专题09功、功率及机械效率-2019年中考真题物理试题分项汇编(解析版)

1、专题 09 功、功率及机械效率（第 01 期）-2019 年中考真题物理试题分项汇编（解析版） 专题09功、功率及机械效率 1. （ 2019 湘西土家族苗族自治州）跳伞运动员在空中匀速下落的过程中 A 重力势能减小 B 动能增加 C.机械能增加 D.机械能不变 【答案】A 【解析】跳伞运动员匀速下落，速度不变，质量不变，高度变低，则动能不变，重力势能减小，机械能 减小。 2. （ 2019 天津）小华把装有 30 个鸡蛋的塑料袋从 1 楼提到 3 楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近 A. 9 J B. 30J C. 90 J D. 300J 【答案】C 【解析】每个鸡蛋大约 50 g, 30

2、个鸡蛋的质量大约 1.5 kg ,则这些鸡蛋所受重力约为：1.5 kg 氷 0 N/kg=15 N , 1楼到 3 楼，共上了 2 层楼，每层层距大约 3 m，则小华对鸡蛋作用大约为： 15 N 2X3 m=90 J。 3. （ 2019 江苏泰州）如图，一个小球在地面上弹跳，下列分析错误是 H A .小球从 A 处到 B 处重力势能增大 B .小球从 B 处到 C 处动能增大 C .小球在 B 处比 D 处重力势能大 D .小球在 A、C、E 三处机械能总量相等 【答案】D 【解析】A .小球从 A 处到 B 处，质量不变高度增大，所以重力势能增大，故 A 选项正确；B .小球从 B 处到

3、C 处，质量不变，在重力作用下速度逐渐增大，所以动能增大，故 B 选项正确；C.小球在 D 处 比 B 处，质量不变高度降低，所以重力势能变小，故 C 选项正确；D .看图可知小球在弹跳过程中，每 次触地反弹至最高点的高度逐渐减小，说明其机械能在运动过程中减小，所以 A、C、E 三处机械能总量 并不相等，故 D 选项错误符合题意。 4. （ 2019 江苏扬州）如图所示，用细绳吊着一个物块，静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时，用一个由 0 逐渐增大的水平作用力 F 压在物块上，墙壁足够高，则物块 【答案】B 【解析】剪断细绳后，物体开始加速下降，力 F 逐渐增大，压力增大后接触面未改变，则摩擦力会

4、逐渐 增大；刚开始摩擦力小于重力，物体做加速运动，当摩擦力大于重力后做减速运动，则动能先变大后变 小；由于具有摩擦力，能量有损耗，机械能一直减小。 5. （2019 江苏连云港）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水 平推力为 F仁当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为 F2。两次推力的功率分别为 A. FI=F2 PIP2 【答案】B C.动能先变大后不变 D.机械能先减小后不变 Pi、P2。则下列关系正确的是 【解析】 由图象甲可知， 物体作匀速直线运动, 速度大m/s;由 v-图象乙可知, 物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动, 速度大

5、v乙=4 m/s ;因为两次都是匀速直线运动，推 B .所受摩擦力变大 A .运动速度变大 /s 2 乙 C. FlF2 PlP2 B . FI=F2 PIP2 F 1P2 力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，压力和接触面的粗糙程度不变，摩 擦力不变，受到的水平推力为已=巳。已知v甲“乙，由P=二节=Fv可得，两次推力的功率 6. （ 2019 江苏苏州）将皮球从离地某一高度 0 点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图 所示，下列说法正确的是Pl1.8 m=1 080 J，故克服 t 30s 摩擦力做的额外功是： W额=W总-V有=1 800 J-1 080

6、 J=720 J,由 W额=fs 知道，物体所受斜面的摩擦力是： 18. （ 2019 四川绵阳）2019 年 1 月 3 日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四 号探测器在距离月球表面 100 米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后， 开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面 100 米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥 四号探测器的重力势能 _ ，机械能 _ 。（选填 增加”或不变”或减少”） 【答案】减少 减少 【解析】从距离月球表面 100 米高处到着陆在月球表面，此过程重探测器质量不变，高度降低为零， W _ 720J s 4.5m

