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【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通用）
模块一 声光力热电磁知识真题
专题 11.功功率及机械能
基础把关
考向一：功
1. （2024四川泸州）下列物理情境中，对功的理解正确的是（ ）
A. 在实际生活中，利用简单机械提升重物时，可以不做额外功
B. 内燃机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他冲程均不做功
C. 力对物体做功可以改变物体的内能，电流做功也可以改变物体的内能
D. 物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，只有拉力对物体做功
【答案】C
【解析】A．在实际生活中，利用简单机械提升重物时，克服重力和摩擦做功，需要做额外功，故
A错误；
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，压缩冲程将机械能转化为内能，对气体做功，
故B错误；
C．做功可以改变物体的内能，力对物体做功可以改变物体的内能；电流做功也可以改变物体的内
能，比如：电热器中电流做功使其内能增加，故C正确；
D．物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，拉力对物体做功，克服重力做功，故D
错误。
故选C。
2. （2024四川成都）2024年1月，“成都造”飞行汽车AE200在民航西南局的见证下首飞成功，
如图。此飞行汽车是全国首个获民航局适航审定批复的有人驾驶电动垂直起降飞行器，其最大航程
可达300km。若该飞行汽车实现通航，从成都市中心出发飞往天府国际机场，航程为68km，仅耗时
15min，g取10N/kg，求：
（1）该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是多少km/h？
（2）若飞行汽车载着质量为70kg的乘客竖直匀速上升500m，汽车对该乘客做功为多少J？
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【答案】（1）272km/h；（2）3.5×105J
【解析】（1）飞行时间
t=15min=0.25h
平均速度
（2）乘客的重力
G=mg=70kg×10N/kg=700N
汽车对乘客做功
W=Fs=Gh=700N×500m=3.5×105J
答：（1）该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是272km/h；
（2）汽车对该乘客做功为3.5×105J。
3. （2024黑龙江龙东）如图是某厂家开发的汽车，其质量为1500kg，车轮与地面接触的总面积为
，该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km，用时10min，这一过程中汽车发动机的输出功
率为 。
（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（2）汽车牵引力所做的功是多少？
（3）行驶过程中汽车受到的阻力是多少？
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压力为
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对地面的压强为
（2）汽车行驶的速度为
汽车发动机的输出功率为 ，汽车牵引力为
汽车牵引力所做 功的
（3）该车在水平路面上匀速直线行驶，所以阻力等于牵引力，阻力为
答：（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是 ；
（2）汽车牵引力所做的功是 ；
（3）行驶过程中汽车受到的阻力是 。
4. （2024四川广安）周末，小成同学骑自行车前往离家较近的邓小平图书馆研修学习。在某段平直
的公路上，其运动的 图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600N，运动时所受阻力大小
恒为总重力的0.2倍；
（1）求自行车在匀速直线运动时所通过的路程；
（2）如果自行车在前10s内所通过的路程为30m，那么自行车在0~50s内克服阻力所做的功为多少？
【答案】（1）200m；（2）27600J
【解析】（1）由图可知，自行车从第10s开始做匀速直线运动，速度为5m/s，所以自行车在匀速直
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线运动时所通过的路程
s=vt=5m/s×（50s-10s）=200m
（2）运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍，自行车在0~50s内克服阻力所做的功
W=fs =0.2Gs =0.2×600N×（30m+200m）=27600J
总 总
答：（1）自行车在匀速直线运动时所通过的路程为200m；
（2）自行车在0~50s内克服阻力所做的功为27600J。
5. （2024山东临沂）2024年2月20日，临沂迎来强降雪。环卫部门以雪为令，迅速启用除雪车全
力除雪以保障道路畅通。图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景，该车10min内的运动图象
如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t，除雪过程中所受水平阻力为 ，车轮与地面的总接
触面积为 ，g取 ，求该除雪车：
的
（1）对水平地面 压强；
（2）10min内通过的路程；
（3）10min内牵引力所做的功。
【答案】（1） ；（2）2640m；（3）
【解析】（1）除雪车对水平地面的压力
除雪车对水平地面的压强
（2）由图乙知，0~6min是除雪前的情况，其速度为4m/s，6~10min为除雪后的情况，其速度为
5m/s。除雪车前6min内通过的路程
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除雪车后4min内通过的路程
除雪车10min内通过的路程
（3）除雪过程，车做匀速匀速直线运动，所受的牵引力等于所受的水平阻力，除雪车10min内牵引
力所做的功
答：（1）对水平地面的压强为 ；
（2）10min内通过的路程为2640m；
（3）10min内牵引力所做的功为 。
6. （2024广东省）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。若返回舱
质量为 ，在着陆过程中，从距地面1m高处竖直向下落地，用时0.4s。（ ）
