2025年中考物理一轮培优讲练 专题12 功和机械能（练习）（解析版）

这是一份2025年中考物理一轮培优讲练 专题12 功和机械能（练习）（解析版），共55页。
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc16740" PAGEREF _Tc16740 \h 2
\l "_Tc6332" 命题点一 功及其计算 PAGEREF _Tc6332 \h 2
\l "_Tc30698" 命题点二 功率及其计算 PAGEREF _Tc30698 \h 2
\l "_Tc28084" 命题点三 动能和势能 PAGEREF _Tc28084 \h 11
\l "_Tc18824" 命题点四 机械能转化及其守恒 PAGEREF _Tc18824 \h 22
\l "_Tc22753" PAGEREF _Tc22753 \h 32
\l "_Tc29450" PAGEREF _Tc29450 \h 41
命题点一 功及其计算
1．（2024·江西鹰潭·一模）如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶向前滑动过程中，冰壶的运动状态 （选填“改变”或“不变”），水平冰面对冰壶的支持力 （选填“做功”或“不做功”）。
【答案】 改变 不做功
【详解】[1]在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶向前滑动过程中会受到阻力，冰壶的运动状态改变。
[2]冰壶在水平冰面上滑行过程中，冰壶受到水平冰面的支持力的方向竖直向上，冰壶在力的方向上没有移动距离，不满足做功的条件，支持力不做功。
2．（2024·江苏常州·一模）小红先用100N的水平力推动水平地面上重500N的小车匀速直线前进5m，推力所做的功为 J。若用200N的水平力推动小车加速直线前进5m，则该加速过程中推力所做的功为 J。整个过程中，小车所受重力做的功为 J。
【答案】 500 1000 0
【详解】[1]推力做的功为
[2]加速过程中推力所做的功为
[3]整个过程中，小车运动方向与重力方向垂直，故重力对小车不做功，即为0J。
3．（2024·山东滨州·一模）如图所示，一个质量为200g的物体被大小为5N水平力压在竖直墙面时静止，水平力减为2.5N时刚好匀速下滑，此时物块受到的滑动摩擦力大小是 N，匀速下滑0.5m过程中水平力对物体做功是 J。（g取10N/kg）
【答案】 2 0
【详解】[1]物体在竖直方向上受竖直向下的重力G、竖直向上的滑动摩擦力f，物体匀速下滑，处于平衡状态，由平衡条件得滑动摩擦力大小是
f=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
[2]水平力与物体的运动方向垂直，所以水平力对物体不做功，即做功为 0J。
4．（2024·山东德州·一模）如图，物体在8N推力作用下，做匀速直线运动，经历10秒时间，推力做功为W1；当推力增大到 10N时，推力做功为 W2，也经历10秒时间，物体所受摩擦力为 N， W1 W2。
【答案】 8 F2B．F1W2D．W1 见解析
(2)30
【详解】（1）[1]N保持3m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上它受到的摩擦力等于拉力，即
M保持3m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上它受到的摩擦力等于拉力，即
由此可知，两个摩擦力的关系：。
[2][3]滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，已知N与玻璃之间比较光滑，M与毛巾之间比较粗糙，摩擦力，所以M、N对接触面的压力大小为。
（2）拉力的功率
21．（2024·湖北宜昌·模拟预测）现在，出门乘坐高铁，已经是很多人习以为常的选择，它舒适、方便、快捷。衡量高铁动力性能的指标并不是简单的“功率”，而是“比功率”，它是列车最大牵引功率与列车质量之比。铁路工程实践证明，比功率越大，列车可以达到的最高速度也会越高。在国际单位制中，“比功率”的单位是（ ）
A．J/kgB．g/wC．W/kgD．kg/W
【答案】C
【详解】“比功率”，它是列车最大牵引功率与列车质量之比，在国际单位制中功率的单位是 W，质量的国际单位为kg，在国际单位制中，“比功率”的单位是W/kg，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
22．（2024·江苏常州·一模）用a、b两弹簧测力计分别拉着质量相同的甲、乙两物体同时开始竖直向上运动，其运动的路程随时间变化的图像如图所示，则在运动过程中（ ）
A．甲、乙均作加速运动
B．在2-6s内，乙相对于甲向上运动
C．a、b两弹簧测力计的示数之比为2:1
D．a、b两弹簧测力计拉力的功率之比为2:1
【答案】D
【详解】A．从图像中可以看出，甲、乙两物体都做匀速直线运动，因为它们的路程与时间图像都是一条直线，表示速度恒定。故A不符合题意；
B．从图像中可以看出，甲的速度大于乙的速度，在2-6s内，甲与乙的距离变大，乙相对于甲向下运动，故B不符合题意；
C．由于甲、乙两物体都做匀速直线运动，所以它们受到的拉力都等于各自的重力。而甲、乙两物体的质量相同，根据重力公式，它们的重力也相同。因此，a、b两弹簧测力计的示数都等于物体的重力，所以示数之比为，故C不符合题意；
D．从图像中可以看出，当t=8s时，甲的路程为8m，乙的路程为4m，则甲的速度为
乙的速度为
由功率公式可知，a、b两弹簧测力计拉力的功率之比为
故D符合题意。
故选D。
23．（2024·广东广州·三模）已知物块的重力为15N，第一次在大小为10N的水平拉力F1作用下沿着水平面运动，如图1所示，物块在OP段的v﹣t图象如图2所示；第二次在大小为20N的拉力F2作用下沿着斜面向上运动，如图3所示，F2的方向始终沿着物块运动方向，物块在QR段的s﹣t图象如图4所示。下列说法符合题意的是（ ）
A．F1在OP段做的功与F2在QR段做的功相同
B．F1在OP段做功的功率小于F2在QR段做功的功率
C．物体在QR段受力不平衡
D．OP段物块所受摩擦力为10N，QR段物体所受摩擦力为20N
【答案】B
【详解】AB．由图1和图2可知，OP段的速度为v=0.4m/s，运动的时间为t1=10s，运动的路程为
