专题12功功率机械效率-安徽省5年（2021）中考1年模拟物理试题分项汇编

安徽省5年（20212017）中考1年模拟物理试题分项汇编专题12功功率机械效率【近五年中考真题赏析】1、（2021·安徽）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为______J。【答案】320【解析】滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m总功W总=Fs=100N×4m=400J对重物做的有用功为W有=W总η=400J×80%=320J2、（2021·安徽）图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（）A.动能减少 B.重力势能不变 C.机械能增大 D.机械能不变【答案】C【解析】A．小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，故A不符合题意；B．小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，故B不符合题意；CD．机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，故C符合题意，D不符合题意。故选C。3、（2021·安徽）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：（1）小明完成1次引体向上所做的功；（2）10s内小明做引体向上的功率。【答案】（1）300J；（2）120W【解析】解：（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为W=Gh=500N×0.6m=300J（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。4、（2020安徽）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，力F所做的功为________J。【答案】1500【解析】【详解】工人所做的有用功为W有=Gh=600N×1.5m=900J5、（2020安徽）在车站广场上，常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上，如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力，F推=20N，A、B一起做匀速直线运动。(1)将旅行包B看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图；(2)若10s内箱子运动的距离为8m

，求力F推做功的功率。【答案】(1)(2)16W【解析】【详解】(1)A、B一起做匀速直线运动，即旅行包B静止在拉杆箱A上，只受到本身竖直向下的重力和拉杆箱对它竖直向上的支持力的作用，如图所示(2)推力做的功W=Fs=160J推力做功的功率答：(2)若10s内箱子运动的距离为8m

，推力做功的功率为16J。6、（2019安徽）.用沿斜面向上大小为3.5N的力将一个重为4.9N的物体从斜面底端匀速拉到顶端．已知斜面长为2m,高为1m,则该过程中斜面的机械效率为_________________【答案】70%【解析】.7、（2019安徽）如图所示，水平地面上一个重为50N的物体,在大小为10N的水平拉力下作用下,向左做匀速直线运动，在5s的时间内通过的距离为2m.求物体运动过程中（1）所受摩擦力的大小;（2）拉力F做功的功率．【答案】（1）10N（2）4W【解析】【详解】（1）用10N的水平拉力，拉着物体向左做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，故f=F=10N；8、(2018安徽）如图所示，当工人师傅用400N的拉力向下拉绳时，可使重680N的重物匀速上升，此过程中滑轮组的机械效率为_______________.【答案】85%【解析】分析：已知拉力、物重，利用可计算滑轮组机械效率。解答：由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数：n=2，由得，滑轮组的机械效率：故答案为：85%。【点睛】本题考查机械效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用，相对比较简单。9、（2017安徽）如图所示，当水平拉力F=50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力约为80N,假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中A.拉力F做功为30JB.物体重力做功为120JC.拉力F做功的功率为12WD.该装置的机械效率约为60%【答案】C【解析】考点：功的计算机械效率功率的计算【2021年安徽各县区模拟冲刺】一、单选题1．（2021·安徽合肥市·九年级二模）力学知识的应用在我们的生活中随处可见，对如图的物理情境描述错误的是（）A．甲图中跳水运动员起跳后上升过程中，动能转化为重力势能B．乙图中关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游构成连通器C．丙图中瓶盖上设计有条纹，是通过增加接触面的粗糙程度来增大摩擦D．丁图中小丽穿溜冰鞋推墙，她对墙的推力与墙对她的作用力是一对平衡力【答案】D【解析】A．跳水运动员起跳后上升过程中质量不变，速度变小，同时高度升高，故动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能。