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【中考二轮】2024年中考物理热点·重点·难点（江苏专用）专题10+功、机械能-专题训练.zip
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这是一份【中考二轮】2024年中考物理热点·重点·难点（江苏专用）专题10+功、机械能-专题训练.zip，文件包含专题10功机械能原卷版docx、专题10功机械能解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共61页， 欢迎下载使用。
2023年考点与往年变化不大，考法上更加注重对学生能力的考查，在生活生产实例中运用物理知识解决问题。
如：物体运动过程中各种机械能的变化情况、功的计算和估算、功率的计算仍是高频考点，占分比较重；重力势能的概念、力做功的必要因素、探究影响动能因素的实验装置及作用、探究动能大小与速度的关系也是必考点，一般结合生活中的现象进行考查；另外还有结合其他知识点综合考查，与内能的结合，与简单机械等的考查。
预测今年中考考点不会变化太大，考点还是会延续之前的考点。考查方式会进一步突出对能力的考查，即用所学知识解决问题，情景设置上更加新颖、贴近生活、加入最近科技信息，考有所依，学有所用。
（建议用时：20分钟）
一、单选题
1．（2023·江苏泰州·三模）在北京冬奥会自由式女子U形场地技巧决赛中，运动员从图中A点滑下，滑到场地最低点再滑到场地左侧的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的重力势能一直增大
B．运动员在下落过程中，重力势能转化为动能
C．运动员上升到最高点时重力势能为零
D．运动员下落过程中速度越来越大，因为机械能变大
【答案】B
【详解】A．整个过程中，运动员的质量不变，高度先减小后增大，所以重力势能先减小后增大，故A错误；
B．运动员在下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B正确；
C．运动员上升到最高点时质量不变，有一定的高度，所以重力势能不为零，故C错误；
D．运动员下落过程中速度越来越大，但因需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以她的机械能变小，故D错误。
故选B。
2．（2023·江苏无锡·一模）周末爸爸开车带着小明去看望爷爷奶奶，行驶在高速公路上，小明看到了如图所示的限速标志牌，思考后提出了下面四个探究问题。依据限速标志牌，你认为最合理最有探究价值的问题是（ ）
A．物体的动能与哪些因素有关?B．物体的动能与它的速度有什么关系?
C．物体的动能与物体的形状是否有关?D．物体的动能与它的质量和速度有什么关系?
【答案】D
【详解】物体的动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大，根据图片可知，不同类型的车辆限制不同的速度，所以最有探究价值且易于探究的科学问题是物体的动能大小与质量、速度有什么关系。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2023·江苏连云港·二模）如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放，M向左最远可运动至B点，则物块（ ）
A．从A到O先加速后减速B．从A到B运动过程中摩擦力先变大后变小
C．从A到B弹性势能一直减小D．从O到B物块动能全部转化为弹性势能
【答案】A
【详解】A．物块M拉至A处由静止释放后向左运动，可知在A点时弹力大于摩擦力，物体合力向左，加速运动，到达O点时弹簧不发生形变，弹力为零，由于物体与水平面之间的压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，摩擦力阻碍物体运动，说明到达O之前就会出现弹力小于摩擦力，合力向右，开始减速，故从A到O先加速再减速，故A符合题意；
B．从A到B运动过程中，物体与水平面之间的压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，故B不符合题意；
C．从A到O，弹簧的弹性形变变小，从O到B，弹簧的弹性形变变大，从A到B弹性势能先减小后增大，故C不符合题意；
D．从O到B，物体速度降为零，动能减小，弹簧弹性形变变大，弹性势能增大，动能转化为弹性势能，同时由于克服摩擦做功，部分动能转化为内能，故D不符合题意。
故选A。
4．（2023·江苏连云港·二模）关于功、功率和机械效率，以下说法正确的是（ ）
A．做功越多的机械，功率一定大B．功率越大的机械，机械效率也越高
C．做有用功越多的机械，机械效率越高D．功率越大的机械，做功一定越快
【答案】D
【详解】A．功率反映了做功的快慢，做功多，时间不确定，由知，功率大小不能确定，故A错误；
B．功率描述物体做功快慢，机械效率是有用功与总功的比值，两者没有必然联系，所以功率大，机械效率不一定高，故B错误；
C．使用机械时，机械效率高说明有用功在总功中占的比例大，但有用功多，机械效率不一定越高，故C错误；
D．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功一定越快，故D正确。
故选D。
5．（2023·江苏南京·二模）如图所示，水平面AC由粗糙程度相同的铁面AB和铜面BC拼接而成，AB=BC，磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动，M在AB和BC段运动的时间分别为t1、t2，拉力做的功分别为W1、W2。则（ ）
A． t1=t2W1=W2B． t1C． t1=t2W1>W2D． t1>t2W1【答案】C
【详解】磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动，且AB=BC，由知道，磁铁在AB和CD面运动时间相等，即
t1=t2
因为AB为铁面，对磁铁有吸引力，而CD为铜面，对磁铁没有吸引力，所以磁铁对AB的压力大于CD，又因为铁面AB和铜面BC的粗糙程度相同，所以磁铁在AB面受到的摩擦力较大。
磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以磁铁在AB面受到的拉力较大，又因为
AB=CD
所以，根据知道，拉力在AB面做的功较大，即
W1>W2
综上分析可知， C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
6．（2023·江苏南通·一模）如图是用频闪照相机拍摄的鸡蛋下落时的照片，已知每隔5×10﹣3s拍摄一次，试估算该鸡蛋下落过程中重力的功率（ ）
A．2WB．9WC．18WD．25W
【答案】B
【详解】一个鸡蛋的重力约为0.5N，一个鸡蛋的高度约为6cm，由图知，下落的路程约为鸡蛋的高度的3倍，可取20cm=0.2m，所用的时间为
该鸡蛋下落过程中重力做的功
该鸡蛋下落过程中重力的功率
故选B。
7．（2023·江苏扬州·二模）下列说法正确的是（ ）
A．功率大的做功一定多
B．越省力的机械效率越高
C．温度高的物体内能不一定大
D．物体只在一对平衡力的作用下，其机械能守恒
【答案】C
【详解】A．由可知，时间未知，功率大的做功不一定多，故A错误；
B．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的高低与机械的省力情况无关，故B错误；
C．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，仅比较物体的温度不能判断内能的大小，故C正确；
D．物体在一对平衡力作用下沿水平面运动时，重力势能、动能才保持不变，若沿其他方向运动，重力势能变化；如沿竖直方向运动，动能不变，重力势能变化，则机械能一定变化，故D错误。
故选C。
8．（2023·江苏南京·三模）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）
A．小球从A点运动到B点的过程中速度减小
B．小球反弹经过D点时动能为零
C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
【答案】D
【详解】A．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，故A错误；
B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在D点的动能不为零，故B错误；
C．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，在C点与在F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点的圆要大于在F点的圆斑，故C错误；
D．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球在G点的机械能小于在E点的机械能，故D正确。
故选D。
9．（2023·江苏南京·二模）如图所示，将轻质弹簧竖直固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，则小球（ ）
A．在A点时受到弹簧的弹力是由于小球发生形变产生的
B．从A点向上运动过程中，动能先增大后减小
C．从A点运动到O点过程中，弹簧的弹性势能仅转化为小球的重力势能
D．到达最高点时处于平衡状态
【答案】B
【详解】A．在A点时受到弹簧的弹力是由于弹簧发生形变产生的，故A错误，不符合题意；
B．从A点向上运动过程中，可分两个阶段，在小球到达O点前的平衡位置，小球所受合力方向向上，速度不断增大，离开O点前的平衡位置后，其所受合力方向向下，速度不断变小，其速度先增大后减小，则动能先增大后减小，故B正确，符合题意；
C．从A点运动到O点过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能和动能，故C错误，不符合题意；
D．小球运动至最高点时，只受重力作用，不是平衡状态，故D错误，不符合题意。
故选B。
10．（2023·江苏·二模）在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，某同学利用沙子、小桌、木块、透明的箱子进行如图所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．实验中观察小桌陷入沙子的深度来比较压力的作用效果
B．由甲丙两图可以探究压力的作用效果与压力大小的关系
C．比较甲乙两图可得出：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显
D．利用本实验器材做“探究重力势能和高度关系”的实验中，小桌不需要倒放
【答案】B
【详解】A．根据转换法，实验中观察小桌陷入沙子的深度来比较压力的作用效果，故A正确，不符合题意；
B．探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，而甲、丙中受力面积不同，故由甲、丙两图不能探究压力的作用效果与压力大小的关系，故B错误，符合题意；
C．比较甲、乙两图可得出：受力面积一定时，乙中压力大，压力的作用效果明显，故比较甲、乙两图可得出：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显，故C正确，不符合题意；
D．探究影响重力势能大小因素时，不需要改变受力面积的大小，所以小桌不需要倒放，故D正确，不符合题意。
故选B。
11．（2023·江苏常州·模拟预测）东风是我国针对敌方航母发展的一款陆基中程反舰弹道导弹，如图是它的飞行轨迹图。在空中预警机和北斗卫星系统的支持下，它通过惯性加卫星制导的方式，可以精确命中以外的移动航母。由于东风末端速度远超音速且具有机动变轨能力，拦截难度非常大，是真正的大国重器。下列说法正确的是（ ）
A．发射阶段导弹的动能是由重力势能转化来的
B．导弹接收卫星信号利用的是超声波
C．导弹在轨道最高点时速度为
D．导弹在机动变轨阶段受到的是非平衡力
【答案】D
【详解】A．发射阶段导弹动能和势能都增加，是由发动机提供的能量，故A错误；
B．导航系统利用电磁波接收卫星信号，故B错误；
C．导弹在轨道最高点时，水平方向速度不为，故C错误；
D．导弹在机动变轨阶段速度发生变化，所以受到的是非平衡力，故D正确。
故选D。
12．（2023·江苏南京·二模）图甲是“探究阻力对物体运动的影响”的实验，图乙“探究动能大小与质量的关系”的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验中小车滑行的距离不同，但小车刚开始下滑时具有的机械能相等
B．乙实验中小球的质量应该不同，但小球到达水平面时初始速度需要相同
C．两实验中的小车和小球到达水平面能继续运动是因为它们都具有惯性
D．两实验中斜面都可以用弹簧替代，实验时都需要将弹簧压缩相同长度
【答案】D
【详解】A．甲实验中相同的小车从相同的高度自由下滑，即小车开始下滑时具有的重力势能相同，所以小车刚开始下滑时具有的机械能相等，故A正确，不符合题意；
B．乙实验中小球的质量不同，所以实验为了探究小球的动能与质量的关系，故应控制小球的初始速度相同，故B正确，不符合题意；
C．由于惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，所以两实验中的小车和小球到达水平面能继续运动，由于它们都具有惯性，故C正确，不符合题意；
D．实验时将弹簧压缩相同长度，弹簧的弹性势能相同，转化为小球的动能大小相同，当小球的质量不同时，小球的速度也不同，所以不能用控制变量法探究小球的动能影响因素，故D错误，符合题意。
故选D。
二、填空题
13．（2023·江苏·二模）如图所示，工人师傅用沿着斜面大小为600N的推力，在10s内把质量为100kg货物沿斜匀速向上推到顶部，斜面长为4m，高为2m，则工人师傅做功的功率是 W，该斜面的机械效率为 %，货物与斜面的摩擦力是 N。（g取10N/kg）
【答案】 240 83.3 100
【详解】[1]工人推力做的总功
W总=Fs = 600N×4m = 2400J
工人师傅做功的功率为
[2]货物的重力
G=mg= 100kg×10N/kg= 1000N
工人师傅对货物做的有用功
W有用=Gh= 1000N×2m= 2000J
斜面的机械效率
[3]克服摩擦力所做的额外功
W额=W总-W有=2400J-2000J=400J
由W额= fs可得，物体和斜面之间的摩擦力
14．（2023·江苏南通·模拟预测）如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，b是弹簧原长的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从a运动到d的过程中，在 点重力势能最大，在 点动能最大，在 点机械能最大。（不计空气阻力）
【答案】 a c b
【详解】[1]重物从a运动到d的过程中，质量不变，在a点时高度最大，重力势能最大。
[2]c是重物连接在弹簧下端静止时的位置，此时重物受到的拉力和重力相等，即点b是弹簧处于原长的位置。从a运动到b的过程中，重物受到向下的重力和向下的弹力，重物做加速运动。从b点到d的过程中，重物在c点之前向下的重力大于向上的弹力，仍加速；重物在c点之后，向下的重力小于向上的弹力，减速；所以，即在c点时速度最大，动能最大。
[3]在b点弹簧处于原长的位置，没有弹性势能，弹性势能全部转化成重物的机械能，故b点重物的机械能最大。
15．（2023·江苏苏州·一模）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。
（1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）；
（2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 状态（平衡/非平衡）；
（3）实验中所用小球的重力为 N。由a点到b点，动能变化量 （大于/小于/等于）重力势能变化量。
【答案】 先变大再变小 非平衡 1 小于
【详解】（1）[1]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。
（2）[2]当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。
（3）[3]由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为
Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m
橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为
因此小球的重力为1N。
[4]根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。
16．（2023·江苏苏州·一模）时下，越来越多的年轻人将借助运动APP辅助健身当作一类时尚生活方式，如图是某同学借助跳绳APP获得的练习数据，若他自身质量为50kg，每次跳起的高度为，根据图中数据，他每跳一次克服重力做的功是 J，跳绳时的平均功率是 W。看完数据一览表，他对最高速率产生了疑问，查阅资料后可知bpm是BeatPerMinute的简称，中文名为拍子数，释义为每分钟节拍数，若该同学的心率为75bpm，根据这一心率，该同学的心跳一次时间是 s。（g=10N/kg）
