2018年中考物理试题分类汇编第六期--功和能(附解析)

作者:佚名 资料来源:网络 点击数:    更新日期:2018-12-6  有奖投稿

2018年中考物理试题分类汇编第六期--功和能(附解析)

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文 章来源 莲
山 课 件 w w w.
5Y k J. c oM

专题08 功和能
一、单选题
1.2017年9月29日,世界上首条量子保密通信干线“京沪干线”和“墨子号”科学实验卫星进行了天、地连接,成功实现了洲际量子保密通信,大大地提高了我国的保密技术水平,那么,在下列说法中正确的是(    )
A. 在“墨子号”实验卫星的发射过程中,将重力势能转化为动能
B. 在轨运行的“墨子号”卫星受到的力是平衡力
C. 在轨运行的“墨子号”卫星内部的物体处于失重状态,但仍然受重力
D. 保密通信“京沪干线”和卫星“墨子号”之间是通过超声波实现联系的
【来源】2018年四川省内江市中考物理试题
【答案】C
【解析】
 C、“墨子号”卫星内部的物体处于失重状态,是因为受到重力,而重力全部用来提供向心力,所以还是受重力作用的,故C正确;
D、电磁波的传播不需要介质,保密通信“京沪干线”和卫星“墨子号”之间是通过电磁波实现联系,而超声波不能在真空中传播,故D错误。
故选C。
【点睛】
注意选项B的判断,关键是牢记平衡状态,静止和匀速直线运动时运动状态不变为平衡状态,即速度和方向都不能改变,卫星的圆周运动,运动状态一直在改变,所以受到的不是平衡力。
2.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度ν沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C.下列关于小球滚动过程的分析正确的是(    )
 
A. 整个过程只有重力在对小球做功
B. 小球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC
D. 小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【来源】2018年贵州省贵阳市中考物理试题
【答案】C
【解析】
 C、小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能会减小,而小球质量不变,故小球在A、B两个相同高度时,B点动能小,C点高度更大,动能更小,所以三点的速度大小关系是 ,故C正确;
D、要克服摩擦力做功,机械能减小,故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能,故D错误。
故选C。
【点睛】
理解类似的问题时,若不考虑摩擦力,机械能处处相等,若考虑摩擦力,因为运动过程要克服摩擦力做功,所以机械能会逐渐减小,清楚此原理是解题的关键。
3.如图所示,带正电的小球甲固定于水平绝缘支架上,另一带正电的小球乙从甲正上方A点由静止释放(图中虚线表示两球球心的连线)。已知:电荷间的相互作用力随它们之间距离的减小而增大。若乙运动至B点时,所受重力恰好等于甲对它的排斥力。不计空气阻力,下列对小球乙下落过程的分析正确的是(    )
 
A. 到达B点前增加的动能等于减小的重力势能
B. 到达B点后它能保持平衡状态
C. 从A到B的过程中,它始终受到平衡力作用
D. 从A点到B点,重力做的功比排斥力的功多
【来源】安徽省无为县红庙初中2017-2018学年上学期九年级物理同步练习11.4认识动能和势能
【答案】D
【解析】
 【点睛】
(1)根据机械能是否守恒分析;(2)根据甲的受力情况分析;(3)根据甲的运动状态分析;(4)根据重力和斥力的大小分析做功的多少。
4.如图是宜宾天池公园内的“摩天轮”,一游客坐在“摩天轮”中在竖直平面内做速度大小不变的圆周运动,游客从最低点向最高点运动的过程中,下列说法正确的是(    )
 
A. 游客的动能保持不变        B. 游客的动能先增大后减小
C. 游客的重力势能保持不变    D. 游客的机械能保持不变
【来源】安徽省无为县红庙初中2017-2018学年上学期九年级物理同步练习11.4认识动能和势能
【答案】A
【解析】
【详解】
AB. 游客做匀速圆周运动,动能不变。故A正确,B错误;C. 游客在向最高点运动的过程中,重力势能增加。故C错误。D. 在上升的过程中,动能不变,重力势能增加,则机械能增加。故 D错误。故选A.
【点睛】
游客乘坐匀速转动的摩天轮,游客做匀速圆周运动,动能不变,通过高度的变化判断重力势能的变化,根据机械能等于动能与重力势能之和判断机械能的变化.
5.在篮球比赛中,运动员对篮球没有做功的过程是(    )
A. 运球    B. 扣篮    C. 擦板   D. 跳投
【来源】安徽省无为县红庙初中2017-2018学年上学期九年级物理同步练习 11.1怎样才叫“做功”
【答案】C
【解析】
 【点睛】
解答此题要求学生了解篮球相关术语,并对做功的两个必要因素深刻理解。
6.如图所示,2018年4月2日8时15分左右,天宫一号目标飞行器进入大气层,绝大部分器件在进入大气层过程中烧蚀销毁,剩余部分落入南太平洋中部区域。天宫一号飞行器在这个过程中,下列说法正确的是(    )
 
