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人教版中考物理一轮复习章节分类考点讲解与训练第11章功和机械能真题演练(原卷版+解析)
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这是一份人教版中考物理一轮复习章节分类考点讲解与训练第11章功和机械能真题演练(原卷版+解析)，共26页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题。
1．（2022•杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲＞W乙＞W丙B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙D．W甲＝W乙＜W丙
2．（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
3．（2022•滨州）2022年2月北京冬奥会，中国代表团收获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
4．（2021•株洲）快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动，安全气囊被弹出并瞬间充满气体，如图所示。安全气囊的作用之一是增大（ ）
A．司机的动能B．司机的惯性
C．司机受到的压强D．司机的受力面积
5．（2021•甘孜州）如图所示，物体A、B叠放在水平面上，物体A在16N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度做匀速直线运动，与B相连的弹簧测力计水平放置且示数恒定为5N（不计测力计、绳子的重力）。则（ ）
A．物体A受到地面摩擦力大小是11N B．物体B受到的摩擦力方向水平向右
C．在2s内力F对物体A做的功为6J D．力F对物体A做功的功率是3W
6．（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
7．（2022•北京）如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动能不变B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能不变D．返回舱所受重力不做功
8．（2021•西宁）一物体在拉力的作用下沿水平方向做直线运动，物体在前5s内加速行驶了30m，后5秒内以10m/s的速度做匀速直线运动，若物体在运动的过程中所受的阻力大小始终为20N，通过计算可知（ ）
A．前5s内，物体的平均速度为5m/s B．前5s内，物体的拉力等于阻力为20N
C．后5s内，拉力做的功为1000J D．后5s内，拉力做功的功率为100W
9．（2021•邵阳）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为8N（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（ ）
A．1.6WB．8WC．3.2WD．16W
10．（2022•玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
11．（2022•襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（ ）
A．减速下降过程中受力不平衡
B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C．匀速下降过程中机械能减小
D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
12．（2022•大庆）雨滴从高空沿直线竖直下落，由于空气阻力的作用，雨滴先加速后匀速运动，可认为雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变。关于雨滴下落过程中下列说法正确的是（ ）
A．匀速下落时，质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大
B．雨滴一直处于平衡状态
C．雨滴下落过程中机械能保持不变
D．雨滴只有在加速下落过程中才有力对它做功
13．（多选）（2022•潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变 B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N D．电动机拉动绳子的功率为480W
14．（多选）（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
二、填空题。
15．（2022•兰州）2022年3月29日，我国成功发射长征六号改运载火箭，搭载了“浦江二号”和“天鲲二号”卫星。在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该火箭是
的，卫星的机械能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
16．（2022•铜仁市）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 ，形成压强差，造成安全事故。
17．（2022•武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 转化为 （填“动能”或“重力势能”）。在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m，所需时间是 s。
18．（2022•巴中）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率为 W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为 。
19．（2022•广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。
20．（2022•乐山）2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻的金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），重力势能转化 能，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
21．（2022•娄底）如图为游乐园过山车的轨道，过山车从高处滑下的过程中，轨道对车的支持力 （选填“不”或“要”）做功，过山车上的游客都要系好安全带，设计宽而平的安全带是为了 （选填“增大”或“减小”）压强。
22．（2022•绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为 牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为 米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 焦。
23．（2022•德阳）如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N。
24．（2022•黑龙江）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N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4s～8s内木箱受到的推力恒为150N，在这段时间（4s～8s）内，木箱受到的推力的功率是 W，8s～10s内木箱受到的摩擦力是 N（忽略空气阻力）。
三、实验探究题。
25．（2022•天津）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。
问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。
（1）做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”）；
（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关；
（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论 。
26．（2022•河池）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验是通过观察 来比较钢球动能的大小；
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关；
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关；
（4）本实验中用到的研究方法是 （填其中一种即可）。
27．（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指 。
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。
四、计算题。
28．（2022•柳州）一辆汽车在1000N的牵引力作用下做匀速直线运动，60s内行驶了600m。求这个过程中：
（1）汽车的速度；
（2）汽车牵引力做的功；
（3）汽车牵引力做功的功率。
29．（2022•呼和浩特）如图为某盘山公路。汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时10min。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求：
（1）货车克服重力做的功和发动机对货车做的功；
（2）货车所受阻力大小。