（1）求返回舱在这段时间内
①平均速度；
②重力做的功；
（2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为 ，求它对水平地面的压强。
【答案】（1）①2.5m/s，② ；（2）
【解析】（1）①这段时间内返回舱的平均速度
②重力做功
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（2）静止在水平地面上的返回舱对地面的压力等于返回舱的重力mg，与水平地面接触面积为 ，
其对水平地面压强
答：（1）返回舱在这段时间内①平均速度为2.5m/s；
②重力做的功为 ；
（2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为 ，它对水平地面的压强为 。
考向二：功率
1. （2024江苏连云港）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物
体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为 ，功率的大
小分别为 ，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距
离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即
W=W
1 2
由题知，做功用的时间相同，根据 可知，两次做功的功率相同，即
P=P
1 2
故ABD错误，C正确。故选C。
2. （2024四川泸州）泸州籍运动员在杭州亚运会上获得女子龙舟赛项目三枚金牌。图甲为常用坐姿
划船训练器械，其简化原理如图乙所示。已知动滑轮质量为10kg，配重质量为50kg，不计绳重和摩
擦。某次训练过程中，运动员两只手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起，每提升一次，配
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重上升0.8m。取 ，则下列说法中正确的是（ ）
A. 将配重匀速提升过程中，配重的机械能保持不变
B. 将配重匀速提升过程中，A端绳子的拉力为600N
C. 运动员将配重匀速提升0.8m，其做功为400J
D. 运动员每分钟提升配重15次，其平均功率为120W
【答案】D
【解析】A．将配重匀速提升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，
机械能变大，故A错误；
B．配重的重力
G =m g=50kg×10N/kg=500N
配 配
动滑轮的重力
G =m g=10kg×10N/kg=100N
动 动
滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重和摩擦，A端绳子的拉力
故B错误；
C．运动员将配重匀速提升0.8m，其做功为
W=Fs=F×2h=300N×2×0.8m=480J
A A
故C错误；
D．运动员每分钟提升配重15次，总功
W =15W=15×480J=7200J
总
其平均功率为
故D正确。
故选D。
3. （2024四川眉山）如图甲，粗糙程度不变的水平地而上，物体受到水平向右拉力。拉力大小随时
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间变化的关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是（
）
A. 4~6s，物体运动路程为18m B. 4~6s，拉力F的功率为12W
C. 时，物体受到摩擦力大于2N D. 拉力为6N时，物体做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A．由丙图可知，4~6s物体做匀速直线运动，速度为 ，物体运动路程为
故A错误；
B．4~6s物体做匀速直线运动，速度为 ，拉力的大小为4N，根据 可知，拉力F的功率
为
故B正确；
C． 时，物体静止不动，受力平衡，物体受到摩擦力等于拉力为2N，故C错误；
D．由图可知，在2~4s拉力为6N，物体速度不断增大，做加速运动，故D错误。
故选B。
4. （2024江西）如图所示，物块在大小为F的拉力作用下，在时间t内沿拉力方向移动的距离为
s，则此过程中拉力对物块做的功为________，功率为________。（均用题中所给字母表示）
【答案】 Fs
【解析】功等于力与力的方向上的乘积，故则此过程中拉力对物块做的功为
W=Fs
根据功率计算公式得
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5. （2024四川宜宾）2024年4月19日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500公里长
距离运输的首次测试。选用氢为燃料是因为氢的_________大。假设汽车在一段平直公路上以恒定功
率75kW匀速行驶，速度为108km/h，则汽车所受阻力为_________N。
【答案】 热值 2500
【解析】选用氢为燃料是因为氢的热值大，相同质量燃料完全燃烧时，释放的热量多。
假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75kW匀速行驶，速度为108km/h，由 得，汽车所受
阻力为
6. （2024四川南充）如图，木板 置于水平地面上，物块 叠放于 上。水平拉力 ，水
平拉力 。 静止， 沿木板B以 的速度向右匀速滑动。则拉力 的功率为
______ ，地面对木板B的摩擦力为______N。
【答案】 5 20
【解析】物块A在水平拉力F=50N的作用下，以10cm/s的速度向右匀速滑动，则拉力F 的功率
2 2
木板B置于水平地面上，处于静止状态，则木板B受到的水平向左的拉力F、物体A对木板B水平
1
向右的摩擦力、地面对B的水平向右的摩擦力，三个力的合力为0，由于物块A受到水平拉力为
50N，则物体A对木板B水平向右的摩擦力为50N，则地面对木板B的摩擦力
f =F-f =70N-50N=20N
地 1 A
7. （2024内蒙古赤峰）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重 的施工材料匀速吊上
6m 高工作台，用了 10s。施工材料上升的速度是___________m/s；起重机对施工材料做功
___________J，做功的功率是___________W。
【答案】 0.6 7.2×104 7.2×103
【解析】施工材料上升的速度
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起重机对施工材料做的功
.