【答案】 18 73.2 0.8
【详解】[1]他每跳一次克服重力做的功
[2]由图可知，跳绳244个，内做的功
跳绳时的平均功率
[3]该同学的心跳一次时间
17．（2023·江苏南通·模拟预测）2023年全国跳水冠军赛暨奥运会、亚运会等四大赛选拔赛于今年3月19日至25日于上海举行。
（1）在女子跳板比赛中，运动员起跳后下落过程中 转化为动能。
（2）入水后，运动员向后划水，身体向 运动，因为 ；
（3）运动员口中吐出的气泡在水中上升过程中，所受水的压强变 ，所受浮力变 。
【答案】 重力势能 前 力的作用是相互的 小 大
【详解】（1）[1]在女子跳板比赛中，运动员起跳时在高处，具有较大的重力势能，运动员起跳后下落过程中高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。
（2）[2][3]入水后，运动员向后划水对水施加向后的作用力，因为力的作用是相互的，水对运动员施加向前的作用力，使运动员身体向前运动。
（3）[4][5]液体压强随深度增加而增大，运动员口中吐出的气泡在水中上升过程中，所受水的压强变小，体积变大，根据阿基米德原理可知，它所受浮力变大。
18．（2023·江苏泰州·二模）如图是都江堰的示意图，它凝聚着我国古代劳动人民的智慧，在引水灌溉，防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节，由于内江河床较低，水在 力的作用下，大量的水落入内江，水的重力势能转化为水的 能；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致外江水的流速较大、压强较 ，大量的水涌入外江。
【答案】 重 动 小
【详解】[1][2]水因为受到的重力作用，会向下落入内江，此过程中水的质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，水的重力势能转化为水的动能。
[3]洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、根据流体压强与流速的关系可知，外江压强较小，大量的水涌入外江。
19．（2023·江苏宿迁·三模）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小明玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中B是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析：从A到B，小明的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减小”）；从B到C，小明的动能转化为重力势能；其中在A状态时弹簧的 能最大，人的动能最小。
【答案】 增加 弹性势
【详解】[1]B状态时，弹簧处在原长的状态，说明A状态时，弹簧处于被压缩状态，从A到B，弹簧的弹性势能不断转化为小明的机械能，故小明的机械能不断增加。
[2]A是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在A状态时弹簧的弹性势能最大。
20．（2023·江苏苏州·二模）如图所示是喷雾降尘车在马路上工作的情景，正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶，它的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；以喷雾车为参照物，该车辆的驾驶员是 （选填“运动”或“静止”）的。
【答案】 减小 静止
【详解】[1]正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶，它的质量减小，速度不变，动能减小。
[2]该车辆的驾驶员与喷雾车的相对位置没有发生改变，以喷雾车为参照物，该车辆的驾驶员是静止的。
21．（2023·江苏盐城·三模）《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。
（1）从能量转化的角度，筒车的工作原理是将水的 能转化为水的重力势能；
（2）筒车“昼夜不息”， （能\不能）说明它就是永动机；
（2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车转一圈对进入接水槽的水所做的功为 J（接水槽离倒水处的高度忽略不计）。
【答案】 动 不能 1920
【详解】（1）[1]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
（2）[2]永动机在工作过程中要克服摩擦力做功，将一部分机械能转化为内能，根据能量守恒定律它不可能实现。
（3）[3]该筒车旋转一周提升的水的质量为
m=12×4kg=48kg
对水所做的功为
W=Gh=mgh=48kg×10N/kg×4m=1920J
22．（2023·江苏苏州·三模）中国科技馆“探索与发现厅”展示了一件由双锥体（可看作两只完全相同的圆锥体构成）和“V”形倾斜轨道组成的展品，其俯视图和正视图分别如图a、b所示。操作时，如果将双锥体放置在轨道高处A端，双锥体并不会从高处A端滚向低处B端；如果将双锥体放置在轨道低处B端，双锥体却能自动从低处B端滚向高处A端。双锥体由B端滚向A端的过程中重心 （选填“升高”或“降低”），主要将 能转化为 能。
【答案】 降低 重力势 动
【详解】[1][2][3]双锥体从轨道低端B向高端A滚的过程中，质量不变，双锥体的重心降低，即高度降低，则重力势能减小；速度变快，则动能增大，所以是将重力势能转化为动能。
23．（2023·河北·一模）如图所示，是2022年第24届冬奥会开幕式上惊艳的一幕，一重3t的奥运“冰雪五环”破冰而出，寓意打破隔阂，互相走近，大家融为一体。奥运五环被匀速升至13m高，拉力对奥运五环所做的功的功率为1×104W。则拉力对五环做功时间为 秒。奥运五环上升过程中机械能的增加量 （填“小于”、“等于”或“大于”）重力势能的增加量（g=10N/kg）。破冰而出，相对于奥运五环，冰是 （“运动”、“静止”）。
【答案】 39 等于 运动
【详解】[1]奥运五环重力为
G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N
拉力对奥运五环所做的功是
W＝Gh＝3×104N×13m＝3.9×105J
根据得，拉力对五环做功时间为
[2]奥运五环上升过程中质量不变，速度不变，故动能不变，高度增加，故重力势能增加，动能和势能统称机械能，因此机械能的增加量等于重力势能的增加量。
[3]破冰而出，相对于奥运五环，冰的位置发生变化，故冰是运动的。
三、实验题
24．（2023·江苏常州·二模）某兴趣小组提出利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来做探究“影响重力势能大小的因素”的实验。请你帮助完成如下实验方案：
（1）实验中通过观察 的大小，来判断小球重力势能的大小；
（2）实验中为了要探究重力势能大小与物体质量大小的关系，要选用上述图 （甲/乙），具体的操作方法是让小球从 （相同/不同）的高度由静止滚下；
（3）要探究重力势能大小与物体高度的关系要选用上述图 （甲/乙），具体的操作方法是让小球从 （相同/不同）的高度由静止滚下；
（4）通过比较分析可以得出完整的结论 。
【答案】 木块被推出的距离 乙 相同 甲 不同 重力势能的大小与物体的质量和高度有关
【详解】（1）[1]物体的重力势能越大，到达平面时，转化成的动能越大，把木块推得越远，所以可通过观察木块被推出的距离的大小，来判断小球重力势能的大小，这里用到了转化法的思想。
（2）[2][3]探究重力势能与物体的质量的关系，应控制球所处的高度相等，球的质量不同，所以应选乙图，让质量不同的小球从同一高度滚下，比较木块被推出的距离。
（3）[4][5]为了探究重力势能与物体的高度的关系，应控制小球的质量相同，开始下滑时的高度不同，所以应选甲图，让同一小球从不同高度滚下，比较木块被推出的距离。
（4）[6]分析甲图可得：当质量相同时，高度越大，物体的重力势能越大；分析乙图可得：当高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；故综合分析可得：物体的质量越大，高度越大，重力势能越大。
25．（2023·江苏常州·模拟预测）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为mA＝mB＜mC，三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同；
（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（2）比较 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 一定时，物体的高度越 ，重力势能越大；
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
【答案】 重物 转换法 A、B 质量 高 能
【详解】（1）[1][2]让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，运用了转换法；
（2）[3][4][5]由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大；
（3）[6]若B和C的质量相同，B的高度大于C的高度，则由（2）中结论可知，B的重力势能大于C的重力势能，而此时木桩陷入沙中的深度相同，重力势能是相同的，B与C的质量不同，则说明重力势能还与质量有关。所以能得出结论。
26．（2023·江苏苏州·二模）李明准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙。物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长，同时与物体脱离，物体运动到D点停止。请补充完成他的探究过程：
（1） 为探究弹性势能的大小与弹簧长度变化量的关系，过程如下：对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点。测量 之间的距离和 之间的距离，并改变 之间的距离，测多组数据，分析数据得到结论。
（2） 对原长相同、只有 不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点。分别测量 之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关。
（3）小明在此探究实验中主要运用了 和 两种探究方法。
【答案】 BC AD BC 粗细 AD 转换法 控制变量法。
【详解】（1）[1][2][3]本实验探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，所以必须测出弹簧长度变化量，即BC间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出AD间的距离。为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即BC间的距离，多测几组数据。
（2）[4][5]本实验探究弹性势能与弹簧粗细是否有关，必须控制弹簧长度相同，改变弹簧的粗细，测量物体在粗糙表面上运动的距离（AD间的距离），并进行比较得出结论。
（3）[6][7]通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
27．（2023·江苏南通·一模）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
（1）该实验中所探究物体的动能是指 的动能；（选填“钢球”或“木块”）
（2）由1甲、乙两图可知，当物体质量相同时， 越大，动能越大；
（3）如1甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，可得出结论： ；
（4）小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图2甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s0后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。
请回答下列问题：
（a）探究货车超速的危害：如图2乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，这表明货车超速 （选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验可用木块运动的 反映追尾的危害程度；
（b）探究货车超载的危害：如图2丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，逐次增加砝码个数重复实验，仍从A处释放小车。观察木块运动的距离s，请你评价本次实验能否探究超载的危害 ；理由： 。
【答案】 钢球 速度 当物体速度相同时，质量越大，动能越大 会 距离 不能 甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害
【详解】（1）[1]该实验中所探究物体的动能是指钢球的动能，通过钢球推动木块移动的距离来判断钢球动能的大小。
（2）[2]如图1甲、乙两图所示，钢球的质量相同，在斜面滑下时的高度不同，甲图钢球滑到斜面底端的速度大，木块移动的距离大，钢球的动能大，故可以得出：当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）[3]如图1甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，两球滑到斜面底端的速度相同，由图知，丙球的质量大，木块移动的距离大，故可以得出：当物体速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）（a）[4][5]小车撞击木块并与木块共同运动一段距离，是小车“追尾”木块的结果，因此这表明货车超速会产生追尾的危害，追尾的危害程度越大，木块被推动移动的距离越远，因此本实验可用木块运动的距离反映追尾的危害程度。
（b）[6][7]由图2的甲、丙两图知，丙图小车的质量大，甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害。
28．（2023·江苏南通·一模）水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想：
猜想1：与小球离开桌面时的速度有关；
猜想2：与小球的质量有关；
猜想3：与小球离地面的高度有关；
（1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的 能转化为小球的 能；
（2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系；你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： ；
（4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为30cm。
【答案】 弹性势 动 正确 没有控制小球的速度相同 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下 180
【详解】（1）[1][2]小球将弹簧压缩到C，释放前弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，释放后，小球在弹簧推力的作用下向前滚动，小球具有动能，所以此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
（2）[3]要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1正确。
（3）[4]要探究猜想2，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，故不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。
[5]为了保证不同质量小球的初速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。
（4）[6]根据表格数据知离地高度H由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm增大到10cm，变成原来的2倍，依此类推离地高度H由5cm增大到45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm增大到15cm，变成原来的3倍，离地高度H由5cm增大到80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，所以当小球水平飞行的距离s为30cm时，是原来5cm的6倍，离地高度H变成原来的62=36倍，即小球离地面的高度
