專題05簡單機械功和機械能-5年（2018-2022）中考1年模擬物理分項匯編

專題05簡單機械功和機械能一、單選題1．（2022·上海·中考真題）瀑布從高峰傾瀉而下，驅(qū)動發(fā)動機轉(zhuǎn)動發(fā)電，在此過程中，能量轉(zhuǎn)化的順序為（）A．動能→重力勢能→電能 B．重力勢能→動能→電能C．電能→重力勢能→動能 D．重力勢能→電能→動能【答案】B【解析】瀑布中的水在高處時具有重力勢能，當(dāng)水從高處傾瀉而下時，將水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，沖動發(fā)電機的葉輪旋轉(zhuǎn)，從而將動能轉(zhuǎn)化為電能。故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。二、填空題2．（2022·上?！ぶ锌颊骖}）用如圖所示的滑輪沿豎直方向提起一重為20牛的物體A，滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于一個__________杠桿，力F的大小為____________牛，此時物體A所受到的合力大小為_______________牛?！敬鸢浮?/p>

省力

10

0【解析】[1]如圖所示，滑輪隨著物體一起運動，故是動滑輪，省一半的力，相當(dāng)于一個省力杠桿。[2]一共有2段繩子分擔(dān)動滑輪重，故動滑輪省一半的力，力F的大小為[3]滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，則物體A也處于靜止?fàn)顟B(tài)，處于平衡狀態(tài)，故合力為0。3．（2020·上?！ぶ锌颊骖}）平面鏡所成的像是______的（選填“放大”“等大”或“縮小”）。四沖程內(nèi)燃機工作時，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是______沖程。如圖所示的開瓶器，是______杠桿（選填“省力”“等臂”或“費力”）。【答案】

等大

做功

省力【解析】[1]平面鏡成等大、正立的虛像。[2]四沖程內(nèi)燃機的做功沖程，燃料在缸內(nèi)燃燒，將燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。[3]如圖所示的開瓶器是生活中常見的簡單機械，它是一個省力杠桿。4．（2021·上?！ぶ锌颊骖}）火箭加速上升過程中，相對于地面是______；火箭的重力勢能______，慣性______?！敬鸢浮?/p>

運動的

變大

不變【解析】【分析】[1]火箭加速上升過程中，相對于地面的位置發(fā)生改變，火箭相對于地面是運動的。[2]火箭加速上升過程中，質(zhì)量不變，高度變大，重力勢能變大。[3]火箭加速上升過程中，質(zhì)量不變，慣性的大小不變。三、綜合題5．（2020·上?！ぶ锌颊骖}）在“探究二力平衡的條件”實驗中，用來測量力的儀器是______；在“探究杠桿平衡的條件”實驗中，為便于直接從杠桿上讀出力臂的數(shù)值，應(yīng)使杠桿在______位置保持平衡；“測定物質(zhì)的密度”的實驗原理是______；在“測定小燈泡的電功率”實驗中，所選電源電壓應(yīng)______小燈泡的額定電壓（選填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】

