集训四功和机械能、简单机械

　－ ８　－ 櫅櫅櫅櫅类型１　功和机械能櫅櫅櫅櫅　 １．（２０２３连云港中考６题）下列有关功的说法正确的是（　　） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａ．用力推车没有推动，人对车也做了功 Ｂ．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 Ｃ．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功 Ｄ．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功 ２．（２０２３达州中考８题）如图所示，Ａ、Ｂ两个粗糙程度相同 的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水平地面上， 分别用水平方向的拉力 Ｆ甲 和 Ｆ乙 使 Ａ、Ｂ一起向右运 动，甲运动的 ｓ－ｔ图象和乙运动的 ｖ－ｔ图象分别如图 丙、丁所示，已知Ｆ甲 ＝１０Ｎ，下列说法正确的是 （　　） Ａ．Ｆ甲 ＜Ｆ乙 Ｂ．甲、乙两图中Ａ、Ｂ之间的摩擦力均为１０Ｎ Ｃ．拉力Ｆ甲 与拉力Ｆ乙的功率相等 Ｄ．甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等 ３．（２０２３牡丹江中考９题）探究物体的动能跟哪些因素有关 的实验装置如图所示。关于该实验说法正确的是 （　　） Ａ．水平面越光滑越好 Ｂ．实验研究的是木块的动能大小 Ｃ．小球由斜面滚下，重力势能转化为动能 Ｄ．小球质量越大，动能越大 ４．（２０２３大庆中考８题）掷实心球是大 庆市中考体育考试项目之一，某同学 掷出的实心球的运动轨迹如图所示， Ｏ点是实心球刚离开手的位置，Ａ点是实心球运动到最 高点的位置，Ｂ点是实心球落地前瞬间的位置。在不计 空气阻力的情况下，下列说法正确的是 （　　） Ａ．实心球在空中运动时没有惯性 Ｂ．实心球在最高点Ａ时处于平衡状态 Ｃ．实心球从Ａ运动到Ｂ过程中动能逐渐增大 Ｄ．实心球从Ｏ运动到Ｂ过程中重力势能逐渐减小 ５．（２０２３无锡中考８题）在水平地面上铺一张白纸，将皮 球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留 下黑色圆斑Ａ、Ｂ，如图所示。下列说法中正确的是（　　） Ａ．皮球下落过程中动能转化为重力势能 Ｂ．皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹 性势能 Ｃ．形成圆斑Ｂ时皮球是从更高处下落的 Ｄ．形成圆斑Ａ时皮球接触地面后形变程度更小 ６．（２０２３德阳中考１３题）无人机在现 在的生产生活中有着广泛的应用。 如图所示，是一款新型智能航拍无 人机，机身总质量２ｋｇ，小李操作该 无人机先以１．２ｍ／ｓ的速度沿竖直方向匀速上升 ４８ｍ， 接着又以２ｍ／ｓ的速度沿水平方向匀速飞行８０ｍ，无人 机在上升过程中需要克服重力做功　　　　Ｊ，在整个飞 行过程中克服重力做功的功率为　　　　Ｗ。 （ｇ取１０Ｎ／ｋｇ） ７．（２０２３广安中考１６题）２０２３年５月２８日，我国首次自 行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机——— Ｃ９１９圆满完成商业首飞。Ｃ９１９加速升空时，机械能 　　　　（选填“增大”或“减小”），以地面为参照物， 它是　　　　（选填“静止”或“运动”）的 櫅櫅櫅櫅 。 类型２　简单机械櫅櫅櫅櫅　 ８．（２０２３广元中考１０题）如图所示，杠杆 ＯＢＡ可绕 Ｏ点 在竖直平面内转动，ＯＢ＝２ＢＡ，在 Ｂ点悬挂一个１０Ｎ 的重物Ｇ，在Ａ点施加竖直向上的动 力Ｆ１使杠杆ＯＢＡ水平平衡（杠杆重 力及摩擦均忽略不计），下列说法正 确的是 （　　） Ａ．