30．（2022•福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
2023年中考物理第一轮复习真题演练（解析版）
第十一章 功和机械能
一、选择题。
1．（2022•杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲＞W乙＞W丙B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙D．W甲＝W乙＜W丙
【答案】C。
【解答】解：先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W＝Fs；即W甲＝W乙＝W丙；
故C正确；ABD错误。
故选：C。
2．（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
【答案】C。
【解答】解：A、由于空气阻力的存在，橡皮机械能的总量会逐渐减少，故A错误；
B、橡皮第一次摆动到最低点时，从最高处摆动到最低处，所达到的速度最大，所以动能最大，故B错误；
C、橡皮在下降过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增大，是重力势能转化为动能，故C正确；
D、橡皮在上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能减小，是动能转化为重力势能，故D错误。
故选：C。
3．（2022•滨州）2022年2月北京冬奥会，中国代表团收获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
【答案】A。
【解答】解：
A、他从起跳到最高点的过程中，他的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能逐渐转化成重力势能，故A正确；
B、他起跳后到达最高点时，由于存在空气阻力，克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在最高点时的机械能不是最大，故B错误；
C、他从空中下落过程中，速度越来越大，重力不变，根据P＝＝＝Gv可知，重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故C错误；
D、他从起跳到落地的整个过程中，克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能是不守恒的，故D错误。
故选：A。
4．（2021•株洲）快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动，安全气囊被弹出并瞬间充满气体，如图所示。安全气囊的作用之一是增大（ ）
A．司机的动能B．司机的惯性
C．司机受到的压强D．司机的受力面积
【答案】D。
【解答】解：
A、快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动；司机的质量不变，在力的作用下，人的速度变小，动能变小，故A错误；
B、惯性的大小只与质量有关，司机的质量不变，惯性不变，故B错误；
CD、安全气囊能增大人的受力面积，在压力不变的情况下能减小司机受到的压强，减小人受到的伤害程度，故C错误，D正确。
故选：D。
5．（2021•甘孜州）如图所示，物体A、B叠放在水平面上，物体A在16N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度做匀速直线运动，与B相连的弹簧测力计水平放置且示数恒定为5N（不计测力计、绳子的重力）。则（ ）
A．物体A受到地面摩擦力大小是11N B．物体B受到的摩擦力方向水平向右
C．在2s内力F对物体A做的功为6J D．力F对物体A做功的功率是3W
【答案】A。
【解答】解：A、物体B相对于A水平向右运动，故受到A的水平向左的摩擦力的作用，且B相对于地面静止，则B所受的摩擦力f＝F弹＝5N，故B对A的摩擦力方向为水平向右，大小为fB＝f＝5N，
物体A相对于地面水平向左做匀速直线运动，还受到地面对A的水平向右的摩擦力的作用，由力的平衡条件可得，
A受到地面摩擦力的大小：f地＝F﹣fB＝16N﹣5N＝11N，故A正确、B错误；
CD、2s内A运动的路程s＝vt＝0.2m/s×2s＝0.4m，力F对物体A做的功W＝Fs＝16N×0.4m＝6.4J；
力F对物体A做功的功率P＝＝＝3.2W，故CD错误。
故选A。
6．（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
【答案】C。
【解答】解：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，故C正确。
故选：C。
7．（2022•北京）如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动能不变B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能不变D．返回舱所受重力不做功
【答案】A。
【解答】解：A、返回舱匀速下落的过程中，其质量不变，速度不变，所以动能大小不变，故A正确；
B、返回舱匀速下落的过程中，其质量不变，高度减小，则重力势能减小，故B错误；
C、因为机械能等于动能与势能的总和，所以返回舱的机械能减小，故C错误；
D、返回舱竖直向下匀速运动，在重力的方向上通过了距离，其所受的重力做功，故D错误。
故选：A。
8．（2021•西宁）一物体在拉力的作用下沿水平方向做直线运动，物体在前5s内加速行驶了30m，后5秒内以10m/s的速度做匀速直线运动，若物体在运动的过程中所受的阻力大小始终为20N，通过计算可知（ ）
A．前5s内，物体的平均速度为5m/s B．前5s内，物体的拉力等于阻力为20N
C．后5s内，拉力做的功为1000J D．后5s内，拉力做功的功率为100W
【答案】C。
【解答】解：A、前5s内，物体的平均速度v1＝＝＝6m/s，故A错误；
B、物体在前5s内加速行驶，处于非平衡状态，物体的拉力不等于阻力，故B错误；
C、由v＝可得，后5s内移动的路程：
s2＝v2t2＝10m/s×5s＝50m，
拉力做的功W＝Fs2＝20N×50m＝1000J，故C正确；
D、后5s内拉力做功的功率P＝＝＝Fv2＝20N×10m/s＝200W，故D错误。
故选：C。
9．（2021•邵阳）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为8N（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（ ）
A．1.6WB．8WC．3.2WD．16W
【答案】C。
【解答】解：弹簧测力计的示数为8N，则绳端的拉力F为8N，
绳端移动的速度：v绳＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s；
拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝8N×0.4m/s＝3.2W；
故选：C。
10．（2022•玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
【答案】C。
【解答】解：舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大。
故选：C。
11．（2022•襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（ ）
A．减速下降过程中受力不平衡
B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C．匀速下降过程中机械能减小
D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
【答案】D。
【解答】解：A、减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A项说法正确；
B、减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B项说法正确；
C、返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变、速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C项说法正确；
D、返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式P＝＝＝Gv可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D项说法错误。
故选：D。
12．（2022•大庆）雨滴从高空沿直线竖直下落，由于空气阻力的作用，雨滴先加速后匀速运动，可认为雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变。关于雨滴下落过程中下列说法正确的是（ ）
A．匀速下落时，质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大
B．雨滴一直处于平衡状态
C．雨滴下落过程中机械能保持不变
D．雨滴只有在加速下落过程中才有力对它做功
【答案】A。
【解答】解：A、雨滴从高空沿直线竖直下落雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变，f＝kv2，雨滴先加速后匀速运动，雨滴处于平衡状态，根据二力平衡f＝G，即：k＝＝，比例系数不变，质量大的速度大，故A正确；
B、由题可知，雨滴先加速后匀速运动，加速过程处于非平衡状态，故B错误；
C、雨滴从高空沿直线竖直下落，由于受到空气阻力的作用，需要克服空气阻力做功，雨滴的一部分机械能会转化为内能，所以它的机械能会逐渐减小，故C错误；
