专题05 简单机械 功和机械能-【好题汇编】5年（2020-2024）中考1年模拟物理真题分类汇编（上海专用）

专题05 简单机械 功和机械能 【科技与新能源】 1．（2022•上海）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为（　　） A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能 C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能 1．（2022•上海）用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为16牛的物体A（滑轮自身重力及摩擦忽略不计），滑轮处于静止状态，其实质是一个 　 　杠杆，力F的大小为 　 　牛，此时物体A所受到的合力大小为 　 　牛。 2．（2021•上海）运载火箭搭载“天和”核心舱发射升空。在核心舱加速升空的过程中，若以地面为参照物，核心舱内的物体是 　 　（选填“运动”或“静止”）的；其重力势能 　 　，惯性 　 　。（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”） 3．（2020•上海）平面镜所成的像是 　 　的（选填“放大”“等大”或“缩小”）。四冲程内燃机工作时，将内能转化为机械能的是 　 　冲程。如图所示的开瓶器，是 　 　杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。 4．（2024•上海）杠杆平衡时，阻力F2的大小为90牛，阻力臂l2为0.2米，动力臂l1为0.6米，求动力的大小。 5．（2023•上海）物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了4米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 6．（2022•上海）用大小为10牛的水平方向的拉力F使物体在10秒内匀速运动5米，求这段时间里物体拉力F做的功W和功率P。 7．（2020•上海）物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 8．（2021•上海）杠杆平衡时，动力F1大小为20N，动力臂l1为0.8m，阻力臂l2为0.4m，求阻力F2的大小。 一．选择题 1．（2024•崇明区二模）如图中，用大小相同的力作用在核桃夹上，更容易夹碎核桃的是（　　） A． B． C． D． 2．（2024•徐汇区二模）在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（　　） A．镊子 B．胡桃夹 C．铜纸刀 D．钢丝钳 3．（2024•杨浦区二模）如图所示，分别用力F1、F2匀速提升同一重物A。若不计滑轮重及摩擦，当绳子自由端移动了相同距离时，力F1、F2做功分别为W1、W2，则下列判断正确的是（　　） A．F1＜F2 B．F1＝F2 C．W1＞W2 D．W1＝W2 4．（2024•浦东新区二模）如图所示的杠杆，O为支点，B点挂一重物G，在A点分别施力F1、F2、F3，使杠杆平衡，这三个力中最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．无法确定 5．（2024•上海模拟）如图所示，O为轻质杠杆的支点，B点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在B点或在A点施加一个力并使该力最小，该力应沿（　　） A．F1方向 B．F2方向 C．F3方向 D．F4方向 二．填空题 6．（2024•浦东新区二模）2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱成功着陆。进入大气层后的降落过程中，返回舱的重力势能 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”），舱体表面与气体分子剧烈摩擦，温度上升，这是通过 　 　（选填“做功”或“热传递”）的方式改变了舱体表面的内能。返回舱与外界的信息交互是通过 　 　（选填“声波”或“无线电波”）实现的。 7．（2024•奉贤区二模）生活中蕴含着很多物理知识。例如我们每天使用的筷子，可看作是一个 　 　杠杆（选填“省力”或“费力”）。将冰块加入水中，可以降低水温，这是通过 　 　的方式改变了水的内能。水槽下面利用 　 　原理做成U形回水弯防止臭气进入室内。 8．（2024•松江区二模）我国载人潜水器“奋斗者”号最大下潜深度可达10909米，“奋斗者”号入水后舱壁遇到冷水，内能减小，这是通过 　 　方式改变内能；在其匀速下潜过程中，其重力势能 　 　（选填“增大”“减小”或“不变”），“奋斗者”号排开水的体积约为30米3，则受到浮力约为 　 　牛（海水密度近似看作水的密度）。 9．（2024•闵行区三模）如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。用大小为10牛的力F分别匀速提起甲、乙两个物体，图（b）中物体乙的重力大小为 　 　牛；图（a）中甲物体被竖直提升1米过程中，它的重力势能 　 　（选填“增大”“不变”或“减小”），拉力F所做的功为 　 　焦。 10．（2024•上海模拟）如图（a）、（b）所示，物体A、B重均为20牛，不计滑轮重及摩擦，当用力F1以速度v1匀速提升物体A时，力F1为 　 　牛；当用力F2以速度v1匀速提升物体B时，力F2为 　 　牛；若用力F3以速度v2匀速提升物体B，且v1＜v2，则F2　 　F3（选填“＞”“＝”或“＜”）。 11．（2024•普陀区二模）如图为小李尝试用木棒挑重物的情景。