彈簧測力計

水平

大于【解析】[1]彈簧測力計是用來測量力的儀器。[2]為了在杠桿上直接讀出力臂大小，實驗時應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。[3]“測定物質(zhì)的密度”的實驗原理是。[4]測定小燈泡的功率時，串聯(lián)一個滑動變阻器，根據(jù)串聯(lián)分壓的原理，所用電源應(yīng)大于小燈泡的額定電壓。四、計算題6．（2022·上海·中考真題）用大小為5牛的水平方向的拉力F使重力為20牛的物體在10秒內(nèi)勻速運動10米，求這段時間里物體拉力F做的功W和功率P?！敬鸢浮?0J；5W【解析】解：物體沿水平方向做勻速直線運動，此過程中拉力做的功W=Fs=5N×10m=50J拉力的功率答：這段時間內(nèi)拉力做的功為50J，功率為5W。7．（2020·上?！ぶ锌颊骖}）物體在50牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運動，10秒內(nèi)前進了20米，求此過程中拉力做的功W和拉力的功率P．【答案】（1）1000J（2）100W【解析】【分析】知道水平拉力的大小和前進的距離，根據(jù)W＝Fs求出拉力做的功，根據(jù)P＝求出功率的大?。ψ龅墓Γ篧＝Fs＝50N×20m＝1000J；拉力的功率：P＝＝100W.8．（2021·上海·中考真題）杠桿平衡時，動力F1大小為20N，動力臂l1為0.8m，阻力臂l2為0.4m，求阻力F2的大小?！敬鸢浮?0N【解析】【分析】解：由杠桿的平衡條件得代入數(shù)據(jù)得解得答：阻力F2的大小為40N。9．（2019·上海·中考真題）杠桿平衡時，動力臂l1為0.6米，阻力臂l2為0.2米，若阻力F2的大小為60牛，求動力F1的大?。敬鸢浮?0N【解析】由杠桿平衡條件F1l1＝F2l2可得，動力為F1＝＝＝20N．答：動力F1為20N．一、單選題1．（2022·上海華旭雙語學(xué)校模擬預(yù)測）如圖所示，使用起子向上用力打開瓶蓋時，起子可視為杠桿，這時杠桿的支點是（）A．A點 B．B點 C．C點 D．D點【答案】A【解析】在用啟子開汽水瓶蓋的過程中，受施力方向向上，啟子繞啟子與瓶蓋的前接觸點A轉(zhuǎn)動，所以A點為支點，故BCD不符合題意，A符合題意。故選A。2．（2022·上海崇明·二模）在圖中，O是杠桿PQ的支點，在P點掛一重物G，在Q點分別作用不同方向的力F。其中能使杠桿在水平位置平衡且最省力的是圖（）A．B．C．D．【答案】B【解析】根據(jù)杠桿平衡條件F1l1=F2l2，在阻力和阻力臂確定的情況下，要想動力最小，則動力臂需最大，則當(dāng)力與杠桿垂直時，力最小，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。3．（2022·上海華旭雙語學(xué)校模擬預(yù)測）如圖所示，忽略空氣阻力，由空中A處釋放的小球經(jīng)過B、C兩位置時具有相同的A．速度 B．動能 C．機械能 D．重力勢能【答案】C【解析】小球下落過程中，忽略空氣阻力，機械能守恒．小球質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，小球沒有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢能．機械能等于動能與勢能之和，機械能不變，勢能減小，動能增大，小球質(zhì)量不變，速度增大，故選C。4．（2022·上海嘉定·二模）生活中蘊含著許多物理知識。以下說法正確的是（）A．學(xué)校操場上國旗旗桿頂端的滑輪是動滑輪B．汽車發(fā)動機工作時燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能通過做功沖程轉(zhuǎn)化為機械能C．水筆的握筆處采用帶花紋的塑料是為了減小摩擦力D．面包出爐時香氣四溢說明分子間有相互作用力【答案】B【解析】A．國旗旗桿頂端的滑輪的作用是改變力的方向，是定滑輪，故A錯誤；B．汽車發(fā)動機工作時燃料燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在做功沖程中，燃氣推動活塞做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故B正確；C．水筆的握筆處采用帶花紋的塑料，增大了接觸面的粗糙程度，從而增大摩擦，防止手握筆時滑動，故C錯誤；D．面包出爐時，由于面包的分子的不規(guī)則運動，擴散到空氣中，所以香氣四溢，故D錯誤。故選B。二、填空題5．（2022·上海長寧·二模）用如圖所示的滑輪裝置勻速提升重為50牛的物體，若不計滑輪重及摩擦，則拉力F的大小為______牛；若該物體5秒內(nèi)勻速升高了2米，則此過程中拉力F所做的功為______焦，功率為______瓦?！敬鸢浮?/p>

25

100

20【解析】[1]不計滑輪重及摩擦，使用動滑輪能省力一半，勻速向上提升物體時，拉力為[2]動滑輪費一倍距離，即根據(jù)做功的計算公式可得，拉力做的功為W=Fs=25N×4m=100J[3]由功率的計算公式可得，功率為6．（2022·上海靜安·二模）重為15N的物塊，在大小為2N的水平拉力作用下沿水平面做勻速直線運動，10s內(nèi)前進了6m。此過程中，物塊的運動狀態(tài)______變化（選填“發(fā)生”或“不發(fā)生”），重力做功為_______J，拉力的功率為________W?！敬鸢浮?/p>

不發(fā)生

0

1.2【解析】[1]物體做勻速直線運動，速度的大小和方向都不變，故運動狀態(tài)不變。[2]物體在水平方向運動，而重力是豎直方向的，力與距離垂直，故重力不做功。[3]拉力的功率為7．（2022·上海徐匯·模擬預(yù)測）如圖所示，A裝置是_______滑輪（選填“定”或“動”），可以看作_______杠桿（選填“省力”“等臂”或“費力”），若旗幟重為5牛，不計摩擦和空氣阻力，旗幟被豎直提升3米過程中，力F所做的功為_______焦?！敬鸢浮?/p>