H=36×5cm=180cm
29．（2023·江苏扬州·模拟预测）探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置如图所示，
（1）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动是为了使小车在竖直方向受到的 力和 力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的阻力作用；实验时，每次必须使小车从斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是保证小车到达水平面开始端的 相同；
（2）下表是一组同学记录的实验数据，分析表中内容可知：水平面越光滑，小车受到的阻力越 ，小车前进的距离就越远；
（3）若小车从光滑斜面运动到水平面上直至静止的过程中，克服阻力做功为25J，若要使它回到斜面原位，则需对小车做 J的功。
【答案】 重 支持 速度 小 50
【详解】（1）[1][2]小车在水平面上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，合力为零，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力的用。
[3]每次让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的速度。
（2）[4]由图示实验可知，小车在不同表面滑行的不同，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小的越慢，运动的越远。
（3）[5]实验中，小车的质量始终不变，下滑时重力势能全部转化为动能，小车在水平面运动时，克服阻力做功为25J，说明开始重力势能是25J，滑到底端的动能为25J，故原路返回到原位置时，需要克服摩擦力做25J的功，还得克服重力做25J的功，即总功为25J+25J=50J。
四、计算题
30．（2023·江苏泰州·三模）如图是我国自主研发的战略运输机“运20”。该飞机有14个轮子，满载静止在水平跑道上时轮子与地面的总接触面积约为；在某次执行飞行任务时，满载着物资从成都飞抵武汉，已知起飞质量200t，飞行高度800m，飞行距离1080km，飞行时间。g取，求：
（1）飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力F和压强p；
（2）飞机飞行过程中的平均速度v；
（3）飞机升空过程克服重力做的功W。
【答案】（1），；（2）；（3）
【详解】解：（1）飞机满载时的重力
飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力
飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压强
（2）飞机飞行过程中的平均速度
（3）飞机升空过程克服重力做的功
答：（1）飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力为，压强为；
（2）飞机飞行过程中的平均速度为；
（3）飞机升空过程克服重力做的功为。
31．（2023·江苏南通·二模）我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”如图所示，该飞机蓄满水后总质量为53.5t。在水面滑行测试中，飞机在水平面上60s内沿直线匀速滑行了600m，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；
（2）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。
【答案】（1）53.5m3；（2）2.5×105N
【详解】解：（1）因为飞机蓄满水后静止在水面上，处于漂浮状态，所以飞机受到的浮力为
F浮＝G＝mg＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N
由可得排开水的体积为
（2）飞机的速度为
根据得飞机所受的牵引力为
答：（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积为53.5m3；
（2）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力为2.5×105N。
32．（2023·江苏盐城·三模）小张一家人驾驶汽车（如图）外出游玩，已知汽车（包括车上的人和物品）的总重力为4×104N，四个车轮与地面的接触面积共为0.04m2。在平直公路上匀速行驶60km，用时0.6h。若该车行驶过程中受到的阻力是汽车（包括车上的人和物品）总重力的0.05倍。求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）汽车停在路面上时对地面的压强；
（3）该过程中汽车牵引力做的功。
【答案】（1）100km/h；（2）1×106Pa；（3）1.2×108J
【详解】解：（1）该汽车行驶的速度为
（2）该汽车停在水平地面上时，对地面的压力为
F＝G＝4×104N
对地面的压强为
（3）汽车匀速直线行驶，则受到的牵引力与阻力为一对平衡力，大小相等，牵引力为
F牵＝f＝0.05G＝0.05×4×104N＝2000N
此过程中汽车牵引力做的功为
W＝F牵s＝2000N×60×1000m＝1.2×108J
答：（1）该汽车行驶的速度为100km/h；
（2）汽车停在路面上时对地面的压强为 1×106Pa；
（3）该过程中汽车牵引力做的功为1.2×108J。
33．（2023·江苏镇江·二模）甲醇燃料电池汽车是利用甲醇和氧发生化学反应产生电能供给电动机从而驱动汽车行驶的。在某次测试中该类型汽车甲沿平直公路以90km/h的速度匀速行驶1h，此过程中消耗甲醇10kg，所产生的电能E甲的90%用来维持汽车匀速行驶。已知汽车匀速行驶时所受阻力为1000N，加注1kg甲醇需2.5元。求：
（1）在测试过程中该汽车行驶的路程s；
（2）在测试过程中由化学反应所产生的电能E电；
（3）另一辆纯电汽车乙也参与测试，在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，此过程中电池释放电能的90%用于汽车匀速行驶。已知某充电站充电单价为1元/kW·h，且充电效率为80%，则在与甲车花费相同燃料费用的情况下，甲、乙两车谁行驶的距离远。
【答案】（1）90000m；（2）1×108J；（3）在与甲车花费相同燃料费用的情况下，甲车行驶的距离远
【详解】解：（1）由得，甲行驶的距离
（2）汽车匀速行驶时处于平衡状态，牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力
该过程中汽车做的有用功
在测试过程中由化学反应所产生的电能
（3）甲车消耗10kg甲醇的费用为
此费用能买到的电能
输送到乙的电能
乙用来做有用功的能量
乙的牵引力
乙行驶的距离
故甲行驶的距离远。
答：（1）在测试过程中该汽车行驶的路程s为90000m；
（2）在测试过程中由化学反应所产生的电能E电为1×108J；
（3）在与甲车花费相同燃料费用的情况下，甲车行驶的距离远。
34．（2023·江苏常州·模拟预测）现在常州很多公交车都升级换代成了新能源公交车，某新能源公交车空车质量为，轮胎接触地面总面积为，发动机额定功率为，配备能装入氢气的氢气瓶和容量为的动力电池。氢燃料用完后可切换到纯电模式继续运行。（已知取，）
（1）某次运行，车上共有人，总质量，求此时公交车对地面的压强是多少？
（2）如果电池充满电并且氢气瓶装满氢气，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是多少？（发动机的综合效率为，行驶时阻力为）
（3）部分新能源公交车还装有动能回收系统，可以将刹车过程中减少的动能的转化成电能，这部分电能除了供车内总功率为的用电器工作之外，其余电能全部储存到蓄电池中，假设某次刹车前车辆动能为，刹停后蓄电池中电能增加了，问刹车过程花了多少时间？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）公交车的总重力为
公交车对地面的压力为
此时公交车对地面的压强为
（2）氢气完全燃烧放出的热量为
新能源汽车的总能量为
由可知，发动机所做的有用功为
汽车匀速行驶时，牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，牵引力，由可知，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离为
（3）汽车刹车时转化的电能为
用电器消耗的电能为
所以用电器工作的时间为
即刹车过程花的时间为。
答：（1）此时公交车对地面的压强是；
（2）在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是；
（3）刹车过程花的时间为。
35．（2023·江苏镇江·一模）如图1是正在充电的某款智能电动汽车，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。许多新能源车都有动能回收装置，储能效率是指汽车关闭发动机同时开启储能装置，通过发电机将减少的动能转化为电能的效率。电池输出的电能有80%用于维持车辆行驶，并在剩余10%时启动系统低电量保护，而无法行驶。该款电动汽车的部分参数如下表：
若某次小张驾驶该车在高速公里行驶，时刻仪表盘显示：输出P＝10kW，速度v＝100km/h，剩余电量60%。
（1）该款智能电动汽车配备的电池质量是多少？
（2）该车在该路段行驶时的阻力为多少？
（3）若此地距目的地还有250km，前方距此50km左右有1个可以充电的服务区，小张是否需要在前方服务区充电？
（4）如果先让汽车以一定速度匀速直线行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与匀速运动时的动能Ek，作出Ek﹣s图像（如图2），若此过程中汽车受到的阻力为车重（人的重力忽略不计）的0.02，试计算在开启发电机的测试中，电池中最多可增加的能量。
【答案】（1）400kg；（2）360N；（3）要充电；（4）7200J
【详解】解：（1）由表中数据可知，电池的能量密度为0.15（kW•h）/kg，电池容量是60kW•h，因此电池的质量
（2）由输出P＝10kW，速度v＝100km/h，由
得，轿车运动过程中受到的阻力为
（3）已知剩余60%电量，当剩余10%电量时系统启动低电量保护，而无法行驶，故能让汽车行驶的电量为50%；维持车辆行驶的电能为输出电能的80%，则实际行驶可使用的电量为
50%×80%×60kW•h＝24kW•h
则消耗此电能行驶的距离
故需要充电。
（4）阻力为车重的0.02倍，则
f＝0.02G＝0.02mg＝0.02×1500kg×10N/kg＝300N
不开启发电机行驶的距离s＝100m，开启发电机行驶的距离为s′＝60m，故
fs＝W电+fs′
则转化的电能
W电＝f（s﹣s′）＝300N×（100m﹣60m）＝12000J
增加的电能为60%×12000J＝7200J。
（建议用时：20分钟）
一、单选题
1．（2023·江苏连云港·中考真题）下列有关功的说法正确的是（ ）
A．用力推车没有推动，人对车也做了功
B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
【答案】B
【详解】A．用力推车没有推动，只有力没有移动距离，人对车没有做了功，故A错误；
B．足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，足球没有重力的方向上通过一定的距离，重力没有对足球做功，故B正确；
C．运动员举起杠铃在空中静止不动，运动员对杠铃有力的作用，但杠铃没有在力的方向上通过一定的距离，运动员没有对杠铃做功，故C错误；
D．学生背着书包在水平路面上行走，背书包的力的方向是向上，书包没有在力的方向上移动距离，所以学生对书包没有做功，故D错误。
故选B。
2．（2023·江苏连云港·中考真题）下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越快的机械，机械效率越高
C．所做有用功越多的机械，机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
【答案】D
【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，与省力情况无关，故A错误；
B．功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故B错误；
C．机械效率是指有用功与总功的比值，所做有用功越多，总功未知，机械效率不一定越高，故C错误；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高，故D正确。
故选D。
3．（2023·江苏无锡·中考真题）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．皮球下落过程中动能转化为重力势能
B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
【答案】B
【详解】A．球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误；
B．当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确；
CD．球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即从更高处下落的，故CD错误。
故选B。
4．（2023·江苏南通·中考真题）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．（2023·江苏苏州·中考真题）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A．这是一台“永动机”
B．水在输送过程中重力势能不变
C．转轮转速越快输水做功功率越大
D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
【答案】C
【详解】A．“高转筒车”转动时，需要水能提供动力，如果没有水能，它将不能转动，因此不是“永动机”，根据能量守恒定律可知，世界上不存在“永动机”，故A错误；
B．水从河里被输送到上方的田里，高度增加了，因此水的重力势能变大，故B错误；
C．转轮转速越快，相同时间内对水做的功越多，根据公式可知，功率越大，故C正确；
D．上、下两个转轮的轴都是固定不动的，因此都可看做定滑轮，故D错误。
故选C。
6．（2023·江苏泰州·中考真题）同学们在垫排球时，当排球离开手腕后，下列分析正确的是（ ）
A．排球能继续向上运动是由于受到惯性的作用
B．排球向上运动的过程中，受到重力和手腕对排球托力的作用
C．排球离开手腕后，手对排球不做功
D．假如正在上升的排球所受的力全部消失，它将保持静止
【答案】C
【详解】A．排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性，而不能说受到惯性的作用，故A错误；
B．排球离开手以后，不再受到手的作用力；排球向上运动的过程中，受重力和空气阻力的作用，故B错误；
C．排球在上升过程中，手不再给排球施加力，手对排球不做功，故C正确；
D．排球向上运动过程中，若一切外力都消失，它将保持原来速度做匀速直线运动，故D错误。
故选C。
7．（2023·江苏泰州·中考真题）如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（ ）
A．重力势能减小，机械能减小B．动能不变，机械能不变
C．重力势能减小，动能增大D．重力势能不变，机械能减小
【答案】A
【详解】小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能减小；机械能是动能与势能的总和，且下滑过程中克服阻力做功，机械能减小。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．（2023·江苏镇江·中考真题）即将建成的镇江仑山湖抽水蓄能电站，在用电低谷时利用多余的电能，将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”；在用电高峰时释放山上的水来发电。该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的（ ）
A．重力势能B．内能C．动能D．化学能
【答案】A
【详解】蓄能时，水被抽到山上水库中，水的高度增大，重力势能增大，所以电能转化为水的重力势能。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9．（2023·江苏镇江·中考真题）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（ ）
A．①中小华对这筐玉米做了功B．②中小华对这筐玉米做了功