A. 动能和重力势能都增加
B. 机械能保持不变
C. 内能是通过做功的方式改变的
D. 减少的重力势能全部转化成内能
【来源】湖南省益阳市2018年中考物理试题
【答案】C
【解析】
 D.飞行过程中,减少的重力势能一部分转化为动能,一部分转化为内能,故D错误。
故答案为C。
【点睛】
根据动能、重力势能、机械能的影响因素分析能量的变化。对物体做功可将机械能转化为内能。
7.将掉在地面上的一本物理书捡起来放在课桌上,人对物理书做的功最接近于
A. 0.02J    B. 0.2J    C. 2J    D. 20J
【来源】江苏省盐城市2018年初中毕业与升学考试物理试题
【答案】C
【解析】
【详解】
一本物理书的质量约200g,重约为:
捡起来放在课桌上,高度约为1m,则人对物理书做的功约为:
 。
故C最接近。
【点睛】
除了做功公式的应用外,此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知,特别是单位大小要认识清楚,要多注意理论联系实际,生活中留心积累。
8.“歼15”飞机在“辽宁号”航母上进行起降训练。下列说法正确的是(    )
A. 飞机减速降落,机械能增大
B. 飞机静止在航母上,没有惯性
C. 飞机加速起飞,运动状态保持不变
D. 飞机空中飞行,机翼上方空气流速大压强小
【来源】2018年广西北部湾四市同城中考物理试题
【答案】D
【解析】
 D、空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于机翼上表面弯曲,下表面平直,空气通过机翼上方的空气流速大,压强较小;机翼下方的空气流速小,压强大,使飞机受到一个向上的升力,故D正确。
故选:D。
【点睛】
注意对惯性的理解,惯性是物体的基本属性,与物体的运动状态无关,与质量大小有关,所以物体在任何时候、任何状态下都具有惯性,且惯性不是力,不能说成:受到惯性作用,而应该描述成:具有惯性。
9.体育测试中,小明立定跳远的运动轨迹如图所示,他在上升过程中()

 
A. 动能减小    B. 动能增大    C. 重力势能减小    D. 重力势能不变
【来源】2018年广西北部湾四市同城中考物理试题
【答案】A
【解析】
【详解】
小明立定跳远的运动轨迹如图所示,在上升过程中质量不变,速度变小,动能变小;
同时高度升高,重力势能增大。
即动能减小,重力势能增大。
故A正确,BCD错误。
【点睛】
重点是影响动能和重力势能大小的因素,当质量不变时,速度增大,动能增大,速度减小,动能减小;高度增加,重力势能增大,高度降低,重力势能减小。
10.现代衣业利用喷药无人机喷酒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷酒农药。此过程中,喷药无人机的
 
A. 动能减小、重力势能减小
B. 动能减小、重力势能不变
C. 动能不变、重力势能减小
D. 动能不变、重力势能不变
【来源】江苏省常州市2018年中考物理试题
【答案】A
【解析】
 【点睛】
根据影响动能和重力势能大小的因素判断动能和重力势能的变化是解题的关键。
11.对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是(  )
A. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
B. 做功多的机械,功率一定大
C. 功率大的机械,做功一定快
D. 做功快的机械,机械效率一定高
【来源】2017---2018学年度八(下)简单机械试题
【答案】C
【解析】
 【点睛】
(1)机械效率指有用功占总功的比例,任何机械的机械效率都小于1;(2)功率指做功的快慢,功率和机械效率是两个不同的概念,二者没有任何联系.
12.用如图所示的滑轮组提升300N重物,在绳子自由端施加的拉力为125N,4s内重物匀速上升2m,不计绳重和轮、轴间摩擦.则
 
A. 绳子自由端移动的距离为4m    B. 动滑轮重50N
C. 拉力做功的功率为150W        D. 此过程滑轮组的机械效率为80%
【来源】2017---2018学年度八(下)简单机械试题
【答案】D
【解析】
【详解】
由图可知,n=3,A. 绳子自由端移动的距离:s=2h=3×2m=6m,故A错误;B. 若不计绳重和摩擦,F=  (G G动),即:125N=  (300N G动),解得G动=75N,故B错误;C. 拉力做的功为:W=Fs=125N×6m=750J,拉力做功的功率P= =187.5W,故C错误;D. 该滑轮组的机械效率为:η=
 ×100%=80%. 故D正确;故选:D.
【点睛】
根据图象可知,n=3;(1)根据s=3h求出自由端移动的距离;(2)根据W=Fs计算拉力做的功, 再根据P= 求拉力做功的功率;(3)不计绳重和摩擦,利用F= (G G动)求动滑轮重力;(4)根据η=
 求滑轮组的机械效率.
13.小王使用如图所示的滑轮组提升重物,用300N的拉力在10s内将540N的重物匀速提升了1m,在这个过程中
 
