2022年上海市中考物理专题练5-功和简单机械

这是一份2022年上海市中考物理专题练5-功和简单机械，共13页。
2022年上海市中考物理专题练5-功和简单机械一．选择题（共4小题）1．（2020•长宁区校级模拟）如图所示，沿竖直方向用力F拉绳，使物体A匀速上升1米，力F做功100焦。若不计摩擦和滑轮本身的重力，则拉力F的大小为（　　）A．25牛 B．50牛 C．100牛 D．200牛2．（2021•上海模拟）下列实例中利用简单机械工作的是（　　）A．用硬棒撬石块 B．用吸管吸饮料 C．用密度计测液体密度 D．用温度计测温3．（2021•金山区校级模拟）如图所示，使用起子向上用力打开瓶盖时，起子可视为杠杆，这时杠杆的支点是（　　）A．A点 B．B点 C．C点 D．D点4．（2020•金山区二模）如图所示，O为杠杆的支点，在A点挂一重物，图中力F1、F2、F3、F4能使杠杆在水平位置平衡的最小拉力是（　　）A．F1 B．F2 C．F3 D．F4二．填空题（共13小题）5．（2020•上海）2020年5月，我国新一代载人飞船试验船返回舱成功返回。在返回舱降落的过程中，以地面为参照物，返回舱是　   　的（选填“运动”或“静止”），舱内物体的重力势能　   　，其惯性　   　（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”）。6．（2021•宝山区校级一模）高台跳水运动员从跳台起跳翻滚下落至水面的过程中，运动员相对跳台是 　   　（选填“静止”或“运动”）的，他的重力势能将 　   　，他的动能将 　   　。（后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）7．（2021•杨浦区三模）物体在50牛的水平拉力作用下沿拉力方向做直线运动，其s﹣t图像如图所示，该物体的速度大小为　   　米/秒。以地面为参照物，该物体是　   　的。在拉力的作用下，物体运动了5秒，则拉力对物体所做的功为　   　焦。 8．（2021•宝山区二模）火星属于　   　（选填“行星”或“卫星”）。2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号运载火箭，成功飞向火星。在运载火箭发射升空的过程中，“天问一号”火星探测器的重力势能　   　（选填“变小”、“不变”或“变大”）。以运载火箭为参照物，“天问一号”探测器是　   　的（选填“运动”或“静止”）。9．（2021•虹口区二模）2021年1月上海地铁15号线开通运营。当列车启动时，以站台为参照物，列车是　   　的（选填“运动”或“静止”）。加速过程中，列车的动能　   　，惯性　   　（后两空选填“增大”“不变”或“减小”）。10．（2021•静安区二模）如图所示交通标志牌规定了某路段车辆的最高时速，请根据该交通标志牌的信息，进行分析并回答下列问题。①该路段中，小型车的最高行驶速度为　   　。②请应用机械能的相关知识解释不同型号车辆限速不同的原因。　   　。③一般说来，车辆在学校路段应保持　   　行驶（选填“高速”或“低速”）。11．（2020•黄浦区二模）在如图中，重为10牛的实心物体A静止在水面下，若物体A的体积为1×10﹣3米3，其受到浮力的大小为　   　牛；此时物体A所受重力与浮力的合力大小为　   　牛。若剪断细线，物体A下沉，此过程中其重力势能将　   　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。12．（2020•奉贤区二模）如图所示，“奉浦快线”公交车在力作用下从车站加速启动，主要表明力可以改变物体的　   　。加速过程中，公交车的惯性将　   　，动能将　   　（均选填“增大”、“不变”或“减小”）。13．（2020•浦东新区二模）如图所示，物体的重力为100牛，不计摩擦及滑轮重力，当用力匀速提升物体时，力F为　   　牛，在此过程中，物体的动能　   　（选填“变大”、“变小”或“不变“）；若物体被提高2米，则拉力F做的功为　   　焦。14．