（安徽卷11-17題）功、機械能和機械效率（解析版）

押安徽卷選擇題第11-17?

功、機械能和機械效率

押題探究

分析近3年安徽中考考情，2020年、2021年和2022年3年都連續(xù)考查了機械能及其相

互轉(zhuǎn)化的過程。

解題秘籍

必備知識

1.機械能包括動能和勢能，勢能包括彈性勢能和重力勢能。

2.動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大，動能越大；重力勢能與質(zhì)量和物體

被舉高的高度有關(guān)，質(zhì)量越大，物體的高度越高，重力勢能越大。

解題技巧

1.在沒有摩擦等阻力時，物體的機械能是守恒的，能量在動能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化，

此消彼長。

真題回顧

I.（2022?安徽?統(tǒng)考中考真題）如圖，在2022年北京冬奧會開幕式上，質(zhì)量約為3t的

奧運五環(huán)緩緩升起。若將升起過程看成勻速直線運動，則該過程中奧運五環(huán)的（）

E≡gd

A.重力勢能不變B.動能增大

C.機械能不變D.機械能增大

【答案】D

【解析】A.童力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，被提升的過程中，質(zhì)量不變，高度增

大，所以重力勢能增大，故A不符合題意；

B,動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體勻速提升，質(zhì)量不變，速度不變，所以動能不

變，故B不符合題意；

CD.物體動能不變，重力勢能增大，所以機械能增大，故C不符合題意，D符合題意;

故選D。

2.（2021?安徽?統(tǒng)考中考真題）圖示為游樂場中在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動的摩天輪，小紅乘坐該

摩天輪時速度大小不變，則她從最低點上升到最高點的過程中（）

A.動能減少B.重力勢能不變C.機械能增大D,機械能不變

【答案】C

【解析】A.小紅的質(zhì)量不變，乘坐該摩天輪時速度大小不變，則她從最低點上升到最

高點的過程中動能不變，故A不符合題意；

B.小紅的質(zhì)量不變，她從最低點上升到最高點的過程中高度升高，則重力勢能變大，

故B不符合題意；

CD.機械能等于動能與勢能之和，從最低點上升到最高點的過程中，小紅的動能不變,

重力勢能變大，則機械能變大，故C符合題意，D不符合題意。

故選C。

3.（2020?安徽?統(tǒng)考中考真題）一人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運行，我們把衛(wèi)星運行過程

中離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點（如圖所示）。已知衛(wèi)星在運行過程中

機械能保持不變，那么

近地點

沅地點

A.衛(wèi)星在遠地點的勢能最大、動能為零

B.衛(wèi)星在近地點的動能最大、勢能為零

C.衛(wèi)星從近地點向遠地點運動過程中，勢能增大，動能減小

D.衛(wèi)星以近地點向遠地點運動過程中，動能增大，勢能減小

【答案】C

【解析】A.人造地球衛(wèi)星在遠地點時，衛(wèi)星和地球的相對距離最大，速度最小，故人

造地球衛(wèi)星在遠地點時勢能最大，動能最小但不是零。故A不符合題意；

B.人造地球衛(wèi)星在近地點時，衛(wèi)星和地球的相對距離最小，速度最大，故人造地球衛(wèi)

星在近地點時動能最大，勢能最小但不是零。故B不符合題意；

CD.衛(wèi)星從近地點到遠地點運動過程中，高度增大，速度變小，重力勢能增大，動能

變小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。故C符合題意，故D不符合題意。

故選C。

押題沖關(guān)檢測用時：?θmin

1.（2023?安徽淮北?淮北一中校聯(lián)考二模）如圖所示，籃球被運動員從〃位置投出，經(jīng)