W=Gh=12×104N×6m=7.2×104J
起重机做功的功率
8. （2024上海）塔吊吊起重物，在竖直方向匀速上升时，若以地面为参照物，则此重物是________，
的（选填“运动”或“静止”）；若拉力为1×104N，重物上升的距离为40m，重物上升所用的时
间为50s，则拉力做功为________焦，功率为________瓦。
【答案】 运动 4×105J 8×103W
【解析】重物相对于地面的位置在不断变化，所以以地面为参照物，重物是运动的。
拉力做 功的为
功率为
9. （2024云南）AI机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高1.65m，质
量55kg。某次测试中该机器人用100N竖直向上的力将箱子在2s内匀速抬高1m。求：
（1）机器人所受的重力；
（2）2s内机器人对箱子所做的功；
（3）2s内机器人对箱子做功的功率。
【答案】（1）550N； （2）100J； （3）50W
【解析】（1）机器人所受的重力
G=mg=55kg×10N/kg=550N
（2）2s内机器人对箱子所做的功
W=Fs=100N×1m=100J
（3）2s内机器人对箱子做功的功率
答：（1）机器人所受的重力为550N；
（2）2s内机器人对箱子所做的功为100J；
（3）2s内机器人对箱子做功的功率为50W。
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10. （2024安徽省）一起重机在10s内将重为5000N的物体竖直向上匀速提升2m，求：
（1）物体上升的速度大小：
（2）起重机提升物体的功率。
【答案】（1）0.2m/s；（2）1000W
【解析】（1）物体上升的速度
（2）由题意知，物体匀速上升，在物体受到的拉力与重力是一对平衡力，所以，拉力
F=G=5000N
起重机做的功
W=Fh=5000N×2m=10000J
起重机提升物体的功率
答：（1）物体上升的速度大小为0.2m/s；
（2）起重机提升物体的功率为1000W。
11. （2024重庆A）为推动成渝双城经济圈建设，重庆金凤隧道主城区段于2024年4月28日正式通
车。隧道全长约6km，设计最高时速60km/h。（不计车身长度）求：
（1）汽车通过隧道至少需要的时间；
（2）若一辆功率为100kW的货车匀速通过该隧道用时8min，货车的牵引力是多大。
【答案】（1）0.1h；（2）
【解析】（1）汽车通过隧道至少需要的时间为
（2）货车匀速通过该隧道用时8min，则货车的速度为
货车的功率为100kW，由
得到货车的牵引力为
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答：（1）汽车通过隧道至少需要的时间为0.1h；
的
（2）若一辆功率为100kW 货车匀速通过该隧道用时8min，货车的牵引力为 。
12. （2024江苏盐城）“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600，最大起飞质量为53500kg，正常的
巡航速度为500km/h，一次能将12000kg的水在20s内吸至4m高处。g取 。求：
（1）若火场距离最近的水源100km，飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间。
（2）飞机的最大起飞重力。
（3）飞机吸水的功率。
【答案】（1）720s； （2）5.35×105N； （3）2.4×104W
【解析】（1）由 可得，飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间
（2）飞机的最大起飞重力
G=mg=53500kg×10N/kg=5.35×105N
（3）飞机对水做的功
W=Gh=m gh=12000kg×10N/kg×4m=4.8×105J
水
飞机吸水的功率
答：（1）飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间为720s；
（2）飞机的最大起飞重力为5.35×105N；
（3）飞机吸水的功率为2.4×104W。
13. （2024天津）如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在
内将质量为 的货物沿竖直方向匀速提升 。 取 ，求：
（1）货物所受的重力；
（2）机器人提升货物的功率。
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【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）货物所受的重力
（2）机器人提升货物的功率
答：（1）货物所受的重力是 ；
（2）机器人提升货物的功率是 。
14. （2024内蒙古包头）如图，装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动，收割机每分钟
将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为 ，车轮与地面总接触面积为 ，车受
到的阻力为车总重力的0.2倍。（g取10N/kg，收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面
上，不计空气阻力）求
（1）装载车1分钟内走过的路程；
（2）装载车空载时对地面的压强；
（3）装载车工作多长时间功率达到30kW。
【答案】（1）120m；（2） ；（3）50min
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【解析】（1）装载车1分钟内走过的路程
（2）装载车空载时对地面的压力
装载车空载时对地面的压强
（3）装载车功率达到30kW时，受到的牵引力为
装载车匀速行驶，处于平衡状态，受到的阻力与牵引力相等，即
因车受到的阻力为车总重力的0.2倍，故
车和粮食的总重力为
粮食的总重力
粮食 质的量
