专题12 功和机械能-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）04期（教师版）

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专题12  功和机械能 一､选择题1.（2020·山东省临沂市)2019年10月27日7时35分，临沂国际马拉松赛鸣枪开赛。本次赛事使用无人机（如图）进行了航拍，无人机匀速下降的过程中（　　）A. 失去了惯性 B. 重力不做功 C. 动能减小 D. 机械能减小【答案】D【解析】【详解】A．任何物体都有惯性，无人机匀速下降的过程中具有惯性，故A不符合题意；B．无人机匀速下降的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故B不符合题意；CD．无人机匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越小，重力势能越来越小；所以机械能减小，故C不符合题意，D符合题意。故选D。2.（2020·江苏省南京市)如图所示是荡秋千的简化模型，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（　　）A. 球在B、C两点动能相等B. 球在A、D两点的机械能相等C. 球从B点到O点的过程中机械能减少D. 球从O点到C点的过程中重力势能减少【答案】C【解析】【详解】A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误；B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误；C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确；D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。故选C。3.（2020·湖南省株州市)今年的十三届全国人大三次会议表决通过了《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体（　　）A. 动能增大 B. 动能减小 C. 势能增大 D. 势能不变【答案】A【解析】【详解】高空坠物过程中，下坠的物体高度减小，重力势能转化为动能与内能，动能增大，重力势能减小；故A符合题意。故选A。4.（2020·广东省广州市)球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（　　）A. 速度比在S点的大B. 机械能大于在S点C. 机械能等于在S点的D. 离地高度比在S点的低【答案】B【解析】【详解】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。故选B。二､填空题5.（2020·四川省自贡市）如图所示，小朋友在玩荡秋千时，当从最高位置向下荡的过程中，小朋友的______能转化为______能。【答案】    (1). 重力势    (2). 动【解析】【详解】[1][2]当从最高位置向下荡的过程中，高度减小，质量不变，重力势能减少；质量不变、速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。6.（2020·湖北省襄阳市)如图所示，斜面长5m，高3m。小强用绳子沿斜面将质量为20kg的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为150N，绳重不计。则木块与斜面间的摩擦力为______N（g取10N/kg）。【答案】30【解析】【详解】有用功W有用=Gh=mgh=20kg×10N/kg×3m=600J总功W总=Fs=150N×5m=750J额外功W额=W总-W有用=750J-600J=150J木块与斜面间的摩擦力f==30N7.（2020·湖北省襄阳市)在练习立定跳远时，当你双脚离开地面后，由于______你仍然要继续向前运动；在上升的过程中，你所具有的动能将逐渐______（选填“增加”“减小”或“不变”）。【答案】    (1). 惯性    (2). 减小【解析】【详解】[1]立定跳远时，当你双脚离开地面后，由于惯性，在空中仍然保持向前运动状态。[2]在上升的过程中，质量不变，速度减小，动能将减小。8.（2020·海南省)椰子从树上下落的过程中，动能越来越_____，重力势能越来越_____｡【答案】    (1). 大    (2). 小【解析】【详解】[1]根据动能大小影响因素可知，椰子从树上下落的过程中，质量不变，速度变大，椰子的动能变大。[2]根据重力势能大小影响因素可知，椰子从树上下落的过程中，质量不变，距地面高度变小，椰子的重力势能变小。9.（2020·广东省广州市)装有水的容器在大小为10N的拉力F作用下运动，图甲为容器三段运动的示意图，F的方向始终沿着容器运动方向，OP段、MN段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一时间图象和QR段的路程一时间图象如图乙所示。(1)求F在OP段做的功______；(2)求F在QR段的功率______；(3)容器在OP段和MN段受到摩擦力分別为、，则______（选填“>”“=”“<”）。【答案】    (1). 40J    (2). 5W    (3). =【解析】【详解】(1)[1]由图可知，OP段容器做的是匀速直线运动，所以OP段的长度F在OP段做的功(2)[2]由图可知，QR段的长度为5m，F在QR段做的功F在QR段的功率(3)[3]由图可知，容器在OP段和MN段都是做匀速直线运动，由二力平衡知识可知，容器在OP段和MN段的摩擦力等于拉力，又因为拉力相等，所以容器在OP段和MN段受到摩擦力相等，即。三、实验题10.（2020·山东省青岛市)探究与斜面相关的实验：(2)如图乙所示，在探究“物体的动能跟哪些因素有关”实验中，斜面上安装斜槽，水平面上的A处放置一个小木块。让质量不同的钢球从斜槽上的同一高度滚下，发现质量较大的钢球将小木块推得较远，表明它对小木块做的功较______。由此可知：______相同的物体，质量越大，它的动能越大。【答案】   (5). 大    (6). 速度【解析】【详解】(2)[5][6]质量不同的钢球从斜槽上的同一高度滚下，撞击小木块，给小木块施加一个力，发现质量较大的钢球将小木块推得较远，根据W=fs可知运动较远的做功多，表明它对小木块做的功较大；由此可知：速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。