06做功与机械能-江苏省无锡市五年（2018-2020）中考物理真题分类汇编

06 做功与机械能-江苏省无锡市五年（2018-2020）中考真题分类汇编

一、单选题

1．（2022·江苏无锡·中考真题）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（　　）

A．小车从斜面下滑过程中重力势能转化为动能

B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能

C．木块被撞击后移动的距离可反映小车动能大小

D．本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系

2．（2021·江苏无锡·中考真题）如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　　）

A．从A点到B点的过程中机械能守恒

B．在B点时处于平衡状态

C．在O点时重力势能最大

D．从A点到O点动能转化为重力势能

二、填空题

3．（2022·江苏无锡·中考真题）北京2022年冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛中，中国组合隋文静、韩聪完美发挥，摘得冠军，如图所示是比赛中的一个场景，韩聪双脚立于冰面，仅用0.40s就将原本站立于冰面的隋文静托举起来，隋文静的质量为38kg，韩聪的质量为62kg，身高h=170cm。（g取10N/kg）

（1）若韩聪将隋文静托举起的过程中所施加的力的大小等于隋文静所受的重力大小，韩聪将隋文静托举起的高度h1=____________cm，托举过程中所做功的功率为___________W；

（2）保持图中姿势静止时，若韩聪脚底冰刀与冰面的总接触面积为10cm2，韩聪对地面的压强为___________Pa，冰面对韩聪的支持力为___________N。

4．（2020·江苏无锡·中考真题）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较、可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。

5．（2020·江苏无锡·中考真题）如图所示，把托板盖在支座上，将小钢球放在托板上，对准支座的正上方，压住底座，向后弯曲弹性片，松手后弹性片快速打击托板，弹性片的弹性势能转化为托板的______能，托板飞出。小钢球由于具有______，恰好落在支座内。

6．（2019·江苏·中考真题）如图所示，将钢锯条固定在桌面边缘，将棋子放在钢锯条的右端，然后用手将锯条的右端压下一段距离，松手后，棋子会被弹起一定的高度，此过程中，钢锯条的弹性势能转化为棋子的________势能，增加钢锯条被下压的距离，发现棋子被弹起的高度增加，实验表明，物体的________越大，它的弹性势能越大．

7．（2018·江苏无锡·中考真题）如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置．则小球从a运动到c的过程中，在____（选填“a“”、“b”或“c”）位置机械能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的____．

三、实验题

8．（2021·江苏无锡·中考真题）用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。

（1）实验时用木块被撞击后移动的______来反映小车动能大小。

（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小______（选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的______有关。

四、综合题

9．（2020·江苏无锡·中考真题）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg。平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点。

(1)当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上，与板的接触面积为，则甲对平衡板的压强为______？

(2)甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力为6250N，求在此过程中：

①平衡板提升两人所做的功为______？

②在提升平衡板和人的过程中，滑轮组的机械效率为______？

(3)当甲、乙两人竖直站立在图中、位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左，右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至、竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离和之比为______。

10．（2019·江苏·中考真题）在更换家用轿车的轮胎时，剪式千斤项是一种常用工具，图中是某型号剪式千斤顶的结构示意图．使用时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动板手使板手绕O点不断旋转，带动丝杆转动．通过杠杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实物图．

（1）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列哪一种简单机械？ ________

A．滑轮 B．滑轮组 C．杠杆 D．斜面

（2）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计．

①若底部支撑台与地面接触面积为0.04m2，顶起汽车车身后手不再用力，则千斤顶对地面产生的压强是多大 _____ ？

②顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在lmin内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大 ______ ？

11．（2018·江苏无锡·中考真题）小红和爸爸散步时，看见小区内的一种健身器械坐拉器，如图甲所示，为了对它进行研究，小红简化了它的结构，画出了它的模型图，如图乙所示．她发现坐在坐拉器座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆OC绕转轴O转动，将座椅向上抬起，（g取10N/kg）

（1）小红让爸爸静止坐在坐拉器的座椅上，小红竖直向下拉动手柄，将爸爸抬起经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s

①小红利用坐拉器抬起爸爸时，以下说法正确的是____

A．可以省功

B．一定定费力

C．爸爸越重，坐拉器的机械效率越高

D．爸爸被抬得越高，坐拉器的机械效率越高

②若爸爸的质量为60kg，利用坐拉器抬起爸爸的机械效率为90%，则小红抬起爸爸所做功的功率为多少____？

（2）小红想通过图乙的模型，估算自己坐在坐拉器上抬起自己的拉力．图乙中OA：OB＝6：1，O′C：O’D＝2：1，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB和O′′C，BD杆对AB和OC杆的拉力均沿着BD，且大小相等．若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向视作同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动是的摩擦和座椅的尺度，若小红的质量为40kg，则此时小红让自己保持图乙的状态，需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大____？

