考点12 功、功率和机械能
【五年中考】
一、单选题
1．（2022·山西·统考中考真题）2022年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌。如图所示，是他在比赛中的情景。下列对他加速下滑过程分析正确的是（ ）
A．运动状态始终保持不变 B．相对于地面他是静止的
C．高度下降重力势能减小 D．受到惯性作用持续下滑
2．（2020·山西·统考中考真题）为强化消防救援能力，战士们每天都要进行刻苦训练。如图所示，是战士爬杆训练的场景，战士在匀速直线向上爬升的过程中（ ）
A．他的重力势能会逐渐减小
B．他受到的摩擦力方向向下
C．他的机械能总和保持不变
D．他受到的摩擦力与重力是一对平衡力
二、计算题
3．（2023·山西·统考中考真题）图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景，每次引体向上身体上升的高度为0.6m，求解下列问题。（小伟的质量为50kg，g取10N/kg）
（1）引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了600m用时5分钟，他热身运动的平均速度；
（2）小伟完成1次引体向上克服重力做的功；
（3）小伟做完引体向上运动后，双脚稳稳地站在水平地面上，请你估算他此时对地面的压强。
4．（2022·山西·统考中考真题）频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一、如图所示，是小亮用相机每隔0.5s曝光一次，拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t，所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m，静止时车轮与地面的总接触面积为.求：（g取10N/kg）
（1）汽车静止时对水平地面的压强；
（2）拍摄过程中汽车的输出功率。
5．（2021·山西·统考中考真题）2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2（空气阻力忽略不计，g取10N/kg）求：
（1）火星车静止时，对水平地面的压强。
（2）火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。
试卷第2页，共2页
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【两年模拟】
一、单选题
1．（2021·山西·校联考模拟预测）仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（ ）
A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
2．（2022·山西晋中·统考二模）如图是运动员在冬奥会滑雪比赛时的情景，下列说法错误的是（ ）
A．运动员向上跳起时， 相对于地面是运动的
B．运动员在空中下落时速度增大，机械能增大
C．运动员在下落过程中，运动状态发生改变
D．滑雪板是通过增大受力面积来减小压强的
3．（2022·山西晋中·统考模拟预测）2021年8月6日，在东京奥运会男子4×100米接力决赛中，中国队以37.79秒的成绩，取得了中国在该项目的最好成绩。如图是苏炳添把接力棒交给吴智强时的情景。下列分析正确的是（ ）
A．吴智强加速向前跑时动能增大 B．吴智强加速向前跑时受平衡力
C．交棒后的苏炳添运动状态不变 D．他们在全程的平均速度约为4m/s
4．（2022·山西·校联考模拟预测）如图所示是2022年的元宵晚会上，央视主持人乘坐旅航者×1飞行汽车穿行在造型别致的巨型花灯群中的场景，观众无不惊叹“中国智造”的魅力。飞行汽车在空中水平匀速前行的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．飞行汽车的重力势能逐渐减小
B．主持人受到的支持力和飞行汽车的重力是一对相互作用力
C．主持人的动能逐渐增大
D．飞行汽车的机械能保持不变
5．（2022·山西·校联考模拟预测）北京冬奥会的赛场上，一台随运动员绕场地转动的摄像机引人注目，它就是赛事总台自主研发的一款特种摄像设备一“猎豹”，如图所示。在“猎豹”沿路线匀速转弯的过程中，下列有关“猎豹”的说法正确的是（ ）
A．运动状态保持不变 B．受平衡力的作用
C．动能大小保持不变 D．受到惯性的作用
6．（2022·山西晋中·统考一模）如图所示是许昕、刘诗雯在德国乒乓球公开赛混双比赛中发球时的场景。则下列说法错误的是（ ）
A．乒乓球抛出后，以正在上升的乒乓球为参照物，看台上的观众是运动的
B．乒乓球抛出后，在向上运动的过程中，重力势能减少，动能变大
C．乒乓球到达最高点时若所受的力全部消失，乒乓球将会保持静止
D．球拍上凹凸不平的橡胶胶粒是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的