11.（2020·内蒙古赤峰市)学完（功率）一节后，老师布置了一项实践性作业：利用生活中的测量工具，设计种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤(需要测量的物理量用相应的字母表示)：(1)________________________________________________________；(2)用皮尺测出所上楼梯的总高度h；(3)______________________________________________________；(4)上楼功率的表达式P=__________(g 值用该字母表示即可)。【答案】    (1). 用台秤测出自身的质量为m    (2). 用秒表测量出上楼所用的时间    (3). 【解析】【详解】(1)[1]要想测量自己上楼功率，第一步要用台秤测量出自己的质量，根据G=mg求出自身的重力。(3)[2]根据公式，还要用秒表测量出上楼所需要的时间。(4)[3]测量出质量m，高度为h，时间为t，功率为12.（2020·辽宁省营口市)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。        （1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的______相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球______；（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，______；（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图______（选填“甲”、“乙”或“丙”）中的小球，原因是______；（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表），小车在三个表面克服摩擦力做功______（选填“相等”或“不相等”）；若水平面绝对光滑，小车将做______运动。表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远【答案】    (1). 速度    (2). 从斜面的同一高度由静止滚下    (3). 速度越大，动能越大    (4). 丙    (5). 纸盒被推动的距离最小    (6). 相等    (7). 匀速直线【解析】【详解】(1)[1][2]要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球到达水平面的速度相同。(2)[3]由图示实验可知，甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高度，甲到达斜面底端时的速度较大，甲将纸盒推动得更远，说明甲的动能更大，由此可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大。(3)[4][5]三次实验中，是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能大小的，这种方法是转换法，丙图中纸盒被推动的距离最小，故碰撞前动能最小。(4)[6]让同一小车从同一斜面、同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素，小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转化为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相同。[7]铁球从斜面上滚下，若水平面绝对光滑，铁球不受摩擦力作用，铁球所受合力为0，所以铁球将做匀速直线运动。13.（2020·湖北省襄阳市)一天小强在五楼的阳台上玩玻璃弹珠，一不小心有两个同样大小的弹珠掉下楼，小强急忙下去寻找。来到楼下后发现撞在水泥地面上的那个弹珠已经破碎，但是另一个落在沙地上的弹珠却完好无损。(1)请根据上述现象提出一个可探究的科学问题______。(2)针对你提出的问题，请你写出两个合理的猜想：①______；②______。也许你还有其它猜想，这些猜想有没有本质的联系，可不可以归结到一个物理因素上呢？请同学们带着这个疑惑，在以后的学习中去继续探索和发现。【答案】    (1). 物体从高处落到地面上，受到冲击力与哪些因素有关？    (2). 与下落高度有关    (3). 与接触面的材料有关【解析】【详解】(1)[1]物体从高处落到地面上，受到冲击力与哪些因素有关？(2)①[2]如果把弹珠放到不同高度，都下落到水泥地上，破碎程度不同，可能冲击力与下落高度有关。②[3]水泥地比沙地要硬一些，玻璃弹珠落到水泥地上破碎，冲击力与接触面的材料有关。14．（3分）（2020·江苏省无锡市)用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越　   　，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的　   　有关；比较　   　可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。【答案】多；高度；a、c。【解析】解：（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法；（2）由a、b两图可知，物体的质量m1＝m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关；比较a、c两图可知，物体的质量m1＜m3，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。故答案为：多；高度；a、c。四、计算题15.（2020·上海市)物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，10 秒内前进了20米。求此过程中拉力所做的功W和功率P。【答案】200J，20W【解析】【详解】拉力所做的功为W=Fs= 10牛×20米= 200焦功率为