故A正确；不符合题意；B．乙图中关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游上端开口，底部连通，构成连通器，故B正确，不符合题意；C．丙图中瓶盖上设计有条纹，通过使接触面更粗糙的方法来增大摩擦力，故C正确，不符合题意；D．丁图中小丽穿溜冰鞋推墙，她对墙的推力与墙对她的作用力分别作用在墙和小丽上，故不是一对平衡力。故D错误，符合题意。故选D。2．（2021·安徽合肥市·九年级二模）雨滴从高空由静止开始下落，由于受空气阻力的作用，最终会以恒定的速度匀速下降。雨滴在空中下落的整个过程中（不计雨滴质量变化）（）A．动能一直增大，机械能一直减小B．重力势能一直减小，机械能不变C．动能先增大后不变，机械能一直减小D．重力势能先增大后减小，动能先减小后增大，机械能不变【答案】C【解析】雨滴从高空由静止开始下落，高度降低，重力势能减小，初始时转化为动能与内能，动能不断增大；由于受空气阻力的作用，最终会以恒定的速度匀速下降，动能不变，重力势能仍会一直减小，由于克服摩擦力做功，机械能会一直减小。故选C。3．（2021·安徽铜陵市·九年级期末）一货物在吊车钢索的拉力作用下，竖直向上运动，（不考虑空气阻力和钢索的重力），货物运动的路程—时间（st）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（）A．4s时钢索的拉力大小大于8s时钢索的拉力大小B．货物竖直向上运动时，4s时的动能小于10s时的动能C．0~6s内钢索拉力做的功小于6~12s内钢索拉力做的功D．货物在0~6s内竖直向上运动的过程中，机械能增加【答案】D【解析】A．从st图像是一条倾斜的直线，可知，是匀速直线运动，则物体一直受重力和拉力，故不论是4s，还是8s物体都是匀速，重力都等于拉力，所以拉力相等，故A错误；B．0~6s内是6s走了3m，而6~12s内是6s走了1m，故4s时的速度大于10s时的速度，则4s时的动能大于10s时的动能，故B错误；C．0~6s内钢索拉力等于6~12s内钢索拉力，而0~6s内钢索拉力移动的距离为3m，而6~12s内钢索拉力拉力移动的距离为1m，则0~6s内钢索拉力做的功大于6~12s内钢索拉力做的功，故C错误；D．货物在0~6s内竖直向上运动的过程中，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，故机械能增加，故D正确。故选D。4．（2021·安徽合肥市·九年级二模）如图斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到位于P点的下方，则下列说法中正确的是（）A．小物块从P向M运动过程中，机械能一定减少B．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最小C．小物块整个运动过程中，机械能一定减少D．小物块从P向M运动过程中，动能减小【答案】C【解析】A．若斜面是光滑的，则小物块从P向M运动过程中，机械能不变，故A错误；B．在弹性限度内，弹簧的形变程度越大弹性势能越大，当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，故B错误；C．因小物块最后返回到P点的下方，所以整个过程中机械能一定减少，故C正确；D．小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，动能增大，故D错误。故选C。5．（2021·安徽合肥市·九年级一模）如图所示，当摆线自然下垂时，小球在B点，现将小球拉到A点，然后释放，小球将从A摆向B，再从B摆向C，下列判断正确的是（）A．小球在A点时，重力势能和动能都最大B．小球从A到B的过程中，拉力和重力都做功C．小球在B点时，重力势能和动能都最大D．小球从B到C的过程中，拉力不做功，重力做功【答案】D【解析】A．A点为左侧最高点，此时速度为0，动能最小，重力势能最大，故A错误；B．小球从A到B的过程中，受到拉力和重力的作用，拉力与小球运动的方向垂直，则拉力不做功，物体在重力的方向上移动了一段距离，重力在此过程中做功，故B错误；C．小球在B点时，高度最低，重力势能最小；速度最快，动能最大，故C错误；D．小球从B到C的过程中，受到拉力和重力的作用，拉力与小球运动的方向垂直，拉力不做功，物体在重力的方向上移动了一段距离，重力做功，故D正确。故选D。6．（2021·安徽合肥市·九年级一模）运动员在蹦床比赛过程中（不计空气阻力），当运动员离开蹦床后，仍可在空中继续向上运动，则下列说法中正确的是（）A．运动员继续向上运动，是因为受到惯性的作用B．运动员在向上运动的过程中，其惯性不断减小C．运动员在向上运动的过程中，其机械能减小D．运动员在向上运动的过程中，其动能减小，重力势能增大【答案】D【解析】A．运动员继续向上运动，是由于惯性，但不是受到惯性的作用，惯性不是力，不能说受到了惯性的作用，故A错误；B．运动员在向上运动的过程中，由于质量不变，故惯性的大小不变，惯性的大小只与质量有关，故B错误；C．运动员在向上运动的过程中，不计空气阻力，是动能和重力势能相互转化，机械能守恒，故C错误；D．运动员在向上运动的过程中，速度变小，故其动能减小，高度增加，故重力势能增大，故D正确。故选D。二、计算题7．（2021·安徽铜陵市·九年级期末）将一质量为0.5kg小球P从高度为4m，长为6m的斜面上，由静止下滑至水平面，小球在下滑过程中，重力所做的功和克服摩擦力所做功之差等于小球P动能的变化量。（已知动能表达式为Ek=mv2）求：（1）小球到达水平面的速度为4m/s时的动能；（2）小球P在整个下滑过程，克服摩擦力做的功。