A. 有用功为540J    B. 拉力的功率为90W
C. 滑轮组的机械效率为60%    D. 绳子自由端移动的距离为3m
【来源】辽宁省阜新市2018年中考物理试题
【答案】A
【解析】
 
C. 滑轮组的机械效率为: ,故C错误;
故选A。
【点睛】
涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率和功率就显得简单了。
14.蹦床运动时奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央,比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起,离开蹦床时是成直立状态并一直保持,到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起,达到更高点。忽略空气阻力,下列说法正确的是(    )
 
A. 在此整个过程中,运动员机械能守恒
B. 在此整个过程中,运动员机械能一直在增加
C. 从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,运动员机械能守恒
D. 从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中,运动员机械能守恒
【来源】2018年四川省绵阳市中考物理试题
【答案】C
【解析】
 【详解】
AD、运动员和蹦床接触后要受到蹦床的弹力的作用,运动员的机械能转化成了蹦床的弹性势能,所以人的机械能不守恒,故AD错误。
B、运动员和蹦床接触后要受到蹦床的弹力的作用,运动员的机械能转化成了蹦床的弹性势能,运动员的机械能减小,所以B错误;
C、从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,忽略空气阻力,运动员的机械能守恒,是重力势能和动能的相互转化,故C正确;
故选:C。
【点睛】
本题主要考查了动能和势能及弹性势能大小的判断,关键是知道影响动能、势能和弹性势能大小的因素即可解答。
15.为应对复杂的国际形势,满足国防需要,辽宁舰航母上的国产新型舰载机歼﹣15战机,不惜大量耗油昼夜加紧训练,战机飞离甲板后,下列说法不正确的是(    )
A. 歼﹣15战机的质量不变,机械能增大
B. 辽宁舰底部所受水的压强变小
C. 辽宁舰所受的浮力变小
D. 歼﹣15战机的升力的产生是因为流体压强与流速的关系
【来源】黑龙江省齐齐哈尔市2018年中考物理试题
【答案】A
【解析】
 D、机翼上表面弯曲、下表面平直,所以空气通过机翼上方的空气流速大、压强小,机翼下方的空气流速小、压强大,使飞机受到一个向上的升力,故D正确;
故选A。
【点睛】
注意流体压强与流速关系的应用,是飞机产生升力的原因,牢记流速大的地方压强小的规律,中考中也是常出现的题目类型,且要能用此特点解释生活中的相关现象。
16.2017年7月30日,在内蒙古朱日和训练基地,举行了庆祝中国人民解放军建军90周年阅兵。在此次阅兵中,歼20首次以战斗状态亮相。下列描述正确的是(    )
A. 歼20离开跑道在竖直方向向上加速升空,动能增大,机械能守恒
B. 歼20静止在跑道上待命时,受到的重力和跑道的支持力,是一对平衡力
C. 歼20在水平跑道上滑行,速度越快,惯性越大,摩擦力也越大
D. 歼20以战斗姿态在蓝天下亮相,在竖直上升的过程中,只有重力做功
【来源】2018年贵州省黔东南州、黔南州、黔西南州中考物理试题
【答案】B
【解析】
 【点睛】
本题考查的知识点较多,涉及影响动能和势能的因素、平衡力的判断、影响惯性、摩擦力的因素及受力的分析,但难度不大。

二、多选题
17.小庆家买了新楼房,为了搬运装修材料,设计了如图所示的滑轮组,已知动滑轮和装货物的箱子共重100N,一次提升重500N的材料到12m高的楼上,绳重和摩擦忽略不计,则此过程中,下列说法正确的是(    )
 
A. 工人提升重物时,绳上的拉力为300N
B. 工人做的有用功是6000J
C. 工人做的总功是10800J
D. 滑轮组的机械效率为83.3%
【来源】黑龙江省齐齐哈尔市2018年中考物理试题
【答案】ABD
【解析】
 
C、拉力端移动的距离:
拉力做的总功:
 ,故C错误;
D、滑轮组的机械效率:
 ,故D正确。
故选ABD。
【点睛】
涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率显得简单了。

三、实验题
18.某小组进行“探究动能大小与质量是否有关”的活动。
 
(1)小明用两辆相同的小车,在其中一辆小车上放一个砝码,然后让它们从同一斜面的同一位置由静止释放,撞击置于水平面上的木块,如图(a)。
①将小车从同一位置处释放,目的是为了控制小车到达水平面的_______相同。
②通过比较_______来比较小车动能大小。根据实验得出结论:动能大小与质量大小有关。
(2)小红改变实验方案:让同一小车,从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上的木块,如图(b)。发现:木块滑行的距离不一样远。根据这一现象,能做出以下哪个判断?_______。
A.动能大小与质量无关,一定还与其他因素有关
B.动能大小除了与质量有关外,一定还与其他因素有关
C.不能判断物体动能大小是否与质量有关,动能大小一定与质量外的其他因素有关
【来源】江苏省泰州市2018年中考物理试题
【答案】  速度  木块被推出的远近  C
【解析】
 (2)根据小红改变实验方案知道,同一小车,小车质量一定,所以,不能判断物体动能大小是否与质量有关,从同一斜面的不同高度由静止释放,那么小车到达水平面时的速度就不同,小车推动木块做功,运动距离越远,做功越多,动能越大,所以得出结论是:不能判断物体动能大小是否与质量有关,动能大小一定与质量外的其他因素有关,故选C。
【点睛】
本题考查的是“探究动能大小与质量是否有关”的实验,解题的关键是利用控制变量法和转换法,探究动能大小跟各因素之间的关系。
19.小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示,把弹簧放在水平面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程:
 
