2023届中考物理解答题专练：功和机械能
（共13题）
图所示是一幅撑杆跳高的图片，关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。
(1) 问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？
回答： 。
(2) 请从机械能角度提出一个问题并回答。
问题： ？回答： 。
请分析以下两个有关能量的问题。
(1) “强弩之末势不能穿鲁缟者也”，强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的 有关。
(2) 旋转如图可乐罐中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了 能。
学校科技节上小明表演了一个《吸管穿土豆》的魔术：一根直径 、长约 的塑料吸管，一个直径 的生土豆。操作步骤如图。
请用物理知识分析下列问题：
(1) 将塑料吸管按图甲剪成斜口比平口更 ，依据是： 。
(2) 刺向土豆的速度要快，主要是增加对土豆的冲出力和增加吸管的 （选填“重力势能”、“动能”或“内能”）。吸管内部体积随吸管的刺入，空气无法排出遭到强烈压缩，吸管内气体压强 ，从而使吸管的硬度瞬间超过了土豆，真正的以柔克刚。
基础问答、作图和计算
(1) 射箭运动员用力拉满号，从能量转化的角度分析，这是为了让弓具有更大的 ，可以更多地转化为箭的 ，将箭射得更远。
(2) 如图，物体 、 在力 作用下，以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动，请画出物体 在水平方向上的受力示意图。
(3) 我国“蛟龙号”载人潜水器下潜至 深的海水中，若海水的密度取 ，潜水器受到水的压强大小约是 。
说明下列物体具有哪种形式的机械能：
(1) 悬挂在天花板下静止的灯泡只具有 能。
(2) “神舟五号”飞船升空过程中具有 能和 能。
(3) 在水平地面上行驶的汽车只具有 能。
(4) 在高架桥上急速行驶的火车具有 能和 能。
如图为我国研制的大型客机 ，请回答下列问题：
(1) 飞机的机体主结构上大量使用了铝锂合金和钛合金材料，合金属于 （选填“单质”“化合物”或“混合物”）。已知锂 氯化银电池的化学反应为：，该反应中化合价升高的元素是 。
(2) 飞机在海拔 米高空处匀速水平试飞，若油耗为 吨每百公里，在飞行过程中它的动能如何变化？ （选填“增加”“减小”或“不变”）。
(3) 下表是飞机的部分技术参数。
飞机以巡航速度飞行 的过程中，发动机做了 焦的功。
(4) 飞机在高空飞行时客舱内需要增压，以保证乘客的正常呼吸，人体的呼吸作用属于 （选填“同化作用”或“异化作用”）。
如图，用甲、乙两种方法匀速提升重为 的物体，滑轮自重 ，物体在竖直向上方向上都移动了 的距离，不计绳重和摩擦。则（均填“”“”或“”）。
(1) 甲、乙两种方法中拉力大小关系为 。
(2) 甲、乙两种方法提升重物过程中，拉力所做的功大小关系为 。
九年级的同学即将面临体育中考。下面是体重为 千克的小徐在备考中的一些场景。
(1) 小徐跳绳跳起高度约为 厘米（人整体上升，如留甲所示)，一分钟 次，一分钟内他跳绳的功率约为 。
(2) 乙图是立定跳远的分解图。小徐在离开地面上升过程中（不计空气阻力）的能量转化为 。
(3) 在练习实心球时，小徐投出的实心球在空中画了一条优美的弧线，如图丙。这个过程中，其中小徐对实心球有做功的是 。
A.用力将实心球抛出
B.实心球在空中飞行
C.实心球掉到地上
D.实心球在地上滚动
如图所示，当牛顿看到苹果从树上掉落下来的现象后，经过思考得出下落原因是苹果受到了地球的吸引力作用且力的方向指向地球。小龙和小红同学就苹果从树上掉落下来的现象进行了讨论和交流，一致认为苹果的高度下降了且苹果的速度越来越大。请你根据所学的物理知识，对苹果的高度和速度的变化分别做出合理的解释：
(1) 苹果高度下降的原因是 ；
(2) 苹果速度越来越大的原因是 。
