2021山西中考物理复习《功和机械能》专题

2021年中考物理《功和机械能》专题
1.在图1甲、乙中,图甲中地面粗糙,图乙中地面光滑,质量分别为m 、2m 的两个物体在大小为F 的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是 ( )
A.图甲中F 做的功小于图乙中F 做的功
B.图甲中F 做的功等于图乙中F 做的功
C.图甲中F 做的功大于图乙中F 做的功
D.条件不足,无法确定图甲、乙中F 做的功谁大
2.2019年4月23日,在宁波举行的举重亚锦赛上,我国选手李大银“提铃”上举,成功将195 kg 的杠铃高高举起,获得举重冠军。

在此过程中,他对杠铃做的功最接近 ( )
A.200 J
B.400 J
C.2000 J
D.4000 J
3.频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一。

如图2所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力。

在小球下落的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.小球的重力势能逐渐增大
B.小球的机械能逐渐减小
C.小球的重力在ab 段做功比在cd 段多
D.小球的重力在ab 段做功比在cd 段慢
4.如图3所示是中考体育测试中掷出实心球时的运动情景。

下列说法正确的是 ( )
A.实心球做曲线运动是手对实心球推力作用的结果
B.实心球在b 点时,高度最高,动能最大
C.实心球从a 点运动到c 点的过程中,动能越来越大
D.实心球从a 点运动到b 点的过程中,动能转化为重力势能
5.将不同质量的钢球从如图4所示光滑轨道ABCD 上的A 点释放,通过水平面BC,运动到斜面CD 上的过程中,下列相关解释中正确的有 ( )
A.从A 运动到B 的过程中重力势能转化为动能
B.钢球在水平面BC 上由于受到惯性,所以能继续向前运动
C.钢球在斜面CD 上受到的重力和支持力是一对平衡力
D.钢球的质量越大,到达B 点时的速度越大
6.下列生活实例中,对图片描述正确的有 ( )
A.甲图:不计阻力及能量损耗,网球从刚撞击球拍到球拍形变最大的过程中,网球的机械能守恒
B.乙图:铁锁来回摆动最终停下,铁锁在下降过程中,重力势能全部转化为动能
C.丙图:人造地球卫星由于不受空气阻力,只有动能和势能间的相互转化
D.丁图:跳水运动员从高处落下,动能转化为重力势能
7.图6是小伟教学楼楼梯结构图,小伟所在班级教室在3楼,某次小伟从教学楼一楼上三楼所用时间10 s,请估算此过程小伟所做的功约为 J,小伟的重力势能 (选填“增大”“减小”或“不变”),小伟爬楼的平均速度约为 m/s 。

8.如图7甲所示,一木块放在平板上,在水平拉力F=3 N 的作用下沿水平方向做匀速直线运动,木块的运动速度v 与时间t 的关系图像如图乙所示,则木块受到的摩擦力为 N,0~6 s 内,拉力F 做的功是 J 。

(g 取10 N/kg)
9.如图8所示是某段高速公路上标志牌,它规定小型客车最高行驶速度不得超过100 km/h,大型客车、载重货车最高行驶速度不得超过80 km/h 。

请用物理学知识解释:为什么在同样道路上,对不同车型设定不一样最高行驶速度?
10.在“探究物体动能的大小与物体运动速度、物体质量的关系”的实验中,让小球A 从斜面的不同高度由静止开始滚下,撞击水平木板上的木块B,如图9所示。

(1)将小球A 放在同一斜面上不同高度处由静止释放,目的是使小球在撞击木块B 时的速度 (选填“相同”
或“不同”),通过实验现象可以得出结论:质量相同的物体, ,动能越大。

(2)通过观察木块B 移动距离的长短来判断小球动能的大小,利用的研究方法是 (选填“控制变量法”或“转
换法”)；若不计空气阻力,水平面绝对光滑,本实验 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。

(3)小明同学联想到探究牛顿第一定律时也用到了斜面,让小车从同一斜面的同一高度由静止下滑至不同的水平表
面,观察比较小车运动距离的远近,结果如下表所示,忽略空气阻力,小车在三个表面克服摩擦力做功 (选填“相等”或“不相等”)。

11.清晨上学时,小伟发现邻居王叔叔家的汽车前挡风玻璃被高空坠下的花盆砸碎了。

小伟想探究“高空坠物的破坏力可能与哪些因素有关?”
猜想1:高空坠物的破坏力可能与物体的质量有关；
猜想2:高空坠物的破坏力可能与物体的体积有关；
猜想3:高空坠物的破坏力可能与物体下落的高度有关。

小伟利用细沙、小球、刻度尺进行了如图10所示的模拟实验。

实验数据记录如下表:
(1)本实验将小球举高一定高度,使小球获得 ,实验中,通过观察 来判断高空坠物破坏力的大小。

(2)要探究猜想3,可分析实验序号 三组数据,即可得出结论。

请你根据探究的结论,写一句警示语:。

12.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动,其v-t 图像如图11所示,在第10 s 时速度达到15 m/s,通过
的路程为80 m 。

