功與機械能-2022年蘇州中考物理一模匯編

1、功與機械能2022年蘇州中考物理一模匯編飛行的子彈中靶后，能將靶擊穿，這是因為子彈具有巨大的 能；將鐘表的發(fā)條擰緊后，能讓鐘表的指針走相當長的時間，發(fā)條帶動指針走動 5h 后，發(fā)條的這種能將 （增加/減少/不變）。如下圖所示，不計摩擦和繩重，把一個重為 20N 的物體沿豎直方向在 4s 內(nèi)勻速提升了 2m，所用拉力 F 為 12.5N。下列說法中正確的是 A動滑輪重 7.5N B 4s 內(nèi)拉力 F 做功 25J C 4s 內(nèi)拉力 F 的功率為 6.25W D滑輪組的機械效率為 80% “圓夢號”是我國首個軍民通用新型平流層飛艇，當飛艇推進器產(chǎn)生的推力與氣流對飛艇的水平作用力平衡時，可使飛艇長時

2、間懸停。推進器將空氣推向后方可獲得向前的推力，說明 。飛艇所受的空氣阻力 f 與速度 v 的關(guān)系為 f=kv2 式中的 k=0.9N/(m2s-2) ，推進器的功效（功效是指推進器的推力與功率的比值）為 0.01N/W，當平流層風速為 30m/s 時，使飛艇懸停的推進器功率為 kW?！窘獯稹拷猓耗彻卉囈蕴烊粴猓ㄖ饕煞质羌淄闅怏w）為燃料，滿載乘客時總質(zhì)量是 6000kg，車輪與地面接觸總面積 0.6m2。在滿載情況正常行駛 100km 需要消耗天然氣 25m3，行駛中受到的平均阻力為車重的 0.06 倍。（已知該天然氣的熱值是 3.6107J/m3，g 取 10N/kg）(1) 為便于儲存，

3、可以通過 和 的方式對天然氣進行液化處理。(2) 公交車滿載靜止時對水平地面的壓強有多大？(3) 在滿載情況下正常行駛時，公交車發(fā)動機的效率是多大？若能將損失掉的能量收集起來加以利用，則正常行駛 100km 損失掉的能量能將多少噸的水從 20C 加熱到沸騰？【標準大氣壓，c水=4.2103J/(kgC)，結(jié)果保留 1 位小數(shù)】如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方同不變的水平拉力 F 的作用，F(xiàn) 的大小與時間 t 的關(guān)系如圖乙所示，物體運動速度 v 與時問 t 的關(guān)系如圖丙所示，由圖象可知，當 t=3s 時，物體受到的摩擦力為 N。在第 4 秒到 6 秒內(nèi)：物體移動的距離為 m，力 F 在這

4、段時間內(nèi)對物體所做的功為 J，力 F 做功的功率為 W。用如圖所示滑輪組提升重物。人用 500N 的拉力 F，15s 內(nèi)使重為 900N 的物體勻速上升了 3m。不計繩重和摩擦，求：(1) 動滑輪的重。(2) 人拉繩子做功的功率。(3) 滑輪組的機械效率。下表是小明測一滑輪組機械效率時收集的有關(guān)數(shù)據(jù)。 動滑輪重物重鉤碼上升動力動力作用點移滑輪組的G動/NG/N高度h/mF/N動距離s/m機械效率10.510.10.70.347.6%20.520.11.10.360.6%30.540.120.3 (1) 請在圖中畫出實驗中滑輪組的繞繩方法。(2) 將表格中的數(shù)據(jù)補充完整。(3) 用同一滑輪組提升

5、不同重物至同一高度，提升的物重增加時，除克服動滑輪重所做的額外功外，其它額外功將 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。進一步分析可知，在動滑輪和繩重一定的情況下，該滑輪組的機械效率與 和 有關(guān)。(4) 第一次實驗中，鉤碼上升 0.1m 所用的時間為 1.5s，則動力的功率為 W。物塊 A 置于水平桌面上，一端系于物塊的輕繩平行于桌面繞過定滑輪，輕繩的另一端系一質(zhì)量為 M 的桿，桿自然下垂，桿上有質(zhì)量為 m(mM) 的小環(huán)，如圖所示。當小環(huán)沿桿勻速下滑時，物塊 A 仍保持靜止，下列說法中正確的是 A物塊 A 受到的摩擦力大小為 Mg，方向水平向左B桿子受到的摩擦力方向豎直向上，大小等于 mg

