2023年天津市九年级物理中考题分项选编：功和机械能
一、单选题
1．（2023·天津南开·统考三模）如图所示的四种情景中，人对物体的作用力均用F表示，人对物体做功的是（ ）
A．人用力F拉重物，使重物在空中匀速上升
B． 人用力F拉车，但车没有动
C．人用力F提水桶，沿水平方向匀速运动
D．人用力F搬石头，但石头没动
2．（2023·天津河东·统考一模）对图中四个情景所描述的物理知识，正确的是（ ）
A．图甲，撞击锤柄时速度越大，锤头套得就越紧，说明速度越大，惯性越大
B．图乙，人提着滑板在水平路面上前行，向上提的力对滑板车没有做功
C．图丙，用胶皮管把探头与U形管连接在一起制成液体压强计，这个装置是连通器
D．图丁，飞机的机翼能获得向上的升力，是利用了流体流速越大压强越大的原理
3．（2023·天津和平·统考二模）下列情境中，属于势能转化为动能的是（ ）
A． 返回舱减速下降
B． 悬挂的铁锁上摆
C． 魔罐能自动滚回来
D． 人造卫星由近地点向远地点运动
4．（2023·天津河东·统考一模）如图所示的情境中，势能转化为动能的是（ ）
A．运动员从高空落下
B．运动员将弓拉弯
C．滚摆向上运动
D．卫星从近地点向远地点运动
5．（2023·天津南开·统考一模）在北京冬奥会上苏翊鸣获得单板滑雪冠军，如图所示是他从高处加速下落时的情景，下列关于苏翊鸣说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能减小 B．动能增加，重力势能增加
C．动能减小，重力势能增加 D．动能减小，重力势能减小
6．（2023·天津红桥·统考一模）东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（ ）
A．起跳过程中运动状态保持不变 B．上升过程中重力势能转化为动能
C．下落过程中动能保持不变 D．入水过程中所受水的浮力逐渐增大
7．（2023·天津红桥·统考模拟预测）下列物理现象解释正确的是（ ）
A． 硬币越过“栏杆”是因为空气流速越快压强越大
B． 铁锁下降时动能转化为重力势能
C． 箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力
D． 利用惯性使锤头套紧
二、多选题
8．（2023·天津红桥·统考一模）关于课本中的力学实验，下列说法正确的是（ ）
A．“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验，可用小车代替木块
B．“探究二力平衡的条件”实验，将小车转动一定角度是为了探究小车处于平衡状态时二力是否在同一条直线上
C．“探究阻力对物体运动的影响”实验，小车受到阻力越小，小车速度减小得越慢
D．“探究动能的大小与哪些因素有关”实验，木块被小车推得越远，说明小车动能越大
三、填空题
9．（2023·天津红桥·统考一模）2022年2月，第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示，在冰壶比赛中，运动员将冰壶掷出后，冰壶由于 继续向前运动，此时水平冰面对冰壶的支持力 （选填“做功”或“不做功”）。
10．（2023·天津红桥·统考二模）如图所示，水平地面上有一重为20N的物块，在水平拉力F=5N作用下向右运动了10m，在这个过程中拉力F对物体做的功为 J，重力做的功为 J。
11．（2023·天津东丽·统考一模）在水平地面上，用 50N 的力沿水平方向拉着重为 100N 的小车匀速前进 4m，则小车受到的摩擦力为 N， 拉力做功 为 J 。
12．（2023·天津红桥·统考模拟预测）1标准大气压的值为 Pa；功率为25kW的拖拉机，它4h做的功如果由功率是0.4kW的耕牛来完成，需要 h。
13．（2023·天津西青·统考二模）重500N的物体，在100N的水平拉力作用下，沿水平地面以0.5m/s的速度匀速运动10s，在这个过程中，拉力所做功的功率是 W，重力做功为 J。
14．（2023·天津河东·统考二模）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验中，使同一小车从斜面不同高度静止滑下，是为了探究动能与 的关系；若想完成“阻力对物体运动的影响”的实验，还需要从①砝码、②毛巾、③弹簧测量计、④棉布中选择 （填序号）两件实验器材。
15．（2023·天津红桥·统考二模）运动员把铅球掷出，这主要表明力可以改变物体的 ；人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
16．（2023·天津东丽·统考一模）如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降，在此过程中重力势能 （选填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，运动员是 （选填“运动”或“静止”）的。