F1在OP段做的功为
功率为
由图3和图4可知，所用的时间t2=10s，QR段运动的路程s2=5m，F2在QR段所做的功为
则F2在QR段的功率为
故A不符合题意，B符合题意；
CD．由图1和图2可知，物块在OP段和QR段都是做匀速直线运动，因此都是处于受力平衡状态，由图1分析可知物块在OP段的摩擦力等于10N，但是在斜面QR段的摩擦力是小于拉力20N的，故CD不符合题意。
故选B。
24．（2024·河南周口·三模）一个木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F（如图甲所示）、F的大小与时间t的关系图像、木箱的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。以下说法正确的是（ ）
A．在0 ~ 2s内木箱所受的摩擦力为2N
B．在0 ~ 2s内推力F对木箱所做的功为2J
C．在2~4s内木箱所受的摩擦力为3N
D．在4~ 6s内推力F对木箱做功的功率为8W
【答案】D
【详解】A．在0 ~ 2s内，由图像可知，木箱受到的推力为1N，由图像可知，木箱静止处于平衡状态，受到的摩擦力和推力是一对平衡力，所以木箱受到的摩擦力为1N，故A错误;；
B．在0~2s内，木箱静止，在推力F的方向上没有移动的距离，所以推力F对木箱所做的功为0J，故B错误；
C．在4~ 6s内，木箱做匀速直线运动，受到的摩擦力和推力是一对平衡力，所以木箱受到的滑动摩擦力为2N，在2~4s内，由图像可知，木箱做变速运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关、与速度无关，上图中接触面受到的压力和接触面的粗糙程度不变，所以木箱所受摩擦力不变，大小仍为2N，故C错误；
D．在4 ~ 6s内，由图像可知，木箱受到的推力为2N，由图像可知，木箱以4m/s的速度做匀速直线运动，则推力F对木箱做功的功率
故D正确。
故选D。
25．（2024·湖北武汉·二模）乐乐同学体重为500N，如图甲为该同学在操场上练习爬杆示意图，在某次爬杆训练中，沿杆竖直向上运动的图像如图乙所示，关于下列判断：
①6～15s时间内，该同学受到的摩擦力为500N
②6～15s时间内，该同学克服重力做功2700J
③6～15s时间内，摩擦力对该同学做功的功率为300W
④15～18s时间内，该同学减速下滑
其中正确的是（ ）
A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④
【答案】A
【详解】①由乙图可知，6～15s时间内，该同学以的速度做匀速直线运动，重力和摩擦力是一对平衡力，则该同学受到的摩擦力为
故①正确；
②6～15s时间内，该同学上升的高度为
则该同学克服重力做功为
故②正确；
③6～15s时间内，摩擦力对该同学做功的功率为
故③正确；
④15～18s时间内，该同学减速上升。故④错误。
故A正确，BCD错误。
故选A。
26．（2024·山东淄博·二模）如图，小聪同学用大小为F的推力推动物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图象如图甲所示时，受到的水平推力为F1=60N；当物体运动的速度和时间图象如图乙所示时，受到的水平推力为F2。物体两次受到的摩擦力分别为f1、f2，两次推力的功率分别为P1、P2。下列分析正确的是（ ）
A．物体受到的摩擦力f1BO，则在上述运动过程中（ ）
A．物体在 A 点时，弹簧弹性势能最大
B．物体在 O 点时，弹簧对物体弹力的方向向右
C．物体在 B 点时，弹簧产生的弹力最大
D．物体在 C 点静止时，受到弹簧的弹力为零
【答案】A
【详解】AC．物体在 A 点时，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故A符合题意，C不符合题意；
B．物体在 O 点时，弹簧没有发生形变，对物体没有弹力作用，故B不符合题意；
D．物体在 C 点静止时，弹簧处于伸长状态，弹簧有形变量，物体受到弹簧的弹力大于零，故D不符合题意。
故选A。
43．（2024·广东汕尾·模拟预测）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小智同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)本实验探究的是 （选填“铁球”或“木块”）的动能大小影响因素；在探究动能大小与物体质量关系时，应选图中 两次实验进行探究，使铁球到达水平面时的 相同；
(2)如图甲、乙所示，质量为m的大球与质量为的小球，从同一斜面的同一高度由静止释放，观察到大球将木块推出的距离较远，由此可得到的结论是：当速度相同时，质量越大， 越大；甲图中木块被推动时所受摩擦力大小 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙图中木块被推动时所受摩擦力大小；
(3)如图两个交通标志中， 图运用到了（2）所述结论。
【答案】(1) 铁球 甲、乙 速度
(2) 动能 等于
(3)乙
【详解】（1）[1]实验中运用转换法，用容易观察的木块被撞后移动的距离，来判断不容易观察的铁球的动能大小，所以本实验探究的是铁球的动能大小的影响因素。
[2]在探究动能大小与物体质量关系时，运用控制变量法，控制铁球的速度相同，改变铁球的质量，由于铁球从斜面的相同高度滚下，到达水平面时速度相同，所以应选图中甲、乙两次实验进行探究。
[3]由图甲、乙所示实验可知，两球从同一斜面的同一高度由静止释放，则两球到达水平面时的速度相等，所以图甲、乙两次实验可以使铁球到达水平面时的速度相同。
（2）[1]由图甲、乙所示实验可知，两球从同一斜面的同一高度由静止释放，两球到达水平面时的速度相等，质量为m的大球比质量为的小球将木块推出的距离更远，即质量为m的大球比质量为的小球的动能大，所以可得到的结论是：当速度相同时，质量越大，动能越大。
[2]由于摩擦力受压力大小和接触面粗糙程度影响，图甲、乙所示实验中，木块对水平面的压力大小不变，接触面粗糙程度也不变，所以甲图中木块被推动时所受摩擦力大小等于乙图中木块被推动时所受摩擦力大小。
（3）图甲是限速标志，防止质量一定时，速度过大，动能过大，造成交通事故；图乙是限重标志，防止速度一定时，质量过大，动能过大，造成交通事故；（2）中结论是当速度相同时，质量越大，动能越大，所以乙图运用到了（2）所述结论。