（2021•宝山区校级模拟）如图所示，滑轮 　   　可以看作省力杠杆（选填“A”或“B”）；若物体受到的重力均为10牛且处于匀速上升状态，不计摩擦和滑轮重力，则力F1的大小为 　   　牛、物体的重力势能 　   　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。15．（2021•虹口区二模）小王研究杠杆的使用特点，他先用弹簧测力计提起钩码，如图（a）所示；再用弹簧测力计和已调平衡的杠杆沿竖直方向用力提起钩码，使杠杆在水平位置平衡，如图（b）（c）（d）所示；然后，他将滑轮和杠杆组合后沿竖直方向提起钩码，如图（e）所示（图中钩码均相同）。请观察如图操作和测量结果，归纳得出初步结论。①比较图（a）与（b）或（a）与（c）或（a）与（d）可得：使用杠杆提升重物且杠杆在水平位置平衡时，若动力臂大于阻力臂，则可以　   　。②比较图（b）与（d）可得：使用杠杆提升重物且杠杆在水平位置平衡时，当阻力和阻力臂相同时，　   　。③观察分析图（e）中省力情况和用力方向，可以发现图　   　中的杠杆与图（e）的效果相同（选填“b”或“c”或“d”），理由是：　   　。16．（2021•奉贤区二模）如图所示，滑轮　   　可以看作省力杠杆（选填“A”或“B”）；若甲、乙两物体受到的重力均为15牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮重力，力F1的大小为　   　牛；当物体乙上升时，它的重力势能　   　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。17．（2021•宝山区校级一模）如图所示，OA是轻质杠杆，已知OB＝2AB，B点所挂重物的重力为6牛，A端竖直向上拉着，杠杆处于水平静止状态，则力F的大小为　   　牛。此时杠杆为　   　杠杆（选填“省力”或“费力”）。保持作用点不变，当力F向左倾斜时，为使杠杆仍然保持水平静止，则力F的大小将　   　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。三．作图题（共1小题）18．（2021•黄浦区模拟）如图所示，轻质杠杆的A点挂一重物G，绳在A点对杠杆的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的示意图，并作出F2的力臂L2。四．实验探究题（共2小题）19．（2021•闵行区二模）某物理兴趣小组研究物块从斜面由静止下滑至底端过程中势能变化量△Ep与动能变化量△Ek的大小关系。他们选取了倾角、长度相同但材料不同的斜面进行实验，已知玻璃表面最光滑，木板表面其次，石板表面较为粗糙。他们将物块放在斜面A位置由静止下滑，如图所示，用传感器测出物块在A、B、C、D、E五个位置时的势能Ep、动能Ek大小，并将数据记录在表格中。物块位置势能Ep/焦动能Ek/焦（玻璃表面）动能Ek/焦（木板表面）动能Ek/焦（石板表面）A1.000.000.00　   　B0.750.170.150.12C0.500.340.300.24D0.250.510.450.36E0.000.680.600.48（1）请填写表格中空缺的数据；（2）请分析物块的势能、动能的大小变化情况　   　。（3）分析表中数据及相关条件，物块从同一斜面由静止下滑至底端过程中△Ep与△Ek的大小关系是　   　；请在相关结论的基础上对△Ep与△Ek的大小关系进行合理推理：　   　。20．（2020•上海一模）某小组同学通过学习，知道了动能与质量、速度有关，他们想进一步探究动能与质量、速度之间的定量关系，于是用不同质量的实验小车去撞击同一木块，实验时利用DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度。小车撞击木块后和木块一起向前滑动，测量出木块滑动的距离，记录的实验数据如表所示。