由题意可知，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上，则装载车工作的时间
答：（1）装载车1分钟内走过的路程为120m；
（2）装载车空载时对地面的压强为 ；
（3）装载车工作50min功率达到30kW。
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考向三：动能和势能
1. （2024江苏扬州）“嫦娥六号”月球探测器经过近月制动减速后进入环月轨道，于 2024年6月2
日落月开展采样工作，最后返回地球。下列说法正确的是（ ）
A. “嫦娥六号”制动后动能减小 B. 样品到达地球后质量变小
C. “嫦娥六号”近月制动利用空气阻力减速 D. “嫦娥六号”利用的太阳能属于非清洁能
源
【答案】A
【解析】A．“嫦娥六号”制动后，质量不变，速度减小，动能减小，故A正确；
B．样品到达地球后，地理位置改变，质量不变，故B错误；
C．月球表面附近没有空气，“嫦娥六号”近月制动是利用力的作用是相互的进行制动，故C错误；
D．嫦娥六号”利用的太阳能属于清洁能源，产物没有污染，故D错误。
故选A。
2. （2024福建）如图是丰子恺的书画作品，生动描绘了儿童学种瓜的场景，下列说法错误的是（
）
A. 蹲坐的儿童站起来，重力势能变小
B. 风吹枝弯，说明力可以改变物体的形状
C. 提水桶时感到桶在拉手，说明力的作用是相互的
D. 提水前行中突然减速，水溅出是由于水具有惯性
【答案】A
【解析】A．蹲坐的儿童站起来，质量不变，高度增大，所以重力势能变大，故A错误，符合题意；
B．风吹枝弯，这说明力的作用效果是可以改变物体的形状，故B正确，不符合题意；
C．提水桶时感到桶在拉手，说明物体之间力的作用是相互的，故C正确，不符合题意；
D．提水前行中突然减速，水由于惯性要保持原来的运动状态继续向前运动，所以水会向前溅出，
故D正确，不符合题意。
故选A。
3. （2024江苏连云港）2024年4月25日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定
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轨道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（ ）
A. 动能增大，重力势能不变 B. 动能增大，重力势能增大
C. 动能不变，重力势能不变 D. 动能不变，重力势能增大
【答案】B
【解析】火箭加速上升过程中，其携带神舟十三号飞船的质量不变、高度变大，重力势能变大；质
量不变、速度变大，动能变大。
故选B。
4. （2024苏州）为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车作业时保
持匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 喷雾的目的是为了清洁地面
B. 喷出的水雾是水蒸气液化形成的
C. 喷雾车的动能不变
D. 喷雾车的重力势能变小
【答案】D
【解析】A．喷雾的目的是为了降尘，故A错误；
B．喷雾车喷出的水雾，状态没有发生变化，所以水雾的形成过程中没有发生物态变化，故B错误；
CD．喷雾车作业时保持匀速直线运动，速度和高度不变，质量减小，所以动能和重力势能均减小，
故C错误，D正确。
故选D。
5. （2024江苏盐城）掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过
程中（ ）
A. 动能变大，重力势能变大 B. 动能变小，重力势能变小
C. 动能变小，重力势能变大 D. 动能变大，重力势能变小
【答案】C
【解析】投掷实心球时，实心球离开手后继续上升，是因为实心球具有惯性，此时实心球不再受到
手的作用力；实心球在上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大。
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
6. （2024安徽省）如图所示为某次蹦极运动的精彩瞬间，若一游客从平台上由静止开始下落。从开
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始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的（ ）
A. 动能一直增大 B. 重力势能一直减小
C. 机械能保持不变 D. 机械能一直增大
【答案】B
【解析】游客从开始下落至第一次到达最低点的过程中，起始阶段：蹦极者从起始点跳下，此时弹
性绳处于松弛状态，在重力作用下下落。将重力势能逐渐转化为动能，重力势能越来越小，动能越
来越大；绳子拉伸阶段：当下降到一定高度后，绳子开始被拉长，蹦极者继续受到向下的重力，同
时绳子也产生向上的弹力。此时，一部分重力势能继续转化为动能，另一部分则转化为弹性绳的弹
性势能；受力平衡阶段：在某一时刻，蹦极者受到的重力和绳子的弹力达到平衡，此时速度达到最
大，动能最大；减速下降阶段：随着绳子的继续拉伸，弹力逐渐大于重力，蹦极者开始做减速运动，
此过程中，动能和重力势能继续转化为绳子的弹性势能，直到下降到最低点，此时动能和重力势能
最小，弹性势能最大。综上可知，游客的动能先增大后减小，重力势能一直减小。下落过程中要克
服空气阻力做功，消耗一部分机械能，则机械能一直减小。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
7. （2024重庆B）如图所示是火箭搭载嫦娥六号探测器发射升空的壮丽情境。此过程中，嫦娥六号
的重力势能______，以地面为参照物，嫦娥六号是______的。
【答案】 增大 运动
【解析】火箭搭载嫦娥六号探测器发射升空时，嫦娥六号的质量不变，高度升高，重力势能增大。
以地面为参照物，嫦娥六号的位置不断变化，嫦娥六号是运动的。
8. （2024江苏盐城）用橡皮筋来做几个小实验：①手拉橡皮筋，橡皮筋伸长，说明力可以使物体发
生______；②用手拨动拉紧的橡皮筋，橡皮筋会发出声音，说明声音是由物体______产生的；③用