17．（2023·天津红桥·统考模拟预测）在探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，由于影响物体（钢球）动能大小的因素不止一个，在探究过程中，如图所示那样，用同一个钢球从不同高度滚下撞击木块，根据木块移动的距离来判断钢球动能的大小，这是为了保持钢球的 相同而研究钢球的动能跟 的关系。
18．（2023·天津滨海新·统考一模）游泳池注水后，看上去好像变浅了，是由于光的 形成的。体育课上，同学们进行篮球活动时，投出去的篮球继续向上运动的过程中，篮球的动能减小， 能增大。
19．（2023·天津和平·统考三模）如图所示，我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的势能 ，机械能 （以上两空均填“变大”、“变小”或“不变”）。
四、实验题
20．（2023·天津南开·统考三模）如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB
（1）实验中通过观察 比较动能的大小；
（2）实验中采用 ，使得小球滚到水平面的初速度相同；
（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大；
（4）因探究的因素较多，所以该探究实验用到实验方法中的 法；
（5）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论： ；
（6）分析比较实验甲与实验丙，可得出结论： 。
21．（2023·天津东丽·统考一模）小明骑自行车时发现，下坡后不踩脚踏板车子也能滑行一段距离，车子在较光滑路面上滑行的距离比粗糙的路面上滑行要远，基于上述实例和生活经验，他依次做了下列实验。
实验一：阻力对物体运动的影响
实验二：物体的动能跟哪些因素有关
（1）由实验一所示，钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，目的是使钢球到达水平面时具有相同的 ；比较钢球在不同表面运动的距离，可以得出水平面越光滑，受到的摩擦力越 ，小车运动的越远。推理：如果运动的物体不受阻力，它将 ；
（2）由实验二所示，实验中通过比较木块被钢球撞击后移动的距离来比较钢球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 （选填“控制变量法”或“转换法”）；要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；小明认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 。
22．（2023·天津河北·统考二模）下图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。
（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 ；
（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 （选填“正确”或“错误”），理由是 ；
（4）通过比较步骤 和 可以判断动能大小与物体质量的关系。
23．（2023·天津红桥·统考一模）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。
（1）实验中探究的动能是指( )
A．钢球撞击木块时的动能
B．钢球撞击木块后的动能
C．木块被钢球撞击后的动能
（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA>mB，高度hA>hB，距离sA>sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法 （选填“正确”或“错误”），理由是 ；
（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与 的关系。
24．（2023·天津西青·统考一模）如图所示是某同学“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
（1）要探究动能与物体的质量是否有关时，要保持 相同，就是要小钢球从静止开始从 高度滚下（选填“相同”或“不同”）；
（2）在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持 不变，让小钢球从 的高度滚下（选填“相同”或“不同”）；
（3）实验中通过比较 ，来比较小钢球具有动能的大小，这种物理研究的方法是转换法。
25．（2023·天津滨海新·统考二模）下面是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，实验中让铁球从斜面上自由滚下，去撞击水平面上的木块，请补全下面的实验过程：
（1）在探究动能大小与物体质量关系时，应使小球的质量 （选填“相同”或“不同”），到达斜面底端时的 相同；