過b位置運動到C位置。在這個過程中，空氣阻力不能忽略，下列說法中正確的是（）

b

Je一合一您、、、C

∏

A.從α位置到b位置的過程中，籃球的勢能轉(zhuǎn)化為動能

B.籃球在最高點6位置時動能為零

C.從b位置到C位置的過程中，籃球的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能

D.籃球在a位置時的機械能一定大于其在C位置時的機械能

【答案】D

【解析】A.從“位置到b位置的過程中，籃球的質(zhì)量不變，速度變小，高度變大，則

動能減少，重力勢能增大，籃球的動能轉(zhuǎn)化為勢能，故A錯誤；

B.籃球在最高點b位置時，具有一定的質(zhì)量，在水平方向上速度不為零，所以動能不

為零，故B錯誤；

C.從b位置到C位置的過程中，籃球需要克服空氣阻力做功，會有一部分機械能轉(zhuǎn)化

為內(nèi)能，所以籃球的重力勢能沒有全部轉(zhuǎn)化為動能，故C錯誤；

D.籃球從α位置到C位置的過程中，克服空氣阻力做功，會有一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)

能，籃球的機械能不斷變小，所以籃球在。位置時的機械能一定大于其在C位置時的機械能,

故D正確。

故選D。

2.（2023?安徽亳州?校考一模）明明同學在體育課上練習拋實心球，他用200N的力把

實心球拋出7.5m。拋出的小球在空中運動的軌跡如圖所示，。點為最高點，“、C兩點在同

一高度，則下列說法正確的是（）

VT

/''、/j

O'、

7777777777777777777777777777

A.根據(jù)W=Ey計算出明明對實心球做了150OJ的功

B.實心球在“、C兩點的重力勢能相等，但是兩點的動能不相等

C.實心球在人點重力勢能最大，動能最小為零

D.實心球從b點運動到〃點過程重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能

【答案】B

【解析】A.實心球拋出后，由于慣性繼續(xù)向前運動，人不再對球施力，所以人對球不

再做功，故A錯誤；

B.在a到C的過程中受到空氣阻力，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，由于4、C兩點在同一高

