初中物理功和机械能中考精选试题含答案.docx
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初中物理功和机械能中考精选试题含答案
功和机械能
一、填空题
1.2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能二大__,动能「变大__(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【点评】卫星升空的过程中,动能和重力势能都是增大的,这是我们应该特别注意的。
2.在开展课外活动时,小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升,速度为2m/s,功率为30W,则无人机上升10s升力所做的功为300J,无人机重为15N。
3.西宁市涅水河河道改造工程中,装载机5s内将一块重2000N的石块匀速举高3m,装载机的举力对石块做功为__6X103_J,举力做功的功率为_1.2X103_WO
4.“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让同一钢球从斜面上不同的高度
由静止滚下,碰到同一木块上。
实验的目的是探究钢球动能的大小与速度的关系;实验
时,是通过观察木块被推动距离的大小,来判断钢球动能的大小。
物理研究方法有许多,
如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等,本实验利用了控制变量法和转换法。
[解析]同一钢球,质量相同,从不同的高度由静止滚下,体现了钢球到底端时的速度不同,由此可知:
此实验研究的是动能大小与速度大小的关系,即此时用的是控制变量法;同时采用转换法,将钢球的动能大小转换为观察木块被推动的距离远近,钢球把木块推出去
得越远,钢球的动能越大。
二、选择题
5.下列实例中,有力对物体做功的是(A)
A.跳水运动员从跳台跳下
B.背着书包在水平路面上前进
C.举重运动员举起杠铃停在空中
D.小球在光滑水平面上滚动
【点评】明确三种情况不做功:
一是有力无距离(例如:
推而未动),二是有距离无力
(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
6.如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力
的作用下移动的距离Sab=Scd,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率(C)
A.AB段做功较多
B.CD段做功较多
C.AB段与CD段做的功一样多
D.AB段的功率比CD段的功率大
7.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s—t关系图象如图乙所示。
两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,
两次拉力的功率分别为Pl、P2,下列判断正确的是(B)
A.Fi>F2,Pi>P2B.Fi=F2,Pi>P2
C.Fi>F2,Pi=P2D.F1VF2,P1VP2
[解析]由图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,
大小相等,因为同一木块放在同一桌面上,压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以两次木
块受到的滑动摩擦力相等,故两次对应的弹簧测力计示数相等,即
Fi=F2;从图乙中可以
判断出,第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度,即vi>v2,根据公式P=Fv可知,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即Pi>P2o综上所述,A、C、D项错
误,B项正确。
8.高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害。
因为高处的物体具有较大的
A.弹性势能B.重力势能
C.体积D.重力
9.如图所示,将摆球从A点静止释放,摆球在A、C两点间来回摆动,B为最低点,
不计空气阻力,下列说法正确的是机械能(C)
A.从A点到B点,摆球动能增大,机械能增大
10从B点到C点,摆球动能减小,机械能减小
C.摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等
D.摆球在B点的机械能最大,在A,C两点的机械能能最小
[解析]从A-B的过程中,金属小球的质量不变、高度减小、速度增大,所以重力势
能减小,动能增大,在B点时动能最大、重力势能最小;在此过程中重力势能转化为动能,
不计空气阻力,机械能守恒,故A项错误;从B-C的过程中,金属小球的质量不变、高度
增大、速度减小,重力势能增大,动能减小,在C点动能最小、重力势能最大,在此过程
中动能转化为重力势能,机械能守恒,故B项错误;不计空气阻力,小球会在A、C间来回
摆动时,总机械能守恒,故C项正确,D项错误。
10.如图,我国空气加油机正在给歼10战斗机加油。
加油过程中,若战斗机的高度和
速度不变,则战斗机的(D)
A.动能增加,势能减小,机械能不变
B.动能不变,势能不变,机械能不变
C.动能减小,势能不变,机械能减小
D.动能增加,势能增加,机械能增加
[解析]战斗机的速度不变,质量不断增大,动能增大。
高度不变,质量不断增大,重力势能增大。
机械能=动能+势能,动能增大,势能增大,所以机械能增大。
11.(多选)如图所示,拨动弹性钢片,把小钢球与支柱之间的塑料片弹出时,小钢球
并没有随塑料片飞出。
关于这个过程,下列说法正确的是(ACD)
A.弹性钢片被拉弯,说明力可以改变物体的形状
B.弹性钢片恢复原位的过程中,动能转化为弹性势能
C.塑料片被弹出,说明力可以改变物体的运动状态
D.小钢球没有随塑料片飞出,因为小钢球具有惯性
[解析]弹性钢片在力的作用下发生弯曲,说明了力可以使物体发生形变,故A项正确;
弹性钢片恢复原位的过程中,形变变小,速度变大,弹性势能转化为动能,故B项错误;
塑料片在力的作用下被弹出,说明力可以改变物体的运动状态,故C项正确;由于小钢球
