江苏省南通市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-03力学（做功和机械能、简单机械及机械效率）

这是一份江苏省南通市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-03力学（做功和机械能、简单机械及机械效率），共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，作图题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
江苏省南通市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-03力学（做功和机械能、简单机械及机械效率） 一、单选题1．（2022·江苏南通·统考中考真题）下列四个情境中，属动能转化为势能的是（　　）A． 拉弓放箭 B． 踩板下滑C． 秋千上摆 D． 弹簧拉车2．（2022·江苏南通·统考中考真题）如图所示，用充气的气球模拟“喷气火箭”，把封口的夹子松开，球内气体向后喷出，气球向前运动。此过程中（　　）A．气球的弹性势能增大 B．喷出的气体内能减小C．喷出的气体热运动加剧 D．喷出的气体向外界传递热量3．（2022·江苏南通·统考中考真题）在内径约为1cm的玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（　　）A．2×10﹣5W B．2×10﹣4W C．2×10﹣3W D．2×10﹣2W4．（2021·江苏南通·统考中考真题）物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA，用于比较不同机械的省力程度，现用图示滑轮组匀速提升重物，不计绳重和摩擦则下列描述滑轮组的机械效益MA与物体重力G、机械效率与机械效益MA的关系图线中，可能正确的是（　　）A． B．C． D．5．（2021·江苏南通·统考中考真题）跳伞运动员从高空跳下后沿直线向下做加速运动降落伞打开后开始减速，落地前运动员的速度已减至安全值且保持不变，若把运动员和降落伞作为一个整体进行研究，则（　　）A．加速运动时动能转化为重力势能B．减速运动时所受的阻力大于重力C．匀速直线运动时机械能保持不变D．整个过程中所受的阻力保持不变6．（2020·江苏南通·统考中考真题）在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，将纸锥从高处释放。若纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，则纸锥在空中竖直下落过程中，下列情形可能的是（ ）A．速度先增大后不变 B．速度先增大后减小C．动能转化为重力势能 D．机械能先增大后减小7．（2020·江苏南通·统考中考真题）如图，裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是A．右边夹子向左移动 B．左边夹子向左移动C．右边毛巾的下角夹在左边夹子上 D．左边毛中的下角夹在右边夹子上 二、填空题8．（2020·江苏南通·统考中考真题）5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功，火箭使用液态氢作为燃料，氢能 _____（选填“是”或“不是”）清洁能源。火箭向下喷射燃气获得推力加速升空，说明力的作用是_____的，此过程中火箭受到_____（选填“平衡”或“非平衡”）力作用，搭载的试验飞船的动能将_____｡ 三、实验题9．（2022·江苏南通·统考中考真题）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。次数G物/NG动/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.0  36.01.92.969.046.03.23.458.8（1）每次实验绳端移动距离为______cm；（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为______N，第2次实验滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。10．（2021·江苏南通·统考中考真题）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球撞击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；猜想3：与地面的粗糙程度有关。（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是______的；（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如下表。夹角α20.0°30.0°45.0°60.0°70.0°夹角β玻璃地面25.5°34.7°49.2°63.5°72.8°木板地面28.6°37.3°51.6°65.4°74.1°水泥地面30.9°39.2°53.9°67.5°76.6°①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是：______，说明该猜想是正确的；②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是______；（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为______cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为______m/s；②小球是从图乙中的______（选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的；（4）同学们分析，当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例______。 