第11章 功和機械能（易錯模擬題匯編）-2024年中考物理一輪復習高頻考點精講與熱點題型精練（全國版）（解析版）

第第頁第十一章功和機械能（易錯模擬題匯編）一、選擇題（共12小題）1．（2023?北京模擬）如圖所示的四個情境中，有關力做功的說法中正確的是（）A．甲圖中，把水桶從地面上提起來，人對水桶的拉力沒有做功 B．乙圖中，推著購物車沿著水平路面勻速前進，推車的力做了功 C．丙圖中，茶杯靜止在水平桌面上，茶杯受到的支持力做了功 D．丁圖中，掛鉤上的毛巾靜止時，毛巾受到的重力做了功解：A、把水桶從地面上提起來，人給水桶一個向上的力，水桶在該力的方向上通過了距離，所以提水桶的力做功，故A錯誤；B、用力推著購物車前進，購物車在推車的力的方向上通過了距離，所以推車的力做功，故B正確；C、茶杯靜止在水平桌面上，茶杯受到的支持力方向向上，茶杯沒有在支持力的方向上通過一定的距離，支持力沒有做功，故C錯誤；D、掛鉤上的毛巾靜止時，重力的方向豎直向下，毛巾沒有在重力的方向上通過一定的距離，重力沒有做功，故D錯誤。答案：B。2．（2023?泉州模擬）如圖為某同學在單杠上做引體向上運動的情景。他完成一次從懸垂狀態(tài)到屈臂引體狀態(tài)所做功約為（）A．3J B．300J C．3×103J D．3×104J解：此同學的質量大約為m＝50kg，重力約為G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，上升的高度約為h＝0.6m，所做的功約為W＝Gh＝500N×0.6m＝300J，故ACD錯誤，B正確。答案：B。3．（2023?株洲二模）用細線豎直拉著一長方體物塊，將物塊從盛滿水的燒杯上方緩慢勻速下降直至浸沒在水中，物塊下降過程中，細線的拉力F對物塊做功的功率P與時間t的關系圖像可能是（）A．B．C．D．解：開始物塊沒有進入水中，拉力不變，速度不變，根據(jù)P=Wt=Fst=Fv得到細線的拉力F對物塊做功的功率P不變，物塊從接觸水面到完全浸沒水中，排開水的體積變大，由阿基米德原理得到浮力變大，根據(jù)F＝G﹣F浮得到拉力變小，根據(jù)P答案：A。4．（2023?南寧模擬）一車在平直的公路上做直線運動，其v﹣t圖像如圖所示，汽車在第10s時已行駛了150m，速度達到了20m/s，隨后勻速前進.若汽車在行駛過程中所受阻力大小始終為2000N，以下說法正確的是（）A．在0～20s內(nèi)汽車的平均速度為15m/s B．在10～20s內(nèi)汽車的牽引力做的功為4×105J C．在0～10s內(nèi)汽車牽引力大小恒為2000N D．在10～20s內(nèi)汽車牽引力做功的功率為4×105W解：A、由題意可知，汽車在0～10s內(nèi)通過的路程s1＝150m，在10～20s內(nèi)的速度是20m/s，汽車做勻速運動，所以在10～20s內(nèi)汽車行駛的路程s2＝vt2＝20m/s×10s＝200m，在0～20s內(nèi)汽車行駛的路程s＝s1+s2＝150m+200m＝350m，在0～20s內(nèi)汽車的平均速度v=sB、由于在10～20s內(nèi)汽車做勻速運動，所以汽車的牽引力與汽車受到的阻力是一對平衡力，所以汽車的牽引力的大小F＝f＝2000N，在10～20s內(nèi)汽車的牽引力做的功W＝Fs＝2000N×200m＝4×105J，故B正確；C、在0～10s內(nèi)汽車的速度不斷變大，根據(jù)物體受非平衡力作用時其運動狀態(tài)不斷改變可知在0～10s內(nèi)汽車的牽引力大于汽車受到的阻力，而阻力大小恒定不變，所以在0～10s內(nèi)汽車的牽引力大于2000N，故C錯誤；D、由于在10～20s內(nèi)汽車的牽引力做的功W＝4×105J，汽車牽引力做功的功率P=Wt=答案：B。5．（2023?南寧模擬）如圖小紅和爺爺同時從1樓出發(fā)爬到6樓，小紅領先到達。下列說法正確的是（）A．爺爺爬樓的路程長 B．爺爺做功的功率較小 C．小紅所做的功更多 D．小紅爬樓的速度較快解：A、小紅和爺爺同時從1樓出發(fā)爬到6樓，爬樓的路程相同，故A錯誤；BC、小紅和爺爺爬相同的樓梯，h相同，爺爺?shù)捏w重比小紅的大小不知，不能確定誰做的功多，爺爺用的時間多，由P=WD、小紅和爺爺爬相同的樓梯，h相同，但小紅領先到達，根據(jù)v=s答案：D。