D、物体只有在力的方向上移动一段距离，我们才说这个力对物体做了功，雨滴在加速下落过程中有力，但力的方向没有与运动的方向垂直，或者物体没有在力的方向上通过距离，这些情况这个力对它都没做功，故D错误。
故选：A。
13．（多选）（2022•潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变 B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N D．电动机拉动绳子的功率为480W
【答案】AD。
【解答】解：
A、吊篮匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，故A正确；
B、吊篮匀速上升，质量不变，高度变大，重力势能变大；动能不变，机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，机械能不守恒，故B错误；
C、由图可知，有4段绳子拉着动滑轮，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力为：F＝G＝mg＝×（40kg+200kg）×10N/kg＝600N，故C错误；
D、绳子自由端移动的距离为：s＝4h＝4×6m＝24m；
绳子自由端移动的速度为：v＝＝＝0.8m/s；
根据P＝＝＝Fv可知，电动机拉动绳子的功率为：P＝Fv＝600N×0.8m/s＝480W，故D正确。
故选：AD。
14．（多选）（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
【答案】AB。
【解答】解：
A、在A点高度最高，重力势能最大，速度为零，动能为零，故A正确；
B、从A到B的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减少，故B正确；
C、从B到C的过程中速度减小，动能逐渐减小，故C错误；
D、从A到C的过程，克服摩擦做功，机械能转化为一部分内能，故机械能减小，故D错误。
故选：AB。
二、填空题。
15．（2022•兰州）2022年3月29日，我国成功发射长征六号改运载火箭，搭载了“浦江二号”和“天鲲二号”卫星。在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该火箭是 运动 的，卫星的机械能 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】运动；增大。
【解答】解：（1）以发射台为参照物，火箭的位置相对于发射台发生改变，所以火箭是运动的；
（2）火箭加速升空的过程，卫星的质量不变、速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，因此卫星的机械能变大。
故答案为：运动；增大。
16．（2022•铜仁市）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 静止 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 减小 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 小 ，形成压强差，造成安全事故。
【答案】静止；减小；小。
【解答】解：坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车与乘客之间没有位置的变化，是静止的；
列车进站时质量不变，速度变小，动能减小；
人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故。
故答案为：静止；减小；小。
17．（2022•武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 重力势能 转化为 动能 （填“动能”或“重力势能”）。在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m，所需时间是 103.6 s。
【答案】重力势能；动能；103.6。
【解答】解：（1）运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，一部分重力势能转化为动能，同时克服摩擦做功，一部分重力势能转化为内能；
（2）电梯从最低点运行到最高点所需时间是：
t＝＝＝103.6s。
故答案为：重力势能；动能；103.6。
18．（2022•巴中）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为 87.5% ，拉力的功率为 100 W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为 90% 。
【答案】87.5%；100；90%。
【解答】解：（1）对货物做的有用功：W有用＝Gh＝350N×10m＝3500J；
由图知，n＝2，则s＝2h＝2×10m＝20m，
拉力做的功为：W总＝Fs＝200N×20m＝4000J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝87.5%；
（2）拉力的功率：P＝＝＝100W；
（3）承担物重的绳子有2股，不计绳重及摩擦，根据公式F＝（G+G动）得G动＝nF﹣G＝2×200N﹣350N＝50N；
当提升重450N的货物时，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%。
故答案为：87.5%；100；90%。
19．（2022•广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 C 点最大，B点重力势能的大小 等于 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 变化 （选填“变化”或“不变”）的。
【答案】C；等于；变化。
【解答】解：（1）由图乙可知，过山车的动能在C点最大，在B点最小；B点的重力势能大小与E点的动能大小相等；
（2）由于机械能等于动能和势能的总和，由图乙可知，从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中，重力势能与动能之和越来越小，所以在这个过程中，过山车的机械能是变化的。
故答案为：C；等于；变化。
20．（2022•乐山）2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻的金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），重力势能转化 动 能，机械能 不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】动；不变。
【解答】解：运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化动能；
因为不考虑一切阻力，所以运动员从A点由静止开始下滑到达B点的过程中没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的，因此该过程中运动员的机械能不变。
故答案为：动；不变。
21．（2022•娄底）如图为游乐园过山车的轨道，过山车从高处滑下的过程中，轨道对车的支持力 不 （选填“不”或“要”）做功，过山车上的游客都要系好安全带，设计宽而平的安全带是为了 减小 （选填“增大”或“减小”）压强。
【答案】不；减小。
【解答】解：（1）过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但支持力方向与物体运动方向垂直，即车没有在支持力的方向上移动距离，所以轨道对车的支持力不做功；
（2）安全带做得比较宽，这是为了在压力相同时，通过增大受力面积来减小压强，人感觉到舒服。
故答案为：不；减小。
22．（2022•绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为 3 牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为 0.05 米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 1.2 焦。
【答案】（1）3；（2）0.05；（3）1.2。
【解答】解：（1）推力为3N时，木块静止，根据二力平衡条件可知摩擦力和推力是一对平衡力，所以摩擦力为3N；
（2）当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，此时移动的距离s＝＝10cm＝0.1m；
木块A在桌面上匀速运动的速度v＝＝＝0.05m/s；
（3）木块A掉落前做的功W1＝F1s＝6N×0.1m＝0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，从A掉落到B掉落，一共移动距离s′＝0.1m+0.1m＝0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，所以推力F2＝F1＝3N；
这段路程做功W2＝F2s′＝3N×0.2m＝0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功W＝W1+W2＝0.6J+0.6J＝1.2J；
故答案为：（1）3；（2）0.05；（3）1.2。
23．（2022•德阳）如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 600 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 25 N。
【答案】600；25。
【解答】解：
（1）已知F＝150N，s＝L＝4m，物体从斜面底端拉动顶端时，所做的总功：W总＝Fs＝150N×4m＝600J；
（2）G＝200N，h＝2.5m，物体从斜面底端拉动顶端时，所做的有用功：W有用＝Gh＝200N×2.5m＝500J；