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置，如图甲。安全带结构一般由软带、弹簧装置等部分组成。汽车正常行驶时，弹簧装置中的卷收器借助弹簧，如图乙，使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时，安全带能在人尚未移动时拉紧软带，将乘员紧紧地绑在座椅上，待冲击力峰值过去时，适当放松安全带，避免因拉力过大造成二次伤害，同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴，使软带固定在某一个位置上，有效保护乘员的安全。
(1) 汽车安全带是为了防止人由于 带来伤害。
(2) 下列说法正确的是 。
A．汽车突然拐弯时，安全带能自由伸缩
B．用手快速拉安全带，安全带不能被拉动
C．为了安全，安全带要尽可能系得松一些
D．汽车突然启动时，安全带能对人起到保护作用
(3) 将安全带拉伸，卷收器弹簧的弹性势能将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
(4) 发生碰撞时，安全带对人的拉力随时间变化的图象是图丙中的 。
如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为 的物体从左侧圆弧槽 点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽 点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽 点处。其中 、 两点距离水平面的高度分别为 、 （忽略空气阻力）
(1) 物体从 点滑到水平面时，重力所做的功为 。
(2) 物体从 点滑到 点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为 ，则物体到达 点时温度升高了 。（物体比热容用 表示）
(3) 点距离水平面的高度为 。
两个完全相同的物体 、 ，重均为 牛。
(1) 在 牛的水平推力作用下两者同时以 米/秒的速度作匀速直线运动，如图甲，当物体通过的距离为 米时，推力所做的功为 焦。
(2) 若物体 、 在 牛的推力作用下以 米/秒的速度在另一水平面上作匀速直线运动，如图乙，则此时 对 的推力为 牛。
电动平衡车，又叫体感车，其工作原理是系统以姿态传感器（陀螺仪、加速度计）来监测车身的俯仰状态变化率，通过高速微控制器计算出适当数据和指令后，电动机驱动车前进或后退，同时保持车体平衡，因此，驾驶人只要改变自己身体的角度，往前或后倾，电动平衡车就会根据倾斜的方向前进或后退，而速度则与驾驶人身体倾斜的程度成正比。为避免失控，倾斜角度最大为 度。下表是一种电动平衡车的部分参数：
(1) 电动平衡车启动后会将电能主要转化为 能。
(2) 当驾驶人向前倾斜角度增加时，电动平衡将 。
A、加速 B、减速 C、停止 D、功率减小
(3) 驾驶人向前倾斜角度为 度时，电动平衡车的速度为 。
(4) 电动平衡车充满电后，沿平直公路以最高车速正常匀速行驶时，根据表格中的参数可以算出电动平衡车所受的阻力为 。
答案
一、综合应用题（共13题）
1. 【答案】
(1) 力可以使物体发生形变
(2) 运动员从最低点到最高点动能和重力势能如何转化；动能转化为重力势能
【解析】
(1) 由图可知，竿变弯，说明力可以使物体发生形变。
2. 【答案】
(1) 速度
(2) 弹性势
3. 【答案】
(1) 容易穿过土豆；在压力一定时，受力面积越小压强越大
(2) 动能；变大
【解析】
(1) 将塑料吸管按图甲剪成斜口比平口时受力面积减小，根据 可知，在压力一定时，压强变大，所以更容易穿过土豆。
(2) 动能的大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大，故刺向土豆的速度要快，主要是增加对土豆的冲出力和增加吸管的动能。
一定质量的气体，体积越小压强越大，所以吸管内部体积随吸管的刺入，空气无法排出遭到强烈压缩而变小，吸管内气体压强变大，从而使吸管的硬度瞬间超过了土豆。
4. 【答案】
(1) 弹性势能；动能
(2)
(3)
【解析】
(1) 物体弹性形变越大，弹性势能越大，所以射箭运动员用力拉满号，是为了让弓具有更大的弹性势能，可以更多地转化为箭的动能，将箭射得更远。
