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  • 2021-11-10 发布

2020年各地中考物理模拟分类汇编专题09功功率和机械能含解析

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专题09 功、功率和机械能 考向:功的概念、功的计算 ‎★考点导学 备考:熟悉力是否做功、会进行功的计算。‎ 考点一:功 考点二:功率 考向:功率的概念、会进行功率的计算。‎ 备考:功与功率的关系、会进行功率及其相关计算;并结合机械效率加强练习。‎ 光现象 考向:动能、势能的概念、机械能之间的转化与守恒。‎ 考点三:动能、势能和机械能 备考:熟悉影响动能大小的因素、理解弹性势能和重力势能的概念并能熟练分析动能和势能的变化、会分析机械能的转化。‎ 考向:通过实验探究熟悉影响动能大小的因素。‎ 备考:熟悉影响动能大小的因素,了解实验探究过程常见问题,通过典型练习提高解题能力。‎ 考点四:影响动能大小的因素械能 ‎★题型解读 选择题:常考热点主要集中在功与功率的概念、功与功率的计算、动能和势能的概念、机械能之间的转化。‎ 常考题型 填空题:常考热点主要集中在功与功率的概念、功与功率的计算、动能和势能的概念、机械能之间的转化。‎ 实验探究题:影响动能大小的因素。‎ ‎★模拟汇编 一、选择题 ‎1.(2020·河北涿州实验中学初三中考模拟)如图,小球在地面上弹跳。小球在A点的机械能为120J,当小球由A点运动到B点时,机械能变为100J,则小球由B点运动到C点时,其机械能可能为()。‎ 15‎ A.120J B.100J C.90J D.80J ‎【答案】C。‎ ‎【解析】小球由A到B的过程中,弹跳的高度大于由B到C过程中的高度,小球弹跳的越高克服空气阻力做功越多,机械能损失越多,小球由A到B的过程中机械能减少了20J,小球由B到C的过程中机械能的损失应小于20J,所以小球由B点运动到C点时,其机械能可能为90J,故C正确。故选C。‎ ‎2.(2020·北京市朝阳区中考模拟(延期开学网上考试))如图为一些生活中常见的情景,对于这些情景,下列说法中正确的是()。‎ A. 人用力推箱子但没有推动,人对箱子的推力做了功;‎ B. 起重机吊着货箱匀速竖直上升的过程中,起重机对货箱的拉力做了功;‎ C. 小学生沿平直道路骑车行进的过程中,地面对车的支持力做了功;‎ D. 踢出去的足球在空中飞行的过程中,人脚对足球的作用力做了功 15‎ ‎【答案】B。‎ ‎【解析】A.用力推桌子但没有推动,对桌子有力的作用,但桌子没有在力的方向上移动距离,所以不做功;故A错误;‎ B.起重机在提升货箱的过程中,起重机给货箱一个向上的力,重物在力的方向上通过了距离,所以做了功,故B正确;‎ C.平直道路骑车行进的过程中,地面对车的支持力与距离的方向互相垂直,所以不做功;故C错误;‎ D.踢出去的足球继续向前运动的过程中,足球由于惯性向前运动,不再受到脚的作用力,所以脚对球的力对球没有做功。故D错误。‎ ‎3.(2020·河北涿州实验中学初三中考模拟九年级试卷)如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,将小球系在橡皮筋一端,另一端固定在铁架台的O点上,M点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,N点是小球从O点自由释放后所能达到的最低点。关于小球运动过程中的说法正确的是()。‎ A.从O点到M点的过程中,小球重力势能转化为动能;‎ B.从O点到M点的过程中速度增大,因为球受到重力和弹力的作用;‎ C.运动到N点时,球受到平衡力的作用;‎ D.运动到N点时,球对橡皮筋的拉力等于橡皮筋对小球的拉力 ‎【答案】AD。‎ ‎【解析】(1)从O点到M点的过程中,小球只受重力作用,重力势能转化为动能,故A正确。