由W总＝W有用+W额外可得，W额外＝W总﹣W有用＝600J﹣500J＝100J，
摩擦力：f＝＝＝25N。
故答案为：600；25。
24．（2022•黑龙江）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N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4s～8s内木箱受到的推力恒为150N，在这段时间（4s～8s）内，木箱受到的推力的功率是 150 W，8s～10s内木箱受到的摩擦力是 150 N（忽略空气阻力）。
【答案】150；150。
【解答】解：
（1）由题知，在4s～8s内，推力F＝150N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v＝1m/s，
则推力做功的功率：P＝＝＝Fv＝150N×1m/s＝150W；
（2）由图知，在4s～8s内，木箱做匀速直线运动，忽略空气阻力，木箱受到的推力、摩擦力是一对平衡力，大小相等，则木箱受到的摩擦力f＝F＝150N；
由图可知，木箱在8s～10s内做减速运动，由于压力大小、接触面的粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦力的大小不变，还是150N。
故答案为：150；150。
三、实验探究题。
25．（2022•天津）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。
问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。
（1）做实验①②③是为了探究 问题一 （选填“问题一”或“问题二”）；
（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 质量 是否有关；
（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论 在质量一定时，高度越高，重力势能越大 。
【答案】（1）问题一；（2）质量；（3）在质量一定时，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：（1）实验①②受力面积相同，压力不同，所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系；②③的压力相同，受力面积不同，探究的是压力的作用效果与受力面积的关系；所以①②③探究的是问题一；
（2）实验④⑤中，物体落下的高度相同，物体的质量不同，质量越大，下陷的深度越深，具有的重力势能越大，所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关；
（3）实验⑤⑥中，物体的质量相同，物体落下的高度不同，高度越高，物体下陷的深度越深，具有的重力势能越大，故结论为：在质量一定时，高度越高，重力势能越大。
故答案为：（1）问题一；（2）质量；（3）在质量一定时，高度越高，重力势能越大。
26．（2022•河池）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验是通过观察 弹簧被压缩的程度 来比较钢球动能的大小；
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 速度 有关；
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 质量 有关；
（4）本实验中用到的研究方法是 控制变量法（或转换法） （填其中一种即可）。
【答案】（1）弹簧被压缩的程度；（2）速度；（3）质量；（4）控制变量法（或转换法）。
【解答】解：（1）实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，让钢球获得动能，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩，将动能转化为弹簧的弹性势能，钢球的动能越大，转化成的弹性势能越大，弹簧被压缩的程度就越大，所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小，这是利用了转换法。
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与速度有关。
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与质量有关。
（4）本实验中用到的研究方法是控制变量法和转换法。
故答案为：（1）弹簧被压缩的程度；（2）速度；（3）质量；（4）控制变量法（或转换法）。
27．（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指 A 。
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 错误 （选填“正确”或“错误”），理由是 没有控制钢球的速度相同 。
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 速度 的关系。
【答案】（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。
【解答】解：（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故选A；
（2）根据甲、乙两图可知，乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量，甲图的高度大于乙图的高度，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同；
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。
故答案为：（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。
四、计算题。
28．（2022•柳州）一辆汽车在1000N的牵引力作用下做匀速直线运动，60s内行驶了600m。求这个过程中：
（1）汽车的速度；
（2）汽车牵引力做的功；
（3）汽车牵引力做功的功率。
【解答】解：（1）汽车的速度为：v＝＝＝10m/s；
（2）牵引力做功：W＝Fs＝1000N×600m＝6×105J；
（3）牵引力的功率：P＝＝＝10000W；
答：（1）汽车的速度为10m/s；
（2）牵引力做的功是6×105J；
（3）牵引力做功的功率是10000W。
29．（2022•呼和浩特）如图为某盘山公路。汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时10min。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求：
（1）货车克服重力做的功和发动机对货车做的功；
（2）货车所受阻力大小。
【解答】解：（1）货车的重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
货车克服重力做的功：W有＝Gh＝5×104N×900m＝4.5×107J，
由P＝可知，发动机对货车做的功：W总＝Pt＝165×103W×10×60s＝9.9×107J；
（2）克服阻力做的功：Wf＝W总﹣W有＝9.9×107J﹣4.5×107J＝5.4×107J，
由Wf＝fs可知，货车所受阻力：f＝＝＝9000N。
答：（1）货车克服重力做的功为4.5×107J，发动机对货车做的功为9.9×107J；
（2）货车所受阻力大小为9000N。
30．（2022•福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
【解答】解：（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力F浮＝G潜水器＝5N；
（2）潜水器的底面积S1＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2；
由F浮＝ρ液V排g＝ρ水gS1h1得，漂浮时浸入水中的深度：
h1＝＝0.05m，即等于潜水器边长的一半，
则此时潜水器的重心恰好与水面相平，所以潜水器下降的距离h2＝h﹣h1＝0.25m﹣0.05m＝0.2m；
潜水器的重力所做的功：W＝G潜水器h2＝5N×0.2m＝1J；
（3）潜水器匀速下沉时，F随l的变化关系式为：
F＝F浮﹣G潜水器＝ρ水gS1（h﹣l）﹣G潜水器＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×（0.25m﹣l）﹣5N＝（20﹣100l）N；
依题意，潜水器浸没后加速下沉，F随l的变化关系不变，即F＝（20﹣100l）N；
潜水器沉底静止时，l＝0，受到的吸引力F＝20N；
潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25cm深的水重G水；
容器的底面积S2＝1000cm2＝0.1m2；
潜水器和水的总重：G总＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m＝250N；
潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力：F压＝F+G总＝20N+250N＝270N；
由p＝可得，容器对铁板的压强：p＝＝2700Pa。
答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功为1J；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。
一、选择题。
1．（2022•杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲＞W乙＞W丙B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙D．W甲＝W乙＜W丙