其中硬棒可以视为一根杠杆，若木棒与肩膀接触的位置为支点O，手和重物对木棒向下作用力分别为F1和F2。试分析图片中小李挑重物方式的不合理之处，并提出改进建议。 　 　。 12．（2024•杨浦区三模）使用如图所示的滑轮分别匀速提起重为10牛的物体，以滑轮为参照物，物体是 　 　的（选填“运动”或“静止”）。当绳子自由端被提升2米时，物体提升 　 　米；若不计摩擦和滑轮重力，则拉力F1大小为 　 　牛。 13．（2024•长宁区二模）如图所示，用竖直向上的力F匀速提升重20牛的物体A。不计滑轮和绳的重力及摩擦，则力F的大小为 　 　牛；若将连接物体A的绳剪断，物体A在下落过程中受到空气阻力的大小为1牛，方向竖直向上，则物体A受到合力的大小为 　 　牛。质量为5千克的水，温度降低20℃，水放出的热量为 　 　焦。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 14．（2024•黄浦区模拟）使用如图所示的滑轮，分别用力F1、F2匀速提起重为10牛的物体，不计摩擦和滑轮重力，图中滑轮 　 　（选填“A”或“B”）可以看作等臂杠杆；力F2的大小为 　 　牛；物体被竖直提升1米的过程中，力F1所做的功为 　 　焦。 15．（2024•青浦区二模）在如图中，OA是轻质杠杆，已知OB＝2BA，B点所挂重物的质量为3千克，力F作用在A点并竖直向上拉，杠杆处于静止状态，则重物所受重力G为 　 　牛，力F的大小为 　 　牛。0.5千克的水温度升高20℃需要吸收的热量为 　 　焦[c水＝4.2×103焦/（千克•℃）]。 16．（2024•虹口区二模）如图（a）（b）所示，分别用力F1、F2匀速提升重为20牛的物体A。图中的滑轮可以看作等臂杠杆的是 　 　（选填“a”或“b”），将物体A提升0.2米，F1做功　 　焦；图（b）中，若不计摩擦和滑轮重力，力F2的大小为 　 　牛。 17．（2024•金山区二模）如图1所示，用力F匀速提起重为20牛的物体，不计滑轮的重力和摩擦，力F的大小为 　 　牛，物体的动能 　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。甲、乙两辆车同时同地同方向做匀速直线运动，它们的s﹣t图像如图2所示，当两车相距150米时，两车运动 　 　秒。 三．计算题 18．（2024•奉贤区二模）如图所示，用拉力F将重为98牛的物体在10秒内匀速提升2米，不计摩擦和绳子重力。求：这段时间内拉力所做的功W和功率P。 19．（2024•闵行区三模）如图所示，用力夹断钢丝时，已知阻力F2大小为300牛，阻力臂l2为0.01米，动力臂l1为0.15米，求动力F的大小。 20．（2024•浦东新区三模）杠杆平衡时，杠杆的动力臂l1为2米，阻力臂l2为0.2米，若阻力F2为300牛，求动力F1的大小。 21．（2024•黄浦区三模）杠杆平衡时，动力F1的大小为10牛，动力臂l1为0.2米，阻力臂l2为0.1米，求阻力F2的大小。 22．（2024•宝山区二模）杠杆平衡时，动力F1大小为10牛，阻力F2大小为5牛，阻力臂l2为0.8米，求动力臂l1的大小。 23．（2024•杨浦区二模）某轻质杠杆的动力臂l1为0.6米，阻力臂l2为0.3米。当动力F1大小为100牛时，杠杆平衡，求阻力F2的大小。 24．（2024•松江区二模）杠杆平衡时，动力臂l1为0.6米，阻力F2的大小为30牛，阻力臂l2为0.4米，求动力F1的大小。 25．（2024•金山区二模）物体在30牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了10米。求此过程中拉力做的功W和功率P。 26．（2024•嘉定区二模）某物体在水平拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，已知物体受到的阻力为40牛，10秒内物体前进了9米。求：此过程中拉力F做的功W和功率P。 27．（2024•普陀区二模）物体在20牛的水平推力作用下沿推力方向做匀速直线运动，5秒内前进了2米。求此过程中推力所做的功W和功率P。 28．（2024•徐汇区二模）物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了10米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 29．（2024•浦东新区二模）物块在30牛的水平推力作用下沿推力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20米，求此过程中推力所做的功W和功率P。 30．（2024•崇明区二模）一架起重机在120秒内把重1×105牛的物体匀速向上提升了6米，求： ①起重机对重物做的功；②起重机做功的功率。 31．（2024•闵行区二模）某物体在50N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，10秒内前进了6米。求此过程中拉力做的功W和功率P。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 简单机械 功和机械能 【科技与新能源】 1．（2022•上海）瀑布从高峰倾泻而下，驱动发动机转动发电，在此过程中能量转化的顺序为（　　） A．动能→重力势能→电能 B．重力势能→动能→电能 C．电能→重力势能→动能 D．重力势能→电能→动能 【分析】判断能量的转化，我们主要看它要消耗什么能量，得到什么能量，总是消耗的能量转化为得到的能量。 【解答】解：瀑布从高峰倾泻而下，将重力势能转化为动能，驱动发动机转动发电，又将动能转化为电能，所以能量转化是重力势能→动能→电能。 故选：B。 【点评】此题要求学生熟练掌握各种能量的变化，能量转化的过程都是有规律可循的，在平常的学习中要注意总结归纳。 