7．（2022·山西吕梁·统考一模）2022年2月15日，在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国小将苏翊鸣全程动作行云流水，发挥稳健，最终获得金牌。如图所示是他在空中某一瞬间的照片，下列说法正确的是（ ）
A．他从高坡上加速下滑过程中，他的动能增大，重力势能减小
B．起跳后他在空中旋转的过程中，不受力的作用
C．落地后仍继续向前滑行，是由于他受到惯性的作用
D．落地后站在水平雪面上时，他对雪面的压力与他受到的重力是一对平衡力
8．（2022·山西·校联考三模）如图所示，小星乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中，小星的（ ）
A．动能转化为重力势能，机械能不变
B．重力势能转化为动能，机械能增大
C．动能不变，重力势能增大，机械能增大
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
9．（2022·山西·校联考模拟预测）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（ ）
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变
B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能交小，机械能变小
D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
二、填空题
10．（2022·山西·校联考模拟预测）如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计绳和滑轮的摩擦及自重），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着轻质弹簧测力计。当拉力F为8N时，木板以0.36km/h的速度向右做匀速直线运动，则拉力F的功率是 W；然后把拉力增大到12N时，弹簧测力计的读数为 N。
11．（2022·山西太原·统考一模）随着入住高楼的人们越来越多，高空抛物的现象也是时有发生。图是一则公益广告的海报。你认为海报内容 （选填“有”或“没有”）科学性，你的依据是 。
三、计算题
12．（2022·山西太原·统考二模）小明某次外出旅游，将总质量为9kg的行李箱竖直静止放置在水平地面时，轮子与地面的总接触面积为8cm2。小明用了15s把行李箱从6m高的楼上提到楼下，然后用竖直向上的力拉着行李箱停下不动，如图所示，行李箱的重心在O点。请你解答下列问题：（g取
10N/kg）
（1）行李箱竖直静止在水平地面时，对地面的压强；
（2）下楼过程中，行李箱重力做功的功率；
（3）估测图中拉力的大小。
13．（2022·山西晋中·统考模拟预测）如图所示是我国研制的新能源5G无人电动拖拉机，它以氢燃料供电为主，可以搭载深耕机、播种机等多种设备进行农田耕作。该拖拉机质量为1.6t，车轮与地面的总接触面积为0.08m2（g取10N/kg）。
（1）求该拖拉机静止在水平地面时，对地面的压强；
（2）某次该拖拉机搭载深耕机耕地时，总消耗氢能为6×106J，工作效率为60%，拖拉机耕地的功率为12kW，求拖拉机耕地的时间。
14．（2022·山西·校联考模拟预测）氢能被视为未来的理想清洁能源。图所示为一款氢气燃料汽车，该车车身的质量（含燃料的质量）为1890kg，储罐中可充人5kg高压氢，若搭载人的总质量为110kg时，轮胎与路面接触的总面积约为0.2m2，则：（g取10N/kg）
（1）该车搭载人静止时，对水平路面的压强是多少？
（2）该车搭载人在水平路面以72km/h的速度匀速直线行驶时，所受阻力为总重力的0.02倍，计算此时牵引力的功率。
15．（2022·山西·校考模拟预测）如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车，登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。求：
（1）月球车在测试过程中的速度；
（2）月球车受到的重力；
（3）月球车对水平地面的压强；
（4）月球车在测试过程中的功率。
参考答案：
【五年中考】
1．C
【详解】A．他加速下滑过程，速度变大，所以运动状态发生改变，故A错误；
B．相对于地面他的位置在不断改变，所以相对于地面他是运动的，故B错误；
C．下滑过程中他的高度减小，则重力势能减小，故C正确；
D．惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．战士在匀速直线向上爬升的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，故A错误；
B．战士的手向下用力，有向下运动的趋势，所以受到的摩擦力方向向上，故B错误；