2．（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
3．（2022•滨州）2022年2月北京冬奥会，中国代表团收获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
4．（2021•株洲）快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动，安全气囊被弹出并瞬间充满气体，如图所示。安全气囊的作用之一是增大（ ）
A．司机的动能B．司机的惯性
C．司机受到的压强D．司机的受力面积
5．（2021•甘孜州）如图所示，物体A、B叠放在水平面上，物体A在16N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度做匀速直线运动，与B相连的弹簧测力计水平放置且示数恒定为5N（不计测力计、绳子的重力）。则（ ）
A．物体A受到地面摩擦力大小是11N B．物体B受到的摩擦力方向水平向右
C．在2s内力F对物体A做的功为6J D．力F对物体A做功的功率是3W
6．（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
7．（2022•北京）如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动能不变B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能不变D．返回舱所受重力不做功
8．（2021•西宁）一物体在拉力的作用下沿水平方向做直线运动，物体在前5s内加速行驶了30m，后5秒内以10m/s的速度做匀速直线运动，若物体在运动的过程中所受的阻力大小始终为20N，通过计算可知（ ）
A．前5s内，物体的平均速度为5m/s B．前5s内，物体的拉力等于阻力为20N
C．后5s内，拉力做的功为1000J D．后5s内，拉力做功的功率为100W
9．（2021•邵阳）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为8N（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（ ）
A．1.6WB．8WC．3.2WD．16W
10．（2022•玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
11．（2022•襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（ ）
A．减速下降过程中受力不平衡
B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C．匀速下降过程中机械能减小
D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
12．（2022•大庆）雨滴从高空沿直线竖直下落，由于空气阻力的作用，雨滴先加速后匀速运动，可认为雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变。关于雨滴下落过程中下列说法正确的是（ ）
A．匀速下落时，质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大
B．雨滴一直处于平衡状态
C．雨滴下落过程中机械能保持不变
D．雨滴只有在加速下落过程中才有力对它做功
13．（多选）（2022•潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变 B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N D．电动机拉动绳子的功率为480W
14．（多选）（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
二、填空题。
15．（2022•兰州）2022年3月29日，我国成功发射长征六号改运载火箭，搭载了“浦江二号”和“天鲲二号”卫星。在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该火箭是
的，卫星的机械能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
16．（2022•铜仁市）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 ，形成压强差，造成安全事故。
17．（2022•武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 转化为 （填“动能”或“重力势能”）。在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m，所需时间是 s。
18．（2022•巴中）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为 ，拉力的功率为 W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为 。
19．（2022•广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。
20．（2022•乐山）2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻的金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），重力势能转化 能，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
21．（2022•娄底）如图为游乐园过山车的轨道，过山车从高处滑下的过程中，轨道对车的支持力 （选填“不”或“要”）做功，过山车上的游客都要系好安全带，设计宽而平的安全带是为了 （选填“增大”或“减小”）压强。
22．（2022•绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为 牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为 米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 焦。
23．（2022•德阳）如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 N。
24．（2022•黑龙江）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N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4s～8s内木箱受到的推力恒为150N，在这段时间（4s～8s）内，木箱受到的推力的功率是 W，8s～10s内木箱受到的摩擦力是 N（忽略空气阻力）。
三、实验探究题。
25．（2022•天津）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。
问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。
（1）做实验①②③是为了探究 （选填“问题一”或“问题二”）；
（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 是否有关；
（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论 。
26．（2022•河池）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验是通过观察 来比较钢球动能的大小；
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关；
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 有关；
（4）本实验中用到的研究方法是 （填其中一种即可）。
27．（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指 。
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 。
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。
四、计算题。
28．（2022•柳州）一辆汽车在1000N的牵引力作用下做匀速直线运动，60s内行驶了600m。求这个过程中：
（1）汽车的速度；
（2）汽车牵引力做的功；
（3）汽车牵引力做功的功率。
29．（2022•呼和浩特）如图为某盘山公路。汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时10min。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求：
（1）货车克服重力做的功和发动机对货车做的功；
（2）货车所受阻力大小。
30．（2022•福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
2023年中考物理第一轮复习真题演练（解析版）
第十一章 功和机械能
一、选择题。
1．（2022•杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体（m甲＞m乙＞m丙），在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（ ）
A．W甲＞W乙＞W丙B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＝W乙＝W丙D．W甲＝W乙＜W丙
