2021·黑龙江绥化市）甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，乙的推力是50N，运动情况如图所示。以乙为参照物，则甲向______运动；乙推车功率是______W。
【答案】东；200。
【解析】[1]如图所示，甲推车的运动速度为
乙推车的速度v乙=4m/s，因为甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，且v甲＜v乙，以乙为参照物，则甲向东运动。
[2]由题意知，乙的推力是50N，则乙推车功率是P=Fv=50N×4m/s=200W。
30．（2021·湖北宜昌市）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。
【答案】360；24。
【解析】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功
[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功
做的总功
整个过程所用时间
所做总功的功率。
31．（2021·山东潍坊市）阅读短文，回答问题：
“长五”助力，“天和"巡天
2021年4月29日，搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运裁火箭，在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火薪是新一代运载火箭，它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料，液氢温度为-253℃，液氧为183℃。在塔架上未起飞前，这些燃料在与外界空气接触时，火箭侧壁会冒出“白雾”，在“点火”口令下达后，重达800多吨的火箭拔地而起，火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰，约490s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后，末级火箭与核心舱分离，末级火箭再入大气层，与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。
进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT-100型霍尔电推系统，该设备将太阳能先转化为电能，再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼，它的光电转换效率高达50%以上，而传统的晶硅电池只有20%左右，此外，砷化钾电池还具有很好的耐温性，在250℃高温下也能正常工作。天和号核心舱目前翼展长是13m，未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m。到那时，“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。
（1）火箭在塔架上未起飞前，侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气______产生的；
（2）末级火箭绝大部分烧蚀销毁过程，火箭的机械能一部分转化为______；
（3）“点火”发射时，使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为______N；
（4）建成后的“天宫”号空间站，太阳能电池接收太阳能的最大功率为______kW。
【答案】液化；内能；；。
【解析】[1]侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气液化形成的小水珠。
[2]末级火箭坠入大气层后烧毁，是由于在进入大气层过程中，与空气发生摩擦，此时末级火箭要克服摩擦做功，机械能转化为内能。
[3]由平衡条件得，需要的最小推力大小为
[4]太阳能电池接收太阳能的最大功率为
32．（2021·云南昆明市）采用功与时间比值的方法，得到“单位时间”内做的功，这样就方便比较做功的快慢了，这个比值叫做______。这种方法，实质上还是用______（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较做功快慢的。
【答案】功率；时间相同比较功。
【解析】[1]“单位时间”内做的功，叫做功率，表示做功的快慢。
[2]功率取了相同的单位时间，即1s，所以是时间相同比较功。
11．（2021·江苏扬州市）小明对所学的一些物理量进行归纳，请你帮他补全空格处的内容，第（1）、（3）两空只需填个物理量名称______、______、______。
【答案】质量；物质；功率。
【解析】（1）[1]质量是物体的一种属性，不随物体位置、形状、状态及温度而变化。
（2）[2]密度和比热容是物质的一种特性。
（3）[3]功率表示物体做功快慢的物理量。
33．（2021·四川泸州市）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。
【答案】0.52；200；5.4×106。
【解析】[1]从泸州到内江列车需要的时间
[2]内江到成都所需时间
从泸州经内江到成都的总路程s=s1+s2=130km+150km=280km
则全程平均速度
[3]该动车组的输出功率P=Fv1=9×104N×216×m/s=5.4×106W。
34．（2021·江苏中考真题）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中______能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度______（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的______力。
【答案】重力势；变小；阻力（摩擦力）。
【解析】[1]小球滚下过程中，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，将重力势能转化为动能。
[2][3]水平面是粗糙的，小球从A点到B点的运动过程中，由于受到水平面的阻力作用，小球的速度会减小。
35．（2021·贵州中考真题）如图所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻力，______能会先减小后增大；机械能总和______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】重力势能；不变。
【解析】[1]从A点摆到C点的过程中，高度先减小后增大，重力势能与高度有关，因此重力势能先减小后增大。
[2]不计空气阻力，只有动能与重力势能间相互转化，机械能守恒，机械能总和保持不变。
36．（2021·四川攀枝花市）如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力______（选填“不”或“要”）做功，过山车重力势能______（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
【答案】不；减小。
【解析】[1]过山车从高处加速滑下的过程中，受到的支持力的方向和运动方向垂直，没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功。
[2]过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小。
37．（2021·湖南郴州市）物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的A、B两球连在一起，A球重4N、B球重5N。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），轻绳的拉力是_______N。
【答案】减小；0.5。
【解析】[1]两球匀速竖直下落的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；但物体所处高度变小，重力势能减小，所以机械能减小。
[2]两小球体积相同、运动的速度也相同，所以两小球受到的阻力相同。对A球进行受力分析，A球受竖直向下的重力GA，竖直向下的轻绳对小球A的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，B球受竖直向下的重力GB，竖直向上的轻绳对小球B的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，对A球而言
对B球而言
所以
即；解得。
38．（2021·江苏泰州市）2021年5月29日，搭载着天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场成功升空，在火箭发射升空过程中，火箭的动能将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若以地面为参照物，该火箭是________的。
【答案】变大；运动。
【解析】[1]火箭发射升空的过程中，加速向上运动，速度变大，所以动能增大。
[2]若以地面为参照物，该火箭位置改变，是运动的。
39．（2021·湖北宜昌市）如图是宜昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能______，机械能______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】减小；减小。
【解析】[1]小东和小红从顶端滑到底端的过程中高度减小，重力势能减小。
[2]下滑过程中，速度越来越快，一部分重力势能转化为动能；由于滑板与滑道之间有摩擦，克服摩擦还要做功，一部分机械能转化为内能，故机械能减小。
40．（2021·辽宁中考真题）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：
（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？
（2） E1和E2的大小关系，并说明判断依据。
【答案】（1）变大；（2），依据见解析。
【解析】（1）从A上升到B的过程中，小华的质量不变，高度升高，则重力势能增大。
（2）不计空气阻力，则机械能没有损耗，即机械能守恒，总量不变。因为两次经过A点的重力势能相等，机械能总量不变，故两次动能相等，即E1=E2。
41．（2021·黑龙江中考真题）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
【答案】势能转化为动能；动能和重力势能减小、蹦床的弹性势能增大。
【解析】（1）人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的质量不变，高度降低，速度变大，人的势能减小，动能增大，势能转化为动能。
（2）人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的质量不变，高度降低，速度变小，人的势能减小，动能减小。蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大。
42．（2021·河北中考真题）图所示是一幅撑杆跳高的图片，关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。
（1）问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？
回答：___________。
（2）请从机械能角度提出一个问题并回答。
问题：___________？回答：___________。
【答案】力可以使物体发生形变；见解析；见解析。
【详解】（1）[1]由图可知，竿变弯，说明力可以使物体发生形变。
（2）[2][3]问题：运动员从最低点到最高点动能和重力势能如何转化？回答：动能转化为重力势能。
43．（2021·湖北荆州市）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角之间满足公式，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。（小数点后保留2位数字）
【答案】；40；3.33。
【解析】（1）[1]不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为
故最高点的动能为
（2）[2] 足球的射程是
（3）[3] 若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为m/s ，则此时的动能为
