山东省淄博市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04做功与机械能、简单机械及机械效率

山东省淄博市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-04做功与机械能、简单机械及机械效率

一、单选题

1．（2021·山东淄博·统考中考真题）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）

A．使用这个滑轮能省力

B．甲拉力大小等于乙拉力大小

C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功

D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度

2．（2020·山东淄博·统考中考真题）2020年6月23日9时43分，我国用“长征三号乙”运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星，至此“北斗三号”全球卫星导航系统星座部署全面完成，下列有关能量的分析错误的是（　　）

A．火箭加速升空的过程中，内能转化为机械能

B．火箭加速升空的过程中，动能转化为重力势能

C．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，机械能总量保持不变

D．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最大

3．（2020·山东淄博·统考中考真题）如图所示，在杠杆左端悬挂物体，右端施加动力F，杠杆处于平衡状态（忽略杠杆自身重力的影响），下列说法正确的是（　　）

A．此时杠杆是费力杠杆

B．动力臂是线段OA

C．杠杆的阻力是物体受到的重力G

D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，动力变大

4．（2021·山东淄博·统考中考真题）下列应用中涉及的物理知识描述正确的是  （    ）

A．起钉子用的羊角锤，既省力又省距离

B．病房用的消毒灯，利用红外线灭菌消毒

C．驾驶员系安全带，可减轻惯性带来的伤害

D．热气球升空，利用了流体压强与流速的关系

5．（2022·山东淄博·统考中考真题）如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（　　）

A．装置中的滑轮是动滑轮

B．装置中的滑轮改变了力的方向

C．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆

D．蓝色垃圾桶看起来是蓝色，是因为它吸收蓝光

二、填空题

6．（2022·山东淄博·统考中考真题）某些商场里的自动扶梯在无人和有人乘坐时运行速度不同，从而节约电能。小明根据所学知识，设计了扶梯工作时的模拟电路。如图所示是扶梯上无人时电路的工作状态，R是压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当扶梯上有人时，R所受压力增大，控制电路中的电流_______，电磁铁的磁性___________，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。小红站在扶梯上匀速上行的过程中，她的动能___________、机械能___________。（均选填“变大”“变小”或“不变”）

7．（2020·山东淄博·统考中考真题）利用图中所示的装置分别用力竖直匀速提升重100N的物体，物体运动速度为0.1m/s，每个滑轮重20N，不计绳重和摩擦。能改变用力方向的是图_____；拉力F甲＝_____N，F丙＝_____N；拉力F乙做功的功率是_____W。

8．（2022·山东淄博·统考中考真题）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是___________N，绳自由端移动的距离是 ___________m，物体上升的速度是___________m/s，滑轮组的机械效率是___________（精确到1%）。

三、实验题

9．（2021·山东淄博·统考中考真题）小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。

（1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关；

①实验探究的是______（填“重物”或“小桌”）的重力势能；

②通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越______ ，说明它的重力势能越______；

③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度；

（2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关；

①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，你认为______的实验结论是错误的，理由是______；

②分析 两次实验可发现压力作用效果与力面积有关；

（3）上述探究过程中都通过小桌陷入沙子的深度来示要探究的问题，下列实验中也用到这种研究方法是______（填字母）。

A．测量物体运动的速度

B．探究物质的吸热能力

C．探究电流与电压、电阻的关系

四、计算题

10．（2022·山东淄博·统考中考真题）我国生产的无人机世界领先，种类繁多，应用广泛。如图所示是一架已经装载上10kg防疫物资的无人机，若该无人机自身质量为30kg，它有4条支撑腿，每条支撑腿与地面的接触面积为25cm2.（g取10N/kg）请解答下列问题：

（1）防疫物资所受的重力；

（2）图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强（旋翼未转动）；

（3）起飞后，无人机在30s内匀速竖直上升60m，此过程中无人机对防疫物资做功的功率。

11．（2021·山东淄博·统考中考真题）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：

（1）推箱子做的有用功；

（2）斜面的机械效率；

（3）沿斜面的推力。

五、综合题

12．（2020·山东淄博·统考中考真题）抗击新冠肺炎疫情期间，我省用负压救护车转运患者，进行集中隔离治疗。该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶54km，用时30min。请解答下列问题：

(1)救护车在这段时间内的速度。

(2)救护车匀速行驶54km动力做的功。

(3)救护车所受的阻力。

(4)按照卫生部标准，负压仓内外气压差应在10~38Pa之间。经测量发现，该车负压仓0.9m2的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。

参考答案：

1．B

【详解】A．图中滑轮的轴固定不动，属于定滑轮，不能省力，故A错误；

B．不计绳重和摩擦，使用定滑轮不省力，所以两个拉力的大小都等于物体的重力，甲拉力大小等于乙拉力大小，故B正确；

C．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力相等，甲乙拉力移动的距离相等，由W=Fs可知甲拉力做的功等于乙拉力做的功，故C错误；

D．使重物在相同的时间内匀速上升相同高度，甲乙拉力移动的距离相等，由可知，甲拉力使绳自由端移动的速度等于乙拉力使绳自由端移动的速度，故D错误。

故选B。

2．B

【详解】A．火箭加速升空的过程中，燃料燃烧释放内能，通过热机做功，转化为机械能，故A正确，不符合题意；

B．火箭加速升空的过程中，速度和高度都在增大，所以动能和重力势能都在增大，故B错误，符合题意；

C．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，所以机械能转化过程中总量保持不变，故C正确，不符合题意；

D．卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行时，动能和重力势能相互转化且总量保持不变；在近地点高度最小，重力势能最小，所以动能最大，故D正确，不符合题意。

