初中物理-功和机械能-中考精选试题含答案解析

..功和机械能一、填空题1．2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能,动能<选填"变大""变小"或"不变">。[点评]卫星升空的过程中,动能和重力势能都是增大的,这是我们应该特别注意的。在开展课外活动时,小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升,速度为2m/s,功率为30W,则无人机上升10s升力所做的功为___J,无人机重为___N。300；15XX市湟水河河道改造工程中,装载机5s内将一块重2000N的石块匀速举高3m,装载机的举力对石块做功为___J,举力做功的功率为____W。6×1031.2×103"探究物体的动能跟哪些因素有关"的实验中,让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。实验的目的是探究钢球动能的大小与____的关系；实验时,是通过观察___,来判断钢球动能的大小。物理研究方法有许多,如"控制变量法""模型法""类比法""转换法"和"等效替代法"等,本实验利用了控制变量法和。[解析]速度木块被推动距离的大小转换法同一钢球,质量相同,从不同的高度由静止滚下,体现了钢球到底端时的速度不同,由此可知：此实验研究的是动能大小与速度大小的关系,即此时用的是控制变量法；同时采用转换法,将钢球的动能大小转换为观察木块被推动的距离远近,钢球把木块推出去得越远,钢球的动能越大。二、选择题5．下列实例中,有力对物体做功的是<>A．跳水运动员从跳台跳下B．背着书包在水平路面上前进C．举重运动员举起杠铃停在空中D．小球在光滑水平面上滚动[点评]A明确三种情况不做功：一是有力无距离<例如：推而未动>,二是有距离无力<靠惯性运动>,三是力的方向与运动方向垂直。6．如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离SAB＝SCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率<>A．AB段做功较多B．CD段做功较多C．AB段与CD段做的功一样多D．AB段的功率比CD段的功率大[点评]C7．如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s－t关系图象如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是<>A．F1＞F2,P1＞P2B．F1＝F2,P1＞P2C．F1＞F2,P1＝P2D．F1＜F2,Pl＜P2[解析]B由图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因为同一木块放在同一桌面上,压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以两次木块受到的滑动摩擦力相等,故两次对应的弹簧测力计示数相等,即F1＝F2；从图乙中可以判断出,第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度,即v1＞v2,根据公式P＝Fv可知,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1＞P2。综上所述,A、C、D项错误,B项正确。8．高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的<>A．弹性势能B．重力势能C．体积D．重力D9．如图所示,将摆球从A点静止释放,摆球在A、C两点间来回摆动,B为最低点,不计空气阻力,下列说法正确的是机械能<>A．从A点到B点,摆球动能增大,机械能增大B．从B点到C点,摆球动能减小,机械能减小C．摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等D．摆球在B点的机械能最大,在A,C两点的机械能能最小[解析]C从A→B的过程中,金属小球的质量不变、高度减小、速度增大,所以重力势能减小,动能增大,在B点时动能最大、重力势能最小；在此过程中重力势能转化为动能,不计空气阻力,机械能守恒,故A项错误；从B→C的过程中,金属小球的质量不变、高度增大、速度减小,重力势能增大,动能减小,在C点动能最小、重力势能最大,在此过程中动能转化为重力势能,机械能守恒,故B项错误；不计空气阻力,小球会在A、C间来回摆动时,总机械能守恒,故C项正确,D项错误。10．如图,我国空气加油机正在给歼10战斗机加油。加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的<>A．动能增加,势能减小,机械能不变B．动能不变,势能不变,机械能不变C．动能减小,势能不变,机械能减小D．动能增加,势能增加,机械能增加[解析]D战斗机的速度不变,质量不断增大,动能增大。高度不变,质量不断增大,重力势能增大。机械能＝动能＋势能,动能增大,势能增大,所以机械能增大。三、简答题与计算题12．起重机在10s内将重为2000N的石头沿竖直方向匀速提升0.5m。求：<1>起重机对石头做的功。起重机提升石头的功率。解：<1>起重机对石头做功W＝Gh＝2000N×0.5m＝1000J。<2>起重机提升石头的功率P＝eq\f<W,t>＝eq\f<1000J,10s>＝100W。答：<1>起重机对石头做的功是1000J。<2>起重机提升石头的功率是100W。13．电动玩具车质量为1kg,它与水平地面的接触面积为20cm2,该车在水平地面运动时,车内电动机提供的水平动力F与速度v的关系如图所示。求：<1>玩具车对水平地面的压强。该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时,水平动力做功的功率是多少。