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备战2022年中考物理真题分项演练——功和机械能
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这是一份备战2022年中考物理真题分项演练——功和机械能，共43页。试卷主要包含了 反射 等内容，欢迎下载使用。
备战2022年中考物理真题分项演练——功和机械能
1.（2021无锡）．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
2. （2021大连）踢毽子是一种传统的健身活动，当踢出的毽子上升时，毽子的（ ）
A. 动能增大，重力势能增大 B. 动能减小，重力势能减小
C. 动能减小，重力势能增大 D. 动能增大，重力势能减小
3．(2021南通）跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动，降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（ ）
A．加速运动时动能转化为重力势能 B．减速运动时所受的阻力大于重力
C．匀速直线运动时机械能保持不变 D．整个过程中所受的阻力保持不变
4.（2021连云港）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中，则
A.气体对水做功 B.气体的压强变大
C.气体的压强不变 D.水喷出的速度不断增大
5. （2021黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳图的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，下列说法正确的是（ ）
A. 罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大
B. 罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能
C. 若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面
D. 第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
6.（2021盘锦）如图所示，将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳子的拉力对铁锁做了功
B. 铁锁的运动状态发生变化
C. 铁锁从最高处向下摆动过程中，重力势能减少，动能增大
D. 铁锁上升的高度逐渐降低，能量逐渐消失
7. （2021北京）如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动，运动得越来越慢。最后停在C点。下列说法中正确的是（ ）
A. 木块在AB所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到摩擦力越来越大
C. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小
D. 木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能
8．（2021舟山）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3
C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3
9. （2021威海）如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（ ）
A. 小球在c处受力平衡 B. 小球在a处释放瞬间受力不平衡
C. 由a运动到b，小球的机械能增加 D. 由b运动到c，小球的机械能守恒
10．（2021抚顺）4月13日，中国女足在东京奥运会预选赛中战胜韩国队，成功晋级东京奥运会。如图所示为中国女足队员射门瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．球的运动方向只与脚用力的大小有关
B．球离开脚后继续向前运动是由于球具有惯性
C．球在空中运动过程中，脚仍对球做功
D．球运动到最高点时受到的力是平衡力
11. （2021阜新）一摞棋子静止在水平桌面上，用钢尺快速击打中间的一颗棋子，该棋子飞出而上面棋子落下，如图所示，下列说法正确的是
A．棋子飞出后，不再受到力的作用
B．棋子飞出后，其动能转化为重力势能
C．棋子被击飞后，在惯性的作用下会继续运动
D．棋子被击飞，说明力改变了物体的运动状态
12.（2021青岛）如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是
A.舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B.空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
C.舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
D.舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态
13. （2021陕西）如图所示为拉弓射箭的情景，下列说法正确的是 （ ）
A. 用力将弓拉弯说明力可以改变物体的形状
B. 箭被射出的过程中，动能转化为弹性势能
C. 射出的剑可以继续向前运动是因为受到惯性作用
D. 斜向上射出的箭在空中飞行时重力势能不变
14. （2021内江）今年5月我国发射的“天舟二号”货运飞船成功与“天和号”空间站核心舱自主交会对接，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 升空后，飞船内物资的质量变小
B. 刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的机械能不变
C. 飞船飞向核心舱的过程中，其惯性增大
D. 对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
15. （2021河南）在物理学中，常用比值法来定义物理量，如：用质量与体积之比定义“密度”。请你再列举一例，用_________________________之比定义“__________”。
16. （2021常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 ___________好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 ___________能转化为箭的 ___________能。
17.（2021南充）某物体在大小为的水平拉力作用下，以的速度在粗糙水平桌面上做匀速直线运动，此时拉力的功率为________W.若将水平拉力增大到，此时物体所受的摩擦力为________N.
18.（2021广元）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能________，机械能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
19.（2021连云港）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功__________J，支持力对购物车做功__________J。
20.（2021武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的________能转化为燃气的内能，卫星的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
21. （2021龙东）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
22. （2021临沂）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”安全着陆。嫦娥五号探测器由上升器，着陆器、返回器和轨道器四部分组成。着陆器和上升器的组合体降落至月球表面后完成月球采样，并将携带的国旗在月面展开，最终，独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层，然后借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地面（如图）
（1）国旗上的五角星呈现黄色是因为五角星只________（选填“反射”或“吸收”）黄光。
（2）返回器加速下降的过程中，动能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；进入大气层与大气摩擦导致其温度升高，这是通过_________的方式改变了内能；借助大气层提供的升力“打水漂”，说明力可以改变物体的__________；安全返回的返回器将地面砸出个大坑，说明力可以改变物体的_________。
（3）1731g月球样品到达地球后，质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）
23．(2021南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等。请写出一个用此思想方法研究问题的实例： 。
24. （2021荆门）2021年5月29日20时35分，长征七号火箭点火发射，将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道，经过六个多小时飞行后，“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，我国空间站的建设迈出了关键的一步。
（1）“天舟二号”在发射升空过程中机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”），交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态______（选填“保持不变”或“不断变化”）；
（2）未来一到两年我国将全面建成空间站。空间站在轨运行时，通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。有阳光时，空间站光伏发电的功率为70kW，2h可发电______kW·h，宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，是因为______。
25. （2021长春）某超市使用的一款售货机器人，在100N的牵引力作用下，水平匀速直线运动4m所用时间为10s。求：
（1）机器人运动的速度。
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率。
26. （2021常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 ___________。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 ___________m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水=1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？（ ）
②拉力F功率的最大值有多大？（ ）
27. （2021内江）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
28．（2021温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1～t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是________。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2～t4时段做功________焦。
29.（2021毕节）我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，如表是有关它的一些飞行参数，根据表中资料信息，(空气阻力忽略不计)可知：
(1)无人机在空中悬停时受到的升力F= ______ N；
(2)在P模式下，无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间t= ______ s，此过程中升力对无人机做功的功率为P= ______ W。
30. （2021威海）某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏（内含汽油发动机等）放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为，已知甲、乙两人的质量均为50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）救生筏对甲板的压强是多少？
（2）演练地点离最近的海岸50km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。
31．（2021盐城）阅读短文，回答问题。
“天问一号”登陆火星的最后9分钟
2021年5月15日清晨4时许，我国“天问一号”着陆器（如图1甲）进入火星大气层，经过约9分钟的减速、悬停和缓冲，成功着落于火星表面，迈出了我国星际探测征程的重要一步。
着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，以保持相对稳定的姿态下降，此时运动方向与轴线方向并不在同一直线上。下降一段时间后，当着陆器速度减小90%左右时，着陆器伸出“小翅膀”，通过向下压火星大气产生的反作用力，将其运动方向与轴线方向的夹角调整到0°，为安全打开降落伞摆正姿势。如图1乙所示，降落伞打开后减速到一定程度，先抛弃隔热大底，后抛弃背罩，让火星车和着陆平台（如图1丙）露出真容。随后，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现进一步减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，平稳着陆。
（1）着陆器伸出“小翅膀”后，受到向上推力的施力物体是 。
（2）从悬停到成功降落火星地面前，火星车的动能变化情况是 。
A.增大→不变→减小
B.增大→减小→不变
C.不变→增大→减小
D.减小→增大→不变
（3）请在图1丙中画出火星车和着陆器平台处于悬停状态时，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的示意图。
（4）如图2四幅图中，能反映着陆器刚进入大气层时维持相对稳定姿态下降的是 。
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2。降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等。若同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5，则k1：k2为 。