C．③中他们对这筐玉米做了功D．④中他们对手推车没有做功
【答案】C
【详解】做功的两个必要因素：有力且物体在这个力的方向上移动了一段距离。
A．①中她用力搬一筐玉米，未能搬起，有力但是物体没有移动距离，未做功，故A不符合题意；
B．②中她又用力推筐，仍未推动，有力但是物体没有移动距离，未做功，故B不符合题意；
C．③中在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上，有力，且这筐玉米在托举力的方向上移动了距离，他们对这筐玉米做了功，故C符合题意；
D．④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，手推车在推力的作用下移动了距离，他们对手推车做了功，故D不符合题意。
故选C。
10．（2023·江苏盐城·中考真题）小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（ ）
A．动能转化为弹性势能B．弹性势能转化为动能
C．重力势能转化为弹性势能D．弹性势能转化为重力势能
【答案】A
【详解】“魔罐”被推出后向前滚动的过程中，速度变小，同时魔罐内的金属块随魔盒一起转动，把橡皮筋拧紧，动能转化为橡皮筋弹性势能；魔罐开始向回滚动，橡皮筋弹性势能转化为动能；“魔罐”滚动的过程中，“魔罐”的质量不变，高度不变，重力势能不变，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11．（2023·江苏淮安·中考真题）如图所示，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，使两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，撞击静置于水平面上的木块。下列说法正确的是（ ）
A．图中两辆小车的重力势能大小相等
B．两种情况下，木块在水平面上移动的距离相等
C．木块被撞击后由静止变为运动，惯性增大
D．如果水平面光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A．图中两辆小车的质量相等，高度不等，则重力势能大小不等，故A错误；
B．两种情况下，小车初始重力势能不同，小车到达水平面的动能不同，小车推动木块移动的距离不同，故B错误；
C．木块被撞击后由静止变为运动，惯性与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故C错误；
D．如果水平面光滑，木块不受摩擦力，被撞击后，木块受到的合力为0，将做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
二、填空题
12．（2023·江苏扬州·中考真题）请补全下面知识结构图。
【答案】（1）转移；（2）做功；（3）弹性势能
【详解】（1）热传递的实质是能量的转移。
（2）内能和机械能可以通过做功相互转化。
（3）动能和势能可以相互转化，势能包括重力势能和弹性势能，动能和弹性势能可以相互转化。
13．（2023·江苏常州·中考真题）目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点，近地点，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度越来越大，动能逐渐 ，重力势能逐渐 。国际空间站内的噪声为，中国空间站内的噪声为，空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，说明中国空间站内设备振动的 较小、对站内宇航员的影响较小，噪声能传入站内宇航员耳朵的原因是： 。
【答案】 增大 减小 幅度 见解析
【详解】[1][2]由远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，高度逐渐变小，重力势能逐渐减小，速度逐渐变快，动能逐渐增大。
[3][4]空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，中国空间站内的噪声响度较小，说明中国空间站内设备振动的幅度较小，对站内宇航员的影响较小；空间站内有空气，而声音能在空气中进行传播，因此噪声能传入站内宇航员耳朵。
三、计算题
14．（2023·江苏苏州·中考真题）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求：
（1）箱子对水平地面的压强；
（2）上移过程中拉力做功的功率；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。
【答案】（1）；（2）35W；（3）200J
【详解】（1）箱子对水平地面的压强
（2）拉力做功
拉力做功功率
（3）所做的有用功
克服摩擦力做功
答：（1）箱子对水平地面的压强为2.5×103Pa；
（2）上移过程中拉力做功的功率为35W；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功为200J。
15．（2023·江苏南通·中考真题）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求：
（1）小明所受重力的大小；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功；
（3）30s内克服重力做功的功率。
【答案】（1）600N；（2）300J；（3）100W
【详解】解：（1）小明所受的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为
W=Gh=600N×0.5m=300J
（3）30s内克服重力做的功为
W总=10W=10×300J=3000J
30s内克服重力做功的功率为
答：（1）小明所受重力为600N；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J；
（3）30s内克服重力做功的功率为100W。
16．（2023·江苏苏州·中考真题）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发（水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
【答案】（1）4.2×103J；（2）28%
【详解】解：（1）由Q=cmΔt可得，该过程水吸收的热量为
（2）由W=Pt可得，照射到水面上的太阳能为
故水获取太阳能的效率为
答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。
17．（2023·江苏无锡·中考真题）2023年5月13日，“恩平20—4钻采平台”的安装，创造了我国海上油气平台浮托安装重量的新纪录，浮托安装类似于运动员挺举过程，巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示，涨潮时，工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口，落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。工程船满载时的排水量为，所安装的平台组块质量为。（g取）
（1）工程船满载航行在海面上时，受到的浮力为多大？
（2）平台组块所受重力大小为多少？
（3）若涨潮前，插尖低于接口，涨潮时，工程船和平台组块缓慢向上浮起，使得插尖比接口高。则在此过程中，工程船对平台组块竖直向上做功为多少？
【答案】（1）5.35×108N；（2）1.55×108N；（3）3.1×108J
【详解】解：（1）工程船满载时的排水量为，航行在海面上时，处于漂浮状态，由沉浮条件可知，受到的浮力等于重力
（2）平台组块质量为，则平台组块所受重力
（3）若涨潮前，插尖低于接口，涨潮时，插尖比接口高，则工程船对平台组块竖直向上做功为克服平台组块重力做功
答：（1）工程船满载航行在海面上时，受到的浮力为5.35×108N；
（2）平台组块所受重力大小为1.55×108N；
（3）工程船对平台组块竖直向上做功为3.1×108J。
18．（2023·江苏泰州·中考真题）新能源电动汽车具有节能、环保的特点。如图所示，一辆电动汽车停放在水平地面上，满载时整车质量为1.5t，轮胎与地面的总接触面积为600cm2。在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，电动汽车受到的阻力为2500N，求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）汽车发动机的功率；
（3）汽车静止时对水平地面的压强。（g取10N/kg）
【答案】（1）20m/s；（2）50kW；（3）
【详解】解：（1）在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，则汽车行驶的速度
（2）由题意知，汽车在做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，即
根据
可得汽车发动机的功率
（3）汽车静止时对水平地面的压力
则汽车静止时对水平地面的压强
答：（1）汽车行驶的速度是20m/s；
（2）汽车发动机的功率是50kW；
（3）汽车静止时对水平地面的压强是。
19．（2023·江苏镇江·中考真题）某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车，其设计方案中有如表一段描述：
（1）当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时（g取10N/kg），求：
①该车0.5h内行驶的路程；
②维持该车行驶所需的机械功率；
（2）小强查找到如下数据：在晴好的夏天，当太阳光垂直照射时，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
【答案】（1）①2.7×104m；②900W；（2）不合理
【详解】解：（1）①车的最高时速54km/h，则该车0.5h内行驶的路程为
s=vt=54km/h×0.5h=27km=2.7×104m
②车受到的重力为
G=mg=300kg×10N/kg=3000N
该车在平直公路上匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力
F=f=0.02G=0.02×3000N=60N
车的速度
54km/h=15m/s
车行驶所需的机械功率为
（2）车实际获得的机械功率
P机=700W/m2×6.5m2×20%×90%=819W
因为
819W<900W
所以方案不合理；
答：（1）①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m；
②维持该车行驶所需的机械功率为900W；
（2）设计方案不合理。
四、综合题
20．（2023·江苏扬州·中考真题）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。
（1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，如图所示，请画出杠杆模型的阻力臂L ；
（2）先将头向前抬起，可以减小 力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 ；
（3）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 的大小。
【答案】 阻 变小 功率
【详解】（1）[1]人受到的重力为阻力，从支点O向阻力作用线做垂线，该垂线段就是阻力臂L，如图所示：
（2）[2]将头向前抬起，身体重心更靠近支点，可以减小阻力臂；
[3]在平躺至坐起的过程中，人体重心与支点的水平距离减小，即阻力臂减小，而动力臂长度不变，根据杠杆的平衡条件可知，运动员肌肉所施加的动力会变小。
（3）[4]在仰卧起坐过程中，要克服身体的重力做功，改变仰卧起坐的快慢，可以改变做功的快慢，也就是改变功率的大小。
21．（2023·江苏扬州·中考真题）“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。
（1）如图1所示是古代农人打麦的场景，把打麦工具高高举起，它的重力势能变 ；
（2）现在很多地方都用联合收割机收䃔麦子，某收割机的参数如下：
①满油时收割机对水平地面的压强是 Pa；（g取10N/kg）
②如图2所示，收割过程中收割机相对于同行的装载机是 （选填“运动”或“静止”）的；收割机功率保持60kW不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了 。收割一块地的麦子，耗时0.5h，该收割机做功 J，在此过程中消耗柴油 kg；（约为）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，它受很多因素的影响。某次收割时作业速度与喂入量之间的关系如图3所示，当作业速度为4km/h时，喂入量是 kg/s，出现这一结果，你认为作物的 会对喂入量产生影响。
【答案】 大 8000 静止 增大牵引力 1.08×108 6.75 2.4 籽粒含水率
【详解】（1）[1]物体的重力势能与高度和质量有关，在质量一定时，高度越高，重力势能越大，因此把打麦工具高高举起，它的重力势能变大。
（2）①[2]满油时整机的重力为
在水平面上，收割机对水平地面的压力等于其重力，即
根据可得，满油时收割机对水平地面的压强是
②[3]由于装载机与收割机同行，则它们速度相同，因此在收割过程中，以装载机为参照物，收割机与装载机之间的位置没有发生变化，因此收割机是静止的。
[4]根据
可知，当功率一定时，减小速度可以增大牵引力。
[5]根据W=Pt可得，耗时0.5h，该收割机做的功为
[6]由于发动机的效率为40%，则柴油完全燃烧放出的热量为
故消耗柴油的质量为
（3）[7]由图3可知，当作业速度为4km/h时，喂入量是2.4kg/s。
[8]由图3可知，在喂入量不超过3.6kg/s内，作业速度随喂入量变化而变化，且成正比关系，当作业速度一定时，作物的品种、籽粒含水率等会对喂入量产生影响。
序
号
质量
m/g
速度
v/cm·s-1
离地高
度H/cm
水平飞行
距离s/cm
1
10
5
5
5
2
10
5
20
10
3
10
5
45
15
4
10
5
80
20
接触面
毛巾
棉布
木板
阻力的大小
大
较大
较小
小车移动的距离s/cm
11.3
20.6
26.8
整车质量
1500kg
储能效率
60%
电池容量
60kW•h
电池能量密度
0.15kW•h/kg
◆整车质量为300kg，最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。
◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池直接给电机供电，电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
割幅（m）
2.2/2.5
履带接地总面积（m2）
3.6
喂入量（kg/s）
3/4/4.5
功率（kW）
60
发动机效率
40%
油箱容积（L）
72
满油时整机质量（kg）
2880
2023年考点与往年变化不大，考法上更加注重对学生能力的考查，在生活生产实例中运用物理知识解决问题。
如：物体运动过程中各种机械能的变化情况、功的计算和估算、功率的计算仍是高频考点，占分比较重；重力势能的概念、力做功的必要因素、探究影响动能因素的实验装置及作用、探究动能大小与速度的关系也是必考点，一般结合生活中的现象进行考查；另外还有结合其他知识点综合考查，与内能的结合，与简单机械等的考查。
预测今年中考考点不会变化太大，考点还是会延续之前的考点。考查方式会进一步突出对能力的考查，即用所学知识解决问题，情景设置上更加新颖、贴近生活、加入最近科技信息，考有所依，学有所用。
（建议用时：20分钟）
一、单选题
1．（2023·江苏泰州·三模）在北京冬奥会自由式女子U形场地技巧决赛中，运动员从图中A点滑下，滑到场地最低点再滑到场地左侧的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员的重力势能一直增大
B．运动员在下落过程中，重力势能转化为动能
C．运动员上升到最高点时重力势能为零
D．运动员下落过程中速度越来越大，因为机械能变大
【答案】B
【详解】A．整个过程中，运动员的质量不变，高度先减小后增大，所以重力势能先减小后增大，故A错误；
B．运动员在下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B正确；
C．运动员上升到最高点时质量不变，有一定的高度，所以重力势能不为零，故C错误；
D．运动员下落过程中速度越来越大，但因需要克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以她的机械能变小，故D错误。
故选B。
2．（2023·江苏无锡·一模）周末爸爸开车带着小明去看望爷爷奶奶，行驶在高速公路上，小明看到了如图所示的限速标志牌，思考后提出了下面四个探究问题。依据限速标志牌，你认为最合理最有探究价值的问题是（ ）
A．物体的动能与哪些因素有关?B．物体的动能与它的速度有什么关系?