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橡皮筋做成“弹弓”，能将物体弹射，说明拉长的橡皮筋具有______能。
【答案】 形变 振动 弹性势
【解析】用手拉橡皮筋，橡皮筋被伸长，橡皮筋的形状发生了变化，表明力能使物体发生形变；因
为声音是由物体的振动产生的，所以拨动橡皮筋，橡皮筋会振动而发出声音。
物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，橡皮筋被拉长后，发生弹性形变，此时橡皮筋具有
弹性势能。
9. （2024陕西）请完成下列填空。
（1）如图-1，量筒中液体的体积为________mL；
（2）如图-2，是某固体熔化前后温度随时间变化的图像，分析图像可知该固体是________（选填
“晶体”或“非晶体”）；
（3）如图-3，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将质量相同的小球从同一斜面的不同
高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越________。如
果要探究动能大小与物体质量的关系，应该将质量不同的小球从同一斜面的________（选填“相
同”或“不同”）高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离。
【答案】 （1）60 （2）晶体 （3）大 ④. 相同
【解析】（1）如图-1，量筒的分度值为2 mL，液体的体积为60mL。
（2）根据图-2固体熔化前后温度随时间变化的图像知，有一段时间吸热但温度保持不变，分析图像
可知该固体是晶体。
（3）物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一
个因素不变。如图-3，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，根据小车被撞击通过的距离
来表示小球的动能大小，将质量相同的小球从同一斜面的不同高度（释放的高度越高，小球到达水
平面的速度越大）由静止释放，比较纸盒被推动的距离可知：质量相同的物体，速度越大，动能越
大。如果要探究动能大小与物体质量的关系，要控制小球的速度相同，应该将质量不同的小球从同
一斜面的相同高度由静止释放，比较纸盒被推动的距离。
10. （2024贵州省）小明观察到如图甲所示的组合式滑梯，各个滑梯的高度都有所不同，小朋友从
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不同的滑梯滑至底端时的快慢也有所不同，速度快的甚至会冲出滑梯摔在地上。这一现象引起了小
明的思考：人沿滑梯滑至底端时速度的大小与什么因素有关呢？
他猜想：与人开始下滑的起点高度有关。
小明用木块、硬纸板、垫块进行模拟实验，如图乙所示。纸板一端置于垫块上，另一端置于水平桌
面上模拟滑梯，用纸板上从静止开始下滑的木块模拟人，通过观察木块在水平桌面上运动的距离来
反映木块滑至底端O点时速度的大小，距离越长表明速度越大。
请你回答下列问题：
（1）若释放后木块保持静止，是因为木块受到沿纸板向______的摩擦力，若要让木块下滑，写出一
种操作方法：______；
（2）解决上述问题后继续探究。如图丙①所示，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上的M点；
如图丙②所示，从纸板中部释放木块，木块运动至桌面上的N点。比较木块两次在桌面上的运动距
离，可以得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高，______；
（3）根据上述探究，小明认为，要保证人不因速度过大冲出滑梯，设计时可以考虑在滑梯底端再连
接一段______方向放置的滑梯，结合上述实验现象和所学物理知识说明这样设计的必要性；（
）
（4）结合你坐滑梯的经历，谈谈还有哪些因素可能会影响人沿滑梯下滑的快慢？（写出两个因素即
可）（ ）
【答案】 （1） 上 增大斜面的坡度 （2）滑至底端时速度越大 （3）斜向上 见解析
（4） 滑梯较为光滑、滑梯较陡
【解析】（1）若释放后木块保持静止，说明木块处于平衡状态，受力平衡，因此其受到的重力，斜
面对其的支持力和沿斜面向上的摩擦力平衡，因此木块保持静止的原因是其受到沿纸板向上的摩擦
力。为此我们可以增大斜面的坡度，从而减小木块受到的摩擦力。
的
（2）由实验可知，从纸板顶端释放木块，木块运动至桌面上 M点；从纸板中部释放木块，木块运
动至桌面上的N点，由图丙可知，木块由顶端滑下后在桌面上移动的距离更远，说明其速度较大，
因此可得出结论：木块沿纸板下滑的起点越高，滑至底端时速度越大。
（3）由于人的速度较大容易冲出滑梯，即人此时的动能较大，因此可以将人的动能转化为重力势能，
以防止人冲出滑梯，所以可以在滑梯底端再连接一段斜向上方向放置的滑梯。
（4）根据生活经验和物理知识可知，当滑梯较为光滑时，人从滑梯滑下时，克服摩擦做功产生的内
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能较小，则重力势能转化为动能更大，则速度更大；滑梯较陡时，人从滑梯滑下时，受到的摩擦力
较小，克服摩擦做功产生的内能较小，则重力势能转化为动能更大，则速度更大。
考向四：机械能及其转化
1. （2024四川宜宾）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当卫星从近地点向远地点运
动的过程中（ ）
A. 速度增大 B. 动能转化为重力势能
C. 机械能增大 D. 重力势能减小
【答案】B
【解析】ABD．近地点的速度比较大，远地点高度比较高，从近地点向远地点运动的过程中，高度
增加，重力势能增大，速度减小，动能转化为重力势能，故AD不符合题意，B符合题意；
C．在太空中，不计空气阻力，机械能保持不变，故C不符合题意。
故选B。
2. （2024黑龙江龙东）2024年6月2日，嫦娥6号在月背南极艾特肯盆地成功着陆，是我国探月工