44．（2024·江苏常州·二模）小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲所示，小明利用斜面、钢球、木块等器材进行实验，该实验中物体的动能是指 （选填“钢球”或“木块”）的动能；实验中通过观察 来反映物体动能的大小；
(2)甲图实验中，钢球从被释放到最终停下来的过程中，机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
(3)由甲图可以得出的结论是：在物体质量一定时， 越大，物体的动能越大；若水平面绝对光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成实验；
(4)图乙中，体积相同的三个实心球，其中A、B是钢球，C是塑料球，球A、C离沙地高度相同．现让三球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图乙中虚线所示．比较球A、C可得出重力势能大小与 的关系；比较球A、B可得出重力势能大小与 的关系（ρ钢>ρ塑料）。
【答案】(1) 钢球 木块的移动距离
(2)变小
(3) 速度 不能
(4) 质量 高度
【详解】（1）[1][2]该实验探究的是碰撞前钢球的动能，碰撞时，钢球的动能越大，钢球对木块做的功就越多，木块移动的距离就越远，所以实验中通过观察木块的移动距离来说明钢球动能的大小，这是转换法。
（2）实验过程中，钢球从一定高度滑下，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球撞击木块后，钢球的动能转化为木块的动能，并受阻力的作用，钢球最终停下来，机械能变小。
（3）[1]由甲图可知，钢球的质量不变，从不同高度静止滑下，使得钢球到达水平面的速度不同，撞击木块移动的距离也就不同，动能大小不同，所以可以得到结论，在物体质量一定时，速度越大，物体的动能越大。
[2]根据牛顿第一定律可知，若水平面绝对光滑，物体将一直做匀速直线运动，不能通过观察木块移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，所以不能完成实验。
（4）[1]比较球A、C可知道，球A、C的质量不同，从相同的高度静止释放，铁球A的质量大，落到沙地的坑越深，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与质量的关系。
[2]比较球A、B可得，球的质量相同，但静止释放的高度不同，高度高的，落到沙地的坑越深，说明重力势能大，可以探究出重力势能大小与高度的关系。
45．（2024·广东东莞·一模）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。

(1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的；
(2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析；
(3)实验为探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 ；
(4)实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离大小（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做 运动；
(5)小磊在探究“动能大小与速度的关系”时将实验装置改成如图丁所示，利用质量相同的铁球将弹簧压缩不同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答： 。理由是 。
A．铁球的质量相同，初速度不同
B．铁球的质量相同，初速度相同
C．铁球的质量不同，初速度不同
D．铁球的质量不同，初速度相同
【答案】(1)木块移动距离
(2)乙、丙
(3) 不同高度 大
(4) 相等 匀速直线
(5) 可行 A
【详解】（1）实验中，钢球的动能不同，对木块做功不同，木块移动的距离不同，所以可通过木块移动的距离反映钢球动能的大小。
（2）要探究动能大小与质量的关系，应保持钢球的速度相同，改变其质量，为了保持速度相同，应让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度静止释放。所以应选择乙、丙两图进行实验。
（3）[1][2]要探究动能大小与速度的关系，应保持钢球的质量相同，改变其速度，所以应让质量相同的钢球从同一斜面的不同高度静止滚下，则到达水平面时的速度不同；实验时，选择图甲和乙进行探究。乙中，钢球的高度更高，静止滚下到水平面的速度更大，撞击木块移动的距离更远，钢球的动能更大，所以可得：当质量一定时，钢球速度越大，动能越大。
（4）[1]根据控制变量法，探究阻力对物体运动的影响，除了阻力改变，其它因素应保持不变，所以小车从斜面滚下到水平面时的速度相同，具有的动能相同，小车最后都停下在斜面上，克服阻力做功，将所有的动能转化为内能，所以小车在三个表面克服摩擦力做功相等。
[2]由表格信息可知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动的距离越远，由此推理：若水平面绝对光滑，小车将做匀速直线运动。
（5）[1][2]将弹簧压缩到不同程度，弹簧所具有的弹性势能不同，弹簧恢复原状的过程中，弹性势能转化为动能，撞击同一木块时，铁球的动能不同，而铁球的质量相同，速度不同，所以该方案可行。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
命题点四 机械能转化及其守恒
46．（2024·河北·模拟预测）骑行的意义在于绿色出行，强身健体。小明骑着自行车匀速上坡的过程中，他的动能 ，机械能 （两空均选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】 不变 增大
【详解】[1][2]骑自行车在匀速上坡的过程中，其质量不变，速度不变，故其动能不变，同时其质量不变，高度增加，故其重力势能变大，故机械能变大。