6、C小環(huán)的動能不變，內(nèi)能增加，機械能減小D桿子的動能不變，內(nèi)能增加，機械能減小唐代著名詩人杜甫的登高中有這樣的詩句：無邊落木蕭蕭下，不盡長江滾滾來。假設(shè)樹葉（即落木）豎直下落，那么在下落過程中，它的重力勢能將 ，動能將 （均選填“增大”、“減小”或“不變”，不計空氣阻力）。如圖所示，某同學在做俯臥撐運動，可將他視為一個杠桿，他的重心在 A 點，重力為 500N，那么他將身體撐起，雙手對地面的壓力至少為 N。若他在 1min 內(nèi)做了 30 個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為 0.4m，則在此過程中他做的功為 J，做功的功率為 W。用如圖所示的滑輪組提起重為 900N 的物體 A，使物體在 1min

7、內(nèi)上升了 4m，所用的拉力為 400N，求：（不計繩重以及繩和輪之間摩擦）(1) 拉力 F 克服物體的重力所做的功；(2) 拉力 F 做的功；(3) 拉力 F 做功的功率；(4) 該滑輪組的機械效率。小明將鐵絲快速彎折十余次，鐵絲彎折處的溫度會升高，以下四個事例中能量轉(zhuǎn)化與之相同的是 A甲、丙B甲、丁C乙、丙D乙、丁 2022 年 8 月，我國成功發(fā)射了全球首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”，在火箭攜帶衛(wèi)星加速升空的過程中，以火箭為參照物，衛(wèi)星是 的，衛(wèi)星的機械能 （增大 / 減小 / 不變）。用如圖所示滑輪組，勻速提起重 300N 的箱子，繩自由端 5s 內(nèi)移動 2m，滑輪組的機械效率為 75%

8、，則箱子上升高度為 m，拉力 F 大小為 N，拉力 F 做功的功率為 W。隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進我們的家庭。小林的爸爸最近也購買了一輛轎車。(1) “轎車不但要吃油，有時也要喝水”，汽油是 （選填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷卻發(fā)動機是因為水的 大，在發(fā)動機開始工作后一段時間內(nèi)，水箱中水的內(nèi)能會 ，這是通過 方式來改變內(nèi)能的。(2) 下列四個實驗中（圖乙所示），其能量轉(zhuǎn)化方式與圖甲所示汽油機對應(yīng)沖程類似的是 。(3) 轎車在上坡時，將檔位換成低速檔，以減小行駛的速度，這樣做的目的是 。A安全B省油C減小行駛時的阻力D增大爬坡的牽引力(4) 小林通過測量獲得轎車以不同速

9、度行駛時對應(yīng)的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數(shù)據(jù)如表所示： 速度v/(kmh)-1406080100120制動距離s/m8185072 根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律，當轎車速度為 80km/h 時對應(yīng)的制動距離是 m。(5) 小林通過上網(wǎng)查到了這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖所示。小林又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù)：轎車行駛的路況好，平均車速為 100km/h，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為 2000r/min，平均油耗為 9L/100km，參考圖中的數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時，發(fā)動機的效率為 %。（已知汽油的熱值為 4.6107J/kg，密度為 0.8103kg/m3）(6) 太陽能汽車利

10、用太陽能來驅(qū)動，真正實現(xiàn)了零排放，有效地減少了對環(huán)境的污染。汽車頂部所安裝的太陽能電池板的有效面積為 6m2，太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為 1.2103W/m2，如將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為 15%，則電池的輸出功率為 W，如果這輛汽車的電動機將電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為 80%，當汽車在水平面上勻速行駛時，受到的牽引力為 80N，則汽車的行駛速度為 km/h。答案1. 【答案】動；減少【解析】（1）飛行的子彈，速度很大，故具有巨大的動能，能將靶擊穿；（2）擰緊的發(fā)條由于發(fā)生彈性形變，從而具有彈性勢能，發(fā)條帶動指針走動 5h 后，發(fā)條的彈性形變程度變小，所以發(fā)條的彈性勢能將減少。

11、2. 【答案】D【解析】由題圖可知承重的繩子的股數(shù)為 2，n=2，不計繩重和摩擦，由 F=12G+G動 可知，12.5N=1220N+G動，解得 G動=5N，A 錯誤；繩子自由端移動的距離：s=2h=22m=4m，拉力做的功為：W=Fs=12.5N4m=50J，B 錯誤；拉力 F 的功率 P=Wt=50J4s=12.5W，C 錯誤；該滑輪組的機械效率為：=W有用W總=GhFs=20N2m12.5N4m=80%，D 正確。3. 【答案】力的作用是相互的；【解析】（1）飛艇懸停時，推進器向后推動空氣，對空氣施加力的作用，由于物體間力的作用是相互的，因此空氣對飛艇施加向前的反作用力，飛艇就前進了；（