【答案】C。
【解答】解：先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s；该力在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，三个功的大小都等于W＝Fs；即W甲＝W乙＝W丙；
故C正确；ABD错误。
故选：C。
2．（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
【答案】C。
【解答】解：A、由于空气阻力的存在，橡皮机械能的总量会逐渐减少，故A错误；
B、橡皮第一次摆动到最低点时，从最高处摆动到最低处，所达到的速度最大，所以动能最大，故B错误；
C、橡皮在下降过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增大，是重力势能转化为动能，故C正确；
D、橡皮在上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能减小，是动能转化为重力势能，故D错误。
故选：C。
3．（2022•滨州）2022年2月北京冬奥会，中国代表团收获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
【答案】A。
【解答】解：
A、他从起跳到最高点的过程中，他的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能逐渐转化成重力势能，故A正确；
B、他起跳后到达最高点时，由于存在空气阻力，克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在最高点时的机械能不是最大，故B错误；
C、他从空中下落过程中，速度越来越大，重力不变，根据P＝＝＝Gv可知，重力做功的功率越来越大，即重力做功越来越快，故C错误；
D、他从起跳到落地的整个过程中，克服摩擦或空气阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能是不守恒的，故D错误。
故选：A。
4．（2021•株洲）快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动，安全气囊被弹出并瞬间充满气体，如图所示。安全气囊的作用之一是增大（ ）
A．司机的动能B．司机的惯性
C．司机受到的压强D．司机的受力面积
【答案】D。
【解答】解：
A、快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动；司机的质量不变，在力的作用下，人的速度变小，动能变小，故A错误；
B、惯性的大小只与质量有关，司机的质量不变，惯性不变，故B错误；
CD、安全气囊能增大人的受力面积，在压力不变的情况下能减小司机受到的压强，减小人受到的伤害程度，故C错误，D正确。
故选：D。
5．（2021•甘孜州）如图所示，物体A、B叠放在水平面上，物体A在16N的水平拉力作用下，以0.2m/s的速度做匀速直线运动，与B相连的弹簧测力计水平放置且示数恒定为5N（不计测力计、绳子的重力）。则（ ）
A．物体A受到地面摩擦力大小是11N B．物体B受到的摩擦力方向水平向右
C．在2s内力F对物体A做的功为6J D．力F对物体A做功的功率是3W
【答案】A。
【解答】解：A、物体B相对于A水平向右运动，故受到A的水平向左的摩擦力的作用，且B相对于地面静止，则B所受的摩擦力f＝F弹＝5N，故B对A的摩擦力方向为水平向右，大小为fB＝f＝5N，
物体A相对于地面水平向左做匀速直线运动，还受到地面对A的水平向右的摩擦力的作用，由力的平衡条件可得，
A受到地面摩擦力的大小：f地＝F﹣fB＝16N﹣5N＝11N，故A正确、B错误；
CD、2s内A运动的路程s＝vt＝0.2m/s×2s＝0.4m，力F对物体A做的功W＝Fs＝16N×0.4m＝6.4J；
力F对物体A做功的功率P＝＝＝3.2W，故CD错误。
故选A。
6．（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
【答案】C。
【解答】解：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，故C正确。
故选：C。
7．（2022•北京）如图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A．返回舱的动能不变B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能不变D．返回舱所受重力不做功
【答案】A。
【解答】解：A、返回舱匀速下落的过程中，其质量不变，速度不变，所以动能大小不变，故A正确；
B、返回舱匀速下落的过程中，其质量不变，高度减小，则重力势能减小，故B错误；
C、因为机械能等于动能与势能的总和，所以返回舱的机械能减小，故C错误；
D、返回舱竖直向下匀速运动，在重力的方向上通过了距离，其所受的重力做功，故D错误。
故选：A。
8．（2021•西宁）一物体在拉力的作用下沿水平方向做直线运动，物体在前5s内加速行驶了30m，后5秒内以10m/s的速度做匀速直线运动，若物体在运动的过程中所受的阻力大小始终为20N，通过计算可知（ ）
A．前5s内，物体的平均速度为5m/s B．前5s内，物体的拉力等于阻力为20N
C．后5s内，拉力做的功为1000J D．后5s内，拉力做功的功率为100W
【答案】C。
【解答】解：A、前5s内，物体的平均速度v1＝＝＝6m/s，故A错误；
B、物体在前5s内加速行驶，处于非平衡状态，物体的拉力不等于阻力，故B错误；
C、由v＝可得，后5s内移动的路程：
s2＝v2t2＝10m/s×5s＝50m，
拉力做的功W＝Fs2＝20N×50m＝1000J，故C正确；
D、后5s内拉力做功的功率P＝＝＝Fv2＝20N×10m/s＝200W，故D错误。
故选：C。
9．（2021•邵阳）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为8N（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（ ）
A．1.6WB．8WC．3.2WD．16W
【答案】C。
【解答】解：弹簧测力计的示数为8N，则绳端的拉力F为8N，
绳端移动的速度：v绳＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s；
拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝8N×0.4m/s＝3.2W；
故选：C。
10．（2022•玉林）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（ ）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小
【答案】C。
【解答】解：舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中，质量不变，速度和高度都变大，所以其动能和重力势能都增大。
故选：C。
11．（2022•襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（ ）
A．减速下降过程中受力不平衡
B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C．匀速下降过程中机械能减小
D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
【答案】D。
【解答】解：A、减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A项说法正确；
B、减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B项说法正确；
C、返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变、速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C项说法正确；
D、返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式P＝＝＝Gv可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D项说法错误。
故选：D。
12．（2022•大庆）雨滴从高空沿直线竖直下落，由于空气阻力的作用，雨滴先加速后匀速运动，可认为雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变。关于雨滴下落过程中下列说法正确的是（ ）
A．匀速下落时，质量大的雨滴速度比质量小的雨滴速度大
B．雨滴一直处于平衡状态
C．雨滴下落过程中机械能保持不变
D．雨滴只有在加速下落过程中才有力对它做功
【答案】A。
【解答】解：A、雨滴从高空沿直线竖直下落雨滴受到的空气阻力与速度的平方成正比，且比例系数不变，f＝kv2，雨滴先加速后匀速运动，雨滴处于平衡状态，根据二力平衡f＝G，即：k＝＝，比例系数不变，质量大的速度大，故A正确；
B、由题可知，雨滴先加速后匀速运动，加速过程处于非平衡状态，故B错误；
C、雨滴从高空沿直线竖直下落，由于受到空气阻力的作用，需要克服空气阻力做功，雨滴的一部分机械能会转化为内能，所以它的机械能会逐渐减小，故C错误；
D、物体只有在力的方向上移动一段距离，我们才说这个力对物体做了功，雨滴在加速下落过程中有力，但力的方向没有与运动的方向垂直，或者物体没有在力的方向上通过距离，这些情况这个力对它都没做功，故D错误。
故选：A。
13．（多选）（2022•潍坊）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（ ）
A．吊篮的动能不变 B．吊篮的机械能守恒