程又一里程碑事件。关于嫦娥6号说法正确的是（ ）
A. 在下落过程中，机械能减小
B. 着陆后，质量变小，惯性变小
C. 在下落过程中，相对于月球表面是静止的
D. 四只宽大的脚，是为了增大压强
【答案】A
【解析】A．嫦娥6号在下落过程中，与空气摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A正确；
B．着陆后，质量不变，惯性不变，故B错误；
C．在下落过程中，嫦娥6号相对于月球表面的位置发生改变，是运动的，故C错误；
D．四只宽大的脚，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，故D错误。
故选A。
3. （2024黑龙江绥化）如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能是守恒的，
当卫星从远地点向近地点运动时，下列说法正确的是（ ）
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A. 动能减小，重力势能增大 B. 动能转化为重力势能
C. 动能增大，重力势能减小 D. 卫星的速度一直在减小
【答案】C
【解析】人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能守恒，从远地点向近地点运动时，高度
减少，质量不变，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，所以动能增大，速度增大，故 ABD
错误，C正确。
故选C。
4. （2024河北）2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。下图为正在运输
货物的无人机，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小
B. 无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变
C. 无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零
D. 无人机下降过程中，货物的动能一定增大
【答案】B
【解析】A．无人机上升过程中，货物的高度变大，重力不变，重力势能变大，故A错误；
B．无人机水平匀速飞行时，货物的质量、速度和高度不变，重力势能不变，动能不变，则机械能
保持不变，故B正确；
C．无人机在某一高度悬停时，货物的重力势能不为零，则机械能不为零，故C错误；
D．若无人机下降过程中是匀速下降，则货物的动能不变，故D错误。
故选B。
5. （2024山东临沂）2024年春晚舞蹈诗剧《锦鲤》的演员们，既是一群活泼的少女，又是一群嬉
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戏的“锦鲤”，“灵性相通”的意象直击观众心底的柔软和纯真。如图所示，在威亚的拉力作用下，
整齐划一地匀速上升的演员们（ ）
A. 是相对运动的 B. 机械能不断增大
C. 所受合力竖直向上 D. 所受拉力不做功
【答案】B
【解析】A．在威亚的拉力作用下，整齐划一地匀速上升的演员们的相对位置不变，是相对静止的，
故A不符合题意；
B．匀速上升的演员们的质量不变，速度不变，高度不断升高，动能不变，重力势能不断增大，机
械能为动能与重力势能的总和，则机械能不断增大，故B符合题意；
C．运动员匀速上升，受力平衡，所受合力为0，故C不符合题意；
D．运动员受到的拉力竖直向上，运动方向竖直向上，运动员在拉力的方向上发生移动，则所受拉
力有做功，故D不符合题意。
故选B。
6. （2024山东烟台）原地纵跳摸高是同学们经常玩的游戏，如图所示，下列关于游戏过程的分析
正确的是（ ）
A. 在离地前的起跳过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力
B. 在离地前的起跳过程中，地面对人的支持力小于人对地面的压力
C. 在离地后的上升过程中，人的动能转化为重力势能
D. 在落地前的下降过程中，人的动能减少，重力势能增加
【答案】C
【解析】AB．在离地前 的起跳过程中，地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，所
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以大小相等，故AB错误；
C．在离地后的上升过程中，速度减小，高度增加，人的动能转化为重力势能，故C正确；
D．在落地前的下降过程中，速度增加，高度减小，人的动能增大，重力势能减小，故D错误。
故选 C。
7.（2024四川南充） 2024年5月3日17时36分搭载有嫦娥六号探测器的长征五号火箭发射升空，
发射过程部分图片如下，下列说法不正确的是（ ）
A. 三级火箭与箭体的分离过程，三级火箭相对仪器舱运动
B. 三级火箭分离时相对火箭点火时，嫦娥六号机械能不变
C. 火箭加速上升时，喷出的气体对箭体的作用力，改变了火箭的运动状态
D. 嫦娥六号进入月球轨道和在月球上工作，是通过电磁波和地面交互信息
【答案】B
【解析】A．三级火箭与箭体的分离过程，三级火箭与仪器舱的位置发生变化，相对运动，故 A正
确，不符合题意；
B．三级火箭分离时相对火箭点火时，嫦娥六号质量不变，速度增大，高度上升，动能、重力势能
均变大，机械能等于动能与重力势能之和，则机械能变大，故B错误，不符合题意；
C．火箭加速上升时，喷出的气体对箭体的作用力，使火箭的速度变快，改变了火箭的运动状态，
故C正确，不符合题意；
D．电磁波的传播不需要介质，嫦娥六号进入月球轨道和在月球上工作，是通过电磁波和地面交互
信息，故D正确，不符合题意。
故选B。
8. （2024四川广安）如图是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机，在它竖直向上匀速
运动的过程中（ ）
A. 动能增大，重力势能增大，机械能增大 B. 动能减小，重力势能增大，机械能不变
