专题07 简单机械 功和机械能-2022年中考物理新导向题型高效特训

2022年中考物理新导向题型高效特训(七)简单机械功和机械能考点一杠杆1.如图所示的四种工具中,正常使用时属于费力杠杆的是 ()2.如图1是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“春稻谷”的示意图。小华若要更省力,下列做法可行的是 ()A.支点不动,脚在杆上的位置前移 B.将支点靠近人,脚在杆上的位置不动C.将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移 D.将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移3.如图2所示,一根质地均匀的木杆可绕0点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将 ()A.先变大,后变小 B.先变小,后变大 C.一直是变大的 D.一直是变小的4.在图3中画出力F的力臂。5.某实验小组在“研究杠杆平衡条件”的实验中：图4(1)实验时应先调节杠杆在________位置平衡,若出现如图4甲所示情况,应将杠杆的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节。(2)杠杆平衡后,他们在图乙所示的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________个相同的钩码。(3)如表是该小组在实验中记录杠杆平衡的部分数据,空格处所缺的数据：△＝________,☆＝________6.杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。如图5是小明制作的杆秤的示意图。使用时,将待称物体挂在秤钩上,用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽,移动秤砣在秤杆上的位置D,使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量。此秤最大称量是10kg,秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计,AB、BC、BE的长度如图所示(g取10N/kg),求：(1)提起哪处的秤纽,此秤的称量最大？(2)秤砣质量为多少？(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时,D与C之间的距离为多少？考点二滑轮7.A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是 ()8.反思是一种良好的学习品质。(1)一根轻质硬棒AB,在力的作用下能绕固定点0转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2,O点到F和F,的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为,只要满足F1×d1＝F2×d2,则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。(2)在“动滑轮”实验中,小宁通过如图6所示装置进行实验,得到结论：使用动滑轮匀速提升物体,竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为,即使不计摩擦和绳重,上述结论要成立,物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件,并予以证明。考点三功9.某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是 ()A.F甲<F乙,W甲<W乙 B.F甲>F乙,W甲>W乙 C.F甲＝F乙,W甲<W乙 D.F甲＝F乙,W甲＝W乙10.下面四幅图中所描述的力,对物体做了功的是 ()A.使小车向前运动了一段距离的推力 B.搬石头但没有搬动,手对石头的力C.托着货物停在水平地面上,叉车对货物的力 D.提着滑板在水平路面上前行,手提滑板的力11.用如图7甲所示的滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦。物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是________(选填“A”或“B”),动滑轮重为________N,3s内对物体做的有用功为________J。图7考点四功率12.如图8所示,AC、BC为同一水平面上的两个光滑斜面,AC>BC,∠CAB＝30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC匀速推至C点,物体的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”),若推力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,则F1________F2,P1________P2(选填“>”“<”或“＝”)。13.楼房装修常用如图9所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率P＝2.2kW,电动机将电能转化为机械能的效率η＝50%。某次吊运过程中将物料匀速提升h＝16m,所用时间t＝40s,求：(1)电动机拉绳的速度大小；(2)电动机对绳的拉力大小。考点五机械效率14.如图10所示,在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功,则 ()A.有用功为1.35J,机械效率为75% B.有用功为2C.16J,机械效率为62.5%C.有用功为1.35J,机械效率为62.5% D.有用功为1.35J,机械效率为100%15.将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图11中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体,升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2,物重G1>G2,不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是 ()A.