C．电动机对绳子的拉力为800N D．电动机拉动绳子的功率为480W
【答案】AD。
【解答】解：
A、吊篮匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，故A正确；
B、吊篮匀速上升，质量不变，高度变大，重力势能变大；动能不变，机械能为动能与势能的和，所以机械能增大，机械能不守恒，故B错误；
C、由图可知，有4段绳子拉着动滑轮，不计滑轮重、绳重和摩擦，电动机对绳子的拉力为：F＝G＝mg＝×（40kg+200kg）×10N/kg＝600N，故C错误；
D、绳子自由端移动的距离为：s＝4h＝4×6m＝24m；
绳子自由端移动的速度为：v＝＝＝0.8m/s；
根据P＝＝＝Fv可知，电动机拉动绳子的功率为：P＝Fv＝600N×0.8m/s＝480W，故D正确。
故选：AD。
14．（多选）（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
【答案】AB。
【解答】解：
A、在A点高度最高，重力势能最大，速度为零，动能为零，故A正确；
B、从A到B的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减少，故B正确；
C、从B到C的过程中速度减小，动能逐渐减小，故C错误；
D、从A到C的过程，克服摩擦做功，机械能转化为一部分内能，故机械能减小，故D错误。
故选：AB。
二、填空题。
15．（2022•兰州）2022年3月29日，我国成功发射长征六号改运载火箭，搭载了“浦江二号”和“天鲲二号”卫星。在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该火箭是 运动 的，卫星的机械能 增大 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】运动；增大。
【解答】解：（1）以发射台为参照物，火箭的位置相对于发射台发生改变，所以火箭是运动的；
（2）火箭加速升空的过程，卫星的质量不变、速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，因此卫星的机械能变大。
故答案为：运动；增大。
16．（2022•铜仁市）目前，中国是世界上高铁规模最大、发展速度最快的国家。坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车是 静止 （选填“静止的”或“运动的”），列车进站时动能 减小 （选填“增大”“不变”或“减小”），候车时，需站在安全黄线以外，是因为列车经过时，空气流速变大，压强变 小 ，形成压强差，造成安全事故。
【答案】静止；减小；小。
【解答】解：坐在行驶列车上的乘客以自己为参照物，列车与乘客之间没有位置的变化，是静止的；
列车进站时质量不变，速度变小，动能减小；
人离高速列车比较近时，高速列车的速度很大，人和高速列车的之间的空气流动速度很大，压强小，人外侧的压强不变，人受到外侧压强大于人内侧受到的压强，人在较大的压强差作用下很容易被压向列车，发生交通事故。
故答案为：静止；减小；小。
17．（2022•武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 重力势能 转化为 动能 （填“动能”或“重力势能”）。在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m，所需时间是 103.6 s。
【答案】重力势能；动能；103.6。
【解答】解：（1）运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，一部分重力势能转化为动能，同时克服摩擦做功，一部分重力势能转化为内能；
（2）电梯从最低点运行到最高点所需时间是：
t＝＝＝103.6s。
故答案为：重力势能；动能；103.6。
18．（2022•巴中）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为 87.5% ，拉力的功率为 100 W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为 90% 。
【答案】87.5%；100；90%。
【解答】解：（1）对货物做的有用功：W有用＝Gh＝350N×10m＝3500J；
由图知，n＝2，则s＝2h＝2×10m＝20m，
拉力做的功为：W总＝Fs＝200N×20m＝4000J，
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝87.5%；
（2）拉力的功率：P＝＝＝100W；
（3）承担物重的绳子有2股，不计绳重及摩擦，根据公式F＝（G+G动）得G动＝nF﹣G＝2×200N﹣350N＝50N；
当提升重450N的货物时，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝90%。
故答案为：87.5%；100；90%。
19．（2022•广东）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 C 点最大，B点重力势能的大小 等于 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 变化 （选填“变化”或“不变”）的。
【答案】C；等于；变化。
【解答】解：（1）由图乙可知，过山车的动能在C点最大，在B点最小；B点的重力势能大小与E点的动能大小相等；
（2）由于机械能等于动能和势能的总和，由图乙可知，从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中，重力势能与动能之和越来越小，所以在这个过程中，过山车的机械能是变化的。
故答案为：C；等于；变化。
20．（2022•乐山）2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻的金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），重力势能转化 动 能，机械能 不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】动；不变。
【解答】解：运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化动能；
因为不考虑一切阻力，所以运动员从A点由静止开始下滑到达B点的过程中没有能量的损耗，在能量转化过程中能量是守恒的，因此该过程中运动员的机械能不变。
故答案为：动；不变。
21．（2022•娄底）如图为游乐园过山车的轨道，过山车从高处滑下的过程中，轨道对车的支持力 不 （选填“不”或“要”）做功，过山车上的游客都要系好安全带，设计宽而平的安全带是为了 减小 （选填“增大”或“减小”）压强。
【答案】不；减小。
【解答】解：（1）过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车有支持力作用，但支持力方向与物体运动方向垂直，即车没有在支持力的方向上移动距离，所以轨道对车的支持力不做功；
（2）安全带做得比较宽，这是为了在压力相同时，通过增大受力面积来减小压强，人感觉到舒服。
故答案为：不；减小。
22．（2022•绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为 3 牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为 0.05 米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 1.2 焦。
【答案】（1）3；（2）0.05；（3）1.2。
【解答】解：（1）推力为3N时，木块静止，根据二力平衡条件可知摩擦力和推力是一对平衡力，所以摩擦力为3N；
（2）当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，此时移动的距离s＝＝10cm＝0.1m；
木块A在桌面上匀速运动的速度v＝＝＝0.05m/s；
（3）木块A掉落前做的功W1＝F1s＝6N×0.1m＝0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，从A掉落到B掉落，一共移动距离s′＝0.1m+0.1m＝0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，所以推力F2＝F1＝3N；
这段路程做功W2＝F2s′＝3N×0.2m＝0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功W＝W1+W2＝0.6J+0.6J＝1.2J；
故答案为：（1）3；（2）0.05；（3）1.2。
23．（2022•德阳）如图所示，有一斜面长L＝4m，高h＝2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F＝150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为 600 J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为 25 N。
【答案】600；25。
【解答】解：
（1）已知F＝150N，s＝L＝4m，物体从斜面底端拉动顶端时，所做的总功：W总＝Fs＝150N×4m＝600J；
（2）G＝200N，h＝2.5m，物体从斜面底端拉动顶端时，所做的有用功：W有用＝Gh＝200N×2.5m＝500J；
由W总＝W有用+W额外可得，W额外＝W总﹣W有用＝600J﹣500J＝100J，
摩擦力：f＝＝＝25N。
故答案为：600；25。
24．（2022•黑龙江）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N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4s～8s内木箱受到的推力恒为150N，在这段时间（4s～8s）内，木箱受到的推力的功率是 150 W，8s～10s内木箱受到的摩擦力是 150 N（忽略空气阻力）。