解：<1>玩具车对水平地面的压力F＝G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N,玩具车对水平地面的压强p＝eq\f<F,S>＝eq\f<10N,20×10－4m2>＝5000Pa；<2>根据图象可知该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时的牵引力F′＝50N,水平动力做功的功率P＝eq\f<W,t>＝eq\f<Fs,t>＝F′v＝50N×0.3m/s＝15W。答：<1>玩具车对水平地面的压强是5000Pa；水平动力做功的功率是15W。四、实验与探究题14．实验小组的同学用如图所示的装置探究"物体动能的大小与质量和速度的关系"。将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。<1>本实验使钢球获得动能的操作方法是____,钢球动能的大小是通过观察___来判断的。实验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202030240205836020<2>从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的__速度__相同,从而探究动能与__质量__的关系。<3>在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用__甲__同学的建议。<4>由上述实验数据和现象可得出结论：__在速度一定时,质量越大动能越大__。将钢球从某一高度由静止释放木块运动的距离速度质量甲_在速度一定时,质量越大动能越大[解析]<1>让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的,木块运动的距离越长,就表示钢球的动能越大；<2>让钢球从斜面的同一高度处释放,使钢球到达最底端的速度相同,从而探究动能与质量的关系；<3>上面的两次实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,因此改变木板的长度,应采用甲的建议；<4>由表中的数据知：速度一定时,质量越大动能越大。15．为了探究"弹簧的弹性势能跟哪些因素有关",小明同学设计了如图所示的装置,并进行了如下实验。①将弹簧放在水平面上,一端固定；②在弹性限度内,用物块<物块与弹簧不连结>将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量ΔL；③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s；④多次改变弹簧的形变量,重量步骤②③；⑤分析实验数据得出结论。请回答以下问题：<1>本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟__弹簧形变量__的关系。<2>本实验中,弹簧弹性势能大小是通过__物块滑行的距离__来间接反映的。<3>本实验中,从物块离开弹簧到静止,物块将__动__能转化为__内__能。弹簧形变量物块滑行的距离动内[解析]<1>由步骤②③可知,本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量的关系。<2>由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量,本实验是通过比较物块滑行的距离来判断弹簧的弹性势能大小。<3>本实验中,物块离开弹簧后,因为受到摩擦力的作用,速度减小,动能不断减小,在此过程中,物块克服摩擦力做功,物块将动能转化为内能。第二部分：简单机械一、填空题1．端午节赛龙舟时,运动员一手撑住桨柄的末端<视为支点>,另一手用力划桨,如图所示。此时桨属于__费力__<选填"省力""费力"或"等臂">杠杆；当运动员向后划桨时,龙舟就向前行进,说明物体间力的作用是__相互的__。2．用如图所示的滑轮组匀速提升重为100N的物体,拉力F＝60N,滑轮组的机械效率为__83.3%__。在物体匀速上升的过程中,物体的动能__不变__,物体的重力势能__变大__<选填"变大""变小"或"不变">。3．当用镊子夹取物体时,镊子就相当于__杠杆__<选填"杠杆""滑轮"或"斜面">,它是一个__费力__<选填"省力"或"费力">的机械。[解析]如图,在使用镊子时,在动力的作用下AC绕A点转动,镊子就相当于杠杆；A点是支点,AC的长度为阻力臂,AB的长度为动力臂,动力臂小于阻力臂,所以镊子是一个费力杠杆。4．将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端,人沿斜面向上的推力为120N,如图所示,物体沿斜面移动的距离s＝3m,上升的高度h＝1.2m,则人对物体做的有用功是__288__J,斜面的机械效率是__80%__。[点评]此题考查了功的计算与斜面的机械效率,同时也明确了斜面也是一种省力的机械,任何机械省力但不省功。二、选择题5．下列有关简单机械的叙述正确的是<D>A．剪纸用的剪刀是一种省力杠杆B．使用定滑轮可以省力C．使用动滑轮可以省功D．任何机械做功时机械效率不可能达到100%6．如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是<D>[点评]本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。7．在如图所示的四种剪刀中,最适用于剪开较硬物体的是<B>[解析]剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,即手柄比刀口长的剪刀,所以B最适合。[点评]剪刀是生活中的一种特殊杠杆,要根据需要选择最合适的。手柄长的剪刀省力,刀口长的剪刀省距离。8．如图所示,O是支点,在B端挂一重物,为使杠杆水平平衡,要在A端施加一个力,下列说法正确的是<B>A．F1最小B．F2最小C．F3最小D．一样大9．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,不计摩擦,则<C>A．利用滑轮组所做的有用功是450JB．