‎ ‎(2)M点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,小球从O点到M点的过程中,橡皮筋没有发生弹性形变,所以小球不受弹力的作用,故B错误。‎ ‎(3)MN段小球先加速后减速,小球所受重力大于弹力时,小球加速运动;当弹力大于重力时,小球减速运动,N点是小球从O点自由释放后所能达到的最低点,此时小球速度虽然为零,到达N点后小球会改变运动状态向上运动,因此N点时受力不是平衡力,故C错误。‎ 15‎ M点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,小球经过M点后,橡皮筋发生弹性形变,小球受到橡皮筋向上的拉力,弹性形变越大,拉力越大,当拉力和小球的重力大小相等时,小球匀速运动;弹性形变继续增大,运动到N点时,弹性形变最大,橡皮筋的拉力大于小球的重力,球对橡皮筋的拉力与橡皮筋对球的拉力是相互作用力,故D正确。答案为AD。‎ ‎4.(2020·江西省中等学校招生考试模拟)下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是()。‎ A.做功越多的机械,功率越大   B.做功越多的机械,机械效率越高 C.功率越大的机械,机械效率越高   D.做功越快的机械,功率越大 ‎【答案】D。‎ ‎【解析】由P=可得,功率由功和时间共同决定,反映做功的快慢,功率大则做功快,故A错误;‎ 机械效率是指有用功与总功的比值,做功越多的机械,有用功与总功的比值不定大,机械效率不一定高,故B错误;‎ 功率越大的机械做功越快,机械效率是有用功和总功的比值,所以功率大不能确定机械效率高,故C错误;‎ 功率反映做功的快慢,做功快则功率大,故D正确。故选D。‎ ‎5.(2020·河南中考备考(网上教学)质量调研试卷)质量相等的甲、乙两辆小车,在同一水平地面上做直线运动,它们的图像如图所示。分析图像可以判断()。‎ A.甲车受到的摩擦力大于乙车受到的摩擦力;‎ B.甲车相对于乙车向后退;‎ C.甲车的动能大于乙车的动能;‎ D.甲车不受平衡力的作用,乙车受平衡力的作用 ‎【答案】C。‎ 15‎ ‎【解析】(1)又图像可知,甲乙两车均做匀速直线运动,两车质量相同,在同一水平地面运动,两车均受到平衡力作用,此时摩擦力也相同;故AD错误;‎ ‎(2)两车同时在同一地点出发,甲车速度大,甲运动得快,故甲车相对于乙车向前运动;故B错误;‎ ‎(3)由图象知,在相同时间内甲车通过的路程长,由速度公式v=st知甲车的速度大,因为甲、乙两辆小车质量相等,速度越大动能越大,所以甲车的动能大,故C正确;故选C。‎ ‎6.(2020·山东省济宁中考模拟三)如图所示,在20N水平拉力F的作用下,使重300N的物体以0.2m/s的速度在水平桌面上向左匀速运动了10s,滑轮组的机械效率为80%。在此过程中,下列说法正确的是()。‎ A.绳子自由端移动的距离为2m;‎ B.物体与地面间的滑动摩擦力为48N;‎ C.拉力F的功率为4W;‎ D.有用功为120J ‎【答案】D。‎ ‎【解析】(1)由图可知,与动滑轮相连的绳子段数为3,则绳端的拉力:=20N(其中f为重物受到的摩擦力);则f=3×20N=60N。‎ ‎(2)绳子自由端的速度为:;‎ ‎10s内绳子自由端移动的距离:;‎ ‎(3)则拉力F的功率为:;‎ ‎(4)有用功为:。‎ 故ABC错误,D正确;故选D。‎ ‎7.(2020·山东省济南市历下区中考一模)如图所示的四种情景中,属于重力势能转化为动能的是(  )。‎ 15‎ A.拉弓将箭射出;B.跳水空中下落;‎ C.骑自行车冲向坡顶; D.跳伞匀速下落 ‎【答案】B。‎ ‎【解析】A、将弓拉弯时,人对弓做功,弓形状发生改变,产生了弹性势能;松手后,恢复原状态的弓对箭做功,使箭的速度变大,弓的弹性势能转化为箭的动能,不符合题意;‎ B、跳水运动员从空中下落时,所处的高度降低,其速度增加,重力势能转化为动能,符合题意;‎ C、运动员骑自行车冲向坡顶时,其速度变慢,所处的高度增加,动能转化为重力势能,不符合题意;‎ D、跳伞运动员匀速下落时,虽所处的高度降低,重力势能减小,但其速度不变,动能不变,不符合题意。