定

等臂

15【解析】[1][2]如圖旗桿頂部的裝置，滑輪的軸使用時不隨物體運動，是定滑輪，是一個等臂杠桿[3]根據(jù)做功計算公式可得，力F所做的功為8．（2022·上海普陀·二模）跳臺滑雪作為冬奧會比賽項目之一，有著“勇敢者游戲”之稱。當(dāng)比賽選手從離地百米高處向下俯沖時，______能減小，自跳臺末端躍起飛出后，由于______人將在空中持續(xù)向前飛行數(shù)秒，飛行過程中以滑雪板為參照物，運動員是______的。【答案】

重力勢

慣性

靜止【解析】[1]當(dāng)比賽選手從離地百米高處向下俯沖時，質(zhì)量不變，速度變大，所以動能增大；質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能減小。[2]自跳臺末端躍起飛出后比賽選手能在空中持續(xù)向前飛行，是因為人具有慣性，躍起后仍保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動。[3]飛行過程中以滑雪板為參照物，運動員的位置沒有發(fā)生變化，所以運動員是靜止的。9．（2022·上海嘉定·二模）某物體在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運動，5秒內(nèi)前進了2米，則此過程中拉力做的功為______焦，功率為______瓦。若物體的體積為1×103米3，將其浸沒在水中，其受到的浮力大小為______牛?！敬鸢浮?/p>

20

4

9.8【解析】[1]拉力所做的功為W=Fs=10N×2m=20J[2]拉力的功率為[3]物體浸沒在水中時V排=V=1×103m3根據(jù)阿基米德原理，物體受到的浮力為F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×1×103m3×9.8N/kg=9.8N10．（2022·上海市向明初級中學(xué)模擬預(yù)測）如圖所示，用20牛的拉力F勻速提起物體A，不計摩擦及滑輪重力，A的重力為______牛。若物體A在10秒內(nèi)上升4米，此過程中拉力F做的功為______焦，功率為______瓦。【答案】

40

160

16【解析】[1][2][3]由題意可得，承擔(dān)動滑輪繩子的段數(shù)n=2，勻速提起物體A，則A受力是二力平衡，所以A的重力是物體A上升4m，拉力F移動了8m，故拉力F做的功功率為11．（2022·上海虹口·二模）如圖所示，用滑輪勻速提升同一重物G，可以看作省力杠桿的是_____滑輪（選填“A”或“B”）；物體上升時，它的重力勢能______（選填“增大”“不變”或“減小”）。不計摩擦和滑輪重力，若力的大小為10牛，可判斷力的大小為______牛。【答案】

B

增大

20【解析】[1]A是定滑輪，是等臂杠桿，B是動滑輪，是省力杠桿。[2]物體上升時，高度增加，質(zhì)量不變，重力勢能增大。[3]動滑輪有兩段繩子分擔(dān)物重，故物體的重力為而圖A是定滑輪，只改變力的方向，不改變力的大小，故的大小為20N。12．（2022·上海浦東新·二模）如圖所示，分別使用A、B兩滑輪勻速提起重力為10N的同一物體，其中_______可以看作等臂杠桿（選填“A”或“B”）；若不計摩擦和滑輪重力，所需豎直向上的拉力F2為_______N。當(dāng)物體勻速上升時，它的機械能_______（選填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮?/p>

A

5

增大【解析】[1]A是定滑輪，可以看作支點在軸心，動力臂、阻力臂分別為半徑的等臂杠桿，不省力，也不省距離。[2]B是動滑輪，本質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的杠桿；不計摩擦和滑輪重力，B是動滑輪可以省一半的力，因此[3]物體勻速上升時，速度不變，它的動能不變|；高度升高，勢能增加，物體的機械能為動能與勢能之和，故當(dāng)物體勻速上升時，它的機械能增大。13．（2022·上海青浦·模擬預(yù)測）在2022年北京冬奧會中，我國選手谷愛凌在比賽中獲得女子自由式滑雪冠軍。她在躍出跳臺后，由于_______繼續(xù)上升，若以跳臺為參照物，她是________的（選填“運動”或“靜止”），在上升過程中，其重力勢能______（選填“變小”“不變”或“變大”）。【答案】

慣性

運動

變大【解析】[1]她在躍出跳臺后，由于慣性，保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)上升。[2]若以跳臺為參照物，她的位置發(fā)生了改變，故她是運動的。[3]在上升過程中，質(zhì)量不變，高度增大，故重力勢能變大。14．（2022·上海民辦行知二中實驗學(xué)校二模）如圖所示，滑輪______是定滑輪（選填“A”或“B”）；若物體所受重力均為50牛，不計滑輪重力及摩擦，當(dāng)用力F2勻速提升物體時，力F2為______牛；若用力F2使物體勻速上升2米，力F2所做的功為______焦?！敬鸢浮?/p>