(1)弹簧弹性势能的大小是通过_______来衡量的。
(2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用_______(选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验,并先后改变_______之间的距离,测出OQ的距离,重复实验,测量多组数据并记录。
(3)小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中,他们运用到了转换法和_______两种物理思想方法。
【来源】2018年四川省广元市中考物理试题
【答案】物体M被弹出的距离相同AP控制变量法
【解析】
 (3)通过以上分析可以看出,本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小,用到了转换法;
同时,探究与多个量的关系时,还用到了控制变量法。
【点睛】
除了控制变量法,还要注意理解转换法的思想,即对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,用一些非常直观的现象或易测量的物理量去间接的研究或测量的方法,两种实验方法都是初中物理常用的,注意总结做到心中有数。
20.(题文)在“探究景响动能大小因素”的实验中,如图所示,让小球从同一光滑斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平面上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后静止的位置。(已知h1<h2<h3)
 
(1)球从斜面上滚下的过程中,小球的______能转化为小球的____能。
(2)本实验是通过__________比较小球动能的大小。
(3)分析图中的三次实验可以得出的结论是:物体的_______一定时,_____越大,它的动能越大;通过实验结论可知,开车时要注意不能________(“超载”或“超速”)。
【来源】辽宁省阜新市2018年中考物理试题
【答案】重力势动木块滑动的距离质量速度超速
【解析】
 由质量一定时,速度越大,动能越大的实验结论可知,开车时如果速度快,则动能大,遇到紧急情况时,更容易出现事故,所以开车要注意不能超速。
【点睛】
牢记影响动能和重力势能大小的因素,当质量不变时,速度增大,动能增大,速度减小,动能减小;另外实验中用到了转换法和控制变量法,体会初中物理实验中最常用的这两种实验方法。
21.简单机械为我们解决问题带来很多方便,下面我们就利用它探究我们学习中的疑惑。
(1)小华小组测小车的平均速度如图甲所示;
①请根据图中所给的信息回答:sAB=_______cm,tBC=_______s。
②让小车从A点自由滑下,经B点到C点,则vAB_______vAC(选填“=”、“<”或”>”)。
(2)课外实验小组林琳同学安装了如图乙装置想探究阻力对物体运动的影响,做了三次实验。通过三次实验林琳小组总结出小车在毛巾、棉布、木板表面受到的阻力不同,速度减小得快慢不同,分析出如果物体受到的阻力为零,速度就不会改变。从而理解了牛顿第一定律是经过_______(A.实验  B.实验加推理概括)得出的定律。
(3)林琳小组完成上述实验后添加了一个木块和两个质量不同的小球,又利用装置丙探究影响动能大小的因素,在此实验中是通过观察_______判断动能大小的。试想如果实验所用的木板绝对光滑,她的实验_______(选填“能”或“不能”)成功。
(4)上述三个力学实验中均用到了物理学中的同一种简单机械是_______;举出一个日常生活中利用此机械的实例:_______。
 
【来源】黑龙江省齐齐哈尔市2018年中考物理试题
【答案】  4.00  1  <  B  观察木块移动的距离  不能  斜面  盘山公路
【解析】
 
(2)通过三次实验林琳小组总结出小车在毛巾、棉布、木板表面受到的阻力不同,速度减小得快慢不同;
分析推理出如果物体受到的阻力为零,速度就不会改变。从而是推理概括出了牛顿第一定律,故选B。
(3)小球推动木块在水平面上运动,木块被推动的距离越大,球的动能越大,所以通过木块被推动距离的大小间接反映球的动能大小,应用了转换法。
若水平面光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去。小球做功的多少也无法确定,则小球动能的大小就无法比较,实验不能成功。
(4)三个实验都用到了斜面,在实际生活生产中应用了斜面工作原理的实例有:盘山公路和螺丝钉的螺纹等,都是为了省力。
【点睛】
理解牛顿第一定律是在实验的基础上经过推理而得出的,因为实际中没有不受力的物体;要能从能的转化理解实验3,即小球到达水平面时具有机械能,这些机械能克服阻力做功,所以通过木块移动的距离可以判断小球动能的大小。
22.在探究“物体动能大小跟哪些因素有关”的实验中,让小球由静止开始沿斜面向下运动去撞击水平面上的木块,实验步骤如图甲、乙、丙所示。
(1)实验中,木块运动的距离越远,说明刚要撞击木块时小球具有的动能越_______。
(2)通过比较甲、乙两次实验可得,动能大小与_______有关。
 