在Ａ点施加竖直向上的力Ｆ１时，该杠杆是费力杠杆 Ｂ．作用在Ａ点的力Ｆ１的大小为５Ｎ Ｃ．如果重物的悬挂点Ｂ向 Ｏ点移动，要使杠杆水平平 衡，Ｆ１应变小 Ｄ．若将作用于 Ａ点的力 Ｆ１变为图中 Ｆ２，要使杠杆水 平平衡，Ｆ２应小于Ｆ１ ９．（２０２３常德中考１３题）如图所示，小明组装了甲、乙两 种滑轮，用来提升同一物体，Ｇ物 ＝２００Ｎ（不计绳重、轮 重和摩擦），要使物体竖直匀速提升２ｍ。下列说法中正 确的是 （　　） Ａ．Ｆ甲 ＝２００Ｎ，并向上移动４ｍ Ｂ．Ｆ甲 ＝１００Ｎ，并向上移动２ｍ Ｃ．Ｆ乙 ＝２００Ｎ，并向上移动１ｍ Ｄ．Ｆ乙 ＝４００Ｎ，并向上移动ｌｍ １０．（２０２３荆州中考９题）一位同学用如图所示的滑轮组拉 着重为５００Ｎ的物体，使物体以０．１ｍ／ｓ的速度沿水平 地面向右匀速直线运动１０ｓ，已知物体与地面间的滑动 摩擦力为１５０Ｎ，滑轮组的机械效率为６０％，在此过程 中下列选项正确的是 （　　） Ａ．绳子自由端移动的距离为３ｍ Ｂ．拉力做的有用功为５００Ｊ Ｃ．拉力做的额外功为１５０Ｊ Ｄ．拉力做功的功率为２５Ｗ 第１０题图 　　 第１１题图 １１．（２０２３永州中考１１题）如图所示，将一个重９．０Ｎ的物 体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉 力为３．６Ｎ，在斜面上移动的距离 ｓ＝１．２ｍ，物体升高 的高度ｈ＝０．３ｍ，则 （　　） Ａ．物体所受的摩擦力为３．６Ｎ Ｂ．物体克服重力做功为４．３２Ｊ Ｃ．拉力做功为２．７Ｊ Ｄ．斜面的机械效率为６２．５％ １２．（２０２３大连中考 ２１题）如图所示， 放置花盆的支架只在Ａ、Ｄ两点用螺 钉固定在墙壁上，ＢＣ保持水平。已 知ＡＣ长为 ｌ１，ＣＤ长为 ｌ２，ＢＣ长为 ｌ３，花盆的重力为Ｇ，重力作用线恰好过 ＢＣ中点。若不 计支架的重力，则 Ｄ点螺钉对支架的水平拉力Ｆ＝ 　　　　（用已知量表示）。为了减小拉力Ｆ，花盆位置 应离墙壁　　　　一些。 １３．（２０２３陕西中考 １６题）某重物的质量为 ８０ｋｇ，体积为 ０．０５ｍ３，则该重物的密度为 　　　　ｋｇ／ｍ３，该重物放在水平地面上时， 与地面的接触面积为０．０２５ｍ２，则它对地面 的压强为　　　　Ｐａ。工用如图所示的滑 轮组将该重物竖直向上匀速提升５ｍ，用时５０ｓ，此过 程中重物上升的速度是　　　　ｍ／ｓ。若增大提升重 物的质量，该滑轮组的机械效率将变　　　　。 （ｇ取 １０Ｎ／ｋｇ） １４．（２０２３绥化中考２３题）如图所示，在“测量滑轮组机械 效率”的实验中，利用图２甲、乙、丙三个实验装置进行 实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮 个数越多重力越大） 实验 次数 钩码重 力Ｇ／Ｎ 提升高 度ｈ／ｍ 绳端拉 力Ｆ／Ｎ 绳端移动 距离ｓ／ｍ 机械 效率η １ ４ ０．１ ０．３ ２ ８ ０．１ ３．２ ０．３ ８３．３％ ３ ８ ０．１ ２．０ ０．５ ８０．０％ （１）在实验中，应沿竖直方向　　　　　拉动弹簧测 力计。 （２）第一次实验中，如图１所示，弹簧测力计的示数是 　　　　Ｎ，机械效率是　　　　（精确到０．１％）。 （３）由１、２两次实验数据可得出结论是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。 （４）由　　　　　两次实验数据可得出结论：使用不同 滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。 （５）在第三次实验操作的基础上，如图２丁所示改变绳 端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将　　　　　（选 填“偏高”“偏低”或“不变”）。 １５．（２０２３眉山中考２４题）如图所示，工人用滑轮组提升重 物，已知重物重力 Ｇ物 ＝１０００Ｎ，动滑轮重力 Ｇ动 ＝ ２００Ｎ。在工人用力Ｆ的作用下，重物匀速上升，３０ｓ达 到规定高度６ｍ处。不计绳重和机械之间的摩擦。求： （１）拉力做功的功率； （２）滑轮组的机械效率；（保留１位小数） （３）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到９０％， 则该重物的重力是多少？ －７－ 櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆 櫆 櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆 櫆 殰 殰殰 殰 集训四　功和机械能、简单机械 　－ ３２　 － 续下降直至刚好浸没过程中，虽然有水溢出，但溢水杯 内水的深度不变，所以圆柱体从初始位置到刚好浸没， 溢水杯内水面上升的高度 Δｈ＝２ｃｍ＝０．０２ｍ，则整个 过程中水对溢水杯底部压强的变化量为Δｐ＝ρ水ｇΔｈ＝ １．０×１０３ｋｇ／ｍ３×１０Ｎ／ｋｇ×０．０２ｍ＝２００Ｐａ。 答：（１）圆柱体未浸入水中时，溢水杯对压力传感器的 压强为２×１０３Ｐａ； （２）圆柱体未浸入水中时，溢水杯中水的质量为２．７ｋｇ； （３）圆柱体刚好浸没时，细线对圆柱体的拉力为１１Ｎ； （４）圆柱体从初始位置到刚好浸没，水对溢水杯底部压 强的变化量为２００Ｐａ。 集训四　功和机械能、简单机械 类型１　功和机械能 １．Ｂ　【解析】用力推车，但没有推动，没有距离，所以没做 功，故Ａ错误；足球在水平地面上滚动时，重力方向竖直 向下，运动方向是水平的，两个方向垂直，重力对足球没 有做功，故 Ｂ正确；运动员举着杠铃静止不动，没有距 离，所以没做功，故 Ｃ错误；学生背着书包在水平路面匀 速前进时，有力也有距离，但不是在力的方向上移动的距 离，所以没做功，故Ｄ错误。故选Ｂ。 ２．Ｄ　【解析】对整体受力分析，甲、乙中整体在水平方向上 做匀速直线运动，则整体在水平方向上受力平衡，受到的 摩擦力等于拉力，甲、乙中整体对水平地面的压力相同， 接触面的粗糙程度相同，所以受到的摩擦力大小相同，则 拉力大小相同，即 Ｆ甲 ＝Ｆ乙，故 Ａ错误，Ｄ正确；图甲中 Ａ、Ｂ一起向右做匀速直线运动，Ａ和 Ｂ之间没有发生相 对滑动，也没有发生相对滑动的趋势，所以Ａ受到的摩擦 力大小为０Ｎ；图乙中，Ｂ向右做匀速直线运动，Ｂ受到的 摩擦力等于拉力，拉力为１０Ｎ，所以摩擦力为１０Ｎ，由于 物体间力的作用是相互的，所以Ａ受到的摩擦力为１０Ｎ， 故Ｂ错误；由题意和图象可知，甲中物体运动的速度为 ６ｍ ２ｓ＝３ｍ／ｓ，乙中物体的运动速度为６ｍ／ｓ，由于两种情 况下的拉力相同，根据 Ｐ＝Ｆｖ可知，拉力 Ｆ甲 与拉力 Ｆ乙 的功率不相等，故Ｃ错误。故选Ｄ。 ３．Ｃ　【解析】水平面越光滑，木块撞开的距离太远超出了 实验台长度，因此不是越光滑越好，故 Ａ错误；实验研究 的是小球的动能大小，故 Ｂ错误；小球由斜面滚下，重力 势能转化为动能，故 Ｃ正确；动能与质量和速度都有关 系，不是小球质量越大，动能就越大，故Ｄ错误。故选Ｃ。 ４．Ｃ　【解析】物体在任何时候都有惯性，故Ａ错误；实心球 在最高点 Ａ时只受重力作用，处于非平衡状态，故 Ｂ错 误；实心球从Ａ运动到 Ｂ的过程中重力势能转化为动 能，动能逐渐增大，故Ｃ正确；实心球从 Ｏ运动到 Ｂ过 程中重力势能先变大后变小，故Ｄ错误。故选Ｃ。 ５．