湖北省各地市2022年中考物理真题分项汇编-08做功与机械能

湖北省各地市2022年中考物理真题分项汇编-08做功与机械能

一、单选题

1．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（　　）

A．动能增大 B．动能减小

C．重力势能增大 D．重力势能减小

2．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（　　）

A．减速下降过程中受力不平衡

B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量

C．匀速下降过程中机械能减小

D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率

3．（2022·湖北荆州·统考中考真题）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是（　　）

A．用斜面可以省力也可以省功

B．匀速推动重物的速度越大，推力越大

C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多

D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大

4．（2022·湖北荆州·统考中考真题）打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等

B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0

C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等

D．篮球在整个过程中机械能守恒

5．（2022·湖北·统考中考真题）苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌，如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．运动员从a处到b处重力势能转化为动能

B．运动员在a处和c处的重力势能相等

C．运动员在b处时的机械能最大

D．运动员从b处到d处速度逐渐减小

6．（2022·湖北宜昌·中考真题）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，我国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得金牌。下列说法中正确的是（　　）

A．她在空中受到重力和惯性力的作用

B．她离开轨道末端时速度越大，惯性越大

C．她的惯性越大，上升的高度越高

D．她运动到最高点时仍具有惯性

二、填空题

7．（2022·湖北黄冈·统考中考真题）凝聚着我国古代劳动人民智慧的世界文化遗产——都江堰水利工程，由分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰等组成（如图所示），其在引水灌溉，防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节，由于内江河床较低，在水受到的___________力作用下，大量的水落入内江，其重力势能___________ （选填“增大“减小”或“不变”）；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、压强较___________ ，大量的水涌入外江。

8．（2022·湖北武汉·统考中考真题）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的_______转化为______。（填“动能”或“重力势能”）在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m。所需时间是_______s。

三、实验题

9．（2022·湖北恩施·统考中考真题）如图所示，让从斜面上由静止滚下的小球钻入水平面上的纸盒，探究影响小球动能大小的因素。

（1）有多个因素可以影响物体的动能大小，比较质量________（选填“相同”或“不同”）的两个小球从不同高度滚下，是为了改变小球撞击纸盒时的运动速度；

（2）此实验现象说明运动速度较________的小球具有的动能较大。

10．（2022·湖北宜昌·中考真题）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。

（1）实验中探究的动能是指(    )

A．钢球撞击木块时的动能

B．钢球撞击木块后的动能

C．木块被钢球撞击后的动能

（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA>mB，高度hA>hB，距离sA>sB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法___________（选填“正确”或“错误”），理由是___________；

（3）小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与___________的关系。

四、计算题

11．（2022·湖北鄂州·统考中考真题）如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3）。则：

（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是多少？

（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？

（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是多少？

（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是多少？

12．（2022·湖北荆州·统考中考真题）某项目建设中，工人用如图所示的装置将质量为70kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。电动机的输出功率恒定为600W，不计绳重和摩擦，g=10N/kg。求：

（1）建筑材料上升的速度；

（2）10s内电动机输出的总功；

（3）动滑轮所受的重力；

（4）若用此滑轮组匀速提升另一批建筑材料时，机械效率是90%，则该建筑材料上升的速度。

13．（2022·湖北恩施·统考中考真题）如图所示是一款爬绳机器人，它能沿绳子负载爬升，其主要技术参数如下表所示，电池的充电电压和工作电压一致。求：（g取10N/kg，电池容量20Ah相当于在额定电压下，用1A的放电电流工作可连续供电20h）

（1）动力锂电池可提供的总电能；

（2）机器人满载匀速爬升的功率；

（3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流多大？（结果保留到整数位）

14．（2022·湖北十堰·统考中考真题）小明携带质量为10kg的行李箱乘坐高速列车从十堰到汉口。列车经过的部分站点时刻表如下：

请你根据以上信息，解决下列问题：（g取10N/kg）

（1）行李箱底部与水平行李架的接触面积约为0.2m2，求行李箱对行李架的压强；

（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为多少km/h？

（3）若列车在襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶，牵引力恒为3×105N，电能转化成机械能的效率为70%，求列车在此区间运行过程中消耗的总功率。

15．（2022·湖北黄冈·统考中考真题）由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。

（1）当箱梁静止在水平桥面时，箱梁与桥面的接触面积为200m2，求箱梁对桥面的压强；

（2）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6 m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m。求此过程中克服箱梁所受重力做的功；

（3）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式（用字母表示）。

16．（2022·湖北宜昌·中考真题）如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g=10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：

（1）小华的拉力是多少？

（2）小华拉力的功率是多少？

（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？

五、综合题

17．（2022·湖北·统考中考真题）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底而压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当受到2000N压力时，与定值电阻的功率之比为。

（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为___________N。

（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路。（导线不能交叉）(       )

（3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为多少N？(        )

（4）若每层楼高度3m，平均每人重600N，该电梯将8人从一楼运送到六楼，求电机牵引轿厢的钢丝绳做的功（此过程做匀速直线运动处理）。(        )