A. B. C. D.
32.（2021连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V1W”字样的IED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有__________，它的工作原理是__________。
（2）求重物下落时，重力做功的功率。
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出36V电压）。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接人电路的阻值变化范围。
33.（2021赤峰）小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车。经查询赤峰到宁城高铁运行里程约100km，运行时间约30min。若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.7×105N,供电电路输入列车的电功率恒为2×107W。请你根据以上信息，解决下列问题：
(1)从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能。
(2)求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率。
备战2022年中考物理真题分项演练——功和机械能参考答案
1.（2021无锡）．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】B
2. （2021大连）踢毽子是一种传统的健身活动，当踢出的毽子上升时，毽子的（ ）
A. 动能增大，重力势能增大 B. 动能减小，重力势能减小
C. 动能减小，重力势能增大 D. 动能增大，重力势能减小
【答案】C
3．(2021南通）跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动，降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（ ）
A．加速运动时动能转化为重力势能 B．减速运动时所受的阻力大于重力
C．匀速直线运动时机械能保持不变 D．整个过程中所受的阻力保持不变
【答案】B
4.（2021连云港）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中，则
A.气体对水做功 B.气体的压强变大
C.气体的压强不变 D.水喷出的速度不断增大
【答案】A
【解析】当水流喷出后，储水罐中水的体积变少，气体的体积变大，一定质量的气体，体积越大压强越小，故B和C选项错误，压强变小导致水喷出的速度变小，故D也错误；由于在气压的作用下，水流变少，水的重心下移，故气体对水做了功，A选项正确。
5. （2021黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳图的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，下列说法正确的是（ ）
A. 罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大
B. 罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能
C. 若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面
D. 第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
【答案】A
【解析】A．罐子在A点时高度最大，所以重力势能最大；到达D点时罐子移动最远，橡皮筋缠的最多最紧，所以弹性势能最大，故A正确；
B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，故B错误；
C．罐子返回是靠橡皮筋的弹性势能转化为动能，若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可能返回，故C错误；
D．返回时，由于罐子在地面上滚动，一部分能量会转化为地面的内能，造成能量损失，运动的时间越长，能量损失越大，故罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。故D错误。
故选A。
6.（2021盘锦）如图所示，将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳子的拉力对铁锁做了功
B. 铁锁的运动状态发生变化
C. 铁锁从最高处向下摆动过程中，重力势能减少，动能增大
D. 铁锁上升的高度逐渐降低，能量逐渐消失
【答案】BCD
【解析】解：A、铁锁来回摆动的过程中，没有在拉力的方向上通过距离，绳子的拉力没有做功，故A错误；
B、摆动过程中，铁锁的速度大小和运动方向会发生变化，其运动状态一定发生变化，故B正确；
C、铁锁从最高处向下摆动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少；质量不变，速度变大，动能增大，故C正确；
D、铁锁自由摆动的过程中，因为阻力作用，所以机械能最终会转化铁锁和空气的内能，即机械能不守恒，但总的能量保持不变，故D正确。
故选：BCD。
7. （2021北京）如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动，运动得越来越慢。最后停在C点。下列说法中正确的是（ ）
A. 木块在AB所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到摩擦力越来越大
C. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小
D. 木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能
【答案】AC
【解析】解：
A、木块在AB段和BC段对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以所受的摩擦力不变，即木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故A正确；
B、木块在BC段运动得越来越慢，是由于摩擦力改变了木块的运动状态，摩擦力的大小不变，故B错误；
C、木块在BC段运动得越来越慢，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，使得机械能逐渐减小，故C正确；
D、木块在AB段运动得越来越快是因为受到了拉力的作用，木块的高度和质量不变，重力势能不变，质量不变，速度变大，动能变大，所以木块的机械能越来越大；此过程中，木块与桌面之间存在摩擦，有一部分机械能转化为内能，故D错误。
故选：AC。
8．（2021舟山）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3
C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3
【答案】C
9. （2021威海）如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（ ）
A. 小球在c处受力平衡 B. 小球在a处释放瞬间受力不平衡
C. 由a运动到b，小球的机械能增加 D. 由b运动到c，小球的机械能守恒
【答案】BC
10．（2021抚顺）4月13日，中国女足在东京奥运会预选赛中战胜韩国队，成功晋级东京奥运会。如图所示为中国女足队员射门瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．球的运动方向只与脚用力的大小有关
B．球离开脚后继续向前运动是由于球具有惯性
C．球在空中运动过程中，脚仍对球做功
D．球运动到最高点时受到的力是平衡力
【答案】B
11. （2021阜新）一摞棋子静止在水平桌面上，用钢尺快速击打中间的一颗棋子，该棋子飞出而上面棋子落下，如图所示，下列说法正确的是
A．棋子飞出后，不再受到力的作用
B．棋子飞出后，其动能转化为重力势能
C．棋子被击飞后，在惯性的作用下会继续运动
D．棋子被击飞，说明力改变了物体的运动状态
【答案】D
12.（2021青岛）如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是
A.舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B.空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
C.舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
D.舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态
【答案】D
13. （2021陕西）如图所示为拉弓射箭的情景，下列说法正确的是 （ ）
A. 用力将弓拉弯说明力可以改变物体的形状
B. 箭被射出的过程中，动能转化为弹性势能
C. 射出的剑可以继续向前运动是因为受到惯性作用
D. 斜向上射出的箭在空中飞行时重力势能不变
【答案】A
【解析】A．用力将弓拉弯，弓的形状发生了变化，故说明力可以改变物体的形状，故A正确；
B．箭被射出的过程中，弹性势能变小，动能变大，故弹性势能转化为动能，故B错误；
C．射出的剑可以继续向前运动是因为惯性，而不是惯性作用，因为惯性不是力，故C错误；
D．斜向上射出的箭在空中飞行时，高度变大，故重力势能变大，故D错误。
故选A。
14. （2021内江）今年5月我国发射的“天舟二号”货运飞船成功与“天和号”空间站核心舱自主交会对接，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 升空后，飞船内物资的质量变小
B. 刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的机械能不变
C. 飞船飞向核心舱的过程中，其惯性增大
D. 对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
【答案】D
15. （2021河南）在物理学中，常用比值法来定义物理量，如：用质量与体积之比定义“密度”。请你再列举一例，用_________________________之比定义“__________”。
【答案】
16. （2021常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 ___________好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 ___________能转化为箭的 ___________能。