求∶
(1)在0~10 s 内汽车的平均速度。

(2)设汽车在匀速行驶过程中所受阻力不变,大小为f=4000 N,则汽车匀速行驶时的功率。

(3)在0~10 s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功。

13.在水平地面上铺一张白纸,将一只皮球表面涂黑,使其先后从高处下落,在纸上留下黑色圆斑A 、B,如图12所示。

关于皮球两次下落形成圆斑的过程,下列说法正确的是 ( )
A.皮球对纸的最大压力相等
B.皮球刚到达纸面时的速度相等
C.皮球刚到达纸面时的动能相等
D.皮球获得的最大弹性势能不等
14.如图13甲所示,在水平面上测量木块滑动摩擦力时,作用在木块上的水平拉力F 大小随时间t 变化情况的图像如图乙所示,木块运动速度v 随时间t 变化情况的图像如图丙所示。

由以上情况可知,木块在 s 至 s 时间段内能减小,此时动能转化为 能；木块在第15 s 时受到的摩擦力为 N 。

15.阅读短文,回答问题:
避险车道
避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道,供速度失控的车辆安全减速。

避险车道主要由
引道、制动车道、服务车道及辅助设施等组成。

避险车道一般设置在长陡坡的拐弯处,保证驾驶员能看到,这种车道很特别,一般长度在100多米,有一定的坡度,路面上铺着疏松的石子、沙土层,两侧用废旧轮胎或防撞桶围起来,如图14所示。

避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患,失控的车辆可以冲进避险车道,通过上坡及碎石与轮胎间的巨大摩擦消耗掉能量而停下来。

(1)避险车道的主要作用是 。

(2)避险车道有一定坡度是为了车辆上坡时将部分动能转化为 能。

(3)避险车道上铺上疏松的石子沙土层,是为了 ,从而使车辆减速。

(4)避险车道两侧用废旧轮胎或防撞桶围起来,起到缓冲作用,使车的动能转化为 能,使车辆减速。

16.在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,若小球材质和斜面倾角不同,到达水平位置时的速度会相同吗?
(1)图15是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案,小明实验时选择A 方案而不能选择B 方
案的原因是 。

(2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。

分别让球从斜面同一高度由静止开始释放,利
木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89
分析表中数据可知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是。

A.15°
B.25°
C.35°
D.45°
(3)小明利用图16装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的
动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。

老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验,原因是。

17.2020年4月,中国科学院院士施一公老师为即将正式返校的中学生上了“开学第一课”,并在结束时叮嘱同学们
加强体育锻炼。

步行是一种简易方便的健身运动,小明根据自己的腿长和步距画出了如图17所示的步行示意图,测出自己的步距(指步行一步的距离)为50 cm,重心升高的距离h约为5 cm,正常步行1 min走了132步。

已知小明质量是50 kg,双脚着地的面积约为250 cm2,求:(g取10 N/kg)
(1)小明单脚着地时对地面的压强。

(2)小明正常步行的速度。

(3)小明正常步行1 min克服重力做功的功率。

18.中国北京已成功获得2022年第24届冬奥会主办权。

图18所示是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目
时顽强拼搏的英姿。

下列说法中正确的是( )
A.甲图中:花样滑冰运动员在冰面上沿曲线匀速滑行时,所受合力为零
B.乙图中:速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,其机械能不变
C.丙图中:自由滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中,重力做功越来越慢
D.丁图中:运动员将冰壶推出后继续滑行过程中,人对冰壶不做功
19.在中考“1分钟跳绳”测试中,体重为50 kg的小明同学跳了160次,每次跳起高度约为6 cm,则小明跳起一次做
功约J；有的同学认为:测试中,成绩好的同学做功一定多。

你赞同这个观点吗?请说明原因:。

20.跳绳是一种很好的锻炼身体的方式,你知道自己跳绳时的功率是多大吗?请你选择合适器材完成测量。

(1)你选用的器材: 。

(2)实验步骤: 。

(3)功率的表达式。

21.投掷实心球是中考体育必考项目之一。

如何有效提高实心球投掷成绩是同学们关心的话题,大多数同学认为个子
高、力气大,投掷距离肯定远,可在前期体育摸底测试中发现,事实并非如此。

那么,如何才能投掷得远呢?善于思考的小聂同学及同伴运用所学的物理知识来探究投掷距离受哪些因素影响,帮助同学们有效地提高投掷的成绩。

(1)图19甲为实心球出手后的运动原理示意图,其中v0是实心球出手时的初速度,θ是出手角度(或叫投掷角度),即
实心球出手运动方向与水平方向的夹角,h是出手高度:由运动轨迹可知:实心球在运动过程中的动能变化情况是。

(2)图乙为投掷距离s随出手角度θ变化的曲线图,由图可知,实心球水平运动的距离随角度θ增大的变化情况
是。

角度θ= 时,投掷距离s最大。

(3)如果要探究投掷距离s是否与出手高度h有关时,应控制相同。

22.根据《电动自行车安全技术规范》,交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的电动自行车不得上路
行驶。

