备战2025年中考物理试题抢分秘籍专题三做功与机械能含解析答案

这是一份备战2025年中考物理试题抢分秘籍专题三做功与机械能含解析答案，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍，人正常步行时，请你估算一名中学生正常步行半小时克服重力做功的功率约为（ ）
A．10WB．20WC．70WD．140W
2．汽油的热值为4.6×107J/kg，某汽车水平公路上匀速行驶了100km，该行驶过程中汽车的效率为25%，汽车所受阻力恒定，共消耗了质量为4kg的汽油，则汽车所受阻力为（ ）
A．120NB．230NC．125ND．460N
3．如图甲所示，分别用水平拉力、拉物体A、B在水平面上做直线运动，图乙是、所做的功-路程图像，图丙是A、B的路程-时间图像，A、B所受的摩擦力分别为、，、的功率是、。下列说法正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．在探究滑动摩擦力与物体运动的速度是否有关时，木块两次运动的图象如图所示，下列判断正确的是（ ）

A．第1次物块的速度小B．第2次的拉力小
C．第1次拉力的功率大D．两次拉力的功率相等
5．如图甲所示，水平面上有三段粗糙程度不同的区域，物块（体积忽略不计）在5N拉力作用下，从A区最左端静止开始运动，在刚进入C区时撤去拉力，物块最终停在C区的最右端。图乙为物块对应区域运动的v﹣t图象（ ）

①物块在B区运动的距离为6m
②物块在A区所受的摩擦力等于5N
③拉力在B区做功的功率为15W
④在C区，拉力做功的大小等于摩擦力做的功
A．只有①②正确B．只有①③正确
C．只有③④正确D．只有①③④正确
6．甲、乙两车在平直的公路上匀速运动，已知两车的功率相等，在相等的时间内通过的距离之比是2∶1，若甲、乙两汽车的牵引力分别记为F甲、F乙，两车的速度分别记为v甲、v乙，则（ ）
A．F甲∶F乙=1∶2 v甲∶v乙=2∶1
B．F甲∶F乙=1∶1 v甲∶v乙=2∶1
C．F甲∶F乙=1∶2 v甲∶v乙=1∶1
D．F甲∶F乙=1∶1 v甲∶v乙=1∶1
7．在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其和图像分别如图甲和图乙所示。下列的分析正确的是（ ）

A．物体受到的摩擦力为B．内拉力的功率逐渐变小
C．内拉力做功为D．第拉力的功率为
8．两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始时的高度和重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．落在A处的篮球初始高度高，初始重力势能大
B．落在B处的篮球初始高度高，初始重力势能大
C．两个篮球初始时的高度和重力势能一样
D．两个篮球初始时的高度和重力势能无法比较大小
9．如图所示，甲和乙叠放在光滑水平桌面上，甲、乙之间的接触面粗糙，此时两者均处于静止状态，乙和桌面足够长。快速敲击乙，乙立即水平向右做直线运动。则敲击后（ ）
A．乙所受的重力和支持力是一对平衡力
B．乙所受的摩擦力方向水平向右
C．甲动能的变化量等于乙动能的变化量
D．甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动
10．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示。图乙是小明玩弹跳杆时，由最低位置上升到最高位置的过程，下列分析正确的（ ）
A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小明的动能为零
B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小明的重力势能
D．a→c的过程中，小明先加速后减速，在b状态时速度最大
11．我国已成功发射的“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如题图所示。关于此过程（只考虑空气阻力和重力的影响），下列说法正确的是（ ）
A．段返回器的动能变大
B．段返回器的机械能减小
C．段返回器动能增加量小于重力势能的减小量
D．到的全过程中返回器机械能守恒
12．如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上， t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某 一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧力F 随时间t 变化的图像如图2所示，不计空气阻力（ ）
A．运动过程中小球的机械能守恒
B．t1～t2这段时间内，小球的动能与重力势能一直在增加
C．t2 时刻小球的速度为最大
D．t2～t3 这段时间内，小球的动能先增加后减少
二、多选题
13．有一种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到C点的运动过程中（忽略空气阻力），则（ ）

A．从O至C运动员动能先变大后减小
B．从O点至A点运动员机械能不守恒，从A点至C点机械能守恒
C．从A至C过程中运动员动能转化为弹性绳弹性势能
D．B点运动员动能最大，C点弹性绳弹性势能最大
三、计算题
14．驻马店物产丰富，素有“中原粮仓”之称，下图是我市确山县某乡镇在农业种植时，采用装有北斗导航系统的拖拉机在无人驾驶状态下进行播种的情况。
（1）该拖拉机的空载质量为3t，空载时在水平公路上匀速直线行驶了36km/h，耗时10min到达目标农田，该过程中拖拉机受到的阻力为其重力的0.05倍，牵引力所做功的功率是多少？（g取10N/kg）