7、 =160N 。 贝淇重力势能减少为零；着陆后探测器的速度减为零，则其动能也减少为零。因机械能等于动能和重 力势能之和，所以机械能减少。 19. （ 2019 四川南充）将物体 A 放在水平面上，在水平拉力 F1作用下，以v1=4 m/s 的速度向右匀速运动, 在同一水平面上，物体 A 到水平拉力 F2作用时，以 V2=6 m/s 的速度向右匀速运动，两次移动的距离相 同，则两次拉力做功 Wi _ W2（填“ “或 “ =”，两次拉力的功率 _ Pi P2（填“” 【答案】= 【解析】将物体 A 放在水平面上，在水平拉力作用下，以一定的速度向右匀速运动；同一物体在同一 水平面上，压力的大小与接

8、触面的粗糙程度均不变，则摩擦力大小不变，根据二力平衡条件可知，水 平拉力都等于摩擦力，即 Fi=F2=f;两次拉力相等，两次移动 距离也相同，根据 W=Fs 可知，拉力做 的功相等，即 Pi0.2 m=100 J ； (2) 拉力做功的功率： p =叫 =200W ; t 0.5s (3) 此过程中拉力做的有用功为： W二Gh =200 N 0.4 m =80 J ； W有 80 J 该杠杆的机械效率： 一100% 100% =80%。 W、 100J 23. ( 2019 江苏苏州)如图所示，利用动滑轮提升货物在竖直向上、大小为 250 N 的拉力 F 作用下，重为 400 N 的货物在 2

9、0 s 的时间内匀速上升 5 m,求： (1) 有用功 W有; (2) 拉力 F 的功率 P； (3) 此过程中动滑轮的机械效率 n 【答案】(1) 2 000J (2) 125W ( 3) 80% 【解析】(1)拉力做的有用功是： W a=Gh=400 N m=2 000 J , (2) 由图知道，n=2,所以动滑轮绳端移动的距离是： s=nh=2X5 m=10 m , 拉力做的总功是： W总=Fs=250 N 0 m=2 500 J, 拉力 F 的功率是： p =叫 =2500J=125 W ； t 20s (3) 动滑轮的机械效率是： =W 100%二2000 J 100%=80% W、

10、 2 500 J 24. ( 2019 江西)如图所示，是根据王爷爷驾驶汽车在某段平直高速公路上行驶时记录的数据，描绘出的 s-图象。请你根据图象，求：1 刚 ikr- JO 0 10 20 40 4 _ （1） 20 min40 min 时间段内汽车的速度； （2） 050 min时间段内汽车的平均速度； 1 （3） 若汽车以速度 v 匀速行驶时间 t，已知汽车总重为 G,匀速行驶时受到的阻力为汽车总重的 一， n 求汽车在这段时间内的功率。（温馨提示：本问计算结果请用字母表示） Gv 【答案】（1）80 km/h （ 2）96km/h （ 3）P= n 【解析】（1）由图象可知，汽车在 2

11、0 min50 min 内，做匀速直线运动，速度为： .：s 40 km 4 v1= = _ = km/min=80 km/h ， t 30 min 3 （2） 前 50 min内的平均速度为： s 80 km 8 v= = = km/mi n=96 km/h ， t 50 min 5 （3） 若汽车以速度 v 匀速行驶时间 t，已知汽车总重为 G,匀速行驶时牵引力等于阻力， 亠 W Fs 、 Gv 由 P= = =Fv 可得汽车在这段时间内的功率： P=Fv=fv= t t n 25. （ 2019 江苏无锡）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤项是一种常用工具，图中是某型号剪式千斤顶 的结构示

12、意图。使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用 手摇动板手使板手绕 O 点不断旋转，带动丝杆转动。通过杠杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩， 顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实物图。 （1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于 汽车+密: F 列哪一种简单机械？ _ （2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终A 滑轮 B.滑轮组 C.杠杆 D 斜面 为 10 000 N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。 若底部支撑台与地面