图20是小明家新购买的电动自行车,整车质量为40 kg。

小明爸爸以18 km/h的速度匀速骑行9 km的过程中,电动机两端的电压恒为48 V,通过的电流是6.25 A,车轮与地面的总接触面积为200 cm2。

小明爸爸的质量是
60 kg, g取10 N/kg。

求本次骑行过程中:(1)所用的时间。

(2)车对地面的压强。

(3)电动机的功率。

【参考答案】
1.B
2.D
3.D
4.D
5.A [解析]从A 运动到B 的过程中，钢球的高度降低，速度增大，重力势能转化为动能；不同质量的钢球从斜面的同一高度滚下，到达底端的速度相等，A 正确，D 错误。

钢球由于具有惯性，在水平面上能继续向前运动，并非受到惯性，B 错误。

钢球在斜面上受到竖直向下的重力和垂直斜面斜向上的支持力作用，这两个力不是一对平衡力，C 错误。

6.C
7.3×103（合理即可） 增大 0.6
8.3 3.6
9.答:因为质量越大的物体惯性越大，大型客车和载重货车的质量较大，遇紧急情况刹车时，在行驶速度相同的情
况下，它们继续向前运动的距离较远，可能造成的危害也较大。

另外，速度一定时，质量越大的物体动能越大。

如果小型客车、大型客车、载重货车以相同的速度行驶，质量大的大型客车和载重货车的动能更大，可能造成的危害也更大。

因此，为了减小大型客车和载重货车可能造成的危害，需要对它们进行限速。

10.（1）不同 速度越大 （2）转换法 不能 （3）相等
11.（1）重力势能 小球陷入沙坑的深度（2）1、2、3 严禁在高层住宅楼的阳台上堆放物体（答案合理即可）
12.解:（1）由题知，在0~10 s 内汽车通过的路程s=80 m ，则在0~10 s 内汽车的平均速度v=s t =80 m 10 s =8 m/s 。

（2）由图可知，10 s 后汽车做匀速直线运动，速度v=15 m/s ，此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
大小相等，则牵引力F=f=4000 N ，汽车行驶时的功率为P=W t =Fs t =Fv=4000 N ×15 m/s=6×104 W 。

（3）因为汽车功率不变，所以在0~10 s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功W=Pt=6×104 W ×10 s=6×105 J 。

13.D 14.40 50 内 4
15.（1）供速度失控的车辆安全减速 （2）重力势 （3）增大摩擦 （4）弹性势能
16.（1）B 方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同（2）D （3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
[解析]（1）图A 中挡板水平放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差相同，图B 中挡板与斜面垂直放置，两
小球从起始位置到水平位置的高度差不同，为控制大小不同的两个小球在斜面上从起始位置到水平位置
的高度差相同，实验时选择A 方案而不能选择B 方案。

（2）根据表中数据可知，斜面倾角为10°、20°、30°时，大钢球、小钢球、木球到达水平面时的速度相
同，斜面倾角为40°、50°、60°时，大钢球、小钢球、木球到达水平面时的速度不同，所以要使球到
达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是40°以上，故D 符合题意。

（3）体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。

17.解:（1）小明单脚着地时对水平面的压力F=G=mg=50 kg ×10 N/kg=500 N ，
单脚着地时与地面的接触面积S=125 cm 2=0.0125 m 2，
单脚着地时对地面的压强p=F S =500N 0.0125m 2=4×104 Pa 。

（2）小明1 min 经过的路程s=0.5 m ×132=66 m ，他的步行速度v=s t =66m 60s =1.1 m/s 。

（3）小明每走一步克服重力做功W=Gh=mgh=50 kg ×10 N/kg ×0.05 m=25 J ，
1 min 内克服重力做的总功W 总=132×25 J=3300 J ，正常步行1 min 克服重力做功的功率P=W 总t =3300J 60s =55 W 。

18.D
19.30 不赞同，做功的多少除了与跳起的次数有关外，还与人的质量、跳起的高度有关
[解析]跳一次克服重力所做的功W=mgh=50 kg ×10 N/kg ×0.06 m=30 J 。

相同时间内做功多少与重力大小、跳起高度、次数有关，而测试中只明确了次数关系，学生的重力和跳起高度都不明确，无法得出明确结论，所以不赞同。

20. （1）磅秤、米尺（或卷尺）、停表
（2） ①用磅秤测出自己的质量m ；
②用米尺测出第一次跳绳时身体升高的高度h ，并保持每次跳绳时身体升高的高度相同；
③用停表记录下跳n 次跳绳时所用时间t
（3）P=nmg ℎt
21.（1）先减小后增大 （2）先增大后减小 40°（3）出手速度和投掷角度 22.解:（1）骑行所用时间t=s v =9 km 18 km/h =0.5 h 。

（2）车与人总重G 总=（m 车+m 人）g=（40 kg+60 kg ）×10 N/kg=1000 N ，
车对地面的压力F 压=G 总=1000 N ，
车与地面接触面积S=200 cm 2=2×10-2 m 2，
车对地面的压强p=F 压S =1000N 2×10-2 m 2=5×104 Pa 。

（3）电动机的功率P=UI=48 V ×6.25 A=300 W 。