6．（2023?德州模擬）用彈簧測力計兩次沿水平方向拉動同一木塊，使它在同一水平木板上做勻速直線運動，圖乙是木塊運動的路程﹣時間關系圖像，下列說法中正確的是（）A．木塊兩次運動的速度v1＞v2 B．木塊兩次所受的拉力分別為F1、F2，則F1＞F2 C．在10s內(nèi)兩次拉力對木塊做的功分別為W1、W2，則W1＜W2 D．在10s內(nèi)兩次拉力對木塊做功的功率分別為P1、P2，則P1＜P2解：A、由s﹣t圖象可知，在相同時間內(nèi)，木塊第一次通過的路程大于第二次，所以第一次運動的速度大于第二次，即v1＞v2，故A正確。B、用彈簧測力計兩次水平拉同一木塊使它在同一水平木板上做勻速直線運動，不論其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上滑動摩擦力和拉力是一對平衡力，則拉力和滑動摩擦力大小相等；兩次實驗中，雖然速度變化了，但木塊對木板的壓力和接觸面的粗糙程度不變，則兩次木塊受到的滑動摩擦力大小不變，所以木塊兩次所受的拉力大小相等，即F1＝F2，故B錯誤。C、由s﹣t圖象可知，木塊在10s內(nèi)（相等時間內(nèi)）通過的路程第一次大于第二次；由B可知，兩次拉力大小相等，所以由W＝Fs可知，第一次所做的功大于第二次，即W1＞W(wǎng)2，故C錯誤；D、由C可知，第一次所做的功大于第二次；又知時間相等，所以根據(jù)P=Wt可知，第一次拉力對木塊做功的功率較大，即P1＞P答案：A。7．（2023?北京二模）比賽中，被運動員墊起的排球從空中最高點豎直加速下落過程中，經(jīng)過A點、B點和C點，示意圖如圖所示。若A、B兩點間的距離等于B、C兩點間的距離，判斷下列說法正確的是（）A．排球在B點的動能大于在C點的動能 B．排球在B點的重力勢能小于在C點的重力勢能 C．排球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 D．排球所受的重力在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率解：A、排球從A點由靜止開始下落，質量不變，速度越來越大，動能不斷變大，排球在B點的動能小于在C點的動能，故A錯誤；B、小球的質量不變，C點的高度小于在B點的高度，故小球在C點的重力勢能小于在B點的重力勢能。故B錯誤；C、已知AB＝BC，根據(jù)W＝Gh可知，重力一定，通過的距離相同，所以重力做的功相同，故C正確；D、由題意可知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距離相等，所以在BC段所用的時間小于在AB段所用時間，根據(jù)P=W答案：C。8．（2023?北京二模）載人飛船實現(xiàn)了中國人的“飛天夢”。如圖所示的是載人飛船返回艙減速著陸的情境，在返回艙減速下降過程中，關于返回艙下列說法中正確的是（）A．動能增加，重力勢能減少，機械能不變 B．動能不變，重力勢能減少，機械能減少 C．動能減少，重力勢能不變，機械能減少 D．動能減少，重力勢能減少，機械能減少解：返回艙在減速下降過程中，質量不變，速度變小，動能減?。毁|量不變，高度變低，勢能減??；機械能是動能與勢能的總和，動能減小，勢能減小，所以機械能也減小，故D正確，ABC錯誤。答案：D。9．（2023?蘇州模擬）如圖所示在水平臺面上，一根彈簧左端固定，右端連接一金屬滑塊，O點是彈簧保持原長時滑塊的位置。開始時用力推滑塊壓縮彈簧到A位置，釋放滑塊，B是滑塊能到達的最右端，AO＞OB，滑塊從A位置滑到B位置的過程中（滑塊到達某一位置是指滑塊中心到達該位置上方，不計空氣阻力），下列說法正確的是（）①速度最快的位置在AO之間②彈簧對滑塊彈力最大的位置在A點③滑塊在從A位置滑到B位置的過程中機械能不變④滑塊最終可能停在O點的右側A．1個 B．2個 C．3個 D．