物理中考以题型精炼攻克难点亮点专题39斜面问题综合难题应用题练习(原卷版+解析)

这是一份物理中考以题型精炼攻克难点亮点专题39斜面问题综合难题应用题练习(原卷版+解析)，共21页。试卷主要包含了72×106J；50%，5N；75%等内容，欢迎下载使用。
1. （2023安徽）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。
（1）做的有用功；
（2）该装置的机械效率。
2. （2023湖北荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处，如图所示，工人所用推力F=1000N。g取10N/kg。求：
（1）推力做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20s，工人推力做功的功率。
3. （2023湖南益阳）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
4. 天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
5. 如图所示，斜面长s=8m，高h=3m．用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s．求：
（1）有用功W有
（2）拉力做功的功率P
（3）物体受到的摩擦力f
（4）该斜面的机械效率η．
6．一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段盘山公路上（可简化成斜坡），在11200N的牵引力作用下，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，在此过程中，汽车显示共消耗氢96g；（g取10N/kg，氢的热值为1.4×108J/kg）
（1）汽车牵引力做了多少功？
（2）斜坡的机械效率是多大？
（3）求汽车发动机的热机效率。

7．如图所示，斜面长4m，高0.9m，建筑工人用绳子在5s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力为150N（忽略绳子的重力），求：
（1）拉力所做的功；
（2）斜面的摩擦力；
（3）斜面的机械效率。
8. （2023湖南郴州）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到顶端所用的时间为。沿斜面向上的拉力，斜面中，，物体与斜面的接触面积为100cm2，斜面对物体的支持力为。求；
（1）物体在斜面上的速度；
（2）物体对斜面的压强；
（3）斜面的机械效率。（计算结果保留一位小数）
9.（2023江西）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求：
（1）箱子受到的重力；
（2）箱子受到的摩擦力；
（3）斜面的机械效率；
（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
10. 如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。
（1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程
①F的功率；
②斜面的机械效率。
（2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点；
①用“●”表示货物，在方框中画出货物在O点的受力示意图；
②货物到A点时为计时起点，在图2中面出0~1.2s货物所受摩擦力大小随时间变化的图象；
（3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）：
①在图4中画出F的力臂l；
②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4____ F3（选填“>”、“=”、“＜”）。
11. 车速过快是造成交通事故的重要原因之一，为限制车速，常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图，在倾角为的斜坡上有7个减速带，相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车，从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑，由于减速带、小汽车制动等因素的影响，使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。（小汽车的长度不计，减速带的宽度不计，g=10N/kg）则：
（1）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少？
（2）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中，重力做的功为多少？
12．为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过最新的VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明。园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h＝2m，长L＝10m的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W．求：
（1）拉力F的大小；
（2）该斜面的机械效率是多少；
（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。
13.如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．
试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了。
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少？
（4）斜面的机械效率为多少？
14．工人师傅要把一个质量为200kg的箱子装上车他们先搭了个斜面，如图，然后用平行与斜面的水深不变的拉力F将箱子沿斜面一直拉至车厢。拉力F=625N，已知斜面长s=8 m，车厢高h=2m，拉力F=625N，（g取10N/kg），求：
（1）运动过程中箱子克服重力做了多少功？
（2）斜面的机械效率是多大？
（3）运动过程中摩擦力的大小。
2024年物理中考二轮复习以题型精炼攻克难点亮点的60个小微专题
专题39 斜面问题综合难题应用题
1. （2023安徽）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。
（1）做的有用功；
（2）该装置的机械效率。
【答案】（1）1.8J；（2）
【解析】（1）有用功为
W有=Gh=6N×0.3m=1.8J
（2）总功为
W总=Fs=4N×0.6m=2.4J
所以滑轮组的机械效率为
2. （2023湖北荆州）以“‘荆歌’铁马，奔向未来”为主题的2023荆州马拉松3月26日在荆州体育中心鸣枪起跑。在开赛场地建设过程中，工人利用长度L=3m的斜面把质量为240kg的重物匀速推到h=1m高处，如图所示，工人所用推力F=1000N。g取10N/kg。求：
