【备考2023】2022年中考物理人教版真题分类汇编——专题 11.功和机械（ 含解析）

这是一份【备考2023】2022年中考物理人教版真题分类汇编——专题 11.功和机械（ 含解析），共13页。试卷主要包含了功和机械，9倍），请解答下列问题，5×104J30s=1，2×103N等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2022·襄阳）一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（ ）
A．动能增大B．动能减小
C．重力势能增大D．重力势能减小
2．（2022·南通）下列四个情境中，属动能转化为势能的是（ ）
A． 拉弓放箭B． 踩板下滑
C． 秋千上摆D． 弹簧拉车
3．（2022·呼和浩特）荡秋千是一种喜闻乐见的运动，在越荡越高的欢乐中，享受的是激情与健身的欢欣。如图所示，晨光同学在荡秋千。他从A点自由出发，经过最低点B和与A点等高的C点，到达右侧最高点D返回。经测量，D点高于A点和C点。晨光同学从A到D的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．A点和D点机械能相等
B．到达B点时，受力平衡
C．在此过程中，只有机械能与内能之间相互转化
D．从A点到D点，其机械能增加
4．（2022·滨州）2022年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（ ）
A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能
B．他起跳后到达最高点时，机械能最大
C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢
D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的
5．（2022·日照）“粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中1kg小麦的（ ）
A．动能不变B．重力势能不变
C．机械能不变D．动能与重力势能的和不变
6．（2022·烟台）如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来把橡皮贴近自己的鼻子稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子。下列说法正确的是（ ）
A．橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B．橡皮摆动到最低点时动能最小
C．橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能
D．橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能
7．（2022·南通）在内径约为1cm的玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（ ）
A．2×10﹣5WB．2×10﹣4WC．2×10﹣3WD．2×10﹣2W
8．（2022·六盘水）如图所示是小明端午小长假在游乐园乘坐过山车时的情景，过山车在粗糙轨道的顶端由静止滑下，途中经过A、B、C三点，其中A点与B点等高，C点在水平轨道上。在此过程中保证绝对安全，不计空气阻力，下列关于过山车分析正确的是（ ）
A．重力势能全部转化为动能B．A点和B点的速度相等
C．在B点时受三个力作用D．在C点时受平衡力作用
9．（2022·株洲）人用水平方向的力推物体，使物体在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．人对物体的推力大于水平面对物体的摩擦力
B．若增大推力，物体所受摩擦力也将增大，物体仍做匀速直线运动
C．若撤去推力，物体的动能将保持不变
D．若撤去推力，物体在继续运动过程中所受摩擦力大小不变
10．（2022·通辽）有关体育运动项目中涉及到的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．抛出的实心球在上升时，如果所受的力都消失，它将处于静止状态
B．排球碰到墙壁后被反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
C．抛出去的篮球在下降过程中，动能转化为重力势能
D．跑步时所穿运动鞋的鞋底有花纹，是为了增大对地面的压力
二、多选题
11．（2022·青岛）北京冬奥会的成功举办，大大激发了国民参与冰雪运动的热情。某滑雪爱好者从雪坡高处的A点由静止自由滑下，经坡底的B点后，继续在水平滑道上滑行，最后停在C点。关于滑雪者的机械能，下列分析正确的是（ ）
A．在A点动能为零，重力势能最大
B．从A到B的过程中重力势能逐渐减小
C．从B到C的过程中动能逐渐增大
D．从A到C的过程中机械能不变
12．（2022·柳州）如图，一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点，此过程中蚂蚁的（ ）
A．动能先变小后不变B．动能不变
C．重力势能先变小后不变D．重力势能不变
三、填空题
13．（2022·湘西）神舟十四号载人飞船于2022年6月5日10时44分成功发射，在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的机械能 （选填“增加”、“不变或“减小”）。