C．物体的动能与物体的形状是否有关?D．物体的动能与它的质量和速度有什么关系?
【答案】D
【详解】物体的动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大，根据图片可知，不同类型的车辆限制不同的速度，所以最有探究价值且易于探究的科学问题是物体的动能大小与质量、速度有什么关系。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．（2023·江苏连云港·二模）如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放，M向左最远可运动至B点，则物块（ ）
A．从A到O先加速后减速B．从A到B运动过程中摩擦力先变大后变小
C．从A到B弹性势能一直减小D．从O到B物块动能全部转化为弹性势能
【答案】A
【详解】A．物块M拉至A处由静止释放后向左运动，可知在A点时弹力大于摩擦力，物体合力向左，加速运动，到达O点时弹簧不发生形变，弹力为零，由于物体与水平面之间的压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，摩擦力阻碍物体运动，说明到达O之前就会出现弹力小于摩擦力，合力向右，开始减速，故从A到O先加速再减速，故A符合题意；
B．从A到B运动过程中，物体与水平面之间的压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，故B不符合题意；
C．从A到O，弹簧的弹性形变变小，从O到B，弹簧的弹性形变变大，从A到B弹性势能先减小后增大，故C不符合题意；
D．从O到B，物体速度降为零，动能减小，弹簧弹性形变变大，弹性势能增大，动能转化为弹性势能，同时由于克服摩擦做功，部分动能转化为内能，故D不符合题意。
故选A。
4．（2023·江苏连云港·二模）关于功、功率和机械效率，以下说法正确的是（ ）
A．做功越多的机械，功率一定大B．功率越大的机械，机械效率也越高
C．做有用功越多的机械，机械效率越高D．功率越大的机械，做功一定越快
【答案】D
【详解】A．功率反映了做功的快慢，做功多，时间不确定，由知，功率大小不能确定，故A错误；
B．功率描述物体做功快慢，机械效率是有用功与总功的比值，两者没有必然联系，所以功率大，机械效率不一定高，故B错误；
C．使用机械时，机械效率高说明有用功在总功中占的比例大，但有用功多，机械效率不一定越高，故C错误；
D．功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功一定越快，故D正确。
故选D。
5．（2023·江苏南京·二模）如图所示，水平面AC由粗糙程度相同的铁面AB和铜面BC拼接而成，AB=BC，磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动，M在AB和BC段运动的时间分别为t1、t2，拉力做的功分别为W1、W2。则（ ）
A． t1=t2W1=W2B． t1
【详解】磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动，且AB=BC，由知道，磁铁在AB和CD面运动时间相等，即
t1=t2
因为AB为铁面，对磁铁有吸引力，而CD为铜面，对磁铁没有吸引力，所以磁铁对AB的压力大于CD，又因为铁面AB和铜面BC的粗糙程度相同，所以磁铁在AB面受到的摩擦力较大。
磁铁M在水平拉力作用下从A到C做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以磁铁在AB面受到的拉力较大，又因为
AB=CD
所以，根据知道，拉力在AB面做的功较大，即
W1>W2
综上分析可知， C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
6．（2023·江苏南通·一模）如图是用频闪照相机拍摄的鸡蛋下落时的照片，已知每隔5×10﹣3s拍摄一次，试估算该鸡蛋下落过程中重力的功率（ ）
A．2WB．9WC．18WD．25W
【答案】B
【详解】一个鸡蛋的重力约为0.5N，一个鸡蛋的高度约为6cm，由图知，下落的路程约为鸡蛋的高度的3倍，可取20cm=0.2m，所用的时间为
该鸡蛋下落过程中重力做的功
该鸡蛋下落过程中重力的功率
故选B。
7．（2023·江苏扬州·二模）下列说法正确的是（ ）
A．功率大的做功一定多
B．越省力的机械效率越高
C．温度高的物体内能不一定大
D．物体只在一对平衡力的作用下，其机械能守恒
【答案】C
【详解】A．由可知，时间未知，功率大的做功不一定多，故A错误；
B．机械效率是有用功与总功的比值，机械效率的高低与机械的省力情况无关，故B错误；
C．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，仅比较物体的温度不能判断内能的大小，故C正确；
D．物体在一对平衡力作用下沿水平面运动时，重力势能、动能才保持不变，若沿其他方向运动，重力势能变化；如沿竖直方向运动，动能不变，重力势能变化，则机械能一定变化，故D错误。
故选C。
8．（2023·江苏南京·三模）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）
A．小球从A点运动到B点的过程中速度减小
B．小球反弹经过D点时动能为零
C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
【答案】D
【详解】A．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，故A错误；
B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在D点的动能不为零，故B错误；
C．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，在C点与在F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点的圆要大于在F点的圆斑，故C错误；
D．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球在G点的机械能小于在E点的机械能，故D正确。
故选D。
9．（2023·江苏南京·二模）如图所示，将轻质弹簧竖直固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，则小球（ ）
A．在A点时受到弹簧的弹力是由于小球发生形变产生的
B．从A点向上运动过程中，动能先增大后减小
C．从A点运动到O点过程中，弹簧的弹性势能仅转化为小球的重力势能
D．到达最高点时处于平衡状态
【答案】B
【详解】A．在A点时受到弹簧的弹力是由于弹簧发生形变产生的，故A错误，不符合题意；
B．从A点向上运动过程中，可分两个阶段，在小球到达O点前的平衡位置，小球所受合力方向向上，速度不断增大，离开O点前的平衡位置后，其所受合力方向向下，速度不断变小，其速度先增大后减小，则动能先增大后减小，故B正确，符合题意；
C．从A点运动到O点过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能和动能，故C错误，不符合题意；
D．小球运动至最高点时，只受重力作用，不是平衡状态，故D错误，不符合题意。
故选B。
10．（2023·江苏·二模）在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，某同学利用沙子、小桌、木块、透明的箱子进行如图所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．实验中观察小桌陷入沙子的深度来比较压力的作用效果
B．由甲丙两图可以探究压力的作用效果与压力大小的关系
C．比较甲乙两图可得出：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显
D．利用本实验器材做“探究重力势能和高度关系”的实验中，小桌不需要倒放
【答案】B
【详解】A．根据转换法，实验中观察小桌陷入沙子的深度来比较压力的作用效果，故A正确，不符合题意；
B．探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，而甲、丙中受力面积不同，故由甲、丙两图不能探究压力的作用效果与压力大小的关系，故B错误，符合题意；
C．比较甲、乙两图可得出：受力面积一定时，乙中压力大，压力的作用效果明显，故比较甲、乙两图可得出：受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显，故C正确，不符合题意；
D．探究影响重力势能大小因素时，不需要改变受力面积的大小，所以小桌不需要倒放，故D正确，不符合题意。
故选B。
11．（2023·江苏常州·模拟预测）东风是我国针对敌方航母发展的一款陆基中程反舰弹道导弹，如图是它的飞行轨迹图。在空中预警机和北斗卫星系统的支持下，它通过惯性加卫星制导的方式，可以精确命中以外的移动航母。由于东风末端速度远超音速且具有机动变轨能力，拦截难度非常大，是真正的大国重器。下列说法正确的是（ ）
A．发射阶段导弹的动能是由重力势能转化来的
B．导弹接收卫星信号利用的是超声波
C．导弹在轨道最高点时速度为
D．导弹在机动变轨阶段受到的是非平衡力
【答案】D
【详解】A．发射阶段导弹动能和势能都增加，是由发动机提供的能量，故A错误；
B．导航系统利用电磁波接收卫星信号，故B错误；
C．导弹在轨道最高点时，水平方向速度不为，故C错误；
D．导弹在机动变轨阶段速度发生变化，所以受到的是非平衡力，故D正确。
故选D。
12．（2023·江苏南京·二模）图甲是“探究阻力对物体运动的影响”的实验，图乙“探究动能大小与质量的关系”的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验中小车滑行的距离不同，但小车刚开始下滑时具有的机械能相等
B．乙实验中小球的质量应该不同，但小球到达水平面时初始速度需要相同
C．两实验中的小车和小球到达水平面能继续运动是因为它们都具有惯性
D．两实验中斜面都可以用弹簧替代，实验时都需要将弹簧压缩相同长度
【答案】D
【详解】A．甲实验中相同的小车从相同的高度自由下滑，即小车开始下滑时具有的重力势能相同，所以小车刚开始下滑时具有的机械能相等，故A正确，不符合题意；
B．乙实验中小球的质量不同，所以实验为了探究小球的动能与质量的关系，故应控制小球的初始速度相同，故B正确，不符合题意；
C．由于惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，所以两实验中的小车和小球到达水平面能继续运动，由于它们都具有惯性，故C正确，不符合题意；
D．实验时将弹簧压缩相同长度，弹簧的弹性势能相同，转化为小球的动能大小相同，当小球的质量不同时，小球的速度也不同，所以不能用控制变量法探究小球的动能影响因素，故D错误，符合题意。
故选D。
二、填空题
13．（2023·江苏·二模）如图所示，工人师傅用沿着斜面大小为600N的推力，在10s内把质量为100kg货物沿斜匀速向上推到顶部，斜面长为4m，高为2m，则工人师傅做功的功率是 W，该斜面的机械效率为 %，货物与斜面的摩擦力是 N。（g取10N/kg）
【答案】 240 83.3 100
【详解】[1]工人推力做的总功
W总=Fs = 600N×4m = 2400J
工人师傅做功的功率为
[2]货物的重力
G=mg= 100kg×10N/kg= 1000N
工人师傅对货物做的有用功
W有用=Gh= 1000N×2m= 2000J
斜面的机械效率
[3]克服摩擦力所做的额外功
W额=W总-W有=2400J-2000J=400J
由W额= fs可得，物体和斜面之间的摩擦力
14．（2023·江苏南通·模拟预测）如图，轻质弹簧顶端固定并连接一个大小不计的重物。用手托住重物向上挤压弹簧到点a，松手后重物下落依次经过点b、c到最低点d，b是弹簧原长的位置，c是重物连接在弹簧下端静止时的位置。则重物从a运动到d的过程中，在 点重力势能最大，在 点动能最大，在 点机械能最大。（不计空气阻力）
【答案】 a c b
【详解】[1]重物从a运动到d的过程中，质量不变，在a点时高度最大，重力势能最大。
[2]c是重物连接在弹簧下端静止时的位置，此时重物受到的拉力和重力相等，即点b是弹簧处于原长的位置。从a运动到b的过程中，重物受到向下的重力和向下的弹力，重物做加速运动。从b点到d的过程中，重物在c点之前向下的重力大于向上的弹力，仍加速；重物在c点之后，向下的重力小于向上的弹力，减速；所以，即在c点时速度最大，动能最大。
[3]在b点弹簧处于原长的位置，没有弹性势能，弹性势能全部转化成重物的机械能，故b点重物的机械能最大。
15．（2023·江苏苏州·一模）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。
（1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是 （变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）；
（2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于 状态（平衡/非平衡）；
（3）实验中所用小球的重力为 N。由a点到b点，动能变化量 （大于/小于/等于）重力势能变化量。
【答案】 先变大再变小 非平衡 1 小于
【详解】（1）[1]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。
（2）[2]当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。
（3）[3]由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为
Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m
橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为
因此小球的重力为1N。
[4]根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。
16．（2023·江苏苏州·一模）时下，越来越多的年轻人将借助运动APP辅助健身当作一类时尚生活方式，如图是某同学借助跳绳APP获得的练习数据，若他自身质量为50kg，每次跳起的高度为，根据图中数据，他每跳一次克服重力做的功是 J，跳绳时的平均功率是 W。看完数据一览表，他对最高速率产生了疑问，查阅资料后可知bpm是BeatPerMinute的简称，中文名为拍子数，释义为每分钟节拍数，若该同学的心率为75bpm，根据这一心率，该同学的心跳一次时间是 s。（g=10N/kg）
【答案】 18 73.2 0.8
【详解】[1]他每跳一次克服重力做的功
[2]由图可知，跳绳244个，内做的功
跳绳时的平均功率
[3]该同学的心跳一次时间
17．（2023·江苏南通·模拟预测）2023年全国跳水冠军赛暨奥运会、亚运会等四大赛选拔赛于今年3月19日至25日于上海举行。
（1）在女子跳板比赛中，运动员起跳后下落过程中 转化为动能。
（2）入水后，运动员向后划水，身体向 运动，因为 ；
（3）运动员口中吐出的气泡在水中上升过程中，所受水的压强变 ，所受浮力变 。
【答案】 重力势能 前 力的作用是相互的 小 大
【详解】（1）[1]在女子跳板比赛中，运动员起跳时在高处，具有较大的重力势能，运动员起跳后下落过程中高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。
（2）[2][3]入水后，运动员向后划水对水施加向后的作用力，因为力的作用是相互的，水对运动员施加向前的作用力，使运动员身体向前运动。
（3）[4][5]液体压强随深度增加而增大，运动员口中吐出的气泡在水中上升过程中，所受水的压强变小，体积变大，根据阿基米德原理可知，它所受浮力变大。