13、接触面积为 0.04 m2，顶起汽车车身后手不再用力， 则千斤顶对地面产生的 压强是多大？ 顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇 动扳手使顶升在 1 min内升高 12 cm,用千斤顶顶起车身时 机械效率为 80%，则人做功的功率 是多大？ 【答案】(1) D (2) 2.5 105 Pa (3) 25 W 【解析】(1)丝杆上的梯形扣呈斜坡状，属于斜面; (2)千斤顶自身重量忽略不计，千斤顶对地面的压力大小 【解析】(1 )由于人对绳子施加的拉力是： F=200 N , 由力的相互性知道，绳子对人的拉是 200 N , 又因为两脚与地面接触的总面

14、积 S=400 cm2, 所以，小夏对地面的压强是： _ 300 N =7.5 103 Pa； S 400cm (2)由图知道，承担物重的绳子的有效段数为 2,所以, 绳子自由端向下移动的距离是： s=2h=22 m=4 m ; F=10 000 N , 26. F 10 000 N 5 千斤顶对地面产生的压强p= 60 研=2.510 Pa； 3 有用功 Wa=F 支持h=10 000 N 12 m=1.2 1 J, W有 1 203 J, 人做功的功率P=W总如 60s =25 W。 (2019 四川乐山)小夏利用如图所示的滑轮组，将重量为 的重量为 500 N，对绳子施加的拉力 F=20

15、0 N，两脚与地面接触的总面积 (1) 小夏对地面的压强; (2) 拉力 F 做的功; (3) 该滑轮组的机械效率。 【答案】(1) 7.5 103 Pa (2) 800J (3) 70% 人处于平衡态，故人对地面的压力是: F=G -F 拉=500 N T200 N=300 N ； 他自身 280 N 的物体匀 j 了 2 m0 中 0 cm o 故拉力做的功是： W总=F拉s=200 N 4 m=800 J ； (3) 克服重物做的有用功是： W有=Gh=280 N m=560 J ； W 560J 故该滑轮组的机械效率是： 100% =70%。 W 总 800J 总、 27. ( 201

16、9 四川绵阳)为减少碳排放，国家鼓励发展电动车。综合续航里程是电动车性能的重要指标，我 国目前测试综合续航里程的标准是：电动车充满电后，重复以下一套循环，将电能耗尽后实际行驶的 里程就是综合续航里程。一套循环：由 4 个市区工况与 1 个市郊工况组成。市区工况是模拟在市区速 度较低的情况，每 1 个市区工况平均时速 18 km/h，行驶时间 200 s；市郊工况是模拟交通畅通的情况， 每 1 个市郊工况平均时速 64.8 km/h，行驶时间 400 s。 国产某型号的电动汽车有四个相同的轮胎， 空载整车质量 2 400 kg,在水平地面上时每个轮胎与地面的 接触面积是 0.06 m2,使用的液

17、冷恒温电池包充满电后蓄电池电能是 70 kW-ho 某次测试，在市区工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是 480 N，在市郊工况行驶过程中，电动 汽车平均牵引力大小是 600 N，测得的综合续航里程是 336 km。g 取 10 N/kg。求： (1) 空载时轮胎对地面的压强。 (2) 本次测试中，完成 1 个市区工况，电动汽车牵引力做的功。 (3) 本次测试中，完成一套循环，电动汽车平均消耗多少 kW-h的电能。 【答案】(1) 1X105 Pa (2) 4.8 05 J (3) 2.33 kW h 【解析】(1)空载时整车对水平地面的压力为 F=G车=m车g=2 400 kg 1 N/