C．战士在匀速直线向上爬升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，故机械能增大，故C错误；
D．战士他受到的摩擦力与重力都作用在战士身上，大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故D正确。
故选D。
3．（1）2m/s；（2）300J；（3）
【详解】解：（1）小伟热身运动所用的时间
小伟热身运动的平均速度
（2）小伟所受的重力
小伟完成1次引体向上克服重力做的功
（3）小伟双脚鞋底与地面的接触面积约
小伟双脚站立时对水平地面的压力
小伟双脚站立时对水平地面的压强
答：（1）引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了600m用时5分钟，他热身运动的平均速度是2m/s；
（2）小伟完成1次引体向上克服重力做的功是300J；
（3）他此时对地面的压强是。
4．（1） ；（2）
【详解】解：（1）汽车静止在水平地面，对地面的压力
汽车对水平地面的压强
（2）如图，由汽车长3m可知，每个小格表示1m，汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为6m，在拍摄过程中做匀速直线运动，汽车在拍摄过程中受到的牵引力
拍摄过程中汽车的输出功率
答：（1）汽车静止时对水平地面的压强为；
（2）拍摄过程中汽车的输出功率为。
5．（1）1.2104Pa；（2）1.2103J
【详解】解：（1）火星车对地面的压力
火星车对地面的压强
（2）由图乙可知，火星车在10~40s内做匀速直线运动，v20cm/s0.2m/s，牵引力
Ff200N
匀速行驶30s的路程
svt0.2m/s30s6m
牵引力做的功
WFs200N6m1.2103J
答：（1）火星车对地面的压强为1.2104Pa；
（2）牵引力做的功为1.2103J。
【两年模拟】
1．B
【详解】建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．B
【详解】A．运动员向上跳起时，相对于地面位置发生改变，所以是运动的，故A正确，不符合题意；
B．运动员从空中下落的过程中，重力势能转化为动能，速度增大，若不计空气阻力，其机械能守恒，即机械能保持不变，若考虑空气阻力，机械能减小，故B错误，符合题意；
C．运动员下落的过程，其速度大小和运动方向均发生变化，则其运动状态发生改变，故C正确，不符合题意；
D．运动员穿上滑雪板，增大了与雪地的受力面积，由知，在压力不变时，减小了对雪地的压强，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】A．加速向前跑时，质量不变，速度变大，动能增大，故A正确；
B．吴智强加速向前跑时，运动状态发生了变化，受非平衡力的作用，故B错误；
C．交棒后的苏炳添的运动速度变小，运动状态改变，故C错误；
D．他们在全程的平均速度为
故D错误。
故选A。
4．D
【详解】A．影响重力势能的因素是质量和高度。飞行汽车在空中水平匀速前行的过程中，飞行汽车的质量和高度均不变，所以重力势能不变。故A错误；
B．一对相互作用力是同时存在，同时消失的，主持人受到的支持力在主持人坐在飞行汽车上才产生的力，而飞行汽车所受重力是地球对飞行汽车施加的力，一直都在，所以主持人受到的支持力和飞行汽车的重力不是一对相互作用力，故B错误；
C．影响动能的因素是质量和速度大小。飞行汽车在空中水平匀速前行的过程中，飞行汽车和主持人的速度和质量均不变，所以动能不变。故C错误；
D．飞行汽车在空中水平匀速前行的过程中，飞行汽车和主持人的速度、质量和高度均不变，所以动能、重力势能均不变，则机械能不变。故D正确。
故选D。
5．C
【详解】AB．根据题意可知，“猎豹”在做匀速转动，速度大小不变，但运动方向发生变化，所以运动状态也发生变化，此时处于非平衡状态，受到的是非平衡力，故AB错误；
C．匀速转弯时，速度的大小、质量都不变，所以动能大小不变，故C正确；
D．惯性是物体本身具有的一种属性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．乒乓球抛出后，以正在上升的乒乓球为参照物，乒乓球与观众之间的相对位置在发生变化，故以正在上升的乒乓球为参照物，看台上的观众是运动的，故A正确，不符合题意；
B．乒乓球抛出后，在向上运动的过程中，质量不变，速度变小，高度变大，故其重力势能增大，动能减小，故B错误，符合题意；
C．乒乓球到达最高点时速度为零，若所受的力全部消失，则由牛顿第一运动定律可知，乒乓球将会保持静止，故C正确，不符合题意；
D．球拍上凹凸不平的橡胶胶粒增大了接触面的粗糙程度从而增大了摩擦力，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．A
【详解】A．动能与质量和速度有关，因为运动员是加速下滑，所以动能增大；重力势能与质量和高度有关，下滑过程中高度降低，所以重力势能减小，故A正确；
B．起跳后运动员在空中旋转的过程中，受空气阻力和重力等，故B错误；
