专题09 功和机械能（培优 专题专练）（全国通用）2026年中考物理二轮复习高效培优系列+答案

这是一份专题09 功和机械能（培优 专题专练）（全国通用）2026年中考物理二轮复习高效培优系列+答案，共31页。
1．【新情境+米兰冬奥会・滑雪运动员考察动能与势能】2026年米兰冬奥会，徐梦桃在自由式滑雪空中技巧项目中成功卫冕，她从跳台助滑加速下落后，在空中划出美丽弧线后稳稳落地，以112.90分的高分书写传奇。她在加速下落过程中（ ）
A．动能不变B．重力势能减小C．机械能保持不变D．动能转化为重力势能
2．【新情境+春晚舞蹈・威亚演员考察机械能变化】2024年春晚舞蹈诗剧《锦鲤》的演员们，既是一群活泼的少女，又是一群嬉戏的“锦鲤”，“灵性相通”的意象直击观众心底的柔软和纯真。如图所示，在威亚的拉力作用下，整齐划一地匀速上升的演员们（ ）
A．动能不变，重力势能减小B．动能增大，重力势能不变
C．动能不变，重力势能增大D．动能减小，重力势能增大
3．【新情境+巴黎奥运会・网球运动考察机械能转化】运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌。某次发球，她在点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为，触地过程中有一部分机械能转化成了内能，点与点等高，则（ ）
A．网球在点的动能为零
B．网球在点的机械能等于在点的机械能
C．网球在点的动能大于在点的动能
D．网球由点运动到点，减小的重力势能全部转化为动能
4．【新情境+古代科技・高转筒车考察能量转化】《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图所示）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A．该装置不需要消耗人力便可不断做功，属于永动机
B．流水驱动轮子转动时将内能转化为机械能
C．水被匀速输送到高处的过程中重力势能增加，机械能增大
D．该机械不符合能量守恒定律
5．【新情境+科技勘察・无人机地形勘察考察机械能】某研究团队利用无人机对如等高线图所示的山地进行地形进行勘察（等高线数值代表海拔高度，单位：米）。结合图中信息和物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．无人机从B点匀速运动到A点的过程中，机械能变小，不需要消耗电能
B．山间溪流从C点流向B点的过程中，水的重力势能全部转化为动能
C．无人机在C点、D点两处的重力势能相等
D．无人机从A点匀速运动到C点的过程中，机械能不变
6．【新情境+健身运动・跳绳考察功与功率】跳绳是一项高效的有氧运动，具有增强心肺功能。提高身体的协调性和平衡能力的作用。一名体重为的同学跳绳时，重心上升的高度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．下降过程中，该同学所受的重力不做功 B．该同学1min内跳绳225次
C．该同学跳绳一次克服自身所受的重力做的功为 D．该同学跳绳的平均功率为
7．【新情境+航天科技・卫星燃料加注考察机械能】2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7对接后，实践二十五号卫星为北斗G7星注入1.3t燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起绕地球匀速转动，且距地高度不变。加注过程中，以实践二十五号卫星为参照物，北斗G7星是________（选填“运动”或“静止”）的。北斗G7星的机械能________（选填“增大”“不变”或“减小”）。
8．【新情境+农业生产・无人机施肥考察动能变化】盘锦大米闻名全国，在水稻种植过程中利用无人机精确施肥，最大限度地提高作物产量和质量，减少肥料的浪费和对环境的负面影响。装满肥料的无人机在空中沿水平方向匀速飞行，精准向稻田施肥时，无人机的动能________，施肥完成后无人机匀速下降过程中，无人机的机械能________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
9．【新情境+传统文化・舞狮考察运动与机械能】中国是世界“龙狮运动”的发源地，如图所示是舞狮时“狮子”站在柱子上静止的情景，此时以柱子为参照物，“狮子”是___________（选填“静止”或“运动”）的。“狮子”从柱子上竖直向上跃起后受到的重力方向是___________。当“狮子”跃起到空中最高点时，“狮子”的___________（选填“重力势能”或“动能”）最大。
10．【新情境+航天对接・卫星环绕考察机械能变化】2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7星对接，为北斗G7星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，则加注过程中，北斗G7星的动能______，实践二十五号卫星的重力势能______，两星组合体的机械能______。（均选填“增大/不变/减小”）
11．【新情境+古代工具・龙骨水车考察机械效率】如图甲所示为《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内板叶刮水上行，倾灌于地势较高的田地。
(1)龙骨水车刮水上行时水的_________能增大。
(2)若工人踩动龙骨水车旋转一周可将30kg的水提升到4m高的田地中，所用时间为60s，工人做功的总功率为50W，则该过程中工人做的总功为_________J，机械效率为_________%。