【答案】 ①. 弹性 ②. 弹性势 ③. 机械
【解析】[1]弓的弦需要发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好。
[2][3]拉弯的弓具有弹性势能，拉弯的弓把箭射出去，将弹性势能转化为机械能。
17.（2021南充）某物体在大小为的水平拉力作用下，以的速度在粗糙水平桌面上做匀速直线运动，此时拉力的功率为________W.若将水平拉力增大到，此时物体所受的摩擦力为________N.
【答案】20 10
18.（2021广元）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能________，机械能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】变小 不变
【解析】“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器高度增加，重力势能增加，探测器的动能将变小，动能转化成重力势能。因为运动过程中，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，故机械能守恒，由近火点向远火点运动时，机械能不变。
19.（2021连云港）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功__________J，支持力对购物车做功__________J。
【答案】200 0
【解析】推力做功即推力与推力方向通过的距离的乘积：W=Fs=20N×10m=200J，由于支持力垂直于水平面向上，物体水平方向运动10m，垂直于水平面方向没有通过距离，故做功为0J。
20.（2021武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的________能转化为燃气的内能，卫星的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 化学；增大
【解析】火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
21. （2021龙东）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
【答案】势能转化为动能；动能和重力势能减小、蹦床的弹性势能增大
22. （2021临沂）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”安全着陆。嫦娥五号探测器由上升器，着陆器、返回器和轨道器四部分组成。着陆器和上升器的组合体降落至月球表面后完成月球采样，并将携带的国旗在月面展开，最终，独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层，然后借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地面（如图）
（1）国旗上的五角星呈现黄色是因为五角星只________（选填“反射”或“吸收”）黄光。
（2）返回器加速下降的过程中，动能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；进入大气层与大气摩擦导致其温度升高，这是通过_________的方式改变了内能；借助大气层提供的升力“打水漂”，说明力可以改变物体的__________；安全返回的返回器将地面砸出个大坑，说明力可以改变物体的_________。
（3）1731g月球样品到达地球后，质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】 (1). 反射 (2). 增大 (3). 做功 (4). 运动状态 (5). 形状 (6). 不变
【解析】（1）[1]五角星是不透明的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，黄色的五角星只反射黄光，所以呈现黄色。
（2）[2]动能的影响因素是质量和速度，返回器加速下降的过程中，质量不变，速度变大，故动能增大。
[3]返回器进入大气层后与大气摩擦，内能增加温度升高，这是通过做功的方式增加了内能。
[4]返回器借助大气层提供的升力“打水漂”，是运动状态发生了改变，即力可以改变物体的运动状态。
[5]安全返回的返回器将地面砸出个大坑，地面的形状发生了改变，即力可以改变物体的形状。
（3）[6]质量是物体的属性，不随着位置的改变而改变。
23．(2021南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等。请写出一个用此思想方法研究问题的实例： 。
【答案】（1）正确
（2）①当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大②如果是由误差引起则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，分析表中数据发现当小球的入射方向与地面的夹角α一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗糙程度的影响并不是误差造成的。
（3）①32.00 3.2 ②B
（4）探究阻力对物体运动的影响
24. （2021荆门）2021年5月29日20时35分，长征七号火箭点火发射，将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道，经过六个多小时飞行后，“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，我国空间站的建设迈出了关键的一步。
（1）“天舟二号”在发射升空过程中机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”），交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态______（选填“保持不变”或“不断变化”）；
（2）未来一到两年我国将全面建成空间站。空间站在轨运行时，通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。有阳光时，空间站光伏发电的功率为70kW，2h可发电______kW·h，宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，是因为______。
【答案】 ①. 增大 ②. 不断变化 ③. 140 ④. 声音不能在真空里传播
【解析】[1] “天舟二号”在发射升空过程中速度变大，动能变大，高度变大，故重力势能变大，故机械能变大。
[2] “天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，方向一直在变化，故运动状态一直在变化。
[3] 2h可发电
2h可发电。
[4]宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，语言即声音的传播需要介质，而在太空中，没有介质，故只能用无线电交流。
25. （2021长春）某超市使用的一款售货机器人，在100N的牵引力作用下，水平匀速直线运动4m所用时间为10s。求：
（1）机器人运动的速度。
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率。
【答案】（1）0.4m/s；（2）40W
【解析】解：（1）机器人运动的速度
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率
答：（1）机器人运动的速度为0.4m/s；
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率为40W。
26. （2021常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 ___________。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 ___________m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水=1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？（ ）
②拉力F功率的最大值有多大？（ ）
【答案】 ①. 变大 ②. 825 ③. ④. 3.95×103W
【解析】（1）[1]下潜过程中，深度增加，根据p=ρgh，潜艇受到海水压强变大。
（2）[2]海洋该处的深度是
（3）①[3]由图可知，残骸重力为7.9×103N，残骸完全浸没时，浮力为
F浮=7.9×103N-6.8×103N=1.1×103N
残骸体积为
残骸的密度
②[4]拉力F功率的最大值
P=F最大v=7.9×103N×0.5m/s=3.95×103W
27. （2021内江）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
【答案】（1）165m；（2）
28．（2021温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1～t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是________。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2～t4时段做功________焦。
【答案】（1）D （2）F＞G （3）4.88×105
29.（2021毕节）我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，如表是有关它的一些飞行参数，根据表中资料信息，(空气阻力忽略不计)可知：
(1)无人机在空中悬停时受到的升力F= ______ N；
(2)在P模式下，无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间t= ______ s，此过程中升力对无人机做功的功率为P= ______ W。
【答案】11 25 44
【解析】解：(1)无人机的重力：G=mg=1100×10−3kg×10N/kg=11N；
因为无人机在空中悬停时处于平衡状态，此时无人机受到的重力和升力是一对平衡力，所以无人机在空中悬停时受到的升力：F=G=11N；
(2)由表中数据可知，无人机在P模式下最大上升速度为4m/s，则无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间：t=sv=100m4m/s=25s；