具有惯性,要保持原来的静止状态,所以小钢球不会随塑料片飞出,故
D项正确。
三、简答题与计算题
12.起重机在10s内将重为2000N的石头沿竖直方向匀速提升0.5m。
求:
(1)起重机对石头做的功。
(2)起重机提升石头的功率。
解:
⑴起重机对石头做功W=Gh=2000NX0.5m=1000J。
W1000J
(2)起重机提升石头的功率P=—==100W。
t10s
答:
(1)起重机对石头做的功是1000J。
(2)起重机提升石头的功率是100W。
13.电动玩具车质量为1kg,它与水平地面的接触面积为20cm2,该车在水平地面运
动时,车内电动机提供的水平动力F与速度v的关系如图所示。
求:
(1)玩具车对水平地面的压强。
(2)该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时,水平动力做功的功率是
多少。
解:
(1)玩具车对水平地面的压力F=G=mg=1kgX10N/kg=10N,玩具车对水平
F10N
地面的压强P=S=20x10r4m2=5000Pa;
(2)根据图象可知该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时的牵引力F'
WFs
=50N,水平动力做功的功率P=;=;=F'v=50口.3疝依=15W°
答:
(1)玩具车对水平地面的压强是5000Pa;
(2)水平动力做功的功率是15W。
四、实验与探究题
14.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。
将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出
段距离。
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是—将钢球从某一高度由静止释放__,钢球动能的
大小是通过观察木块运动的距离来判断的。
实验
钢球
钢球下摆
木块滑行
次数
质里/g
高度/cm
距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位
置的速度—相同,从而探究动能与质量_的关系。
(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同
样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。
你认为应
当采用」—同学的建议。
[解析]
(1)让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能;钢球动能的大小是通过钢
球对木块做功的多少来体现出来的,木块运动的距离越长,就表示钢球的动能越大;
(2)让钢球从斜面的同一高度处释放,使钢球到达最底端的速度相同,从而探究动能与
质量的关系;
(3)上面的两次实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小,动能的大小
通过木块移动距离的大小表现出来的,因此改变木板的长度,应采用甲的建议;
(4)由表中的数据知:
速度一定时,质量越大动能越大。
15.为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”,小明同学设计了如图所示的装置,
并进行了如下实验。
①将弹簧放在水平面上,一端固定;
②在弹性限度内,用物块(物块与弹簧不连结)将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量AL;
③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s;
④多次改变弹簧的形变量,重量步骤②③;
⑤分析实验数据得出结论。
请回答以下问题:
(1)本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量—的关系。
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过物块滑行的距离—来间接反映的。
(3)本实验中,从物块离开弹簧到静止,物块将^能转化为—能。
[解析]
(1)由步骤②③可知,本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量的关系。
(2)由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量,本实验是通过比较物块滑行的距离来
判断弹簧的弹性势能大小。
(3)本实验中,物块离开弹簧后,因为受到摩擦力的作用,速度减小,动能不断减小,
在此过程中,物块克服摩擦力做功,物块将动能转化为内能。
第二部分:
简单机械
一、填空题
所示。
此时桨属于—费力__(选填“省力”“费力”或“等臂”当走勘梯向后划桨时,
龙舟就向前行进,说明物体间力的作用是相互的
2.用如图所示的滑轮组匀速提升重为100N的物体,拉力F=60N,滑轮组的机械效
不变—,物体的重力势能变大
率为83.3%。
在物体匀速上升的过程中,物体的动能
__(选填“变大”“变小”或“不变”
它是一个费力(选填“省力”或“费力”)的机械。
[解析]如图,在使用镣子时,在动力的作用下AC绕A点转动,镣子就相当于杠杆;
A点是支点,AC的长度为阻力臂,AB的长度为动力臂,动力臂小于阻力臂,所以镣子是
一个费力杠杆。
4.将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端,人沿斜面向上的推力为120N,如图
所示,物体沿斜面移动的距离s=3m,上升的高度h=1.2m,则人对物体做的有用功是
__288_J,斜面的机械效率是_80%__。
【点评】此题考查了功的计算与斜面的机械效率,同时也明确了斜面也是一种省力的
机械,任何机械省力但不省功。
二、选择题
5.下列有关简单机械的叙述正确的是(D)
A.剪纸用的剪刀是一种省力杠杆
8.使用定滑轮可以省力
C.使用动滑轮可以省功
D.任何机械做功时机械效率不可能达到100%
9.如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是(D)
C.开植起子”.桃子
【点评】本题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:
