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2021年中考物理模拟试题专题训练——功与机械能
展开C.不变 D.消失
2.(2021郑州八中模拟)如图所示是击打网球的瞬间,网球被迅速压扁并反弹.下列关于此过程的说法正确的是( )
A. 网球被迅速压扁说明球拍对网球的力大于网球对球拍的力
B. 网球接触球拍被压扁的过程中,动能转化为重力势能
C. 网球被击出后仍能继续飞行一段距离,说明网球受到惯性力的作用
D. 网球被击中后迅速反弹,说明力可以改变物体的运动状态
3.(2021大连模拟)如图所示,木块以一定的速度滑过AB点,到C点滑出下落至D点。A和B,C和D之间的垂直距离均为h,则木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是( )
A.D点与C点相比,机械能不变
B.B点的动能一定大于A点的动能
C.B点的动能可能等于D点的动能
D.A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能
4.(2021南通模拟)如图所示,某同学进行爬竿训练,爬上竿顶后,再从竿顶顺竿滑到地面,每次所用时间各不相同,下列说法正确的是( )
A. 向上爬竿过程中动能转化为重力势能
B. 下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变
C. 向上爬竿时受到的摩擦力方向向上
D. 下滑时间短的那次速度大,重力做的功多
5.(2021河南模拟)小华对于身边及社会上常见事物的下列估测,错误的是 ( )
A.一瓶普通矿泉水重约为5N
B.我国“复兴号”列车的运营速度可达350m/s
C.一个中学生从一楼走上二楼做的功约为1500J
D.初中物理课本的长度约为26cm
6.(2021河南模拟)掷铅球是运动员力量与技巧的体现,如图所示。关于它的描述正确的是 ( )
A.铅球掷出后,由于受到惯性力继续向前运动
B.铅球掷出后,在空中继续飞行的过程中,运动员对铅球做了功
C.铅球掷出后,重力做功的功率不变
D.铅球被掷出的过程中速度越来越大,说明力可以改变物体的运动状态
7.(2021泰兴实验中学模拟)有甲、乙两个完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出,如图所示。若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 抛出时刻,甲球比乙球的动能小
B. 抛出时刻,甲球比乙球的重力势能小
C. 落地时甲的机械能等于乙的机械能
D. 落地时甲的机械能小于乙的机械能
8.(2021北部湾模拟)2018年世界杯正在俄罗斯举行,如图所示,是正在加速下降的足球,在此过程中,对其机械能的变化情况,下列分析正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
9.(2021广州花都模拟)如图所示,小球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到e,其中b点与d点在同一高度。下列能正确表示小球在b、d点时的动能和重力势能的是( )
A.
B.
C.
D.
10.(2021黔东南模拟)迄今为止,我国已发射40余颗北斗导航卫星。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行。如图所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中, 能转化为 能;以地球为参照物,地球同步卫星是 。(选填“静止”或“运动”)
11.(2021长乐市感恩中学模拟)为预防新型冠状病毒感染的肺炎,福州市对公交车进行限载和消毒,在喷洒药水对公交车进行杀菌消毒时,会闻到特殊的气味,这说明药水分子在 ;当公交车正常匀速行驶的过程中,其动能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
12.(2021郑州八中模拟)我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克,如图所示,它即可像普通坦克一样在陆地上高速行驶,又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t,配备发动机的最大功率为420kW,若在水中匀速航行时,最大速度为18km/h,此时受到的阻力为_____。
13.(2021河南模拟)如图所示,同一个物体从O点分别沿固定的光滑斜面OA、OB由静止自由滑下,到达同一水平面上。不计空气阻力,物体沿不同斜面由O点运动到水平面上的过程中,重力势能的变化 (选填“相同”或“不相同”);物体到达水平面时的速度 (选填“相等”或“不相等”),你的判断依据是 。
14.(2021黔东南模拟)为了保障出行安全,交通部门做了很多规定,如:高速公路上对机动车进行限速;车上驾驶员和乘客要系安全带,同时又开展了“一盔一带”专项整治行动。请运用你所学的物理知识,简要回答下列问题:
(1)为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?
(2)为什么行驶中的车辆紧急刹车时,乘客会向前倾?
(3)安全带为什么要做得比较宽大?