(3)如图丙所示，水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用_________（选填“①”或“②”）。
12．【新情境+奥运跳水・全红婵考察动能与重力势能】如图甲所示，是全红婵在巴黎奥运会10m跳台跳水决赛的场景。运动过程轨迹可简化为乙图。从跳台O点起跳，到达最高点A点后，下落到B点入水，整个过程不计空气阻力。全红婵运动过程中动能随着离水面高度h变化的图像如丙所示。分析图像可知：全红婵能达到的最大高度距离水面为________m，从跳台O点跳起时的动能是________J，O到B的整个过程中，重力做功________J。
13．【新情境+物理探究・动能影响因素考察实验设计】小明联想到骑乘造成的危险伤害可能与电动自行车的动能有关，于是他用金属球模拟电动自行车，探究电动自行车动能的影响因素。
猜想一：由“限载”可猜想到电动自行车的动能大小与质量有关
猜想二：由“禁止超速”可猜想到电动自行车的动能大小与速度有关
为了验证上述猜想，老师提供了如下器材：斜槽、刻度尺、两个钢球、木块和长木板。实验装置如图所示。
(1)他们做了如图所示的三次实验：让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，实验中通过比较木块被撞击后滑行的距离来反映_______。（填写序号）
①小球撞击木块后的动能 ②小球撞击木块前的动能 ③木块被撞击后的动能
(2)请你在方框内设计一个记录实验数据的表格。
(3)探究甲乙图时，是为了验证猜想________（填写字母）；实验结论：___________；
(4)若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是_____（填写字母）
①倾斜程度不同的斜面 ②粗糙程度不同的水平面 ③质量不同的小球
14．【新情境+体育探究・篮球下落考察能量转化】篮球从空中下落，撞击地面的过程中，与地面的接触面会不断增大，最大接触面积与下落高度之间有怎样的关系？学校兴趣小组利用器材进行探究。
(1)在球场地面上铺一张白纸，白纸上用复写纸覆盖，篮球从一定高度处自由下落，撞击复写纸，在白纸上留下蓝色圆斑，如图甲所示是蓝色圆斑的照片，用毫米刻度尺测量出照片中圆斑的直径为________cm。篮球在空中自由下落过程中，________能转化为________能；
(2)小明让篮球从不同高度处自由下落，将下落的高度与蓝色圆斑的面积记录在表中，在图乙中描点并用平滑的曲线作出“”图像________。说出蓝色圆斑的面积与下落高度之间的变化关系：________；
(3)压力传感器能记录瞬间的压力大小，并将数据呈现在计算机上。小明想测量篮球从30cm处下落时撞击地面的最大压强。如图丙所示，他将压力传感器放置在球场上，篮球从相应高度处自由下落撞击压力传感器，从电脑上读取最大压力F的大小，并在表格中查找对应的面积，进行计算，你认为小明的做法是否正确？________。理由是：________。
15．【新情境+交通工具・水陆两栖观光车考察力学计算】如图所示，这是我国生产的一款水陆两栖观光车，它既能在陆地上行驶，又能像船一样在水中航行。该车的总质量是12t，空载静止在水平地面上时，四个车轮与地面接触的总面积为。求：
(1)该车空载静止在水平地面上时，对水平地面的压强是多少Pa；
(2)该车空载在水中漂浮时，所受浮力是多少N，排开水的体积是多少；
(3)该车在水中匀速直线航行5min，此时发动机的输出功率为180kW，观光车航行过程中发动机做的功是多少J？
16．【新情境+古代水利・水转筒车考察功与功率】图甲所示的是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车，它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时，竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中，使水流向河岸，图乙为筒车的简化示意图。若接水槽比取水处高4m，筒车上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为1min（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）。
(1)筒车旋转一周对水做的功是多少？
(2)筒车旋转一周对水做功的功率是多少？
(3)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理。
压 轴 提 速 练
1．（2025·江苏徐州·中考真题）如图所示，有两个相同的钢质小球A和B，分别用细线悬挂起来。将A拉起后释放，A向下摆动撞击B，A静止下来，B开始摆动。B回摆后撞击A，B静止下来，A开始摆动。几位同学观察这个过程，进行了以下归纳，其中正确的是（ ）
A．原来静止的小球被撞击而运动，说明力是物体运动的原因
B．原来运动的小球被阻挡而静止，说明力是物体静止的原因
C．碰撞使运动的小球静止，使静止的小球运动，说明力是改变物体运动状态的原因
D．两个小球循环往复摆动，说明物体具有惯性，可以一直这样运动下去
2．（2025·江苏淮安·中考真题）如图甲所示，物体在10N的水平拉力F的作用下，沿水平地面向右做直线运动。固定于地面的传感器发出的超声波遇到运动的物体被反射回传感器，传感器通过计算机显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s-t图像，如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．物体做加速运动 B．0~15s内拉力做的功为300J
