功与机械能-2022年苏州中考物理一模汇编

1、功与机械能2022年苏州中考物理一模汇编飞行的子弹中靶后，能将靶击穿，这是因为子弹具有巨大的 能；将钟表的发条拧紧后，能让钟表的指针走相当长的时间，发条带动指针走动 5h 后，发条的这种能将 （增加/减少/不变）。如下图所示，不计摩擦和绳重，把一个重为 20N 的物体沿竖直方向在 4s 内匀速提升了 2m，所用拉力 F 为 12.5N。下列说法中正确的是 A动滑轮重 7.5N B 4s 内拉力 F 做功 25J C 4s 内拉力 F 的功率为 6.25W D滑轮组的机械效率为 80% “圆梦号”是我国首个军民通用新型平流层飞艇，当飞艇推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡时，可使飞艇长时

2、间悬停。推进器将空气推向后方可获得向前的推力，说明 。飞艇所受的空气阻力 f 与速度 v 的关系为 f=kv2 式中的 k=0.9N/(m2s-2) ，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为 0.01N/W，当平流层风速为 30m/s 时，使飞艇悬停的推进器功率为 kW。【解答】解：某公交车以天然气（主要成分是甲烷气体）为燃料，满载乘客时总质量是 6000kg，车轮与地面接触总面积 0.6m2。在满载情况正常行驶 100km 需要消耗天然气 25m3，行驶中受到的平均阻力为车重的 0.06 倍。（已知该天然气的热值是 3.6107J/m3，g 取 10N/kg）(1) 为便于储存，

3、可以通过 和 的方式对天然气进行液化处理。(2) 公交车满载静止时对水平地面的压强有多大？(3) 在满载情况下正常行驶时，公交车发动机的效率是多大？若能将损失掉的能量收集起来加以利用，则正常行驶 100km 损失掉的能量能将多少吨的水从 20C 加热到沸腾？【标准大气压，c水=4.2103J/(kgC)，结果保留 1 位小数】如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方同不变的水平拉力 F 的作用，F 的大小与时间 t 的关系如图乙所示，物体运动速度 v 与时问 t 的关系如图丙所示，由图象可知，当 t=3s 时，物体受到的摩擦力为 N。在第 4 秒到 6 秒内：物体移动的距离为 m，力 F 在这

4、段时间内对物体所做的功为 J，力 F 做功的功率为 W。用如图所示滑轮组提升重物。人用 500N 的拉力 F，15s 内使重为 900N 的物体匀速上升了 3m。不计绳重和摩擦，求：(1) 动滑轮的重。(2) 人拉绳子做功的功率。(3) 滑轮组的机械效率。下表是小明测一滑轮组机械效率时收集的有关数据。 动滑轮重物重钩码上升动力动力作用点移滑轮组的G动/NG/N高度h/mF/N动距离s/m机械效率10.510.10.70.347.6%20.520.11.10.360.6%30.540.120.3 (1) 请在图中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(2) 将表格中的数据补充完整。(3) 用同一滑轮组提升

5、不同重物至同一高度，提升的物重增加时，除克服动滑轮重所做的额外功外，其它额外功将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。进一步分析可知，在动滑轮和绳重一定的情况下，该滑轮组的机械效率与 和 有关。(4) 第一次实验中，钩码上升 0.1m 所用的时间为 1.5s，则动力的功率为 W。物块 A 置于水平桌面上，一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过定滑轮，轻绳的另一端系一质量为 M 的杆，杆自然下垂，杆上有质量为 m(mM) 的小环，如图所示。当小环沿杆匀速下滑时，物块 A 仍保持静止，下列说法中正确的是 A物块 A 受到的摩擦力大小为 Mg，方向水平向左B杆子受到的摩擦力方向竖直向上，大小等于 mg

6、C小环的动能不变，内能增加，机械能减小D杆子的动能不变，内能增加，机械能减小唐代著名诗人杜甫的登高中有这样的诗句：无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。假设树叶（即落木）竖直下落，那么在下落过程中，它的重力势能将 ，动能将 （均选填“增大”、“减小”或“不变”，不计空气阻力）。如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重心在 A 点，重力为 500N，那么他将身体撑起，双手对地面的压力至少为 N。若他在 1min 内做了 30 个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为 0.4m，则在此过程中他做的功为 J，做功的功率为 W。用如图所示的滑轮组提起重为 900N 的物体 A，使物体在 1min