故选B。‎ ‎8.(2020·北京四中中考模拟(适应性测试)图示,金属小球从粗糙轨道中的 A点处由静止滑下,经过B 点,到达最低点C后,再沿轨道向上运动。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是()。‎ A. 小球能沿轨道向上运动到 E点处;‎ B. 小球从A点加速下滑时,重力对它做了功;‎ C. 小球从A点运动到C点的过程中,它的动能不变,重力势能减小;‎ D. 小球到达D点时的机械能小于它到达C点时的机械能 ‎【答案】BD。‎ ‎【解析】A.因为是粗糙的轨道,不计空气阻力,小球在斜面上滑下有能量的损耗,小 15‎ 球的机械能减小,所以小球能到达的最高点应比A点低,不可能沿轨道向上运动到E点;故A错误;‎ B.小球从A点由静止下滑时,小球受竖直向下的重力,小球向下移动了距离,所以重力对小球做了功,故B正确;‎ C.小球达到C点时,高度最低,重力势能最小,此时,小球速度最大,动能最大,故C错误;‎ D.由A可知,小球的机械能逐渐减小,所以小球到达D点时的机械能小于它到达C点时的机械能,故D正确。故选BD。‎ ‎9.(2020·山东省济南市历下区中考一模)同学们在体育活动及测试中涉及到了许多物理知识,下列说法正确的是(  )。‎ A.打乒乓球时拉出“弧圈球”,利用了流体压强与流速的关系;‎ B.标枪出手后如果受到的外力全部消失,标枪将会做匀速直线运动;‎ C.举起杠铃静止后人受到的重力和地面对人的支持力是一对平衡力;‎ D.投出去的实心球最终落回地面,落地时的动能大于出手时的动能 ‎【答案】ABD。‎ ‎【解析】A、打乒乓球时拉出“弧圈球”,是因为球发生旋转时带动空气的流动,使球的不同侧面空气流速不同,根据空气流速大的位置压强小可知,球会沿弧线运动,故A正确;‎ B、由牛顿第一定律知:标枪出手后如果受到的外力全部消失,将会做匀速直线运动,故B正确;‎ C、人受到的重力和地面对人的支持力,这两个力都作用在人体上、方向相反、作用在同一直线上,但是地面对人的支持力等于人重与杠铃重之和,大小不相等;不是一对平衡力,故C错误;‎ D、球出手时具有一定速度和高度,球同时具有动能和重力势能;而球落地时,高度为0,重力势能为0,此时球只有动能,故落地时的动能大于出手时的动能,故D正确。故选ABD。‎ ‎10.(2020·北京市朝阳区中考模拟(延期开学网上考试)中国北京已成功获得2022年第24届冬奥会主办权。如图所示,是我国运动员在往届冬奥会上参加不同比赛项目时顽强拼搏的英姿。下列说法中正确的是(  )。‎ 15‎ A. 甲图中:花样滑冰运动员在冰面上沿曲线滑行时,所受合力为零;‎ B. 乙图中:速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,其机械能增加;‎ C. 丙图中:自由滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中,重力做功越来越慢;‎ D. 丁图中:运动员将冰壶推出后,人不再对冰壶做功,冰壶的机械能会逐渐减小 ‎【答案】BD。‎ ‎【解析】A.运动员做曲线运动,运动状态时刻改变,因此远动员所受的合力不为零,故错误;‎ B.速度滑冰运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中,质量不变,速度变大,动能变大,高度不变,重力势能不变,故它的机械能增大,故正确;‎ C.自由滑雪空中技巧运动员从空中下落的过程中,运动员的重力不变,速度越来越快,由P=Fv=Gv可得,重力做功越来越快,故错误;‎ D.运动员将冰壶推出后,冰壶在滑动时克服摩擦做功,机械能转化为内能,冰壶的机械能会逐渐减小,故正确。故选BD。‎ ‎11.(2020·北京市朝阳区中考模拟(延期开学网上考试)用如图所示的滑轮组提起物体A,当卷扬机用500N的力拉钢丝绳,使物体A在10s内匀速上升1m的过程中,滑轮组的机械效率为80%。