江苏中考物理经典题库汇编:专题11功和机械能(学生版+解析版) .docx
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1、专题专题 11 11 功和机械能功和机械能 母题揭秘中考四大考点:母题揭秘中考四大考点: 1 1、功;、功; 2 2、功率;、功率; 3 3、动能和势能;、动能和势能; 4 4、机械能及其转化、机械能及其转化 1 (2020南通)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 2 (2020镇江)某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中,压缩冲程结束后,下一个 冲程是( ) A B C
2、 D 3 (2020盐城)如图所示,小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是( ) A通过最低点时的动能为零 B下降过程中的动能不变 C到达最高点的重力势能最大 D上升过程中的重力势能减小 4 (2020无锡) 如图所示, 是由大量反射镜组成的太阳能发电装置。 图中的各个反射镜在计算机的控制下, 使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)上,集热器中的水变成水蒸气推动汽轮机,从而带动发电 机发电,下列说法中正确的是( ) A太阳能是可再生能源 B一天中反射镜的朝向不需要做任何调整 C水蒸气推动汽轮机做功时,机械能转化为内能 D汽轮机带动发电机发电时,电能转化为机械能 5 (2020南京)如图是内燃
3、机某冲程的工作示意图,下面四个事例中能量转化与之相同的是( ) A瓶塞冲出 B搓手取暖 C压缩气体 D钻木取火 6 (2020南京)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 两点的动能相等 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 7 (2020连云港)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( ) A0的冰块内能为 0 B汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加 C存在温度差的两个物体相接触会发生热传递 D出笼的馒头变凉的过程中
4、所含的热量在减少 8 (2020连云港)如图所示,某同学进行爬竿训练,爬上竿顶后,再从竿顶顺竿滑到地面,每次所用时间 各不相同,下列说法正确的是( ) A向上爬竿过程中动能转化为重力势能 B下滑过程中摩擦力的大小一定保持不变 C向上爬竿时受到的摩擦力方向向上 D下滑时间短的那次速度大,重力做的功多 中考考点知识点详解中考考点知识点详解 一、功 1、做功的含义:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力的作用 就显示出成效,力学里就说这个力做了功。力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力, 二是物体在这个力的方向上移动的距离。不做功的三种情况:有力无距离、有距
5、离无力、力和距离垂直。 2、功的计算:作用在物体上力越大,使物体移动的距离越大,这个力的成效越显著,说明力所做 的功越多。物理学中把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功: 功=力 力的方向上移动的距离 用公式表示:W=FS,符号的意义及单位:W功焦耳(J) F力牛顿(N) S距离米(m) 功的单位:焦耳(J) ,1J=1N m。 注意:分清哪个力对物体做功,计算时 F 就是这个力;公式中 S 一定是在力 F 的方向上通过的 距离,必须与 F 对应。功的单位“焦” (牛 米=焦) ,不要和力和力臂的乘积(牛 米,不能写成“焦” ) 单位搞混。 3、功的原理:使用机械时,人们所做的功,都不会少于
6、不用机械时所做的功,也就是使用任何机 械都不省功。 说明:功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。功的原理告诉我们,使用机械要省 力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功,但人 类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、或者可以改变力的方向,给人类工作带 来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时人 们所做的功(FS)=不用机械时对重物所做的功(Gh) 。 二、功率 1、定义:功与做功所用时间之比。 2、物理意义:表示做功快慢的物理量。 3、定义公式:P= 使用该公式解题时,功 W 的单位