7、内上升了 4m，所用的拉力为 400N，求：（不计绳重以及绳和轮之间摩擦）(1) 拉力 F 克服物体的重力所做的功；(2) 拉力 F 做的功；(3) 拉力 F 做功的功率；(4) 该滑轮组的机械效率。小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，以下四个事例中能量转化与之相同的是 A甲、丙B甲、丁C乙、丙D乙、丁 2022 年 8 月，我国成功发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在火箭携带卫星加速升空的过程中，以火箭为参照物，卫星是 的，卫星的机械能 （增大 / 减小 / 不变）。用如图所示滑轮组，匀速提起重 300N 的箱子，绳自由端 5s 内移动 2m，滑轮组的机械效率为 75%

8、，则箱子上升高度为 m，拉力 F 大小为 N，拉力 F 做功的功率为 W。随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。(1) “轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的 大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会 ，这是通过 方式来改变内能的。(2) 下列四个实验中（图乙所示），其能量转化方式与图甲所示汽油机对应冲程类似的是 。(3) 轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是 。A安全B省油C减小行驶时的阻力D增大爬坡的牵引力(4) 小林通过测量获得轿车以不同速

9、度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示： 速度v/(kmh)-1406080100120制动距离s/m8185072 根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为 80km/h 时对应的制动距离是 m。(5) 小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为 100km/h，发动机转速为 2000r/min，平均油耗为 9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为 %。（已知汽油的热值为 4.6107J/kg，密度为 0.8103kg/m3）(6) 太阳能汽车利

10、用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染。汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为 6m2，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为 1.2103W/m2，如将太阳能转化为电能的效率为 15%，则电池的输出功率为 W，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为 80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为 80N，则汽车的行驶速度为 km/h。答案1. 【答案】动；减少【解析】（1）飞行的子弹，速度很大，故具有巨大的动能，能将靶击穿；（2）拧紧的发条由于发生弹性形变，从而具有弹性势能，发条带动指针走动 5h 后，发条的弹性形变程度变小，所以发条的弹性势能将减少。

11、2. 【答案】D【解析】由题图可知承重的绳子的股数为 2，n=2，不计绳重和摩擦，由 F=12G+G动 可知，12.5N=1220N+G动，解得 G动=5N，A 错误；绳子自由端移动的距离：s=2h=22m=4m，拉力做的功为：W=Fs=12.5N4m=50J，B 错误；拉力 F 的功率 P=Wt=50J4s=12.5W，C 错误；该滑轮组的机械效率为：=W有用W总=GhFs=20N2m12.5N4m=80%，D 正确。3. 【答案】力的作用是相互的；【解析】（1）飞艇悬停时，推进器向后推动空气，对空气施加力的作用，由于物体间力的作用是相互的，因此空气对飞艇施加向前的反作用力，飞艇就前进了；（

12、2）因为飞艇所受的空气阻力 f 与速度 v 的关系为 f=kv2 式中的 k=0.9N/(m2s-2) ，所以平流层风速为 v=30m/s 时，飞艇受到的阻力为 f=kv2=0.9N/(m2s-2)(30m/s)2=810N，飞艇悬停在空中，因此飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力，所以，水平推力：F=f=810N；则此时飞艇推进器的功率为： P=F0.01N/W=810N0.01N/W=81000W=81kW。4. 【答案】(1) 降低温度；压缩体积(2) 1105Pa (3) 40%；1.6t 【解析】(1) 通过降低温度和压缩体积的方式，可以将天然气由气态变为液态，便于储存；(2) 公交

13、车满载时的总重力： G=mg=6000kg10N/kg=60000N；静止时对水平地面的压力： F=G=60000N，受力面积 S=0.6m2，对地面的压强： p=FS=60000N0.6m2=1105Pa；(3) 公交车行驶中受到的平均阻力 f=0.06G=0.0660000N=3600N，因为公交车匀速行驶，所以公交车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，公交车受到的牵引力 F=f=3600N，正常行驶 100km 牵引力做的功： W=Fs=3600N100103m=3.6108J；天然气完全燃烧放出的热量： Q放=Vq=25m33.6107J/m3=9108J，公交车发动机效率： =

14、WQ放=3.6108J9108J100%=40%；损失掉的能量： Q损失=Q放-W=9108J-3.6108J=5.4108J，由题意可知，水吸收的热量 Q吸=Q损失=5.4108J，由 Q吸=cmt 可得水的质量： m=Q吸ct=5.4108J4.2103J/(kgC)(100C-20C)1607kg1.6t。5. 【答案】4；4；16；8【解析】（1）4s6s 内，物体做匀速直线运动，此时物体受力也平衡，由乙图可知，物体所受拉力为 4N，则可知此时滑动摩擦力也为 4N； 2s4s 内，物体做加速直线运动，物体的压力和接触面的粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力不变，仍为 4N，故当 t=3s 时