【来源】贵州省遵义市2018年中考物理试题
【答案】  大  速度
【解析】
 【点睛】
探究动能大小跟哪些因素有关”的实验中,运用了控制变量法,研究动能与质量的关系时,控制速度相同。研究动能与速度的关系时,控制质量相同。

四、计算题
23.如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,履带与地面接触的总面积为0.5m2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg).求:
 
(1)消防机器人在1min内通过的路程.
(2)消防机器人静止在水平地面时,对地面产生的压强.
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率.
【来源】江苏省泰州市2018年中考物理试题
【答案】(1)180m (2)12000pa(3)360w
【解析】
 (3)根据题意知道,机器人做匀速直线运动,所以受到的牵引力与所受阻力是一对平衡力,即小车的牵引力是:F=f=0.02G=0.02×6000N=120N,
所以,消防机器人牵引力做功的功率是:P=W/t=Fs/t=Fv=120N×3m/s=360W
【点睛】
本题考查的是速度、压强、功、功率的计算,解题的关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等及匀速直线运动的物体,牵引力与所受阻力为一对平衡力。
24.在拓展课上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体,沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,不计绳重及机械的摩擦。求:
(1)人的拉力所做的功。
(2)人的拉力做功的功率。
(3)动滑轮受到的重力。
 
【来源】沪粤版2018-2019学年度九年级物理上册同步练习:11.2 怎样比较做功的快慢试题
【答案】(1)72J。(2)18W。(3)1N
【解析】
 又因为物体匀速移动时处于平衡状态,故物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,
所以,滑轮组对物体的拉力是:F拉=f=35N,
由于不计绳重及机械的摩擦,所以,由F=(G动+F拉)/n可知,动滑轮的重力是:
G动 =nF-F拉=2×18N-35N=1N
【点睛】
本题考查的是功率公式、做功公式、滑轮组绳子拉力公式的应用,解题的关键是滑轮组公式的灵活运用。
25.步行是一种简易方便的健身运动,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大,步距还可作为身体上的一把“尺子”。小东测出自己的步距为0.5m,他正常步行1min走了180步。小东根据自己的腿长和步距画出了如图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。
(已知小东的腿长是65cm,质量是50kg)(g取10N/kg)求:
 
(1)小东正常步行的速度是多少?
(2)小东每走一步克服重力所做的功是多少?
(3)小东正常步行克服重力做功的功率是多少?
【来源】沪粤版2018-2019学年度九年级物理上册同步练习:11.2 怎样比较做功的快慢试题
【答案】(1)1.2m/s(2)25J(3)75W
【解析】
 (3)根据题意知道,1min做的总功是:W总=180W=180×25J=4500J,
所以,正常步行克服重力做功的功率是:P=W总/t=4500J/60s=75W
【点睛】
本题考查的是速度的计算、功和功率的计算及勾股定理的应用,体现了物理知识与数学知识的密切联系。
26.关于深海的探究,对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义,我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲是我们自行研制的水下智能潜航器,其外形与潜艇相似,相关参数为:体积2m3、质量1500kg,最大下潜深度5000m,最大下潜速度10km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
 
(1)某次执行任务,当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。
(2)潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。
(3)潜航器任务完成后,变为自重时静止漂浮在海面上,此时露出海面体积。
(4)当潜航器漂浮在海面时,由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示,图中P3=3P1.求t1时刻起重装置对潜航器的拉力。(不考虑水的阻力)
【来源】2018年四川省广元市中考物理试题
【答案】(1)5×107Pa;(2)0.5h;(3)0.5m3;(4)5000N
【解析】
 
(3)静止漂浮在海面上时,受到的浮力和自身的重力相等,所以,此时潜航器受到的浮力为:
 ,
根据 得,排开水的体积为:
 
潜航器露出海面体积:
 ;
(4)分析图象可知,在t3时刻潜航器完全离开水面,由于潜航器匀速运动,所以,此时起重装置对潜航器的拉力等于潜航器的重力,即 ;
因起重装置将潜航器匀速竖直吊离海面,所以速度保持不变;
根据 可得: ,
已知 ,即
解得: ,
则 。
【点睛】
重点是液体压强、速度、阿基米德原理的计算,最后一问中注意能从图像得知,t3时刻功率不再变化,即拉力不再增大,说明物体不再受到水的浮力,即物体离开水面,根据速度不变可得拉力的大小。
27.如图是一款新研发的机器人。若机器人重为15N,与地面的接触面积是1×10﹣3m2,牵引力大小是I0N、机器人在水平地面上沿直线行走l0m,用时100s。求:
 
(1)机器人行走的平均速度;
(2)机器人牵引力做的功;
(3)机器人静止时对水平面的压强。
【来源】2018年广西北部湾四市同城中考物理试题
【答案】(1)0.1m/s;(2)100J;(3)1.5×104Pa
【解析】
 
(3)机器人静止时对水平面的压力等于自身重力:
 
受力面积为:
所以对地面的压强为:
 。
【点睛】
重点是速度、功、压强的计算,都是公式的最基本应用,难度不大,要注意理解,放在水平面的物体,对地面的压力等于身处的重力。
28.南极冰面上,科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱,运输货物.
 