4個解：從A到B，AO＞OB，說明此過程存在摩擦力；①③金屬滑塊從A運動到O的過程中，因彈簧處于壓縮狀態(tài)而對滑塊有水平向右的彈力；開始時，彈力大于摩擦力，滑塊做加速運動；當彈力等于摩擦力時，滑塊的速度最大；繼續(xù)運動到O的過程中，彈力小于摩擦力，滑塊做減速運動；滑塊從O運動到B的過程中，因彈簧處于伸長狀態(tài)而對滑塊有水平向左的彈力，則滑塊的速度不斷減小，所以速度最大點在AO之間，而由于摩擦力的存在，滑塊和彈簧整個過程機械能逐漸減小，因而滑塊的機械能不守恒，故①正確，③錯誤；②O點是彈簧保持原長時滑塊的位置，已知AO＞OB，所以彈簧在A點的形變量最大，即彈力最大的位置在A點，故②正確；④金屬滑塊運動到B點，速度為零，停止運動，但是由于彈簧要恢復原來的形狀，受到水平向左的彈力作用，所以金屬滑塊可能不會保持靜止，有可能向左運動，直到在水平方向上受到的彈力和摩擦力相等，故物體最終可能停在O的右側，故④正確。本題共有3個正確。答案：C。10．（2023?揚州三模）如圖所示小球以某速度從M點開始沿粗糙軌道MOP運動，經(jīng)P點離開軌道，上升至最高點N，又下落經(jīng)過Q點。N位于P、Q之間，O、P、Q處在同一水平高度。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．小球經(jīng)過O、P兩點時動能相等 B．小球到達最高點N時速度一定為零 C．小球到達的最高點N可能高于M點 D．小球經(jīng)過N點時的機械能大于經(jīng)過Q點時的機械能解：A、由于球以某速度從M點沿粗糙軌道開始運動，在軌道上運動過程中要克服摩擦阻力做功，有部分機械能轉化為內(nèi)能，因此球到達P點的機械能一定小于在O點的機械能，O、P處在同一水平高度，球的重力勢能相等，則球在P點的動能一定小于在O點動能，故A錯誤；B、球以某速度從M點沿粗糙軌道開始運動，球在M點既有動能又有重力勢能，球上升至最高點N時，仍水平方向飛行，也既有動能又有重力勢能，故B錯誤；C、球在軌道上運動過程中要克服摩擦阻力做功，有部分機械能轉化為內(nèi)能，球在N點的機械能一定小于在M點的機械能，但由于球在M、N點的動能大小不確定，因此球在M、N兩點的重力勢能大小也不確定，即N點重力勢能有可能比M點重力勢能大，則最高點N與M點對比，N點可能M高，故C正確；D、忽略空氣阻力，球從N點到Q點機械能守恒，因此球在N點的機械能等于Q點的機械能，故D錯誤。答案：C。11．（2023?株洲模擬）有一種運動叫蹦極，如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點，另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，A點處彈性繩自然伸直。B點是運動員受到的重力與彈性繩對運動員拉力相等的點，C點是蹦極運動員到達的最低點，運動員從O點到C點的運動過程中忽略空氣阻力，則（）A．從O至C運動員速度一直減小 B．從O點至A點運動員機械能不守恒，從A點至C點機械能守恒 C．從O至A過程中運動員速度增大，從A至C過程中運動員速度減小 D．從O至B過程中運動員速度增大，從B至C過程中運動員速度減小解：根據(jù)題意可知，從O點到B點的過程中，重力大于彈性繩對運動員拉力，因此速度越來越大；從B點到C點的過程中，彈性繩對運動員拉力大于重力，運動員的速度開始減小，到達C點時，速度為零；由于不計空氣阻力，因此整個過程機械能守恒；故選項ABC錯誤，選項D正確。答案：D。12．（2023?蘇州模擬）在冬奧會自由式滑雪比賽中，選手的運動軌跡如圖所示，如果不計空氣阻力，下列說法中正確的是（）A．在a、c兩點時動能均為零 B．在a點和e點都處于靜止狀態(tài)，因此機械能相等 C．從a點下滑到b點過程中，機械能保持不變 D．從c點下落到d點過程中，機械能保持不變解：A、在a點選手處于靜止狀態(tài)，動能為0，在c兩點時選手仍處于運動狀態(tài)，動能不為零，故A錯誤；B、在a點和e點都處于靜止狀態(tài)，動能為0，但是在a點選手具有重力勢能，在e點選手沒有重力勢能，因此a點和e點機械能不相等，故B錯誤；C、從a點下滑到b點過程中，由于克服摩擦做功，消耗一定的機械能，所以機械能減小，故C錯誤；D、從c點下落到d點過程中，由于不計空氣阻力，所以機械能保持不變，故D正確。