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C. 动能不变，重力势能增大，机械能增大 D. 动能减小，重力势能增大，机械能减小
【答案】C
【解析】无人机在竖直向上匀速运动的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度
增大，重力势能增大；机械能=动能+重力势能，机械能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
9. （2024武汉市）如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、
C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是（ ）
A. 小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能
B. 小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性
C. 小球每次经过B点，其动能都比上一次小
D. 小球最终静止在A点
【答案】C
【解析】A．小球从A点摆动到B点，高度降低，速度增加，重力势能转化为动能，故A错误；
B．惯性不是力，不能说受到惯性，故B错误；
C．小球受到阻力的作用，机械能不断减小，小球每次经过B点时，重力势能不变，机械能减小，
则动能减小，故C正确；
D． 小球最终静止时拉力和重力平衡，则小球最终静止在B点，故D错误。
故选C。
10. （2024四川达州）如图所示，小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练，双脚离地静止时，手握
得越紧，小明与杆之间的摩擦力________（选填“增大”“减小”或“不变”）；匀速上爬过程中
小明受到竖直的摩擦力________（选填“向上”或“向下”）；匀速下滑时小明的机械能________
（选填“增大”“减小”或“不变”）。
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【答案】 不变 向上 减小
【解析】小明同学在体育课上进行竖直爬杆训练，双脚离地静止时，小明受到竖直向下的重力和竖
直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大小相等，所以手握得越紧，小明与杆之间的摩擦力不
变。
小明匀速上爬过程中，小明受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，这两个力是一对平衡力，大
小相等，重力方向竖直向下，所以摩擦力方向竖直向上。
匀速下滑时，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小。
11. （2024甘肃临夏）某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子，从瓶口以下约 处截断，将
截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约 的细木棒，用两条悬线拴住木
棒的两端，将悬线固定在支架上，就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运动的过程中重力势
能主要转化为________能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能________（选填“变
大”“变小”或“不变”）。
【答案】 动 变小
【解析】滚摆从上到下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，因此是重
力势能转化为动能。
滚摆每次上升的高度逐渐减小，运动过程中需要克服阻力做功，因此机械能减小。
12. （2024江苏无锡市）如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点
等高，摆球到达B点时动能为______J；摆球从A点到O点的过程中，______能转化为动能。整个过
程中，摆球的机械能大小______（选填“不变”或“减小”）。
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【答案】 0 重力势 不变
【解析】小球在A点时静止，动能为零，从A点由静止释放，能达到与A点等高的B点，说明没有
能量损失，即机械能守恒。由于B点与A点等高，重力势能相等，所以B点动能与A点相同也为
0。
摆球从A点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动
能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。
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。说明摆球在运动过程中
没有能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变。
能力拓展
考向五：与功功率机械能有关的创新类综合问题
1. （2024河北）如图a所示，在一次社会实践活动中，小明用一辆小车运送货物时，先后经过同一
平直路面上的甲、乙、丙三个地点，图b为运动路径示意图。小明先用水平推力F把装有货物的小
车从甲匀速推到乙，用时为t；在乙停车卸货用时为t；再用水平推力将空车从乙匀速推到丙，用时
1 2
为t；两次推力做功之比为2：1。下列说法正确的是（ ）
3
A. 小明全程的平均速度为
B. 从乙到丙的过程中，小明的水平推力为
C. 从乙到丙 的过程中，小明推力做功的功率为
D. 若把空车从丙沿原路匀速推回到甲，推力做功为
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【答案】BC
【解析】A．由题意可得，小明全程的平均速度为
故A错误；
B．由题意可得，从甲到乙的过程中，小明的推力所做的功为
从乙到丙的过程中，小明的水平推力所做的功为