表一实验序号小车质量m（千克）小车速度v（米/秒）木块滑动距离s（米）m2（千克2）v2（米2/秒2）10.200.70710.20.04000.500020.400.50000.20.16000.250030.800.35360.20.64000.1250表二实验序号小车质量m（千克）小车速度v（米/秒）木块滑动距离s（米）m2（千克2）v2（米2/秒2）40.201.00000.40.04001.000050.400.70710.40.16000.500060.800.50000.40.64000.2500表三实验序号小车质量m（千克）小车速度v（米/秒）木块滑动距离s（米）70.201.41420.880.401.00000.890.800.70710.8（1）小组同学是通过比较表格中的　   　来比较小车的动能大小的。（2）分析比较实验次数　   　及相关条件，可得出的初步结论是：在小车质量相同的情况下，速度越大，小车的动能就越大。（3）分析比较实验次数1与5、9（或2与6或4与8）及相关条件，可得出的初步结论是：　   　；（4）通过分析三张表格，你认为　   　（填“质量”或“速度”）的改变对动能的改变影响更大些，你认为理由是：　   　。五．计算题（共3小题）21．（2021•宝山区二模）小明同学使用如图（a）所示的装置，匀速提升重为100牛的货物，货物的s﹣t图像如图（b）所示。若不计摩擦，求：（1）货物上升的速度v的大小。（2）小明同学对绳的拉力F的大小。（3）6秒内小明同学对货物做的功W。22．（2021•杨浦区三模）如图所示的轻质杠杆，OB长为0.5米，OA长为1.5米，物体G重为30牛。当杠杆在水平位置平衡时，求竖直向上的拉力F的大小。23．（2021•浦东新区二模）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0.5米。求阻力F2的大小。六．解答题（共1小题）24．（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。
2022年上海市中考物理专题练5-功和简单机械参考答案与试题解析一．选择题（共4小题）1．【解答】解：动滑轮绳子的有效股数n＝2，由s＝nh可得绳端移动的距离：s＝nh＝2×1m＝2m，由W＝Fs可得拉力：F50N。故选：B。2．【解答】解：A．用硬棒撬石块是利用杠杆原理，杠杆是简单机械的一种，故A正确。B．用吸管吸饮料时，是利用大气压强，不是利用简单机械，故B不符合题意。C．密度计是测量液体密度的工具，其工作原理是浮沉条件的应用，不是利用简单机械，故C不符合题意。D．温度计是利用液体的热胀冷缩工作的，不是利用简单机械，故D不符合题意。故选：A。3．【解答】解：如图，在用起子打开瓶盖的过程中，施力方向向上，起子绕起子与瓶盖的前接触点A转动，所以A点为支点。故选：A。4．【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小、越省力；由图可知支点到F1作用线的距离为三格的长度；支点到F2作用线的距离为二格的长度；作用在杠杆上的F3、F4和阻力作用效果一样（都会使杠杆逆时针转动），因此无法使杠杆平衡。综合分析F1的力臂最长、最省力、拉力最小，故A符合题意。故选：A。二．填空题（共13小题）5．【解答】解：在返回舱降落的过程中，以地面为参照物，返回舱相对于地面发生了位置的变化，所以返回舱是运动的。物体的重力势能与物体的质量和距离参照面的高度有关。返回舱降落的过程中，舱内物体的质量不变，高度减小，所以，舱内物体的重力势能减小。惯性是物体本身固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，降落过程中，舱内物体的质量不变，所以惯性不变。故答案为：运动；减小；不变。6．【解答】解：高台跳水运动员从跳台起跳翻滚下落至水面的过程中，以跳台为参照物，运动员与跳台之间发生了位置的变化，是运动的；此过程中，运动员的质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大。故答案为：运动；变小；变大。7．【解答】解：（1）由图知，物体的s﹣t图像是一条过原点的射线，说明路程和时间成正比，则物体做匀速直线运动，且运动6秒时，通过的路程为24m，则该物体的速度：v4m/s；（2）以地面为参照物，物体相对于地面的位置发生了变化，则物体是运动的；（3）由v得，物体在5s内运动路程为：s′＝vt′＝4m/s×5s＝20m；拉力做功：W＝Fs′＝50N×20m＝1000J；故答案为：4；运动；1000。