绳子自由端移动的速度是0.9m/sC．拉力的功率是99WD．滑轮组的机械效率是80%10．<多选>建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所示的装置,分三次运送。第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块,每次运送时,砖都匀速上升,绳重及摩擦均忽略不计,这三次拉力依次为F1、F2、F3,效率为η1、η2、η3,则<BD>A．F1＋F2＝F3B．F1＋F2＞F3C．η1＋η2＝η3D．η1＜η2＜η3[点评]本题考查拉力和机械效率的计算,关键是对公式F＝eq\f<1,n><G＋G动>和η＝eq\f<W有,W总>＝eq\f<Gh,Fs>＝eq\f<G,nF>＝eq\f<G,G＋G动>的灵活应用。11．如图所示,使用滑轮组提升重物时,能提高机械效率的操作是<忽略绳重和摩擦><B>A．改变绕绳方式B．减小动滑轮的质量C．减小提升重物的高度D．减小被提升物的质量[点评]机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素,不能理解成："有用功多,机械效率高"；或"总功大,机械效率低"。机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关。三、简答题与计算题12．用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中,所用拉力F＝50N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。<1>求上述过程中的有用功W有。<2>求上述过程中的总功W总。<3>求滑轮组的机械效率η。解：<1>上述过程中的有用功W有＝Gh＝90N×1m＝90J；<2>由图知n＝2,所以绳端移动的距离s＝2h＝2×1m＝2m,总功W总＝Fs＝50N×2m＝100J；<3>滑轮组的机械效率η＝eq\f<W有,W总>＝eq\f<90J,100J>＝90%。答：<1>上述过程中的有用功为90J。<2>上述过程中的总功为100J。<3>滑轮组的机械效率为90%。13．在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6m/s,绳子自由端的拉力F是500N,该装置的机械效率是80%。求：<1>故障车在30s内通过的路程。<2>拉力F在30s内所做的功。<3>故障车在被拖离过程中受到的阻力。解：<1>由v＝eq\f<s,t>得故障车在30s内通过的路程s车＝vt＝6m/s×30s＝180m；<2>由图可知,n＝3,绳子自由端移动的距离s绳＝3s车＝3×180m＝540m,拉力F在30s内所做的功W＝Fs绳＝500N×540m＝2.7×105J；<3>由图知,n＝3,水平滑轮组的机械效率η＝eq\f<W有,W总>＝eq\f<fs有,Fs绳>＝eq\f<fs车,F×3s车>＝eq\f<f,3F>,所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f＝3Fη＝3×500N×80%＝1200N。答：<1>故障车在30s内通过的路程为180m；<2>拉力F在30s内所做的功为2.7×105J；<3>故障车在被拖离过程中受到的阻力为1200N。四、实验与探究题14．实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。请回答下列问题：试验次数12钩码重G/N44钩码上升高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.81.6绳端移动的距离s/m0.30.4机械效率η74.1%<1>通过分析表中数据可知第2次实验使用的是__乙__<选填"甲"或"乙">图所示的装置。<2>根据表中数据,可以计算出第2次实验中的机械效率应为η＝__62.5%__。<3>通过对第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多<或动滑轮的质量越大>,滑轮组的机械效率__越低__<选填"越高""不变"或"越低">。[解析]<1>读图可知,乙用4段绳子吊着物体,因此s＝4h,分析表中的数据可以看出,实验2符合这一倍数关系；<2>实验2的机械效率η＝eq\f<W有,W总>＝eq\f<Gh,Fs>＝eq\f<4N×0.1m,1.6N×0.4m>＝62.5%；<3>实验1和2中,提升重物相同,距离相同,只是滑轮组不同,尤其是动滑轮的个数不同,实验2的机械效率低于实验1,因此可得出：使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低。15．小明同学在"研究杠杆平衡条件"实验中：<1>实验时应先调节杠杆在__水平__位置平衡。若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向__左__<选填"左"或"右">调。<2>杠杆平衡后,小明在图乙所示的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__4__个钩码。<3>下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：实验次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm125△10231021532303☆上表中空格处所缺的数据是△＝__1__,☆＝__20__。<4>分析上表中的实验数据可以得出的结论是__F1l1＝F2l2__。[解析]<1>实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的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>设一格为L,一个钩码重G,则有2G×2L＝nG×L,n＝4,故应在B处挂4个钩码；<3>根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得：2N×5cm＝F2×10cm,解得F2＝1N；2N×30cm＝3N×l2,解得l2＝20cm；<4>分析实验数据,得出杠杆的平衡条件是F1l1＝F2l2<动力×动力臂＝阻力×阻力臂>。