18．（2023·江苏泰州·二模）如图是都江堰的示意图，它凝聚着我国古代劳动人民的智慧，在引水灌溉，防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节，由于内江河床较低，水在 力的作用下，大量的水落入内江，水的重力势能转化为水的 能；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致外江水的流速较大、压强较 ，大量的水涌入外江。
【答案】 重 动 小
【详解】[1][2]水因为受到的重力作用，会向下落入内江，此过程中水的质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，水的重力势能转化为水的动能。
[3]洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、根据流体压强与流速的关系可知，外江压强较小，大量的水涌入外江。
19．（2023·江苏宿迁·三模）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小明玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中B是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析：从A到B，小明的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减小”）；从B到C，小明的动能转化为重力势能；其中在A状态时弹簧的 能最大，人的动能最小。
【答案】 增加 弹性势
【详解】[1]B状态时，弹簧处在原长的状态，说明A状态时，弹簧处于被压缩状态，从A到B，弹簧的弹性势能不断转化为小明的机械能，故小明的机械能不断增加。
[2]A是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在A状态时弹簧的弹性势能最大。
20．（2023·江苏苏州·二模）如图所示是喷雾降尘车在马路上工作的情景，正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶，它的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；以喷雾车为参照物，该车辆的驾驶员是 （选填“运动”或“静止”）的。
【答案】 减小 静止
【详解】[1]正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶，它的质量减小，速度不变，动能减小。
[2]该车辆的驾驶员与喷雾车的相对位置没有发生改变，以喷雾车为参照物，该车辆的驾驶员是静止的。
21．（2023·江苏盐城·三模）《天工开物》是我国古代的科学著作，其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。
（1）从能量转化的角度，筒车的工作原理是将水的 能转化为水的重力势能；
（2）筒车“昼夜不息”， （能\不能）说明它就是永动机；
（2）若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车转一圈对进入接水槽的水所做的功为 J（接水槽离倒水处的高度忽略不计）。
【答案】 动 不能 1920
【详解】（1）[1]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能。
（2）[2]永动机在工作过程中要克服摩擦力做功，将一部分机械能转化为内能，根据能量守恒定律它不可能实现。
（3）[3]该筒车旋转一周提升的水的质量为
m=12×4kg=48kg
对水所做的功为
W=Gh=mgh=48kg×10N/kg×4m=1920J
22．（2023·江苏苏州·三模）中国科技馆“探索与发现厅”展示了一件由双锥体（可看作两只完全相同的圆锥体构成）和“V”形倾斜轨道组成的展品，其俯视图和正视图分别如图a、b所示。操作时，如果将双锥体放置在轨道高处A端，双锥体并不会从高处A端滚向低处B端；如果将双锥体放置在轨道低处B端，双锥体却能自动从低处B端滚向高处A端。双锥体由B端滚向A端的过程中重心 （选填“升高”或“降低”），主要将 能转化为 能。
【答案】 降低 重力势 动
【详解】[1][2][3]双锥体从轨道低端B向高端A滚的过程中，质量不变，双锥体的重心降低，即高度降低，则重力势能减小；速度变快，则动能增大，所以是将重力势能转化为动能。
23．（2023·河北·一模）如图所示，是2022年第24届冬奥会开幕式上惊艳的一幕，一重3t的奥运“冰雪五环”破冰而出，寓意打破隔阂，互相走近，大家融为一体。奥运五环被匀速升至13m高，拉力对奥运五环所做的功的功率为1×104W。则拉力对五环做功时间为 秒。奥运五环上升过程中机械能的增加量 （填“小于”、“等于”或“大于”）重力势能的增加量（g=10N/kg）。破冰而出，相对于奥运五环，冰是 （“运动”、“静止”）。
【答案】 39 等于 运动
【详解】[1]奥运五环重力为
G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N
拉力对奥运五环所做的功是
W＝Gh＝3×104N×13m＝3.9×105J
根据得，拉力对五环做功时间为
[2]奥运五环上升过程中质量不变，速度不变，故动能不变，高度增加，故重力势能增加，动能和势能统称机械能，因此机械能的增加量等于重力势能的增加量。
[3]破冰而出，相对于奥运五环，冰的位置发生变化，故冰是运动的。
三、实验题
24．（2023·江苏常州·二模）某兴趣小组提出利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来做探究“影响重力势能大小的因素”的实验。请你帮助完成如下实验方案：
（1）实验中通过观察 的大小，来判断小球重力势能的大小；
（2）实验中为了要探究重力势能大小与物体质量大小的关系，要选用上述图 （甲/乙），具体的操作方法是让小球从 （相同/不同）的高度由静止滚下；
（3）要探究重力势能大小与物体高度的关系要选用上述图 （甲/乙），具体的操作方法是让小球从 （相同/不同）的高度由静止滚下；
（4）通过比较分析可以得出完整的结论 。
【答案】 木块被推出的距离 乙 相同 甲 不同 重力势能的大小与物体的质量和高度有关
【详解】（1）[1]物体的重力势能越大，到达平面时，转化成的动能越大，把木块推得越远，所以可通过观察木块被推出的距离的大小，来判断小球重力势能的大小，这里用到了转化法的思想。
（2）[2][3]探究重力势能与物体的质量的关系，应控制球所处的高度相等，球的质量不同，所以应选乙图，让质量不同的小球从同一高度滚下，比较木块被推出的距离。
（3）[4][5]为了探究重力势能与物体的高度的关系，应控制小球的质量相同，开始下滑时的高度不同，所以应选甲图，让同一小球从不同高度滚下，比较木块被推出的距离。
（4）[6]分析甲图可得：当质量相同时，高度越大，物体的重力势能越大；分析乙图可得：当高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大；故综合分析可得：物体的质量越大，高度越大，重力势能越大。
25．（2023·江苏常州·模拟预测）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为mA＝mB＜mC，三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同；
（1）让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （选填“重物”“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（2）比较 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是：在 一定时，物体的高度越 ，重力势能越大；
（3）结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们 （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与其质量有关的结论。
【答案】 重物 转换法 A、B 质量 高 能
【详解】（1）[1][2]让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，运用了转换法；
（2）[3][4][5]由图可知：A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大；
（3）[6]若B和C的质量相同，B的高度大于C的高度，则由（2）中结论可知，B的重力势能大于C的重力势能，而此时木桩陷入沙中的深度相同，重力势能是相同的，B与C的质量不同，则说明重力势能还与质量有关。所以能得出结论。
26．（2023·江苏苏州·二模）李明准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙。物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长，同时与物体脱离，物体运动到D点停止。请补充完成他的探究过程：
（1） 为探究弹性势能的大小与弹簧长度变化量的关系，过程如下：对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点。测量 之间的距离和 之间的距离，并改变 之间的距离，测多组数据，分析数据得到结论。
（2） 对原长相同、只有 不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点。分别测量 之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关。
（3）小明在此探究实验中主要运用了 和 两种探究方法。
【答案】 BC AD BC 粗细 AD 转换法 控制变量法。
【详解】（1）[1][2][3]本实验探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，所以必须测出弹簧长度变化量，即BC间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出AD间的距离。为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即BC间的距离，多测几组数据。
（2）[4][5]本实验探究弹性势能与弹簧粗细是否有关，必须控制弹簧长度相同，改变弹簧的粗细，测量物体在粗糙表面上运动的距离（AD间的距离），并进行比较得出结论。
（3）[6][7]通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
27．（2023·江苏南通·一模）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。
（1）该实验中所探究物体的动能是指 的动能；（选填“钢球”或“木块”）
（2）由1甲、乙两图可知，当物体质量相同时， 越大，动能越大；
（3）如1甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，可得出结论： ；
（4）小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图2甲所示的A处自由释放，小车在水平面上运动一段距离s0后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。
请回答下列问题：
（a）探究货车超速的危害：如图2乙所示，木块置于B处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，这表明货车超速 （选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验可用木块运动的 反映追尾的危害程度；
（b）探究货车超载的危害：如图2丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，逐次增加砝码个数重复实验，仍从A处释放小车。观察木块运动的距离s，请你评价本次实验能否探究超载的危害 ；理由： 。
【答案】 钢球 速度 当物体速度相同时，质量越大，动能越大 会 距离 不能 甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害
【详解】（1）[1]该实验中所探究物体的动能是指钢球的动能，通过钢球推动木块移动的距离来判断钢球动能的大小。
（2）[2]如图1甲、乙两图所示，钢球的质量相同，在斜面滑下时的高度不同，甲图钢球滑到斜面底端的速度大，木块移动的距离大，钢球的动能大，故可以得出：当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）[3]如图1甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的同一高度由静止滚下，两球滑到斜面底端的速度相同，由图知，丙球的质量大，木块移动的距离大，故可以得出：当物体速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）（a）[4][5]小车撞击木块并与木块共同运动一段距离，是小车“追尾”木块的结果，因此这表明货车超速会产生追尾的危害，追尾的危害程度越大，木块被推动移动的距离越远，因此本实验可用木块运动的距离反映追尾的危害程度。
（b）[6][7]由图2的甲、丙两图知，丙图小车的质量大，甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害。
28．（2023·江苏南通·一模）水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想：
猜想1：与小球离开桌面时的速度有关；
猜想2：与小球的质量有关；
猜想3：与小球离地面的高度有关；
（1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的 能转化为小球的 能；
（2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的；
（3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系；你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： ；
（4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为30cm。
【答案】 弹性势 动 正确 没有控制小球的速度相同 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下 180
【详解】（1）[1][2]小球将弹簧压缩到C，释放前弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，释放后，小球在弹簧推力的作用下向前滚动，小球具有动能，所以此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
（2）[3]要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1正确。
（3）[4]要探究猜想2，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，故不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。
[5]为了保证不同质量小球的初速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。
（4）[6]根据表格数据知离地高度H由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm增大到10cm，变成原来的2倍，依此类推离地高度H由5cm增大到45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm增大到15cm，变成原来的3倍，离地高度H由5cm增大到80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，所以当小球水平飞行的距离s为30cm时，是原来5cm的6倍，离地高度H变成原来的62=36倍，即小球离地面的高度