7、:焦(J) ,时间 t 的单位:秒(s) ,功率 P 的单位:瓦(W) 。 4、单位:主单位: W ,常用单位 kW,它们间的换算关系是:1kW=103W 5、推导公式:P =F;公式中 P 表示功率,F 表示作用在物体上的力,表示物体在力 F 的方向上运动 的速度。使用该公式解题时,功率 P 的单位:瓦(W) ,力 F 的单位:牛(N) ,速度的单位:米/秒(m/s) 。 三、动能和势能 1、能量:物体能够对外做功,表示这个物体具有能量,简称能。 理解:能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功” ,也不是“正在做功”或“已经做
8、功”如:山上静止的 石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。 2、动能 定义:物体由于运动而具有的能,叫做动能。 决定动能大小的因素: 动能的大小与质量和速度有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的 t W 物体,质量越大,它的动能也越大。 3、重力势能 物体由于高度所决定的能,叫做重力势能。 决定重力势能大小的因素: 重力势能的大小与物体的质量和物体被举起的高度有关。 高度相同的物体,物体的质量越大, 重力势能越大;质量相同的物体,物体的高度越高,重力势能越 大。 4、 、弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越
9、大。 四、机械能及其转化 1:机械能:动能和势能的统称。 (机械能=动能+势能)单位是:J 动能和势能之间可以互相转化的。 方式有:动能和重力势能之间可相互转化;动能和弹性势能之间可相互转化。 2:机械能守恒:只有动能和势能的相互转化,机械能的总和保持不变。 人造地球卫星绕地球转动,机械能守恒;近地点动能最大,重力势能最小;远地点重力势能最大,动 能最小。近地点向远地点运动,动能转化为重力势能。 9 (2020淮安)小明两次分别用时 90s、40s 从一楼爬到五楼,小明的体重与前后两次上升的高度均不变, 比较两次爬楼过程( ) A用时少的做功多 B用时少的做功功率大 C用时多的做功多 D用时多
10、的做功功率大 10 (2019常州)北京世园会上,车身离地 30cm 高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的 落叶吸入车内,此过程中,扫地车整体的( ) A动能不变,重力势能不变 B动能不变,重力势能变大 C动能变大,重力势能不变 D动能变大,重力势能变大 11 (2019南通)下列实例中,属于内能转化为机械能的是( ) A弯折铁丝发烫 B臀部摩擦发热 C蒸汽顶起壶盖 D压缩点燃棉花 12 (2019南通)如图,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,上端位于 O 点时弹簧恰好不发生形变。现 将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中 A 位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离
11、弹簧,不计空气阻力,则小球( ) A运动至最高点时,受平衡力作用 B被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力 C从 A 点向上运动过程中,速度先增大后减小 D从 O 点向上运动过程中,重力势能转化为动能 13 (2019镇江)如图所示,无人机水平飞行过程中,机上悬挂小球的细线向左偏,且小球与无人机保持 相对静止,不计空气阻力,则在飞行过程中( ) A无人机一定是向右飞行的 B小球的运动状态保持不变 C小球的机械能可能减小 D若剪断细线,小球将向左下方运动 14 (2019淮安)如图所示是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精。盒盖 迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的
12、能量转化相同( ) A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程 15 (2019无锡)如图所示,用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体,能将盒盖喷出很远,此过程中的 能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似?( ) A压缩冲程 B吸气冲程 C排气冲程 D做功冲程 16 (2019泰州)如图,一个小球在地面上弹跳,下列分析错误是( ) A小球从 A 处到 B 处重力势能增大 B小球从 B 处到 C 处动能增大 C小球在 B 处比 D 处重力势能大 D小球在 A、C、E 三处机械能总量相等 二填空题(共二填空题(共 17 小题)小题) 17 (2020徐州)如图所示是振荡浮子式波浪发电原理图,浮子随