C．惯性是物体固有的一种属性，不能说“由于惯性的作用”，故C错误；
D．二力平衡的条件是：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上。运动员对雪面的压力，受力物是雪面；运动员受到的重力，受力物是运动员，两种力不是作用在同一物体上，则二力不是一对平衡力，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】小星在匀速上升过程中，扶梯对小星做功，小星的机械能将增大。小星的高度增大，速度不变，而自身的质量又不变。故他的重力势能增大，动能不变，机械能总量变大。故ABC错误，不符合题意；C正确，符合题意。
故选C。
9．C
【详解】跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能变小；机械能等于动能与势能之和，则机械能变小。
故选C。
10． 1.6 16
【详解】[1]木板的速度
v=0.36km/h=0.1m/s
滑轮为动滑轮，拉力F的速度
v绳=2v=2×0.1m/s=0.2m/s
功率
[2]木板匀速直线向右运动，木块相对木板向左运动，木块受到的摩擦力向右；木板向右匀速直线运动，木板受到拉力F'和摩擦力是平衡力，大小相等，因为
F'=2F=2×8N=16N
所以木板受到的摩擦力是16N；木块和木板之间的摩擦力是相互的，所以木块受到木板的摩擦力是16N；当F增大到12N时，木块对木板的压力和接触面粗糙程度不变，所以摩擦力不变，弹簧测力计对木块的拉力不变，仍为16N。
11． 有 见解析
【详解】[1][2]海报的内容是有科学性的；鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，速度增大，鸡蛋下落过程将重力势能转化为动能，高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大，下落到地面时转化成的动能变越大，其破坏力越大，砸向行人时会造成较大的伤害。
12．（1）1.125×105pa；（2）36W；（3）30N
【详解】解：（1）行李箱的总重力
G＝mg＝9kg×10N/kg＝90N
当行李箱竖直静止放置时，轮子对地面的压力
F＝G＝90N
当行李箱竖直静止放置时，轮子对地面的压强
（2）行李箱重力做的功为
W＝Gh＝90N×6m＝540J
功率为
（3）如图可知，重心到轮子的距离是行李箱总长的，重力的方向是竖直向下的，拉力的方向是竖直向上的，根据力臂的定义可知，此时的拉力的动力臂为重力的阻力臂的3倍；根据杠杆的平衡条件
F1L1＝F2L2
可知
G×L′＝F′×3L′
即
90N×L′＝F′×3L′
则拉力
F′＝30N
答：（1）行李箱竖直静止在水平地面时，对地面的压强为1.125×105pa；
（2）下楼过程中，行李箱重力做功的功率36W；
（3）估测图中拉力的大小约为30N。
13．（1）2×105Pa；（2）300s
【详解】解：（1）拖拉机的重力
拖拉机对水平地面的压力
拖拉机静止在水平地面时，对地面的压强
（2）由
可知，拖拉机耕地做的功
由
可知，拖拉机耕地的时间
答：（1）该拖拉机静止在水平地面时，对地面的压强为2×105Pa；
（2）拖拉机耕地的时间为300s。
14．（1）1×105Pa；（2）8×103W
【详解】解：（1）车静止在水平路面时，对路面的压力
F=G总=(m车+m人)g=(1890kg+110kg)×10N/kg=2×104N
该车对路面的压强
（2）汽车的速度
v=72km/h=20m/s
该车在水平路面匀速直线行驶时，所受牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡的条件得到牵引力
F牵=f=0.02G总=0.02×2×104N=400N
牵引力的功率
答：（1）该车搭载人静止时，对水平路面的压强是1×105Pa；
（2）此时牵引力的功率是8×103W。
15．（1）0.05m/s；（2）1400N；（3）7×104Pa；（4）25W
【详解】解：（1）月球车的速度
（2）月球车受到的重力
G=mg=140kg×10N/kg=1400N
（3）月球车对地面的压力
F=G=1400N
月球车对水平地面的压强
（4）因月球车月球车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，月球车受到的牵引力
F牵=F阻=500N
月球车在测试过程中的功率
答：（1）月球车的速度为0.05m/s；
（2）月球车受到的重力1400N；
（3）月球车对水平地面的压强7×104Pa；
（4）月球车在测试过程中的功率25W。
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精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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