【答案】（1）16J；（2）4J【解析】解（1）小球到达水平面的速度为4m/s时的动能（2）重力所做的功小球P在整个下滑过程，克服摩擦力做的功答：（1）小球到达水平面的速度为4m/s时的动能；（2）小球P在整个下滑过程，克服摩擦力做的功4J。（1）快艇行驶的速度；（2）行驶过程中船底受到水的压强和快艇航行时受到的浮力；（3）该艇匀速行驶过程中发动机做功的功率。【解析】（1）快艇行驶的速度（2）船底受到水的压强快艇航行时受到的浮力（3）快艇匀速直线行驶，牵引力的大小等于所受阻力的大小，即牵引力做功的功率9．（2021·安徽合肥市·九年级一模）在一次物理课外拓展课上，物理老师给同学们讲了一个新的知识——动能定理。其内容是合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，表达式为F合s=mv22mv12，其中mv22称为这个物体的末动能，mv12称为这个物体的初动能。如图1所示，一正方体物块在外力F的作用下由静止开始沿平直的轨道运动，已知该物块的质量为2kg，边长为10cm，物块与地面的摩擦力是物块自重的0.1倍，物块的运动速度一时间图像如图2所示。（1）求2~4s物块前进的距离。（2）已知物块在0~2s时间段内前进的距离为1m，求物块在0~2s时间段内所受的拉力F是多大。【答案】（1）2m；（2）3N【解析】解：（1）由图2~4s物块做匀速直线运动，速度为1m/s，前进的距离s=vt=1m/s2s=2m（2）物块在0~2s时间段内前进的距离为1m，速度由0增加到1m/s，则有解得：F合=1N物块与地面的摩擦力物块在0~2s时间段内所受的拉力F答：（1）求2~4s物块前进的距离为2m；（2）物块在0~2s时间段内所受的拉力F是3N。10．（2021·马鞍山二中实验学校九年级一模）汽车出厂前需要测试，某次检测过程中，汽车保持恒定功率在水平路面做直线运动，测得其速度随时间变化的图像如图所示，汽车运动中所受阻力不变，发动机效率为40%，加速至2s时牵引力为4000N，10s后油箱还剩10L汽油（汽油热值q＝3.3×107J/L）。求：（1）10s内牵引力做的功；（2）运动中汽车受到的阻力；（3）10s后该车最多还能继续行驶的路程。【答案】（1）6×105J；（2）2000N；（3）66km【解析】解：（1）加速至2s时牵引力F1＝4000N，由图知此时速度v1＝15m/s，汽车功率为P＝F1v1＝4000N×15m/s＝6×104W由题知，汽车保持恒定功率在水平路面做直线运动，10s内牵引力做的功为W＝Pt＝6×104W×10s＝6×105J（2）由图知，汽车在10s后做匀速直线运动，速度v2＝30m/s，由P＝Fv得此时牵引力为此时汽车受到的牵引力和阻力为一对平衡力，则f阻＝F2＝2000N（3）10s时剩余汽油的体积V＝10L，完全燃烧放出的热量为Q放＝Vq＝3.3×107J/L×10L＝3.3×108JW有＝η×Q放＝40%×3.3×108J＝1.32×108J由W＝Fs可得行驶路程为答：（1）10s内牵引力做的功为6×105J；（2）运动中汽车受到的阻力为2000N；（3）10s后该车最多还能继续行驶的路程为66km。11．（2021·安徽合肥市·九年级一模）用如图所示的滑轮组拉动放置在水平地面边长为10cm的正方体物块。在绳子的自由端施加水平向右大小为20N的拉力F，使重量为100N的物块，在10s内沿水平地面匀速直线运动了1m，不计滑轮与绳子的质量及滑轮轴处的摩擦。求：（1）当正方体物块静止在水平地面对地面的压强大小；（2）拉力F的功率大小。【答案】（1）1×104Pa；（2）6W【解析】解：（1）当正方体物块静止在水平地对地面的压强大小（2）由图可知，n=3，绳子自由端移动的距离s=3s物=3×1m=3m拉力做的功W=Fs=20N×3m=60J拉力F的功率大小答：（1）当正方体物块静止在水平地对地面的压强大小是1×104Pa；（2）拉力F的功率大小是6W。12．（2021·安徽滁州市·九年级一模）如图所示为一辆无人驾驶清扫车，空车质量为400kg，它集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体，可自主作业。（g取10N/kg）（1）空车停在水平地面上，若地面总受力面积为200cm²，则车对地面的压强为多少帕？（2）空车行驶时牵引力的功率为810W，在10s内匀速行驶12m，车受到的阻力为多少牛？【答案】（1）2×105Pa；（2）675N【解析】解：（1）[1]车对地面的压力F=G=mg=400kg×10N/kg=4000N车对地面的压强（2）[2]车的速度空车行驶时牵引力的功率牵引力由于车做匀速运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，所以车受到的阻力为f=F=675N答：（1）车对地面的压强为2×105Pa。（2）车受到的阻力为675N。13．（2021·马鞍山市成功学校九年级一模）随着人们环保意识的增强，越来越多的市民选择公共自行车出行。如图是公共自行车及其相关数据。车架材料高强度合金车架质量/kg4.5整车质量/kg10单轮接触面积/cm26(1)该车以18km/h的速度匀速行驶10min，求通过的路程。(2)小明的质量为50kg，他在骑该自行车行驶时自行车对地面的压强为多少？(3)小明在某路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.03倍，求他的骑行功率。【答案】(1)3km；(2)5×105Pa；(3)180W【解析】解：(1)已知该车速度v＝18km/h，匀速行驶时间t＝10min＝h通过的路程(2)人和自行车对地面的压力F＝G＝mg＝(50kg+10kg)×10N/kg＝600N自行车对地面的压强(3)因为自行车匀速行驶，所以自行车在行驶过程中受到的牵引力等于阻力，即该市民骑行时做的功他的骑行时间＝10min＝600s他的骑行功率答：(1)通过的路程为3km；(2)他在骑该自行车行驶时自行车对地面的压强为5×105Pa；(3)他的骑行功率为180W。