C．传感器相对于物体是静止的 D．物体受到的摩擦力小于10N
3．（2025·山东潍坊·中考真题）运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌。某次发球，她在点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为，触地过程中有一部分机械能转化成了内能，点与点等高，则（ ）
A．网球在点的动能为零
B．网球在点的机械能等于在点的机械能
C．网球在点的动能大于在点的动能
D．网球由点运动到点，减小的重力势能全部转化为动能
4．（2025·湖北武汉·中考真题）2025年5月1日，世界第一高坝——“双江口大坝”完成首次蓄水，蓄水量达到1.1亿立方米，如图所示。双江口水电站建成后大坝总高达315米，最高蓄水深度可达240米，从侧剖面来看，坝体是一个上窄下宽的梯形，坝底厚度达到1400米，坝顶厚度仅有16米。建成后的双江口水电站总装机容量为200万千瓦，年发电量可达77亿度。下列说法错误的是（ ）
A．大坝设计成上窄下宽的形状是因为水的深度越深，压强越大
B．最高蓄水位时，坝底受到水的压强为
C．水从高处流下的过程中，水的重力势能转化为动能
D．若水库中100t水下落240m，水的重力做功
5．（2026·安徽阜阳·一模）如图甲所示，放在水平地面上的物体受到水平向右拉力F的作用，拉力随时间变化关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化关系如图丙所示。下列判断正确的是（ ）
A．0~3s物体受到的摩擦力大小为0NB．3~6s物体做匀速直线运动
C．3~6s物体受到的摩擦力大小为6ND．6~9s物体运动时做功的功率为4W
6．（2026·陕西·模拟预测）2026年1月5日，一个长60米、宽40米、高40米，酷似“飞艇”的大家伙，划破长空，稳健爬升至2000米高度，累计发电385千瓦时，成功完成试飞和微网并网验证。这个空中“飞艇”正是全球首台适用于城市环境的兆瓦级浮空风力发电系统（如图）。下列有关说法正确的是（ ）
A．“飞艇”匀速上升过程中，若不计空气阻力，动能不变、重力势能增大，机械能守恒
B．飞艇匀速上升时，受到的浮力与重力是一对相互作用力
C．飞艇悬停时，若所有发动机突然停止工作，飞艇不会立即下落，是因为飞艇具有惯性
D．“飞艇”在空中受到的浮力一定等于它所排开空气的重力
7．（2025·江苏常州·一模）如图甲所示，置于水平地面上的压力传感器能够测出其表面受到的压力大小，并通过电脑显示。将一排球从其正上方某一高度处由静止释放，落到传感器上后再竖直弹起，反复多次后静止在传感器上。传感器测得的压力随时间变化情况如图乙所示。A、B、三点对应的时刻是t1、t2、t3，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）
①从到，排球的重力势能增大 ②排球在时刻的机械能比时的小
③排球在时刻受非平衡力的作用 ④排球在的过程中机械能守恒
A．①③B．②③C．②④D．①④
8．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，一起重机从a处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过b、c两处且ab段与bc段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重物可能先加速再减速
B．拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功
C．重物经过ab段所用的时间等于经过bc段所用的时间
D．重物的动能转化为重力势能
9．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐_________，篮球在C点的重力势能_________在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为_________。
10．（2025·江苏常州·中考真题）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7卫星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7卫星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7卫星的动能______、重力势能______、机械能______。
11．（2025·吉林·中考真题）冰雪“出圈”，文化“出彩”，大美吉林的地域文化，为全国各地的游客带来了别具一格的体验。
(1)精彩纷呈的冰雪实景戏曲秀中，一位身着京剧戏服的小伙在雪道上飞驰。以他使用的滑雪板为参照物，小伙是___________的，在加速下滑的过程中其动能___________。
(2)游客沿着长度为200m的冰雪大滑梯滑下，历时25s，游客下滑的平均速度是___________m/s，滑到底端时游客不能立刻停下，是因为游客具有___________。
12．（2025·新疆·中考真题）2025年4月24日，神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接。