度，重力勢能相等，所以兩點的動能不相等，故B正確；

C.拋出去的實心球在空中運動到最高6點時，實心球重力勢能最大，其在水平方向上

仍是運動的，速度不為零，則動能不為零，故C錯誤；

D.實心球從。點運動到d點過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，故D錯誤。

故選B<,

3.（2023?安徽安慶?統(tǒng)考一模）如圖是《天工開物》記載的三千多年前在井上汲水的枯

椽。當它汲滿水后，人豎直向上拉掛木桶的繩子，通過橫桿的作用，后端的配重物下降，可

以使裝有水的木桶勻速上升（假設在上升過程中，水沒有灑落）。則在該過程中（）

A.木桶和水的動能增大B.木桶和水的重力勢能不變

C.配重物的機械能減小D.木桶和水機械能的變化量一定等于配重物

機械能的變化量

【答案】C

【解析】A.裝有水的木桶勻速上升，水沒有灑落，速度不變，質(zhì)量不變，動能不變，

故A不符合題意；

B.裝有水的木桶勻速上升，水沒有灑落，高度增大，質(zhì)量不變，重力勢能增大，故B

不符合題意；

C.裝有水的木桶勻速上升，配重物勻速下降，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，

速度不變，動能不變，機械能包括動能和勢能，機械能減小，故C符合題意；

D.木桶和水的動能不變，重力勢能增大，木桶和水機械能的變化量實際上是重力勢能

的增加量，配重物的動能不變，重力勢能減小，配重物機械能的變化量實際上是重力勢能的

變化量，配重的重力和水與木桶的總重力不一定相等，它們高度的變化量不一定相等，人豎

直向上拉掛木桶的繩子，對其做功，木桶和水機械能的變化量不一定等于配重物機械能的變

化量，故D不符合題意。

故選C。

4.（2023?安徽滁州?校聯(lián)考模擬預測）如圖所示，2022年11月29日，搭載神舟十五

號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射升空。下列說法中

正確的是（）

A.火箭在上升的過程中一直做勻速直線運動

B.火箭在上升的過程中，宇航員的慣性保持不變

C.火箭在上升的過程中，搭載的載人飛船相對火箭是運動的

D.火箭在加速上升的過程中，宇航員的重力勢能增大，動能減小

【答案】B

【解析】A.火箭在上升的過程中做的是加速運動，故A錯誤；

B.火箭在上升的過程中，宇航員的質(zhì)量不變，慣性保持不變，故B正確；

C.火箭在上升的過程中，搭載的載人飛船相對火箭之間沒有發(fā)生位置的變化，是靜止

的，故C錯誤；

D.火箭在加速上升的過程中，宇航員的質(zhì)量不變，高度變大，重力勢能增大，速度變

大，動能變大，故D錯誤。

故選Bo

5.（2023?安徽宿州?安徽省泗縣中學?？家荒＃┤鐖D所示，將一小鋼球從。點豎直向上

拋出（不計空氣阻力），經(jīng)過6點到達最高點C時速度為零，圖中瓦d,=∕‰,下列判斷正確的

是（）

A.小鋼球運動到最高點C時所受的合力為零

B.小鋼球在αc段重力勢能的增加量與動能的減小量相等

C.小鋼球在ah段克服重力做功小于在be段克服重力做功

D.就a、b、C三點而言，小鋼球在4點具有的機械能最大

【答案】B

【解析】A.不計空氣阻力，小鋼球運動到最高點只受到重力的作用，所受的合力不為

零，故A錯誤；

BD.從。點到C點的過程中，小鋼球的質(zhì)量不變，速度不斷變小，動能不斷變小，高

度不斷增大，重力勢能不斷變大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，不計空氣阻力，其機械能守恒，所

以，小鋼球在ac段重力勢能的增加量與動能的減小量相等，小鋼球在。、氏C三點時的機

械能相等，故B正確，D錯誤；

C.小鋼球的重力不變，在油段和反段上升的高度相同，即∕w,=∕*根據(jù)W=GZJ可知，

小鋼球在必段克服重力做功等于在歷段克服重力做功，故C錯誤。

故選Bo

6.（2023?安徽滁州??？家荒＃┤鐖D所示的滾擺，上下往復運動幅度越來越小，最終停

在最低點。則下列說法中錯誤的是（）

A.滾擺的動能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化

B.滾擺下降時重力勢能減小、動能增大

C.滾擺在最高點時，處于平衡狀態(tài)

D.滾擺上下往復的過程中，其機械能不斷減小

【答案】C

【解析】A.滾擺向上運動的過程中，質(zhì)量不變，由于高度升高，則重力勢能增加，同

時速度減小，則動能減小，即動能轉(zhuǎn)化為了重力勢能；下降過程中，質(zhì)量不變，由于高度減

小，則重力勢能減小，同時速度增加，則動能增加，即重力勢能轉(zhuǎn)化為了動能，所以，滾擺

的動能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。故A正確，不符合題意；

B.滾擺質(zhì)量不變，下降時高度減小，速度增大，故重力勢能減小，動能增大，故B正

確，不符合題意；

C.滾擺在上升到最高點時，只受到重力作用，不受平衡力，故沒有處于平衡狀態(tài)，故

C錯誤，符合題意；

D.在滾擺運動過程中，滾擺需要克服阻力做功，有一部分機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械

能在減小，故D正確，不符合題意。

故選C。

7.（2023?安徽滁州??？家荒＃┨h運動的幾個階段如圖所示，則運動員（）

l?l?越跳

A.助跑起跳速度越大慣性越大

B.在最高點時重力勢能最大

C.在最高點時沒有受到力作用

D.起跳時機械能為零

【答案】B

【解析】A.慣性的唯一衡量標準是質(zhì)量。慣性的大小與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，故助跑慣