13、着波浪起伏运动,带动发电机运转、利 用 理产生电流, 将 能转化为电能。 这种波浪提供的能源属于 能源 (填 “可再生” 或“不可再生“) 。 18 (2020宿迁)天然气的热值为 4.4107J/kg,小明烧开一壶水消耗了 0.05kg。完全燃烧这些天然气放出 热量为 J; 水沸腾时壶盖被顶起, 这是内能转化为 能, 汽油机的 冲程与此原理相似。 19 (2020常州)2020 年 1 月 18 日,第十届江苏“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走 马灯” ,点燃底部蜡烛,热空气上升驱动扇叶转动,观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上 升驱动扇叶转动的能量转化方式为 ,
14、这与四冲程汽油机的 冲程相同。 20 (2020盐城)如图所示,在“探究磁场对电流的作用”实验中,给直导线通电,观察到它向右运动, 只改变直导线中电流的 ,导线的运动方向会发生改变。这个过程将 能转化为直导线的机 械能。日常生活中的 (电动机/发电机)就是利用这个原理制成的。 21 (2020盐城)小华在燃烧皿中放入 5g 酒精,对 300g 水加热,待酒精燃尽后水温升高了 50已知水 的比热容为 4.2103J/(kg) ,酒精的热值为 3.0107J/kg 此过程中, 酒精燃烧放出的热量为 J, 水吸收的热量为 J,水的内能是通过 方式增加的。 22 (2020扬州)如图, “长征五号 B
15、”运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。煤油 的热值为 4.6107J/kg,完全燃烧 2kg 煤油放出的热量为 J火箭升空后助推器会自动脱 落。助推器脱落后在 作用下落回地面。此时火箭相对地面是 的。 23 (2020无锡)某辆行驶的小轿车,其正常工作时的能量转化情况如图所示,若输入的化学能为 2000J, 输出的动能为 300J则输出的内能和声能共计 J;输出的有用能量是动能,则小轿车正常 工作时的效率为 。 24 (2020无锡)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 m1m2m3, 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
16、,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。 25 (2020淮安)如图所示,用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压,玻璃筒底部的棉花冒烟燃烧,下压 过程将机械能转化为 能,此过程与汽油机的 冲程能量转化形式相同。 26 (2020泰州)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”时,小明用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,在水 平桌面上做匀速直线运动, 测力计示数如图所示, 则木块所受摩擦力为 N; 当拉力增大到 3N 时, 木块所受摩擦力 (选填“变大” “不变”
17、或“变小” ) ,木块的动能 (选填“增大” 、 “不变” 或“减小” ) 。 27 (2020泰州)如图甲所示的某品牌插秧机使用北斗导航,农民只需在作业前进行相关设定,即可实现 24 小时无人值守自动作业。 (1)北斗导航卫星是通过 向插秧机发送位置信息的; (2)该插秧机使用四冲程汽油机,图乙中汽油机处于 冲程。如果该汽油机飞轮的转速是 60r/s, 则汽油机每秒钟对外做功 次; (3)汽油属于 (选填“清洁”或“非清洁” )能源,某段时间插秧机消耗汽油 0.21kg,汽油完 全燃烧放出的热量是 J; 若这些热量完全被 40kg 初温 15的水吸收, 则水温升高 q 汽油4.6107J/k
18、g,c水4.2103J/(kg) 28 (2019常州)家用轿车常用汽油机驱动,汽油机在 冲程将 能转化为机械能。汽车行驶过 程中,油箱内汽油越来越少,汽油的热值 (选填“变小” “不变”或“变大” ) 。 29 (2019盐城)2 月 22 日,一架 ARJ21 飞机从上海起飞,在内蒙古顺利降落,标志着国产喷气客机开启 商业运营新征程,在空中飞行时,机翼上方空气流速比下方大,所以机翼上方空气压强比下方 ,飞 机外壳与空气摩擦,温度升高。这是通过 的方式增加内能,降落时,在逐渐靠近地面过程中飞机 的重力势能 。 30 (2019淮安)如图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验示意图(A 为