12、2）因為飛艇所受的空氣阻力 f 與速度 v 的關(guān)系為 f=kv2 式中的 k=0.9N/(m2s-2) ，所以平流層風速為 v=30m/s 時，飛艇受到的阻力為 f=kv2=0.9N/(m2s-2)(30m/s)2=810N，飛艇懸停在空中，因此飛艇受到的水平推力和阻力是一對平衡力，所以，水平推力：F=f=810N；則此時飛艇推進器的功率為： P=F0.01N/W=810N0.01N/W=81000W=81kW。4. 【答案】(1) 降低溫度；壓縮體積(2) 1105Pa (3) 40%；1.6t 【解析】(1) 通過降低溫度和壓縮體積的方式，可以將天然氣由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，便于儲存；(2) 公交

13、車滿載時的總重力： G=mg=6000kg10N/kg=60000N；靜止時對水平地面的壓力： F=G=60000N，受力面積 S=0.6m2，對地面的壓強： p=FS=60000N0.6m2=1105Pa；(3) 公交車行駛中受到的平均阻力 f=0.06G=0.0660000N=3600N，因為公交車勻速行駛，所以公交車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，公交車受到的牽引力 F=f=3600N，正常行駛 100km 牽引力做的功： W=Fs=3600N100103m=3.6108J；天然氣完全燃燒放出的熱量： Q放=Vq=25m33.6107J/m3=9108J，公交車發(fā)動機效率： =

14、WQ放=3.6108J9108J100%=40%；損失掉的能量： Q損失=Q放-W=9108J-3.6108J=5.4108J，由題意可知，水吸收的熱量 Q吸=Q損失=5.4108J，由 Q吸=cmt 可得水的質(zhì)量： m=Q吸ct=5.4108J4.2103J/(kgC)(100C-20C)1607kg1.6t。5. 【答案】4；4；16；8【解析】（1）4s6s 內(nèi)，物體做勻速直線運動，此時物體受力也平衡，由乙圖可知，物體所受拉力為 4N，則可知此時滑動摩擦力也為 4N； 2s4s 內(nèi)，物體做加速直線運動，物體的壓力和接觸面的粗糙程度不變，受到的滑動摩擦力不變，仍為 4N，故當 t=3s 時

15、，物體受到的摩擦力為 4N；（2）由丙圖知 4s6s 內(nèi)，物體做勻速直線運動，速度為 2m/s，故在第 4s 到 6s 內(nèi)物體移動的距離：s=vt=2m/s2s=4m。力 F 在這段時間內(nèi)對物體所做的功 W=Fs=4N4m=16J，其功率 P=Wt=16J2s=8W。6. 【答案】(1) 100N (2) 200W (3) 90% 【解析】(1) 由題知，不計滑輪與軸之間的摩擦及繩重，因為 F=12(G輪+G物) 即：500N=12(G輪+900N)，所以動滑輪的重： G輪=100N；(2) 拉力移動的距離： s=2h=6m，拉力做功： W總=Fs=500N6m=3000J，拉力做功功率： P

16、=Wt=3000J15s=200W；(3) 使用滑輪組做的有用功： W有=Gh=900N3m=2700J，滑輪組的機械效率： =W有W總100%=2700J3000J100%=90%。7. 【答案】(1) 如圖所示：(2) 66.7% (3) 變大；物重；摩擦(4) 0.14 【解析】(1) 由表格中數(shù)據(jù)可知，物體上升的高度 h=0.1m，而繩子自由端移動的距離為 0.3m，s=3h，所以由 3 段繩子承擔物重，因此要從動滑輪繞起。如圖所示：(2) 第 3 次實驗的機械效率： =W有W總100%=GhFs100%=4N0.1m2N0.3m100%66.7%。(3) 物體越重，每段繩子上承擔的物

17、重越大，所以繩子與輪之間的摩擦也會越大。在繩重一定的情況下，物體的重力大小會影響有用功，摩擦力大小會影響額外功，所以滑輪組的機械效率與物重和摩擦有關(guān)。(4) 動力的功率即總功的功率。由題意知，物體上升 0.1m，動力作用點移動 0.3m。所以 P=W總t=Fst=0.7N0.3m1.5s=0.14W。8. 【答案】C【解析】物體 A 處于靜止狀態(tài)，水平方向上受到向右的拉力和水平向左的摩擦力，拉力和摩擦力的大小相等，方向相反；此時小環(huán)勻速下滑，把小環(huán)和桿看做一個整體，則拉力大小等于桿和小環(huán)的總重力，即 F拉=G總=(M+m)g，所以，物塊 A 受到的摩擦力大小為 f=F拉=(M+m)g，故A錯誤