（2）某次拖拉机进行作业时，功率恒为4.3×104W，发动机的效率为40%，工作20min，消耗多少柴油？（q柴油＝4.3×107J/kg）
四、填空题
15．如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 （小球/木块）动能的大小与 （高度/速度）的关系；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 （相同/不同）。若小球在如图乙 AOB 所示光滑轨道从A点由静止滑下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开轨道，不计空气阻力，离开 B 点后最符合题意的运动轨迹是 （a/b/c/d）。
五、实验题
16．有关“机械能”的几个小实验。
（1）如图甲，木块从高处自由下落时将小桌的脚打入沙子中。要将小桌的脚打入沙子中更深些，应选用质量较 （大/小）的木块，并将其从更 （高/低）处下落；
（2）如图乙，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，你将看到“魔罐” （选填“一直向远处滚”或“来回滚动”）。最终“魔罐”会停止滚动，静止在水平地面上，从能量转化的角度考虑，是由于机械能转化为 能，将“魔罐”滚动出去而不是平移出去的好处是 ；
（3）如图丙所示，将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片。将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，迅速松开手，观察到卡片向上跳起，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片 ，因此它具有弹性势能，要想使卡片向上跳得更高，应 （增大/减小）两个小豁口A和B之间的距离。
17．阅读以下材料，并回答相应的问题：
材料一：研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变。在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。
现有一小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
（1）如图甲所示，小球从A点静止释放，在从A到C的运动过程中，动能大小的变化情况是 ，到达与A等高的C点时速度 零（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
（2）若将轨道BC段改为水平，如图乙所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能 A点的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
材料二：进一步研究发现，动能的大小与物体质量m和速度v的具体关系为：；重力势能的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为：。
（3）如图甲所示，小球A在真空中自由下落，另一个完全相同的小球B在阻力很大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1处下落到高度为h2处，在这两种情况下，小球 （选填“A”或“B”）的机械能守恒；
（4）如图乙所示，一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度 ；（用字母表示）
（5）把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个单摆，如图丙所示。若摆长为，将小球拉至离原竖直方向距离，静止释放，不计空气阻力，则当小球运动到最低处时的速度 。
参考答案：
1．C
【详解】中学生的步距约为0.5m，根据题意可知每走一步重心上升的高度
Δh=0.1L=0.1×0.5m=0.05m
中学生的重力约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
每走一步克服重力做功
W=GΔh=500N×0.05m=25J
中学生步行的速度约为1.4m/s，由可得，半小时内通过路程
s=vt＝1.4m/s×30×60s=2520m
总共走的步数
克服重力做的总功
则整个过程中克服重力做功的功率约为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．D
【详解】消耗了质量为4kg汽油放出的热量
Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J
由可知，对汽车做的功为
W=ηQ放=25%×1.84×108J=4.6×107J
根据W=Fs得，汽车的牵引力
汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与汽车受到的阻力是一对平衡力，大小相等，所以汽车所受阻力
f=F=460N
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．D
【详解】A．由图乙可知，当拉力移动的距离相同时，由W=Fs可知，拉力F1做的功多，水平拉力的大小关系为F1>F2，故A错误；
B．由图丙可知，两物体的s-t图像均为过原点的一条直线，即两物体运动路程与时间成正比，因此两物体均做匀速直线运动，当两物体的运动时间相同时，A运动的路程大，由可知，两物体的速度关系为，故B错误；