1．（2022•上海）用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为16牛的物体A（滑轮自身重力及摩擦忽略不计），滑轮处于静止状态，其实质是一个 　省力　杠杆，力F的大小为 　8　牛，此时物体A所受到的合力大小为 　0　牛。 【分析】（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，不省力，也不省距离；动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，但是费距离。 （2）当物体受平衡力作用时，物体处于静止状态或匀速直线运动状态。 【解答】解：（1）由图知，该滑轮是动滑轮，其本质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆； （2）滑轮处于静止状态时不计滑轮重，拉力F＝G＝×16N＝8N； （3）物体静止时，受平衡力作用，即物体A所受到的合力大小为0牛。 故答案为：省力；8；0。 【点评】本题考查了动滑轮的实质以及平衡力，属于力学基础内容的考查。 2．（2021•上海）运载火箭搭载“天和”核心舱发射升空。在核心舱加速升空的过程中，若以地面为参照物，核心舱内的物体是 　运动　（选填“运动”或“静止”）的；其重力势能 　增大　，惯性 　不变　。（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”） 【分析】（1）判断物体是否运动，关键看与参照物的位置是否改变； （2）重力势能与高度和质量有关，高度越高、质量越大，重力势能越大； （3）惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质。惯性与物体的速度无关，只与质量有关，质量越大，惯性越大。 【解答】解：在核心舱加速升空的过程中，若以地面为参照物，核心舱内的物体相对于地面的位置发生改变，是运动的；升空时高度增大，质量不变，重力势能增大；质量不变，则惯性不变。 故答案为：运动；增大；不变。 【点评】本题考查了惯性、运动和静止的相对性、重力势能的有关因素，属于基础题。 3．（2020•上海）平面镜所成的像是 　等大　的（选填“放大”“等大”或“缩小”）。四冲程内燃机工作时，将内能转化为机械能的是 　做功　冲程。如图所示的开瓶器，是 　省力　杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。 【分析】（1）平面镜成等大、正立的虚像； （2）内燃机在做功冲程的能量转化是将内能转化为机械能的； （3）动力臂大于阻力臂的是省力杠杆，动力臂小于阻力臂的是费力杠杆。 【解答】解：（1）根据平面镜成像特点，平面镜成等大、正立的虚像； （2）四冲程内燃机的做功冲程，燃料在缸内燃烧，将燃料的内能转化为机械能； （3）由图开瓶器动力的力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知它是一个省力杠杆，是生活中常见的简单机械。 故答案为：等大；做功；省力。 【点评】本题考查对平面镜、内燃机能量转换、杠杆类型的分析判断，属于一道综合题。 4．（2024•上海）杠杆平衡时，阻力F2的大小为90牛，阻力臂l2为0.2米，动力臂l1为0.6米，求动力的大小。 【分析】利用杠杆的平衡条件即可求出动力。 【解答】解：由杠杆的平衡条件可得：F1l1＝F2l2，所以动力的大小F1＝＝＝30N。 答：动力的大小为30N。 【点评】本题考查了杠杆的平衡条件。 5．（2023•上海）物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了4米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 【分析】知道水平拉力的大小和前进的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功；又知所用时间，根据P＝求出功率。 【解答】解：拉力做的功： W＝Fs＝10N×4m＝40J； 拉力的功率： P＝＝＝8W。 答：此过程中拉力做的功为40J，功率为8W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，难度不大，是一道较为简单的计算题。 6．（2022•上海）用大小为10牛的水平方向的拉力F使物体在10秒内匀速运动5米，求这段时间里物体拉力F做的功W和功率P。 【分析】（1）已知水平拉力、木块在拉力的方向上前进的距离，利用W＝FS求拉力做的功； （2）已知做功所用的时间，利用公式P＝计算出拉力的做功功率。 【解答】解：拉力F做的功W＝Fs＝10N×5m＝50J， 拉力F的功率P＝＝＝5W。 答：拉力做的功是50J；拉力的功率5W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，属于基础题目。 7．（2020•上海）物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 【分析】知道水平拉力的大小和前进的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功，根据P＝求出功率的大小。 【解答】解：拉力做的功： W＝Fs＝10N×20m＝200J； 拉力的功率： P＝＝＝20W。 答：此过程中拉力做的功为200J，功率为20W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，难度不大，是一道较为简单的计算题。 8．（2021•上海）杠杆平衡时，动力F1大小为20N，动力臂l1为0.8m，阻力臂l2为0.4m，求阻力F2的大小。 