Ｂ　【解析】皮球在高处具有较大的重力势能，球在下 落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能 变大，重力势能转化为动能，故 Ａ错误；当球接触地面 时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能，故 Ｂ正确；球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小 球的形变越大，在地面上形成的圆斑较大，所以形成圆 斑Ａ时皮球接触地面后形变程度更大，形成圆斑 Ａ时 皮球是从更高处下落的，故Ｃ、Ｄ错误。故选Ｂ。 ６．９６０　１２ 【解析】无人机在上升时需要克服重力做功是 Ｗ＝ Ｇｈ＝ｍｇｈ＝２ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ×４８ｍ＝９６０Ｊ；整个飞行过 程中用的总时间为 ４８ｍ １．２ｍ／ｓ＋ ８０ｍ ２ｍ／ｓ＝８０ｓ，则整个飞行 过程中克服重力做功的功率为Ｐ＝Ｗｔ＝ ９６０Ｊ ８０ｓ＝１２Ｗ。 ７．增大　运动 【解析】Ｃ９１９加速升空时，Ｃ９１９的质量不变，速度增 大，高度变高，动能增大，重力势能增大，所以机械能增 大；以地面为参照物，Ｃ９１９与地面的位置在不断发生 改变，故以地面为参照物它是运动的。 类型２　简单机械 ８．Ｃ　【解析】在Ａ点施加竖直向上的力 Ｆ１时，动力臂是 ＯＡ，阻力臂是ＯＢ，动力臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠 杆，故Ａ错误；由杠杆的平衡条件可知，Ｆ１×ＯＡ＝Ｇ× ＯＢ，且 ＯＡ＝ＯＢ＋ＢＡ＝３ＢＡ，即 Ｆ１×３ＢＡ＝Ｇ×２ＢＡ， Ｆ１≈６．７Ｎ，故Ｂ错误；如果重物的悬挂点 Ｂ向 Ｏ点移 动，则ＯＢ变小，由 Ｆ１×ＯＡ＝Ｇ×ＯＢ可知，ＯＡ与 Ｇ大 小不变，要使杠杆水平平衡，Ｆ１应变小，故 Ｃ正确；将 作用于Ａ点的力 Ｆ１变为图中 Ｆ２，动力臂会变小，由杠 杆的平衡条件可知，在ＯＢ与Ｇ不变情况下，Ｆ２应大于 Ｆ１，故Ｄ错误。故选Ｃ。 ９．Ｄ　【解析】图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向， 但是可以省一半的力，所以Ｆ甲 ＝０．５×２００Ｎ＝１００Ｎ， 拉力端移动的距离为ｓ＝２ｈ＝２×２ｍ＝４ｍ，故Ａ、Ｂ错 误；图乙是动滑轮，但使用该方法费力，由图可知， Ｇ物 ＝０．５Ｆ乙 ＝２００Ｎ，所以 Ｆ乙 ＝４００Ｎ，拉力端移动的 距离为０．５×２ｍ＝１ｍ，故Ｃ错误，Ｄ正确。故选Ｄ。 １０．Ｄ　【解析】物体移动的距离：ｓ物 ＝ｖ物ｔ＝０．１ｍ／ｓ×１０ｓ＝ １ｍ，由图可知 ｎ＝２，绳子自由端移动的距离：ｓ＝ ｎｓ物 ＝２×１ｍ＝２ｍ，故Ａ错误；拉力做的有用功：Ｗ有 ＝ ｆｓ物 ＝１５０Ｎ×１ｍ＝１５０Ｊ，故 Ｂ错误；拉力做的总功： Ｗ总 ＝ １５０Ｊ ６０％ ＝２５０Ｊ，拉力做的额外功：Ｗ额 ＝Ｗ总 －Ｗ有 ＝ ２５０Ｊ－１５０Ｊ＝１００Ｊ，故 Ｃ错误；拉力做功的功率是 ２５０Ｊ １０ｓ＝２５Ｗ，故Ｄ正确。故选Ｄ。 １１．Ｄ　【解析】克服物体重力做功即有用功为 ９．０Ｎ× ０．３ｍ＝２．７Ｊ，故Ｂ错误；拉力做功为３．６Ｎ×１．２ｍ＝ ４．３２Ｊ，故 Ｃ错误；机械效率为 η＝２．７Ｊ４．３２Ｊ×１００％ ＝ ６２．５％，故Ｄ正确；额外功为４．３２Ｊ－２．７Ｊ＝１．６２Ｊ；由 Ｗ额 ＝ｆｓ得，摩擦力为 ｆ＝ １．６２Ｊ １．２ｍ＝１．３５Ｎ，故 Ａ错误。 故选Ｄ。 １２． Ｇｌ３ ２（ｌ１＋ｌ２） 　近 【解析】求Ｄ点螺钉对支架的水平拉力Ｆ必须以点Ａ为 杠杆的支点，阻力是Ｇ，阻力臂是０．５ｌ３，动力臂是ｌ１＋ｌ２，则 有 Ｆ（ｌ１＋ｌ２）＝０．５ｌ３×Ｇ，解得 Ｆ＝ Ｇｌ３ ２（ｌ１＋ｌ２） ；由杠杆平 衡条件可知，在阻力、动力臂不变的情况下，阻力臂越 小，动力越小、越省力；所以为了减小拉力 Ｆ，花盆应尽 量靠近墙壁。 １３．１６００　３．２×１０４　０．１　大 【解析】该重物的密度是 ８０ｋｇ ０．０５ｍ３ ＝１６００ｋｇ／ｍ３，重物对 水平地面的压力是８０ｋｇ×１０Ｎ／ｋｇ＝８００Ｎ，重物对水 平地面的压强是 ８００Ｎ ０．