47．（2024·山东枣庄·二模）如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，卫星在大气层外运行，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从远地点向近地点运动时，它的 能转化为 能。
【答案】 重力势 动
【详解】[1][2]当人造卫星沿着椭圆轨道从远地点向近地点运动时，卫星的质量不变，高度变小，其重力势能变小，由于机械能守恒，所以卫星的速度增大，动能会增大。
48．（2024·湖南岳阳·二模）2023年5月30日，搭载神舟十六号飞船的长征运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，在加速上升的过程中，飞船的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；飞船与空间站对接成功后，如图是由飞船和核心舱等组合而成的中国空间站在轨运行时的示意图，以天和核心舱为参照物，神舟载人飞船是 （选填“静止”或“运动”）的。
【答案】 增大 静止
【详解】[1]飞船在加速上升的过程中，速度增加，动能增加；高度增加，重力势能增加，则飞船的机械能增大。
[2]飞船与空间站对接成功后，以天和核心舱为参照物，神舟载人飞船的位置不发生改变是静止的。
49．（2024·河南开封·二模）图甲为一款乒乓球发球机。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，如图乙。若不计空气阻力，请你猜测三球到达乒乓球台的速度 （选填“相同”或“不相同”），理由是 。
【答案】 相同 见解析
【详解】[1][2]乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，即小球的质量、速度及高度均相同，则小球的机械能相同，不计空气阻力，机械能守恒，三球到达乒乓球台时高度相同，所以重力势能相同，所以动能相同，小球质量相同，所以小球的速度相同。
50．（2024·安徽·二模）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员的简化示意图，运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，运动员从滑台A处滑至O处的能量转化为： 。
【答案】重力势能转化为动能
【详解】运动员从滑台A处滑至O处的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小；速度变大，动能变大，所以此过程是重力势能转化为动能。
51．（2024·江苏南京·一模）如图所示，完全相同的甲、乙两球分别由橡皮筋OA和无弹细线OB系于O点，（ 先后从水平位置由静止开始释放，不计空气阻力。两球到达O点正下方C点时，橡皮筋与细线长度恰好相等。摆下过程中，乙球的 能转化为 能，两球下落到C点的过程中重力做功分别为W甲、W乙，两球在C点时的机械能分别为E甲、E乙，则它们的大小关系为W甲 W乙，E甲 E乙。
【答案】 重力势 动 = OB），某时刻释放小球，则小球从A点运动到B点（最远处）的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球从O点运动到B点的过程中所受弹力方向向右，速度不断减小
B．小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变
C．小球运动到B点时，将停止运动并保持静止
D．小球在A点处，弹簧的弹性势能最大
【答案】D
【详解】A．小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，故A错误；
B．小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能，此时小球所受弹力方向向右、速度不断增大，机械能增大，故B错误；
C．小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动，但是由于弹簧恢复原状所以不会保持静止，故C错误；
D．小球在A点处，弹簧的弹性形变的程度最大，弹性势能最大，故D正确。
故选D。
61．（2024·山东临沂·一模）巡航导弹是导弹的一种，具有突防能力强、难以拦截的优点。如图所示为某巡航导弹的飞行路线，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。忽略空气阻力，下列关于该巡航导弹的说法正确的是（ ）
A．G点到H点的过程中，机械能不变
B．O点到E点的过程中，机械能不变
C．F点动能最大，J点动能最小
D．I点到J点的过程中，不消耗导弹携带的燃料
【答案】A
【详解】A．G点到H点的过程中，发动机关闭，没有对巡航导弹做功，只有重力在做功，减少的重力势能等于增加的动能，则可知机械能不变，故A正确；
B．O点到E点的过程中，发动机点火加速升空，巡航导弹速度在增大，可知其动能在增大，高度在增大，可知其重力势能在增大，则机械能在增大，故B错误；
C．F点后俯冲加速阶段，发动机处于关闭阶段，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F点动能不是最大的，由图可知，J点高度不是最低的，故J点的动能不是最小的，故C错误；
D．由题意可知，I点到J点的过程中，发动机处于打开状态，要对巡航导弹做功，可知其消耗导弹携带的燃料，故D错误。
故选A。
62．（2024·江苏南京·三模）如图所示，小球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止的a台面第一次向反弹后，到达最高点N；然后球从N点下降时，台面已升至b位置并保持静止，球经台面第二次反弹后，到达最高点P，小球整个过程的运动均在竖直方向。下列说法正确的是（ ）
A．第一次反弹在上升过程中，突然撤去所有外力，小球将保持静止
B．点P的高度一定比点N低
C．第二次反弹上升过程中只有动能转化为重力势能
D．小球在N点的重力势能不可能等于在M点的重力势能
【答案】B
【详解】A．第一次反弹在上升过程中，小球具有一定的速度，突然撤去所有外力，根据牛顿第一定律可知，小球将保持匀速直线运动，故A错误；