在水平地面时，机械能为
故此时的重力势能为
此时足球距地面的高度是
足球距地面的高度是。
三、实验题
44．（2021·湖北中考真题）几个同学在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动的时间是有规律的。于是对“哪些因素影响秋千往返摆动的时间”提出下列猜想∶（1）可能与秋千的摆长l有关； （2）可能与人和秋千坐垫的总质量有关；（3）可能与秋千摆幅（摆动时人离开中心点B的最大距离）有关。于是进行了如图实验，将细绳一端固定在O点，另一端拴一小球制成一个摆，让小球自由往返摆动，记录数据如下表。
实验序号
摆长1/m
摆球质量/g
摆幅/m
摆球往返摆动一次的时间/s
1
0.7
20
0.05
1.7
2
1.0
20
0.08
2.0
3
1.0
30
0.05
2.0
4
1.0
30
0.08
2.0
5
1.3
20
0.05
2.3
请回答下列问题∶
（1）实验序号3、4探究的是摆往返摆动一次的时间跟___________（选填 “摆长”“摆球质量”或“摆幅”的关系；
（2）从本次实验可以得到的结论是∶摆往返摆动一次的时间由___________决定；
（3）本实验用到的科学研究方法是___________；
（4）摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调___________（选填“长”或“短”）。
【答案】摆幅；摆长；控制变量法；短。
【解析】（1）[1]实验序号3、4摆长相同，摆球的质量相同，摆幅不同，探究的是摆往返摆动一次的时间跟摆幅的关系。
（2）[2]由2、3次试验可知，摆球往返摆动一次的时间与摆球的质量无关，由3、4次试验可知，摆球往返摆动一次的时间与摆球的摆幅无关，由1、5两次实验可知，摆球往返摆动一次的时间与摆球的摆长有关，从本次实验可以得到的结论是∶摆往返摆动一次的时间由摆长决定。
（3）[3]本实验用到的科学研究方法是: 控制变量法，控制其它量相同，只改变其中的一个量。
（4）[4]摆钟是利用本实验的原理制成的，根据摆往返摆动一次的时间由摆长决定，摆长越长，往返摆动一次的时间越长；某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调短。
45．（2021·内蒙古中考真题）学完动能知识后，小亦同学用如图所示装置模拟汽车超速带来的安全隐患，甲、乙两图中的小车、斜面、木板、木块均完全相同。
（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小，这种研究方法叫______法。
（2）由图中实验现象得到的结论是______。
【答案】转换；在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，安全隐患越大。
【解析】[1]研究物体的动能大小与哪些因素有关，动能大小不易直接体现，所以通过小车对木块做功的多少来体现小车的动能大小，即通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小，这种研究方法叫转换法。
[2]两小车质量相同，乙图中小车由静止下滑的高度较大，运动到水平面时的速度也较大，乙图中小车推动木块通过的距离较远，所以乙图中小车的动能也较大，故由图中实验现象得到的结论是：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，安全隐患越大。
46．（2021·天津中考真题）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？
（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；
由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。
（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越______；
（分析论证）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______；
（实践应用）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
【答案】速度；质量；大；质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大；超载。
【解析】[1]“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。
[2]“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。
[3]物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。
[4]分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
[5]甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
四、计算题
47．（2021·内蒙古通辽市）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时。
请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为之间。经测量发现，该负压仓的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
【答案】（1）1.08×108J；（2）3×103N；（3）符合标准。
【解析】（1）救护车匀速行驶牵引力做的功
（2）汽车匀速行驶，救护车所受的阻力
（3）负压仓内外气压差为
故负压仓内外气压差符合标准。
答：（1）救护车匀速行驶牵引力做的功为1.08×108J；（2）救护车所受的阻力为3×103N； （3）负压仓内外气压差符合标准。
48．（2021·云南昆明市）“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”，质量为，在牵引力的驱使下，匀速运动了100m，假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，已知，火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取。
求：
（1）祝融号所受的阻力；
（2）在这段时间内牵引力做的功；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。
【答案】（1）54.72N；（2）；（3）5000:19。
【解析】（1）“祝融号”，质量为240kg，受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，祝融号所受的阻力为
（2）30min匀速运动了100m，根据二力平衡，牵引力与阻力相等，为54.72N，因此在这段时间内牵引力做的功为
（3）火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为
答：（1）祝融号所受的阻力为；（2）在这段时间内牵引力做的功为；（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为5000:19。
49．（2021·山西中考真题）2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：
（1）火星车静止时，对水平地面的压强。
（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。
【答案】（1）1.2´104Pa；（2）1.2´103J。
【解析】（1）火星车对地面的压力
火星车对地面的压强
（2）由图乙可知，火星车在10~40s内做匀速直线运动，v=20cm/s=0.2m/s，牵引力F=f=200N
匀速行驶30s的路程s=vt=0.2m/s´30s=6m
牵引力做的功W=Fs=200N´6m=1.2´103J
答：（1）火星车对地面的压强为1.2´104Pa；（2）牵引力做的功为1.2´103J。
50．（2021·湖南怀化市）某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（，）求：
（1）工件浸没在水中时所受的浮力；
（2）工件受到的重力；
（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。
【答案】（1）300N；（2）900N；（3）3720J。
【解析】（1）工件的体积为30dm3，工件浸没在水中时所受的浮力为
（2）工件受到的重力
（3）每个滑轮的重力为20N，绳子拉力与重力、浮力和滑轮重关系
绳子拉力为
工件在水中上升6m的过程中，绳子移动距离为
工人做功
答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力是300N；（2）工件受到的重力是900N；（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做功3720J。
51．（2021·湖南长沙市）总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业。如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效。求：
（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程；
（2）作业平台用104N的支持力将货物竖直缓慢举高10m，支持力对货物所做的功；
（3）质量为3150kg的作业平台上装有850kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04m2，此时作业平台对水平地面的压强。（取g=10N/kg）
【答案】（1）40m；（2）；（3）。
【解析】（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程
（2）支持力对货物所做的功
（3）此时作业平台对水平地面的压力
此时作业平台对水平地面的压强
答：（1）它行驶的路程为40m；（2）支持力对货物所做的功为；（3）此时作业平台对水平地面的压强为。
52．（2021·湖南岳阳市）“绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，此过程中汽车牵引力做功，求满载时：
（1）汽车的总重力；
（2）汽车匀速行驶时的速度；
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力。
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）汽车的总重力
（2）汽车匀速行驶时的速度
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力
答：（1）汽车的总重力是；（2）汽车匀速行驶时的速度是；（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力是。
53．（2021·四川成都市）“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组（图）从成都东站驶出，用时54min抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km。求：
（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h？
（2）该动车组在平直铁路上以的牵引力匀速前进1.5km，牵引力做功为多少？
【答案】（1）150km/h；（2）7.5J。
【解析】（1）动车组从成都东站到乐山站的平均速度
（2）牵引力做功W=Fs1=5×104N×1.5×103m=7.5×107J
答：（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是150km/h；（2）牵引车做功为7.5×107J。
54．（2021·四川内江市）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
【答案】（1）165m；（2）。
【解析】（1）在发现到开始刹车的时间内，汽车做匀速运动，汽车前进的路程
在刹车的时间内，汽车前进的距离为
从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程
（2）汽车匀速行驶所受阻力
汽车牵引力等于阻力，即
牵引力做的功=9×103N×15m=1.35×105J