18、；當小環(huán)沿桿勻速下滑時，小環(huán)受到兩個力的作用，即向下的重力和桿對小環(huán)向上的摩擦力；由于物體間力的作用是相互的，所以桿子受到的摩擦力是向下的，故B錯誤；當小環(huán)沿桿勻速下滑時，小環(huán)的質(zhì)量不變，速度不變，則動能不變；小環(huán)下滑時高度減小，重力勢能減小，則小環(huán)的機械能減小；該過程中克服摩擦力做功，所以機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故小環(huán)的內(nèi)能增加，故C正確；對于桿子來說，速度不變，即動能不變，高度不變，即重力勢能不變，所以桿子的機械能不變，但是由于摩擦生熱，所以桿的內(nèi)能會增加，故D錯誤。9. 【答案】減?。辉龃蟆窘馕觥考僭O(shè)樹葉（即落木）豎直下落，在不計空氣阻力的情況下，樹葉向下做加速運動，即在下落過程中，質(zhì)量不變，

19、高度減小，所以它的重力勢能將減?。煌瑫r質(zhì)量不變，速度增大，則動能將增大。10. 【答案】300；3600；60【解析】根據(jù)杠桿平衡知識可知： F1L1=F2L2 F11.5m=500N0.9m F1=300N W=nFs=30300N0.4m=3600J； P=Wt=3600J60s=60W。11. 【答案】(1) 3600J (2) 4800J (3) 80W (4) 75% 【解析】(1) 克服物體的重力所做的功： W有=Gh=900N4m=3600J；(2) 拉力移動距離 s=3h=34m=12m，拉力 F 做的功： W總=Fs=400N12m=4800J；(3) 拉力 F 做功的功率：

20、 P=W總t=4800J60s=80W；(4) 該滑輪組的機械效率： =W有用W總100%=3600J4800J100%=75%。12. 【答案】A【解析】反復彎折鐵絲，鐵絲彎折處溫度升高，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使鐵絲內(nèi)能增加；甲、用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達到了棉花的著火點，棉花就會燃燒，此過程機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；乙、酒精燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓的燃氣，體積膨脹，對外做功，使盒蓋飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機械能；丙、汽油機壓縮沖程中，活塞壓縮氣缸內(nèi)混合燃料，使燃料的內(nèi)能增加，此過程機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；丁、汽油機做功沖程中，的高溫高壓的燃氣，體積膨脹，對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為的機

21、械能；與彎折鐵絲，使鐵絲溫度升高，能量轉(zhuǎn)化相同的是甲和丙，故A正確。13. 【答案】靜止；增大【解析】在火箭攜帶衛(wèi)星加速升空的過程中，以火箭為參照物，衛(wèi)星與火箭的位置沒有發(fā)生變化，衛(wèi)星是靜止的；衛(wèi)星在發(fā)射升空過程中，加速上升，速度增大，動能增大，高度升高，重力勢能增大，機械能增大。14. 【答案】1；200；80。【解析】（1）繩子自由端移動的距離是：2 米，物體上升的高度是：2m2=1m；（2）滑輪組的做的有用功是：W有用=Gh=300N1m=300J，所以滑輪組的總功是：W總=W有用=300J75%=400J，拉力 F 的大小是：F=W總s=400J2m=200N；（3）拉力 F 做功的功

22、率為：P=W總t=400J5s=80W。15. 【答案】(1) 不可再生；比熱容；增大；熱傳遞；(2) A(3) D(4) 32 (5) 32.6；(6) 1080；38.88。【解析】(1) 從能源可否再生的角度看，汽油來源于石油，石油是經(jīng)過幾百萬年的演變形成的，汽油是從石油中提煉出來的，屬于不可再生能源；汽車發(fā)動機工作過程中，不可避免地產(chǎn)生很多熱量，這些熱量如不及時帶走會影響機器的正常工作。由公式 Q=cmt 知，在質(zhì)量和升高的溫度相同時，與其它液體比較，因為水的比熱最大，所以吸收的熱量最多，冷卻效果最好。發(fā)動機工作過程中會產(chǎn)生熱量，熱量傳遞到水，所以水的內(nèi)能增加。這是通過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的。(2) 電火花發(fā)生器點火后將盒蓋頂出，此時燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化機械能，故與題目中的情境相同，故A正確；滾擺向下運動，動