０２５ｍ２ ＝３．２×１０４Ｐａ；重物上升的速 度是 ５ｍ ５０ｓ＝０．１ｍ／ｓ，影响滑轮组提升重物时的机械效 率的因素有重物的重力大小、动滑轮重力大小、绳子重 力、绳子与轮的摩擦力。当其他因素不变时，物重越大， 有用功越大，而额外功不变，可知机械效率η变大。 １４．（１）匀速　（２）１．８　７４．１％　（３）使用同一滑轮组，物 重越大，机械效率越高　（４）２和３　（５）偏低 【解析】（１）实验中要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计， 弹簧测力计示数平稳，便于读数。（２）图示弹簧测力计 的１Ｎ之间平均分成５份，所以其分度值为０．２Ｎ；弹簧 测力计的示数为 １．８Ｎ；第一次实验机械效率是 ４Ｎ×０．１ｍ １．８Ｎ×０．３ｍ≈７４．１％。（３）由 １、２两次实验数据可 知，使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高。（４）比 较第２、３次实验数据可得出结论：使用不同的滑轮组提 升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （５）在图丁中，若拉力Ｆ向右倾斜，则拉力变大，总功变 大，有用功不变，故测出的机械效率将偏低。 １５．解：（１）有用功为 Ｗ有 ＝Ｇ物ｈ＝１０００Ｎ×６ｍ＝６０００Ｊ； 额外功为Ｗ额 ＝Ｇ动ｈ＝２００Ｎ×６ｍ＝１２００Ｊ； 总功为 Ｗ总 ＝Ｗ有 ＋Ｗ额 ＝６０００Ｊ＋１２００Ｊ＝７２００Ｊ； 拉力做功的功率为Ｐ＝ Ｗ总 ｔ＝ ７２００Ｊ ３０ｓ ＝２４０Ｗ； （２）滑轮组的机械效率：η１＝ Ｗ有 Ｗ总 ×１００％ ＝６０００Ｊ７２００Ｊ× １００％≈８３．３％； （３）不计绳重和机械之间的摩擦，根据 η２＝ Ｗ有′ Ｗ总′ ＝ Ｇ物２ｈ （Ｇ物２＋Ｇ动）ｈ ＝ Ｇ物２ Ｇ物２＋Ｇ动 ＝９０％，Ｇ动 ＝２００Ｎ， 解得Ｇ物２＝１８００Ｎ。 答：（１）拉力做功的功率为２４０Ｗ； （２）滑轮组的机械效率为８３．３％； （３）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到９０％， 则该重物的重力是１８００Ｎ。 集训五　物态变化、内能及其利用 类型１　物态变化 １．Ｄ　【解析】由图象可知物质降温，是物质的凝固过程，所 代表的物态变化过程为凝固，故 Ａ错误；该物质在第 ４ｍｉｎ时是在凝固过程前，为液态，故 Ｂ错误；８～１８ｍｉｎ 时段，是该物质的凝固过程，不断放热，温度保持不变，故 Ｃ错误；由图可知这种物质的凝固点为 ８０℃，故 Ｄ正 确。故选Ｄ。 ２．Ｄ　【解析】冬天，室外佩戴口罩，人呼出的水蒸气遇到冷 的眼镜片液化成小水珠沾在镜片上，吃冰棒时常出现冰 棒粘舌头的现象，是由于舌头上的水遇到温度较低的冰 棒发生了凝固现象，故 Ａ错误；冬天，大巴车窗内侧出现 冰花，“冰花”是车内水蒸气遇到温度较低的窗户玻璃而 形成的小冰晶，是凝华现象，故 Ｂ错误；放置在冰箱外的 蔬菜水果容易变蔫，是因为蔬菜水果里面的水分变成了 水蒸气，发生了汽化现象，故Ｃ错误；烧水时，从壶嘴内冒 出的温度较高的水蒸气遇到温度较低的空气液化成小水 滴，形成“白气”，故Ｄ正确。故选Ｄ。 ３．Ａ　【解析】给水加热，水吸收热量，是热传递改变内能， 故Ａ错误；气泡上升过程中，气泡在水中的深度越来越 小，因此所受液体压强越来越小，故 Ｂ正确；                                                                                                                                             温度计的示 －３１－