14．（2022·日照）物理课上，喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材，器材所受的重力为20N，距离讲台的水平距离OM=1.2m，距离讲台面的竖直高度ON=0.8m，如图所示。小明先用4s的时间在M点将器材匀速竖直搬起0.8m，再匀速直线运动5s到达讲台的N点。小明水平移动器材时，速度大小为 cm/s、对器材做的功为 J。
15．（2022·铜仁）冬奥会场馆内，一名志愿者正在搬运一长方体器材箱，从边线开始向右水平移动一段距离，如图（a）所示，他对器材的水平推力为300N，箱子运动过程中的位置（s）与时间（t）关系图像如图（b）所示。4s内箱子的平均速度为 m/s；4s内志愿者克服摩擦力做功的功率为 W；若将两个规格相同的器材箱水平并排放置，一起匀速推动，与推动一个器材箱相比，志愿者施加的推力将 （选题“增大”“不变”或“减小”）；如果有一个与箱子质量相等的物体，被天宫二号宇航员在空间站舱内板面上推动，推力与板面平行，物体所受摩擦力是其在地球表面的 倍。（物体在空间站所受的引力约是在地球表面的0.9倍）
四、实验探究题
16．（2022·玉林）如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。
（1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）大小来反映的；
（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越 ；
（3）分析比较 两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大；
（4）综合上述可知，如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高 ；
（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
五、计算题
17．（2022·东营）如图所示，某电动叉车拾升石材的情景。电动叉车将1500kg石材完成一次最大起升高度，用时30s，其项目参数如下表。（g取10N/kg）
（1）求石材被抬升的速度；
（2）求电机对石材做的功及做功功率；
（3）求空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。
18．（2022·淄博）我国生产的无人机世界领先，种类繁多，应用广泛。如图所示是一架已经装载上10kg防疫物资的无人机，若该无人机自身质量为30kg，它有4条支撑腿，每条支撑腿与地面的接触面积为25cm2.（g取10N/kg）请解答下列问题：
（1）防疫物资所受的重力；
（2）图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强（旋翼未转动）；
（3）起飞后，无人机在30s内匀速竖直上升60m，此过程中无人机对防疫物资做功的功率。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的质量不变、速度不变，动能不变；汽车的质量不变、高度增大，重力势能增大，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，高度越高，物体的重力势能越大。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，A不符合题意；
B．踩板下滑的过程是重力势能转化为动能，B不符合题意；
C．秋千上摆的过程，是动能转化为重力势能，C符合题意；
D．弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】动能转化为重力势能时，物体的高度变大，速度减小。
3．【答案】C
【解析】【解答】ACD．晨光同学在当秋千的过程中，克服重力和空气阻力做功，机械能逐渐转化为内能，机械能不断减小，AD不符合题意，C符合题意；
B．到达B点时，晨光同学没有保持静止或者匀速直线运动状态，处于非平衡状态，受力不平衡，B不符合题意。
故答案为：C。
【分析】质量一定时，高度越高，重力势能越大；物体间相互摩擦时，机械能转化为内能。
4．【答案】A
【解析】【解答】A．他从起跳到最高点的过程中，质量不变，速度逐渐变小，高度逐渐升高，动能逐渐变小，重力势能逐渐增大，动能逐渐转化成重力势能， A符合题意；
B．由于存在阻力，他起跳后到达最高点的过程中，机械能不断减小，在最高点机械能最小，B不符合题意；
C．他从空中下落过程中，速度越来越大，由P=Wt=Fvt=Fv=Gv
得，重力做功越来越快，C不符合题意；
D．由于存在阻力，他从起跳到落地的整个过程中，机械能不断减小，机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体自由上升时，动能转化为重力势能；物体受力且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。
5．【答案】A
【解析】【解答】A.1kg小麦的质量不变，匀速上升时速度不变，因此动能不变，A符合题意；
B.1kg小麦的质量不变，高度变大，因此重力势能变大，B不符合题意；
CD．物体的机械能是物体的动能和势能之和，由于小麦的动能不变，重力势能变大，因此小麦的机械能变大，动能与重力势能的和变大，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】质量不变，匀速上升时速度不变，动能不变；质量不变，高度变大，重力势能变大；物体的机械能是物体的动能和势能之和。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．由于在摆动中，橡皮受到了空气阻力，故机械能不守恒，A不符合题意；
B．橡皮在最低点时，高度最低，速度最快，所以重力势能最小，动能最大，B不符合题意；