因为此过程中无人机做匀速直线运动，所以此时无人机受到的升力与重力还是一对平衡力，即F=G=11N，
因此升力对无人机做功的功率：P=Wt=Fst=Fv=11N×4m/s=44W。
故答案为：(1)11；(2)25；44。
30. （2021威海）某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏（内含汽油发动机等）放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为，已知甲、乙两人的质量均为50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）救生筏对甲板的压强是多少？
（2）演练地点离最近的海岸50km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。
【答案】（1）250Pa；（2）能安全到达
31．（2021盐城）阅读短文，回答问题。
“天问一号”登陆火星的最后9分钟
2021年5月15日清晨4时许，我国“天问一号”着陆器（如图1甲）进入火星大气层，经过约9分钟的减速、悬停和缓冲，成功着落于火星表面，迈出了我国星际探测征程的重要一步。
着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，以保持相对稳定的姿态下降，此时运动方向与轴线方向并不在同一直线上。下降一段时间后，当着陆器速度减小90%左右时，着陆器伸出“小翅膀”，通过向下压火星大气产生的反作用力，将其运动方向与轴线方向的夹角调整到0°，为安全打开降落伞摆正姿势。如图1乙所示，降落伞打开后减速到一定程度，先抛弃隔热大底，后抛弃背罩，让火星车和着陆平台（如图1丙）露出真容。随后，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现进一步减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，平稳着陆。
（1）着陆器伸出“小翅膀”后，受到向上推力的施力物体是 。
（2）从悬停到成功降落火星地面前，火星车的动能变化情况是 。
A.增大→不变→减小
B.增大→减小→不变
C.不变→增大→减小
D.减小→增大→不变
（3）请在图1丙中画出火星车和着陆器平台处于悬停状态时，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的示意图。
（4）如图2四幅图中，能反映着陆器刚进入大气层时维持相对稳定姿态下降的是 。
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2。降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等。若同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5，则k1：k2为 。
A. B. C. D.
【答案】（1）火星大气；（2）B；（3）如图；（4）A；（5）A。
【解析】解：（1）着陆器伸出“小翅膀”后，给火星大气一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则火星大气给小翅膀一个向上的推力，所以受到向上推力的施力物体是火星大气；
（2）在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，其速度先增大后减小，火星车的质量不变，则动能先增大后减小，最后保持不变，故选B；
（3）悬停时，火星车和着陆器平台处于平衡状态，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的大小相同，方向相反，都作用在物体的质心上，故力的示意图为：
；
（4）根据题意可知，着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，故A正确；
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2，则：f＝kv；
降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等，即f＝G；则：G＝kv；
同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”语地球上的重力之比为2：5；
则k1：k2＝：＝×＝，故A正确。
32.（2021连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V1W”字样的IED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有__________，它的工作原理是__________。
（2）求重物下落时，重力做功的功率。
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出36V电压）。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接人电路的阻值变化范围。
【答案】（1）发电机 电磁感应 （2）2.5W （3）40% （4）7~25Ω
【解析】（1）将重力势能转化为电能，即机械能转化为电能，此装置中必定有发电机，而发电机的工作原理是电磁感应；
（2）W总=Gh=mgh=25×10×2.4J=600J
（3）W有用=P有用t=1×4×60J=240J
（4）电路中最大电流为0.3A，根据欧姆定律得:
解得:R1=7Ω，即:R1最小阻值为7Ω。
电压表最大示数为3V，则:
解得:R1=25Ω，即:R1最大阻值为25Ω。
所以，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围为7～25Ω。
33.（2021赤峰）小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车。经查询赤峰到宁城高铁运行里程约100km，运行时间约30min。若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.7×105N,供电电路输入列车的电功率恒为2×107W。请你根据以上信息，解决下列问题：
(1)从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能。
(2)求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率。
【答案】3.6×1010J 75％
备战2022年中考物理真题分项演练——功和机械能
1.（2021无锡）．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
2. （2021大连）踢毽子是一种传统的健身活动，当踢出的毽子上升时，毽子的（ ）
A. 动能增大，重力势能增大 B. 动能减小，重力势能减小
C. 动能减小，重力势能增大 D. 动能增大，重力势能减小
3．(2021南通）跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动，降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（ ）
A．加速运动时动能转化为重力势能 B．减速运动时所受的阻力大于重力
C．匀速直线运动时机械能保持不变 D．整个过程中所受的阻力保持不变
4.（2021连云港）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中，则
A.气体对水做功 B.气体的压强变大
C.气体的压强不变 D.水喷出的速度不断增大
5. （2021黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳图的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，下列说法正确的是（ ）
A. 罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大
B. 罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能
C. 若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面
D. 第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
6.（2021盘锦）如图所示，将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳子的拉力对铁锁做了功
B. 铁锁的运动状态发生变化
C. 铁锁从最高处向下摆动过程中，重力势能减少，动能增大
D. 铁锁上升的高度逐渐降低，能量逐渐消失
7. （2021北京）如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动，运动得越来越慢。最后停在C点。下列说法中正确的是（ ）
A. 木块在AB所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到摩擦力越来越大
C. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小
D. 木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能
8．（2021舟山）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3
C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3
9. （2021威海）如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（ ）
A. 小球在c处受力平衡 B. 小球在a处释放瞬间受力不平衡
C. 由a运动到b，小球的机械能增加 D. 由b运动到c，小球的机械能守恒
10．（2021抚顺）4月13日，中国女足在东京奥运会预选赛中战胜韩国队，成功晋级东京奥运会。如图所示为中国女足队员射门瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．球的运动方向只与脚用力的大小有关
B．球离开脚后继续向前运动是由于球具有惯性
C．球在空中运动过程中，脚仍对球做功
D．球运动到最高点时受到的力是平衡力
11. （2021阜新）一摞棋子静止在水平桌面上，用钢尺快速击打中间的一颗棋子，该棋子飞出而上面棋子落下，如图所示，下列说法正确的是
A．棋子飞出后，不再受到力的作用
B．棋子飞出后，其动能转化为重力势能
C．棋子被击飞后，在惯性的作用下会继续运动