三、双选题14．（2021·合肥市第四十五中学九年级三模）如图，小球沿轨道由静止从A点向D点运动的过程中（小球和轨道间存在摩擦）下列说法错误的是（）A．小球不能到达D点B．小球从B到C过程中，动能的变化量小于重力势能变化量C．小球在C点和B点的机械能相等D．小球在A点的重力势能最大【答案】BC【解析】A．AD等高，小球与轨道间存在摩擦，机械能会转化成内能，机械能不守恒，小球若能到达D点，则AD机械能相同，故小球不能达到D点，故A正确，A不符合题意；B．小球从B到C过程中，机械能会转化成内能，动能的变化量大于重力势能变化量，动能变化量与重力势能变化量之差为转化成的内能，故B错误，B符合题意；C．小球从B点和C点，机械能减小，转化成内能，B点的机械能大于C点机械能，故C错误，C符合题意；D．小球从A点到D点的过程中，机械能减小，能达到的最高点的高度小于A点高度，A点的重力势能最大，故D正确，D不符合题意。故选BC。四、实验题15．（2021·安徽铜陵市·九年级期末）某同学猜想弹性势能可能与形变量x成正比，也可能与形变量x2成正比。用如图所示的装置探究，将弹簧套在光滑竖直杆上且底部固定在桌面上，刻度尺与杆平行，操作如下：①弹簧处于自由状态时，读出其上端距桌面的高度h0；②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧下端到桌面的高度h1；③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到桌面的高度h2；④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②③，将测出的数据记录在表格中，并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离。实验次数h0/mh1/mh2/mx/mx2/m2/m10.500.400.550.100.010.1520.500.300.900.200.040.6030.500.201.550.300.091.3540.500.152.000.350.121.85（1）实验中弹簧的形变量x=____________（用所测物理量符号表示）；（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过________来间接反映的；【解析】（1）[1]根据题意知道，弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度，即故选D。16．（2021·安徽淮南市·九年级二模）如图所示是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。（1）为了探究动能与质量的关系，应该让质量______（选填“相同”或“不相同”）的钢球分别从斜面的同一高度h由静止开始滚下，比较木块B被撞击后运动距离s的远近；实验次数123钢球质量m/g202020钢球下落高度h/cm5810木块滑行距离s近较远最远（2）为了探究动能与速度的关系，应该______；记录得到的数据如上表所示，分析数据得到的结论可用于解释汽车______（选填“超速”或“超载”带来的危害）。【答案】不相同让质量相同的钢球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下超速【解析】（1）[1]为了探究动能与质量的关系，需要控制质量不同，速度相同，应该让质量不相同的钢球分别从斜面的同一高度h由静止开始滚下，比较木块B被撞击后运动距离s的远近。（2）[2][3]为了探究动能与速度的关系，需要控制质量相同，速度不同，应该让质量相同的钢球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下；记录得到的数据如上表所示，根据表格中的数据可知，钢球质量相同，速度不同，动能不同，故该结论可用于解释汽车超速带来的危害。17．（2021·安徽合肥市·九年级开学考试）如图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。实验原理：（1）钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越______。（2）钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越______。【答案】大大【解析】（1）[1]钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大。（2）[2]实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞木块的运动距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大。五、填空题18．（2021·安徽铜陵市·九年级期末）如图所示，质量分布均匀的长方体砖块放在水平地面上，分别用竖直向上的力F1、F2作用于ab的中点和bc的中点，都使它们向上移动h（h<ab<bc），则F1所做的功______（选填“大于”、“小于”或“等于”）F2所做的功。【答案】等于【解析】两个力做功都转化为物体重力势能增加量，则W1=W2=Gh则F1所做的功等于F2所做的功。19．（2021·安徽安庆市·九年级一模）一辆汽车在平直公路上匀速行驶160m用时8s，在此过