H=36×5cm=180cm
29．（2023·江苏扬州·模拟预测）探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置如图所示，
（1）让小车从斜面上滑下后沿水平面运动是为了使小车在竖直方向受到的 力和 力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的阻力作用；实验时，每次必须使小车从斜面的同一高度由静止滑下，这样做的目的是保证小车到达水平面开始端的 相同；
（2）下表是一组同学记录的实验数据，分析表中内容可知：水平面越光滑，小车受到的阻力越 ，小车前进的距离就越远；
（3）若小车从光滑斜面运动到水平面上直至静止的过程中，克服阻力做功为25J，若要使它回到斜面原位，则需对小车做 J的功。
【答案】 重 支持 速度 小 50
【详解】（1）[1][2]小车在水平面上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，它们是一对平衡力，合力为零，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力的用。
[3]每次让小车从同一个斜面的同一高度位置由静止开始滑下，是为了使小车滑到斜面底端时具有相同的速度。
（2）[4]由图示实验可知，小车在不同表面滑行的不同，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小的越慢，运动的越远。
（3）[5]实验中，小车的质量始终不变，下滑时重力势能全部转化为动能，小车在水平面运动时，克服阻力做功为25J，说明开始重力势能是25J，滑到底端的动能为25J，故原路返回到原位置时，需要克服摩擦力做25J的功，还得克服重力做25J的功，即总功为25J+25J=50J。
四、计算题
30．（2023·江苏泰州·三模）如图是我国自主研发的战略运输机“运20”。该飞机有14个轮子，满载静止在水平跑道上时轮子与地面的总接触面积约为；在某次执行飞行任务时，满载着物资从成都飞抵武汉，已知起飞质量200t，飞行高度800m，飞行距离1080km，飞行时间。g取，求：
（1）飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力F和压强p；
（2）飞机飞行过程中的平均速度v；
（3）飞机升空过程克服重力做的功W。
【答案】（1），；（2）；（3）
【详解】解：（1）飞机满载时的重力
飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力
飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压强
（2）飞机飞行过程中的平均速度
（3）飞机升空过程克服重力做的功
答：（1）飞机满载静止在水平跑道上时对地面的压力为，压强为；
（2）飞机飞行过程中的平均速度为；
（3）飞机升空过程克服重力做的功为。
31．（2023·江苏南通·二模）我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”如图所示，该飞机蓄满水后总质量为53.5t。在水面滑行测试中，飞机在水平面上60s内沿直线匀速滑行了600m，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；
（2）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。
【答案】（1）53.5m3；（2）2.5×105N
【详解】解：（1）因为飞机蓄满水后静止在水面上，处于漂浮状态，所以飞机受到的浮力为
F浮＝G＝mg＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N
由可得排开水的体积为
（2）飞机的速度为
根据得飞机所受的牵引力为
答：（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积为53.5m3；
（2）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力为2.5×105N。
32．（2023·江苏盐城·三模）小张一家人驾驶汽车（如图）外出游玩，已知汽车（包括车上的人和物品）的总重力为4×104N，四个车轮与地面的接触面积共为0.04m2。在平直公路上匀速行驶60km，用时0.6h。若该车行驶过程中受到的阻力是汽车（包括车上的人和物品）总重力的0.05倍。求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）汽车停在路面上时对地面的压强；
（3）该过程中汽车牵引力做的功。
【答案】（1）100km/h；（2）1×106Pa；（3）1.2×108J
【详解】解：（1）该汽车行驶的速度为
（2）该汽车停在水平地面上时，对地面的压力为
F＝G＝4×104N
对地面的压强为
（3）汽车匀速直线行驶，则受到的牵引力与阻力为一对平衡力，大小相等，牵引力为
F牵＝f＝0.05G＝0.05×4×104N＝2000N
此过程中汽车牵引力做的功为
W＝F牵s＝2000N×60×1000m＝1.2×108J
答：（1）该汽车行驶的速度为100km/h；
（2）汽车停在路面上时对地面的压强为 1×106Pa；
（3）该过程中汽车牵引力做的功为1.2×108J。
33．（2023·江苏镇江·二模）甲醇燃料电池汽车是利用甲醇和氧发生化学反应产生电能供给电动机从而驱动汽车行驶的。在某次测试中该类型汽车甲沿平直公路以90km/h的速度匀速行驶1h，此过程中消耗甲醇10kg，所产生的电能E甲的90%用来维持汽车匀速行驶。已知汽车匀速行驶时所受阻力为1000N，加注1kg甲醇需2.5元。求：
（1）在测试过程中该汽车行驶的路程s；
（2）在测试过程中由化学反应所产生的电能E电；
（3）另一辆纯电汽车乙也参与测试，在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶，所受阻力与甲车相同，此过程中电池释放电能的90%用于汽车匀速行驶。已知某充电站充电单价为1元/kW·h，且充电效率为80%，则在与甲车花费相同燃料费用的情况下，甲、乙两车谁行驶的距离远。
【答案】（1）90000m；（2）1×108J；（3）在与甲车花费相同燃料费用的情况下，甲车行驶的距离远
【详解】解：（1）由得，甲行驶的距离
（2）汽车匀速行驶时处于平衡状态，牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力
该过程中汽车做的有用功
在测试过程中由化学反应所产生的电能
（3）甲车消耗10kg甲醇的费用为
此费用能买到的电能
输送到乙的电能
乙用来做有用功的能量
乙的牵引力
乙行驶的距离
故甲行驶的距离远。
答：（1）在测试过程中该汽车行驶的路程s为90000m；
（2）在测试过程中由化学反应所产生的电能E电为1×108J；
（3）在与甲车花费相同燃料费用的情况下，甲车行驶的距离远。
34．（2023·江苏常州·模拟预测）现在常州很多公交车都升级换代成了新能源公交车，某新能源公交车空车质量为，轮胎接触地面总面积为，发动机额定功率为，配备能装入氢气的氢气瓶和容量为的动力电池。氢燃料用完后可切换到纯电模式继续运行。（已知取，）
（1）某次运行，车上共有人，总质量，求此时公交车对地面的压强是多少？
（2）如果电池充满电并且氢气瓶装满氢气，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是多少？（发动机的综合效率为，行驶时阻力为）
（3）部分新能源公交车还装有动能回收系统，可以将刹车过程中减少的动能的转化成电能，这部分电能除了供车内总功率为的用电器工作之外，其余电能全部储存到蓄电池中，假设某次刹车前车辆动能为，刹停后蓄电池中电能增加了，问刹车过程花了多少时间？
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）公交车的总重力为
公交车对地面的压力为
此时公交车对地面的压强为
（2）氢气完全燃烧放出的热量为
新能源汽车的总能量为
由可知，发动机所做的有用功为
汽车匀速行驶时，牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，牵引力，由可知，在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离为
（3）汽车刹车时转化的电能为
用电器消耗的电能为
所以用电器工作的时间为
即刹车过程花的时间为。
答：（1）此时公交车对地面的压强是；
（2）在额定功率下新能源汽车可以匀速直线运动的最远距离是；
（3）刹车过程花的时间为。
35．（2023·江苏镇江·一模）如图1是正在充电的某款智能电动汽车，衡量电池性能的一个重要参数是能量密度，电池能量密度指的是电池平均单位质量所释放出的电能。许多新能源车都有动能回收装置，储能效率是指汽车关闭发动机同时开启储能装置，通过发电机将减少的动能转化为电能的效率。电池输出的电能有80%用于维持车辆行驶，并在剩余10%时启动系统低电量保护，而无法行驶。该款电动汽车的部分参数如下表：
若某次小张驾驶该车在高速公里行驶，时刻仪表盘显示：输出P＝10kW，速度v＝100km/h，剩余电量60%。
（1）该款智能电动汽车配备的电池质量是多少？
（2）该车在该路段行驶时的阻力为多少？
（3）若此地距目的地还有250km，前方距此50km左右有1个可以充电的服务区，小张是否需要在前方服务区充电？
（4）如果先让汽车以一定速度匀速直线行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与匀速运动时的动能Ek，作出Ek﹣s图像（如图2），若此过程中汽车受到的阻力为车重（人的重力忽略不计）的0.02，试计算在开启发电机的测试中，电池中最多可增加的能量。
【答案】（1）400kg；（2）360N；（3）要充电；（4）7200J
【详解】解：（1）由表中数据可知，电池的能量密度为0.15（kW•h）/kg，电池容量是60kW•h，因此电池的质量
（2）由输出P＝10kW，速度v＝100km/h，由
得，轿车运动过程中受到的阻力为
（3）已知剩余60%电量，当剩余10%电量时系统启动低电量保护，而无法行驶，故能让汽车行驶的电量为50%；维持车辆行驶的电能为输出电能的80%，则实际行驶可使用的电量为
50%×80%×60kW•h＝24kW•h
则消耗此电能行驶的距离
故需要充电。
（4）阻力为车重的0.02倍，则
f＝0.02G＝0.02mg＝0.02×1500kg×10N/kg＝300N
不开启发电机行驶的距离s＝100m，开启发电机行驶的距离为s′＝60m，故
fs＝W电+fs′
则转化的电能
W电＝f（s﹣s′）＝300N×（100m﹣60m）＝12000J
增加的电能为60%×12000J＝7200J。
（建议用时：20分钟）
一、单选题
1．（2023·江苏连云港·中考真题）下列有关功的说法正确的是（ ）
A．用力推车没有推动，人对车也做了功
B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
【答案】B
【详解】A．用力推车没有推动，只有力没有移动距离，人对车没有做了功，故A错误；
B．足球在水平地面上滚动时，重力的方向竖直向下，足球没有重力的方向上通过一定的距离，重力没有对足球做功，故B正确；
C．运动员举起杠铃在空中静止不动，运动员对杠铃有力的作用，但杠铃没有在力的方向上通过一定的距离，运动员没有对杠铃做功，故C错误；
D．学生背着书包在水平路面上行走，背书包的力的方向是向上，书包没有在力的方向上移动距离，所以学生对书包没有做功，故D错误。
故选B。
2．（2023·江苏连云港·中考真题）下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越快的机械，机械效率越高
C．所做有用功越多的机械，机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
【答案】D
【详解】A．机械效率是指有用功与总功的比值，与省力情况无关，故A错误；
B．功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的比值，两者没有必然的联系，故B错误；
C．机械效率是指有用功与总功的比值，所做有用功越多，总功未知，机械效率不一定越高，故C错误；
D．机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高，故D正确。
故选D。
3．（2023·江苏无锡·中考真题）在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．皮球下落过程中动能转化为重力势能
B．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C．形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D．形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
【答案】B
【详解】A．球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误；
B．当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故B正确；
CD．球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，故形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大，即从更高处下落的，故CD错误。
故选B。
4．（2023·江苏南通·中考真题）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．（2023·江苏苏州·中考真题）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是（ ）
A．这是一台“永动机”
B．水在输送过程中重力势能不变
C．转轮转速越快输水做功功率越大
D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
【答案】C
【详解】A．“高转筒车”转动时，需要水能提供动力，如果没有水能，它将不能转动，因此不是“永动机”，根据能量守恒定律可知，世界上不存在“永动机”，故A错误；
B．水从河里被输送到上方的田里，高度增加了，因此水的重力势能变大，故B错误；
C．转轮转速越快，相同时间内对水做的功越多，根据公式可知，功率越大，故C正确；
D．上、下两个转轮的轴都是固定不动的，因此都可看做定滑轮，故D错误。
故选C。
6．（2023·江苏泰州·中考真题）同学们在垫排球时，当排球离开手腕后，下列分析正确的是（ ）
A．排球能继续向上运动是由于受到惯性的作用
B．排球向上运动的过程中，受到重力和手腕对排球托力的作用
C．排球离开手腕后，手对排球不做功
D．假如正在上升的排球所受的力全部消失，它将保持静止
【答案】C
【详解】A．排球离开手后还能继续向上运动是由于排球具有惯性，而不能说受到惯性的作用，故A错误；
B．排球离开手以后，不再受到手的作用力；排球向上运动的过程中，受重力和空气阻力的作用，故B错误；
C．排球在上升过程中，手不再给排球施加力，手对排球不做功，故C正确；
D．排球向上运动过程中，若一切外力都消失，它将保持原来速度做匀速直线运动，故D错误。
故选C。
7．（2023·江苏泰州·中考真题）如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（ ）
A．重力势能减小，机械能减小B．动能不变，机械能不变
C．重力势能减小，动能增大D．重力势能不变，机械能减小
【答案】A
