【解析】2023年浙江省科學中考復習專題19：機械能和功

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2023年浙江省科學中考復習專題19：機械能和功

一、單選題

1．（2023九上·溫嶺期中）下列關于物體勢能的說法，錯誤的是（）

A．把壓縮的彈簧放松，雖然它的長度增加了，但勢能減小了

B．把橡皮筋拉得越長(在彈性限度內)，它的勢能也越大

C．樹上的蘋果，位置高的不一定比位置低的勢能大

D．高處落下的鉛球，5kg的鉛球一定比4kg的鉛球勢能大

【答案】D

【知識點】動能和勢能的概念；動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】物體由于具有做功的形勢而具有的能叫勢能。勢能分為重力勢能和彈性勢能。重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。影響因素：物體被舉得越高，質量越大，具有的重力勢能就越大。彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。

【解答】A、彈簧的彈性勢能與其形變程度有關，壓縮的彈簧放松后，形變程度減小，勢能減??；故A正確；

B、彈性勢能與形變程度有關，橡皮筋拉得越長，形變越大，勢能越大；故B正確；

C、蘋果勢能的大小與蘋果的質量和高度有關，所以位置高的勢能不一定位置低的大；故C正確；

D、高處落下的鉛球勢能與質量和高度有關，5kg的鉛球和4kg的鉛球高度未知，則勢能無法比較；故D錯誤；

故答案為：D。

2．（2023九上·溫嶺期中）如圖所示的四種情景中，人對物體做功的是（）

A．B．

C．D．

【答案】B

【知識點】力是否做功的判斷

【解析】【分析】功是指能量由一種形式轉化為另一種的形式的過程。做功的兩個必要因素：作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離。經(jīng)典力學的定義：當一個力作用在物體上，并使物體在力的方向上通過了一段距離，力學中就說這個力對物體做了功。

【解答】A、提著桶在水平方向前進，人對桶的力豎直向上，運動距離在水平方向上，力和距離不在同一直線上，則不做功；故A錯誤；

B、用力搬起箱子，箱子的運動距離在豎直方向上，力是豎直向上的，力與距離在同一方向，所以做功了；故B正確；

C、用力推石頭，但石頭沒有推動，力在水平方向上，但沒有距離，則沒有做功；故C錯誤；

D、舉著杠鈴原地不動，有力沒有距離，則不做功；故D錯誤；

故答案為：B。

3．（2023九上·嘉興期末）某同學背著書包去學校上學，因為書包中裝的書較多，所以感覺累。該同學在背起書包、背著書包水平勻速行走、背著書包站立的過程中，對書包做功的是（）

A．背起書包時B．背著書包行走時

C．背著書包站立時D．背起書包和行走時

【答案】A

【知識點】力是否做功的判斷

【解析】【分析】做功的兩個必要條件：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上移動一段距離，二者缺一不可。

【解答】A、重力的方向豎直向下，背起書包的力豎直向上，在力的方向上移動了一定的距離，對書包做了功，A符合題意；

B、背著書包行走，對書包有向上的力，沒有在力的方向移動距離，對書包沒有做功，B不合題意；

C、背著書包站立，對書包有向上的力，在力的方向沒有移動距離，對書包沒有做功，C不合題意；

D、背起書包時對書包做了功，行走時對書包不做功，D不合題意。

故答案為：A。

4．（2023九上·寧波期末）下列四幅圖的觀點中（不計摩接），分析正確的是（）

A．圖甲中，跳高運動員騰空躍到最高點時，他具有的動能為零

B．圖乙中，在下降過程中滾擺的動能轉化為重力勢能

C．圖丙中，百米賽跑時運動員體內的化學能全部轉化為機械能

D．圖丁中，套圈由a到b再到c過程中，重力勢能先變大后變小

【答案】D

【知識點】能量的相互轉化和轉移；動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】（1）動能與物體的質量和速度有關，重力勢能與物體的質量和高度有關；

（2）人在運動過程中，體內食物的化學能既要轉化為內能，保持人的體溫，還要轉化為運動需要的機械能。

【解答】A.圖甲中，跳高運動員到達最高點時，它豎直向上的速度為0，但水平方向速度不變，因此他的動能不為0，故A錯誤；

B.圖乙中，在下降過程中滾擺的高度減小，重力勢能減??；速度增大，動能增大，因此是重力勢能轉化為動能，故B錯誤；

C.圖丙中，運動員體內的化學能要轉化為內能和機械能，故C錯誤；

D.圖丁中，套圈由a到b再到c的過程中，它的高度先增大后減小，因此重力勢能也是先增大后減小，故D正確。

故選D。

5．（2023九上·秀洲期末）如圖是小朋友玩蹦床的情景，對他們在上升和下落過程中機械能的變化(不計空氣阻力)，下列分析不正確的是（）

A．小孩上升到最高點時的重力勢能最大

B．小孩在空中下落的過程中重力做功，重力勢能轉化為動能

C．小孩下落到最低點時，蹦床的彈性勢能最大

D．小孩下落到剛與蹦床接觸時的動能最小

【答案】D

【知識點】動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】動能的影響因素是質量和速度，重力勢能的影響因素是質量和高度，彈性勢能的影響因素是彈性形變；根據(jù)各因素的變化情況分析能量的變化情況。