15.(2021中山模拟)如图甲所示,为我国自主研发的新一代智能汽车,该汽车具有自动加速、刹车和避障等功能.已知汽车空载质量为 1000kg,最大载重为 500kg,静止时轮胎与水 平地面的总接触面积为 0.1m2.不考虑外界因素影响,汽车行驶时受到的阻力为汽 车总重的 0.05 倍.如图乙所示,是汽车满载并以恒定功率行驶时的速度与时间图像,g 取 10N/kg.求:
(1)汽车在 10~20s 内通过的路程;
(2)空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强;
(3)汽车满载时行驶的恒定功率.
16.(2021乐山模拟)如图所示为迎宾路高架桥的部分路段示意图,水平路面AB=200 m,斜坡BC=120 m,坡高CD=6 m.搭载乘客后总重为G=1.5×105 N的公交车,轮胎与水平路面总接触面积为0.4 m2.当它以恒定功率P1匀速通过AB段时,用时t1=20 s;当它以恒定功率P2匀速通过BC段时,用时t2=16 s.公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的eq \f(1,100).求:
(1)公交车静止在水平地面时对地面的压强以及通过BC段时的速度.
(2)公交车通过AB段时,牵引力的功率P1.
(3)公交车通过BC段时,牵引力的大小.
17.(2021长乐市感恩中学模拟)科技创新是撬动中国梦的杠杆,中国已是无人机“全球工厂”,无人机在航拍、救灾等多个领域发挥着重要作用。如图是小明同学查找的某款无人机,下表是它的相关数据。在某次航拍过程中无人机以最大速度竖直上升至300m高空,工作电流为10A,g取10N/kg,求:
(1)该无人机上升过程中克服重力做的功为多少?
(2)该无人机上升过程中工作效率为多少?
18.(2021河南模拟)电动平衡车(如图所示)因其体积小、操控方便,深受年轻人的喜爱。小华的质量为50kg,当她站立在平衡车上保持静止时,车轮与水平地面的总接触面积为4×10﹣3m2,平衡车的部分参数如表所示。g取10N/kg,求:
(1)小华骑乘平衡车在平直公路上匀速行驶时,她 (选填“受到”或“不受”)车对她的摩擦力;平衡车受到的重力与地面对它的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(2)小华站立在平衡车上静止时,车对水平地面的压强是多大?
(3)小华以最高车速在平直公路上匀速行驶时,路面对平衡车的阻力等于总重的,则牵引力的功率是多少?
(4)充满电后,小华经过试验发现,平衡车可在平直路面上前进的最远距离为20km,则此平衡车的效率约为多少?
19.(2021河南模拟)如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为500kg,静止在水平地面时,对地面产生的压强为1.25×104Pa,行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg),请回答下列问题:
(1)该消防机器人在水平地面匀速直线行的过程中始终在持续洒水,它具有的机械能将 (选填“变大”、“变小”或“保持不变”);若已知该机器人自身携带了一块锂电池进行供电,井且锂电池的参数是“48V 30A•h”,当它充满电后并且只驱动其前进,则可以提供该机器人保持3m/s的速度连续前进3个小时,请问该电池将电能转化为机械能的效率是多少?实际工作时驱动时间应该比这个时长更长还是更短一些呢,说说你的看法吧!
(2)求消防机器人带与地面接触的总面积。
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率(忽略质量的变化)。
20.(2021北部湾模拟)如图甲所示的地面清洁机器人,重为25N,对水平地面压强是2500Pa,机器人在水平地面运动时,所受推力与速度关系如图乙所示。求:
(1)该机器人与水平地面的接触面积是多少?
(2)该机器人所提供的水平推力为150N时,匀速直线运动4s能通过多远路程?此时水平推力做了多少功?
(3)该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大?