拉力F1一定大于F2 B.乙滑轮组的机械效率较高C.甲、乙滑轮组的有用功相同 D.甲的额外功与有用功的比值较小16.涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊,是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率,节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究,用到的装置如图12,实验数据记录如表所示：(1)实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计。(2)分析表中数据可知：第4次实验是用________图所示装置来完成的。(3)通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物,滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。(4)通过比较________两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重,滑轮组机械效率越高(填实验次数的序号)。(5)通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重机械效率越小。(6)为提高滑轮组机械效率节约电能,根据以上结论和生活经验,你建议可采取的措施有________(多选)A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度17.测算如图13所示滑轮组的机械效率时,实验中得到一组数据如表。请根据以上信息,求：(1)拉力所做的功；(2)滑轮组的机械效率。考点六机械能18.2021年5月29日,我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船,5月30日,天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是 ()A.天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态19.如图14所示为游乐园过山车的轨道示意图。过山车从高处加速滑下的过程中,轨道对车的支持力________(选填“不”或“要”)做功,过山车重力势能________(选填“增加”“减少”或“不变”)。

《参考答案及解析》2022年中考物理新导向题型高效特训(七)简单机械功和机械能1.B园艺剪、瓶盖起子、核桃夹在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A、C、D不合题意；筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B符合题意.故选B。2.D支点不动,脚在杆上的位置前移,此时阻力、阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,不能省力,故A错误；将支点靠近人,脚在杆上的位置不动,此时阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,不能省力,故B错误；将支点靠近人,同时脚在杆上的位置前移,阻力不变,阻力臂变大,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,不能省力,故错误；将支点远离人,同时脚在杆上的位置后移,阻力不变,阻力臂变小,动力臂变大,根据杠杆的平衡条件可知,动力变小,能省力,故D正确.故选D。3.A根据杠杆平衡条件FLI＝F2L2分析,将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时,动力臂不变,阻力为杠杆的重力,也不变,阻力力臂变大,所以动力变大。当杠杆从水平位置拉到最终位置时,动力臂不变,阻力不变,阻力臂变小,所以动力变小。故F先变大后变小.故选A。4.[答案]如图所示[解析]首先反向延长力F画出F的作用线,由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度为F的力臂。5.[答案](1)水平左(2)6(3)1.00.20[解析](1)实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡,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)设杠杆上一格长为L,一个钩码重为G,则有3G×4L＝nG×2L,n＝6,故应在B处挂6个钩码。(3)根据杠杆平衡条件Fl1＝F2l2可得：2.0N×0.05m＝F2×0.10m,解得F2＝1.0N；2.0N×0.30m＝3.0N×L2,解得L2＝0.20m；故：△＝1.0,☆＝0.20。6.[答案](1)B(2)0.4kg(3)0.25m[解析](1)根据杠杆的平衡条件可知：当提着B处秤纽、秤砣在E点时,A点所挂物体重为GA＝eq\f(G秤驼·BE,AB)；当提着C处秤纽、秤砣在E点时,A点所挂物体重为GA′＝eq\f(G秤砣·CE,AC)。因BE>CE、AB<AC,故可得：GA>GA′,即提B处秤纽时,此秤的称量最大。(2)由(1)可知,当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时,秤杆可以在水平位置平衡,则可列式：GA·AB＝G秤砣·BE。由G＝mg可得：mA·AB＝m秤·BE,则m秤砣＝eq\f(mA·AB,BE)＝eq\f(10kg×0.02m,0.5m)＝0.4kg。(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时,阻力臂为AC＝AB+BC＝0.02m+0.03m＝0.05m,根据杠杆的平衡条件可列式：G荔枝·AC＝G秤砣·CD。由G＝mg可得：m荔枝·AC＝m秤驼·CD,则CD＝eq\f(m荔枝·AC,m秤砣)＝eq\f(2kg×0.05m,0.4kg)＝0.25m。