【解答】A、小孩上升到最高點時，高度最高，重力勢能最大，A不符合題意；

B、小孩在空中下落的過程中，在重力的方向移動了一段距離，重力做功，重力勢能轉化為動能，B不符合題意；

C、小孩下落到最低點時，蹦床的彈性形變最大，彈性勢能最大，C不符合題意；

D、小孩下落到剛與蹦床接觸時，速度最大，動能最大，D錯誤，符合題意。

故答案為：D。

6．（2023九上·德清期末）自動垂直升降式車庫可以有效緩解停車難問題。如圖所示為自動垂直升降式車庫的停車示意圖。當汽車在勻速上升過程中（）

A．動能增加，重力勢能不變B．動能增加，重力勢能增加

C．動能不變，重力勢能不變D．動能不變，重力勢能增加

【答案】D

【知識點】動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】動能受到速度和質量的影響，重力勢能受到高度和質量的影響，分析影響因素的變化即可。

【解答】當汽車在勻速上升過程中，汽車的質量不變，速度不變，因此汽車的動能不變；汽車的質量不變，但高度增大，因此汽車的重力勢能增大。

故選D。

7．爺爺與小麗進行爬樓比賽，他們都從1樓上到6樓。爺爺?shù)捏w重大于小麗體重的2倍，爺爺所用的時間比小麗所用的時間多。則下列說法正確的是（）

A．爺爺做的功一定比小麗做的功少

B．爺爺做功的功率一定比小麗大

C．爺爺做的功一定比小麗多

D．爺爺做功的功率一定比小麗小

【答案】C

【知識點】功的計算公式的應用；功率計算公式的應用

【解析】【分析】根據(jù)W＝Gh判斷兩人做功的多少；根據(jù)公式分析兩人功率的大小。

【解答】兩個有上升的高度相同，爺爺?shù)捏w重大于小麗的體重，由W＝Gh可知，爺爺做的功一定大于小麗做的功；由于不知道爺爺與小麗體重以及所用時間的的準確關系，所以不能用公式計算出誰的功率大。

故答案為：C。

8．（2023九上·溫嶺期中）蹦床運動是一項運動員從蹦床反彈起來后在空中表演技巧的競技運動，如圖所示。關于運動員從高處下落的整個下降過程中(不計空氣阻力)，下列說法正確的是（）

A．運動員的機械能不守恒

B．運動員的機械能和蹦床的機械能之和不守恒

C．碰到蹦床后運動員的動能立刻減小

D．碰到蹦床后運動員的動能仍不斷增大

【答案】A,B

【知識點】能量的轉化與守恒定律；動能和勢能的轉化與守恒

【解析】【分析】物體的動能和勢能之和稱為物體的機械能，勢能可以是引力勢能、彈性勢能等。只有在重力（或彈簧的彈力）做功的情形下，物體的重力勢能（或彈性勢能）和動能發(fā)生相互轉化，但總機械能保持不變。

【解答】A、運動員的機械能要轉化為蹦床的彈性勢能，因此運動的機械能不守恒；故A正確；

B、運動員與蹦床之間存在摩擦力，因此運動員的機械能會有部分轉化為蹦床的內能，因此整個過程中的機械能不守恒；故B正確；

CD、碰到蹦床后，當蹦床的彈力大于運動員的重力時，運動員的速度才會減小，所以運動員從開始接觸蹦床到最低點的過程中，運動員的動能是先增大后減??；故CD錯誤；

故答案為：AB。

9．（2023九上·杭州期中）在2023年8月舉行的第十三屆全運會上，憑借我市運動員潘業(yè)隆的兩個進球，浙江隊獲得籠式足球男子組金牌，如圖所示為足球離開腳后向上運動到一定高度又落回地面的運動軌跡，不計空氣阻力。關于足球離開腳后的運動過程，下列說法中正確的是（）

A．足球上升過程中，足球受到一個向上的力

B．足球上升過程中，運動員對足球做功

C．足球運動到最高點時，其動能不為零

D．足球在整個過程中，機械能逐漸變小

【答案】C

【知識點】力是否做功的判斷；動能和勢能的轉化與守恒

【解析】【分析】物體所受重力的方向始終豎直向下。物體做功必須同時具備兩個條件:一是，必須有力作用在物體上；二是，物體在力的方向產(chǎn)生一段距離。在動能和勢能相互轉化的過程中，若沒有能量損失(如克服阻力)或其他形式的能量的補充，機械能的總和保持不變，即機械能守恒。