18．（2022·湖北随州·统考中考真题）多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌，起源于中国北宋时期，由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型（如图甲），轻轻碰倒第一张骨牌，其余的骨牌就会产生连锁反应，依次倒下（如图乙）。多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析：

（1）在骨牌依次击倒的过程中，骨牌的重心如何变化：__________；

（2）骨牌依次击倒，从能量的角度分析，涉及到不同形式的能量间的转化，请分析其中的能量转化情况：_______________。

参考答案：

1．C

【详解】汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的质量不变、速度不变，动能不变；汽车的质量不变、高度增大，重力势能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

2．D

【详解】A．减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A正确，不符合题意；

B．减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B正确，不符合题意；

C．返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C正确，不符合题意；

D．返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式

可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D错误，符合题意。

故选D。

3．D

【详解】A．根据斜面的工作特点和功的原理可知，用斜面提高物体可以省力，但不能省功，故A错误；

B．沿斜面匀速推动物体时，物体在竖直向的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿着斜向下的摩擦力和沿着斜面向上的推力作用下于平衡状态，因此推力大小只与物体的重力斜面的支持力和摩擦力有关，与物体速度无关，故B错误；

C．由W=Fs可知，推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关，与物体的速度关，故C错误；

D．由P=Fv可知，推力功率与物体的移动速度有关，在推力一定时速度越大，推力的功率越大，故D正确。

故选D。

4．C

【详解】AD．由图可知，每次篮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明篮球的机械能不断减小，因此在B点的机械能大于在C点的机械能，故AD错误；

B．由图可知，篮球在最高点时，竖直方向速度为0，但在水平方向上速度不为0，所以篮球第一次反弹后到达最高点时的动能不为0，故B错误；

C．篮球在B点的机械能大于在E点的机械能，由图可知，B点比E点高，所以B点的重力势能大于E点的重力势能，机械能是物体动能和势能的总和，因此在B点的动能可能等于在E点的动能，故C正确。

故选C。

5．B

【详解】A．若不计空气阻力，运动员从a处到b处的过程中，机械能守恒，运动员位置升高，重力势能增加，动能减小，减小的动能全部转化为重力势能，故A错误；

B．如图，a处和c处的高度相同，运动员的质量不变，因此运动员在a处和c处的重力势能相等，故B正确；

C．运动员运动过程中不计空气阻力，机械能守恒，因此运动员在b处时的机械能与其他各点的机械能相同，故C错误；

D．运动员从b处到d处的过程中，高度降低，重力势能减小，机械能守恒，因此减小的重力势能全部转化为动能，运动员的速度逐渐增大，故D错误。

故选B。

6．D

【详解】A．她在空中受到重力的作用，惯性不是力，故A错误；

B．惯性大小只与质量有关，与速度无关，故B错误；

C．惯性大小只与质量有关，她上升时动能转化为重力势能，故她滑出时速度越大，上升的高度越高，故C错误；

D．任何物体在任何状态下都具有惯性，故她运动到最高点时仍具有惯性，故D正确。

故选D。

7．     重     减小     小

【详解】[1][2]地球上的一切物体都要受到地球的吸引力，这个吸引力就是重力，水在受到重力的作用下从高处落下，这个过程中高度越来越低，重力势能越来越小，而速度越来越大，动能也越来越大。

[3]流体流速越快，压强越小，外江水的流速较大、压强较小。

8．     重力势能     动能     103.6

【详解】[1][2]运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，高度慢慢变小，重力势能减小，速度越变越大，动能变大，故能量的转化为重力势能转化为动能。

[3]所需时间是

9．     相同     大

【详解】（1）[1]影响动能大小的因素有两个：质量和速度；小球从不同的高度滚下，到达水平面的速度不同，因此探究的是动能与速度的大小关系，根据控制变量法可知，应控制小球的质量相同。

（2）[2]小球的速度越大，纸盒被撞得越远，说明小球的动能越大，因此此实验现象说明运动速度较大的小球具有的动能较大。

10．     A     错误     没有控制钢球的速度一样     速度

【详解】（1）[1]一个物体能量的多少，可由它对外做功的多少来确定，本实验研究钢球动能的大小是通过钢球撞击木块时对木块做功，通过木块被推移的距离远近来反映做功的多少，所以本实验探究的是钢球在撞击木块时的动能大小，故A符合题意，BC不符合题意。

故选A。

（2）[2][3]在研究物体的动能与物体的质量的关系时，要控制物体运动的速度相同，甲乙两次实验中，钢球在斜面上的高度不同，从斜面上滚下来碰撞木块的速度不同，因此他的实验方法是错误的。