(1)木箱底面积为5m2,质量不计,水平冰面能承受的最大压强为1×104Pa,g取10N/kg,求木箱内可装货物的最大质量?
某次运输过程中,拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km、消耗柴油1kg,牵引木箱做功的功率为9kW,q柴油=4.5×107J/kg.
(2)求该运输过程中,冰面对木箱的摩擦力大小?
(3)求该运输过程,柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率?
【来源】江苏省常州市2018年中考物理试题
【答案】(1)mmax=5000kg (2)f=900N(3)η=20%
【解析】
 
(2)已知木箱在水平冰面上的速度v=36km/h=10m/s,根据P=Fv可得,
木箱所受到的牵引力 ,
因为木箱做匀速直线运动,所受的摩擦力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以冰面对木箱的摩擦力f=F=900N;
(3)运输过程中,牵引力所做的功W=Fs=900N×10000m=9×106J,
柴油完全燃烧释放的热量Q=qm=4.5×107J/kg×1kg=4.5×107J,
因此,拖拉机牵引木箱做功的效率 ;
答:(1)木箱内可装货物的最大质量mmax=5000kg;(2)该运输过程中,冰面对木箱的摩擦力为900N;(3)柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率为20%;
【点睛】
在水平冰面上,木箱对冰面的压力等于其重力,然后利用F=PS求出压力的大小,即木箱重力的大小,再根据G=mg得出木箱的最大质量。所以熟练掌握基本的计算公式和变形公式十分重要。
29.如图所示为一吊运设备的简化模型图,图中虚线框里是滑轮组(未画出)。滑轮组绳子自由端由电动机拉动,现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B,已知物体重力GA=1.75GB,当对A以竖直向上的拉力TA=1500N时,物体A静止,受到地面持力是NA,当对B以竖直向上的拉力TB=1000N时,物体B也静止,受到地面支持力是NB;且NA=2NB求:
(1)物体A的重力GA,和地面支持力NA大小;
(2)当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时,物体B恰以速度v被匀速提升,已知此时拉力F功率为500W,滑轮组机械效率为80%,不计各种摩擦和绳子质量,物体B的速度v为多少。
 
【来源】2017---2018学年度八(下)简单机械试题
【答案】(1)3500N; 2000N;(2)0.2m/s
【解析】
 (2)已知绳子自由端的拉力F=625N,η=80%,物体B重为2000N,设承担物重的绳子段数为n,则η= =80%,解得:n=4。又因为拉力F做功的功率P=500W,由P=Fv得,绳子自由端运动的速度为:v绳= =0.8m/s,则物体B匀速上升的速度为:v= v绳= ×0.8m/s=0.2m/s。
【点评】
(1)对A、B进行受力分析,FA NA=GA,FB NB=GB,已知两物体重GA=1.75GB,且NA=2NB,列式可解;(2)知道提升重物B时滑轮组的机械效率和绳子自由端的拉力,可利用公式η= 计算出吊着物体的绳子的段数。知道拉力F的大小和拉力F做功的功率,可利用公式P=Fv计算出绳子自由端运动的速度,从而可以计算出物体B匀速上升的速度v。
30.小华家新买了一台小轿车,小轿车的质量是12t,车轮与地面的总接触面积为0.12 .周末小华一家人开车去郊游,在某段水平路面上以72km/h的速度匀速直线行驶了一段路程,若此过程小轿车的输出功率是40kW。求:
(1)轿车静止在水平地面上时,对地面的压强。(g取10N/kg)
(2)小轿车在这段路程中所受的阻力。
(3)如果该小轿车百公里消耗汽油5kg,求这些汽油完全燃烧放出的热量。
【来源】辽宁省阜新市2018年中考物理试题
【答案】见解析所示
【解析】
 
(2)汽车的速度为:
因汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力等于阻力,由 得,汽车受到的牵引力即阻力为:
 ;
(3)消耗汽油5kg,根据 得这些汽油完全燃烧放出的热量:
 。
【点睛】
重点是压强、功率、热值的相关计算,都是公式的基本应用,公式应用时注意单位的统一,一般来说单位都要用主单位进行计算。
31.如图所示,长L1=1m的薄壁正方体容器A放置在水平地面上,顶部有小孔C与空气相通,长L2=0.2m的正方体木块B静止在容器A底面。通过细管D缓慢向容器A内注水,直到注满容器A,木块B上浮过程中上下表面始终水平,木块B与容器A底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,木块的密度ρ木=0.5×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)注水前,木块B对容器A底面的压强
(2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度
(3)水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小
(4)整个过程,浮力对木块所做的功
 