（1）推力做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，共用时20s，工人推力做功的功率。
【答案】（1）2400J；（2）80%；（3）210W
【解析】（1）推力做的有用功是
W有=Gh=mgh=240kg×10N/kg×1m=2400J
（2）推力做的总功是
W总=FL=1000N×3m=3000J
斜面的机械效率为
（3）原来斜面做的额外功为
W额=W总-W有=3000J-2400J=600J
原来斜面的摩擦力为
此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，则此时的摩擦力为
此时斜面长度为5m，则额外功为
W'额=f's=240N×5m=1200J
工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，做的有用功是
W'有=m'gh=300kg×10N/kg×1m=3000J
此时的总功为
W'总=W'额+W'有=1200J+3000J=4200J
工人推力做功的功率是
3. （2023湖南益阳）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。求此次取水的过程中
（1）人做的有用功为多少？
（2）辘轳的机械效率多大？
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？
【答案】（1）400J；（2）80%；（3）60J
【解析】（1）根据题意，人做的有用功为
（2）根据题意可知
（3）根据题意可知
克服水斗做的功为
克服井绳重力及摩擦力做的功为
答：（1）人做有用功为400J；
（2）辘轳的机械效率为80%；
（3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功为60J。
4. 天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：
（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？
（2）盘山公路的机械效率为多少？
（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？
【答案】（1）6×107J；（2）30%；（3）2×104N，1.4×104N
【解析】（1）客车和游客总重力
G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N
电动机对客车和游客所做的有用功
W有用=Gh=6×104N×1000m=6×107J
即电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J。
（2）由可得，整个过程所用时间
由可得，总功
W总=Pt=80×103W×2.5×103s=2×108J
盘山公路的机械效率
即盘山公路机械效率为30%。
（3）由 可得，电动机的牵引力
即电动机的牵引力为2×104N。额外功
W额=W总﹣W有用=2×108J﹣6×107J=1.4×108J
由W额=fs可得，汽车受到的阻力
即汽车受到的阻力为1.4×104N。
5. 如图所示，斜面长s=8m，高h=3m．用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s．求：
（1）有用功W有
（2）拉力做功的功率P
（3）物体受到的摩擦力f
（4）该斜面的机械效率η．
【答案】（1）300J（2）40W（3）12.5N（4）75%．
【解析】（1）有用功为W有=Gh=100N×3m=300J；
（2）拉力所做的功为W总=Fs=50N×8m=400J，拉力的功率为
==40W；
（3）额外功为W额=W总−W有=400J−300J=100J，由W额=fs得：物体受到的摩擦力
==12.5N；
斜面的机械效率为
==75%．
6．一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段盘山公路上（可简化成斜坡），在11200N的牵引力作用下，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，在此过程中，汽车显示共消耗氢96g；（g取10N/kg，氢的热值为1.4×108J/kg）
（1）汽车牵引力做了多少功？
（2）斜坡的机械效率是多大？
（3）求汽车发动机的热机效率。

【答案】（1）6.72×106J；（2）25%；（3）50%
【解析】（1）已知汽车行驶速度v＝5m/s，行驶时间
t＝2min＝120s
则汽车行驶的路程
s＝vt＝5m/s×120s＝600m
又知汽车牵引力F＝11200N，所以牵引力做功
W＝Fs＝11200N×600m＝6.72×106J
（2）已知汽车的质量
m＝1.68t＝1680kg
汽车的重力
G＝mg＝1680kg×10N/kg＝16800N
到达坡顶的高度h＝100m，则汽车做的有用功为
W有用＝Gh＝16800N×100m＝1.68×106J
则斜坡的机械效率
（3）已知消耗氢的质量
m氢＝96g＝0.096kg
则氢完全燃烧放出的热量
Q放＝qm氢＝1.4×108J/kg×0.096kg＝1.344×107J
则汽车发动机的热机效率
7．如图所示，斜面长4m，高0.9m，建筑工人用绳子在5s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力为150N（忽略绳子的重力），求：
（1）拉力所做的功；
（2）斜面的摩擦力；
（3）斜面的机械效率。
【答案】（1）600J；（2）37.5N；（3）75%
【解析】（1）由题意知，拉力将重物拉到斜面顶端所做的功为
（2）重物被被拉到距离地面0.9m的高度，这一过程中，所做的有用功为
由于物体被拉动过程中，所做的总功等于有用功与额外功之和，在这一过程中，额外功为克服斜面摩擦力所做的功，即
由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力为
（3）由，可得，斜面的机械效率为
答：（1）拉力所做的功为600J；
（2）斜面的摩擦力为37.5N；
（3）斜面的机械效率为75%。
8. （2023湖南郴州）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到顶端所用的时间为。沿斜面向上的拉力，斜面中，，物体与斜面的接触面积为100cm2，斜面对物体的支持力为。求；
（1）物体在斜面上的速度；
（2）物体对斜面的压强；
（3）斜面的机械效率。（计算结果保留一位小数）
【答案】（1）1.25m/s；（2）800Pa；（3）66.7%
【解析】（1）物体的速度
（2）物体对斜面的压力
接触面积
物体对斜面的压强
（3）斜面的高度
拉力做的有用功
拉力做的总功
斜面的效率
答：（1）物体在斜面上的速度是1.25m/s；
（2）物体对斜面的压强是800Pa；
（3）斜面的机械效率是66.7%。
9.（2023江西）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求：
（1）箱子受到的重力；
（2）箱子受到的摩擦力；