答案：D。二、填空題（共6小題）13．（2023?沈陽模擬）如圖所示，完全相同的甲、乙兩個小球，甲球由橡皮筋系住，乙球由細繩系住，都從水平位置由靜止開始釋放。當兩球到達懸點正下方A點時，橡皮條長度恰好與細繩長度相等，不考慮橡皮筋重、繩重及空氣阻力大小，則該過程中小球重力所做功W甲＝W乙，在A點時兩球的速度v甲＜v乙。（以上兩空均選填“＞”、“＜”或“＝”）解：（1）由題知，兩球的質量相同，則重力相等，當兩球到達懸點正下方A點時，兩球下落的高度相同，根據(jù)W＝Gh可知，該過程中小球重力所做功W甲＝W乙；（2）由題知，最初兩球處于同一高度由靜止開始釋放，則兩球的重力勢能相等，下擺過程中，繩子不會伸長，而橡皮條會伸長，所以，可知小球到達A點時，不計空氣阻力，甲球的重力勢能轉化為動能和橡皮條的彈性勢能，乙球的重力勢能全部轉化為動能，這樣，在最低點時，乙球的動能大，其速度較大，即v甲＜v乙。答案：＝；＜。14．（2023?東莞模擬）在跳繩測試中，小麗同學1min跳了120次，每次跳起的高度為5cm，已知她的質量是50kg，那么小麗的重力是500N，跳一次繩做的功25J，1min跳繩的平均功率是50W（g＝10N/kg）。解：（1）小麗的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；每次跳起的高度：h＝5cm＝0.05m，跳一次繩做的功：W＝Gh＝500N×0.05m＝25J；（2）1min跳繩做的總功：W總＝120W＝120×25J＝3000J，1min跳繩的平均功率：P=W答案：500；25；50。15．（2023?長沙模擬）如圖是一款新型智能航拍無人機。機身總質量3kg，飛行時先以1.2m/s的速度勻速上升36m，又以1m/s的速度沿水平方向勻速飛行100m（g＝10N/kg），無人機在整個飛行過程中，需要克服重力做功1080J，無人機上升過程所用時間為30s，上升過程，克服重力做功的功率為36W。解：無人機的重力G＝mg＝3kg×10N/kg＝30N，無人機在整個飛行過程中，需要克服重力做功W＝Gh＝30N×36m＝1080J；無人機上升所用時間t=s上升過程，克服重力做功的功率P=W答案：1080；30；36。16．（2023?天津三模）如圖所示，我國獨立自主研制的火星探測器“天問一號”沿橢圓軌道繞火星運動時，不考慮空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉化，由近火點向遠火點運動時，探測器的勢能變大，機械能不變（以上兩空均填“變大”、“變小”或“不變”）。解：“天問一號”沿橢圓軌道繞火星運動時，因不考慮空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉化，所以我們可以認為其機械能是守恒的，即大小不變。當“天問一號”從近火點向遠火點運動時，高度逐漸增大，即其重力勢能逐漸增大。由“物體的機械能＝物體的動能+物體的勢能”可知，其動能會減小。即在“天問一號”從近火點向遠火點運動的過程中，“天問一號”的動能轉化為重力勢能。答案：變大；不變。17．（2023?海南模擬）如圖所示，重為500N的同學在做仰臥起坐運動。若該仰臥起坐同學上半身的重力約為全身的40%，她在1min內(nèi)做了40個仰臥起坐，每次上半身仰臥起坐重心上升的高度均為0.3m，則她在1min內(nèi)克服重力做的功為2400J，功率為40W。解：該同學上半身的重力：G上＝40%G＝40%×500N＝200N，做一次仰臥起坐克服重力做的功：W＝G上h＝200N×0.3m＝60J，做了40個仰臥起坐克服重力做的功：W總＝40W＝40×60J＝2400J，功率為：P=W答案：2400；40。18．（2023?東莞模擬）嫦娥五號返回器用類似“打水漂”的方式著陸地球，其著陸過程的部分軌跡簡化為如圖所示。AB段返回器的動能變?。ㄟx填“變大”“不變”或“變小”）；BC段返回器的機械能不變（選填“變大”“不變”或“變小”），CD段返回器動能增加量小于（選填“大于”“等于”或“小于”）重力勢能的減小量。