【分析】知道动力、动力臂、阻力臂的大小，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2求出阻力的大小。 【解答】解：由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得，阻力F2的大小： F2＝＝＝40N。 答：阻力F2的大小为40N。 【点评】题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，属于基础题目。 一．选择题 1．（2024•崇明区二模）如图中，用大小相同的力作用在核桃夹上，更容易夹碎核桃的是（　　） A． B． C． D． 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，阻力和阻力臂，结合杠杆的平衡条件分析解答。 【解答】解：AB、压核桃时，核桃对夹子有向外的阻力，且阻力臂不变，要能压碎，必须动力与动力臂的乘积较大，动力一定时，必须动力远离支点，即作用在B点，故AB错误； CD、C图中动力作用效果与阻力都是使得杠杆逆时针转动，不能使得杠杆平衡，故C错误，D正确。 故选：D。 【点评】本题考查杠杆的应用，属于基础题。 2．（2024•徐汇区二模）在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（　　） A．镊子 B．胡桃夹 C．铜纸刀 D．钢丝钳 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意； B．胡桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．铜纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选：A。 【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种： ①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 3．（2024•杨浦区二模）如图所示，分别用力F1、F2匀速提升同一重物A。若不计滑轮重及摩擦，当绳子自由端移动了相同距离时，力F1、F2做功分别为W1、W2，则下列判断正确的是（　　） A．F1＜F2 B．F1＝F2 C．W1＞W2 D．W1＝W2 【分析】（1）不计滑轮重及摩擦，使用定滑轮时不能改变力的大小，使用动滑轮时可以省一半的力，据此分别求出两个力的大小，然后比较； （2）当绳子自由端移动了相同距离时，使用定滑轮时重物被提升的高度等于绳子自由端移动的距离，使用动滑轮时重物被提升的高度等于绳子自由端移动距离的一半，利用功的计算公式分别求出两个力做的功，然后比较。 【解答】解：AB、左图为定滑轮，使用定滑轮不能改变力的大小，即F1＝GA，右图为动滑轮，若不计滑轮重及摩擦，使用动滑轮可以省一半的力，即F2＝GA，所以拉力F1＞F2。故AB错误； CD、左图为定滑轮，右图为动滑轮，当绳子自由端移动了相同距离时，左图中重物A提升的高度为h，右图中重物A提升的高度为h，则力F1做功为W1＝F1h＝G1h，力F2做功为W2＝F2×h＝F2h＝GAh，因为F1＞F2，所以W1＞W2，故C正确、D错误。 故选：C。 【点评】此题主要考查功的大小比较，熟知定滑轮和动滑轮的工作特点，并据此求出两个力的大小、两图中重物A被提升的高度是关键。 4．（2024•浦东新区二模）如图所示的杠杆，O为支点，B点挂一重物G，在A点分别施力F1、F2、F3，使杠杆平衡，这三个力中最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．无法确定 【分析】本题主要考查两个知识点：（1）对力臂概念的理解：力臂是指从支点到力的作用线的距离。 （2）对杠杆平衡条件（F1l1＝F2l2）的理解与运用：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小。 【解答】解：根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离，分别将A点的三个力F1、F2、F3的力臂画出， L1、L3分别是Rt△OCA、Rt△ODA的一条直角边，L2是它们的斜边，所以，L2最长； 由杠杆平衡条件可知：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。 ∴可知图中L2最长，F2最小。 故选：B。 【点评】本题的解题关键是：（1）通过作图比较出力臂的长短；（2）由杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。 5．（2024•上海模拟）如图所示，O为轻质杠杆的支点，B点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在B点或在A点施加一个力并使该力最小，该力应沿（　　） A．F1方向 B．F2方向 C．F3方向 D．F4方向 【分析】由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。所以要判断哪个动力最小，就看哪个动力对应的动力臂最长。支点与动力作用点之间的连线就是最长的动力臂，与这条动力臂垂直的力即为最小动力。 【解答】解：由图可知，O为支点，B点挂一重物，阻力方向向下；要使该力最小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小； 由图可知，OB对应的动力臂最长，所以该力应沿F1方向。 故选：A。 【点评】首先判断最小力的力臂，一般找支点和作用点之间的最长距离为最大力臂，在该点施加的力才最小。确定好最小的力，还要根据杠杆情况判断施力方向。 二．填空题 6．