B．小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，所以小球的机械能减小，若克服摩擦阻力做功小于最开始的动能，到达的最高点为N点比M点高；若克服摩擦阻力做功大于最开始的动能，到达的最高点为N点比M点低；若克服摩擦阻力做功等于最开始的动能，到达的最高点为N点与M点一样高；球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，由于小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，小球的机械能减小，到达的最高点P比N点低。故B正确；
C．第二次反弹上升过程中，由于小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，所以部分动能转化为重力势能，部分动能用来克服摩擦力做功，故C错误；
D．由B分析可知， N点的高度可能等于M点的高度，由于物体的重力势能跟质量与高度有关，所以小球在N点的重力势能可能等于在M点的重力势能，故D错误。
故选B。
1．（2024·山东东营·中考真题）我国自行研制的C919客机已投入商业运营。如图所示，飞机减速着陆时，机械能 （选填“增大”或“减小”）；以航站楼为参照物，它是 （选填“静止”或“运动”）的。
【答案】 减小 运动
【详解】[1]飞机减速着陆时，质量不变，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小；因机械能是动能与势能之和，所以，飞机的机械能减小。
[2]以航站楼为参照物，飞机与航站楼的相对位置发生变化，飞机是运动的。
2．（2024·江苏徐州·中考真题）听到信号出警时，消防员为了尽快从二楼下到一楼车库，抱着竖直的滑杆匀速滑下，认为消防员是运动的，是以 为参照物；如果消防员重700N，下滑过程中，受到的摩擦力为 N，重力势能 （填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 地面 700 变小
【详解】[1]消防员为了尽快从二楼下到一楼车库，抱着竖直的滑杆匀速滑下，以地面为参照物，消防员的位置发生改变，消防员是运动的。
[2]消防员匀速运动，受到摩擦力和重力是平衡力，由二力平衡条件得到摩擦力
f=G=700N
[3]消防员抱着竖直的滑杆匀速滑下，质量不变，高度减小，重力势能减小。
3．（2024·山东威海·中考真题）小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能 爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）：在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为、，则 。（两空均选填“小于”“等于”“大于”）
【答案】 小于 小于
【详解】[1]动能与质量和速度有关，根据题意在，小明和爸爸平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，所以，当两人都刚滑到水平面时具有相同的速度，由于小明的质量比爸爸小，所以，此时小明的动能小于爸爸的动能。
[2]滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，小明和爸爸在相同规格的轮胎上沿同一滑道滑行，接触面的粗糙程度相同，由于小明的质量比爸爸小，所以，对接触面的压力小，故受到的摩擦力小。
4．（2024·山东济宁·中考真题）小球在摆动过程中（如图所示），由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为 ，这部分能量不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，小球最终会停止运动。研究表明，自然界的能量是守恒的，能量的转化与转移具有 性。
【答案】 内能 方向
【详解】[1][2]小球在摆动过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，机械能会减小，散失到空气中的内能无法自动转化为机械能，说明能量的转移和转化具有方向性。
5．（2024·江苏常州·中考真题）2023年11月9日，甘肃省消防队举行高楼灭火演习．如图甲所示，电动灭火无人机悬停在空中．如图乙所示，当无人机水平向右猛烈喷射干粉的同时，原本悬停的无人机水平向左飘移，这说明力的作用是 的。使原本悬停的无人机发生飘移的是 对 施加的力；喷射干粉过程中，灭火无人机的重力势能 。
【答案】 相互 喷射的干粉 无人机 减小
【详解】[1] [2][3]当无人机水平向右猛烈喷射干粉时，无人机给干粉向右的喷射力，同时向右的干粉给无人机向左的反冲力，使原本悬停的无人机水平向左飘移，这说明力的作用是相互的；使原本悬停的无人机发生飘移的是喷射的干粉对无人机施加的力。
[4]喷射干粉过程中，灭火无人机的质量减小、高度不变，无人机的重力势能减小。
6．（2024·湖南长沙·中考真题）排球是同学们喜爱的体育运动。垫球时，球的运动快慢和运动方向都发生了改变，说明力可以改变物体的 ，当球上升到最高点时 能最大。
【答案】 运动状态 重力势
【详解】[1]垫球时，球的运动快慢和运动方向都发生了改变，即球的运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态。
[2]重力势能与物体的质量和所处高度有关；当球上升到最高点时，高度最高，重力势能最大。
7．（2024·甘肃临夏·中考真题）某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子，从瓶口以下约处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两端，将悬线固定在支架上，就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为 能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 动 变小
【详解】[1]滚摆从上到下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是重力势能转化为动能。
[2]滚摆每次上升的高度逐渐减小，运动过程中需要克服阻力做功，因此机械能减小。