A

25

100【解析】[1]由圖可知滑輪A的軸固定不動，所以滑輪A是定滑輪。[2]由圖可知B滑輪是動滑輪，不計摩擦和滑輪重力，使用動滑輪可以省一半的力，則拉力[3]拉力F2移動的距離為s=2h=2×2m=4m則拉力F2做的功為W=F2s=25N×4m=100J15．（2022·上海徐匯·二模）我國第一艘航空母艦“遼寧號”正常行駛的功率約為1.5×108瓦，在一次測試過程中，“遼寧號”以該功率在海面上5分鐘內(nèi)勻速直線行駛了4500米，此過程中“遼寧號”的行駛速度為______米/秒，牽引力所做的功為______焦，航空母艦在海水中受到的阻力為______牛?！敬鸢浮?/p>

15

4.5×1010

1×107【解析】[1]由知道，此過程中“遼寧號”的行駛速度為[2]由知道，此過程牽引力所做的功為[3]航空母艦在海水中勻速直線行駛，受到的阻力與牽引力是平衡力，大小相等，由知道，受到的阻力三、計算題16．（2022·上海市晉元高級中學(xué)附屬學(xué)校西校模擬預(yù)測）如圖所示，用拉力F將重為20牛的物體勻速上提，物體在5秒內(nèi)上升了1米。求：(1)這段時間內(nèi)拉力所做的功；(2)物體上升過程中拉力的功率?！敬鸢浮?1)20J；(2)4W【解析】(1)由于物體勻速上升，那么根據(jù)二力平衡可知這是一個定滑輪，物體上升了1m，那么拉力的作用點繩端會下降1m，則這段時間內(nèi)拉力所做的功是(2)根據(jù)可知，物體上升過程中拉力的功率是答：(1)這段時間內(nèi)拉力所做的功是20J；(2)物體上升過程中拉力的功率是4W。17．（2022·上海崇明·二模）如圖所示，工人用動滑輪勻速豎直向上提升貨物，他在4秒內(nèi)做了600焦的功，貨物上升了1米，試求：（1）工人做功的功率：（2）工人提升貨物時作用于繩端的拉力大小?！敬鸢浮浚?）150W；（2）300N【解析】解：（1）工人做功的功率（2）如圖所示，是動滑輪，兩段繩子分擔(dān)動滑輪和物重，故繩子移動的距離為工人提升貨物時作用于繩端的拉力大小答：（1）工人做功的功率150W；（2）工人提升貨物時作用于繩端的拉力大小為300N。18．（2022·上海靜安·二模）杠桿的動力臂l1為2m，阻力臂l2為0.2m，若阻力F2為300N，求杠桿平衡時的動力F1．【答案】30N【解析】杠桿平衡時19．（2022·上海徐匯·模擬預(yù)測）杠桿平衡時，動力臂l1為0.8m，阻力F2的大小為40N，阻力臂l2為0.2m，求動力F1的大小。【答案】10N【解析】解：杠桿平衡時，根據(jù)杠桿的平衡條件可得答：動力

