8下-10-功和机械能（原卷版）-全国初中物理竞赛试题编选

试卷第=page1313页，共=sectionpages1414页试卷第=page1414页，共=sectionpages1414页保密★启用前《功和机械能》全国初中物理竞赛试题精编学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图的斜面是光滑的，分别用F1、F2的推力从斜面的底部将同样的物体匀速推上斜面的顶端，推力所做的功为W1、W2，斜面两底角不等α<β，那么（）A．F1>F2；W1=W2 B．F1<F2；W1<W2C．F1>F2；W1>W2 D．F1<F2；W1=W22．用杠杆、斜面和滑轮组分别将物重相同的物体提升到相同高度的过程中，所做的有用功（）A．使用杠杆时最多 B．使用斜面时最多C．使用滑轮组时最多 D．一样多3．如图甲，体积为1000cm3的实心均匀正方体A，自由放置在底面积为200cm2、高为16cm的薄壁柱形容器中，容器重力为10N；底面积50cm2、高为10cm的长方体B通过一轻质细线悬挂于天花板，细线拉力为12N，A与B相距7cm，现往容器中注入某种液体，当液体深度为15cm时，细线拉力变为10N，如图乙，此时液体对容器底的压强为1500Pa。下列说法正确的是（）A．液体的密度为0.8g/cm3B．从甲图到乙图，A物体克服重力做功42JC．从甲图到乙图，容器对桌面的压力增加了34ND．若轻轻剪断乙图中细线，待AB物体静止后，容器对桌面的压强为2350Pa4．如图所示木块从光滑斜面的顶端由静止下滑，途经A、B、C三点。已知AB和BC的长度相同，下列说法正确的是（）A．从A点到C点木块保持匀速直线运动B．木块受到的支持力和重力都对木块做功C．AB和BC段重力对木块做功的多少相同D．AB和BC段重力对木块做功的功率相同5．甲、乙两人质量之比为，他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为，甲跑上楼所用的时间是t1。当甲站在自动扶梯上不动，开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2。那么，当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时，所用的时间为（）A． B．C． D．6．汽车以速度v0在平直路面上匀速行驶，在t1时刻将汽车发动机的输出功率调大为另一个恒定值，设汽车行驶过程中受到的阻力恒定不变。汽车运动的路程s，发动机做功W，汽车的运动速度v，汽车的牵引力F，从t=0时刻开始，下列随时间t变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．7．如图，一辆电动车在月球表面（月球面附近无大气层）沿着平直轨道行驶，物体M相对于车静止，则以下说法中正确的是（）A．电动车动能一定增加B．M受到的摩擦力一定向右C．此时小车可能做匀速直线运动D．若电动车急刹车，M受到的摩擦力一定向左8．原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l，如图所示.则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能、重力势能、橡皮筋所受的拉力F和橡皮筋的弹性势能随运动距离s变化的关系图象可能是A． B．C． D．9．如图所示，两个相同的光滑弧形槽，一个为A1B1C1凸形，一个为A2B2C2凹形，两个相同小球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，小球通过凹形槽的时间为t1，通过凸形槽的时间为t2，则t1、t2的关系为（）A．t1=t2 B．t1>t2 C．t1<t2 D．无法确定10．如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（）A．到达A点时，小球的动能最大B．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能C．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小D．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力11．质量相等的甲、乙两个物体从同一斜面的相同高度处下滑，每隔相等时间曝光一次得到的频闪照片如图所示。则甲、乙在斜面上运动的过程中（）A．平均速度之比为3︰5B．甲的重力势能转化为动能C．到达斜面底端的动能相等D．乙重力做功的功率比甲大二、填空题12．质量为1.5t的汽车以20m/s的速度在水平路面上沿直线匀速行驶5min，汽车行驶时所受阻力为车重的0.2倍，则牵引力为___________N，这段时间内牵引力做功的功率为___________W，重力做的功为___________J。（取g=10N/kg）13．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度ν与时间t的关系如图乙所示。