15、，物体受到的摩擦力为 4N；（2）由丙图知 4s6s 内，物体做匀速直线运动，速度为 2m/s，故在第 4s 到 6s 内物体移动的距离：s=vt=2m/s2s=4m。力 F 在这段时间内对物体所做的功 W=Fs=4N4m=16J，其功率 P=Wt=16J2s=8W。6. 【答案】(1) 100N (2) 200W (3) 90% 【解析】(1) 由题知，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，因为 F=12(G轮+G物) 即：500N=12(G轮+900N)，所以动滑轮的重： G轮=100N；(2) 拉力移动的距离： s=2h=6m，拉力做功： W总=Fs=500N6m=3000J，拉力做功功率： P

16、=Wt=3000J15s=200W；(3) 使用滑轮组做的有用功： W有=Gh=900N3m=2700J，滑轮组的机械效率： =W有W总100%=2700J3000J100%=90%。7. 【答案】(1) 如图所示：(2) 66.7% (3) 变大；物重；摩擦(4) 0.14 【解析】(1) 由表格中数据可知，物体上升的高度 h=0.1m，而绳子自由端移动的距离为 0.3m，s=3h，所以由 3 段绳子承担物重，因此要从动滑轮绕起。如图所示：(2) 第 3 次实验的机械效率： =W有W总100%=GhFs100%=4N0.1m2N0.3m100%66.7%。(3) 物体越重，每段绳子上承担的物

17、重越大，所以绳子与轮之间的摩擦也会越大。在绳重一定的情况下，物体的重力大小会影响有用功，摩擦力大小会影响额外功，所以滑轮组的机械效率与物重和摩擦有关。(4) 动力的功率即总功的功率。由题意知，物体上升 0.1m，动力作用点移动 0.3m。所以 P=W总t=Fst=0.7N0.3m1.5s=0.14W。8. 【答案】C【解析】物体 A 处于静止状态，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；此时小环匀速下滑，把小环和杆看做一个整体，则拉力大小等于杆和小环的总重力，即 F拉=G总=(M+m)g，所以，物块 A 受到的摩擦力大小为 f=F拉=(M+m)g，故A错误

18、；当小环沿杆匀速下滑时，小环受到两个力的作用，即向下的重力和杆对小环向上的摩擦力；由于物体间力的作用是相互的，所以杆子受到的摩擦力是向下的，故B错误；当小环沿杆匀速下滑时，小环的质量不变，速度不变，则动能不变；小环下滑时高度减小，重力势能减小，则小环的机械能减小；该过程中克服摩擦力做功，所以机械能转化为内能，故小环的内能增加，故C正确；对于杆子来说，速度不变，即动能不变，高度不变，即重力势能不变，所以杆子的机械能不变，但是由于摩擦生热，所以杆的内能会增加，故D错误。9. 【答案】减小；增大【解析】假设树叶（即落木）竖直下落，在不计空气阻力的情况下，树叶向下做加速运动，即在下落过程中，质量不变，

19、高度减小，所以它的重力势能将减小；同时质量不变，速度增大，则动能将增大。10. 【答案】300；3600；60【解析】根据杠杆平衡知识可知： 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) 克服物体的重力所做的功： W有=Gh=900N4m=3600J；(2) 拉力移动距离 s=3h=34m=12m，拉力 F 做的功： W总=Fs=400N12m=4800J；(3) 拉力 F 做功的功率：

20、 P=W总t=4800J60s=80W；(4) 该滑轮组的机械效率： =W有用W总100%=3600J4800J100%=75%。12. 【答案】A【解析】反复弯折铁丝，铁丝弯折处温度升高，机械能转化为内能，使铁丝内能增加；甲、用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程机械能转化为内能；乙、酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能；丙、汽油机压缩冲程中，活塞压缩气缸内混合燃料，使燃料的内能增加，此过程机械能转化为内能；丁、汽油机做功冲程中，的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，内能转化为的机

21、械能；与弯折铁丝，使铁丝温度升高，能量转化相同的是甲和丙，故A正确。13. 【答案】静止；增大【解析】在火箭携带卫星加速升空的过程中，以火箭为参照物，卫星与火箭的位置没有发生变化，卫星是静止的；卫星在发射升空过程中，加速上升，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大，机械能增大。14. 【答案】1；200；80。【解析】（1）绳子自由端移动的距离是：2 米，物体上升的高度是：2m2=1m；（2）滑轮组的做的有用功是：W有用=Gh=300N1m=300J，所以滑轮组的总功是：W总=W有用=300J75%=400J，拉力 F 的大小是：F=W总s=400J2m=200N；（3）拉力 F 做功的功

22、率为：P=W总t=400J5s=80W。15. 【答案】(1) 不可再生；比热容；增大；热传递；(2) A(3) D(4) 32 (5) 32.6；(6) 1080；38.88。【解析】(1) 从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由公式 Q=cmt 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好。发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增加。这是通过热传递的方式改变内能的。(2) 电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A正确；滚摆向下运动，动