四、作图题11．（2021·江苏南通·统考中考真题）按题目要求作图.（1）如图甲，判断重力方向装置中的小球静止，请画出小球的受力示意图；（2）如图乙，轻质杠杆平衡，请作出动力F1的力臂l1和杠杆所受阻力F2的示意图；（3）如图丙，小磁针静止在通电螺线管右侧，请标出磁感线方向及小磁针的N极。 五、计算题12．（2022·江苏南通·统考中考真题）氢能源汽车具有零排放的环保优势，某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg，在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，行驶0.5h消耗氢0.6kg，已如氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽车：（1）受到的重力和牵引大的大小；（2）行驶的距离和牵引力做的功；（3）利用氢能的效率。13．（2021·江苏南通·统考中考真题）如图为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景。500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg，运动员总质量为1500kg，比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟做匀速直线运动，且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，g取10N/kg。求：（1）龙舟的重力；（2）运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积；（3）比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。14．（2020·江苏南通·统考中考真题）如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。(1)求提升重物做的有用功；(2)求绳端的拉力；(3)若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。 六、综合题15．（2020·江苏南通·统考中考真题）阅读短文，回答问题｡智能防疫机器人我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温､移动､避障等功能｡机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系会自动语音播报，并在显示屏上用红色框标注人的脸部｡机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，RB为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变｡机器人为有效避障，在移动过程中会发射､接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线｡下表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值｡电池的质量10kg减速器的减速比30︰1电池比能量驱动电机的输入总功率400W移动速度0.1~1m/s驱动电机将电能转化为机械能的效率60%（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用____（选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物：以移动机器人为参照物，障碍物是____的；（2）下列关于机器人的说法中，错误的是____；A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波C．图甲中电磁铁的上端为N极D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别（3）若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为____N，消耗的电能占电池所能输出总电能的____%；（4）控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中_____（选填“ab”或“bc”）段，已知无磁场时RB阻值为200Ω，R1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W，则R1两端的电压U1是_____V；（5）图丙是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0。某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则1s内对准传感器的齿间隙共有_____个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为_____r/min。