（2024•浦东新区二模）2023年6月4日，神舟十五号载人飞船返回舱成功着陆。进入大气层后的降落过程中，返回舱的重力势能 　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”），舱体表面与气体分子剧烈摩擦，温度上升，这是通过 　做功　（选填“做功”或“热传递”）的方式改变了舱体表面的内能。返回舱与外界的信息交互是通过 　无线电波　（选填“声波”或“无线电波”）实现的。 【分析】重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大，重力势能越大； 改变物体内能的两种方式：做功和热传递； 电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播。 【解答】解：返回舱进入大气层后的降落过程中，返回舱的质量不变，高度减小，重力势能减小。 舱体表面与气体分子剧烈摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，温度上升，这是通过做功的方式改变了舱体表面的内能。 真空无法传声，因此返回舱与外界的信息交互是通过无线电波实现的。 故答案为：减小；做功；无线电波。 【点评】此题考查了内能的改变、重力势能的认识及电磁波的应用，属于基础知识。 7．（2024•奉贤区二模）生活中蕴含着很多物理知识。例如我们每天使用的筷子，可看作是一个 　费力　杠杆（选填“省力”或“费力”）。将冰块加入水中，可以降低水温，这是通过 　热传递　的方式改变了水的内能。水槽下面利用 　连通器　原理做成U形回水弯防止臭气进入室内。 【分析】（1）由杠杆的平衡条件（动力×动力臂＝阻力×阻力臂）可知：动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆；动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆；动力臂等于阻力臂的杠杆是等臂杠杆； （2）改变内能的两种方式是做功和热传递； （3）连通器的结构特征是上端开口、底部连通。 【解答】解：（1）筷子使用过程中，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆； （2）冰块加入水中，可以降低水温，是因为水中的热量通过热传递的方式传递给了冰块，从而使得水的内能减小； （3）U形回水弯利用的是连通器的原理防止臭气进入室内。 故答案为：费力；热传递；连通器。 【点评】此题考查了杠杆的分类、改变内能的方式、连通器，要认真分析。 8．（2024•松江区二模）我国载人潜水器“奋斗者”号最大下潜深度可达10909米，“奋斗者”号入水后舱壁遇到冷水，内能减小，这是通过 　热传递　方式改变内能；在其匀速下潜过程中，其重力势能 　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”），“奋斗者”号排开水的体积约为30米3，则受到浮力约为 　3×105　牛（海水密度近似看作水的密度）。 【分析】（1）改变内能的方式包括做功和热传递； （2）重力势能与质量和高度有关； （3）根据F浮＝ρ液gV排算出潜水器受到的浮力； 【解答】解：，“奋斗者”号入水后舱壁遇到冷水，内能减小，温度降低，通过热传递的方式改变内能； 在其匀速下潜过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小； 潜水器在下潜过程中，其受到的浮力为：F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N。 故答案为：热传递；减小；3×105。 【点评】本题考查内能的改变、重力势能的变化和阿基米德原理的应用，属于综合题。 9．（2024•闵行区三模）如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。用大小为10牛的力F分别匀速提起甲、乙两个物体，图（b）中物体乙的重力大小为 　20　牛；图（a）中甲物体被竖直提升1米过程中，它的重力势能 　增大　（选填“增大”“不变”或“减小”），拉力F所做的功为 　10　焦。 【分析】（1）动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，但是费距离； （2）重力势能的大小与质量、高度有关； 由W＝Fs求出拉力做的功。 【解答】解：由图知，（a）不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆； 由图（b）知，不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F＝G乙，则G乙＝2F＝2×10N＝20N； 图（a）中，物体甲在上升过程中质量不变，高度变大，重力势能增大； 当物体上升1米的过程中，绳端向下移动的距离s＝1m，力F所做的功：W＝Fs＝10N×1m＝10J。 故答案为：20；增大；10。 【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的实质，功的公式的运用属于基础内容的考查，是中考的热点。 10．（2024•上海模拟）如图（a）、（b）所示，物体A、B重均为20牛，不计滑轮重及摩擦，当用力F1以速度v1匀速提升物体A时，力F1为 　20　牛；当用力F2以速度v1匀速提升物体B时，力F2为 　10　牛；若用力F3以速度v2匀速提升物体B，且v1＜v2，则F2　＝　F3（选填“＞”“＝”或“＜”）。 【分析】不计摩擦时，定滑轮不省力也不费力； 不计滑轮重及摩擦，使用动滑轮可以省一半力，即F＝G物； 匀速拉动物体上升时，拉力的大小不变。 