【答案】150；150。
【解答】解：
（1）由题知，在4s～8s内，推力F＝150N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v＝1m/s，
则推力做功的功率：P＝＝＝Fv＝150N×1m/s＝150W；
（2）由图知，在4s～8s内，木箱做匀速直线运动，忽略空气阻力，木箱受到的推力、摩擦力是一对平衡力，大小相等，则木箱受到的摩擦力f＝F＝150N；
由图可知，木箱在8s～10s内做减速运动，由于压力大小、接触面的粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦力的大小不变，还是150N。
故答案为：150；150。
三、实验探究题。
25．（2022•天津）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。
问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。
问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。
（1）做实验①②③是为了探究 问题一 （选填“问题一”或“问题二”）；
（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 质量 是否有关；
（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论 在质量一定时，高度越高，重力势能越大 。
【答案】（1）问题一；（2）质量；（3）在质量一定时，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：（1）实验①②受力面积相同，压力不同，所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系；②③的压力相同，受力面积不同，探究的是压力的作用效果与受力面积的关系；所以①②③探究的是问题一；
（2）实验④⑤中，物体落下的高度相同，物体的质量不同，质量越大，下陷的深度越深，具有的重力势能越大，所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关；
（3）实验⑤⑥中，物体的质量相同，物体落下的高度不同，高度越高，物体下陷的深度越深，具有的重力势能越大，故结论为：在质量一定时，高度越高，重力势能越大。
故答案为：（1）问题一；（2）质量；（3）在质量一定时，高度越高，重力势能越大。
26．（2022•河池）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。
（1）本实验是通过观察 弹簧被压缩的程度 来比较钢球动能的大小；
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 速度 有关；
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与 质量 有关；
（4）本实验中用到的研究方法是 控制变量法（或转换法） （填其中一种即可）。
【答案】（1）弹簧被压缩的程度；（2）速度；（3）质量；（4）控制变量法（或转换法）。
【解答】解：（1）实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，让钢球获得动能，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩，将动能转化为弹簧的弹性势能，钢球的动能越大，转化成的弹性势能越大，弹簧被压缩的程度就越大，所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小，这是利用了转换法。
（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与速度有关。
（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与质量有关。
（4）本实验中用到的研究方法是控制变量法和转换法。
故答案为：（1）弹簧被压缩的程度；（2）速度；（3）质量；（4）控制变量法（或转换法）。
27．（2022•宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指 A 。
A.钢球撞击木块时的动能 B.钢球撞击木块后的动能 C.木块被钢球撞击后的动能
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA＞mB，高度hA＞hB，距离sA＞sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 错误 （选填“正确”或“错误”），理由是 没有控制钢球的速度相同 。
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 速度 的关系。
【答案】（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。
【解答】解：（1）根据题意可知，实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度，所以是探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，故选A；
（2）根据甲、乙两图可知，乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量，甲图的高度大于乙图的高度，不符合控制变量法的操作要求，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同；
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。
故答案为：（1）A；（2）错误；没有控制钢球的速度相同；（3）速度。
四、计算题。
28．（2022•柳州）一辆汽车在1000N的牵引力作用下做匀速直线运动，60s内行驶了600m。求这个过程中：
（1）汽车的速度；
（2）汽车牵引力做的功；
（3）汽车牵引力做功的功率。
【解答】解：（1）汽车的速度为：v＝＝＝10m/s；
（2）牵引力做功：W＝Fs＝1000N×600m＝6×105J；
（3）牵引力的功率：P＝＝＝10000W；
答：（1）汽车的速度为10m/s；
（2）牵引力做的功是6×105J；
（3）牵引力做功的功率是10000W。
29．（2022•呼和浩特）如图为某盘山公路。汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时10min。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求：
（1）货车克服重力做的功和发动机对货车做的功；
（2）货车所受阻力大小。
【解答】解：（1）货车的重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N，
货车克服重力做的功：W有＝Gh＝5×104N×900m＝4.5×107J，
由P＝可知，发动机对货车做的功：W总＝Pt＝165×103W×10×60s＝9.9×107J；
（2）克服阻力做的功：Wf＝W总﹣W有＝9.9×107J﹣4.5×107J＝5.4×107J，
由Wf＝fs可知，货车所受阻力：f＝＝＝9000N。
答：（1）货车克服重力做的功为4.5×107J，发动机对货车做的功为9.9×107J；
（2）货车所受阻力大小为9000N。
30．（2022•福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
【解答】解：（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力F浮＝G潜水器＝5N；
（2）潜水器的底面积S1＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2；
由F浮＝ρ液V排g＝ρ水gS1h1得，漂浮时浸入水中的深度：
h1＝＝0.05m，即等于潜水器边长的一半，
则此时潜水器的重心恰好与水面相平，所以潜水器下降的距离h2＝h﹣h1＝0.25m﹣0.05m＝0.2m；
潜水器的重力所做的功：W＝G潜水器h2＝5N×0.2m＝1J；
（3）潜水器匀速下沉时，F随l的变化关系式为：
F＝F浮﹣G潜水器＝ρ水gS1（h﹣l）﹣G潜水器＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×（0.25m﹣l）﹣5N＝（20﹣100l）N；
依题意，潜水器浸没后加速下沉，F随l的变化关系不变，即F＝（20﹣100l）N；
潜水器沉底静止时，l＝0，受到的吸引力F＝20N；
潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25cm深的水重G水；
容器的底面积S2＝1000cm2＝0.1m2；
潜水器和水的总重：G总＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m＝250N；
潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力：F压＝F+G总＝20N+250N＝270N；
由p＝可得，容器对铁板的压强：p＝＝2700Pa。
答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功为1J；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。
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