8．（2024·四川达州·中考真题）如图所示，小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练，双脚离地静止时，手握得越紧，小明与杆之间的摩擦力 （选填“增大”“减小”或“不变”）；匀速上爬过程中小明受到竖直的摩擦力 （选填“向上”或“向下”）；匀速下滑时小明的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 不变 向上 减小
【详解】[1]小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练，双脚离地静止时，小明受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以手握得越紧，小明与杆之间的摩擦力不变。
[2] 小明匀速上爬过程中，小明受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，重力方向竖直向下，所以摩擦力方向竖直向上。
[3]匀速下滑时，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小。
9．（2024·山东济南·中考真题）2024年2月，国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。如图所示，“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中（ ）
A．动能减小，重力势能减小，机械能减小B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能增大，重力势能增大，机械能增大D．动能增大，重力势能减小，机械能不变
【答案】C
【详解】“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中，质量不变，速度不断增大，动能增大；卫星的高度升高，因此它的重力势能增大；卫星的机械能等于动能与势能之和，因此卫星的机械能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
10．（2024·江苏镇江·中考真题）如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（ ）
A．火箭受到推力的施力物体是空气B．AB段的推力小于BC段的推力
C．AB段重力做功的功率大于BC段D．AB段火箭的重力势能转化为动能
【答案】C
【详解】A．火箭的运动方向是向下，火箭受到竖直向下的重力，推力的方向是向上，火箭受到推力的施力物体是火箭发动机向下喷出的气体，故A不符合题意；
B．火箭的运动方向是向下，忽略火箭质量的变化，则火箭的重力不变，AB段做减速运动，推力大于重力；BC段匀速运动，推力等于重力，所以AB段的推力大于BC段的推力，故B不符合题意；
C．AB段，火箭的质量不变，重力不变，高度变低且，重力做功相同，但AB段所用的时间小于BC段，根据可知，AB段重力做功的功率大于BC段，故C符合题意；
D．AB段，火箭的质量不变，高度变低，速度变低，重力势能变小、动能也变小，因此重力势能没有转化为动能。故D不符合题意。
故选C。
11．（2024·辽宁·中考真题）2024年5月22日，辽宁男篮夺得2023-2024赛季中国男子篮球职业联赛（CBA）总冠军，实现了三连冠。比赛中运动员投出的篮球（ ）
A．离开手后由于惯性继续运动
B．上升过程中重力势能减小
C．到达最高点时不受力的作用
D．下落过程中运动状态保持不变
【答案】A
【详解】A．比赛中运动员投出的篮球离开手后由于惯性要保持运动状态不变，所以在空中继续运动，故A符合题意；
B．篮球上升过程中，质量不变，高度增加，重力势能增大，故B不符合题意；
C．篮球到达最高点时仍受到重力的作用，故C不符合题意；
D．下落过程中篮球运动的速度和方向改变，则运动状态改变，故D不符合题意。
故选A。
12．（2024·甘肃兰州·中考真题）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示，科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息，下列说法中正确的是（ ）
A．黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B．S2恒星在运动过程中所受合力为零
C．S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D．S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
【答案】D
【详解】ACD．银河系中心可能存在着超大质量的黑洞，黑洞对S2恒星的引力大，在引力作用下S2恒星会逐渐向黑洞靠近，所以黑洞可能位于椭圆轨道内部的Q点；由此可知S2恒星在1995年到2001年运行过程中，离黑洞越来越近，质量不变，高度变小，重力势能变小，整个运行过程中，在真空环境中运行，只存在动能与势能相互转化，所以动能变大。故AC错误，D正确；
B．S2恒星在运动过程中运动轨迹是一个椭圆，故运动状态不断发生变化，受非平衡力作用，合力不为零，故B错误。
故选D。
13．（2024·湖北武汉·中考真题）如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是（ ）
A．小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能
B．小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性
C．小球每次经过B点，其动能都比上一次小
D．小球最终静止在A点
【答案】C
【详解】A．小球从A点摆动到B点，高度降低，速度增加，重力势能转化为动能，故A错误；
B．惯性不是力，不能说受到惯性，故B错误；
C．小球受到阻力的作用，机械能不断减小，小球每次经过B点时，重力势能不变，机械能减小，则动能减小，故C正确；
D． 小球最终静止时拉力和重力平衡，则小球最终静止在B点，故D错误。
故选C。
14．（2024·河北·中考真题）2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。下图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（ ）