故选B。

3．D

【详解】杠杆平衡条件是，则：

A．由图可知重力与拉力方向竖直向下，动力臂大于阻力臂，此时杠杆是省力杠杆，故A错误；

B．力臂是力的作用线到转动轴的垂直距离，动力臂是支点O到力F的垂线段，小于OA，故B错误；

C．杠杆的阻力是由物体重力引起的绳端拉力，大小等于物体受到的重力，故C错误；

D．保持杠杆位置不变，将动力F转至F1位置，此时动力臂变小，阻力与阻力臂不变，则动力变大，故D正确。

故选D。

4．C

【详解】A．根据功的原理可知，省力的机械一定多移动距离，所以，羊角锤起钉子时能省力，但须多移动距离，故A错误；

B．病房用的消毒灯，利用紫外线灭菌消毒，故B错误；

C．惯性是物体保持原先运动状态不变的性质，只与质量有关；驾驶员驾驶汽车需系安全带是为了防止汽车在紧急刹车时由于惯性而造成对人的伤害，故C正确；

D．热气球升空利用的是浮力，与流速越大压强越小没有关系，故D错误。

故选C。

5．B

【详解】AB．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，两个滑轮的轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮虽不省力，可以改变力的方向，故A错误，B正确；

C．由图可知，桶盖可视为杠杆，阻力为桶盖的重力，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；

D．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，蓝色垃圾桶只能反射太阳光中的蓝色光，其它颜色的光被吸收了，看起来是蓝色，故D错误。

故选B。

6．     变大     变大     不变     变大

【详解】[1][2]控制电路的压敏电阻与电磁铁串联。当扶梯上有人时，R所受压力增大，根据已知条件，压敏电阻变小，由串联电阻的规律，电路的电阻变小，由欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性变大，将衔铁吸下，使动触点与静触点“2”接触，工作电路中的电动机转速变大。

[3][4]小红站在扶梯上匀速上行的过程中，因人的质量和速度保持不变，故她的动能不变；因小红的高度变大，故小红的重力热能变大，故机械能变大。

7．     甲     100N     40N     12

【详解】[1]甲图是定滑轮，能改变力的方向。

[2]由于不计摩擦与绳重，故甲的拉力为100N。

[3]由于动滑轮处于平衡状态，一共有三段绳子拉动动滑轮，故定滑轮受到了向上对的3段绳子的拉力，受到了向下的物体对其拉力，和自身的重力，可得等式

故拉力的大小为

故拉力的大小为40N。

 [4] 拉力F乙的大小为

绳子运动的速度为

故拉力F乙做功的功率是

故拉力的大小为12W。

8．     225     12     0.6     89%

【详解】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力

[2]绳子自由端移动的距离

[3]重物的速度

[4]滑轮组的机械效率

9．     重物     多     大     小明     没有控制接触面积相同     B

【详解】（1）[1]重物从高处落下，撞击小桌做功，由此可知重物的重力势能大小，因此探究的是重物的重力势能。

 [2] [3]同一个重物从不同高度落下，高度越高，小桌陷入越深，即对小车做的功越多，由此说明重物重力势能越大，这是转换法思想。

（2）[4] [5]小明选择的甲丙两图中，沙子受到的压力和沙子的受力面积都不同，要探究压力作用效果与压力大小的关系，应控制受力面积相同的情况下，改变压力，故小明得出的结论是错误的。

（3）[6]通过小桌陷入沙子的深度来示要探究的问题，这是转换法思想。

A．物体运动的速度等于运动路程与时间之比，分别测量路程和对应的时间得到速度，采用的是间接测量法。故A不符合题意；

B．探究物质吸热能力时，相同质量的某种物质升高相同的温度，比较加热时间，加热时间越长，物质吸收的热量越多，表明物质的吸热能力越强，这也是转换法思想，故B符合题意；

C．探究电流与电压、电阻的关系，运用了控制变量法，故C不符合题意。

故选B。

10．（1）100N；（2）4×104Pa；（3）200W

【详解】解：（1）由 知道，防疫物资的重力

G物资=m物资g=10kg×10N/kg=100N

（2）由 知道，无人机的重力

G无人机=m无人机g=30kg×10N/kg=300N

在水平地面上静止的无人机对地面的压力

F=G物资+G无人机=100N+300N=400N

总受力面积

S=4×25cm2=100cm2=1×10-2m2

则无人机对地面的压强

（3）无人机对防疫物资做的功

W=G物资h=100N×60m=6×103J

则此过程中无人机对防疫物资做功的功率

答：（1）防疫物资所受的重力为100N；

（2）图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强为4×104Pa；

（3）此过程中无人机对防疫物资做功的功率为200W。

11．（1）1200J；（2）；（3）500N

【详解】解：（1）推箱子做的有用功

W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J

（2）推箱子做的总功

W总= W有+W额=1200J+300J=1500J

由得斜面的机械效率

（3）由W总=Fs得沿斜面的推力

答：（1）推箱子做的有用功1200J；

（2）斜面的机械效率是；

（3）沿斜面的推力为500N。

12．(1)30m/s；(2)1.62×108J；(3)3000N；(4)见解析

【详解】(1)救护车在这段时间内的速度

(2)救护车匀速行驶54km动力做功为

(3)救护车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶，救护车所受的阻力为

(4)负压仓内外气压差为

按照卫生部标准，负压仓内外气压差应在10~38Pa之间，故符合标准。

答：(1)救护车在这段时间内的速度为30m/s；(2)救护车匀速行驶54km动力做的功为1.62×108J；(3)救护车所受的阻力为3000N；(4)负压仓内外气压差为20Pa，符合标准。