D．棋子被击飞，说明力改变了物体的运动状态
12.（2021青岛）如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是
A.舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B.空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
C.舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
D.舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态
13. （2021陕西）如图所示为拉弓射箭的情景，下列说法正确的是 （ ）
A. 用力将弓拉弯说明力可以改变物体的形状
B. 箭被射出的过程中，动能转化为弹性势能
C. 射出的剑可以继续向前运动是因为受到惯性作用
D. 斜向上射出的箭在空中飞行时重力势能不变
14. （2021内江）今年5月我国发射的“天舟二号”货运飞船成功与“天和号”空间站核心舱自主交会对接，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 升空后，飞船内物资的质量变小
B. 刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的机械能不变
C. 飞船飞向核心舱的过程中，其惯性增大
D. 对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
15. （2021河南）在物理学中，常用比值法来定义物理量，如：用质量与体积之比定义“密度”。请你再列举一例，用_________________________之比定义“__________”。
16. （2021常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 ___________好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 ___________能转化为箭的 ___________能。
17.（2021南充）某物体在大小为的水平拉力作用下，以的速度在粗糙水平桌面上做匀速直线运动，此时拉力的功率为________W.若将水平拉力增大到，此时物体所受的摩擦力为________N.
18.（2021广元）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能________，机械能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
19.（2021连云港）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功__________J，支持力对购物车做功__________J。
20.（2021武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的________能转化为燃气的内能，卫星的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
21. （2021龙东）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
22. （2021临沂）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”安全着陆。嫦娥五号探测器由上升器，着陆器、返回器和轨道器四部分组成。着陆器和上升器的组合体降落至月球表面后完成月球采样，并将携带的国旗在月面展开，最终，独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层，然后借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地面（如图）
（1）国旗上的五角星呈现黄色是因为五角星只________（选填“反射”或“吸收”）黄光。
（2）返回器加速下降的过程中，动能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；进入大气层与大气摩擦导致其温度升高，这是通过_________的方式改变了内能；借助大气层提供的升力“打水漂”，说明力可以改变物体的__________；安全返回的返回器将地面砸出个大坑，说明力可以改变物体的_________。
（3）1731g月球样品到达地球后，质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）
23．(2021南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等。请写出一个用此思想方法研究问题的实例： 。
24. （2021荆门）2021年5月29日20时35分，长征七号火箭点火发射，将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道，经过六个多小时飞行后，“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，我国空间站的建设迈出了关键的一步。
（1）“天舟二号”在发射升空过程中机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”），交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态______（选填“保持不变”或“不断变化”）；
（2）未来一到两年我国将全面建成空间站。空间站在轨运行时，通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。有阳光时，空间站光伏发电的功率为70kW，2h可发电______kW·h，宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，是因为______。
25. （2021长春）某超市使用的一款售货机器人，在100N的牵引力作用下，水平匀速直线运动4m所用时间为10s。求：
（1）机器人运动的速度。
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率。
26. （2021常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 ___________。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 ___________m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水=1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？（ ）
②拉力F功率的最大值有多大？（ ）
27. （2021内江）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
28．（2021温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1～t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是________。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2～t4时段做功________焦。
29.（2021毕节）我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，如表是有关它的一些飞行参数，根据表中资料信息，(空气阻力忽略不计)可知：
(1)无人机在空中悬停时受到的升力F= ______ N；
(2)在P模式下，无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间t= ______ s，此过程中升力对无人机做功的功率为P= ______ W。
30. （2021威海）某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏（内含汽油发动机等）放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为，已知甲、乙两人的质量均为50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）救生筏对甲板的压强是多少？
（2）演练地点离最近的海岸50km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。
31．（2021盐城）阅读短文，回答问题。
“天问一号”登陆火星的最后9分钟
2021年5月15日清晨4时许，我国“天问一号”着陆器（如图1甲）进入火星大气层，经过约9分钟的减速、悬停和缓冲，成功着落于火星表面，迈出了我国星际探测征程的重要一步。
着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，以保持相对稳定的姿态下降，此时运动方向与轴线方向并不在同一直线上。下降一段时间后，当着陆器速度减小90%左右时，着陆器伸出“小翅膀”，通过向下压火星大气产生的反作用力，将其运动方向与轴线方向的夹角调整到0°，为安全打开降落伞摆正姿势。如图1乙所示，降落伞打开后减速到一定程度，先抛弃隔热大底，后抛弃背罩，让火星车和着陆平台（如图1丙）露出真容。随后，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现进一步减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，平稳着陆。
（1）着陆器伸出“小翅膀”后，受到向上推力的施力物体是 。
（2）从悬停到成功降落火星地面前，火星车的动能变化情况是 。
A.增大→不变→减小
B.增大→减小→不变
C.不变→增大→减小
D.减小→增大→不变
（3）请在图1丙中画出火星车和着陆器平台处于悬停状态时，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的示意图。
（4）如图2四幅图中，能反映着陆器刚进入大气层时维持相对稳定姿态下降的是 。
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2。降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等。若同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5，则k1：k2为 。