下列判断正确的是()。‎ A. 物体A重力为400 N; B. 动滑轮的重力为300N;‎ C. 卷扬机做的有用功为1200J;D. 卷扬机做功的功率为120W;‎ ‎【答案】BC。‎ ‎【解析】A.由图可知,承重的绳子段数n=3,则由得,‎ 15‎ 物体A的重力为:,故A错误;‎ B.不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦,由可得,动滑轮的重力:‎ G轮=nF-GA=3×500N-1200N=300N,故B正确;‎ C.卷扬机绳子移动的距离:s=3h=3×1m=3m,拉力做功:W总=Fs=500N×3m=1500J,‎ 卷扬机做的有用功:W有用=ηW总=80%×1500J=1200J;故C正确;‎ D.用500N拉力通过此滑轮组提升物体,使其在10s内匀速上升1m:‎ 卷扬机做功的功率:;故D错误;故选BC。‎ ‎12.(2020·山东省泰安中考模拟)如图甲所示,将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球(球上有小孔)套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手,小球的高度随时间变化的情况如图乙所示,下列说法正确的是(   )。‎ A. 在0~t3过程中,小球在t1时刻机械能最大;‎ B. 弹簧原来的长度为40cm;‎ C. 在0~t1过程中,小球的重力势能全部转化为动能;‎ D. 在t1t2t3三个时刻,小球的动能在t1时刻最大 ‎【答案】D。‎ ‎【解析】A. 在0∼t3过程中,小球刚与弹簧接触,与弹簧接触后,先做加速度不断减小的加速运动,当弹力增大到与重力平衡是t1时刻,即加速度减为零时,速度达到最大,t2、t3三个时刻,由于能量的损失,总的机械能在减小,所以,开始的0时刻机械能最大,A不符合题意;‎ B. 由图可知当弹力与重力平衡时,弹簧的长度为40cm,由于此时弹簧处于压缩状态,所以弹簧原来的长度应大于40cm, B不符合题意;‎ C. 在0∼t1过程中,t1时刻速度达到最大,重力势能最小,但部位零,此时t1时刻小球刚与弹簧接触,所以小球重力势能并不是全部转化为动能,C不符合题意;‎ D. 在t1、t2、t3三个时刻,由于能量的损失,t1时刻的速度最大,所以小球的动能在t1时 15‎ 刻最大,D符合题意。故答案为D。‎ ‎13.(2020·北京市朝阳区中考模拟(延期开学网上考试)下面关于功、功率、机械效率说法正确的是(  )。‎ A. 功率小的机械做功一定快;‎ B. 做功时间越长,机器的功率越大;‎ C. 机械做功少,功率一定小,机械效率一定低;‎ D. 有用功一定时,额外功少的机械,机械效率一定高 ‎【答案】D。‎ ‎【解析】A.功率大的机械,做功快,故A错误;‎ B.由可知,做功时间越长,做功多少未知,机器的功率无法判断,故B错误;‎ C.机械做功少,做功不一定慢,功率不一定小,与机械效率无关,故C错误;‎ D.有用功一定时,额外功少、总功少,有用功与总功的比值大,机械效率一定高,故D正确。故选D。‎ 二、填空题 ‎14.(2020·湖北省武汉市中考模拟五)如图所示是嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”由长征4号丙运载火箭发射时的情景。火箭中的燃料燃烧时,燃气推动火箭和卫星上升,卫星的机械能会________(填“增大”“不变”或“减小”),火箭外壳的温度会________(填“升高”“不变”或“降低”)。“鹊桥”最终在距地球约45万千米的轨道上运行,由此可知,从地球上发射的电磁波信号经过________秒后就会被“鹊桥”接收到。‎ ‎【答案】增大;升高;1.5。