（1）3~6秒，物体受到的摩擦力是___________N，6~9秒，拉力F对物体做的功是___________J；（2）6~9秒，拉力F的功率是___________W，3~9秒，拉力F的平均功率是___________W。14．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0~3sF对物体做的功为_____J，3~6s物体受摩擦力大小为______N。6~9sF对物体做的功为______J。15．如图甲所示，底面积为200cm2的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上，正方体A、圆柱体B浸没在某种液体中。正方体A的体积为1000cm3、重力为6N，通过不可伸长的细线与容器底部相连，B放在A上。打开阀门K放出液体，容器中液体深度h与细线上拉力F关系如图乙所示。则圆柱体B的高度为_______cm。当液体深度为20cm时，关闭阀门，剪断细线，将B从A上取下放入液体中。待A、B静止后，与剪线前相比，克服A的重力做功________J。16．如图，实心正方体木块（不吸水）放入底面积为200cm2的圆柱形容器中，木块浸入水中的体积为6×10-4m3，然后在其上表面放置一个重4N的铝块，静止后木块上表面刚好与水面相平，木块的密度为___kg/m3，铝块放上去到木块静止过程中，木块克服重力做的功为____J。17．小斌在水平地面上用大小为F的推力沿水平方向推一个木箱，其F﹣t图像和木箱的v﹣t图像分别如图甲和图乙所示。由图像可知，在0～2s内推力F做功为______J，在4～6s内，推力F的功率为______W。18．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，当其左端至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．则木块最终静止的位置一定不可能位于____（B/C/D）点，整个过程中木块克服阻力做的功是____J，整个过程中木块速度最大时其左端可能位于____（B/C/D）点．19．如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码，当你用手按着“魔罐”在水平地面上滚出后，松手后它能自动滚回来的原因是_____能转化为_____能。“魔罐”滚回来后不能回到原释放点的位置，主要原因是魔罐离开手后，它的机械能_____（减小/增大）。三、实验题20．江苏广播电台在2019年3•15期间对某知名汽车品牌E级轿车连续出现减震器断裂事故（××减震门）进行了跟踪报道。汽车悬架系统上都装有减震器（如图甲），减震器一般和弹簧配合使用进行共同减震（结构简图如图乙），当汽车压下时弹簧被压缩，同时减震器中活塞向下运动，挤压减震器内部注入的油液，由于挤压作用，油液会在上下两个工作缸内上下流动，从而产生一定的阻力，减弱汽车的上下振动，改善汽车行驶的平顺性和舒适性。如果来自外界的力过大时，弹簧迅速压至最低位置，减震器压到底部，出现减震器断裂造成汽车底盘触及地面等严重交通事故。（1）为避免减震器变形，车主采取的规避风险方法中，不可行的是____________；A．过颠簸路段时尽量加速通过B．适当降低汽车轮胎的胎压，提高轮胎的弹性空间C．换用普通轮胎，避免使用强度大的防爆胎，缓解减震器压力D．尽量避免前轮快速通过路牙或者撞到路墩（2）在一般召回处理策略中，有些厂商采用更换减震弹簧的方式去加以巩固。通过查阅资料发现，对于某种材质的弹簧在压缩或伸长时其形变量的影响因素及实验数据如表。试验次数弹簧长度L/m横截面积S/cm2所受拉力F/N伸长量L/cm110.055000.8210.105000.4320.055001.6420.0510003.2540.1010003.2640.2010001.6在一次对汽车的减震测试中，对汽车轮胎都使用了一套这样的组合减震器。使用的减震器内部自平衡状态向下移动的最大长度为10cm，外部配备由该材质制作了长度为0.5m，横截面积为0.08cm2的减震弹簧。在经过某颠簸路段时，对某个减震器产生了2.5×104N的压力，恰好将其推到了底端。①该材料发生形变时，伸长量的表达式为___________（比例常数可用k表示，不用求出）。②通过分析数据，减振弹簧受到的最大压力为___________N。③这个减震器在此过程中产生的平均阻力至少为多大？()（3）某次低速测试时，该研究小组绘制了汽车行驶中牵引力与速度的关系图象（如图），试求在本次测试中汽车发动机每分钟所做的功的大小。()21．小明同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个底面积都为200cm2的薄壁烧杯（分别装有一定量的酒精和水，酒精密度为0.8g/cm3），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其中C、D分别是物体刚好浸没在酒精和水中的情况。如图表示探究过程及有关数据。（1）如图A所示，使用弹簧测力计时，手应该握住弹簧测力计的______（选填“甲”或“乙”）；甲．拉环位置

乙．刻度盘位置（2）分析图A、B、C，说明浮力大小跟______有关；（3）分析图B、C，烧杯对桌面的压力增加了______N；（4）如图D所示，圆柱体浸没在水中所受的浮力是______N；完成实验后，小明将烧杯中水倒出，将该圆柱体放在烧杯底部，然后向烧杯倒入另一种液体，容器中液体的深度h与圆柱体受到的浮力F浮如图所示。（5）分析图象可知，液体深度增至8cm以后，物体处于______状态（选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）；（6）小明所用液体的密度为______kg/m3；（7）当液体深度增至10cm时，圆柱体对烧杯底部压强为______Pa；（8）由图B到图C的过程中，圆柱体重力做功______J。22．如图所示是小明“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.