答：（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是165m；（2）汽车在反应时间内牵引力做的功是1.35×105J。
55．（2021·重庆中考真题）2020年12月8日，中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。
（1）求火车的平均速度；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。
【答案】（1）77km/h；（2）8×105J。
【解析】（1）火车的平均速度v===77km/h
（2）克服小海重力做的功 W=Gh=500N×1600m=8×105J
答：（1）求火车的平均速度是77km/h；（2）该过程中克服小海重力做的功是8×105J。
56．（2021·内蒙古中考真题）某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：
(1)前10s轿车运动的平均速度；
(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；
(3)动力F做的总功。
【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J。
【解析】(1)前10s轿车运动的平均速度
(2)根据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程
(3)动力F做的总功
答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1×106J。
57．（2021·广西贺州市）随着科技的发展，低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天，小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的，电瓶车的牵引力恒为100N，从家到学校的路程是1.5km，用时5min。求：
（1）电瓶车行驶的速度是多少m/s；
（2）电瓶车受到地面的摩擦力；
（3）电瓶车牵引力的功率。
【答案】（1）5m/s；（2）100N；（3）500W。
【解析】（1）电瓶车的速度
（2）因为电瓶车匀速行驶，由二力平衡可知，电瓶车受到地面的摩擦力
（3）因为电瓶车匀速行驶，电瓶车牵引力的功率
答：（1）电瓶车行驶的速度是；（2）电瓶车受到地面的摩擦力；（3）电瓶车牵引力的功率。
58．（2021·湖北荆州市）经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：
（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?
（2）小汽车的速度v是多少km/h?
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。
【解析】（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强
（2）小汽车的速度v是
（3）小汽车通过AB段时，牵引力
小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1
（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力
通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和
小汽车牵引力的功率P1与P2之比
答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；（2）小汽车的速度v是60km/h；（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。
59．（2021·江苏泰州市）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。
【答案】（1）750N；（2）；（3）75W。
【解析】（1）小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
（2）他骑行时自行车对地面的压强
（3）阻力为f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速，所以动力等于15N，速度为
他骑行时的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W
答：（1）小明和自行车的总重力750N；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。
60．（2021·山东潍坊市）楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率，电动机将电能转换为机械能的效率，某次吊运过程中将物料匀速提升，所用时间，求：
（1）电动机拉绳的速度大小；
（2）电动机对绳的拉力大小。
【答案】（1）0.8m/s；（2）1375N。
【解析】（1）由图可知n=2，电动机做机械功功率为
物体速度为
绳自由端速度为
（2）电动机对绳的拉力
答：（1）电动机拉绳的速度0.8m/s；（2）电动机对绳的拉力1375N。
61．（2021·浙江宁波市）如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该长艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。
（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小______；
（2）充满氢气后气囊受到的浮力是多少?（空气密度取1.29kg/m3）（______）
（3）这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少? （______）
【答案】空气阻力；27090N；3.5h，2.772×107J，990N。
【解析】（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，可以减小迎风面积，从而减小前进过程中受到的空气阻力。
（2）充满氢气后气囊受到空气的浮力是
F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV=1.29kg/m3×10N/kg×2100m3=27090N
（3）这次飞行，飞行所需时间为t=3.5h=1.26×104s
蒸汽机做的功为W=Pt=2.2×103W×1.26×104s=2.772×107J
飞行时受到的平均阻力为f=F=990N
答：（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力；（2）充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；（3）这次飞行，飞行所需时间为3.5h，蒸汽机做的功为2.772×107J，飞行时受到的平均阻力为990N。
62．（2021·浙江金华市）金义东（金华一义乌一东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤图”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题：
（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停，则从金华到东阳共需要多少小时？
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少?
（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦?
【答案】（1）2.0×106N；（2）2.5×106Pa；（3）2.7×106W。
【解析】（1）从金华到东阳共需要的时间
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压力F=G=mg=200×103kg×10N/kg=2.0×106N
停靠时，空载列车对铁轨的压强为
（3）列车匀速运动时，列车受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力
F=f=0.04G=0.04mg=0.04×200×103kg×10N/kg=8×104N
列车的速度v=120km/h=
此时该列车的功率为P==Fv=8×104N×≈2.7×106W
答：（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停，则从金华到东阳共需要2.0×106N；（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为2.5×106Pa；（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为2.7×106W。
63．（2021·云南中考真题）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式，如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（）
（1）求骑行时车对水平地面的压强；
（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？
（3）求骑行过程中动力做的功及功率。
【答案】（1）；（2）35m；（3）2100J，105W。
【解析】（1）骑行时人和车总重力为G=mg+G1=55kg×10N/kg+150N=700N
骑行时车对水平地面的压强
（2）该压强相当于水柱压强，水柱高度
（3）骑行时受到的阻力为f=0.03G=0.03×700N=21N
因为匀速运动，所以动力等于阻力等于21N，骑行过程中动力做的功
W=Fs=21N×100m=2100J
功率
答：（1）骑行时车对水平地面的压强；（2）该压强相当于35m水柱产生的压强；（3）骑行过程中动力做的功2100J，功率105W。
64．（2021·安徽中考真题）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：
（1）小明完成1次引体向上所做的功；
（2）10s内小明做引体向上的功率。
【答案】（1）300J；（2）120W。
【解析】（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为
W=Gh=500N×0.6m=300J
（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为P=120W。
答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。
五、综合题
65．（2021·贵州安顺市）如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。（不计空气阻力）
【答案】见解析。
【解析】不计空气阻力，说明机械能守恒，W1>W2，物块通过重力做功（W1），将物体的重力势能最终转化为克服摩擦力做功（W2）产生的内能和克服弹簧弹力做功产生的弹性势能，所以W1>W2。
66．（2021·浙江嘉兴市·中考真题）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变，现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向_______（选填“左”或“右”）移；
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦? （________）
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作? （________）
【答案】右；30J；1800次。
【解析】（1）[1]需要将力度调小，弹簧的弹力减小，将弹簧的伸长量减小，可以将弹簧下端向右移动。
（2）[2]完成一个握手动作做功W=Fs=500N×0.06m=30J
（3）[3]消耗这些能量需要完成的次数
67．（2021·甘肃武威市·中考真题）机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点？为什么？
【答案】乙同学；作用在物体上的力与距离垂直，垂直无功。
【解析】乙同学，因为在水平方向上匀速直线运动，而机器人对盘子的力是向上的，力与距离垂直，垂直无功。
第十四单元 功和机械能【真题训练】（解析版）
一、选择题