【来源】2018年四川省绵阳市中考物理试题
【答案】(1)1000Pa;(2)0.1m;(3)40N;(4)32J
【解析】
 【详解】
(1)木块的质量为: ;木块B对容器A底面的压强为:
 ;
(2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,木块恰好处于漂浮状态,此时受到的浮力为:
 ;根据阿基米德原理可知,木块排开的水的体积为:
 ,则木块浸入水中的深度即水的深度为:
 ;
 (4)整个过程中,木块上升的高度为: ;则浮力所做的功为:
 。
答:(1)注水前,木块B对容器A底面的压强为1000Pa;
(2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度为0.1m;
(3)水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小为40N;
(4)整个过程,浮力对木块所做的功为32J。
【点睛】
本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、密度公式、液体压强公式、阿基米德原理、功的计算等知识的掌握和运用,,能利用好阿基米德原理是解题的关键。
32.如图所示,两轮自动平衡电动车做为一种新兴的交通工具备受中学生的喜爱,下表是某型号两轮自动平衡电动车的主要参数,请通过计算解答下列问题:
 
(1)图中小夏质量为40kg,轮胎与地面的总接触面积为0.01m2,小夏骑行过程中地面受到的压强为多少?
(2)锂电池充满电后能储存多少焦耳的电能?
(3)锂电池充满电后,小夏多次骑着两轮自动平衡电动车在平直路面上匀速行驶进行测试,最多行驶27km电能恰好耗尽,假设受到的平均阻力是总重力的0.1倍,求此过程中两轮自动平衡电动车的工作效率是多少?
(4)在小夏骑行两轮自动平衡电动车的过程中,为确保安全,请你对他提出一条合理的建议。
【来源】黑龙江省齐齐哈尔市2018年中考物理试题
【答案】(1)6×104Pa;(2)1.8×106J;(3)90%;(4)减速慢行,不要闯红灯,右侧行驶等
【解析】
 
(2)根据 得锂电池充满电后能储存的电能:
 ;
(3)匀速直线运动时,牵引力与平均阻力是一对平衡力,所以牵引力为:
 
行驶27km做功为:
 
电动车的工作效率为;
 ;
(4)为保证安全行驶,建议:减速慢行,不要闯红灯,右侧行驶等。
【点睛】
重点是压强、功、电功、效率的计算,综合性较强,关键是能理解清楚题意,每一步的计算都公式的基本应用,注意计算时单位的统一。
33.工人师傅用如图所示的滑轮组匀速提升重1200N的建筑料,建筑材料在30s内上升了3m。
 
(1)求工人师傅做的有用功;
(2)提升该建筑材料时滑轮组的机械效率为80%,求工人师傅对绳端拉力的功率。
【来源】贵州省遵义市2018年中考物理试题
【答案】(1)3600J;(2)150W
【解析】
 
答:(1)工人师傅做的有用功3600J;
(2)工人师傅对绳端拉力的功率150W。
【点睛】
本题考查有用功、功率及其滑轮组机械效率的计算,关键要理解有用功、总功的概念,然后根据功率的计算公式求解。

五、填空
34.如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为25J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为1J,则木块运动过程中克服阻力做的功是_______J.整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于_______(选填:“B“、“C”或“D”)点。
 
【来源】2018年贵州省贵阳市中考物理试题
【答案】  24  B
【解析】
 开始运动时,弹力大于阻力,木块向右运动的过程中,弹力慢慢减小,阻力不变,木块做加速运动,当木块受到的弹力等于阻力时速度最大,此时弹簧未恢复值原长;
木块由于惯性仍然会向右运动,此时弹力小于阻力,做的是减速运动,当弹簧恢复原长时阻力为0;
故弹力与摩擦力平衡的点应该在弹簧原长的左侧,则木块速度最大时其左端可能位于B点。
【点睛】
第一问的解答,关键是利用好能量守恒的特点,即能的转移、转化过程中能的总量不变;第二问解答时,要理解清楚运动和力的关系,即受力不平衡时,物体速度会发生变化,而弹簧原长的位置附近弹力应该小于摩擦力,所以平衡点在弹簧的左侧。
35.极限跳伞是一项惊险体育运动。如图所示,跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能_______,机械能_______,跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以_______为参照物。
 
【来源】安徽省无为县红庙初中2017-2018学年上学期九年级物理同步练习11.4认识动能和势能
【答案】  减小  减小  自己
【解析】
【详解】
跳伞员在匀速下落过程中,其质量不变,高度减小,故重力势能将减小;质量不变,速度不变,动能不变,故机械能减小;若跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以自己为参照物的。
【点睛】
(1)重力势能大小的影响因素:质量、高度,动能大小的影响因素:质量、速度;(2)判断物体是运动还是静止,即看该物体相对于参照物的位置是否发生变化即可;
36.某建筑工地上一台升降机的箱体连同货物的重量为1500N,在10s内从楼的1层上升到5层,如果每层楼高3m,则升降机电动机至少做_______J的功,功率至少_______W。
【来源】湖南省益阳市2018年中考物理试题
【答案】  1.8×104  1.8×103
【解析】
 