由两次推力做功之比为2∶1可得
故B正确；
C．由题意及B中分析可得，从乙到丙的过程中，小明推力所做的功为
小明推力做功的功率为
故C正确；
D．由题意可得，小明先用水平推力F把装有货物的小车从甲匀速推到乙，此时物体处于平衡状态，
所受摩擦力大小等于推力大小，即f=F，由于摩擦力大小与物体重力有关，所以空车从丙沿原路匀
速推回到甲时，虽然摩擦力大小等于推力大小，但此时小车的总重力减小了，所受摩擦力也减小，
所以把空车从丙沿原路匀速推回到甲所用的推力小于F，所以推力所做的功小于 ，故D
错误。
故选BC。
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2. （2024广西）一艘货轮在长江某河段行驶，50s内匀速通过200m的路程，其牵引力为5×105N，
求：
（1）货轮行驶的速度；
（2）牵引力做的功；
（3）牵引力的功率。
【答案】（1）4m/s；（2）1×108J；（3）2×106W
【解析】（1）货轮行驶的时间t=50s，行驶的路程s=200m，则货轮行驶的速度
（2）牵引力F=5×105N，则牵引力做的功
（3）牵引力的功率
答：（1）货轮行驶的速度为4m/s；
（2）牵引力做的功为1×108J；
（3）牵引力的功率为2×106W。
3. （2024甘肃威武）如图所示，电动独轮平衡车深受年轻人的青睐。爸爸给小东也买了一辆平衡车
做礼物，平衡车的一些参数如表格所示。小东在广场上的水平路面上以最高速度匀速骑行了 。
若小东的质量为 ，求：
（1）小东 骑行的距离；
（2）小东在水平路面上骑行时，车对地面的压强；（ ，车对地面的压力等于人和车受
到的总重力）
（3）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小东在水平路面上以最高速度匀速骑行时，
平衡车的功率。
平衡车参数
净重 含电池组
最高车速
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轮胎接地面积
【答案】（1）900m；（2） ；（3）275W
【解析】（1）小东3min骑行的距离
（2）小东在水平路面上骑行时，车对地面的压力
车对地面的压强
（3）骑行平衡车时所受阻力
因为匀速行驶，所以牵引力
平衡车的功率
答：（1）小东3min骑行的距离是900m；
（2）车对地面的压强是 ；
（3）平衡车的功率是275W。
4. （2024陕西）如图，是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置，因其灵活机动，被称
为海上移动充电宝。（g取10N/kg，海水密度取 ）
（1）“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受到海水的
压强________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
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（2）“南鲲号”质量为 ，其漂浮时受到的浮力是多少？____排开海水的体积是多少？
____
（3）若拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度是多少？____若
拖船对“南鲲号”的牵引力恒为 ，则牵引力做功的功率是多少？____
【答案】（1）变大 （2） 6×107N 6×103m3 （3） 5m/s 3×106W
【解析】（1）由于液体压强随深度的增大而增大，所以“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，在
下沉过程中，其底部在海水中的深度增大，所以其底部受到海水的压强变大。
（2）“南鲲号”在海中始终处于漂浮状态，由沉浮条件可知，“南鲲号”受到的浮力等于自身重力
F =G=mg=6×106kg×10N/kg=6×107N
浮
由阿基米德原理可得，排开海水的体积
（3）拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度
若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为6×105N，则牵引力做功的功率
5. （2024甘肃临夏）2023年12月18日23时59分，临夏州积石山县发生6.2级地震，道路中断、
房屋倒塌、人员伤亡，人民群众生命财产安全受到严重威胁。地震发生后，中国人民解放军第一时
间赶赴灾区开展抢险救灾工作。此次抢险工作中，我国自主研发的运-20重型军用运输机负责运送物
资及相关救援设备，为抢险工作赢得了时间。
（1）求运-20以720km/h的速度飞行1.5h，能飞行多少千米？
（2）若飞机及所有物资总重达150t，与地面的总接触面积约为1.5m2，则飞机静止在水平地面上时
对地面的压强是多大？（g取10N/kg）
（3）若运-20在空中以720km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力为 ，求此过程中发
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动机的功率。
【答案】（1）1080；（2） ；（3）
【解析】（1）已知运-20以720km/h的速度飞行1.5h，能飞行的距离为
（2）若飞机及所有物资总重达150t，即150000kg，总重力为
飞机静止在水平地面上时对地面的压力大小等于总重力大小，即
已知飞机与地面的总接触面积约为1.5m2，由压强公式 可得，飞机静止在水平地面上时对地
面的压强是
的
（3）运-20水平匀速直线飞行时所受阻力为 ，则发动机提供 牵引力大小等于所受阻力
大小，即为
运-20在空中的速度为
由功率的推导式 可得，此过程中发动机的功率为
答：（1）能飞行1080千米；
（2）飞机静止在水平地面上时对地面的压强是 ；
（3）此过程中发动机的功率为 。
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