【解答】解：定滑轮实质是等臂杠杆，不计摩擦时，不省力也不费力，所以F1＝GA＝20N； 不计滑轮重及摩擦，使用动滑轮可以省一半力，即F2＝GB＝×20N＝10N； 匀速拉动物体上升时，拉力的大小不变，F2＝F3。 故答案为：20；10；＝。 【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的特点，属于基础题。 11．（2024•普陀区二模）如图为小李尝试用木棒挑重物的情景。其中硬棒可以视为一根杠杆，若木棒与肩膀接触的位置为支点O，手和重物对木棒向下作用力分别为F1和F2。试分析图片中小李挑重物方式的不合理之处，并提出改进建议。 　杠杆前移，尽量减小重物对杠杆的拉力的力臂，增大手对杠杆施加的力的力臂　。 【分析】根据杠杆的平衡条件分析。 【解答】解：根据图示可知，重物对杠杆的拉力的力臂远大于手对杠杆施加的力的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，F1远大于F2，所以此时肩膀受到的压力较大；合理的做法：杠杆前移，尽量减小重物对杠杆的拉力的力臂，增大手对杠杆施加的力的力臂。 故答案为：杠杆前移，尽量减小重物对杠杆的拉力的力臂，增大手对杠杆施加的力的力臂。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于基础题。 12．（2024•杨浦区三模）使用如图所示的滑轮分别匀速提起重为10牛的物体，以滑轮为参照物，物体是 　静止　的（选填“运动”或“静止”）。当绳子自由端被提升2米时，物体提升 　1　米；若不计摩擦和滑轮重力，则拉力F1大小为 　5　牛。 【分析】根据滑轮和物体的位置是否改变分析解答。随物体一起运动的滑轮叫动滑轮；竖直向上拉时，此动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，求出力F的大小。 【解答】解：动滑轮和物体连在一起，二者位置不变，故是相对静止的； 拉力端移动距离为：s＝2h＝2m，则h＝1m； 不计摩擦和滑轮重力，拉力F＝G＝×10N＝5N。 故答案为：静止；1；5。 【点评】本题考查运动和静止的分析与滑轮的计算，属于中档题。 13．（2024•长宁区二模）如图所示，用竖直向上的力F匀速提升重20牛的物体A。不计滑轮和绳的重力及摩擦，则力F的大小为 　10　牛；若将连接物体A的绳剪断，物体A在下落过程中受到空气阻力的大小为1牛，方向竖直向上，则物体A受到合力的大小为 　19　牛。质量为5千克的水，温度降低20℃，水放出的热量为 　4.2×105　焦。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【分析】（1）图中滑轮为动滑轮，不计滑轮和绳的重力及摩擦，根据F＝G求F的大小； 同一直线上二力的合成：同一直线上方向相同的两个力，合力大小等于二力大小之和，方向与这两个力方向相同，即：F＝F1+F2；同一直线上方向相反的两个力，合力大小等于二力大小之差的绝对值，方向和较大的力的方向相同，即F＝|F1﹣F2|； （2）由Q放＝cmΔt计算水放出的热量。 【解答】解：（1）图中滑轮为动滑轮，不计滑轮和绳的重力及摩擦，力F的大小为：F＝G＝×20N＝10N； 物体A在下落过程中，受到空气阻力的大小为1牛，方向竖直向上，还受到竖直向下的重力为20N， 则物体A受到合力的大小：F合＝G﹣f＝20N﹣1N＝19N； （2）水放出的热量：。 故答案为：10；19；4.2×105。 【点评】本题考查动滑轮的工作特点、力的合成和热量的计算，难度不大。 14．（2024•黄浦区模拟）使用如图所示的滑轮，分别用力F1、F2匀速提起重为10牛的物体，不计摩擦和滑轮重力，图中滑轮 　A　（选填“A”或“B”）可以看作等臂杠杆；力F2的大小为 　5　牛；物体被竖直提升1米的过程中，力F1所做的功为 　10　焦。 【分析】（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，不省力，也不省距离；动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，但是费距离； （2）由W＝Fs求出拉力做的功。 【解答】解：由图知，A滑轮不随物体一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；B是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆； 不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F2＝G＝×10N＝5N； 当物体上升1米的过程中，A中绳子的拉力F1＝G＝10N，绳端向下移动的距离s＝1m，力F1所做的功： W＝F1s＝10N×1m＝10J。 故答案为：A；5；10。 【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的实质，功的公式的运用属于基础内容的考查，是中考的热点。 15．（2024•青浦区二模）在如图中，OA是轻质杠杆，已知OB＝2BA，B点所挂重物的质量为3千克，力F作用在A点并竖直向上拉，杠杆处于静止状态，则重物所受重力G为 　29.4　牛，力F的大小为 　19.6　牛。0.5千克的水温度升高20℃需要吸收的热量为 　4.2×104　焦[c水＝4.2×103焦/（千克•℃）]。 【分析】（1）根据G＝mg算出重物所受重力；根据杠杆平衡条件可求出力F的大小。 （2）已知水的比热容、质量和升高的温度，可利用公式Q吸＝c水mΔt计算水吸收的热量。 【解答】解：（1）重物所受重力为： G＝mg＝3kg×9.8N/kg＝29.4N； 因为OB＝2AB 所以OB＝OA 由杠杆平衡条件得：G×OB＝F×OA， F＝＝＝19.6N； （2）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J。 