C．橡皮在下降过程中，重力势能减小，动能增加，即重力势能转化为动能；C符合题意；
D．橡皮在上升过程中，重力势能增加，动能减小，是动能转化为重力势能；D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】下降过程中，重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能。
7．【答案】B
【解析】【解答】玻璃管的内径约为1cm，则玻璃管的半径约为0.5cm；气泡的形状近似为球形，则气泡的体积V=43πr3=43π（0.5cm）3=16πcm3=16π×10-6m3
由于气泡浸没在水中，故气泡排开水的体积V排=V=16π×10-6m3
气泡在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×16π×10-6m3=16π×10-2N
气泡上升距离s=40cm=0.4m
气泡所受浮力做的功W=F浮s=16π×10-2N×0.4m=115π×10-2J
气泡所受浮力做功的功率P=Wt=115π×10-2J20s=130π×10-3W≈1×10-4W
故气泡所受浮力做功的功率最接近于2×10﹣4W，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据液体密度和排开液体的体积，计算浮力大小；根据力和距离的乘积计算做功多少；功和时间的比值， 计算功率。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．轨道粗糙，过山车在滑下的过程中摩擦生热，重力势能转化为动能和内能，A不符合题意；
B．因为轨道粗糙，克服摩擦不断消耗机械能，因此机械能不守恒，B点机械能小于A点，A、B高度相同，重力势能相等，因此B点动能低于A点，所以B点速度低于A点速度，B不符合题意；
C．过山车在B点时受到自身重力、轨道支持力和摩擦力，C符合题意；
D．当物体处于静止状态或匀速直线运动时，物体受力平衡，题干未说明C点的状态，因此不能确定C点是否受平衡力，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体运动时克服阻力做功，消耗的机械能；斜面上的物体受到重力、支持力和摩擦力的作用。
9．【答案】D
【解析】【解答】A．用水平方向的力推在水平地面上的物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则在水平方向上受的力是平衡力，摩擦力和推力的大小相等，A不符合题意；
BD．滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体的运动速度无关，在压力和接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力大小不变，B不符合题意，D符合题意；
C．撤去推力后物体受到了阻力的作用慢慢停下来，速度变小，物体的动能将变小，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则在水平方向上受的力是平衡力，摩擦力和推力的大小相等；滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体的运动速度无关，在压力和接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力大小不变；速度变小，物体的动能将变小。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．抛出的实心球在上升时，如果所受的力都消失，由牛顿第一定律知道，将以原来的速度和方向做匀速直线运动，A不符合题意；
B．力可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态；排球碰到墙壁后被反弹回来，运动方向发生变化，说明力可以改变物体的运动状态，B符合题意；
C．篮球下降过程中，质量不变，速度变大，动能增加，高度变小，重力势能变小，所以由重力势能转化为动能，C不符合题意；
D．跑步时所穿运动鞋的鞋底有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】所受的力都消失，由牛顿第一定律知道，运动的物体将以原来的速度和方向做匀速直线运动；力可以改变物体的形状，也可以改变物体的运动状态；质量不变，速度变大，动能增加，高度变小，重力势能变小；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力。
11．【答案】A,B
【解析】【解答】A．A点由静止自由滑下，A点的速度为零，故滑雪者的动能为零，高度最高，故重力势能最大，A符合题意；
B．从A到B的过程中，质量不变，高度越变越小，故重力势能逐渐减小，B符合题意；
C．从B到C的过程中，需要克服摩擦力做功，故动能逐渐减小，C不符合题意；
D．由于到C点就停止了，说明在滑雪的过程中，受到了摩擦力，克服摩擦力做功，从A到C的过程中机械能转化为内能，机械能逐渐减小，机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】运动的物体具有动能，静止的物体没有动能；物体的高度越高，重力势能越大。
12．【答案】B,C
【解析】【解答】AB．一只蚂蚁以大小不变的速度沿碗中虚线从A点爬到B点，蚂蚁质量不变，速度大小不变，因此蚂蚁的动能不变，A不符合题意，B符合题意；
CD．蚂蚁从A点到B点，质量不变，高度先减小后不变，因此重力势能先变小后不变，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】物体下落时，重力势能减小；物体的动能和物体的质量、速度有关。