2021年中考物理模拟试题专题训练——功与机械能参考答案
1.(2021乐山模拟)2020年6月23日,我国“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功.若一颗卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了,可知其动能( )
A.减小 B.增大
C.不变 D.消失
【答案】B
2.(2021郑州八中模拟)如图所示是击打网球的瞬间,网球被迅速压扁并反弹.下列关于此过程的说法正确的是( )
A. 网球被迅速压扁说明球拍对网球的力大于网球对球拍的力
B. 网球接触球拍被压扁的过程中,动能转化为重力势能
C. 网球被击出后仍能继续飞行一段距离,说明网球受到惯性力的作用
D. 网球被击中后迅速反弹,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
3.(2021大连模拟)如图所示,木块以一定的速度滑过AB点,到C点滑出下落至D点。A和B,C和D之间的垂直距离均为h,则木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是( )
A.D点与C点相比,机械能不变
B.B点的动能一定大于A点的动能
C.B点的动能可能等于D点的动能
D.A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能
【答案】C。
4.(2021南通模拟)如图所示,某同学进行爬竿训练,爬上竿顶后,再从竿顶顺竿滑到地面,每次所用时间各不相同,下列说法正确的是( )
A. 向上爬竿过程中动能转化为重力势能
B. 下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变
C. 向上爬竿时受到的摩擦力方向向上
D. 下滑时间短的那次速度大,重力做的功多
【答案】C
5.(2021河南模拟)小华对于身边及社会上常见事物的下列估测,错误的是 ( )
A.一瓶普通矿泉水重约为5N
B.我国“复兴号”列车的运营速度可达350m/s
C.一个中学生从一楼走上二楼做的功约为1500J
D.初中物理课本的长度约为26cm
【答案】B。
6.(2021河南模拟)掷铅球是运动员力量与技巧的体现,如图所示。关于它的描述正确的是 ( )
A.铅球掷出后,由于受到惯性力继续向前运动
B.铅球掷出后,在空中继续飞行的过程中,运动员对铅球做了功
C.铅球掷出后,重力做功的功率不变
D.铅球被掷出的过程中速度越来越大,说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D。
7.(2021泰兴实验中学模拟)有甲、乙两个完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出,如图所示。若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 抛出时刻,甲球比乙球的动能小
B. 抛出时刻,甲球比乙球的重力势能小
C. 落地时甲的机械能等于乙的机械能
D. 落地时甲的机械能小于乙的机械能
【答案】C
8.(2021北部湾模拟)2018年世界杯正在俄罗斯举行,如图所示,是正在加速下降的足球,在此过程中,对其机械能的变化情况,下列分析正确的是( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,重力势能增大
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
【答案】A。
9.(2021广州花都模拟)如图所示,小球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到e,其中b点与d点在同一高度。下列能正确表示小球在b、d点时的动能和重力势能的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
10.(2021黔东南模拟)迄今为止,我国已发射40余颗北斗导航卫星。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行。如图所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中, 能转化为 能;以地球为参照物,地球同步卫星是 。(选填“静止”或“运动”)
【答案】重力势 动 静止
11.(2021长乐市感恩中学模拟)为预防新型冠状病毒感染的肺炎,福州市对公交车进行限载和消毒,在喷洒药水对公交车进行杀菌消毒时,会闻到特殊的气味,这说明药水分子在 ;当公交车正常匀速行驶的过程中,其动能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】不停地做无规则运动;不变。
12.(2021郑州八中模拟)我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克,如图所示,它即可像普通坦克一样在陆地上高速行驶,又能像船一样在水中航行。该坦克的质量为22t,配备发动机的最大功率为420kW,若在水中匀速航行时,最大速度为18km/h,此时受到的阻力为_____。
【答案】
13.(2021河南模拟)如图所示,同一个物体从O点分别沿固定的光滑斜面OA、OB由静止自由滑下,到达同一水平面上。不计空气阻力,物体沿不同斜面由O点运动到水平面上的过程中,重力势能的变化 (选填“相同”或“不相同”);物体到达水平面时的速度 (选填“相等”或“不相等”),你的判断依据是 。
【答案】相同;相等;光滑斜面,不计空气阻力,没有能量损失,减少的重力势能全部转为动能。
14.(2021黔东南模拟)为了保障出行安全,交通部门做了很多规定,如:高速公路上对机动车进行限速;车上驾驶员和乘客要系安全带,同时又开展了“一盔一带”专项整治行动。请运用你所学的物理知识,简要回答下列问题:
(1)为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制?
(2)为什么行驶中的车辆紧急刹车时,乘客会向前倾?
(3)安全带为什么要做得比较宽大?
【答案】(1)对机动车的最高行驶速度进行限制的原因是:质量相同的车辆行驶速度越大,动能越大,越容易发生交通事故,发生交通事故造成的损失越大。
(2)行驶中的车辆紧急刹车时,由于乘客具有惯性,要保持原来向前的运动状态不变,所以乘客会向前倾。
(3)安全带要做得比较宽大的原因是通过增大受力面积减小压强。
15.(2021中山模拟)如图甲所示,为我国自主研发的新一代智能汽车,该汽车具有自动加速、刹车和避障等功能.已知汽车空载质量为 1000kg,最大载重为 500kg,静止时轮胎与水 平地面的总接触面积为 0.1m2.不考虑外界因素影响,汽车行驶时受到的阻力为汽 车总重的 0.05 倍.如图乙所示,是汽车满载并以恒定功率行驶时的速度与时间图像,g 取 10N/kg.求:
(1)汽车在 10~20s 内通过的路程;
(2)空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强;
(3)汽车满载时行驶的恒定功率.