故答案为：29.4；19.6；4.2×104。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用和热量公式的应用，灵活应用杠杆平衡条件即可正确解题。 16．（2024•虹口区二模）如图（a）（b）所示，分别用力F1、F2匀速提升重为20牛的物体A。图中的滑轮可以看作等臂杠杆的是 　a　（选填“a”或“b”），将物体A提升0.2米，F1做功　4　焦；图（b）中，若不计摩擦和滑轮重力，力F2的大小为 　10　牛。 【分析】（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，不省力，也不省距离；动滑轮的本质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，但是费距离； （2）由W＝Fs求出拉力做的功。 【解答】解：由图知，（a）中滑轮不随物体一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）中滑轮是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆； 不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F2＝G＝×20N＝10N； 当物体A上升0.2m的过程中，（a）中绳子的拉力F1＝G＝20N，绳端向下移动的距离s＝0.2m，力F1所做的功： W＝F1s＝20N×0.2m＝4J。 故答案为：a；4；10。 【点评】本题考查了定滑轮和动滑轮的实质，功的公式的运用属于基础内容的考查，是中考的热点。 17．（2024•金山区二模）如图1所示，用力F匀速提起重为20牛的物体，不计滑轮的重力和摩擦，力F的大小为 　10　牛，物体的动能 　不变　（选填“变大”“不变”或“变小”）。甲、乙两辆车同时同地同方向做匀速直线运动，它们的s﹣t图像如图2所示，当两车相距150米时，两车运动 　30　秒。 【分析】（1）在不计摩擦、绳和滑轮重力的条件下，使用动滑轮时省力一半，即F＝G物，据此求拉力大小； （2）影响动能的因素是质量和速度； （3）根据图象分别求得甲、乙的速度，根据速度公式进行分析即可。 【解答】解：图中使用的是动滑轮，不计摩擦、绳和滑轮重力，拉力： F＝G物＝×20N＝10N； 影响动能的因素是质量和速度，用力F匀速提起重为20牛的物体，质量和速度都没变，则物体的动能不变； 由图象知，甲的速度：v甲＝＝＝10m/s； 乙的速度：v乙＝＝＝5m/s； 设两车相距150m时，运动时间为t，则： （v甲﹣v乙）t＝150m，即（10m/s﹣5m/s）×t＝150m， 解得：t＝30s。 故答案为：10；不变；30。 【点评】本题考查了使用动滑轮时拉力的计算，动能的影响因素、有关速度公式的应用，能够读懂图象，根据图象获取有关信息是解决有关问题的关键。 三．计算题 18．（2024•奉贤区二模）如图所示，用拉力F将重为98牛的物体在10秒内匀速提升2米，不计摩擦和绳子重力。求：这段时间内拉力所做的功W和功率P。 【分析】定滑轮的特点：使用定滑轮不省力，但能改变力的方向，不计摩擦和绳子重力，则绳子的拉力等于物重；由定滑轮的特点可知s＝h，根据功的计算式W＝Fs求出拉力做的功。根据P＝计算出拉力的功率。 【解答】解：该滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，不计摩擦和绳子重力，则绳子的拉力F＝G＝98N， 由定滑轮的特点可知s＝h＝2m，则拉力所做的功W＝Fs＝98N×2m＝196J。 根据可得，拉力做功的功率为 。 答：这段时间内拉力所做的功为196J，功率为19.6W。 【点评】本题考查了定滑轮的特点、重力公式和功的计算公式的应用，比较简单。 19．（2024•闵行区三模）如图所示，用力夹断钢丝时，已知阻力F2大小为300牛，阻力臂l2为0.01米，动力臂l1为0.15米，求动力F的大小。 【分析】根据杠杆平衡条件可得：F1l1＝F2l2。 【解答】解：根据杠杆平衡条件可得：F1l1＝F2l2， N。 答：动力F为20N。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，难度不大。 20．（2024•浦东新区三模）杠杆平衡时，杠杆的动力臂l1为2米，阻力臂l2为0.2米，若阻力F2为300牛，求动力F1的大小。 【分析】知道动力臂、阻力臂大小、阻力大小，利用杠杆平衡条件求动力大小。 【解答】解：由杠杆平衡条件可知： F1l1＝F2l2， 则动力F1＝＝＝30N。 答：动力F1为30N。 【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，属于基础题。 21．（2024•黄浦区三模）杠杆平衡时，动力F1的大小为10牛，动力臂l1为0.2米，阻力臂l2为0.1米，求阻力F2的大小。 【分析】根据杠杆平衡条件可以求出阻力大小。 【解答】解：由杠杆平衡条件得：F1×l1＝F2×l2， 即：10N×0.2m＝F2×0.1m，解得：F2＝20N； 答：阻力F2的大小为20N。 【点评】本题考查了求阻力大小，已知动力、动力臂、阻力臂，应用杠杆平衡条件可以求出阻力大小。 22．（2024•宝山区二模）杠杆平衡时，动力F1大小为10牛，阻力F2大小为5牛，阻力臂l2为0.8米，求动力臂l1的大小。 【分析】根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，进行分析。 【解答】解：根据杠杆平衡条件可得：F1l1＝F2l2，＝0.4m。 答：动力臂l1的大小为0.4m。 【点评】本题考查杠杆平衡条件，难度不大。 23．（2024•杨浦区二模）某轻质杠杆的动力臂l1为0.6米，阻力臂l2为0.3米。