参考答案：1．C【详解】A．拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，故A不符合题意；B．踩板下滑的过程是重力势能转化为动能，故B不符合题意；C．秋千上摆的过程，是动能转化为重力势能，故C符合题意；D．弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能，故D不符合题意。故选C。2．B【详解】A．把封口的夹子松开，球内气体向外喷出，气球弹性形变变小，气球的弹性势能变小，故A不符合题意；B．喷出的气体对外做功，内能减小，故B符合题意；C．喷出的气体对外做功，内能减小，温度降低，热运动变慢，故C不符合题意；D．喷出的气体对外做功，内能减小，温度降低，从外界吸热，故D不符合题意。故选B。3．B【详解】玻璃管的内径约为1cm，则玻璃管的半径约为0.5cm；气泡的形状近似为球形，则气泡的体积由于气泡浸没在水中，故气泡排开水的体积气泡在水中受到的浮力气泡上升距离s=40cm=0.4m气泡所受浮力做的功气泡所受浮力做功的功率故气泡所受浮力做功的功率最接近于2×10﹣4W，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4．C【详解】A．物重为G，动滑轮重力为G动，人对机械施加的力为F，动滑轮上绳子的段数为n。不计绳重和摩擦，整个过程只克服动滑轮重力做额外功。则机械效益由以上关系式可知，MA与G不成正比，故A错误；B．由A推导的关系式可知，物体重力G增大时，机械效益MA也随之增大，但随着物重G增大，MA应变化得越来越慢，故B错误；CD．由可知滑轮组的机械效率由以上关系式可知η与MA成正比，故C正确，D错误。故选C。5．B【详解】A．加速运动时重力势能转化为动能，故A不符合题意；B．减速运动时，速度变小，阻力大于动力，所以，所受的阻力大于重力，故B符合题意；C．匀速直线运动时，动能不变，重力势能变小，机械能变小，故C不符合题意；D．整个过程中，先做加速运动，后做减速运动，最后做匀速运动，所受的阻力在发生改变，故D不符合题意。故选B。6．A【详解】AB．纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，开始下落时重力大于阻力，合力向下，所以下落速度增大，当受到的空气阻力增大到与重力相等时，合力为零，纸锥下落的速度不变，故A项符合题意，B不符合题意；C．纸锥刚开始加速下落时一部分重力势能转化为动能，当纸锥匀速下落时，重力势能减小，动能不变，重力势能转化为其它形式的能，故C项不符合题意；D．纸锥下落过程中，有空气阻力作用，所以机械能一直减小，故D项不符合题意。故选A。7．D【详解】AB．由图可知，裤架左低右高，说明左端较重，所以应将左边或右边的夹子向右移动，故AB项不符合题意；C．右边毛巾的下角夹在左边夹子上，相当于给左端增加重物，右端减小重物，使左端更重，故C项不符合题意；D．左边毛中的下角夹在右边夹子上，相当于给左端减小重物，右端减小重物，使左端变轻，裤架在水平位置平衡，故D项符合题意。故选D。8．     是     相互     非平衡力     增大【详解】[1]氢的燃烧物为水，对环境无污染，是清洁能源。[2]火箭向下喷射燃气，同时燃气对火箭向上的推力作用，说明力的作用是相互的。[3]火箭加速升空过程，运动状态变化受非平衡力作用。[4]火箭加速升空过程，速度越来越大，飞船的动能将增大。9．     30     2.5     80     低     不变     变小【详解】（1）[1]从图甲可以看出，绳子承重股数为n=3，因此绳端移动距离为（2）[2]测力计的分度值为0.1N，从图乙看出，其读数为2.5N。[3]第2次实验中，滑轮组的机械效率为[4]分析数据可知，在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。（3）[5]实验中若仅增大绳端移动的距离，根据可知，滑轮组的机械效率将不变。（4）[6]四次实验中，物体上升的高度为有用功为第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功总功为摩擦引起的额外功为摩擦引起的额外功占总额外功的比例为第3次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功总功为摩擦引起的额外功为摩擦引起的额外功占总额外功的比例为第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功总功为摩擦引起的额外功为摩擦引起的额外功占总额外功的比例为由此可知，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。10．     正确     当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大     见解析     32.00     3.2     B     探究阻力对物体运动的影响【详解】（1）[1] 旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，说明小球撞击水平地面后的反弹方向与小球撞击地面前是否旋转有关，由此判断猜想1是正确的。（2）①[2]由表中数据可知，当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大，由此验证猜想2是正确的。②[3]如果是由误差引起的，则不管地面的的粗糙程度如何变化，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β可能偏大也可能偏小，但分析表中数据发现，当小球的入射方向与地面的夹角α一定时，接触面越粗糙，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β越大，说明β是受接触面粗糙程度的影响，而不是误差造成的。（3）①[4]图中O、D两位置球心间距离大约是8个小球的直径，小球直径4cm，所以O、D两位置球心间距离因为用毫米刻度尺测量，估读到分度值的下一位，故数据记录为32.00cm。[5]小球从O运动到D位置过程被记录的4次，这个过程所用时间从O运动至D的平均速度②[6]分析表中数据可知，小球的入射方向与地面的夹角α始终小于小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，由此判断小球是从图乙中B位置开始入射的。（4）[7]探究阻力对物体运动的影响时发现，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，小车在水平面上运动的距离越远，由此推理，如果水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动，这个实例也用到了科学推理的方法。