（3）斜面的机械效率；
（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。
【答案】（1）；（2）20N；（3）80%；（4）见解析
【解析】（1）箱子受到的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
（2）推力所做的功
有用功
额外功
斜面对箱子的摩擦力
（3）斜面的机械效率
拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。
10. 如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。
（1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程
①F的功率；
②斜面的机械效率。
（2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点；
①用“●”表示货物，在方框中画出货物在O点的受力示意图；
②货物到A点时为计时起点，在图2中面出0~1.2s货物所受摩擦力大小随时间变化的图象；
（3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）：
①在图4中画出F的力臂l；
②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4____ F3（选填“>”、“=”、“＜”）。
【答案】（1）125W 50% （2）
（3）>
【解析】（1）货物沿斜面运动的速度
则F的功率
P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W
克服重物的重力做的有用功W有=Gh=500N×05m=250J
推力做的总功W总=F1s1=250N×2m=500J
斜面的机械效率
（2）在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，此过程中货物受到竖直向下的500N的重力；竖直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于货物在100N的水平向右的推力作用下匀速运动，则货物与货柜之间的摩擦力为100N，滑行时压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即向右滑行时受到水平向左100N的摩擦力。如图所示：
从A点匀速运动到B点用时1s，则0~1s货物所受摩擦力和推力是一对平衡力，大小为
f=F=100N
在B点撒去F，货物持续运动0.5s停在D点，则货物在0.2s内处于滑行阶段，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即0~1.2s货物所受摩擦力一直为100N，则绘制f-t图像如下：
（3）过支点O作力F3的垂线段即为绳子的拉力F的力臂l，如图所示：
绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，此时F4的力臂比F3的力臂要短，而阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，F4大于F3。
11. 车速过快是造成交通事故的重要原因之一，为限制车速，常常在下坡路段设置减速带。如图所示是有减速带的斜坡示意图，在倾角为的斜坡上有7个减速带，相邻两个减速带间的距离均为50m。现有一辆质量为1.2t的小汽车，从斜坡上离减速带有一定距离的某处开始下滑，由于减速带、小汽车制动等因素的影响，使得小汽车通过相邻减速带间的平均速度均为10m/s。（小汽车的长度不计，减速带的宽度不计，g=10N/kg）则：
（1）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带所用的时间是多少？
（2）小汽车从第1个减速带行驶到第7个减速带的过程中，重力做的功为多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）小汽车通过相邻减速带的时间
由题意，小汽车通过全部减速带的时间
（2）小汽车下降的高度
小汽车重力
重力做功
12．为了发展文化旅游事业，荆州市正在兴建华强方特文化主题园，建成后将通过最新的VR技术展示包括楚文化和三国文化在内的五千年华夏文明。园区建设中需把重1200N的木箱A搬到高h＝2m，长L＝10m的斜面顶端。如图所示，工人站在斜面顶端，沿斜面向上用时50s将木箱A匀速直线从斜面底端拉到斜面顶端，已知拉力F的功率为80W．求：
（1）拉力F的大小；
（2）该斜面的机械效率是多少；
（3）木箱A在斜面上匀速直线运动时受到的摩擦力是多大。
【答案】（1）400N；（2）60%；（3）160N。
【解析】（1）由P＝得，拉力所做的功：
W 总＝Pt＝80W×50s＝4×103J，
由W＝FL得，拉力F的大小：
F＝＝＝400N。
（2）克服物重做功：
W 有＝Gh＝1200N×2m＝2.4×103J，
则斜面的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝60%。
（3）木箱 A 在斜面上匀速运动时克服摩擦做功：
W额＝W总﹣W有＝4×103J﹣2.4×103J＝1.6×103J，
由W额＝fL得，木箱 A 在斜面上匀速运动时受到的摩擦力：
f＝＝＝160N。
13.如图所示，工人用斜面向上、大小为500N的推力，将重800N的货物从A点匀速推至B点；再用100N的水平推力使其沿水平台面匀速运动5s，到达C点．已知AB长3m，BC长1.2m，距地面高1.5m．
试问：
（1）利用斜面搬运货物主要是为了。
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
（3）水平推力做功的功率为多少？
（4）斜面的机械效率为多少？
【答案】（1）利用斜面搬运货物主要是为了省力；
（2）0.24m/s；（3）24W；（4）80%．
【解析】（1）使用斜面可以省力；
（2）货物在水平面上运动的距离为s=1.2m，所用时间为t=5s；
在水平面上运动的速度为：v===0.24m/s；
（3）水平推力做功的功率：P=Fv=100N×0.24m/s=24W；
（4）在斜面上推力做的功：W总=F′s=500N×3m=1500J；
做的有用功：W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
则斜面的效率：η==×100%=80%
14．工人师傅要把一个质量为200kg的箱子装上车他们先搭了个斜面，如图，然后用平行与斜面的水深不变的拉力F将箱子沿斜面一直拉至车厢。拉力F=625N，已知斜面长s=8 m，车厢高h=2m，拉力F=625N，（g取10N/kg），求：
（1）运动过程中箱子克服重力做了多少功？
（2）斜面的机械效率是多大？
（3）运动过程中摩擦力的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）运动过程中箱子克服重力做的功为
（2）拉力做的总功为
斜面的机械效率为
（3）额外功为
运动过程中摩擦力的大小为
答：（1）运动过程中箱子克服重力做了的功。
（2）斜面的机械效率是。
（3）运动过程中摩擦力的大小为。