（3）[4]小红让同一钢球A从同一斜面的不同高度由静止滚下，钢球的质量相同，而钢球的速度不同，则本次实验是为了研究物体动能的大小与物体运动的速度大小关系。

11．（1）3.5×104Pa；（2）7×103m3；（3）7×107N；（4）4.2×1010J

【详解】解：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强为

p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa

（2）驱逐舰满载时排开海水的体积为

（3）驱逐舰满载时受到的浮力为

F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N

（4）驱逐舰满载时漂浮在海面上，受到浮力等于重力，则驱逐舰满载时的总重力为

G=F浮=7×107N

驱逐舰以60km/h的速度在海面上匀速直线航行时受到的阻力为

f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N

由力的平衡条件可知，驱逐舰受到的牵引力为

F=f=7×105N

驱逐舰航行1h的距离为

s=vt=60km/h×1h=60km=6×104m

牵引力做的功为

W=Fs=7×105N×6×104m=4.2×1010J

答：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是3.5×104Pa；

（2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3；

（3）驱逐舰满载时，受到的浮力是7×107N；

（4）驱逐舰满载时，以60km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，牵引力所做的功是4.2×1010J。

12．（1）0.6m/s；（2）6000J；（3）300N；（4）0.2m/s

【详解】解：（1）建筑材料上升的速度为

（2）10s内电动机输出的总功为

（3）建筑材料所受的重力为

对建筑材料做的有用功为

对动滑轮做的额外功为

动滑轮所受的重力为

（4）由机械效率公式

得

解得。另一批建筑材料上升的速度为

答：（1）建筑材料上升的速度0.6m/s；

（2）10s内电动机输出的总功6000J；

（3）动滑轮所受的重力300N；

（4）该建筑材料上升的速度0.2m/s。

13．（1）2.592×106J；（2）260W；（3）9A

【详解】解：（1）根据电能公式可知，动力锂电池可提供的总电能

W总=UIt=36V×1A×20×3600s=2.592×106J

（2）机器人满载时的总重力为

G总=m总g=(120kg＋10kg)×10N/kg=1300N

爬绳的速度为

v=12m/min=0.2m/s

机器人满载匀速爬升的功率

（3）爬升12m的过程中克服重力所做的功为

W1=Gh=1300N×12m=15600J

根据可知，机器人消耗的电能为

由电能公式W=UIt可知，实际工作的电流

答：（1）动力锂电池可提供的总电能为2.592×106J；

（2）机器人满载匀速爬升的功率为260W；

（3）上述爬升12m的过程中，机器人消耗电能的80%用于爬升做功，则实际工作的电流为9A。

14．（1）500Pa；（2）180km/h；（3）2×107W

【详解】解：（1）行李箱对行李架的压强

（2）十堰东站到襄阳东站运行的时间

t=13∶27-12∶27=1h

十堰东站到襄阳东站运行的速度

（3）襄阳东站至汉口站区间内匀速直线行驶的速度

电能转化成机械能的效率

可得列车消耗的总功率

答：（1）行李箱对行李架的压强是500Pa；

（2）从十堰东站到襄阳东站运行的速度为180km/h；

（3）列车在此区间运行过程中消耗的总功率2×107W。

15．（1）5×104pa；（2）6×106J；（3）

【详解】（1）根据公式可得。箱梁对地面的压强为

（2）根据重力做功的公式W=Gh可得，克服重力做的功为

W=Gh=1.0×107N ×10N/kg=6×106J

（3）根据杠杆平衡的原理可知

F l1＝G（l1－l2）

答：（1）箱梁对桥面的压强为5×104pa；

（2）此过程中克服箱梁所受重力做的功为6×106J；

（3）支持力F的表达式。

16．（1）100N；（2）30W；（3）90%

【详解】解：（1）由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小华的拉力

（2）绳子自由端移动的距离

s=6h=6×50cm=300cm=3m

拉力做的总功

W总=Fs=100N×3m=300J

拉力的功率

（3）小华做的有用功

滑轮组的机械效率

答：（1）小华的拉力是100N；

（2）小华拉力的功率是30W；

（3）此过程中滑轮组的机械效率是90%。

17．                   

【详解】解：（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力等于配重的重力

（2）根据电路要求，电铃和电动机应并联，闭合控制开关，电梯没有超载时，压力传感器的电阻较大，控制电路的电阻较大，电磁铁的磁性弱，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时，控制电路的电阻较小，即控制电路中的电流，电磁铁的磁性强，触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作；电路图如图

（3）已知，控制电路中R1、R2串联，两电阻的功率

解得

由图丙可知，时，，由此可得：。

载重越大，对轿厢地板压力越大，由图丙可知，阻值越小，控制电路中的总电阻就越小，控制电路的电流时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大；由得；电路中的最小电阻为

压敏电阻的最小阻值

查看图丙可知，，即电梯的最大载重量

（4）8个人的总重力

上升的高度

轿厢重

配重的缆绳对轿厢的拉力

匀速直线运动状态即平衡状态，所以有

所以钢丝绳做的功为

（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为；

（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路的电路图，如图

（3）该电梯的最大载重量为；

（4）电机牵引轿厢的钢丝绳做的功为。

18．     重心降低     重力势能转化为动能

【详解】（1）[1]实际上，每张骨牌的重心先微小提升，然后有明显的降低，整体而言重心是降低的。

（2）[2]骨牌倒下时质量不变，重心会降低，所以其重力势能会减小；重力势能减小后会使得骨牌倒下速度增大，动能增大，重力势能转化为了动能。