A. B. C. D.
32.（2021连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V1W”字样的IED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有__________，它的工作原理是__________。
（2）求重物下落时，重力做功的功率。
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出36V电压）。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接人电路的阻值变化范围。
33.（2021赤峰）小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车。经查询赤峰到宁城高铁运行里程约100km，运行时间约30min。若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.7×105N,供电电路输入列车的电功率恒为2×107W。请你根据以上信息，解决下列问题：
(1)从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能。
(2)求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率。
备战2022年中考物理真题分项演练——功和机械能参考答案
1.（2021无锡）．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（ ）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
【答案】B
2. （2021大连）踢毽子是一种传统的健身活动，当踢出的毽子上升时，毽子的（ ）
A. 动能增大，重力势能增大 B. 动能减小，重力势能减小
C. 动能减小，重力势能增大 D. 动能增大，重力势能减小
【答案】C
3．(2021南通）跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动，降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（ ）
A．加速运动时动能转化为重力势能 B．减速运动时所受的阻力大于重力
C．匀速直线运动时机械能保持不变 D．整个过程中所受的阻力保持不变
【答案】B
4.（2021连云港）水枪是孩子们喜爱的玩具，如图所示是常见的气压式水枪储水罐。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。在水不断喷出的过程中，则
A.气体对水做功 B.气体的压强变大
C.气体的压强不变 D.水喷出的速度不断增大
【答案】A
【解析】当水流喷出后，储水罐中水的体积变少，气体的体积变大，一定质量的气体，体积越大压强越小，故B和C选项错误，压强变小导致水喷出的速度变小，故D也错误；由于在气压的作用下，水流变少，水的重心下移，故气体对水做了功，A选项正确。
5. （2021黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳图的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，下列说法正确的是（ ）
A. 罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大
B. 罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能
C. 若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面
D. 第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
【答案】A
【解析】A．罐子在A点时高度最大，所以重力势能最大；到达D点时罐子移动最远，橡皮筋缠的最多最紧，所以弹性势能最大，故A正确；
B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，故B错误；
C．罐子返回是靠橡皮筋的弹性势能转化为动能，若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可能返回，故C错误；
D．返回时，由于罐子在地面上滚动，一部分能量会转化为地面的内能，造成能量损失，运动的时间越长，能量损失越大，故罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。故D错误。
故选A。
6.（2021盘锦）如图所示，将铁锁用绳子悬挂起来，拉到自己的鼻子附近，松手后铁锁来回摆动。在摆动过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳子的拉力对铁锁做了功
B. 铁锁的运动状态发生变化
C. 铁锁从最高处向下摆动过程中，重力势能减少，动能增大
D. 铁锁上升的高度逐渐降低，能量逐渐消失
【答案】BCD
【解析】解：A、铁锁来回摆动的过程中，没有在拉力的方向上通过距离，绳子的拉力没有做功，故A错误；
B、摆动过程中，铁锁的速度大小和运动方向会发生变化，其运动状态一定发生变化，故B正确；
C、铁锁从最高处向下摆动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减少；质量不变，速度变大，动能增大，故C正确；
D、铁锁自由摆动的过程中，因为阻力作用，所以机械能最终会转化铁锁和空气的内能，即机械能不守恒，但总的能量保持不变，故D正确。
故选：BCD。
7. （2021北京）如图所示，质量一定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动，运动得越来越快；当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动，运动得越来越慢。最后停在C点。下列说法中正确的是（ ）
A. 木块在AB所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到摩擦力越来越大
C. 本块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小
D. 木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能
【答案】AC
【解析】解：
A、木块在AB段和BC段对桌面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以所受的摩擦力不变，即木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故A正确；
B、木块在BC段运动得越来越慢，是由于摩擦力改变了木块的运动状态，摩擦力的大小不变，故B错误；
C、木块在BC段运动得越来越慢，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，使得机械能逐渐减小，故C正确；
D、木块在AB段运动得越来越快是因为受到了拉力的作用，木块的高度和质量不变，重力势能不变，质量不变，速度变大，动能变大，所以木块的机械能越来越大；此过程中，木块与桌面之间存在摩擦，有一部分机械能转化为内能，故D错误。
故选：AC。
8．（2021舟山）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1～t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ）
A．E1＜E2＜E3 B．E1＞E2＞E3
C．E1＜E2＝E3 D．E1＝E2＜E3
【答案】C
9. （2021威海）如图所示，将小球压入水中，在a处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（ ）
A. 小球在c处受力平衡 B. 小球在a处释放瞬间受力不平衡
C. 由a运动到b，小球的机械能增加 D. 由b运动到c，小球的机械能守恒
【答案】BC
10．（2021抚顺）4月13日，中国女足在东京奥运会预选赛中战胜韩国队，成功晋级东京奥运会。如图所示为中国女足队员射门瞬间。下列说法正确的是（ ）
A．球的运动方向只与脚用力的大小有关
B．球离开脚后继续向前运动是由于球具有惯性
C．球在空中运动过程中，脚仍对球做功
D．球运动到最高点时受到的力是平衡力
【答案】B
11. （2021阜新）一摞棋子静止在水平桌面上，用钢尺快速击打中间的一颗棋子，该棋子飞出而上面棋子落下，如图所示，下列说法正确的是
A．棋子飞出后，不再受到力的作用
B．棋子飞出后，其动能转化为重力势能
C．棋子被击飞后，在惯性的作用下会继续运动
D．棋子被击飞，说明力改变了物体的运动状态
【答案】D
12.（2021青岛）如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是
A.舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B.空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
C.舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
D.舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态
【答案】D
13. （2021陕西）如图所示为拉弓射箭的情景，下列说法正确的是 （ ）
A. 用力将弓拉弯说明力可以改变物体的形状
B. 箭被射出的过程中，动能转化为弹性势能
C. 射出的剑可以继续向前运动是因为受到惯性作用
D. 斜向上射出的箭在空中飞行时重力势能不变
【答案】A
【解析】A．用力将弓拉弯，弓的形状发生了变化，故说明力可以改变物体的形状，故A正确；
B．箭被射出的过程中，弹性势能变小，动能变大，故弹性势能转化为动能，故B错误；
C．射出的剑可以继续向前运动是因为惯性，而不是惯性作用，因为惯性不是力，故C错误；