解：AB段，返回器的質量不變，高度變大，重力勢能變大，是返回器的動能轉化為重力勢能，所以返回器的動能變?。籅C段沒有受到空氣的阻力，機械能是守恒的，保持不變；CD段，質量不變，高度變小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，是重力勢能轉化為動能，由于克服空氣阻力做功，一部分重力勢能轉化為內(nèi)能，所以返CD段返回器動能增加量小于重力勢能的減小量。答案：變小；不變；小于。三、實驗探究題（共2小題）19．（2023?蘇州模擬）小明為了探究動能大小的影響因素，利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上開展了如圖所示的探究活動。（1）實驗中探究的動能是指A；A.鋼球撞擊木塊時的動能B.鋼球撞擊木塊后的動能C.木塊被鋼球撞擊后的動能（2）鋼球在水平面上的動能是由重力勢能轉化而來的；（3）若斜面下方水平面光滑，本實驗不能（選填“能”或“不能”）達到實驗目的；（4）小紅認為根據(jù)乙、丙兩圖可以直接得出“物體的質量越大，速度越大，則動能越大”的結論，她的實驗方法錯誤的理由是未控制變量；（5）通常來說，交通事故的原因主要是超載或超速，用甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結論，可以解釋汽車超載（選填“超載”或“超速”）行駛時危險性大的原因。解：（1）該實驗研究的對象是鋼球，探究鋼球動能的大小與速度和質量的關系，答案：A；（2）鋼球從高處滾下，此時重力勢能轉化為動能；（3）若水平面絕對光滑，則鋼球撞擊木塊后木塊將做勻速直線運動，不能通過木塊移動的距離來反映鋼球動能的大小，所以本實驗將不能達到探究目的；（4）探究影響動能大小因素實驗中，應注意控制變量，當質量相同時，研究動能跟速度的關系；當速度相同時，研究動能跟質量的關系，不同同時出現(xiàn)兩個變量；（5）甲、丙兩圖可知，鋼球下落高度相同，質量不同，故研究動能大小與質量的關系，用來解釋超載行駛的危險。答案：（1）A；（2）重力勢；（3）不能；（4）未控制變量；（5）超載。20．（2023?蘇州二模）李明準備探究“彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關”。他猜想：彈簧彈性勢能可能與彈簧長度變化量和彈簧粗細有關。他設計的實驗裝置如圖，彈簧左端固定在墻上，放在水平面上，水平面A點左側光滑，右側粗糙。物體P壓縮彈簧到B點后從靜止釋放，運動到C點彈簧恢復到原長，同時與物體脫離，物體運動到D點停止。請補充完成他的探究過程：（1）為探究彈性勢能的大小與彈簧長度變化量的關系，過程如下：對同一根彈簧，物體P壓縮彈簧至B點，從靜止釋放，運動到D點。測量BC之間的距離和AD之間的距離，并改變BC之間的距離，測多組數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)得到結論。（2）對原長相同、只有粗細不同的兩根彈簧，物體P分別壓縮彈簧至同一位置B點，從靜止釋放，運動到D點。分別測量AD之間的距離，改變壓縮量，重復試驗，分析數(shù)據(jù)得到：彈性勢能與彈簧粗細有關。（3）小明在此探究實驗中主要運用了轉換法和控制變量法兩種探究方法。解：（1）本實驗探究的是彈性勢能和彈簧長度變化量之間的關系，所以必須測出彈簧長度變化量，即BC間的距離；彈性勢能通過彈簧推動物體在粗糙表面上運動的距離遠近來體現(xiàn)，所以必須測出AD間的距離；為了使結論具有普遍性，應改變彈簧長度變化量，即BC間的距離，多測幾組數(shù)據(jù)；（2）本實驗探究彈性勢能與彈簧粗細是否有關，必須控制彈簧長度相同，改變彈簧的粗細，測量物體在粗糙表面上運動的距離（AD間的距離），并進行比較得出結論。（3）通過以上分析可以看出，本實驗通過彈簧推動物體在粗糙表面上運動的距離遠近來體現(xiàn)彈性勢能的大小，用到了轉換法；同時，探究與多個量的關系時，還用到了控制變量法。答案：（1）BC；AD；BC；（2）粗細；AD；（3）轉換法；控制變量法。四、計算題（共2小題）21．（2023?珠海模擬）如圖所示，斜面長s＝2m，高h＝0.5m，建筑