1．（2021·黑龙江大庆市）一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动，其路程（s）—时间（t）关系如图所示，下列正确的是（ ）。
A．物体20s时的速度大于8s时的速度；
B．0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力；
C．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功；
D．0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
【答案】C。
【解析】A．由图，12~24s斜率小于0~12s，斜率越大速度越大，故物体20s时的速度小于8s时的速度，故A错误；
B．两段都是匀速直线运动，拉力等于摩擦力，因为压力和粗糙程度没变，所以摩擦力没变，拉力相同，故B错误；
C．0~12s运动距离6m，12~24s运动距离2m，因为拉力相同，根据W=Fs，0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，故C正确；
D．0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功，时间相同，根据，0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率，故D错误。故选C。
2．（2021·甘肃中考真题）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（ ）。
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功；
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
【答案】C。
【解析】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。故选C。
3．（2021·湖北十堰市）某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试，甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，且v甲＜v乙，若不计空气阻力，则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是（ ）。
A．F甲＜F乙，W甲＜W乙 B．F甲＞F乙，W甲＞W乙
C．F甲＝F乙，W甲＜W乙 D．F甲＝F乙，W甲＝W乙
【答案】C。
【解析】在水平方向上，甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用，两辆汽车都做匀速直线运动，处于平衡状态，所以F甲＝f甲，F乙=f乙；甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动，两辆汽车对水平路面的压力相等，都等于汽车自身的重力；接触面的粗糙程度相同，所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等，即f甲＝f乙，所以牵引力F甲＝F乙。因为，v甲＜v乙，所以在相同的时间内路程关系是：s甲＜s乙，F甲＝F乙。根据W=Fs可知，W甲＜W乙，故ABD错误，C正确。故选C。
4．（2021·河南中考真题）为迎接 2022 年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（ ）。
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功；
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变；
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用；
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
【答案】A。
【解析】A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。故选A。
5．（2021·广东深圳市）深圳麒麟舞被列为非物质文化遗产，两个师傅拿着舞狮在表演，下列说法正确的是（ ）。
A．静止时，人受的力是平衡力；
B．物体的运动需要力来维持；
C．人受到的重力和人受到的支持力是一对相互作用力；
D．当狮子向上跃起时，人对舞狮头做功
【答案】AD。
【解析】A．受平衡力的物体保持静止或匀速直线运动，故A正确；
B．所有的物体都具有惯性，物体的运动不需要力来维持，故B错误；
C．在力的相互作用中，物体是施力物体的同时也是受力物体，人受到的重力和人受到的支持力作用在同一物体上，所以不是一对相互作用力，故C错误；
D．人给狮子向上的力的作用使狮子向上跃起时，人对舞狮头做功，故D正确。故选AD。
6．（2021·内蒙古通辽市）为庆祝我国海军建军70周年，我国举行了盛大的海上阅兵仪式，集中展示了一大批新型潜艇、水面舰艇、作战机，彰显了我国海军强大的军事实力，下列说法正确的是（ ）。
A．水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶，是为了避免相“吸”而发生碰撞；
B．作战机在加速升空过程中，动能转化为重力势能，机械能不变；
C．潜水艇在下潜过程中受到海水压强不变；
D．当辽宁号航母舰上的舰载机起飞后，飞行员以他的座椅为参照物是运动的
【答案】A。
【解析】A．水面舰艇多采用前后编队而不是近距离并排行驶，并排行驶时舰艇间空气的流速加快，压强较小，在大气压的作用下，舰艇会发生碰撞，故A正确；
B．作战机在加速升空过程中，质量不变，速度变大，高度变高，动能变大，重力势能变大，机械能变大，故B错误；
C．由得，潜水艇在下潜过程中深度变深，受到海水压强大，故C错误；
D．当辽宁号航母舰上的舰载机起飞后，飞行员以他的座椅为参照物，飞行员与座椅的相对位置没有发生改变，故飞行员以他的座椅为参照物是静止的，故D错误。故选A。
7．（2021·湖北十堰市）如图所示，“和谐号”高铁满载旅客从十堰东站缓缓驶出前往武汉，下列说法正确的是（ ）。
A．列车由静止变为运动，列车的惯性增大了；
B．列车加速前进时，列车的动能一直增加；
C．列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力；
D．“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了增大对地面压力提高行驶稳定性
【答案】B。
【解析】A．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，惯性的大小只取决于物体的质量，质量越大，惯性越大，故A错误；
B．列车加速前进，列车的质量不变，速度变大，动能变大，故B正确；
C．牵引力沿水平方向，铁轨对它的支持力沿竖直方向，这两个力不在同一条直线上，不是一对平衡力，故C错误；
D．“和谐号”高铁外形设计成流线型是为了减小运行时空气对它的阻力以提高车速，故D错误。故选B。
8．（2021·北京中考真题）在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（ ）。
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
【答案】D。
【解析】A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。故选D。
9．（2021·广西南宁市）篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（ ）。
A．篮球离手后，手还对篮球做功；
B．篮球离手后，上升过程机械能变大；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因；
D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
【答案】D。
【解析】A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；
B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；
D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。故选D。
10．（2021·湖南怀化市）田径运动会上，运动员投出的铅球在下落过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加
C．动能转化为重力势能 D．机械能增加
【答案】A。
【解析】A．运动员投出的铅球在下落过程中，高度降低，速度变大，故动能变大，故A正确；
B．高度降低，故重力势能减小，故B 错误；
C．重力势能减小，动能增大，故是重力势能转化为动能，故C错误；
D．由于有阻力做功，故机械能减小，故D错误。故选A。
11．（2021·江苏苏州市）如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放，在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F。（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（ ）。
A．钩码落地前，的机械能增大；
B．钩码落地前，的机械能增大；
C．钩码落地后，的机械能不变；
D．钩码落地后，的机械能减小
【答案】B。
【解析】物块P、物块Q和钩码在同一根绳上，运动情况相同，把钩码和物块P看成一个整体，这个整体和物块Q所受的合力大小相等，则
所以绳上的拉力为，物块P和Q合力方向和运动方向一致，所以机械能增大。故选B。
12．（2021·浙江衢州市）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（ ）。
A．B．C．D．
【答案】B。
【解析】A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；
B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；
C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；
D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。
13．（2021·江苏中考真题）2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球（ ）。
A．在B点时受力平衡；
B．在A、D两点动能可能相等；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变；
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
【答案】B。
【解析】A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；
B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；
D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。故选B。
14．（2021·四川凉山彝族自治州）如图所示，将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置分两次抛出，初速度相等，小球第一次落地速度为v1，小球第二次落地速度为v2，不计空气阻力，比较v1和v2的大小，正确的是（ ）。
A．v1=v2 B．v1＜v2 C．v1＞v2 D．无法比较
【答案】A。
【解析】两次小球的初速度相同，离地面高度相同，由机械能守恒可知，落地速度大小相同。
故选A。
15．（2021·湖北武汉市）如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起将足球顶出。考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）。
A．运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变；
B．足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大；
C．足球从被顶出至刚落地的过程中，足球机械能减小，内能增大；
D．足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力