A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小
B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变
C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大
【答案】B
【详解】A．无人机上升过程中，货物的高度变大，重力不变，重力势能变大，故A错误；
B．无人机水平匀速飞行时，货物的质量、速度和高度不变，重力势能不变，动能不变，则机械能保持不变，故B正确；
C．无人机在某一高度悬停时，货物具有一定的高度，货物的重力势能不为零，则机械能不为零，故C错误；
D．若无人机下降过程中是匀速下降，则货物的动能不变，故D错误。
故选B。
15．（2024·青海西宁·中考真题）小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s－t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s
B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力
C．0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍
D．0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍
【答案】C
【详解】A．由图像可知，0~8s内，物体第一次运动了8m，第二次运动了4m，则第一次速度为
第二次速度为
故A错误；
B．两次水平拉动同一物体，均在同一水平面上做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于摩擦力，压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力不变，所以物体第一次所受的摩擦力等于第二次所受的摩擦力，两次拉力也相等，故B错误；
CD．0~8s，两次拉力相等，第一次的路程是第二次的2倍，根据可知拉力第一次做的功等于第二次的2倍，根据，拉力第一次做功的功率等于第二次的2倍，故C正确，D错误。
故选C。
16．（2024·内蒙古包头·中考真题）如图，装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为，车轮与地面总接触面积为，车受到的阻力为车总重力的0.2倍。（g取10N/kg，收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面上，不计空气阻力）求
（1）装载车1分钟内走过的路程；
（2）装载车空载时对地面的压强；
（3）装载车工作多长时间功率达到30kW。
【答案】（1）120m；（2）；（3）50min
【详解】解：（1）装载车1分钟内走过的路程
（2）装载车空载时对地面的压力
装载车空载时对地面的压强
（3）装载车功率达到30kW时，受到的牵引力为
装载车匀速行驶，处于平衡状态，受到的阻力与牵引力相等，即
因车受到的阻力为车总重力的0.2倍，故
车和粮食的总重力为
粮食的总重力
粮食的质量
由题意可知，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上，则装载车工作的时间
答：（1）装载车1分钟内走过的路程为120m；
（2）装载车空载时对地面的压强为；
（3）装载车工作50min功率达到30kW。
17．（2024·四川内江·中考真题）在某届机器人与人工智能国际会议中，图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人，重力为400N。它在某次引领接待工作中，沿水平直线匀速运动，受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍，运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则：
（1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为多少N？
（2）在0~4s内，动力对机器人做的功为多少J？
【答案】（1）400N；（2）16J
【详解】解：（1）静止时，智能机器人处于平衡状态，地面对智能机器人的支持力与机器人所受重力为一对平衡力，则支持力大小等于重力大小，即支持力
F支=G=400N
（2）由图像可知，在0~4s内，机器人做匀速直线运动，机器人处于平衡状态，动力与阻力为一对平衡力，则动力大小等于阻力大小，即动力
F=f=0.02G=0.02×400N=8N
由图像可知，在0~4s内，机器人的运动路程为2m，动力对机器人做的功
W=Fs=8N×2m=16J
答：（1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为400N；
（2）在0~4s内，动力对机器人做的功为16J。
1．（24-25九年级上·广东惠州·阶段练习）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图甲所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图乙虚线框内的四个实验场景。
(1)为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和 （选填“②”“③”或“④”）进行实验；本实验中，小车动能的大小是通过 来反映的；
(2)为探究动能大小与速度的关系，应让小车从斜面的 （填“相同”或“不同”）的高度由静止下滑；可得到的结论是：小车的质量一定时， 。
(3)如果本实验中的水平面绝对光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验探究，其原因是 。
(4)小江同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案：
实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
关于小江的实验方案，________（填选项符号）