8．【解答】解：火星是太阳的一个行星；在运载火箭发射升空的过程中，“天问一号”火星探测器的质量不变，高度变大，重力势能变大；以运载火箭为参照物，“天问一号”探测器与火箭之间没有位置的变化，是静止的。故答案为：行星；变大；静止。9．【解答】解：（1）当列车启动时，以站台为参照物，列车与站台之间的位置不断发生变化，所以列车是运动的；（2）列车加速过程中，其质量不变，速度增大，因此列车的动能增大；（3）列车加速过程中，其质量不变，只是速度的变化，则列车的惯性不会变化。故答案为：运动；增大；不变。10．【解答】解：①由图可知，小型车的交通警示牌的数字为120，表示的是小型车的速度不能超过120km/h；②对于不同的车型，其质量是不同的，动能与质量和速度都有关，动能一定时，质量大的物体速度小，为了交通安全，应对不同型号车辆限速不同；③车辆在学校路段行驶时，为了安全，应低速行驶。故答案为：①120km/h；②动能与质量和速度都有关，动能一定时，质量大的物体速度小；③低速。11．【解答】解：（1）因心物体A浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等，物体A受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1×10﹣3m3＝9.8N；（2）物体A所受重力与浮力的合力为：F＝G﹣F浮＝10N﹣9.8N＝0.2N；（3）若剪断细线，物体A下沉，高度降低，其重力势能将减小。故答案为：9.8；0.2；减小。12．【解答】解：“奉浦快线”公交车在力作用下从车站加速启动，主要表明力可以改变物体的运动状态；加速过程中，公交车的质量不变，所以惯性不变，速度增大，所以公交车的动能增大。故答案为：运动状态；不变；增大。13．【解答】解：由图知，该滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，因为定滑轮的本质是等臂杠杆；不计摩擦及滑轮的重，用力匀速提升物体时，所用的拉力F＝G＝100N；物体在匀速上升时，质量不变，速度也不变，所以物体的动能不变；物体被提高2米，拉力对重物做的功为W＝Fs＝Gh＝100N×2m＝200J。故答案为：100；不变；200。14．【解答】解：（1）由图可知，A是定滑轮，其本质是等臂杠杆，B是动滑轮，其本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆；（2）使用定滑轮不省力也不费力，故F1的大小等于物体的重力为10N；（3）物体匀速上升时，高度增大，质量不变，故它的重力势能增大。故答案为：B；10；增大。15．【解答】解：（1）从图中可知动力臂比阻力臂长，且动力比阻力小，使用杠杆提升重物且杠杆在水平位置平衡时，若动力臂大于阻力臂，故动力臂大于阻力臂，可以省力；（2）比较图（b）与（d）可，b的动力臂更长，更省力，故当阻力和阻力臂相同时，动力臂越长越省力；（3）a图中测力计挂两个钩码指针伸长4个小格，据此可知若弹簧测力计挂4个钩码，指针伸长8个小格；e图杠杆挂2个钩码，弹簧测力计拉力竖直向上，且指针伸长一个小格，故拉力为钩码总重力的；c图杠杆挂4个钩码，弹簧测力计拉力竖直向上，弹簧测力计指针伸长2个小格，故拉力为钩码总重力的；d图杠杆挂2个钩码，弹簧测力计拉力竖直向上，弹簧测力计指针伸长2个小格，故拉力为钩码总重力的；观察分析图（e）中省力情况和用力方向，可以发现图c中的杠杆与图（e）的效果相图，理由是图c和图e其弹簧测力计拉力都为钩码总重力的，且拉力方向相同。故答案为：（1）省力；（2）动力臂越长越省力；（3）c；图c和图e其弹簧测力计拉力都为钩码总重力的，且拉力方向相同。16．【解答】解：（1）A是定滑轮，本质是等臂杠杆，不省力，也不费力；B是动滑轮，本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，省一半力；（2）使用定滑轮不省力也不费力，故力F1的大小为15N；（3）物体上升时，高度升高，质量不变，故它的重力势能增大。