【解答】A、足球上升過程中，足球受到一個豎直向下的重力；故A錯誤；

B、當足球離開運動員的腳后，運動員對足球的力隨之消失，所以足球上升過程中，運動員對足球不做功；故B錯誤；

C、足球運動到最高點時，仍向前運動，其動能不為零；故C正確；

D、足球在整個過程中，重力勢能減少，動能增加。因為不計空氣阻力，所以機械能不變；故D錯誤；

故答案為：C。

10．如圖所示，甲、乙和丙是三個完全相同的乒乓球，在離地同一高度處以大小相等的速度v，將三個球分別豎直向下、豎直向上和水平拋出。若在整個運動過程中不計能量損失，則（）

A．拋出時甲球的機械能大于其他兩個球

B．拋出后乙球的機械能先增大再減小

C．第一次落地時甲球的動能最大，丙球的動能最小

D．落地后第一次反彈到最高點時甲、乙兩球的高度相同

【答案】D

【知識點】動能和勢能的轉化與守恒

【解析】【分析】機械能是動能和勢能的總和；動能的大小與物體的質量和速度有關；重力勢能與物體的質量和被舉的高度有關。

【解答】AB、三個小球的質量相同，拋出時的高度相同，速度相同，則它們的機械能是相同的；在整個運動過程中不計能量損失，在運動的過程中，機械能守恒，則機械能保持不變，A、B不合題意；

C、三個小球的機械能是相同的，第一次落地時，由于機械能守恒，重力勢能全部轉化為動能，所以，三個小球的動能相同，C不合題意；

D、落地后第一次反彈到最高點時，甲、乙的機械能是相同的，且動能都為0，所以甲、乙兩球的重力勢能相同，高度也相同，D符合題意。

故答案為：D。

11．如圖所示的光滑軌道，BC為水平面，小球從A點靜止釋放運動到C點的過程中，小球的動能和重力勢能的變化情況是（）

A．A到B小球的重力勢能不變B．A到B小球的動能減少

C．B到C小球的重力勢能增大D．B到C小球的動能不變

【答案】D

【知識點】動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】（1）因為軌道光滑，所以小球運動過程中沒有摩擦，即機械能保持不變；

（2）動能與速度和物體質量大小有關，重力勢能與高度和物體質量大小有關。

【解答】A.從A到B，小球的質量不變，但高度減小，因此它的重力勢能減小，故A錯誤；

B.從A到B，小球的重力勢能轉化為動能，因此小球的動能增大，故B錯誤；

C.從B到C，小球的質量和高度保持不變，因此它的重力勢能不變，故C錯誤；

D.從B到C，由于沒有摩擦，所以小球的動能不變，故D正確。

故選D。

12．（2023九上·鎮(zhèn)海期末）如圖所示。光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部所用時間相同，所需拉力分別為F1和F2，所做的功的功率分別為P1和P2，則（）

A．F1F2,P1>P2

C．F1>F2,P1=P2D．F1AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部所用時間相同，所需拉力分別為F1和F2，所做的功的功率分別為P1和P2，則（）

A．F1F2,P1>P2

C．F1>F2,P1=P2D．F1<F2,P1AC，所以；

根據(jù)公式可知，當功相等時，因為，所以。

故選A。

13．【答案】56.25；750

【知識點】功的計算公式的應用；功率計算公式的應用

【解析】【分析】已知物體重力和上升高度根據(jù)公式W=Gh計算克服重力做的功；已知物體做的功和時間根據(jù)公式計算功率。

【解答】攀巖者和背包的總重力為：;

攀巖者克服重力做功：；

攀巖者克服重力做功的功率為：；

攀巖者對背包做功：。

故答案為：56.25；750

14．【答案】彈性形變；動能轉化為彈性勢能；B；高度

【知識點】勢能的影響因素

【解析】【分析】（1）重力勢能與物體的質量和高度有關；

（2）物體發(fā)生彈性形變程度越大，它產(chǎn)生的彈力就越大；

（3）彈性勢能的大小與發(fā)生彈性形變的程度有關。

【解答】在水平地面上鋪一張紙，將皮球表面涂黑，使皮球分別從不同高度處自由下落，在紙上留下黑色圓斑A、B，留下圓班說明皮球下常到紙面上時發(fā)生了彈性形變，此時，能量的轉化過程是動能轉化為彈性勢能，分析圖中兩個圓斑大小，還能知道，球從較高處下落形成的圓斑是圖中B，由此可間接知道；重力勢能大小與高度有關。