（1）原理：如图甲，从斜面上滚下的钢球A碰上木块B后，能将木块撞出一段距离s.在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B木块____________就越多，A的动能就越大.（2）该实验中所探究钢球A的动能是指____________的动能（填选项）.A．钢球撞击木块时的动能B．钢球撞击木块后的动能C．木块被钢球撞击后的动能（3）小明将钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与____________的关系.（4）图乙是用挡板控制大小不同的两个钢球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是____________.（5）若水平面光滑，本实验____________达到实验目的.（选填“能”或“不能”）23．物体下落时受到的空气阻力与速度和横截面积有关，已探究出在横截面积不变时空气阻力与速度的平方成正比。为探测空气阻力与横截面积的关系，取质量相同，半径分别为r、2r和3r的甲、乙、丙三个小球，让它们从不同高度分别竖直落下，并以砖墙为背景，当进入砖墙的区域时，用照相机通过每隔相等时间曝光一次的方法记录小球的运动过程，如图是其中一段的示意图。（1）图中的这段路程中，甲小球做______直线运动（选填“匀速”或“变速”）；（2）在图示运动过程中，甲、乙、丙三个小球的速度之比是______；（3）分析实验数据可知：在阻力相同时，小球的速度与半径的关系是成______；（4）实验结论是：在速度不变时，小球受到的空气阻力______。24．如图甲所示是研究做功与能量转化关系的装置．重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长．AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙．实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面．将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x．不计空气阻力、滑轮摩擦。（1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为______（用字母表示）；木块经过PB段内能______（增大/不变/减小）；（2）观察实验，小明提出猜想：重物和木块（系统）动能的变化与重物重力做功多少有关；（3）为了验证猜想，小明做了以下实验．重物，木块，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：序号123456PA的长L/m0.10.150.20.350.430.5木块在P点的速度平方0.20.30.40.70.91.0①根据表中数据，在图乙中作出L与v2的图像______。已知物体动能的表达式为，分析系统动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是______（正确/错误）的，得到的结论是______。②利用实验信息分析，当L=0.8m时，木块在P点获得的动能是______J。四、计算题25．如图甲所示，底面积为150cm2足够高的长方体容器中，放有A、B两个正方体，正方体B的边长为5cm，且A下表面的中心与B上表面的中心用一根细线相连，现向容器中缓慢加水，测得B对容器底面的压力F随加水体积V之间的变化图像如图乙所示，当加水1875cm3时，水位恰好与A的上表面相平，停止加水。（不计细绳质量与体积）求：（1）整个过程所加水的总质量；（2）F0的值；（3）整个加水过程中，正方体A所受的浮力对其做的功。26．如图甲所示，A、B两物体都是质量均匀的正方体，边长都为3cm，质量分别为13.5g、32.4g。将长度为3cm的细线两端分别固定在物体A、B表面的中央，构成一个连接体放入底面积为30cm2、自重为0.141N的圆柱体容器中，如图乙所示。A、B两物体和绳子都不吸水，绳子质量和容器壁厚度忽略不计，，g取。求：（1）此时图乙中容器对桌面的压强p1；（2）小亮同学缓慢的沿容器壁注入水，当注水质量为118.5g时，

A、B两物体静止后，水对容器底的压强p2；（3）若小亮同学缓慢的沿容器壁注入水，当A、B之间的细线刚好绷直时停止注水，待A、B两物体静止后，在A上表面中心处施加竖直向下的压力，使其缓慢向下运动，直至A恰好完全浸没在水中，则从施加压力开始到物体A恰好完全浸没，A的重力所做的功。（容器足够高）27．如图所示，足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上；容器底面积为200cm2，容器内水的质量为4kg。实心正方体A重为6N，边长为10cm。实心圆柱体B质量为m0（m0取值不确定，单位为克），底面积为50cm2，高度为12cm。A和B均不吸水，g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3。求：（1）容器中未放物体时，水对容器底的压强；（2）若将正方体A竖直放入圆柱形容器里，待A静止后，在A上表面中心处施加竖直向下的压力，使其缓慢向下运动，直到恰好完全浸没在水中，A从漂浮到完全浸没在水中的过程中重力所做的功。（3）若将圆柱体B竖直放入容器内，静止时水对容器底部的压强p2与m0的函数关系式。28．经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2