D．斜向上射出的箭在空中飞行时，高度变大，故重力势能变大，故D错误。
故选A。
14. （2021内江）今年5月我国发射的“天舟二号”货运飞船成功与“天和号”空间站核心舱自主交会对接，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 升空后，飞船内物资的质量变小
B. 刚发射时，火箭和飞船加速飞行，飞船的机械能不变
C. 飞船飞向核心舱的过程中，其惯性增大
D. 对接后，以核心舱为参照物，飞船是静止的
【答案】D
15. （2021河南）在物理学中，常用比值法来定义物理量，如：用质量与体积之比定义“密度”。请你再列举一例，用_________________________之比定义“__________”。
【答案】
16. （2021常州）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 ___________好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 ___________能转化为箭的 ___________能。
【答案】 ①. 弹性 ②. 弹性势 ③. 机械
【解析】[1]弓的弦需要发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好。
[2][3]拉弯的弓具有弹性势能，拉弯的弓把箭射出去，将弹性势能转化为机械能。
17.（2021南充）某物体在大小为的水平拉力作用下，以的速度在粗糙水平桌面上做匀速直线运动，此时拉力的功率为________W.若将水平拉力增大到，此时物体所受的摩擦力为________N.
【答案】20 10
18.（2021广元）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能________，机械能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】变小 不变
【解析】“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器高度增加，重力势能增加，探测器的动能将变小，动能转化成重力势能。因为运动过程中，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，故机械能守恒，由近火点向远火点运动时，机械能不变。
19.（2021连云港）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功__________J，支持力对购物车做功__________J。
【答案】200 0
【解析】推力做功即推力与推力方向通过的距离的乘积：W=Fs=20N×10m=200J，由于支持力垂直于水平面向上，物体水平方向运动10m，垂直于水平面方向没有通过距离，故做功为0J。
20.（2021武威）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的________能转化为燃气的内能，卫星的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 化学；增大
【解析】火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
21. （2021龙东）许多同学玩过有趣的蹦床游戏，如图所示：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的动能和势能是如何转化的？人从接触蹦床到下落至最低点的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？（不计空气阻力）
【答案】势能转化为动能；动能和重力势能减小、蹦床的弹性势能增大
22. （2021临沂）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号月球探测器带着“月球土特产”安全着陆。嫦娥五号探测器由上升器，着陆器、返回器和轨道器四部分组成。着陆器和上升器的组合体降落至月球表面后完成月球采样，并将携带的国旗在月面展开，最终，独自携带1731g月球样品的返回器先以高速进入地球大气层，然后借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地面（如图）
（1）国旗上的五角星呈现黄色是因为五角星只________（选填“反射”或“吸收”）黄光。
（2）返回器加速下降的过程中，动能________（选填“增大”“减小”或“不变”）；进入大气层与大气摩擦导致其温度升高，这是通过_________的方式改变了内能；借助大气层提供的升力“打水漂”，说明力可以改变物体的__________；安全返回的返回器将地面砸出个大坑，说明力可以改变物体的_________。
（3）1731g月球样品到达地球后，质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）
【答案】 (1). 反射 (2). 增大 (3). 做功 (4). 运动状态 (5). 形状 (6). 不变
【解析】（1）[1]五角星是不透明的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，黄色的五角星只反射黄光，所以呈现黄色。
（2）[2]动能的影响因素是质量和速度，返回器加速下降的过程中，质量不变，速度变大，故动能增大。
[3]返回器进入大气层后与大气摩擦，内能增加温度升高，这是通过做功的方式增加了内能。
[4]返回器借助大气层提供的升力“打水漂”，是运动状态发生了改变，即力可以改变物体的运动状态。
[5]安全返回的返回器将地面砸出个大坑，地面的形状发生了改变，即力可以改变物体的形状。
（3）[6]质量是物体的属性，不随着位置的改变而改变。
23．(2021南通）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢？与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。
猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；
猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；
猜想3：与地面的粗糙程度有关。
（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是 的。
（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如表。
①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是： ，说明该猜想是正确的。
②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是 。
（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。
①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为 cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为 m/s。
②小球是从图乙中的 （选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的。
（4）同学们分析：当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等。请写出一个用此思想方法研究问题的实例： 。
【答案】（1）正确
（2）①当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大②如果是由误差引起则不管地面的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，分析表中数据发现当小球的入射方向与地面的夹角α一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗糙程度的影响并不是误差造成的。
（3）①32.00 3.2 ②B
（4）探究阻力对物体运动的影响
24. （2021荆门）2021年5月29日20时35分，长征七号火箭点火发射，将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道，经过六个多小时飞行后，“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，我国空间站的建设迈出了关键的一步。
（1）“天舟二号”在发射升空过程中机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”），交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态______（选填“保持不变”或“不断变化”）；
（2）未来一到两年我国将全面建成空间站。空间站在轨运行时，通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。有阳光时，空间站光伏发电的功率为70kW，2h可发电______kW·h，宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，是因为______。
【答案】 ①. 增大 ②. 不断变化 ③. 140 ④. 声音不能在真空里传播
【解析】[1] “天舟二号”在发射升空过程中速度变大，动能变大，高度变大，故重力势能变大，故机械能变大。
[2] “天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，方向一直在变化，故运动状态一直在变化。
[3] 2h可发电
2h可发电。
[4]宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，语言即声音的传播需要介质，而在太空中，没有介质，故只能用无线电交流。
25. （2021长春）某超市使用的一款售货机器人，在100N的牵引力作用下，水平匀速直线运动4m所用时间为10s。求：