【详解】小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能减小；机械能是动能与势能的总和，且下滑过程中克服阻力做功，机械能减小。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．（2023·江苏镇江·中考真题）即将建成的镇江仑山湖抽水蓄能电站，在用电低谷时利用多余的电能，将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”；在用电高峰时释放山上的水来发电。该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的（ ）
A．重力势能B．内能C．动能D．化学能
【答案】A
【详解】蓄能时，水被抽到山上水库中，水的高度增大，重力势能增大，所以电能转化为水的重力势能。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9．（2023·江苏镇江·中考真题）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（ ）
A．①中小华对这筐玉米做了功B．②中小华对这筐玉米做了功
C．③中他们对这筐玉米做了功D．④中他们对手推车没有做功
【答案】C
【详解】做功的两个必要因素：有力且物体在这个力的方向上移动了一段距离。
A．①中她用力搬一筐玉米，未能搬起，有力但是物体没有移动距离，未做功，故A不符合题意；
B．②中她又用力推筐，仍未推动，有力但是物体没有移动距离，未做功，故B不符合题意；
C．③中在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上，有力，且这筐玉米在托举力的方向上移动了距离，他们对这筐玉米做了功，故C符合题意；
D．④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，手推车在推力的作用下移动了距离，他们对手推车做了功，故D不符合题意。
故选C。
10．（2023·江苏盐城·中考真题）小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（ ）
A．动能转化为弹性势能B．弹性势能转化为动能
C．重力势能转化为弹性势能D．弹性势能转化为重力势能
【答案】A
【详解】“魔罐”被推出后向前滚动的过程中，速度变小，同时魔罐内的金属块随魔盒一起转动，把橡皮筋拧紧，动能转化为橡皮筋弹性势能；魔罐开始向回滚动，橡皮筋弹性势能转化为动能；“魔罐”滚动的过程中，“魔罐”的质量不变，高度不变，重力势能不变，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11．（2023·江苏淮安·中考真题）如图所示，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，使两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，撞击静置于水平面上的木块。下列说法正确的是（ ）
A．图中两辆小车的重力势能大小相等
B．两种情况下，木块在水平面上移动的距离相等
C．木块被撞击后由静止变为运动，惯性增大
D．如果水平面光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动
【答案】D
【详解】A．图中两辆小车的质量相等，高度不等，则重力势能大小不等，故A错误；
B．两种情况下，小车初始重力势能不同，小车到达水平面的动能不同，小车推动木块移动的距离不同，故B错误；
C．木块被撞击后由静止变为运动，惯性与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故C错误；
D．如果水平面光滑，木块不受摩擦力，被撞击后，木块受到的合力为0，将做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
二、填空题
12．（2023·江苏扬州·中考真题）请补全下面知识结构图。
【答案】（1）转移；（2）做功；（3）弹性势能
【详解】（1）热传递的实质是能量的转移。
（2）内能和机械能可以通过做功相互转化。
（3）动能和势能可以相互转化，势能包括重力势能和弹性势能，动能和弹性势能可以相互转化。
13．（2023·江苏常州·中考真题）目前在轨的有中国空间站和国际空间站。中国空间站的轨道高度是：远地点，近地点，如图所示，从远地点到近地点的过程中，其运动速度越来越大，动能逐渐 ，重力势能逐渐 。国际空间站内的噪声为，中国空间站内的噪声为，空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，说明中国空间站内设备振动的 较小、对站内宇航员的影响较小，噪声能传入站内宇航员耳朵的原因是： 。
【答案】 增大 减小 幅度 见解析
【详解】[1][2]由远地点到近地点的过程中，空间站的质量不变，高度逐渐变小，重力势能逐渐减小，速度逐渐变快，动能逐渐增大。
[3][4]空间站内的噪声主要由设备工作时振动产生，中国空间站内的噪声响度较小，说明中国空间站内设备振动的幅度较小，对站内宇航员的影响较小；空间站内有空气，而声音能在空气中进行传播，因此噪声能传入站内宇航员耳朵。
三、计算题
14．（2023·江苏苏州·中考真题）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求：
（1）箱子对水平地面的压强；
（2）上移过程中拉力做功的功率；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。
【答案】（1）；（2）35W；（3）200J
【详解】（1）箱子对水平地面的压强
（2）拉力做功
拉力做功功率
（3）所做的有用功
克服摩擦力做功
答：（1）箱子对水平地面的压强为2.5×103Pa；
（2）上移过程中拉力做功的功率为35W；
（3）箱子克服木板摩擦力所做的功为200J。
15．（2023·江苏南通·中考真题）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求：
（1）小明所受重力的大小；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功；
（3）30s内克服重力做功的功率。
【答案】（1）600N；（2）300J；（3）100W
【详解】解：（1）小明所受的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为
W=Gh=600N×0.5m=300J
（3）30s内克服重力做的功为
W总=10W=10×300J=3000J
30s内克服重力做功的功率为
答：（1）小明所受重力为600N；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J；
（3）30s内克服重力做功的功率为100W。
16．（2023·江苏苏州·中考真题）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发（水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？
【答案】（1）4.2×103J；（2）28%
【详解】解：（1）由Q=cmΔt可得，该过程水吸收的热量为
（2）由W=Pt可得，照射到水面上的太阳能为
故水获取太阳能的效率为
答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。
17．（2023·江苏无锡·中考真题）2023年5月13日，“恩平20—4钻采平台”的安装，创造了我国海上油气平台浮托安装重量的新纪录，浮托安装类似于运动员挺举过程，巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示，涨潮时，工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口，落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。工程船满载时的排水量为，所安装的平台组块质量为。（g取）
（1）工程船满载航行在海面上时，受到的浮力为多大？
（2）平台组块所受重力大小为多少？
（3）若涨潮前，插尖低于接口，涨潮时，工程船和平台组块缓慢向上浮起，使得插尖比接口高。则在此过程中，工程船对平台组块竖直向上做功为多少？
【答案】（1）5.35×108N；（2）1.55×108N；（3）3.1×108J
【详解】解：（1）工程船满载时的排水量为，航行在海面上时，处于漂浮状态，由沉浮条件可知，受到的浮力等于重力
（2）平台组块质量为，则平台组块所受重力
（3）若涨潮前，插尖低于接口，涨潮时，插尖比接口高，则工程船对平台组块竖直向上做功为克服平台组块重力做功
答：（1）工程船满载航行在海面上时，受到的浮力为5.35×108N；
（2）平台组块所受重力大小为1.55×108N；
（3）工程船对平台组块竖直向上做功为3.1×108J。
18．（2023·江苏泰州·中考真题）新能源电动汽车具有节能、环保的特点。如图所示，一辆电动汽车停放在水平地面上，满载时整车质量为1.5t，轮胎与地面的总接触面积为600cm2。在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，电动汽车受到的阻力为2500N，求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）汽车发动机的功率；
（3）汽车静止时对水平地面的压强。（g取10N/kg）
【答案】（1）20m/s；（2）50kW；（3）
【详解】解：（1）在某段平直路面上，该车满载时90s内匀速行驶了1.8km，则汽车行驶的速度
（2）由题意知，汽车在做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，即
根据
可得汽车发动机的功率
（3）汽车静止时对水平地面的压力
则汽车静止时对水平地面的压强
答：（1）汽车行驶的速度是20m/s；
（2）汽车发动机的功率是50kW；
（3）汽车静止时对水平地面的压强是。
19．（2023·江苏镇江·中考真题）某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车，其设计方案中有如表一段描述：
（1）当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时（g取10N/kg），求：
①该车0.5h内行驶的路程；
②维持该车行驶所需的机械功率；
（2）小强查找到如下数据：在晴好的夏天，当太阳光垂直照射时，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
【答案】（1）①2.7×104m；②900W；（2）不合理
【详解】解：（1）①车的最高时速54km/h，则该车0.5h内行驶的路程为
s=vt=54km/h×0.5h=27km=2.7×104m
②车受到的重力为
G=mg=300kg×10N/kg=3000N
该车在平直公路上匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力
F=f=0.02G=0.02×3000N=60N
车的速度
54km/h=15m/s
车行驶所需的机械功率为
（2）车实际获得的机械功率
P机=700W/m2×6.5m2×20%×90%=819W
因为
819W<900W
所以方案不合理；
答：（1）①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m；
②维持该车行驶所需的机械功率为900W；
（2）设计方案不合理。
四、综合题
20．（2023·江苏扬州·中考真题）同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。
（1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，如图所示，请画出杠杆模型的阻力臂L ；
（2）先将头向前抬起，可以减小 力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 ；
（3）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 的大小。
【答案】 阻 变小 功率
【详解】（1）[1]人受到的重力为阻力，从支点O向阻力作用线做垂线，该垂线段就是阻力臂L，如图所示：
（2）[2]将头向前抬起，身体重心更靠近支点，可以减小阻力臂；
[3]在平躺至坐起的过程中，人体重心与支点的水平距离减小，即阻力臂减小，而动力臂长度不变，根据杠杆的平衡条件可知，运动员肌肉所施加的动力会变小。
（3）[4]在仰卧起坐过程中，要克服身体的重力做功，改变仰卧起坐的快慢，可以改变做功的快慢，也就是改变功率的大小。
21．（2023·江苏扬州·中考真题）“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。
（1）如图1所示是古代农人打麦的场景，把打麦工具高高举起，它的重力势能变 ；
（2）现在很多地方都用联合收割机收䃔麦子，某收割机的参数如下：
①满油时收割机对水平地面的压强是 Pa；（g取10N/kg）
②如图2所示，收割过程中收割机相对于同行的装载机是 （选填“运动”或“静止”）的；收割机功率保持60kW不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了 。收割一块地的麦子，耗时0.5h，该收割机做功 J，在此过程中消耗柴油 kg；（约为）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，它受很多因素的影响。某次收割时作业速度与喂入量之间的关系如图3所示，当作业速度为4km/h时，喂入量是 kg/s，出现这一结果，你认为作物的 会对喂入量产生影响。
【答案】 大 8000 静止 增大牵引力 1.08×108 6.75 2.4 籽粒含水率
【详解】（1）[1]物体的重力势能与高度和质量有关，在质量一定时，高度越高，重力势能越大，因此把打麦工具高高举起，它的重力势能变大。
（2）①[2]满油时整机的重力为
在水平面上，收割机对水平地面的压力等于其重力，即
根据可得，满油时收割机对水平地面的压强是
②[3]由于装载机与收割机同行，则它们速度相同，因此在收割过程中，以装载机为参照物，收割机与装载机之间的位置没有发生变化，因此收割机是静止的。
[4]根据
可知，当功率一定时，减小速度可以增大牵引力。
[5]根据W=Pt可得，耗时0.5h，该收割机做的功为
[6]由于发动机的效率为40%，则柴油完全燃烧放出的热量为
故消耗柴油的质量为
（3）[7]由图3可知，当作业速度为4km/h时，喂入量是2.4kg/s。
[8]由图3可知，在喂入量不超过3.6kg/s内，作业速度随喂入量变化而变化，且成正比关系，当作业速度一定时，作物的品种、籽粒含水率等会对喂入量产生影响。
序
号
质量
m/g
速度
v/cm·s-1
离地高
度H/cm
水平飞行
距离s/cm
1
10
5
5
5
2
10
5
20
10
3
10
5
45
15
4
10
5
80
20
接触面
毛巾
棉布
木板
阻力的大小
大
较大
较小
小车移动的距离s/cm
11.3
20.6
26.8
整车质量
1500kg
储能效率
60%
电池容量
60kW•h
电池能量密度
0.15kW•h/kg
◆整车质量为300kg，最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。
◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池直接给电机供电，电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
割幅（m）
2.2/2.5
履带接地总面积（m2）
3.6
喂入量（kg/s）
3/4/4.5
功率（kW）
60
发动机效率
40%
油箱容积（L）
72
满油时整机质量（kg）
2880
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