16．<1>如图1所示,甲物体重3N,乙物体重10N,用绳绕过定滑轮相连<不计绳重与摩擦>。乙静止于水平地面上,则a绳对甲的拉力为__3__N。<2>在分析b绳对乙的拉力时,小明认为是3N,小慧认为是7N。a．小明做了以下实验：用弹簧测力计测出某物体的重力<如图2>；然后将绳子靠着定滑轮<不计绳重与摩擦>,如图3所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变。由此可见,定滑轮只改变了力的__方向__,不改变力的__大小__<均选填"大小"或"方向">。所以,小明认为图1中b绳对乙的拉力为3N。b．图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对__相互作用力__<选填"相互作用力"或"平衡力">。为了探究这两个力的大小关系,再做如图4的实验：将弹簧测力计丙与丁相互对拉,它们的示数相等。于是可以得出,b绳对乙的拉力__等于__<选填"等于"或"不等于">乙对b绳的拉力。由此可知,图1中b绳对乙的拉力为__3__N。<3>再通过受力分析可得,图1中地面对乙有__7__N的支持力。[解析]<1>以甲为研究对象,处于静止状态,所以a绳对甲的拉力F＝G甲＝3N；<2>a.使用定滑轮改变了力的方向,但不能改变力的大小；b.图1中,b绳对乙施加拉力,力的作用是相互的,则乙对b绳同时施加拉力,所以b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对相互作用力；如图4的实验,将弹簧测力计丙与丁相互对拉,它们的示数相等,说明相互作用力大小相等；于是可以得出,b绳对乙的拉力等于乙对b绳的拉力；由此可知,图1中b绳对乙的拉力为3N。<3>以乙为研究对象,乙受向上的拉力、向上的支持力和向下的重力,因为乙处于静止状态,所以F＋F支＝G乙,则地面对乙的支持力F支＝G乙－F＝10N－3N＝7N。17．在"测滑轮组机械效率"的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,实验数据如表：次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm12100.8402551.520<1>第一次实验测得滑轮组的机械效率为__62.5%__,两次相比较,第二次实验测得滑轮组的机械效率__大于__<选填"大于""小于"或"等于">第一次实验测得滑轮组的机械效率。<2>根据表中数据,能否得出"滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关,钩码越重其效率越高"的结论？__不能__；请简要说出其中一条理由：__滑轮组的机械效率还与滑轮的重有关__。[解析]<1>第一次实验滑轮组的机械效率η1＝eq\f<W有1,W总1>＝eq\f<G1h1,F1s1>＝eq\f<2N×0.1m,0.8N×0.4m>＝62.5%,第二次实验滑轮组的机械效率η2＝eq\f<W有2,W总2>＝eq\f<G2h2,F2s2>＝eq\f<5N×0.05m,1.5N×0.2m>≈83.3%；所以η1＜η2；<2>通过实验的对比,虽然可以得出机械效率高低与滑轮重力有关,但必须至少三次实验才可证明结论,只有一次对比实验是不太准确合理的,偶然性太大,并且影响滑轮组机械效率的还有滑轮的重等。第一部分功和机械能1．炎热的夏天,王爷爷驾着一辆功率为120kW的小轿车,带着家人前往井冈山休闲度假。途中在一段平直的高速公路上以90km/h的速度匀速行驶,求这段路程中小车受到的阻力。解：P＝120kW＝1.2×105W,90km/h＝25m/s。根据公式P＝Fv得F＝eq\f<P,v>＝eq\f<1.2×105W,25m/s>＝4.8×103N,因为小车匀速直线行驶,所以f＝F＝4.8×103N。2．小生同学用100N的推力推动重500N的木箱,使木箱沿推力方向做匀速直线运动,10s内前进了6m。求小生同学对木箱做的功和功率。解：W＝Fs＝100N×6m＝600J；P＝eq\f<W,t>＝eq\f<600J,10s>＝60W3．快速发展的XX为缓解城市交通压力,大力兴建地铁,地铁站台的设计方案如图所示。进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。从能量利用的角度看,这种设计的优点是什么？<1>地铁进站时的部分动能转化为重力势能,减少因刹车损耗的机械能；<2>地铁出站时储存的重力势能又转化为动能；<3>起到节能的作用。4．如图所示,蚂蚁用10－3N的力拉着树叶,10s内沿着拉力方向前进了10cm,则蚂蚁对树叶做功为__10－4__J,对应的功率为__10－5__W。第二部分简单机械1．<多选>如图所示的是同学们画的几种情景下的示意图,其中正确的是<AC>A．施加在门把手上力F的力臂B．小球对斜面的压力C．通电螺线管周围磁感线的方向D．蜡烛在平面镜中成像的光路2．在测"滑轮组机械效率"的活动中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A<如图甲所示>,然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码,当钩码上升的高度为H时,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得A、B两点间的距离为2H<如图乙所示>,则以下所求物理量正确的是<BCD>A．拉力所做的功W＝2FHB．拉力所做的有用功W＝GHC．该滑轮组的机械效率η＜1D．该滑轮组的机械效率η＝eq\f<G,3F>3．探究杠杆的平衡条件：[提出问题]图甲所示是一种常见的杆秤,此时它处于水平位置平衡