（1）机器人运动的速度。
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率。
【答案】（1）0.4m/s；（2）40W
【解析】解：（1）机器人运动的速度
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率
答：（1）机器人运动的速度为0.4m/s；
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率为40W。
26. （2021常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 ___________。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 ___________m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水=1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？（ ）
②拉力F功率的最大值有多大？（ ）
【答案】 ①. 变大 ②. 825 ③. ④. 3.95×103W
【解析】（1）[1]下潜过程中，深度增加，根据p=ρgh，潜艇受到海水压强变大。
（2）[2]海洋该处的深度是
（3）①[3]由图可知，残骸重力为7.9×103N，残骸完全浸没时，浮力为
F浮=7.9×103N-6.8×103N=1.1×103N
残骸体积为
残骸的密度
②[4]拉力F功率的最大值
P=F最大v=7.9×103N×0.5m/s=3.95×103W
27. （2021内江）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
【答案】（1）165m；（2）
28．（2021温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1～t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是________。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2～t4时段做功________焦。
【答案】（1）D （2）F＞G （3）4.88×105
29.（2021毕节）我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，如表是有关它的一些飞行参数，根据表中资料信息，(空气阻力忽略不计)可知：
(1)无人机在空中悬停时受到的升力F= ______ N；
(2)在P模式下，无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间t= ______ s，此过程中升力对无人机做功的功率为P= ______ W。
【答案】11 25 44
【解析】解：(1)无人机的重力：G=mg=1100×10−3kg×10N/kg=11N；
因为无人机在空中悬停时处于平衡状态，此时无人机受到的重力和升力是一对平衡力，所以无人机在空中悬停时受到的升力：F=G=11N；
(2)由表中数据可知，无人机在P模式下最大上升速度为4m/s，则无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间：t=sv=100m4m/s=25s；
因为此过程中无人机做匀速直线运动，所以此时无人机受到的升力与重力还是一对平衡力，即F=G=11N，
因此升力对无人机做功的功率：P=Wt=Fst=Fv=11N×4m/s=44W。
故答案为：(1)11；(2)25；44。
30. （2021威海）某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏（内含汽油发动机等）放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为，已知甲、乙两人的质量均为50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）救生筏对甲板的压强是多少？
（2）演练地点离最近的海岸50km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。
【答案】（1）250Pa；（2）能安全到达
31．（2021盐城）阅读短文，回答问题。
“天问一号”登陆火星的最后9分钟
2021年5月15日清晨4时许，我国“天问一号”着陆器（如图1甲）进入火星大气层，经过约9分钟的减速、悬停和缓冲，成功着落于火星表面，迈出了我国星际探测征程的重要一步。
着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，以保持相对稳定的姿态下降，此时运动方向与轴线方向并不在同一直线上。下降一段时间后，当着陆器速度减小90%左右时，着陆器伸出“小翅膀”，通过向下压火星大气产生的反作用力，将其运动方向与轴线方向的夹角调整到0°，为安全打开降落伞摆正姿势。如图1乙所示，降落伞打开后减速到一定程度，先抛弃隔热大底，后抛弃背罩，让火星车和着陆平台（如图1丙）露出真容。随后，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现进一步减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，平稳着陆。
（1）着陆器伸出“小翅膀”后，受到向上推力的施力物体是 。
（2）从悬停到成功降落火星地面前，火星车的动能变化情况是 。
A.增大→不变→减小
B.增大→减小→不变
C.不变→增大→减小
D.减小→增大→不变
（3）请在图1丙中画出火星车和着陆器平台处于悬停状态时，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的示意图。
（4）如图2四幅图中，能反映着陆器刚进入大气层时维持相对稳定姿态下降的是 。
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2。降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等。若同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5，则k1：k2为 。
A. B. C. D.
【答案】（1）火星大气；（2）B；（3）如图；（4）A；（5）A。
【解析】解：（1）着陆器伸出“小翅膀”后，给火星大气一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则火星大气给小翅膀一个向上的推力，所以受到向上推力的施力物体是火星大气；
（2）在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，其速度先增大后减小，火星车的质量不变，则动能先增大后减小，最后保持不变，故选B；
（3）悬停时，火星车和着陆器平台处于平衡状态，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的大小相同，方向相反，都作用在物体的质心上，故力的示意图为：
；
（4）根据题意可知，着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，故A正确；
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2，则：f＝kv；
降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等，即f＝G；则：G＝kv；
同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”语地球上的重力之比为2：5；
则k1：k2＝：＝×＝，故A正确。
32.（2021连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V1W”字样的IED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有__________，它的工作原理是__________。
（2）求重物下落时，重力做功的功率。
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出36V电压）。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接人电路的阻值变化范围。
【答案】（1）发电机 电磁感应 （2）2.5W （3）40% （4）7~25Ω
【解析】（1）将重力势能转化为电能，即机械能转化为电能，此装置中必定有发电机，而发电机的工作原理是电磁感应；
（2）W总=Gh=mgh=25×10×2.4J=600J
（3）W有用=P有用t=1×4×60J=240J
（4）电路中最大电流为0.3A，根据欧姆定律得:
解得:R1=7Ω，即:R1最小阻值为7Ω。
电压表最大示数为3V，则:
解得:R1=25Ω，即:R1最大阻值为25Ω。
所以，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围为7～25Ω。
33.（2021赤峰）小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车。经查询赤峰到宁城高铁运行里程约100km，运行时间约30min。若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.7×105N,供电电路输入列车的电功率恒为2×107W。请你根据以上信息，解决下列问题：
(1)从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能。
(2)求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率。
【答案】3.6×1010J 75％
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