①省力杠杆,动力臂大于阻
力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
10在如图所示的四种剪刀中,最适用于剪开较硬物体的是
[解析]剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪
刀,即手柄比刀口长的剪刀,所以B最适合。
【点评】剪刀是生活中的一种特殊杠杆,要根据需要选择最合适的。
手柄长的剪刀省
力,刀口长的剪刀省距离。
卜列说法正确的是(B)
A.Fi最小B.F2最小
C.F3最小D.一样大
9.用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,
不计摩擦,则(C)
A.利用滑轮组所做的有用功是450J
B.绳子自由端移动的速度是0.9m/s
C.拉力的功率是99W
D.滑轮组的机械效率是80%
10.(多选)建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所
示的装置,分三次运送。
第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块,每次运送时,醇
F1、F2、F3,效率为打1、隼、Y]3,
都匀速上升,绳重及摩擦均忽略不计,这三次拉力依次为则(BD)
A.Fl+F2=F3B.Fl+F2>F3
C.Y]1+Y]2=Y]3D.Y]1 【点评】本题考查拉力和机械效率的计算,关键是对公式F=1(G+G动)和r]= n GhGG ==的灵活应用。 FsnFG+G动 11.如图所示,使用滑轮组提升重物时,能提高机械效率的操作是(忽略绳重和摩擦)(B) A.改变绕绳方式 B.减小动滑轮的质量 C.减小提升重物的高度 D.减小被提升物的质量 【点评】机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素,不能理解成: “有用功多, 机械效率高”;或“总功大,机械效率低”。 机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关。 三、简答题与计算题 12.用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中,所用拉力F=50N, 不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。 (1)求上述过程中的有用功W有。 (2)求上述过程中的总功W总。 (3)求滑轮组的机械效率小 解: (1)上述过程中的有用功亚有=6卜=90NX1m=90J; (2)由图知n=2,所以绳端移动的距离s=2h=2X1m=2m,总功亚总=5$=50NX2m=100J; W有90J (3)滑轮组的机械效率r]=一==90%。 W总100J 答: (1)上述过程中的有用功为90Jo (2)上述过程中的总功为100J。 (3)滑轮组的机械效率为90%。 13.在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。 为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。 若故 障车被拖离的速度是6m/s,绳子自由端的拉力F是500N,该装置的机械效率是80%。 求: ⑴故障车在30s内通过的路程。 (2)拉力F在30s内所做的功。 (3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。 解: (1)由v=S得故障车在30s内通过的路程s车=丫1=6m/sX30s=180m; (2)由图可知,n=3,绳子自由端移动的距离s绳=3s车=3X180m=540m,拉力F 在30s内所做的功亚=5$绳=500NX540m=2.75XJ10 W有fs有fs车f ⑶由图知,n=3,水平滑轮组的机械效率r]====一,所以故障车在 W总Fs绳FX3s车3F 被拖离过程中受到的阻力f=3Fr]=3X500NX80%=200N。 答: (1)故障车在30s内通过的路程为180m; (2)拉力F在30s内所做的功为2.7XfCJ; (3)故障车在被拖离过程中受到的阻力为1200N。 四、实验与探究题 14.实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。 请回答下列问题: 试验次数 1 2 钩码重G/N 4 4 钩码上升局度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 绳端移动的距离s/m 0.3 0.4 机械效率Y] 74.1% (1)通过分析表中数据可知第2次实验使用的是「乙__(选填“甲”或“乙”)图所示的装 置。 (2)根据表中数据,可以计算出第2次实验中的机械效率应为『_62.5%_。 (3)通过对第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论: 使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(或动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率“低__(选填 “越高”“不变”或“越低”)。 甲乙 [解析] (1)读图可知,乙用4段绳子吊着物体,因此s=4h,分析表中的数据可以看出, 实验2符合这一倍数关系; W有Gh4NX0.1m (2)实验2的机械效率r]====62.5%; W总Fs1.6NX0.4m (3)实验1和2中,提升重物相同,距离相同,只是滑轮组不同,尤其是动滑轮的个数 不同,实验2的机械效率低于实验1,因此可得出: 使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低。 15.小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中: (1)实验时应先调节杠杆在水平位置平衡。 若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向 左(选填“左”或“右”)调。 ***♦*♦*• (2)杠杆平衡后,小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡, 这时应在B位置挂上___4__个钩码。 (3)下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据: 实验次数 Fi/N li/cm F2/N l2/cm i 2 5 △ 10 2 3 10 2 15 3 2 30 3 ☆ 上表中空格处所缺的数据是△=__1__,☆=__20__o (4)分析上表中的实验数据可以得出的结论是_Fili=F2I2__。 [解析] (1)实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂;由图甲知, 左端较高,所以应将平衡螺母向左端调节; (2)设一格为L,一个钩码重G,则有2Gx2L=nGXn=4,故应在B处挂4个钩码; (3)根据杠杆平衡条件Fili=F2l2可彳导: 2N>5cm=F2X10cm,解得F2=1N;2NX30cm=3Nx*解得12=20cm; (4)分析实验数据,得出杠杆的平衡条件是Fi1i=F212(动力X动力臂=阻力X阻力臂)。 16.(i)如图i所示,甲物体重3N,乙物体重i0N,用绳绕过定滑轮相连(不计绳重与摩擦)。 乙静止于水平地面上,则a绳对甲的拉力为3No (2)在分析b绳对乙的拉力时,小明认为是3N,小慧认为是7N。 a.小明做了以下实验: 用弹簧测力计测出某物体的重力(如图2);然后将绳子靠着定 滑轮(不计绳重与摩擦),如图3所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变。 由此可见,定滑轮只改变了力的一方向__,不改变力的—大小__(均选填“大小”或 “方向”)。 所以,小明认为图1中b绳对乙的拉力为3N。 b.图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对」目互作用力__(选填“相互作用 力”或“平衡力”)。 为了探究这两个力的大小关系,再做如图4的实验: 将弹簧测力计丙 与丁相互对拉,它们的示数相等。 于是可以得出,b绳对乙的拉力__等于(选填“等于”或 “不等于")&rm的拉力。 由此可知,图1中b绳对乙的拉力为__3__No (3)再通过受力分析可得,图1中地面对乙有7N的支持力。 [解析] (1)以甲为研究对象,处于静止状态,所以a绳对甲的拉力F=G甲=3N; (2)a.使用定滑轮改变了力的方向,但不能改变力的大小;b.图1中,b绳对乙施加拉力, 力的作用是相互的,则乙对b绳同时施加拉力,所以b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是 一对相互作用力;如图4的实验,将弹簧测力计丙与丁相互对拉,它们的示数相等,说明 相互作用力大小相等;于是可以得出,b绳对乙的拉力等于乙对b绳的拉力;由此可知,图 1中b绳对乙的拉力为3N。 (3)以乙为研究对象,乙受向上的拉力、向上的支持力和向下的重力,因为乙处于静止 状态,所以F+F支=6乙,则地面对乙的支持力F支=6乙一F=10N-3N=7N。 17.在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,实验数据如表: 次数 钩码 重/N 钩码上升 高度/cm 弹簧测力 计示数/N 弹簧测力计 移动距离/cm 1 2 10 0.8 40 2 5 5 1.5 20 (1)第一次实验测得滑轮组的机械效率为62.5%,两次相比较,第二次实验测得滑轮 组的机械效率大于__(选填“大于”“小于”或“等于")第一次实验测得滑轮组的机械效 率。 (2)根据表中数据,能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关,钩码越重其效 率越高”的结论? 不能;请简要说出其中一条理由: 滑轮组的机械效率还与滑轮的重 有关。 (2)通过实验的对比,虽然可以得出机械效率高低与滑轮重力有关,但必须至少三次实 验才可证明结论,只有一次对比实验是不太准确合理的,偶然性太大,并且影响滑轮组机械 效率的还有滑轮的重等。 第一部分功和机械能 1.炎热的夏天,王爷爷驾着一辆功率为120kW的小轿车,带着家人前往井冈山休闲度假。 途中在一段平直的高速公路上以90km/h的速度匀速行驶,求这段路程中小车受到的阻力。 解: P=120kW=1.2x1W,90km/h=25m/s。 P1.2x50W 根据公式P=Fv得F=—==4.8X31N, v25m/s 因为小车匀速直线行驶,所以f=F=4.8X? QN。 2.小生同学用100N的推力推动重500N的木箱,使木箱沿推力方向做匀速直线运动, 10s内前进了6m。 求小生同学对木箱做的功和功率。 解: W=Fs=100NX6m600J; W600J P=—==60W t10s 3.快速发展的南昌为缓解城市交通压力,大力兴建地铁,地铁站台的设计方案如图所示。 进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。 从能量利用的角度看,这种设计的优点是什么? /T『I工 (1)地铁进站时的部分动能转化为重力势能,减少因刹车损耗的机械能; (2)地铁出站时储存的重力势能又转化为动能; ⑶起到节能的作用。 4.如图所示,蚂蚁用10—3N的力拉着树叶,10s内沿着拉力方向前进了10cm,则蚂蚁 对树叶彳^功为__104__J,对应的功率为__105__Wo 第二部分简单机械 1.(多选)如图所示的是同学们画的几种情景下的示意图,其中正确的是(AC) A.施加在门把手上力F的力臂 B.小球对斜面的压力 C.通电螺线管周围磁感线的方向 D.蜡烛在平面镜中成像的光路 2.在测“滑轮组机械效率”的活动中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图 甲所示),然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码,当钩码上升的高度为 H时,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得A、B两点间的距离为2M如 图乙所示),则以下
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