（2）如图甲、乙所示，质量为m的小球与质量为2m的大球，从同一斜面的同一高度由静止释放，该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小．实验得到的结论是： ；
（3）在探究动能大小与物体运动速度的关系时，应将 两图比较，其中 图中木块被推动的距离较远；
（4）若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。
参考答案：
1．A
【详解】判断是否对物体做功的两个条件：有力的作用，在力的方向上移动一段距离。
A．如图，人用力F拉重物，人对重物施加了向上的力；重物在空中匀速上升说明在力的方向移动了一段距离，所以人对重物做功了，故A符合题意；
B．如图，人用力F拉车，人对车施加了力；车没有动，说明在力的方向上没有移动距离，人没有对重物做功，故B不符合题意；
C．如图，人用力F提水桶，人对水桶施加的力是竖直向上的，但是没有在力的方向（竖直方向）上移动距离，所以在竖直方向人没有对水桶做功；水桶沿水平方向匀速运动了一段距离，但是人没有在水平方向给水桶施加力，所以在水平方向人也没有对水桶做功，故C不符合题意；
D．如图，人用力F搬石头，但石头没动，人对石头施加了力，但石头在力的方向上没有移动距离，所以人没有对石头做功，故D不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】A．惯性大小只跟物体的质量有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，锤头速度越大，质量不变，惯性不变，故A错误；
B．人提着滑板车匀速水平移动，向上提的力竖直向上，而滑板车是在水平方向上通过了距离，所以人向上提的力对滑板车没有做功，故B正确；
C．U形管本身是一个连通器，但与压强计的探头连接后，一端被封闭，不符合“上端开口，底部连通”这一特点，因此，这个组合不是连通器，故C错误；
D．飞机的机置能获得向上的升力，是利用了流体流速越大压强越小的原理，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】A．返回舱减速下降，速度减小，动能减小，高度下降，重力势能减小，所以不属于势能转化为动能，故A不符合题意；
B．悬挂的铁锁上摆，高度升高，重力势能增大，速度减小，动能减小，所以是动能转化为重力势能，故B不符合题意；
C．魔罐能自动滚回来，是魔罐中橡皮筋的弹性势能转化为动能，所以属于势能转化为动能，故C符合题意；
D．人造卫星由近地点向远地点运动，速度减小，动能减小，离地球越来越远，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选C。
4．A
【详解】A．运动员从高空落下，质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，是重力势能转化为动能，故A符合题意；
B．运动员将弓拉弯，是人的化学能转化为弓的弹性势能，故B不符合题意；
C．滚摆向上运动，质量不变，速度变小，同时高度增大，故动能变小、重力势能变大，是将动能转化为重力势能的过程，故C不符合题意；
D．卫星从近地点向远地点运动，质量不变，高度变大，速度减小，其重力势能变大、动能减小，是动能转化为势能的过程，故D不符合题意。
故选A。
5．A
【详解】苏翊鸣从高处加速下落时，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增加，故A正确。
故选A。
6．D
【详解】A．起跳过程中运动状态发生改变，是力改变了她的运动状态，故A不符合题意；
B．上升过程中，全红婵的质量不变，速度变小，高度变大，动能减少，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故B不符合题意；
C．下落过程中，质量不变，速度变大，动能增大，故C不符合题意；
D．入水过程中，排开水的体积变大，据阿基米德原理知，受到的浮力变大，故D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】A．从硬币上方吹气时，空气流动速度增大，压强减小，小于硬币下方的压强，形成向上的压力差，所以硬币越过“栏杆”，故A错误；
B．铁锁下降时，速度增大，高度减小，重力势能转化为动能，故B错误；
C．箱子没有被推动，箱子保持静止状态，受到平衡力的作用，水平方向上受到摩擦力和推力，二力是平衡力，大小相等，故C错误；
D．锤子的锤头松了，用锤柄撞击地面前，锤柄和锤头是运动的，撞击时，锤柄停止运动，锤头由于惯性保持原来的运动状态，紧紧地套在锤柄上，利用惯性使锤头套紧，故D正确。
故选D。
8．BCD
【详解】A．“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中，若用小车代替木块，变滑动为滚动，减小了摩擦力，不好操作实验，故A错误；
B．“探究二力平衡的条件”实验，将小车转动一定角度，小车在水平方向上受到两个力不在同一直线上，是为了探究小车处于平衡状态时二力是否在同一条直线上，B正确；