19、小球,B 为木块) 。在 探究小球动能大小与速度的关系时,应保持小球的 不变。本实验是通过木块 B 来 反映小球动能的大小。 31 (2019无锡)如图所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将锯条的端 部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的弹性势能转化为棋子的 势能。增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的 越大, 它的弹性势能越大。 32 (2019宿迁)会荡秋千的人,不用别人帮助,就能把秋千荡得很高。做法是:当人从高处向下摆时, 身体由直立变为下蹲, 此过程降低重心高度, 将更多的重力势能转化为 能; 而从最低点
20、向上摆时, 用力将身体由下蹲变为直立,此过程克服身体重力做功,增加了 能。如此循环往复,机械 能越积越多,秋千就越荡越高。 33 (2019泰州)如图,在大玻璃瓶与小玻璃瓶内各装入适量的水,将小瓶瓶口向下放入大瓶,使小瓶恰 好悬浮,塞紧大瓶瓶塞,用气筒向大瓶内打气,大瓶内水面上方气压增大,小瓶会 (下沉/上浮/ 继续悬浮) ;继续打气直到瓶塞跳起,瓶口出现“白雾” ,此过程大瓶上方的气体对瓶塞做功, 能转 化为 能。 三计算题(共三计算题(共 4 小题)小题) 34 (2020南通)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
21、 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 35 (2020宿迁)图为一款新型机器人,内置智能系统,可以给孩子讲故事,可以陪老人聊天,散步,且 具有净化空气等功能,其质量为 50kg,与地面的接触面积为 200cm2,匀速运动时所受阻力为重力的 0.1 倍。 (g 取 10N/kg) (1)求机器人静立时对地面的压强。 (2)若机器人在 60s 内匀速行驶 30m,求此过程中牵引力做功的功率。 36 (2020连云港)随着科技的发展,无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷达、 摄像头等传感
22、器实现自动驾驶。一质量为 1.2t 的无人驾驶汽车,静止时四个轮子与地面的总接触面积为 0.12m2,在平直道路上以 36km/h 的速度匀速行驶,受到的牵引力大小为 4103N某时刻车头上的激光 雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号,经 310 7s 激光雷达接收到障碍物反射回的信号(该时 间内汽车行驶的距离忽略不计) 。已知光速为 3108m/s,g 取 10N/kg。求该汽车: (1)静止时对水平地面的压强大小; (2)此刻车头到障碍物的距离; (3)以 36km/h 的速度匀速行驶时牵引力的功率。 37 (2019南通)一新型无人驾驶电动汽车的质量为 1.6103kg性能测试时,汽
23、车在平直的公路上匀速行 驶 6.0103m 用时 300s,共消耗电能 1.2107J,测得电机输出的机械功率为 3.2104W,g 取 10N/kg。 求: (1)汽车的重力; (2)汽车电机的效率; (3)汽车受到的阻力。 四解答题(共四解答题(共 3 小题)小题) 38 (2020南通)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 。 39 (2020扬州)阅读短文,回答问题
24、。 2019 年 12 月 17 日,我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军。据公开资料显示, “山东舰”舰身长 315 米,舰宽约 75 米,满载排水量在 6 万吨左右,至少可以搭载 36 架歼15 舰载机。航母飞行甲板倾角 为 12,舰载机起飞的飞行仰角为 14。 “山东舰”是典型的常规动力航母,采用了全新的动力组, “山东舰”的燃料储备量达到了 13000 吨,若 以 20 节航速航行,每天大约消耗 1100 吨燃料。 如表为歼15 主要参数(g 取 10N/kg) 空重 17500kg 空载起飞距离 105m 正常起飞重量 27000kg 满载起飞距离 195m 最大起飞重量 32500
25、kg 发动机 2WS10 加力涡扇发动机 爬升率 325 米/秒 正常起飞推力 2117600N 最大速度 2.4 马赫 应急起飞最大推力 2125400N (1)若航母正常航行时发动机的功率为 1.5105kW,速度为 36km/h,则牵引力为 N, 经过 2h 航行距离为 m。 (2)歼 15 空载正常起飞时,从启动到离开飞行甲板的过程中,飞机的动能 、重力势能 , 该过程中飞机发动机推力所做的功为 J。 (3)航母飞行甲板倾角为 12,舰载机起飞时飞行仰角约为 14,这样设计的目的是 。 (4)若你是航母设计师,请你对国产航母提出一条改进意见: 。 40 (2020南京)如图所示为一辆无
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