11．（1）；（2） ；（3）【详解】（1）小球处于静止状态，所以小球受到重力和竖直向上的拉力，两个力大小相等，受力示意图如图所示：（2）力臂为支点到力作用线的距离，由支点向F1的方向做垂线，垂线段的长度为力臂l1，该杠杆的阻力为物块与杠杆之间绳子对杠杆向下的拉力，如图所示：（3）由安培定则可知，螺线管的左端为N极，磁感线的方向由N极指向S极，根据异名磁极相互吸引可知小磁针左端为N极，如图所示：12．（1）1.5×104N，1.2×103N；（2）3.5×104m，4.2×107J；（3）50%【详解】解：（1） 汽车受到的重力G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N因为匀速行驶，根据二力平衡原理，汽车受到的牵引力F牵=f=1.2×103N（2）汽车行驶的距离为s=vt=70km/h×0.5h=35km=3.5×104m牵引力做的功为W=F牵s=1.2×103N×3.5×104m=4.2×107J（3）氢完全燃烧所产生的热量Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J汽车利用氢能的效率答：（1） 汽车受到的重力为1.5×104N，汽车受到的牵引力为1.2×103N；（2）汽车行驶的距离为3.5 × 104m，牵引力做的功为4.2×107J；（3）汽车利用氢能的效率为50%。13．（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）龙舟的质量为300kg，龙舟的重力（2）运动员总质量为1500kg，运动员的重力运动员和龙舟的总重由漂浮的特点，运动员坐上龙舟后龙舟受到的浮力等于运动员和龙舟的总重，根据阿基米德原理，龙舟排开水的体积（3）龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，故阻力大小因比赛中龙舟做匀速直线运动，根据二力平衡知识，比赛过程中龙舟获得的动力所用时间t=2min30s=150s比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。答：（1）龙舟的重力为；（2）运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积为；（3）比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为。14．(1) 2.4×104J；(2) 5×103N；(3) 5.2×103J【详解】(1)提升重物做的有用功W有=Gh=1.2×104N×2m=2.4×104J提升重物做的有用功为2.4×104J。(2)由图可知，n=3，则绳端移动的距离s=nh=3×2m=6m由η=可得总功W总===3×104J绳端的拉力F===5×103N绳端的拉力为5×103N。(3)由W有+W额=W总可得，额外功W额=W总−W有=3×104J −2.4×104J =6×103J克服动滑轮重力所做的额外功W动=G动h=m动gh=40kg10N/kg2m=800J克服摩擦和钢丝绳重所做的功W′= W额− W动=6×103J-800J =5.2×103J克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。答：(1)提升重物做的有用功为2.4×104J；(2) 绳端的拉力为5×103N；(3) 克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.2×103J。15．     超声波     运动     A     240     3.33     bc     8     100     10【详解】(1)[1]激光可以在透明介质中传播，超声波遇到障碍物会反射从而被机器人接收到，故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用超声波才能较好感知到障碍物。[2]机器人在运动的过程中，障碍物相对于机器人的位置发生了改变，所以以移动机器人为参照物，障碍物是运动的。(2)[3]A．由题意可知菲涅尔透镜对光线有会聚作用，所以它相当于凸透镜，所以A错误，A符合题意；B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的红外线，红外线属于电磁波，B正确，B不符合题意；C．根据右手螺旋定则可以判断出，图甲中电磁铁的上端为N极，C正确，C不符合题意；D．机器人发现体温38℃的人，说明人体温超过正常值，所以会语音报警并识别，D正确，D不符合题意。故选A。(3)[4]驱动电机的机械功率机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动时，其受到的阻力和驱动电机的牵引力相等[5]机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，其消耗的电能电池所能输出的总电能消耗的电能占电池所能输出总电能的百分比(4)[6]因为R1与RB串联，由串联分压原理可知，为维持U1两端电压稳定，磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化，则RB阻值的变化量较大，由图乙可知应选择“bc”段；[7]R1和RB串联，当U为24V时，通过RB的电流此时RB的电功率为0.32W，可得解上式可得由于磁敏电阻的正常工作时，其电阻变大较大，故由题意可得此时R1和RB串联，由串联电路的分压原理可得解上式可得(5)[8]由丁图可知，10ms内对准传感器的齿间隙为1个，则1s内对准传感器的齿间隙共有即：1s内对准传感器的齿间隙共有100个。[9]由丙图可知驱动电机的齿轮间隙共有20个，也就是说驱动电机的转速为，若以分钟为单位，其转速为减速器的减速比为30∶1，故经减速器降速后的齿轮转速为。