C．“探究阻力对物体运动的影响”实验，由实验现象可以看出：小车受的阻力越小，小车运动的路程越远，速度减小得越慢，故C正确；
D．“探究动能的大小与哪些因素有关”实验，根据转换法，木块被小车推得越远，说明小车动能越大，故D正确。
故选BCD。
9． 惯性 不做功
【详解】[1]一切物体都具有保持原来运动状态的性质，这种性质兼作惯性，运动员将冰壶掷出后，冰壶由于惯性继续向前运动。
[2]冰壶运动过程中，水平冰面对冰壶的支持力竖直向上，冰壶在水平面上运动，冰壶没有在支持力的方向上移动距离，因此支持力不做功。
10． 50 0
【详解】[1]物块受到的水平拉力F=5N，在拉力的作用下移动的距离为10m，所以拉力做的功为
W=Fs=5N×10m=50J
[2]重力的方向是竖直向下的，而的物块在水平方向上向右运动了10m，物块没有在重力的方向上移动距离，所以此过程中重力对物块不做功，即做功为0。
11． 50 200
【详解】[1]用50N的水平方向拉力，拉动小车向东做匀速直线运动，小车受到的拉力与摩擦力是平衡力，即摩擦力大小是
f=F=50N
[2]由于力沿水平方向拉着小车匀速前进 4m，所以，拉力做的功
W=Fs=50N×4m=200J
12． 1.01×105 250
【详解】[1]1标准大气压的值约为1.01×105Pa。
[2]由可得，拖拉机4h做的功
W＝P拖t拖＝25kW×4h＝100kW h
根据题意可知，拖拉机所做的功和耕牛所做的功相等，则耕牛完成这些功需要的时间
13． 50 0
【详解】[1]拉力所做功的功率
[2]物体在水平地面上运动，重力的方向是竖直向下的，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0。
14． 速度 ②④
【详解】[1]使同一小车从斜面不同高度由静止滑下，小车的质量不变，高度不同，到达水平面时的速度是不同的，所以是为了探究动能大小与速度的关系。
[2]探究“阻力对物体运动的影响”要改变接触面的粗糙程度，所以需要选择与接触面粗糙程度有关的毛巾和棉布，所以要选择②④。
15． 运动状态 增大
【详解】[1]运动员把铅球掷出，铅球受到力的作用，从静止变为运动，铅球的运动状态发生改变，表明力可以改变物体的运动状态。
[2]当人造卫星由近地点向远地点运行时，其质量不变，高度变大，重力势能增大。
16． 减小 运动
【详解】[1]在下落过程中，运动员的质量不变，高度降低，因此，重力势能减小。
[2]相对于地面来讲，运动员的位置发生改变，因此是运动的。
17． 质量 速度
【详解】[1][2]由于物体（钢球）动能的大小与物体的质量和速度都有关系，因此要用控制变量法研究，在如图的实验中，用相同的钢球，也就是质量一样，从不同的高度滚下时，到达水平面的速度是不同的，因此是控制质量相同，研究物体的动能与速度的关系；通过观察木块移动的距离可判断哪一次钢球的动能更大一些。
18． 折射 重力势
【详解】[1]游泳池注水后，池底处反射出的光由水中射入空气中，在水面处发生折射，折射光线射入人的眼睛，人眼有光的直线传播的经验，认为射入人眼的光是折射光线反向延长线的交点射出的，即看上去好像变浅了，所以池水变浅是由于光的折射形成的。
[2]体育课上，同学们进行篮球活动时，投出去的篮球继续向上运动的过程中，动能和势能发生转化，动能转化为重力势能，所以篮球的动能减小，重力势能增大。
19． 变大 不变
【详解】[1]探测器由近火点向远火点运动时，质量不变，高度变大，重力势能变大。
[2]因为不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，所以机械能守恒，探测器的机械能不变。
20． 见解析 见解析 C 控制变量 见解析 见解析
【详解】（1）[1]小球动能不同，对纸盒做功不同，则纸盒移动的距离不同，所以实验中通过观察纸盒被小球推动的距离长短来比较动能的大小。
（2）[2]为了让小球滚动到水平面的初速度相同，应让小球在同一高度静止滚下，小球在斜面的同一高度时，具有的重力势能相等，滚动过程，重力势能转化为动能，重力势能相等，转化为的动能相等，所以小球到达水平面时的速度相同。
（3）[3] A、C两个小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，而A的质量小于C的质量，所以C的动能大于A的动能。B滚下的高度比A的小，到达水平面时，B的速度比A的小，两球质量相等，所以到达水平面时，A的动能比B的小，所以动能最大的是C小球。
（4）[4]实验中，动能与多个因素有关，据控制变量法，应控制其它因素不变，改变一个因素。
（5）[5]甲、乙实验中，小球的质量相同，从斜面静止滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，撞击纸盒移动的距离不同，到达水平面的速度越大，纸盒移动的距离越远，所具有的动能越大。所以质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。