A．只有实验方案一可行
B．只有实验方案二可行
C．两个实验方案均可行
D．两个实验方案均不可行
【答案】(1) ③ 木块被撞击后移动的距离
(2) 不同 速度越大，小车的动能越大
(3) 不能 若水平面绝对光滑，小车将保持匀速直线运动状态
(4)A
【详解】（1）[1][2]实验中为探究动能大小与质量的关系，应控制小车到达水平面的速度相同，让质量不同的小车，从斜面上同一高度由静止释放，应选场景①和③。本实验中，小车动能的大小是通过木块被小车撞击后移动的距离来反应，木块移动的距离越大，说明小车的动能越大。
（2）[1][2]实验中为探究动能大小与速度的关系，应控制小车的质量相同，从斜面上不同的高度释放，小车到达水平面上的速度不同，可得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，小车的动能越大。
（3）[1][2]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
（4）方案一：质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究钢球的动能大小与速度的关系；
方案二：若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的，故选A。
2．（24-25九年级上·贵州贵阳·期中）小阳在观看北京冬奥会的滑雪比赛时，发现不同运动员从某平台滑出后落地点不同。这引发了小阳的思考：是什么因素造成运动员落地点到滑出点的水平距离不同呢？为探究该问题，他将运动员从平台滑出至落地的运动进行简化如图所示，用该装置进行实验探究。
通过观察及思考，他对小球落地点到抛出点水平距离s的影响因素提出了以下猜想：
猜想①：可能与小球滑出轨道时的速度有关
猜想②：可能与支架的高度有关
他先将弧形轨道末端调节水平，再通过改变释放小球的位置、调整支架的高度、质量为15g的钢球，分别进行实验得到实验数据如下表：
请回答下列问题：
(1)探究猜想①时，可以通过 来改变小球滑出轨道末端的速度。
(2)探究猜想②时，他保持释放小球的位置不变，调整支架高度，进行了两次实验得到实验数据如下表：可以得到初步结论：其他条件相同时，支架越高，小球运动的水平距离越 ，想要得到更具普遍性的结论，接下来，小阳应该怎么做： 。
(3)多次试验后，水平面上留下了多个小钢球落地点的标记，无法区分哪次实验与哪个标记对应，为了避免这个问题，实验可以采取的方法是 。
(4)结束实验后，同学小刚猜想：小球运动的水平距离可能还和小球的质量有关，为了探究这个猜想，他们应该保持小球滑出轨道末端的速度和支架高度不变，更换 进行探究。
【答案】(1)小球释放时距轨道末端的高度
(2) 远 改变支架高度，多次实验
(3)用不同颜色的笔对小球落地点进行标记（对小球落地点进行编号）
(4)不同质量的小钢球
【详解】（1）探究猜想①小球落地点到抛出点水平距离s可能与小球滑出轨道时的速度有关时，要控制小球的质量和支架高度不变，通过小球释放时距轨道末端的高h度来改变小球滑出轨道末端的速度。
（2）[1]探究猜想②小球落地点到抛出点水平距离s可能与支架的高度有关时，要控制小球的质量和小球滑出轨道末端的速度（小球释放时距轨道末端的高度）不变，改变支架高度，通过表格数据可知，其他条件相同时，支架越高，小球运动的水平距离越远。
[2]想要得到更具普遍性的结论，接下来小阳应该改变支架高度，多次实验。
（3）多次试验后，水平面上留下了多个小钢球落地点的标记，无法区分哪次实验与哪个标记对应，为了避免这个问题，实验可以采取的方法是：用不同颜色的笔对小球落地点进行标记（或者：对小球落地点进行编号）。
（4）要探究小球运动的水平距离可能还和小球的质量有关，应该保持小球滑出轨道末端的速度（小球释放位置距轨道末端的高度）和支架高度不变，更换不同质量的小钢球进行探究。
3．（24-25九年级上·贵州贵阳·期中）2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹如图所示，9时11分准确落入预定海域。在我国伟大科学家们的努力下，时隔44年再次震撼世界，为祖国75周年庆生。
洲际导弹的发射过程一般要经历三个阶段：
助推段：导弹离开发射装置，通过3级助推器不断推进，迅速将导弹推至惊人的速度。
中程段：
助推结束后，导弹穿越至近乎真空的空间环境，瞬间安静下来。接下来，导弹通过制导系统的陀螺仪测量和控制导弹，加上遥感卫星和图像侦察卫星提供的地形数据，不断调整弹道，确保导弹精确落入预定海域。
再入段：
瞄准后，导弹把多个模拟导弹弹头发射出去，为了稳定轨迹不偏离航线，弹头开始高速旋转进入大气层，这时模拟弹头与大气摩擦产生巨大热量，以接近25马赫（马赫是表示速度的量词，1马赫0.3403公里/秒）的速度飞向目标。随着剧烈强光闪现，落入预定海域。
请根据上述介绍，回答下列问题：
(1)要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是 （选填“加速”或“减速”）。
(2)导弹进入中程段后声音无法传播原因是 。
(3)洲际导弹一旦发射，无法拦截的原因之一就是有多个导弹弹头，若一枚导弹弹头质量为1000kg，求：这枚导弹弹头受到的重力？（）
(4)洲际导弹再入段中，弹头在进入大气层下降过程中，如果没有任何动力装置的情况下，弹头的重力势能的减少量为动能的增加量为，请比较和大小关系，并说明理由。（忽略导弹质量的变化）
【答案】(1)加速
(2)真空不能传播声音
(3)见解析
【详解】（1）要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是“加速”。这是因为导弹需要获得足够的速度，才能克服地球引力，达到足够的飞行高度，冲出大气层。
（2）导弹进入中程段后声音无法传播的原因是空气变得非常稀薄，几乎成为真空状态。声音的传播需要介质，而在真空状态下，声音无法传播。
（3）导弹弹头受到的重力为
（4）由于洲际导弹再入段中，随着弹头不断下降，弹头的重力势能的减少量转化为动能的增加量及克服大气摩擦等消耗一部分能量，所以。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
实验序号
小球释放位置距轨道末端的高度h/m
支架高度H/m
小球运动的水平距离s/m
1
0.25
1.00
0.98
2
0.25
0.64
0.79