性沒有增大，故A不符合題意；

B.最高點時，高度達到最大值，因此重力勢能也達到最大值，故B符合題意；

C.在最高點時仍受到重力的作用，故C不符合題意；

D.起跳時，運動員的速度達到最大值，動能達到最大值，重力勢能不變，機械能達到最

大值，故D不符合題意。

故選Bo

8.（2023?安徽滁州?統(tǒng)考一模）用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，己知拉力尸為80N,

不計繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，下列說法正確的是（）

A.反映繩子自由端運動的圖線是B

B.動滑輪重為50N

C.3s內(nèi)對物體做的有用功為900J

D.該滑輪組的效率為83.3%

【答案】D

【解析】A.如圖所示，一共有三段繩子分擔動滑輪重，故繩子端移動的距離是物體移

動距離的3倍，故在相同的時間內(nèi)，繩子端移動的距離大于物體移動的距離，反映繩子自由

端移動的圖線是A,故A錯誤；

B.動滑輪重為

Gs?=3八G物=3X8ON-200N=40N

故B錯誤；

C.從圖乙可知，3s內(nèi)對物體移動的距離為1.5m,3s內(nèi)對物體做的有用功為

%=G∕z=200Nxl.5m=300J

故C錯誤；

D.該滑輪組的效率為

n=-^×100%=-×100%=-×100%=-^^-×100%≈83.3%

W,lFsFnh3×80N

故D正確。

故選D。

9.（2023?安徽亳州?校聯(lián)考一模）如圖所示，一固定斜面傾角為30。，高為1m?，F(xiàn)用

一個平行于斜面向上的50N的拉力/剛好使重為80N的物體沿斜面向上做勻速直線運動，

物體的大小忽略不計，則將物體從斜面底端拉到頂端的過程中，下列說法正確的是（）

A.物體受到的摩擦力為50N

B.拉力/做的功為80J

C.克服摩擦力做的功為20J

D.斜面的機械效率為62.5%

【答案】C

【解析】斜面傾角為30。，高為1m,所以斜面長為2m,物體從斜面底端運動到頂端的

過程中，克服重力做功

VVffjlj=G∕z=80NX?m=8（）J

拉力F做的功

Wg=FS=50N×2m=1OOJ

則克服摩擦力做的功

Wf=W&-IVwffl=IOOJ-80J=20J

由W=Rr得，摩擦力

斜面的機械效率

/7=-?×1OO%=-^2L×1OO%=8O%

W&IOOJ

故C正確，ABD錯誤。

故選C。

10.（2023?安徽馬鞍山?校考一模）如圖所示，用滑輪組提升重750N的物體，使它在

IOs內(nèi)勻速上升1m。己知用的拉力廠為400N。則在提升重物的過程中（不計繩重和摩擦），

下列說法正確的是（g=10N∕kg）（）

A.動滑輪的質(zhì)量為5kgB.拉力在這IoS內(nèi)做的有用功為800J

C.拉力做功的功率為75WD.滑輪組的機械效率是62.5%

【答案】A

【解析】A.繩子的有效段數(shù)為〃=2,不計繩重和摩擦，動滑輪的重力

G動=2F-G=2x4OON-750N=50N

動滑輪的質(zhì)量

G動50NC

―丁麗Lkg

A正確；

B.用滑輪組提升重750N的物體，使它在IOS內(nèi)勻速上升1m,拉力在這IOs內(nèi)做的有

用功

W"=GΛ=750N×lm=750J

B錯誤;

C?繩子移動的距離為

5=2Λ=2×lm=2m

拉力在這IOS內(nèi)做的總功

W.a=Fs-400N×2m=800J

拉力F的功率

P="=幽=8。W

tIOs

故C錯誤;

D.滑輪組的機械效率為

%_750J

×100%=93.75%

D錯誤。

故選At,

11.（2023?安徽六安?校考模擬預測）如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動水平地面上

重為300N的物體，拉力F的大小為30N.若物體和地面之間的摩擦力大小為45N,則A處

的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為

A.45N、50%B.45N、75%

C.60N、50%D.60N,