（6）[6]甲、丙实验中，小球从斜面静止滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，两小球的质量不同，撞击纸盒移动的距离不同，质量越大，纸盒移动的距离越远，具有的动能越大，所以运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
21． 速度 小 做匀速直线运动 转换法 甲、乙 错误 没有控制钢球的质量相同
【详解】（1）[1]由实验一所示，为了使钢球到达水平面时具有相同的速度，需要将钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下。
[2][3]由实验可知，木块表面最光滑，钢球在木板表面运动的距离最长，可以得出水平面越光滑，受到的摩擦力越小，小车运动的越远，进行推理：如果运动的物体不受阻力，它将做匀速直线运动。
（2）[4]由实验二所示，实验中通过比较木块被钢球撞击后移动的距离来比较钢球具有动能的大小，木块被钢球撞击后移动的距离越大，钢球的动能越大，这种方法在物理学中属于转换法。
[5]要探究动能大小与物体质量的关系，保持速度相同，质量不同，选择甲乙两图进行实验。
[6][7]由实验步骤乙和实验步骤丙可知，钢球的质量不同，到达水平面的速度不同，不能得到动能大小与速度的关系，该观点是错误的。
22． 速度 转换法 错误 小球质量不同 甲 乙
【详解】(1)[1]小球开始下落时起始点的高度在这里决定了小球到达平面时速度的大小，实验中小球的质量不同，是探究动能与质量的关系，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使小球到达斜面底端与木块B相碰时速度相同。
(2)[2] 小球的动能大小是无法直接观察到的，所以实验中通过是比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，将看不见的转化为看得见的，这种方法在物理学中属于转换法。
（3）[3][4]步骤乙和实验步骤丙中，小球的质量不同，下落的高度即到达水平面的水的不同，存在两个变量，根据控制变量法，没有控制小球的质量相等，所以无法判断动能大小与速度的关系，小华的该观点是错误。
（4）[5][6] 要判断动能大小与物体质量的关系，应控制下落高度相同，即到达水平面的速度相同，而改变小球的质量，由图可知，可以比较步骤甲和乙，通过木块滑行距离的远近来判断动能大小与物体质量的关系。
23． A 错误 没有控制钢球的速度一样 速度
【详解】（1）[1]一个物体能量的多少，可由它对外做功的多少来确定，本实验研究钢球动能的大小是通过钢球撞击木块时对木块做功，通过木块被推移的距离远近来反映做功的多少，所以本实验探究的是钢球在撞击木块时的动能大小，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（2）[2][3]在研究物体的动能与物体的质量的关系时，要控制物体运动的速度相同，甲乙两次实验中，钢球在斜面上的高度不同，从斜面上滚下来碰撞木块的速度不同，因此他的实验方法是错误的。
（3）[4]小红让同一钢球A从同一斜面的不同高度由静止滚下，钢球的质量相同，而钢球的速度不同，则本次实验是为了研究物体动能的大小与物体运动的速度大小关系。
24． 速度 相同 质量 不同 木块移动的距离s
【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，要探究动能与物体的质量是否有关时，需用不同质量的物体进行实验，同时保持其他量不变，因此要让小钢球从相同的高度由静止滚下，以保证小钢球到达水平面时的速度相同。
（2）[3][4]根据控制变量法，在探究动能与物体的速度是否有关时，要改变物体到达水平面时的速度，因此让小钢球从不同的高度由静止滚下，同时保持其他量不变，由动能大小与物体的质量、速度有关可知，要保持质量不变。
（3）[5]根据转换法，实验中将动能的大小转换为木块移动的距离长短。故通过比较木块移动的距离s，来比较小钢球具有动能的大小。
25． 不同 速度 木块被推开的距离 物体的速度一定时质量越大动能越大 甲、丙 甲 不能
【详解】（1）[1][2]在探究动能大小与物体质量关系时，应控制小球的速度不变，改变小球的质量，即使小球的质量不同，而到达斜面底端时的速度相同。
（2）[3][4]如图甲、乙所示，质量为m的小球与质量为2m的大球，从同一斜面的同一高度由静止释放（就能控制小球的速度不变），把小球动能的大小转化为木块被推开的距离的远近，乙图中小球的质量大，木块被推开的距离远.说明：物体的速度一定时，质量越大动能越大。
（3）[5][6]在探究动能大小与物体运动速度的关系时，应控制小球的质量不变，改变小球的速度，让小球从同一斜面的不同高度由静止释放，所以，应将甲、丙两图比较，其中甲图小球到达斜面底端时的速度大，动能大，木块被推动的距离较远。
（4）[7]本实验把小球动能的大小转化为木块被推开的距离的远近，实际上也是木块克服摩擦做功的过程，若水平面绝对光滑，没有摩擦，本实验不能达到探究目的。
