安徽省2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02做功与机械能、简单机械及机械效率

安徽省2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02做功与机械能、简单机械及机械效率

一、单选题

1．（2022·安徽·统考中考真题）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（　　）

A．重力势能不变 B．动能增大

C．机械能不变 D．机械能增大

2．（2021·安徽·统考中考真题）图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（　　）

A．动能减少 B．重力势能不变 C．机械能增大 D．机械能不变

3．（2020·安徽·统考中考真题）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么

A．卫星在远地点的势能最大、动能为零

B．卫星在近地点的动能最大、势能为零

C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小

D．卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小

二、填空题

4．（2021·安徽·统考中考真题）中国空间站“天和”核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池翼，单翼的发电功率可达9kW，从能量转化的角度分析“9kW”表示的物理意义是：______。

5．（2020·安徽·统考中考真题）如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不考虑物体的大小）。已知斜面长L=3m，高h=1.5m。若该过程中斜面的效率为60%，力F所做的功为________J。

6．（2020·安徽·统考中考真题）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出 ，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。若横杆AB粗细相同、质量分布均匀，重G=120N，AB=2.8m ，AO=0.3 m。要使横杆AB保持水平平衡，需在A端施加竖直向下的力F=________N。

7．（2021·安徽·统考中考真题）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为______J。

8．（2022·安徽·统考中考真题）用图示的滑轮组将重为的物体竖直向上匀速提升，拉力F的大小为，则该滑轮组的机械效率为______。

三、简答题

9．（2021·安徽·统考中考真题）研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。

（1）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将它看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡；

（2）如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它AB边的中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该位置能否平衡？写出你的判断依据。

四、实验题

10．（2022·安徽·统考中考真题）用图中所示的装置探究杠杆的平衡条件， 通过正确的实验操作， 得到下表中的数据。

（1）第 2 次实验数据中的阻力臂 应为___________；

（2）第 3 次实验后，用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 （保持上端悬点不动）， 如图乙所示，不计摩擦，杠杆___________（选填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是：___________。

五、计算题

11．（2022·安徽·统考中考真题）在一次跳伞表演中，运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为，求这个整体在该过程中：

（1）所受阻力的大小；

（2）所受重力做功的功率。

12．（2021·安徽·统考中考真题）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：

（1）小明完成1次引体向上所做的功；

（2）10s内小明做引体向上的功率。

13．（2020·安徽·统考中考真题）在车站广场上，常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上，如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力，F推=20N，A、B一起做匀速直线运动。

(1)将旅行包B看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图；

(2)若10s内箱子运动的距离为8m ，求力F推做功的功率。

参考答案：

1．D

【详解】A．重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增大，故A不符合题意；

B．动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不变，故B不符合题意；

CD．物体动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意；

故选D。

2．C

【详解】A．小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，故A不符合题意；

B．小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，故B不符合题意；

CD．机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，故C符合题意，D不符合题意。

故选C。

3．C

【详解】A．人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意；

B．人造地球卫星在近地点时，卫星和地球的相对距离最小，速度最大，故人造地球卫星在近地点时动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；

CD．卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能变小，动能转化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。

4．1 s可将9 kJ太阳能转化为电能

【详解】太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能，9kW表示1s可将9kJ太阳能转化为电能。

5．1500

【详解】工人所做的有用功为

W有=Gh=600N×1.5m=900J

由得

6．440

【详解】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，则横杆的重心在AB中点，故重力G的力臂为

力F的力臂

由杠杆平衡条件得

解得

故需在A端施加竖直向下的力为440N。

7．320

【详解】滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离

s=2h=2×2m=4m

总功

W总=Fs=100N×4m=400J

对重物做的有用功为

W有=W总η=400J×80%=320J

8．80%

【详解】由图可知，滑轮组承担重物的绳子股数为n=3，则由

可知，该滑轮组的机械效率为

9．（1）；见解析；（2）不能平衡；答案见解析

【详解】（1）设杠杆的中点为O，杠杆与水平方向的夹角为θ，由于杠杆质量分布均匀，且左右两部分等长，因此杠杆左右两部分重力G1=G2，重心分别在两部分的中点处，分别设为O1和O2，则易知OO1=OO2，左右两部分重力的力臂

l1=OO1cos，l2=OO1cos

因此

L1=L2

因此有

G1L1=G2L2

满足杠杆平衡条件，因此杠杆在该位置仍能平衡。

（2）不能平衡，转过一定角度释放的瞬间，木板只受重力和细线的拉力的作用，重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上；此时木板的重心不在悬点的正下方，重力和细线的拉力不在一条直线上，不是一对平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡。

10．     0.20     不能     见解析

【详解】（1）[1]根据杠杆平衡可知，阻力臂 应为

（2）[2][3]用带杆的滑轮水平向左缓慢推动右边挂钩码的悬线 （保持上端悬点不动），改变了拉力的方向，但是没有改变拉力的大小，但是支点到力的作用线的距离，即力臂的长短发生了变化，由可知，不变，的大小不变，但是力臂发生了变化，故杠杆不能保持平衡。

11．（1）1000N；（2）6000W

【详解】解：（1）有题可知，运动员在做匀速直线运动，故受到的阻力与重力是一对平衡力，故阻力为

（2）重力做的功为

所受重力做功的功率为

答：（1）所受阻力的大小1000N；

（2）所受重力做功的功率为6000W。

12．（1）300J；（2）120W

【详解】解：（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为

W=Gh=500N×0.6m=300J

（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为

P=120W

答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；

（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。

13．(1)

(2)16W

【详解】(1) A、B一起做匀速直线运动，即旅行包B静止在拉杆箱A上，只受到本身竖直向下的重力和拉杆箱对它竖直向上的支持力的作用，如图所示

(2)推力做的功

W=Fs=160J

推力做功的功率

答：(2)若10s内箱子运动的距离为8m ，推力做功的功率为16W。