【答案】C。
【解析】A．运动员在跑步阶段不一定匀速，所以运动状态可能改变，故A错误；
B．足球与运动员相互作用的过程中，弹性势能先增大后减小，故B错误；
C．足球从被顶出至刚落地的过程中，有空气阻力，部分机械能转化为内能，所以机械能减小，内能增大，故C正确；
D．足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力不在同一物体上，不是一对平衡力，故D错误。故选C。
16．（2021·山东潍坊市）体育课上小明同学进行传接篮球训练，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，则篮球在（ ）。
A．a、c两点的动能相等 B．a点的机械能比d点机械能大
C．a点动能比d点动能大 D．b点的动能最大
【答案】A。
【解析】AB．不计空气阻力，机械能守恒，a、c两点高度相同，重力势能相同，动能相同，故A符合题意，B不符合题意；
C．a比d高，a重力势能大，机械能守恒，所以d动能大，故C不符合题意；
D．b点最高，重力势能最大，动能最小，故D不符合题意。故选A。
17．（2021·四川泸州市）2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（ ）。
A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功；
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大；
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态；
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
【答案】C。
【解析】A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。故选C。
18．（2021·浙江嘉兴市）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）。
A．E1
【解析】因为t1~t3三个时刻速度v1＜v2=v3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，所以动能E1
A．在0~1s内不受力 B．在1~3s内的重力势能增加
C．在3~6s内下落了12m D．在6~7s内做减速运动
【答案】CD。
【解析】A．此时无人机悬停，受平衡力，故A不符合题意；
B．在1~3s内加速下落，高度降低，重力势能减小，故B不符合题意；
C．在3~6s内下落距离为
故C符合题意；
D．如图，在6~7s内做减速运动，故D符合题意。故选CD。
20．（2021·浙江湖州市）一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（ ）。
A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同
C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变
【答案】C。
【解析】A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；
B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；
C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；
D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。故选C。
二、填空题
21．（2021·贵州黔东南苗族侗族自治州）如图所示为课本中的插图，图中工人用叉车将货物从一个地方搬运到另一个地方或把货物从地面提升到某一高度。请你结合叉车的部位和工作情景找出两个与物理知识相关的问题，并做出简要的回答，不得与示例重复。
示例：
问题：为什么叉车能把货物提起？
回答：力可以改变物体的运动状态。
（1）问题：______；回答：______。
（2）问题：______；回答：______。
【答案】叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离；货物的重力势能增加了吗？增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。
【解析】（1）[1][2]对物体做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动距离。工人用叉车把货物从地面提升到某一高度，物体受到力的作用，物体也移动了距离，所以提出的问题是：叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？回答：做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离。
（2）[3][4]重力势能的大小与质量和高度有关。把货物从地面提升到某一高度，所以提出的问题:货物的重力势能增加了吗？回答：增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。
22．（2021·海南中考真题）中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m髙处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。
【答案】动；10。
【解析】[1]物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。
[2]重力对鸡蛋所做的功为W=Gh=0.5N×20m=10J。
23．（2021·黑龙江中考真题）如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。
【答案】0.6；0。
【解析】[1]重力做功为
[2]物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。
24．（2021·浙江丽水市）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。
（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；
（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。
【答案】30；1500。
【解析】[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间
[2]若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功
25．（2021·江苏连云港市）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。
【答案】200；0。
【解析】[1]推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。
26．（2021·贵州中考真题）汽车工程师探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌的关系。根据收集到的数据，绘制了如图所示的图像；
（1）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，应控制的变量有___________；
（2）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度的关系时，轮胎克服最小阻力做功的功率大小为___________W；
（3）实践证明，当汽车轮胎气压增大到一定值后，汽车的安全性会随之降低。请综合考虑汽车安全性，结合以上试验数据，提出能有效减小汽车能耗的建议：___________。
【答案】行驶速度和轮胎品牌；1050；见解析。
【解析】（1）[1]由题意可知，探究影响轮胎阻力的因素时，有三个变量：行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌。在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，则需要控制行驶速度和轮胎品牌两个变量不变。
（2）[2]由图可知，当速度为90km/h，即25m/s时，阻力最小为42N，因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力等于阻力，根据可知，功率为
（3）[3]由图可知，速度在90km/h时，阻力最小，能耗低；轮胎的气压越大时，阻力越小，能耗也会降低。为了有效减小汽车能耗要选择合适的轮胎在较为合适的气压下以90km/h左右的速度行驶。
27．（2021·吉林中考真题）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为______，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为______。
【答案】20；6×104。
【解析】[1]汽车的运动速度
[2]牵引力做功的功率
28．（2021·黑龙江齐齐哈尔市）在水平地面上工人师傅沿水平方向推重的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在内木箱受到的推力恒为，则在这段时间（）内，木箱受到的推力的功率是___________，内木箱受到的摩擦力是___________（忽略空气阻力）。
【答案】100；100。
【解析】[1]由图示知，4s~8s内，木箱的速度保持不变，为1m/s，则在这段时间内，木箱受到的推力的功率P=Fv=100N×1m/s=100W
[2]4s~8s内，木箱所做的是匀速，所受的摩擦力等于拉力，即f=F=100N
而8s~10s内，木箱做减速运动，但木箱对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则所受的摩擦力与4s~8s内的相同，为100N。
29．（2021·黑龙江绥化市）甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，乙的推力是50N，运动情况如图所示。以乙为参照物，则甲向______运动；乙推车功率是______W。
【答案】东；200。
【解析】[1]如图所示，甲推车的运动速度为
乙推车的速度v乙=4m/s，因为甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，且v甲＜v乙，以乙为参照物，则甲向东运动。
[2]由题意知，乙的推力是50N，则乙推车功率是P=Fv=50N×4m/s=200W。
30．（2021·湖北宜昌市）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。
【答案】360；24。
【解析】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功
[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功
做的总功
整个过程所用时间
所做总功的功率。
31．（2021·山东潍坊市）阅读短文，回答问题：
“长五”助力，“天和"巡天
2021年4月29日，搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运裁火箭，在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火薪是新一代运载火箭，它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料，液氢温度为-253℃，液氧为183℃。在塔架上未起飞前，这些燃料在与外界空气接触时，火箭侧壁会冒出“白雾”，在“点火”口令下达后，重达800多吨的火箭拔地而起，火箭尾部发出又长又亮的蓝白色火焰，约490s后离开视野。将天和核心舱送入预定轨道后，末级火箭与核心舱分离，末级火箭再入大气层，与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。
进入预定轨道的天和核心舱使用的是大功率LT-100型霍尔电推系统，该设备将太阳能先转化为电能，再将电能转化为机械能。天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼，它的光电转换效率高达50%以上，而传统的晶硅电池只有20%左右，此外，砷化钾电池还具有很好的耐温性，在250℃高温下也能正常工作。天和号核心舱目前翼展长是13m，未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m。到那时，“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。