【答案】
16.(2021乐山模拟)如图所示为迎宾路高架桥的部分路段示意图,水平路面AB=200 m,斜坡BC=120 m,坡高CD=6 m.搭载乘客后总重为G=1.5×105 N的公交车,轮胎与水平路面总接触面积为0.4 m2.当它以恒定功率P1匀速通过AB段时,用时t1=20 s;当它以恒定功率P2匀速通过BC段时,用时t2=16 s.公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的eq \f(1,100).求:
(1)公交车静止在水平地面时对地面的压强以及通过BC段时的速度.
(2)公交车通过AB段时,牵引力的功率P1.
(3)公交车通过BC段时,牵引力的大小.
【答案】(1)公交车静止在水平地面时对地面的压力F=G=1.5×105 N,轮胎与水平路面总接触面积S=0.4 m2.公交车静止在水平地面时对地面的压强p=eq \f(F,S)=eq \f(1.5×105 N,0.4 m2)=3.75×105 Pa.公交车通过BC段时的速度vBC=eq \f(sBC,t2)=eq \f(120 m,16 s)=7.5 m/s.
(2)公交车在AB段行驶时受到的阻力f=eq \f(1,100)G=eq \f(1,100)×1.5×105 N=1.5×103 N.因为公交车在AB段做匀速直线运动,所以牵引力F1=f=1.5×103 N,则牵引力F1的功率P1=eq \f(W,t)=eq \f(F1sAB,t1)=eq \f(1.5×103 N×200 m,20 s)=1.5×104 W.
(3)由题意知,公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力相等.公交车通过BC段时,克服阻力做的额外功W额=fsBC=1.5×103 N×120 m=1.8×105 J,克服重力做的有用功W有=GhCD=1.5×105 N×6 m=9×105 J.公交车通过BC段时牵引力做的总功WBC=W有+W额=9×105 J+1.8×105 J=1.08×106 J.由W=Fs可得,牵引力F2=eq \f(WBC,sBC)=eq \f(1.08×106 J,120 m)=9×103 N.
17.(2021长乐市感恩中学模拟)科技创新是撬动中国梦的杠杆,中国已是无人机“全球工厂”,无人机在航拍、救灾等多个领域发挥着重要作用。如图是小明同学查找的某款无人机,下表是它的相关数据。在某次航拍过程中无人机以最大速度竖直上升至300m高空,工作电流为10A,g取10N/kg,求:
(1)该无人机上升过程中克服重力做的功为多少?
(2)该无人机上升过程中工作效率为多少?
【答案】解:(1)克服重力做功:
W有=Gh=mgh=1.5kg×10N/kg×300m=4500J;
(2)由v=可得,无人机上升时间t===50s,
无人机上升过程中的电功率:
P=UI=15V×10A=150W,
无人机上升过程中消耗的电能:
W电=Pt=150W×50s=7500J,
该无人机上升过程中工作效率:
η=×100%=×100%=60%。
答:(1)该无人机上升过程中克服重力做的功为4500J;
(2)该无人机上升过程中工作效率为60%。
18.(2021河南模拟)电动平衡车(如图所示)因其体积小、操控方便,深受年轻人的喜爱。小华的质量为50kg,当她站立在平衡车上保持静止时,车轮与水平地面的总接触面积为4×10﹣3m2,平衡车的部分参数如表所示。g取10N/kg,求:
(1)小华骑乘平衡车在平直公路上匀速行驶时,她 (选填“受到”或“不受”)车对她的摩擦力;平衡车受到的重力与地面对它的支持力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
(2)小华站立在平衡车上静止时,车对水平地面的压强是多大?
(3)小华以最高车速在平直公路上匀速行驶时,路面对平衡车的阻力等于总重的,则牵引力的功率是多少?
(4)充满电后,小华经过试验发现,平衡车可在平直路面上前进的最远距离为20km,则此平衡车的效率约为多少?