13．【答案】增加
【解析】【解答】在载人飞船加速升空的过程中，舱内3名宇航员的质量不变，加速升空，舱内3名宇航员的速度不断增加，动能增加，舱内3名宇航员的高度不断增加，势能增加，所以舱内3名宇航员的机械能增加。
【分析】加速上升的物体，动能变大，重力势能变大。
14．【答案】24；0
【解析】【解答】小明水平移动器材时运动的距离s=1.2m=120cm
速度大小为v=st=120cm5s=24cm/s
小明水平移动器材时，小明对器材的作用力竖直向上，器材在力的方向上没有移动距离，因此小明水平移动器材时不对器材做功，故对器材做的功为0。
【分析】根据v=st，求出速度；功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。
15．【答案】0.5；150；增大；0.9
【解析】【解答】由图可知，4s内箱子的平均速度 v=st=7m-5m4s=0.5m/s
水平推力为300N，4s内志愿者克服摩擦力做功的功率P=Fv=300N×0.5m/s=150W
将两个规格相同的器材箱水平并排放置，器材箱对水平面的压力增大，滑动摩擦力的大小与压力大小与接触面粗糙程度有关，接触面粗糙程度不变，压力大小变大，所以滑动摩擦力变大，匀速运动时，滑动摩擦力的大小等于推力大小，所以推力大小增大。
由题意可知，物体在空间站所受的引力约是在地球表面的0.9倍，所以物体在空间站受到的重力为地球上受到重力的0.9倍，即物体对水平面的压力大小为地球上的0.9倍，则物体所受摩擦力是其在地球表面的0.9倍。
【分析】经过路程和时间的比值， 计算速度；利用力和速度的乘积，计算功率；接触面的粗糙程度一定时，压力越大，滑动摩擦力越大；根据压力的关系，计算摩擦力的大小。
16．【答案】（1）距离s
（2）大
（3）甲、丙
（4）速度
（5）减小
【解析】【解答】（1）小钢球从斜面滚下过程中，其动能大小是通过小木块移动距离s的大小来反映的，小木块移动距离越大，说明小钢球的动能越大。
（2）分析比较甲和乙两组实验可知，小球的质量相同，而小球在斜面上释放时的高度不同，甲图中小球释放时的高度大，到达水平面时的速度大，推动木块滑行的距离远，故可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）探究动能大小与质量的关系，保持速度相同，钢球的质量不同，故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。
（4）图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度，质量越大的车，限速越低。
（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，木块受到的阻力增大，则木块移动的距离将减小。
【分析】（1）通过小球推动木块移动的距离，可以反应动能的大小；
（2）当质量一定时，物体的速度越大， 动能越大；
（3）探究动能和物体的质量关系，要保持速度相同；
（4）当动能一定时，质量越大，速度越小；
（5）做功相同时，增大接触面的粗糙程度，物体移动的距离减小。
17．【答案】（1）解：根据速度的计算公式可得，石材被抬升的速度为v=st=3m30s=0.1m/s
答：石材被抬升的速度为0.1m/s；
（2）解：由重力的计算公式可得，石材的重力为G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N
根据功的计算公式可得，电机对石材做的功为W=Gh=1.5×104N×3m=4.5×104J
由功率的计算公式可得，电机对石材做功功率为P=Wt=4.5×104J30s=1.5×103W
答：电机对石材做的功为4.5×104J及做功功率为1.5×103W；
（3）解：由题意可知，空载叉车静止时，其对地面的压力与受到的重力大小相等，空载叉车对地面的压力为F=G'=m'g=720kg×10N/kg=7.2×103N
根据压强的计算公式可得，空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为p=FS=7.2×103N0.08m2=9×104N
答：空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为9×104N。
【解析】【分析】（1）根据公式v=st，可求出速度；
（2）根据公式W=Gh及P=Wt，可求出功和功率；
（3）根据公式p=Fs=Gs，可求出压强。
18．【答案】（1）解：由 G=mg 知道，防疫物资的重力G物资=m物资g=10kg×10N/kg=100N
答：防疫物资所受的重力为100N；
（2）解：由 G=mg 知道，无人机的重力G无人机=m无人机g=30kg×10N/kg=300N
在水平地面上静止的无人机对地面的压力F=G物资+G无人机=100N+300N=400N
总受力面积S=4×25cm2=100cm2=1×10-2m2
则无人机对地面的压强 p=FS=400N1×10-2m2=4×104Pa
答：图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强为4×104Pa；
（3）解：无人机对防疫物资做的功W=G物资h=100N×60m=6×103J
则此过程中无人机对防疫物资做功的功率 P=Wt=6×103J30s=200W
答：此过程中无人机对防疫物资做功的功率为200W。
【解析】【分析】（1）根据公式G=mg，可求出重力；
（2）根据公式 F=G物资+G无人机及P=FS，可求出压强；
（3）根据公式 W=G物资h及P=Wt，可求出功率。项目
参数
额定载重（kg）
1500
最大起升高度（m）
3
空载行驶速度（km/h）
5
空载质量（kg）
720
轮胎接地总面积（m2）
0.08