7.DA图中,动力臂为阻力臂的一半,所以动力为阻力的2倍,即F＝2G；B图中为定滑轮,不省力,所以F＝G；C图中有2段绳子承担物体的重,所以F＝eq\f(1,2)G；D图中有3段绳子承担物体的重所以F＝eq\f(1,3)G；综上,D图中所用拉力F最小.故选D。8.[答案](1)小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同,那么即使满足F1×d1＝F2×d2,则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动。(2)条件：物重G大于动滑轮重G动。使用动滑轮匀速提升物体时,不计摩擦和绳重,拉力：F=eq\f(1,2)(G+G动),若拉力F<G,则eq\f(1,2)(G+G动)<G,所以,G>G动。[解析](1)F1与F2必须一个为使杠杆绕支点转动的动力,另一个为阻碍杠杆转动的阻力,然后满足F1L1＝F2L2的条件杠杆才平衡,即杠杆保持静止状态或匀速转动；若硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同,那么即使满足F1×d1＝F2×d2,则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动；(2)使用动滑轮匀速提升物体时,不计摩擦和绳重,拉力：F＝eq\f(1,2)(G+G动)若拉力F<G,则：eq\f(1,2)(G+G动)<G,所以,G>G动,即：使用动滑轮匀速提升物体,满足竖直向上的拉力F小于物重G的条件是：物重G大于动滑轮重G动。9.C在水平方向上,甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用,两辆汽车都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以F甲＝f甲,F乙＝f乙；甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,两辆汽车对水平路面的压力相等,都等于汽车自身的重力；接触面的粗糙程度相同,所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等,即f甲＝f乙,所以牵引力F甲＝F乙；因为v＝eq\f(s,t),v甲<v乙,所以在相同的时间内路程关系：s甲<S乙.F甲＝F乙,根据W＝Fs可知,W甲<W乙.故选C。10.A小车在推力的作用下向前运动了一段距离,有力作用在小车上,小车在力的方向上通过了距离,所以推力做了功,故A符合题意；用力搬石头,但未搬动,有力作用在物体上,但没有移动距离,所以力不做功,故B不符合题意；托着货物停在水平地面上,叉车对货物有力的作用,但货物没有在力的方向上通过距离,所以力不做功,故不符合题意；提着滑板在水平路面上前行,人给滑板一个向上的力,滑板向上没有移动距离,手提滑板的力没有做功,故D不符合题意.故选A。11.[答案]A40300[解析]由图甲可知,n＝3,则拉力端移动距离s＝3h,所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s-t图象,而下面的倾斜直线B是物体运动的s-t图象；不计绳重和摩擦,拉力F＝eq\f(1,3)(G+G动),则动滑轮重力：G动＝3F-G＝3×80N-200N＝40N；由图乙可知,t＝3s时,物体运动的高度h＝1.5m,拉力做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。12.[答案]增大<＝[解析]物体匀速运动,物体的动能不变,物体的高度增加,物体的重力势能增大,机械能等于动能与势能的总和,则物体的机械能增大,AC>BC,∠CAB＝30°,由图可知斜面AC倾斜角度小于BC的倾角,所以物体沿AC运动时推力较小,即F1<F2；由题知,AC和BC是两个光滑的斜面,额外功为O,根据W＝Gh可知推力在两斜面上做功相同,即W1＝W2,所用时间相等,根据功率公式P=eq\f(W,t)可知P1＝P213.[答案](1)0.8m/s(2)1375N[解析](1)图中使用滑轮组提升物体,n＝2,则自由端移动的距离：s＝2h＝2×16m＝32m,电动机拉绳的速度：v＝eq\f(s,t)＝eq\f(32m,40s)＝0.8m/s；(2)电动机的额定功率P＝2.2kW＝2200W,电动机消耗的电能：W＝Pt＝2200W×40s＝88000J,电动机做功：W′＝Wη＝88000J×50%＝44000J,电动机对绳的拉力：F＝eq\f(W′,s)＝eq\f(44000J,32m)＝1375N。14.C有用功W有用＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J,总功W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J,机械效率η=eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(1.35J,2.16J)×100%＝62.5%.故选C。15.D由图可知,甲、乙动滑轮绳子有效股数n分别为3和2,且物重G1>G2,动滑轮重G动相同,由公式：F＝eq\f(1,n)(G+G动)可知：F1与F2的大小关系不能确定,故A错误；已知物体上升的高度h相同,且物重G1>G2,动滑轮重G动相同,由公式：W有＝Gh、W额＝G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功,两者的额外功相同,则甲的额外功与有用功的比值较小,故C错误、D正确；再由公式：η＝eq\f(W有,W总)＝eq\f(W有,W有+W额)可知：在额外功相同时,甲的有用功大,其机械效率就高,故B错误.故选D。16.[答案](1)匀速(2)丙(4)1、3(6)ABC[解析](1)为了准确测出滑轮组的机械效率,应使弹簧测力计沿竖。直方向做匀速直线运动；(2)在第四次实验中,s＝0.5m,h＝0.1m,由s＝nh可得n＝5,即承担物重的绳子股数n＝5,所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的；(4)1、3两次实验,s＝0.3m,h＝0.1m,由s＝nh可得n＝3,使用同样的滑轮组,通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高,得出结论：同一滑轮组提