(2) 物体 、 在力 作用下，以相同的速度在水平面上向右做匀速直线运动，所以小车 在水平方向上受到物体 对它向右的摩擦力和地面对它向左的摩擦力，因为小车做匀速直线运动，所以这两个摩擦力大小相等。
(3) 海水对潜水器产生的压强为：。
5. 【答案】
(1) 重力势
(2) 动；重力势
(3) 动
(4) 动；重力势
6. 【答案】
(1) 混合物；
(2) 减小
(3)
(4) 异化作用
【解析】
(1) 铝锂合金和钛合金材料只是将不同金属机械混合，金属之间并未发生化学反应，所以合金属于混合物。锂 氯化银电池的化学反应为：，这个反应过程中， 从 价变为 价，化合价升高， 从 价变为 价，化合价降低。
(2) 在飞行过程中， 飞机为匀速飞行，速度保持不变，质量减小，所以在飞行过程中它的动能减小。
(3) 飞机以巡航速度飞行 的过程中，发动机做功
。
(4) 异化作用指机体将来自环境或细胞自己储存的有机营养物质分子，通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物的过程，所以人体的呼吸作用属于异化作用。
7. 【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1) ；
；
故 。
(2) ，
，
故 ，。
8. 【答案】
(1)
(2) 动能 重力势能
(3) A
【解析】
(1) 。
(3) 投实心球的过程中，小华对实心球有做功的是用力将实心球抛出的过程。
故选A。
9. 【答案】
(1) 苹果受到重力作用，运动状态改变，且向下运动
(2) 苹果的重力势能转化为动能，且随着高度的下降动能越来越大或苹果受到重力作用，且作用效果越来越明显
10. 【答案】
(1) 惯性
(2) B
(3) 变大
(4) B
【解析】
(1) 汽车安全带，主要是为了防止由于惯性带来的伤害；
(2) 为了起到安全作用，汽车突然拐弯时，,安全带不能自由伸缩，A错误；用手快速拉安全带，安全带会被锁住不能被拉动，B正确；为了安全，安全带要尽可能系得紧些，C错误；汽车突然启动时，人由于惯性会被压在靠背上，和安全带无关，D错误。
(3) 将安全带拉伸，,卷收器弹簧的弹性形变程度变大，故弹性势能变大；
(4) 发生碰撞前安全带对人的拉力较，小发生碰撞时，汽车突然停止运动，由于惯性人会向前运动，安全带产生的拉力增大，当汽车停止运动后，安全带对人的拉力又会减小，所以符合要求的图象是B。
11. 【答案】
(1) 。
(2)
(3)
【解析】
(1) 质量为 的物体的重力为：，物体从 点滑到水平面时，重力所做的功：。
(2) 、 两点距离水平面的高度分别为 、 ，物体从 点滑到 点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为：，机械能转化为物体内能的效率为 ，则物体增加的内能（吸收的热量）：，物体到达 点时温度升高了：。
(3) 再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以达到 点时物体的机械能（此时只有重力势能）；，由 可得 点距离水平面的高度为：。
12. 【答案】
(1)
(2)
【解析】
(1) 推力所做的功为：。
(2) 若物体 、 在 的推力作用下以 的速度在另一水平面上作匀速直线运动，根据二力平衡可知，推力与摩擦力是一对平衡力，故 、 整体的摩擦力为 ；由于 、 完全相同，接触面相同、压力相同，故 、 各自受到地面的摩擦力是相同的，总摩擦力为 ，则 受到的地面的摩擦力为 ；
做匀速直线运动，故 对 的推力与 受到的摩擦力是一对平衡力，故 对 的推力为 。
13. 【答案】
(1) 机械
(2) A
(3)
(4)
【解析】
(1) 电动车行驶中消耗了电能，增加了物体的动能，即机械能；同时有少量的内能产生；
(2) 驾驶人只要改变自己身体的角度，往前或后倾，电动平衡车就会根据倾斜的方向前进或后退，而速度则与驾驶人身体倾斜的程度成正比；当驾驶人向前倾斜角度增加时，电动平衡将加速，故选A；
(3) 倾斜角度最大为 度时，速度最快，由表格可知，最大速度为 ；
(4) 最大功率为：，
则转化为机械能的功率为：；牵引力：，由于车做匀速直线运动，所受阻力 。