（1）火箭在塔架上未起飞前，侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气______产生的；
（2）末级火箭绝大部分烧蚀销毁过程，火箭的机械能一部分转化为______；
（3）“点火”发射时，使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为______N；
（4）建成后的“天宫”号空间站，太阳能电池接收太阳能的最大功率为______kW。
【答案】液化；内能；；。
【解析】[1]侧壁冒出的“白雾”是由水蒸气液化形成的小水珠。
[2]末级火箭坠入大气层后烧毁，是由于在进入大气层过程中，与空气发生摩擦，此时末级火箭要克服摩擦做功，机械能转化为内能。
[3]由平衡条件得，需要的最小推力大小为
[4]太阳能电池接收太阳能的最大功率为
32．（2021·云南昆明市）采用功与时间比值的方法，得到“单位时间”内做的功，这样就方便比较做功的快慢了，这个比值叫做______。这种方法，实质上还是用______（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较做功快慢的。
【答案】功率；时间相同比较功。
【解析】[1]“单位时间”内做的功，叫做功率，表示做功的快慢。
[2]功率取了相同的单位时间，即1s，所以是时间相同比较功。
11．（2021·江苏扬州市）小明对所学的一些物理量进行归纳，请你帮他补全空格处的内容，第（1）、（3）两空只需填个物理量名称______、______、______。
【答案】质量；物质；功率。
【解析】（1）[1]质量是物体的一种属性，不随物体位置、形状、状态及温度而变化。
（2）[2]密度和比热容是物质的一种特性。
（3）[3]功率表示物体做功快慢的物理量。
33．（2021·四川泸州市）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。
【答案】0.52；200；5.4×106。
【解析】[1]从泸州到内江列车需要的时间
[2]内江到成都所需时间
从泸州经内江到成都的总路程s=s1+s2=130km+150km=280km
则全程平均速度
[3]该动车组的输出功率P=Fv1=9×104N×216×m/s=5.4×106W。
34．（2021·江苏中考真题）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中______能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度______（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的______力。
【答案】重力势；变小；阻力（摩擦力）。
【解析】[1]小球滚下过程中，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，将重力势能转化为动能。
[2][3]水平面是粗糙的，小球从A点到B点的运动过程中，由于受到水平面的阻力作用，小球的速度会减小。
35．（2021·贵州中考真题）如图所示，小球从A点摆到C点的过程中，不计空气阻力，______能会先减小后增大；机械能总和______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】重力势能；不变。
【解析】[1]从A点摆到C点的过程中，高度先减小后增大，重力势能与高度有关，因此重力势能先减小后增大。
[2]不计空气阻力，只有动能与重力势能间相互转化，机械能守恒，机械能总和保持不变。
36．（2021·四川攀枝花市）如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力______（选填“不”或“要”）做功，过山车重力势能______（选填“增加”、“减少”或“不变”）。
【答案】不；减小。
【解析】[1]过山车从高处加速滑下的过程中，受到的支持力的方向和运动方向垂直，没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功。
[2]过山车从高处加速滑下的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小。
37．（2021·湖南郴州市）物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的A、B两球连在一起，A球重4N、B球重5N。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），轻绳的拉力是_______N。
【答案】减小；0.5。
【解析】[1]两球匀速竖直下落的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；但物体所处高度变小，重力势能减小，所以机械能减小。
[2]两小球体积相同、运动的速度也相同，所以两小球受到的阻力相同。对A球进行受力分析，A球受竖直向下的重力GA，竖直向下的轻绳对小球A的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，B球受竖直向下的重力GB，竖直向上的轻绳对小球B的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，对A球而言
对B球而言
所以
即；解得。
38．（2021·江苏泰州市）2021年5月29日，搭载着天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场成功升空，在火箭发射升空过程中，火箭的动能将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若以地面为参照物，该火箭是________的。
【答案】变大；运动。
【解析】[1]火箭发射升空的过程中，加速向上运动，速度变大，所以动能增大。
[2]若以地面为参照物，该火箭位置改变，是运动的。
39．（2021·湖北宜昌市）如图是宜昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能______，机械能______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】减小；减小。
【解析】[1]小东和小红从顶端滑到底端的过程中高度减小，重力势能减小。
[2]下滑过程中，速度越来越快，一部分重力势能转化为动能；由于滑板与滑道之间有摩擦，克服摩擦还要做功，一部分机械能转化为内能，故机械能减小。
40．（2021·辽宁中考真题）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：
（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？
（2） E1和E2的大小关系，并说明判断依据。
【答案】（1）变大；（2），依据见解析。
【解析】（1）从A上升到B的过程中，小华的质量不变，高度升高，则重力势能增大。
（2）不计空气阻力，则机械能没有损耗，即机械能守恒，总量不变。因为两次经过A点的重力势能相等，机械能总量不变，故两次动能相等，即E1=E2。
41．（2021·黑龙江中考真题）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
【答案】势能转化为动能；动能和重力势能减小、蹦床的弹性势能增大。
【解析】（1）人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的质量不变，高度降低，速度变大，人的势能减小，动能增大，势能转化为动能。
（2）人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的质量不变，高度降低，速度变小，人的势能减小，动能减小。蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大。
42．（2021·河北中考真题）图所示是一幅撑杆跳高的图片，关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。
（1）问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？
回答：___________。
（2）请从机械能角度提出一个问题并回答。
问题：___________？回答：___________。
【答案】力可以使物体发生形变；见解析；见解析。
【详解】（1）[1]由图可知，竿变弯，说明力可以使物体发生形变。
（2）[2][3]问题：运动员从最低点到最高点动能和重力势能如何转化？回答：动能转化为重力势能。
43．（2021·湖北荆州市）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角之间满足公式，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。（小数点后保留2位数字）
【答案】；40；3.33。
【解析】（1）[1]不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为
故最高点的动能为
（2）[2] 足球的射程是
（3）[3] 若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为m/s ，则此时的动能为
在水平地面时，机械能为
故此时的重力势能为
此时足球距地面的高度是
足球距地面的高度是。
三、实验题
44．（2021·湖北中考真题）几个同学在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动的时间是有规律的。于是对“哪些因素影响秋千往返摆动的时间”提出下列猜想∶（1）可能与秋千的摆长l有关； （2）可能与人和秋千坐垫的总质量有关；（3）可能与秋千摆幅（摆动时人离开中心点B的最大距离）有关。于是进行了如图实验，将细绳一端固定在O点，另一端拴一小球制成一个摆，让小球自由往返摆动，记录数据如下表。
实验序号
摆长1/m
摆球质量/g
摆幅/m
摆球往返摆动一次的时间/s
1
0.7
20
0.05
1.7
2
1.0
20
0.08
2.0
3
1.0
30
0.05
2.0
4
1.0
30
0.08
2.0
5
1.3
20
0.05
2.3
请回答下列问题∶
（1）实验序号3、4探究的是摆往返摆动一次的时间跟___________（选填 “摆长”“摆球质量”或“摆幅”的关系；
（2）从本次实验可以得到的结论是∶摆往返摆动一次的时间由___________决定；
（3）本实验用到的科学研究方法是___________；
（4）摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调___________（选填“长”或“短”）。
【答案】摆幅；摆长；控制变量法；短。
【解析】（1）[1]实验序号3、4摆长相同，摆球的质量相同，摆幅不同，探究的是摆往返摆动一次的时间跟摆幅的关系。
（2）[2]由2、3次试验可知，摆球往返摆动一次的时间与摆球的质量无关，由3、4次试验可知，摆球往返摆动一次的时间与摆球的摆幅无关，由1、5两次实验可知，摆球往返摆动一次的时间与摆球的摆长有关，从本次实验可以得到的结论是∶摆往返摆动一次的时间由摆长决定。
（3）[3]本实验用到的科学研究方法是: 控制变量法，控制其它量相同，只改变其中的一个量。
（4）[4]摆钟是利用本实验的原理制成的，根据摆往返摆动一次的时间由摆长决定，摆长越长，往返摆动一次的时间越长；某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调短。
45．（2021·内蒙古中考真题）学完动能知识后，小亦同学用如图所示装置模拟汽车超速带来的安全隐患，甲、乙两图中的小车、斜面、木板、木块均完全相同。
（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小，这种研究方法叫______法。
（2）由图中实验现象得到的结论是______。
【答案】转换；在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，安全隐患越大。
【解析】[1]研究物体的动能大小与哪些因素有关，动能大小不易直接体现，所以通过小车对木块做功的多少来体现小车的动能大小，即通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小，这种研究方法叫转换法。