C．因为两物体都做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，A所受的摩擦力为f1=F1，B所受的摩擦力为f2=F2，由A可知，F1>F2，因此A、B所受摩擦力的大小关系为，故C错误；
D．因为F1>F2，，所以，由可知，F1、F2所做功率的大小关系为，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．读图象可以知道，在相等的时间内，第一次通过的距离大，根据速度的定义可以知道，第一次的速度大。故A错误；
B．同一物块在同一物体的表面滑动时，接触间的压力与粗糙程度都是相同的，故两次物块受到的摩擦力是相等的。故B错误；
CD．两次物块都做匀速直线运动，水平方向上的拉力与摩擦力平衡，二者大小相等，故两次物块受到的拉力是相等的，而第一次物块运动的速度大，根据
可以知道，第一次拉力的功率大。
故选C。
5．B
【详解】①由图可知，物块在2s～4s内是在区域B上匀速运动，速度是3m/s，物体在2s～4s内通过的路程是
s＝vt＝3m/s×2s＝6m
故①符合题意；
②物块运动时，在水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力的作用，在2s～4s内在区域B内在做匀速运动，则拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相同，摩擦力大小是5N，物块在0～2s内在区域A内做加速运动，此时的拉力要大于摩擦力，摩擦力小于5N，故②不符合题意；
③拉力在B区做功的功率
故③符合题意；
④由图可知，物块在区域C内做减速运动，拉力F＝0，拉力做功为零，摩擦力做功不为零，拉力做功小于摩擦力做的功，故④不符合题意。
故选B。
6．A
【详解】两车的速度之比
根据
得到牵引力之比
故选A。
7．D
【详解】由图甲可知，9~12s内，拉力为，由图乙知，9~12s内，物体做匀速直线运动，，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，物体运动过程中接触面不变，压力不变，滑动摩擦力大小不变；
A．物体做加速运动，受到的摩擦力为6N，故A错误；
C．由图乙知，0~3s内，物体速度为0，处于静止状态，没有在拉力F的方向上移动距离，拉力不做功，故C错误;
B．物体静止，拉力不做功，由可知，拉力的功率为0；内，拉力为9N，物体加速运动，由可知，拉力的功率逐渐变大，故B错误；
D．由图甲可知，第10s拉力的大小为，由图乙可知，10s时速度，第10s时拉力的功率
故D正确。
故选D。
8．B
【详解】B处印迹大，说明落在B处的球形变大，即转化得来的弹性势能大。球在接触地面时，动能转化为弹性势能，则这个球在落地时的动能大。球在下落过程中是重力势能转化为动能，说明这个球开始时的重力势能大。重力势能与质量与高度有关，两个相同的球质量相等，则落在B处的球初始高度大。故B正确，ACD错误。
故选B。
9．D
【详解】A．乙所受的支持力等于甲乙的重力之和，因而支持力与乙的重力大小不等，不是一对平衡力，故A不符合题意；
B．敲击后乙由于惯性会向右运动，而甲由于惯性相对于乙会向左滑，因而乙相对于甲向右运动，乙所受甲的摩擦力方向水平向左，而桌面光滑，没有摩擦力，故B不符合题意；
C．敲击后乙带动甲向右运动，但由于有摩擦力，将机械能转化为内能，乙动能的变化量大于甲动能的变化量，故C不符合题意；
D．甲开始由于受到乙向右的摩擦力而加速运动，然后因为桌面没有摩擦力，加速到与乙速度相同后与乙一起匀速直线运动，故甲沿水平面向右做先加速后匀速的运动，故D符合题意。
故选D。
10．A
【详解】A．由图可知，弹簧的弹性势能最大，动能全部转化为弹性势能，故小明的动能为0，故A正确；
B．a→b的过程中，弹簧从最低位置到恢复原长，弹簧的压缩量越来越小，所以弹簧的弹力越来越小，直至弹簧恢复到原长时，弹力为0，故B错误；
C．b→c的过程中，在b状态时弹簧恢复到原长，弹簧没有弹性势能，小明的速度减小，高度增大，所以该过程中是动能转化为小明的重力势能，故C错误；
D．a→b的过程中，一开始弹簧的形变量最大，弹力最大，小明受到向上的弹力，向上的弹力大于向下的重力时，向上做加速运动；弹力渐渐减小，向上的弹力等于向下的重力时，小明的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小明向上做减速运动，直至速度为0。所以，a→c的过程中，在弹力等于重力时，速度最大，在b状态时速度并不是最大（此时弹簧恢复到原长，人只受重力作用），故D错误。
故选A。
11．C
【详解】A．AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，此过程中返回器的动能转化为重力势能，还要克服和空气的摩擦做功，所以返回器的动能变小，故A错误；
B．BC段在大气层外，没有受到空气的阻力，只有重力做功，机械能是守恒的，机械能保持不变，故B错误；
C．CD段，返回器的质量不变，高度变小，重力势能减小；返回器速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，由于克服空气阻力做功，一部分重力势能转化为内能，所以在CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量，故C正确；
D．除BC段外，A到D的过程中，由于克服空气阻力做功，使得机械能减小，返回器机械能不守恒，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．由图看出，弹簧的弹力在变化，弹力变化的过程中弹簧的弹性势能在变化，不计空气阻力，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则知小球的机械能不守恒，故A错误；