参考答案：

1．D

【解析】

【详解】

A．小车从斜面下滑过程中高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A正确，A不符合题意；

B．小车撞击木块对木块做功，使木块具有初速度，从而获得动能，故B正确，B不符合题意；

C．本实验将小车动能的大小转换为木块移动距离的长短，木块移动距离越长，小车动能越大，故C正确，C不符合题意；

D．把钩码固定在小车上，增加小车的质量，因此本套器材还可以探究小车的动能与质量的关系，故D错误，D符合题意。

故选D。

2．A

【解析】

【分析】

【详解】

A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；

B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；

C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；

D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。

故选A。

3．     116     1102     1×106     1000

【解析】

【详解】

（1）[1]用刻度尺测量出h1和h2所对应的长度分别为2.2cm和1.5cm，由数学知识有

代入数据

解得

[2]隋文静的重力

G隋=m隋g=38kg×10N/kg=380N

托举过程中所做的功

W=G隋h=m隋gh1=38kg×10N/kg×1.16m=440.8J

托举过程中所做功的功率

（2）[3]韩聪对地面的压强为

[4]冰面对韩聪的支持力为

F支=G总=m总g=(38kg+62kg)×10N/kg=1000N

4．     多     高度     a、c

【解析】

【详解】

[1]物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法。

[2]由、两图可知，物体的质量，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关。

[3]比较、两图可知，物体的质量，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。

5．     动     惯性

【解析】

【详解】

[1][2]向后弯曲弹性片，弹性片发生了弹性形变，具有弹性势能；松手后弹性片快速打击托板，托板的速度增大、动能增大，则该过程中弹性片的弹性势能转化为托板的动能；托板飞出时，由于小钢球具有惯性，仍然会保持原来的静止状态，则小钢球在重力作用下会向下运动，恰好落在支座内。

6．     重力     弹性形变

【解析】

【详解】

松手后，棋子会被弹起一定的高度，钢锯条的弹性势能减小，棋子的重力势能增大，钢锯条的弹性势能转化为棋子的重力势能．增加钢锯条被下压的距离，钢锯条形变更大，棋子被弹起的高度增加，表明物体的弹性形变程度越大，它的弹性势能越大．

7．     b；     弹性势能

【解析】

【分析】

动能的影响因素是质量和速度，弹性势能的影响因素是物体发生弹性形变的程度．

【详解】

由题意可知，不计摩擦时，小球从a运动到b的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能；到达b点时，弹簧恢复原状，其弹性势能全部转化为小球的动能，此时小球的速度最大；

再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能会变小．因此，在b点时小球的机械能最大．

8．     距离     相等     质量

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]通过木块运动距离大小来反映小车动能大小，木块运动距离越远，小车具有动能越大。

（2）[2][3]因为从斜面顶部由静止开始下滑，所以达到底部速度相同，装有钩码的小车质量大，将木块推得较远，说明速度相同时动能的大小与物体的质量有关。

9．          5000J     80%     9:11

【解析】

【详解】

(1)[1]当平衡板在水平地面上时，甲静止站在平衡板上对板的压力

则甲对平衡板的压强

(2)[2]乙的重力

平衡板提升两人所做的功

[3]平衡板的重力

在提升平衡板和人的过程中，拉力做的有用功

由图可知

则拉力做的总功

滑轮组的机械效率

(3)[4]当甲、乙两人竖直站立在图中、位置时，平衡板在空中处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得

①

当甲、乙两人分别位于、竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，由杠杆的平衡条件可得

②

由可得

整理可得

③

由①③可得

10．     D     2.5×105Pa     25W

【解析】

【详解】

（1）丝杆上的梯形扣呈斜坡状，属于斜面；

（2）①千斤顶自身重量忽略不计，千斤顶对地面的压力大小F=10000N，

千斤顶对地面产生的压强p==2.5×105Pa；

②有用功W有=F支持h=10000N×0.12m=1.2×103J，

人做的功W总==1.5×103J，

人做功的功率P==25W．

11．     （1）①C；     ②12W；     （2）100N．

【解析】

【分析】

（1）使用任何机械都不能省功；费力的机械一定省距离；根据机械效率的定义和影响其大小的因素即可判断；

先求出爸爸的体重，然后根据W=Gh求出有用功，再利用效率的公式求出小红抬起爸爸所做的总功，最后根据功率的公式求出小红抬起爸爸所做功的功率：

（2）根据杠杆平衡条件得，对于杠杆AOB来说有：FA×OA=FB×OB，对于杠杆O′CD来说有：（G′-FA′）×O′C=FD×O′D，结合题意二者联立即可得出答案．

【详解】

（1）①A、根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；

B、由题意知，当手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，该装置费距离，一定省力，故B错误；

C、爸爸越重，有用功占总功的比值越大，则坐拉器的机械效率越高，故C正确；

D、手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，即二者的比值不变，根据知，坐拉器的机械效率与爸爸的被抬的高度无关，故D错误．

故选C．

②爸爸的体重：G=mg=60kg×10N/kg=600N，有用功：W有=Gh=600N×0.09m=54J，

小红抬起爸爸所做的总功：，

则小红抬起爸爸所做功的功率：；

（3）小红的重力G′=mg=40kg×10N/kg=400N，

由杠杆平衡条件得，对于杠杆AOB来说：FA×OA=FB×OB，即：---①

对于杠杆O′CD来说有：（G′-FA′）×O′C=FD×O′D，即：---②

由题意知，FB=FD，由于物体间相互作用力的大小相等，即FA=FA′，由①和②得，解得：FA=100N．

【点睛】

本题以生活的健身器材为情景，主要考查了重力公式、功的公式，效率公式、功率公式以及杠杆平衡条件的应用，关键是杠杆模型的建立，两次利用杠杆平衡条件即可正确解题，有一定的难度．