18、kg=24 000 N , 则轮胎对地面的压强为 p=F= 2400(0N =1 X105 Pao S 0.06m2 汉 4 (2) 完成 1 个市区工况，V1=18 km/h=5 m/s , t1=200 s, 行驶的路程为 S1=v1t1=5 m/s 00 s=1 000 m。 牵引力大小 F牵=480N，则电动汽车牵引力做的功为 W=F牵S1=480 N 1 000 m=4.8 105J。 (3) 完成 1 个市郊工况，V2=64.8 km/h=18 m/s , t2=400 s, 行驶的路程为 S2=v2t2=18 m/s 400 s=7 200 m。 完成一套循环，电动汽车行驶的路程

19、为 S=46+S2=4 1 000 m+ 7 200 m=11 200 m=11.2 km 。 因电动车将电能耗尽能行驶 s总=336 km ,则电动车所有电能能完成的循环套数为 n=总=336km =30。 s 11.2km 又因电动车所有电能为 W总=70 kW h, 则完成一套循环，平均消耗的电能为 WW =70kW h =2.33 kW ho n 30 28. ( 2019 四川南充)如图，杠杆在水平位置平衡，物体 M 重为 500 N , OA:OB=2:3，每个滑轮重为 20 N , 滑轮组的机械效率为 80%，在拉力 F 的作用下，物体 M 以 0.5 m/速度匀速上升了 5 m

20、。(杠杆与绳的 自重摩擦均不计)求： 物体 M2以 0.5 m/s速度匀速上升了 h，绳子自由端移动的距离为: 丄 s 由V 可得绳子自由端的速度为: t v绳=2v=2 X0.5 m/s=1 m/s； 拉力 F 的功率： =50 N 1m/s = 50 W (3)由力的平衡条件可得， B 端对定滑轮向上的拉力: FB=3F+G 定=3X50 N+20 N=170 N , 根据力的作用是相互的，则定滑轮对杠杆 B 端的拉力为：FB=FB=170 N , 根据杠杆的平衡条件可得： FAX OA=FBX OB 故绳子对杠杆 A 端的拉力为： OB 3 FA FB 170 N =255 N OA 2

21、 (1) 物体 M2的重力； (2) 拉力 F 的功率； (3) 物体 Mi对水平面的压力。 【答案】(1) 80 N (2) 50 W (3) 245 N 【解析】(1)因杠杆与绳的自重、摩擦均不计，故克服动滑轮重力做的功为额外功, W有 Gh G ccc/ G 则滑轮组的机械效率： 口 一 - - - 一 - 即 80% - W、Gh G动h G G动 G 20N 解得物体 M2的重力：G=80 N ； (2)由图知，绳子的有效段数为 2,绳的自重、摩擦均不计，则作用在绳子自由端的拉力: 80N 20N 2 = 50N s=2h， 力的作用是相互的，则绳子对 M1向上的拉力为 FA =A=

22、 255 N , 根据力的平衡，地面对 M1的支持力： F 支=6 1 -FA=500 N -55 N=245 N ； 由力的相互性可知，物体 Mi对水平面的压力： F压=卩支=245 N。 【名师点睛】本题考查有关滑轮的知识，力的平衡和相互性及杠杆的平衡条件、机械效率公式的运用， 综合性强。 29. (2019 天津)用如图所示的滑轮组，将一重为 450 N 的物体以 0.1 m/s的速度匀速向上提起 2 m,拉力 F 为 200 N。求： (1) 滑轮组的机械效率； (2) 拉力 F 的功率。 【答案】(1) 75% ( 2) 60 W 【解析】(1 )从图中可以看出，与动滑轮相连的绳由 3 段； 根据滑轮组工作原理，物体上升 2 m 时，绳子拉升长度为：2X3 m=6 m ; 根据 W=Fs 得，拉力所作得功为： W=200 NX6 m=1 200 J; 该滑轮组此次所作有用功为： W有=Gh=450 N X m=900 J ； 故滑轮组的机械效率为： r= = - =75% ； W 1200J (2)根据物体匀速直线运动规律， s=vt 得：t= S =上二 =20 s, v 0.1m/s 根据 P=W得，拉力的功率为：卩=空囚=60 W。 t 20s 30. ( 2019