故答案为：B；15；增大。17．【解答】解：（1）OB＝2AB，则OBOA，由杠杆平衡条件得：G×OB＝F×OA，F4N；（2）因为动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。（3）支点与动力作用点间的距离是最长的力臂，因此保持作用点不变，当力F向左倾斜时，力臂将变小，而物体重力及力臂不变，由杠杆平衡条件得：力F将变大。故答案为：4；省力；变大。三．作图题（共1小题）18．【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂最长，由杠杆使用情况可知动力的方向应该向上，过B点垂直于OB向上做出最小力的示意图；反向延长F2作用线，然后过支点O作力F2作用线的垂线段，即可做出力臂L2，如下图所示：四．实验探究题（共2小题）19．【解答】解：（1）将物块放在斜面A位置由静止下滑，在石板表面上A点时的速度为0，则物体的动能为0.00J；（2）根据表格中的数据可知，在下滑的过程中，高度变小，质量不变，重力势能减小；速度变大，质量不变，动能增加；（3）分析表格中的数据可知，相邻的两个位置之间减小的重力势能为0.25J，相邻的两个位置之间增大的动能为0.17J，即△Ep＞△Ek；在物块下滑过程中，重力势能转化为动能，同时由于斜面粗糙而存在摩擦力，其中部分重力势能用来克服摩擦力做功转化为内能，斜面越粗糙，转化成内能的比例就越大。故答案为：（1）0.00；（2）势能减少，动能增加；（3）△Ep＞△Ek；在物块下滑过程中，重力势能转化为动能，同时由于斜面粗糙而存在摩擦力，其中部分重力势能用来克服摩擦力做功转化为内能，斜面越粗糙，转化成内能的比例就越大。20．【解答】解：（1）小车的动能大小反应在它的做功本领上，木块被撞击时滑动的距离越远，说明小车的动能越大，这里采用了转换法的思想；（2）要得出“在小车质量相同的情况下，速度越大，小车的动能就越大”的结论，根据控制变量法的思想，必须控制小车的质量相同，小车的速度不同，符合这一要求的数据有：1与4与7（或2与5与8，或3与6与9）；（3）分析1与5与9，（或2与6或4与8）中的数据发现：小车的速度相同，但是小车的质量不同，木块滑动的距离也不相同，小车的质量越大，木块滑动的距离越大，小车具有的动能也就越大，因此可以得出的结论是：在小车速度相同时，小车的质量越大，动能也越大。（4）分析4与8可知，当速度相同时，质量变为原来的2倍，动能变为原来的2倍；分析2与8可知，在质量一定时，速度变为原来的2倍，动能变为原来的4倍，即速度对动能的影响较大。故答案为：（1）木块滑动距离的大小；（2）1与4与7（或2与5与8，或3与6与9）；（3）在小车速度相同时，小车的质量越大，动能也越大；（4）速度；分析4与8可知，当速度相同时，质量变为原来的2倍，动能变为原来的2倍；分析2与8可知，在质量一定时，速度变为原来的2倍，动能变为原来的4倍，即速度对动能的影响较大。五．计算题（共3小题）21．【解答】解：（1）由图可知，货物上升的速度v0.8m/s。（2）由图可知，该滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省力，即小明同学对绳子的拉力F＝G＝100N。（3）由图可知，小明6s内把重物提升4.8m，则6秒内小明同学对货物做的功W＝Fs＝100N×4.8m＝480J。答：（1）货物上升的速度为0.8m/s。（2）小明同学对绳的拉力为100N。（3）6秒内小明同学对货物做的功为480J。22．【解答】解：（1）根据杠杆的平衡条件：G•OB＝F•OA则F。答：竖直向上的拉力F的大小为10N。23．【解答】解：由题意可知，F1＝10N，l1＝0.2m，l2＝0.5m，由杠杆的平衡条件可得：F1l1＝F2l2，则F2F110N＝4N。答：阻力F2的大小为4N。六．解答题（共1小题）24．【解答】解：由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得，阻力F2的大小：F240N。答：阻力F2的大小为40N。