【答案】解:(1)小华骑乘平衡车在平直公路上匀速行驶时,她与平衡车之间没有发生相对运动,也没有运动趋势,所以她不受车对她的摩擦力;
平衡车受到的重力小于地面对平衡车的支持力,不符合二力平衡的条件,不是一对平衡力;
(2)小华站立在平衡车上静止时,对地面的压力:
F压=G总=m车g+m小华g=14kg×10N/kg+50kg×10N/kg=640N,
对地面的压强为:
p===1.6×105Pa;
(3)电动平衡车的最大速度为:v=18km/h=5m/s,
因为匀速行驶,故F=f=G总=×640N=64N,
牵引力的功率为:
P===Fv=64N×5m/s=320W;
(4)电动平衡车的牵引力做功:
W有用=Fs=64N×20×103m=1.28×106J,
电动平衡车一次充电储存电能:
W总=UIt=UQ=50V×10Ah=50V×10A×3600s=1.8×106J,
此平衡车的效率约为:
η=×100%=×100%≈71.1%。
答:(1)不受;不是;
(2)小华站立在平衡车上静止时,车对水平地面的压强是1.6×105Pa;
(3)小华以最高车速在平直公路上匀速行驶时,路面对平衡车的阻力等于车重的,则牵引力的功率是320W;
(4)充满电后,小华经过试验发现,平衡车可在平直路面上前进的最远距离为20km,则此平衡车的效率约为71.1%。
19.(2021河南模拟)如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为500kg,静止在水平地面时,对地面产生的压强为1.25×104Pa,行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg),请回答下列问题:
(1)该消防机器人在水平地面匀速直线行的过程中始终在持续洒水,它具有的机械能将 (选填“变大”、“变小”或“保持不变”);若已知该机器人自身携带了一块锂电池进行供电,井且锂电池的参数是“48V 30A•h”,当它充满电后并且只驱动其前进,则可以提供该机器人保持3m/s的速度连续前进3个小时,请问该电池将电能转化为机械能的效率是多少?实际工作时驱动时间应该比这个时长更长还是更短一些呢,说说你的看法吧!
(2)求消防机器人带与地面接触的总面积。
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率(忽略质量的变化)。
【答案】解:
(1)该消防机器人在水平地面匀速直线行的过程中始终在持续洒水,质量变小,故动能变小,它具有的机械能将变小;
锂电池的参数是“48V 30A•h”,则其能量为:
W总=UIt=48V×30A×3600s=5.184×106J;
消防机器人质量为500kg,其重力G=mg=500kg×10N/kg=5000N;
因行驶时所受阻力为自重的0.02倍,故阻力:
f=0.02×5000N=100N;
因做匀速直线运动,由二力平衡的条件,牵引力大小为:F=100N,
该机器人保持3m/s的速度连续前进3个小时,通过的距离为:
s=vt=3m/s×3×3600s=3.24×104m;
做的有用功:
W有=Fs=100N×3.24×104m=3.24×106J;
该电池将电能转化为机械能的效率是:
η==×100%=62.5%;
由于发热等因素,锂电池能量不能全部释放出来,转化成的有用功小于3.24×106J,故比实际工作时驱动时间应该比这个时更短一些;
(2)消防机器人重力G=5000N,即静止在水平地面时对地面的压力为500N,对地面产生的压强为1.25×104Pa,根据压强公式,消防机器人带与地面接触的总面积:
S===0.4m2;
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率:
P===Fv=100N×3m/s=300W.
答:(1)变小;电池将电能转化为机械能的效率是62.5%;实际工作时驱动时间应该比这个时更短一些;
(2)消防机器人带与地面接触的总面积为0.4m2;
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率为300W.
20.(2021北部湾模拟)如图甲所示的地面清洁机器人,重为25N,对水平地面压强是2500Pa,机器人在水平地面运动时,所受推力与速度关系如图乙所示。求:
(1)该机器人与水平地面的接触面积是多少?
(2)该机器人所提供的水平推力为150N时,匀速直线运动4s能通过多远路程?此时水平推力做了多少功?
(3)该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是多大?
【答案】解:
(1)该机器人对水平地面的压力F=G=25N,
由p=可得,该机器人与水平地面的接触面积:
S===0.01m2;
(2)由图乙可知,该机器人所提供的水平推力为150N时,其速度v=0.5m/s,
由v=可得,匀速直线运动4s能通过的路程s=vt=0.5m/s×4s=2m,
此时水平推力做的功W=F′s=150N×2m=300J;
(3)由图乙可知,该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时其推力F″=300N,
水平推力的功率P===F″v′=300N×0.6m/s=180W。
答:(1)该机器人与水平地面的接触面积是0.01m2;
(2)该机器人所提供的水平推力为150N时,匀速直线运动4s能通过2m的路程,此时水平推力做了300J的功;
(3)该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时,水平推力的功率是180W。
2024年山东中考物理模拟题分类---机械能与功: 这是一份2024年山东中考物理模拟题分类---机械能与功,共37页。
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