B．小球从t=0时从高处释放， t1时刻刚好产生弹力，表明小球刚好接触弹簧，则在t1~t2这段时间物体向下运动，高度是不断减小，重力势能不断减小，故B错误；
C．t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故C错误；
D．t2时刻，小球运动到最低点速度等于零，t2～t3段时间内，弹簧恢复原状过程中，弹力逐渐减小，开始弹力大于重力，小球加速向上运动，当弹力减小到等于小球的重力时，动能最大，继续向上运动的过程中，弹力小于重力，小球减速向上运动，即小球先加速后减速，所以小球的动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
13．AD
【详解】B．从O至A的过程中，忽略空气阻力，运动员质量不变，做加速运动，速度增大，动能增大，高度变小，重力势能减小，重力势能转化为动能，机械能守恒；从A点至C点时人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以运动员的机械能不守恒；故B不符合题意；
C．由题知，B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点；从A至B的过程中，重力大于弹性绳对运动员的拉力，运动员做加速运动，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小，动能没有转化为弹性势能，重力势能转化为运动员的动能和弹力绳的弹性势能，故C不符合题意；
A．从B至C的过程中，弹性绳对运动员的拉力大于重力，运动员做减速运动，速度逐渐减小；因而从O至C运动员速度先变大后变小，则动能先变大后减小，故A符合题意；
D．综上分析可知，从O至B过程中运动员速度增大，从B至C过程中运动员速度减小；B点速度最大动能最大，形变最大的是C点，此时弹性势能最大，故D符合题意。
故选AD。
14．（1）15000W；（2）3kg
【详解】解：（1）因为拖拉机在水平公路上匀速直线行驶，水平方向二力平衡，所以牵引力为
速度为
可求出牵引力所做功的功率
（2）根据功率可求得拖拉机作业的有用功
燃烧柴油放出的热量
消耗柴油的质量
答：（1）牵引力所做功的功率是15000W；
（2）消耗柴油的质量是3kg。
15． 小球 速度 相同 c
【详解】[1][2]让小球从斜面上滚下，小球运动，具有了动能。故此实验是探究小球动能大小与哪些因素有关。小球动能的大小是通过它推动木块的距离大小比较出来的。同一小球，质量不变；让小球从不同高度滚下，使小球到达平面时的速度不同，故此实验是探究小球动能大小与速度的关系。
[3]小球质量大小不同，受到的重力大小也不同，但由于小球受到的重力与小球的质量成正比，故在重力作用下，小球从同一高度滚下过程中，它们速度的变化程度是相同的，所以它们到达平面时的速度也是相同的。
[4]轨道是光滑的，且不考虑空气作用力，所以在整个过程中机械能没有损耗。在A点，小球有重力势能，没有动能；在B点，小球同时具有重力势能与动能。所以小球离开B点后到达最高点时，它的重力势能与动能总量与它在A点的重力势能相等，即它在B的点的重力势能小于它在A点的重力势能，故小球离开B点后的最高点比A点低。同时由于惯性，小球离开B点后还要继续上升。故它的轨迹最有可能是c。
16． 大 高 来回滚动 内 获得弹性势能 做功 增大
【详解】（1）[1][2]要将小桌的脚打入沙子中更深些，需要增大重力势能，影响重力势能的因素是质量和高度，且物体质量越大、位置越高，物体具有的重力势能就越大，故应选用质量较大的木块，并将其从更高处下落。
（2）[3][4][5]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能；由于魔罐与地面之间存在着摩擦力，所以魔罐的机械能会减小，即一部分机械能会转化为内能，最终魔罐会停止滚动，静止在水平地面上；将魔罐滚动出去而不是平移出去，目的是使橡皮筋发生弹性形变，从而获得弹性势能。
（3）[6][7]橡皮筋伸长说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋会对硬卡片施力，使它弹起，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能；跳起高度与橡皮筋的形变量有关，保持其他条件不变，将卡片上的二个卡口之间的间隔增大，压平松手，则橡皮筋的形变量增大，弹性势能增大，转化成的重力势能增大，故卡片跳起的高度变高。
17． 先变大后变小 等于 等于 A 2
【详解】（1）[1][2]从A运动到B的过程中，小球的重力势能转化为动能，动能变大，从B运动到C的过程中，小球的动能转化为重力势能，动能变小，故在小球从A到C的过程中，动能先变大后变小；到达与A等高的C处时，动能最小，速度为零。
（2）[3]小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动，运动过程中机械能守恒，故小球经过M点时的机械能等于A点的机械能。
（3）[4]小球A在真空中自由下落，重力势能转化为动能，机械能守恒，另一个小球B在阻力很大的液体中匀速下落，速度大小不变，动能不变，重力势能转化为与液体摩擦的内能，机械能不守恒。
（4）[5]由静止下滑，不计空气阻力，斜面是光滑的，整个过程中机械能守恒，减小的重力势能转化为动能，即
可得。
（5）[6]不计空气阻力，小球从原点运动到最低处时机械能守恒，这个过程中竖直方向移动的距离
又因为
代入数据可得