[2]两小车质量相同，乙图中小车由静止下滑的高度较大，运动到水平面时的速度也较大，乙图中小车推动木块通过的距离较远，所以乙图中小车的动能也较大，故由图中实验现象得到的结论是：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，安全隐患越大。
46．（2021·天津中考真题）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
（提出问题）汽车的动能大小跟什么因素有关？
（猜想假设）由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；
由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。
（进行实验）他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。
物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越______；
（分析论证）分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______；
（实践应用）用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
【答案】速度；质量；大；质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大；超载。
【解析】[1]“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。
[2]“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。
[3]物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。
[4]分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
[5]甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。
四、计算题
47．（2021·内蒙古通辽市）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时。
请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为之间。经测量发现，该负压仓的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
【答案】（1）1.08×108J；（2）3×103N；（3）符合标准。
【解析】（1）救护车匀速行驶牵引力做的功
（2）汽车匀速行驶，救护车所受的阻力
（3）负压仓内外气压差为
故负压仓内外气压差符合标准。
答：（1）救护车匀速行驶牵引力做的功为1.08×108J；（2）救护车所受的阻力为3×103N； （3）负压仓内外气压差符合标准。
48．（2021·云南昆明市）“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”，质量为，在牵引力的驱使下，匀速运动了100m，假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，已知，火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取。
求：
（1）祝融号所受的阻力；
（2）在这段时间内牵引力做的功；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。
【答案】（1）54.72N；（2）；（3）5000:19。
【解析】（1）“祝融号”，质量为240kg，受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，祝融号所受的阻力为
（2）30min匀速运动了100m，根据二力平衡，牵引力与阻力相等，为54.72N，因此在这段时间内牵引力做的功为
（3）火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为
答：（1）祝融号所受的阻力为；（2）在这段时间内牵引力做的功为；（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为5000:19。
49．（2021·山西中考真题）2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：
（1）火星车静止时，对水平地面的压强。
（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。
【答案】（1）1.2´104Pa；（2）1.2´103J。
【解析】（1）火星车对地面的压力
火星车对地面的压强
（2）由图乙可知，火星车在10~40s内做匀速直线运动，v=20cm/s=0.2m/s，牵引力F=f=200N
匀速行驶30s的路程s=vt=0.2m/s´30s=6m
牵引力做的功W=Fs=200N´6m=1.2´103J
答：（1）火星车对地面的压强为1.2´104Pa；（2）牵引力做的功为1.2´103J。
50．（2021·湖南怀化市）某工人用如图所示的滑轮组匀速打捞水中的工件。已知工件的体积为30dm3，密度为。每个滑轮的重力为20N，不计绳与滑轮间的摩擦、绳重及水的阻力。（，）求：
（1）工件浸没在水中时所受的浮力；
（2）工件受到的重力；
（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做了多少功。
【答案】（1）300N；（2）900N；（3）3720J。
【解析】（1）工件的体积为30dm3，工件浸没在水中时所受的浮力为
（2）工件受到的重力
（3）每个滑轮的重力为20N，绳子拉力与重力、浮力和滑轮重关系
绳子拉力为
工件在水中上升6m的过程中，绳子移动距离为
工人做功
答：（1）工件浸没在水中时所受的浮力是300N；（2）工件受到的重力是900N；（3）工件在水中上升6m的过程中（工件始终浸没在水中），工人做功3720J。
51．（2021·湖南长沙市）总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业。如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效。求：
（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程；
（2）作业平台用104N的支持力将货物竖直缓慢举高10m，支持力对货物所做的功；
（3）质量为3150kg的作业平台上装有850kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04m2，此时作业平台对水平地面的压强。（取g=10N/kg）
【答案】（1）40m；（2）；（3）。
【解析】（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程
（2）支持力对货物所做的功
（3）此时作业平台对水平地面的压力
此时作业平台对水平地面的压强
答：（1）它行驶的路程为40m；（2）支持力对货物所做的功为；（3）此时作业平台对水平地面的压强为。
52．（2021·湖南岳阳市）“绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，此过程中汽车牵引力做功，求满载时：
（1）汽车的总重力；
（2）汽车匀速行驶时的速度；
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力。
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）汽车的总重力
（2）汽车匀速行驶时的速度
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力
答：（1）汽车的总重力是；（2）汽车匀速行驶时的速度是；（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力是。
53．（2021·四川成都市）“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组（图）从成都东站驶出，用时54min抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km。求：
（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h？
（2）该动车组在平直铁路上以的牵引力匀速前进1.5km，牵引力做功为多少？
【答案】（1）150km/h；（2）7.5J。
【解析】（1）动车组从成都东站到乐山站的平均速度
（2）牵引力做功W=Fs1=5×104N×1.5×103m=7.5×107J
答：（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是150km/h；（2）牵引车做功为7.5×107J。
54．（2021·四川内江市）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
【答案】（1）165m；（2）。
【解析】（1）在发现到开始刹车的时间内，汽车做匀速运动，汽车前进的路程
在刹车的时间内，汽车前进的距离为
从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程
（2）汽车匀速行驶所受阻力
汽车牵引力等于阻力，即
牵引力做的功=9×103N×15m=1.35×105J
答：（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动的路程是165m；（2）汽车在反应时间内牵引力做的功是1.35×105J。
55．（2021·重庆中考真题）2020年12月8日，中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。
（1）求火车的平均速度；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。
【答案】（1）77km/h；（2）8×105J。
【解析】（1）火车的平均速度v===77km/h
（2）克服小海重力做的功 W=Gh=500N×1600m=8×105J
答：（1）求火车的平均速度是77km/h；（2）该过程中克服小海重力做的功是8×105J。
56．（2021·内蒙古中考真题）某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：
(1)前10s轿车运动的平均速度；
(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；
(3)动力F做的总功。
【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J。
【解析】(1)前10s轿车运动的平均速度
(2)根据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程
(3)动力F做的总功
答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1×106J。
57．（2021·广西贺州市）随着科技的发展，低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天，小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的，电瓶车的牵引力恒为100N，从家到学校的路程是1.5km，用时5min。求：
（1）电瓶车行驶的速度是多少m/s；
（2）电瓶车受到地面的摩擦力；
（3）电瓶车牵引力的功率。
【答案】（1）5m/s；（2）100N；（3）500W。
【解析】（1）电瓶车的速度
（2）因为电瓶车匀速行驶，由二力平衡可知，电瓶车受到地面的摩擦力
（3）因为电瓶车匀速行驶，电瓶车牵引力的功率
答：（1）电瓶车行驶的速度是；（2）电瓶车受到地面的摩擦力；（3）电瓶车牵引力的功率。
58．（2021·湖北荆州市）经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：
（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?