F1的大小10N。20．（2022·上海松江·二模）用圖所示的滑輪，將重為10牛的物體A在5秒內(nèi)勻速向上提升2米。不計繩子和滑輪間的摩擦，求：（1）拉力F所做的功W。（2）拉力F的功率P?！敬鸢浮浚?）20焦；（2）4瓦【解析】解：（1）不計繩子和滑輪間的摩擦，根據(jù)定滑輪的工作特點可知，拉力F＝G＝10N繩端移動的距離s＝h＝2m拉力做功為W＝Fs＝10N×2m＝20J（2）拉力F的功率為答：（1）拉力F所做的功W是20J；（2）拉力F的功率P是4W。21．（2022·上海嘉定·二模）杠桿平衡時，動力F1的大小為10牛，動力臂l1為0.2米，阻力臂l2為0.1米，求阻力F2的大?。敬鸢浮?0N【解析】根據(jù)杠桿平衡條件得：，解得：22．（2022·上海青浦·模擬預(yù)測）物體在20牛的水平拉力作用下沿拉力方向做直線運動，其st圖像如圖所示。（1）求該物體的速度大小v；（2）若物體運動4秒，求拉力對物體所做的功W及功率P的大小?！敬鸢浮浚?）1m/s；（2）80J，20W【解析】解：（1）由圖可得物體的速度大小（2）由圖可知，運動4秒，經(jīng)過的路程s=4m，拉力對物體所做的功拉力的功率為答：（1）物體的速度大小為1m/s；（2）拉力對物體所做的功為80J，功率為20W。23．（2022·上海金山·二模）木塊在大小為20牛的水平拉力作用下，10秒內(nèi)沿水平地面前進5米，求此過程中拉力做的功W及功率P。【答案】100J，10W【解析】解：此過程中拉力做的功功率為答：此過程中拉力做的功W為100J，功率P為10W。24．（2022·上海楊浦·二模）某物體在10牛的水平拉力作用下沿水平面做勻速直線運動，5秒內(nèi)前進了6米．求此過程中拉力做的功W和功率P．【答案】60J；12W．【解析】拉力做的功：W=Fs=10N×6m=60J；拉力的功率：．答：此過程中拉力做的功是60J，功率是12W．25．（2022·上海寶山·二模）如圖所示，物體A受到的重力為20牛，不計滑輪重和摩擦。若物體A在2秒內(nèi)勻速上升0.5米，求拉力F所做的功及功率大小?！敬鸢浮?0J，5W【解析】解：動滑輪勻速提升重物（省一半力，費一倍距離），拉力F所做的功為拉力F的功率大小為答：拉力F所做的功為10J，功率大小為5W。26．（2022·上海青浦·二模）物體在100牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運動，10秒內(nèi)前進了5米。求此過程中拉力做的功W和功率P?！敬鸢浮?00J，50W【解析】拉力做的功W=Fs=100N×5m=500J拉力做的功功率答：拉力做功500J，拉力做功的功率是50W。四、實驗題27．（2022·上海浦東新·二模）小新和小佳同學(xué)在做“探究杠桿平衡條件”實驗：（1）實驗前，他們把杠桿中心支在支架上，杠桿在圖（a）中所示位置靜止時______處于平衡狀態(tài)（選填“是”或“不是”）；小新將右端的平衡螺母向右調(diào)，小佳認為也可以將左端的平衡螺母向______調(diào)（選填“左”或“右”），使杠桿在水平位置平衡；（2）實驗中，他們多次在杠桿兩端加掛鉤碼，并調(diào)節(jié)鉤碼位置，使杠桿保持水平平衡，記錄多組數(shù)據(jù)，這樣做的目的是______；（3）如圖（b）所示，杠桿始終保持在水平位置平衡，小新將彈簧測力計從位置②移動到位置①時，測力計的示數(shù)將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】

是

右

尋找普遍規(guī)律

變小【解析】（1）[1][2]只要杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速轉(zhuǎn)動，即為杠桿平衡，如圖（a）杠桿左邊下沉，說明左邊重，故需要將平衡螺母向右調(diào)。（2）[3]多次實驗得到多組數(shù)據(jù)，目的是從多組數(shù)據(jù)中尋找普遍規(guī)律，避免偶然性。（3）[4]小新將彈簧測力計從位置②移動到位置①時，力臂越變越大，根據(jù)可知，不變，變大，那么彈簧測力計的示數(shù)變小。28．（2022·上海閔行·二模）冬奧會滑雪比賽時，運動員從斜坡下滑到水平面時，前方有一擋板阻擋。小王想若沒有擋板，體重大的運動員可能滑行得更遠。于是他研究物塊從斜面靜止釋放后在水平面上滑行的最大距離與物塊質(zhì)量的關(guān)系。他將表面粗糙程度相同、質(zhì)量不同的銅塊放在同一斜面的同一高度由靜止釋放，測出銅塊在水平面上滑行的最大距離s，實驗現(xiàn)象如圖（a）、（b）、（c）所示，且s1=s2=s3（1）分析比較圖（a）、（b）和（c）中的現(xiàn)象，可得到的初步結(jié)論是：___________；（2）他按圖（d）繼續(xù)實驗，由（c）和（d）可知，他研究的是物塊在水平面上滑行的最大距離與___________的關(guān)系，通過觀察比較___________的大小關(guān)系，可歸納得出初步結(jié)論?！敬鸢浮?/p>

物塊從斜面靜止釋放后在水平面上滑行的最大距離與物塊質(zhì)量無關(guān)

傾斜程度

銅塊在水平面上滑行的最大距離【解析】（1）[1]分析比較圖（a）、（b）和（c），斜面傾斜程度相同，同一高度，靜止滑下，質(zhì)量不同，而物塊在水平面上滑行的最大距離相同，說明物塊從斜面靜止釋放后在水平面上滑行的最大距