‎ ‎【解析】火箭中的燃料燃烧时,燃气推动火箭和卫星上升,卫星的质量不变,速度变大,高度增加,所以卫星的动能、重力势能都增大,其机械能会增大;火箭上升过程中,克服与大气间的摩擦,机械能转化为内能,所以火箭外壳的温度会升高;电磁波在太空中的传播速度为3×108m/s=3×105km/s,由v=可得,电磁波传播时间:t==‎ 15‎ ‎=1.5s。‎ 答案是:增大;升高;1.5。‎ ‎15.(2020·吉林省长春市中考模拟四)如图所示,小朋友从滑梯上滑下,其重力势能________(选填“增大”或“减小”),动能________(选填“增大”或“减小”),机械能________(选填“增大”或“减小”)。当他滑至水平面后,还会继续向前运动,是由于他具有________。‎ ‎【答案】减小;增大;减小;惯性。‎ ‎【解析】小朋友从滑梯上滑下,质量不变,高度减小,重力势能减小;同时速度变大,动能增大;机械能等于动能与势能之和,若不计空气阻力和摩擦阻力时,机械能没有转化为内能,机械能守恒;但在此过程中,小朋友需要克服空气阻力和摩擦阻力做功,有一部分机械能转化为内能,所以机械能减小;当他滑至水平面后,由于惯性要保持原来的运动状态,所以还会继续向前运动。‎ 答案是:减小;增大;减小;惯性。‎ ‎16.(2020·山东省济南市历下区中考一模)嫦娥五号探测器,是我国首个实施无人月面取样返回的航天器,预计2020年10月底前后发射。嫦娥五号探测器全重8.2吨,由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成,如图所示为上升器与着陆器模拟图。上升器升空时向下喷射高温气体,高温气体对其施加向上的动力,这说明物体间力的作用是  的。轨道器在环月椭圆轨道上由近月点向远月点运动时,它的动能将  (选填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎【答案】相互;减小。‎ ‎【解析】上升器升空时向下喷射高温气体,高温气体对其施加向上的动力,这说明物体间力的作用是相互的。‎ 15‎ 轨道器在环月椭圆轨道上由近月点向远月点运动时,动能转化为重力势能,故它的动能减小。‎ 故答案为:相互;减小。‎ ‎17.(2020·江苏省南京市中考模拟四)建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如图所示的机械装置,斜面的倾角为30°且固定在水平面上。工人用400N的力拉绳子,重为500N的货物沿斜面匀速向上运动12m所用时间为20s,在此过程中有用功为________J,该装置的机械效率为________。‎ ‎【答案】3000;31.25%。‎ ‎【解析】①物体在斜面上运动12m,斜面的倾角为30°,根据直角三角形知识可知,物体上升的高度h=s=×12m=6m,工人所做有用功:W有用=Gh=500N×6m=3000J;‎ ‎②由图可知,动滑轮上有2段绳子,即n=2,已知物体沿斜面移动距离s=12m,则绳子自由端移动的距离:s′=ns=2×12m=24m,工人所做总功:W总=Fs′=400N×24m=9600J,‎ 该装置的机械效率:η==×100%=31.25%。‎ 答案为:3000;31.25%。‎ ‎18.(2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)小明同学用20N的水平推力,将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m,在此过程中,推力对购物车做功  J,购物车的重力做功  J;一个皮球落地后弹起,弹起的高度越来越低,皮球在运动过程中,机械能总量  (选填“增加”、“减少”或“保持不变”)。‎ ‎【答案】200;0;减少。‎ ‎【解析】(1)推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J,‎ ‎(2)购物车在水平地面上移动4m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0J;‎ ‎(3)皮球运动过程中弹起的高度越来越小,说明重力势能越来越小,同时速度越来越慢,也就是动能越来越小,即机械能减少。