(1)神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后，以神舟二十号飞船为参照物，中国空间站核心舱是______（选填“运动”或“静止”）的；空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，空间站______（选填“具有”或“没有”）惯性，地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的______（选填“快慢”或“方向”）。
(2)航天员在空间站核心舱内面对面交流时，声音通常是通过______（选填“空气”或“电磁波”）传播的。航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒，其目的是为了______（选填“增大”或“减小”）抓取物体时的摩擦。中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态，已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08N，空间站运行的速度为7.7km/s，当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时，每台霍尔发动机推力的功率为______W。
13．（2026·江苏南京·一模）如图甲所示，某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）则：
(1)图像AB段，人的动能变化情况是__________，图像B点的速度__________（选填“大于”“小于”或“等于”）C点的速度；
(2)人的重力大小为__________。
14．（2025·吉林长春·三模）无人驾驶飞机简称“无人机”（“UAV”），是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。如图所示外卖小哥使用无人机从地面向高楼阳台送餐。已知无人机质量为3kg，外卖质量为0.6kg，无人机先以4m/s的速度径直上升10s，再水平匀速飞行30m到阳台，整个送餐过程历时25s。（g＝10N/kg）
(1)无人机匀速竖直上升过程中对外卖_______ （选填“做功”或“不做功”）；若无人机没电时会发出警报“电量不足，请及时充电”，充电时，无人机的电池相当于________ 。
(2)无人机水平飞行的速度为_____ m/s，整个过程中无人机对外卖做功功率为________ W。
15．（2025·湖南株洲·三模）现有30包大米，每包质量为6kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。
(1)由图可知他可以提供的最大功率为______W；
(2)他将大米全部搬上库房总共做功______J；
(3)为了尽可能快地将大米搬上库房，若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为______s。
16．（2026·江苏无锡·一模）如图甲所示，将摆球悬挂在拉力传感器上后，再固定在O点，时刻摆球静止于点，将摆球拉至位置后，于时刻由静止释放，摆球在、间来回摆动，不计空气阻力。图乙是拉力传感器示数随时间的变化图像。分析图像可知：在时刻，小球运动到________（选填“点”、“AC之间”或“点”）；时刻，小球动能________（选填“增大”、“减小”或“先减小后增大”）；小球在点受到的合力为________N。
17．（2025·宁夏·中考真题）前掷实心球是常见的田径运动项目之一。小华通过分析图所示动作要领，猜想实心球抛出距离可能与抛出时的角度有关，于是设计图所示实验装置进行验证，步骤如下：
①将教学用量角器固定在水平桌面边缘，玩具弹簧枪的枪管贴近量角器；
②枪管沿水平方向发射塑料弹丸，用刻度尺测出弹丸落地点与枪口的水平距离，并记录实验数据；
③多次改变枪管与水平面的夹角，进行实验。实验数据如下表：
(1)实验时，枪管中的弹簧被压缩，说明力可以改变物体的________；弹丸离开枪管后，还能继续向前运动，因为它具有________；弹丸离开枪管后，弹簧对弹丸________（选填“做功”或“不做功”）。
(2)由实验数据可知：当发射角度为________时，弹丸弹射的水平距离最远。小华查阅资料获知：受诸多因素影响，前掷实心球的最佳角度为。
(3)结合实际进行猜想，同一位运动员前掷实心球的抛出距离还与哪些因素有关？请自选实验器材，简要陈述实验方法。
18．（2025·贵州铜仁·一模）周末，阳阳一家乘坐小轿车外出游玩。随着小轿车的启动，他发现小轿车加速比公交车加速要快得多，阳阳想：是什么因素影响了汽车加速的快慢呢？对此，他提出了如下猜想：
A．汽车加速的快慢与汽车所受的合力大小有关；
B．汽车加速的快慢与汽车的质量有关。
为了验证猜想，他设计了如下的实验装置：
①甲、乙两辆完全相同的小车并排放在足够长的桌面上，前端各系一条细线，绳的另一端跨过定滑轮并各挂一个相同的小盘，盘中可以放置砝码（如图甲所示）。小车受到的牵引力大小可认为等于小盘和盘中砝码的总重力；
②甲、乙两辆小车后端各系上一条细线，用两块完全相同的黑板擦把两条细线同时按在桌面上，使小车静止（如图乙所示）。抬起黑板擦，两辆小车同时运动，再按下黑板擦，两辆小车同时停下；
(1)若要探究猜想A，实验中可以改变______的个数来改变小车所受牵引力的大小，在这一步操作中应注意保持甲、乙两车质量相同；
(2)当小车在桌面上运动的过程中，请判断：重力对小盘和盘中砝码所做的功______（选填“>”、“