故答案為：彈性形變；動能轉化為彈性勢能；B；高度

15．【答案】（1）=

（2）小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能

【知識點】彈力；能量的相互轉化和轉移

【解析】【分析】（1）小球接觸彈簧后開始一段時間內，它受到的彈力小于重力，小球在向下的方向上做加速運動；當彈力等于重力時，小球加速過程停止，這個時刻就是小球速度最大的時刻；接下來小球受到的彈力大于重力，小球在豎直方向上做減速運動，直到速度為0，根據(jù)這個規(guī)律判斷即可；

（2）b→c的過程是小球速度減小的過程，據(jù)此判斷它的能量轉化。

【解答】（1）b點的速度最大，也就是說這點加速停止，即處于平衡狀態(tài)，那么這時小球的重力等于彈力；

（2））b→c的過程是小球速度減小的過程，那么它的動能減?。粡椈杀粔嚎s，它的彈性勢能增大，因此發(fā)生的能量轉化為：小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能。

故答案為：（1）=；（2）小球的機械能轉化為彈簧的彈性勢能。

16．【答案】大于；減小

【知識點】動能和勢能的大小變化

【解析】【分析】機械能包括動能和勢能；在只有重力或彈力對物體做功的條件下，物體的動能和勢能（包括重力勢能和彈性勢能）發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變；

【解答】在A、B兩點時，皮球的質量不變，高度相等，故其所具有的重力勢能相等，A點繼續(xù)上升到達的高度大于B點繼續(xù)上升到達的高度，因此，A點轉化為的重力勢能大，故A點的動能大于B點的動能；該過程中，皮球被反彈的高度逐漸變小，即說明在反彈過程中有一部分機械能損失，即轉化成了內能，故該過程中的機械能是減小的；

故答案為：大于；減小。

17．【答案】增大；減?。辉龃?/p>

【知識點】動能和勢能的大小變化；物體內能的改變方法

【解析】【分析】動能與物體的質量和速度有關，重力勢能與物體的質量和高度有關；外界對物體做功，物體內能增加；物體對外界做功，物體內能減少，據(jù)此解答即可。

【解答】隕石進入大氣層后速度越來越快，所以動能逐漸增大；因為高度逐漸減小，所以勢能逐漸減??；因為隕石溫度逐漸升高，所以內能逐漸增大。

故答案為：增大；減??；增大

18．【答案】0；500

【知識點】功的計算公式的應用

【解析】【分析】已知物體受到的力和物體在力的方向上通過的距離根據(jù)計算即可。

【解答】物體在水平方向上運動，而重力在豎直方向，因此重力做功0J；

拉力做功：。

故答案為：0；500

19．【答案】（1）大于

（2）45N

（3）36W

【知識點】二力平衡的條件及其應用；功；功的計算公式的應用；功率計算公式的應用

【解析】【分析】妨礙物體運動的作用力，稱“阻力”。在一段平直的鐵路上行駛的火車，受到機車的牽引力，同時受到空氣和鐵軌對它的阻力。牽引力和阻力的方向相反，牽引力使火車速度增大，而阻力使火車的速度減小。如果牽引力和阻力彼此平衡，它們對火車的作用就互相抵消，火車就保持勻速直線運動。功率是指物體在單位時間內所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。功的數(shù)量一定，時間越短，功率值就越大。求功率的公式為功率=功/時間。

【解答】（1）由圖可知，0-10s內，小推車處于加速運動狀態(tài)，推力大于阻力；故答案為：大于；

（2）由信息可知，小推車受到的阻力為小推車總重力的0.15倍,G物=m物g=17kg×10N/kg=170N，G總=G物+G車=170N+130N=300N，f=0.15G總=300N×0.15=45N；故答案為：45；

（3）當小推車勻速運動時，水平推力等于其阻力，所以F推=f=45N，由圖可知，10s-20s時小推車的速度為0.8m/s；P=F推V=45N×0.8m/s=36W；故答案為：36W；

故答案為：（1）大于；（2）45；（3）36W。

20．【答案】（1）秒表

（2）B

（3）mgh/t

【知識點】功率計算公式的應用

【解析】【分析】根據(jù)P=，可以求出小亮同學搬運器材過程中對箱子做功的功率；小亮同學對箱子做的功為W=mgh；

【解答】根據(jù)P=可知，要想求出小亮同學搬運器材過程中對箱子做功的功率，測量所需要的器材有：磅秤、皮尺，還需要秒表；小亮同學對箱子做的功為W=mgh，只需要測出箱子的質量m、一樓到三樓的豎直高度h、小亮上樓所用的時間t，進而算出小亮搬運箱子