【点睛】
利用功的计算公式W=Gh,明确物体上升高度是正确解答的前提。
37.在“再探动滑轮”的实验中,小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提升,拉力为1.8N, 2s钩码上升0.2m,此过程中有用功为______J,拉力做功的功率为______W,动滑轮的机械效率为______。
【来源】江苏省盐城市2018年初中毕业与升学考试物理试题
【答案】  0.6  0.36  83.3℅
【解析】
【详解】
重3N的钩码上升0.2m,所以有用功为:
 ;
拉力做的总功为:
 ;
拉力的功率为:
 ;
动滑轮的机械效率为:
 。
【点睛】
涉及机械效率的问题时,关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪,特别要清楚额外功是对谁做的功,弄清楚这些功后,求效率和功率就显得简单了。
38.如图,15L的圆柱形塑料桶装满水,在桶的顶部安装一个直流电动抽水器(输出功率5W,工作电压5V),抽水器工作时,5s内能抽出150mL的水。抽水器的工作电流为_______A.要将这桶水全部抽出,需要_______s;抽水器需消耗电能_______J;需克服水的重力做功_______J.(g取10N/kg)
 
【来源】2018-2019学年度九年级物理同步练习:18.2 电功率
【答案】  1  500  2500  75
【解析】
 
六、综合题
39.如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C,球A、C离沙地高度相同.现让三个球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示.
 
(1)根据__可以判断出__球释放前的重力势能最大;
(2)比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是____;
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为____.
【来源】(沪粤版)2018-2019学年度九年级物理上册同步练习:11.4 认识动能和势能
【答案】虚线球在沙地中的深度A质量动能
【解析】
 40.阅读短文,回答问题:
神奇的“大力士”——形状记忆合金起重机
形状记忆合金起重机具有动力大、噪声小等优点,广泛应用于能源。交通和日常生活等领域。
形状记忆合金起重机的动力主要来自于形状记忆合金,如图甲所示,常温下发生形变的记忆合金。在受热超过某一温度时,完全恢复到原来的彤状,此过程中产生很大的力,将重物提起。
 
依据不同记忆合金材料特性,可制成记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧。如图乙所示为记忆压缩弹簧,在常温时较小的外力即可使其处于压缩状态,在高温时会自动恢复到原来的伸长状态;记忆拉伸弹簧则与其不同,在常温时较小的外力可使其处于伸长状态,在高温时会自动恢复到原来的压缩状态,记忆弹簧恢复原状时所产生的弹力远比普通弹簧大。
 
给记忆合金材料通上交替变化的脉冲电流,以使其温度升高。为控制加热快慢,通常采用改变一个周期内通有电流的时间占总时间的比值的方法来实现。
(1)形状记忆合金起重机在提升重物时,重物的重力势能______。
(2)由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后,应______(升温/降温),使其恢复原状。
(3)对记忆拉伸弹簧来说,高温状态长度比低温状态______。
(4)下列四种电流能使相同的记忆合金弹簧升温最快的是______。
 
 (5)右图是小明设计的形状记忆合金起重机的动力结构示意图,记忆弹簧通电后恢复原状,提起重物,为让记忆弹簧能回到初始位置,装置中需要搭配普通弹簧,下列四种组合中,提升力最大的是______。
 
A.普通弹簧,记忆拉伸弹簧、普通弹簧
B.普通弹簧,记忆压缩弹簧、普通弹簧
C.记忆压缩弹簧、普通弹簧、记忆压缩弹簧
D.记忆拉伸弹簧、普通弹簧、记忆拉伸弹簧
【来源】江苏省盐城市2018年初中毕业与升学考试物理试题
【答案】  增大  升温  短  B  D
【解析】
【详解】
(1)形状记忆合金起重机在提升重物时,重物的质量不变,高度升高,所以重力势能增大。
(2)根据题意,在常温下发生形变的记忆合金。在受热超过某一温度时,完全恢复到原来的彤状,所以由形状记忆合金材料制成的眼镜框被踩扁后,应升温使其恢复原状。
(3)对记忆拉伸弹簧来说,在常温时较小的外力可使其处于伸长状态,在高温时会自动恢复到原来的压缩状态,所以高温状态长度比低温状态短。
 当由两个记忆拉伸弹簧,配合中间一个普通弹簧时,提升力最大。
故下列四种组合中,提升力最大的是D。
【点睛】
考查形状记忆合金的相关内容,这类的题目读懂短文的内容是关键,因为只在读懂的短文内容,解题中许多问题直接从短文中就可以找出答案,如本题中,要区分清楚记忆压缩弹簧和记忆拉伸弹簧的形变关系,理解有偏差解题当然就会出错。

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