‎ 15‎ 故答案为:200;0;减少。‎ ‎19.(2020·山东省济宁中考模拟二)如图所示,甲、乙两辆质量相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s﹣t图象如图所示。由图可知,甲车的动能_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙车的动能。牵经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为_________。(空气阻力忽略不计)‎ ‎【答案】小于;1:4。‎ ‎【解析】(1)根据公式,由图像可知,甲车速度v甲小于乙车速度v乙,甲乙两车质量相同,所以甲车的动能小于乙车的动能。‎ ‎(2),;‎ 因为两车质量相同,并在同一水平面上做匀速直线运动,故其牵引力F相同;‎ 由公式可知牵引力的功为:,‎ 所以,。‎ 故答案是:小于;1:4。‎ ‎20.(2020·广东省东莞市松山湖初三线上模拟考试)如图甲所示,小华用水平推力 F 推置于水平地面上的木箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,木箱运动速度 v 的大小随时间 t 变化的情况如图丙所示,则 1﹣3s 木箱做 (选填“匀速”或“变速”)运动,3~5s 推力对木箱做的功是J,1~3s 木箱所受的滑动摩擦力是 N。‎ 15‎ ‎【答案】变速;40;200。‎ ‎【解析】(1)由图像丙可知,在1-3s时间内,木箱速度逐渐增大,故木箱在此时间内做变速运动;‎ ‎(2)在3-5s时间内,木箱做匀速直线运动,速度为1.0m/s,推力为200N,‎ 根据公式可知:;‎ ‎(3)木箱做匀速直线运动,推力等于摩擦力,故摩擦力为200N。‎ 答案为:变速;40;200。‎ 三、计算题 ‎21.(2020·吉林省长春市中考模拟四)在建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为120N,时间为20s。求:‎ ‎(1)工人做的有用功;‎ ‎(2)此过程中该装置的机械效率;‎ ‎(3)工人做功的功率。‎ ‎【答案】(1)工人做的有用功是1200J;(2)此过程中该装置的机械效率是83.3%;(3)工人做功的功率是72W。‎ ‎【解析】(1)工人所做的有用功W有=Gh=200N×6m=1200J;‎ ‎(2)由图知n=2,拉力端移动距离s=nh=2×6m=12m,‎ 工人做的总功:W总=Fs=120N×12m=1440J;‎ 该装置的机械效率η=×100%=×100%≈83.3%;‎ ‎(3)工人做功的功率:P===72W。‎ ‎22.(2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)一辆厢式小货车某次运货,满载后总质量是5.0×103kg,在平直的公路上匀速行驶100km,耗油10kg,货车受到的阻力是总重力的0.05倍,发动机的牵引功率是50kW(油的热值是5.0×107J/kg,g=10N/kg),求:‎ ‎(1)货车受到的牵引力;‎ 15‎ ‎(2)货车匀速行驶的速度;‎ ‎(3)货车发动机的效率。‎ ‎【答案】(1)货车受到的牵引力为2500N;(2)货车匀速行驶的速度为20m/s;(3)货车发动机的效率为50%。‎ ‎【解析】(1)货车受到的重力:G=mg=5.0×103kg×10N/kg=5.0×104N,‎ 货车做匀速运动,所以货车受的牵引力:F=f=0.05G=0.05×5.0×104N=2500N;‎ ‎(2)由P=Fv得,货车匀速行驶的速度:v===20m/s;‎ ‎(3)牵引力做的功:W=Fs=2500N×1×105m=2.5×108J,‎ 燃油燃烧放出的总能量:Q=mq=10kg×5.0×107J/kg=5.0×108J,‎ 货车发动机的效率:η=×100%=×100%=50%。‎ 15‎