（2）小汽车的速度v是多少km/h?
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。
【解析】（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强
（2）小汽车的速度v是
（3）小汽车通过AB段时，牵引力
小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1
（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力
通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和
小汽车牵引力的功率P1与P2之比
答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；（2）小汽车的速度v是60km/h；（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。
59．（2021·江苏泰州市）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。
【答案】（1）750N；（2）；（3）75W。
【解析】（1）小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
（2）他骑行时自行车对地面的压强
（3）阻力为f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速，所以动力等于15N，速度为
他骑行时的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W
答：（1）小明和自行车的总重力750N；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。
60．（2021·山东潍坊市）楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率，电动机将电能转换为机械能的效率，某次吊运过程中将物料匀速提升，所用时间，求：
（1）电动机拉绳的速度大小；
（2）电动机对绳的拉力大小。
【答案】（1）0.8m/s；（2）1375N。
【解析】（1）由图可知n=2，电动机做机械功功率为
物体速度为
绳自由端速度为
（2）电动机对绳的拉力
答：（1）电动机拉绳的速度0.8m/s；（2）电动机对绳的拉力1375N。
61．（2021·浙江宁波市）如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该长艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。
（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小______；
（2）充满氢气后气囊受到的浮力是多少?（空气密度取1.29kg/m3）（______）
（3）这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少? （______）
【答案】空气阻力；27090N；3.5h，2.772×107J，990N。
【解析】（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，可以减小迎风面积，从而减小前进过程中受到的空气阻力。
（2）充满氢气后气囊受到空气的浮力是
F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV=1.29kg/m3×10N/kg×2100m3=27090N
（3）这次飞行，飞行所需时间为t=3.5h=1.26×104s
蒸汽机做的功为W=Pt=2.2×103W×1.26×104s=2.772×107J
飞行时受到的平均阻力为f=F=990N
答：（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力；（2）充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；（3）这次飞行，飞行所需时间为3.5h，蒸汽机做的功为2.772×107J，飞行时受到的平均阻力为990N。
62．（2021·浙江金华市）金义东（金华一义乌一东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤图”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题：
（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停，则从金华到东阳共需要多少小时？
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少?
（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦?
【答案】（1）2.0×106N；（2）2.5×106Pa；（3）2.7×106W。
【解析】（1）从金华到东阳共需要的时间
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压力F=G=mg=200×103kg×10N/kg=2.0×106N
停靠时，空载列车对铁轨的压强为
（3）列车匀速运动时，列车受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力
F=f=0.04G=0.04mg=0.04×200×103kg×10N/kg=8×104N
列车的速度v=120km/h=
此时该列车的功率为P==Fv=8×104N×≈2.7×106W
答：（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停，则从金华到东阳共需要2.0×106N；（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为2.5×106Pa；（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为2.7×106W。
63．（2021·云南中考真题）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式，如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（）
（1）求骑行时车对水平地面的压强；
（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？
（3）求骑行过程中动力做的功及功率。
【答案】（1）；（2）35m；（3）2100J，105W。
【解析】（1）骑行时人和车总重力为G=mg+G1=55kg×10N/kg+150N=700N
骑行时车对水平地面的压强
（2）该压强相当于水柱压强，水柱高度
（3）骑行时受到的阻力为f=0.03G=0.03×700N=21N
因为匀速运动，所以动力等于阻力等于21N，骑行过程中动力做的功
W=Fs=21N×100m=2100J
功率
答：（1）骑行时车对水平地面的压强；（2）该压强相当于35m水柱产生的压强；（3）骑行过程中动力做的功2100J，功率105W。
64．（2021·安徽中考真题）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：
（1）小明完成1次引体向上所做的功；
（2）10s内小明做引体向上的功率。
【答案】（1）300J；（2）120W。
【解析】（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为
W=Gh=500N×0.6m=300J
（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为P=120W。
答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。
五、综合题
65．（2021·贵州安顺市）如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。（不计空气阻力）
【答案】见解析。
【解析】不计空气阻力，说明机械能守恒，W1>W2，物块通过重力做功（W1），将物体的重力势能最终转化为克服摩擦力做功（W2）产生的内能和克服弹簧弹力做功产生的弹性势能，所以W1>W2。
66．（2021·浙江嘉兴市·中考真题）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变，现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向_______（选填“左”或“右”）移；
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦? （________）
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作? （________）
【答案】右；30J；1800次。
【解析】（1）[1]需要将力度调小，弹簧的弹力减小，将弹簧的伸长量减小，可以将弹簧下端向右移动。
（2）[2]完成一个握手动作做功W=Fs=500N×0.06m=30J
（3）[3]消耗这些能量需要完成的次数
67．（2021·甘肃武威市·中考真题）机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点？为什么？
【答案】乙同学；作用在物体上的力与距离垂直，垂直无功。
【解析】乙同学，因为在水平方向上匀速直线运动，而机器人对盘子的力是向上的，力与距离垂直，垂直无功。
相关试卷
中考物理一轮复习第十四单元 功和机械能 真题训练+过关训练（含解析）： 这是一份中考物理一轮复习第十四单元 功和机械能 真题训练+过关训练（含解析），共51页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
中考物理一轮复习第十四单元 功和机械能【真题训练】（教师版）： 这是一份中考物理一轮复习第十四单元 功和机械能【真题训练】（教师版），共40页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
初中物理中考复习 第十一单元 压强【真题训练】（解析版）： 这是一份初中物理中考复习 第十一单元 压强【真题训练】（解析版），共56页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，计算题，解答题等内容，欢迎下载使用。