当动力F1大小为100牛时，杠杆平衡，求阻力F2的大小。 【分析】利用杠杆平衡条件F1l1＝F2l2进行计算。 【解答】解：杠杆平衡时，F1l1＝F2l2，即100N×0.6m＝F2×0.3m，解得：F2＝200N。 答：阻力F2的大小为200N。 【点评】本题考查杠杆平衡的计算，难度不大。 24．（2024•松江区二模）杠杆平衡时，动力臂l1为0.6米，阻力F2的大小为30牛，阻力臂l2为0.4米，求动力F1的大小。 【分析】知道动力臂、阻力臂大小、阻力大小，利用杠杆平衡条件求动力大小。 【解答】解：由杠杆平衡条件可得F1l1＝F2l2，则动力F1＝＝＝20N。 答：动力F1为20N。 【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，比较简单，属于基础题。 25．（2024•金山区二模）物体在30牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了10米。求此过程中拉力做的功W和功率P。 【分析】知道水平拉力的大小和前进的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功，根据P＝求出功率的大小。 【解答】解：拉力做的功： W＝Fs＝30N×10m＝300J， 拉力的功率： P＝＝＝60W。 答：此过程中拉力做的功为300J，功率为60W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，难度不大，是一道较为简单的计算题。 26．（2024•嘉定区二模）某物体在水平拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，已知物体受到的阻力为40牛，10秒内物体前进了9米。求：此过程中拉力F做的功W和功率P。 【分析】根据力的平衡得出拉力大小，然后根据W＝Fs求出拉力做的功，根据P＝得到功率。 【解答】解：物体沿水平方向做匀速直线运动，受力平衡，则拉力F＝f＝40N， 此过程中拉力做的功：W＝Fs＝40N×9m＝360J， 拉力的功率：P＝＝＝36W。 答：此过程中拉力F做的功是360J，功率是36W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，难度不大，是一道较为简单的计算题，关键是根据力的平衡得出拉力的大小。 27．（2024•普陀区二模）物体在20牛的水平推力作用下沿推力方向做匀速直线运动，5秒内前进了2米。求此过程中推力所做的功W和功率P。 【分析】知道水平推力的大小和前进的距离，根据W＝Fs求出推力做的功，根据P＝求出功率的大小。 【解答】解：水平推力做的功： W＝Fs＝20N×2m＝40J； 推力的功率： P＝＝＝8W。 答：此过程中推力所做的功W和功率P分别为40J、8W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，难度不大，是一道较为简单的计算题。 28．（2024•徐汇区二模）物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了10米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。 【分析】知道水平拉力的大小和前进的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功；又知所用时间，根据P＝求出功率。 【解答】解：拉力做的功： W＝Fs＝10N×10m＝100J； 拉力的功率： P＝＝＝20W。 答：此过程中拉力做的功为100J，功率为20W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，是一道较为简单的计算题。 29．（2024•浦东新区二模）物块在30牛的水平推力作用下沿推力方向做匀速直线运动，10秒内前进了20米，求此过程中推力所做的功W和功率P。 【分析】知道水平拉力的大小和前进的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功，根据P＝求出功率的大小。 【解答】解：推力所做的功W＝Fs＝30N×20m＝600J， 推力的功率P＝＝＝60W。 答：推力做的功为600J，功率为60W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，难度不大，是一道较为简单的计算题。 30．（2024•崇明区二模）一架起重机在120秒内把重1×105牛的物体匀速向上提升了6米，求： ①起重机对重物做的功；②起重机做功的功率。 【分析】①根据W＝Gh求出起重机对重物做的功； ②利用P＝可求得起重机做功的功率。 【解答】解： ①起重机对重物做的功：W＝Gh＝1×105N×6m＝6×105J； ②起重机做功的功率：P＝＝＝5000W。 答：①起重机对重物做的功为6×105J； ②起重机做功的功率为5000W。 【点评】本题考查功和功率的计算，关键是公式的应用，难度不大，属于基础知识。 31．（2024•闵行区二模）某物体在50N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，10秒内前进了6米。求此过程中拉力做的功W和功率P。 【分析】知道水平拉力和在此方向上移动的距离，利用W＝Fs求拉力做功，又知道做功时间，利用P＝求功率的大小。 【解答】解：水平拉力做功： W＝Fs＝50N×6m＝300J； 拉力做功功率： P＝＝＝30W。 答：此过程中拉力做的功为300J，功率为30W。 【点评】本题考查了功和功率的计算，因条件已给出，难度不大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 $$