甘肃省2020-2022三年中考物理真题分类汇编06做功与机械能（含解析）

甘肃省2020-2022三年中考物理真题分类汇编06做功与机械能
一、单选题
1．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）如图所示的情境中，对物体不做功的是（　　）
A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处
C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程
2．（2021·甘肃兰州·统考中考真题）飞机在林场上空某一高度喷洒农药时，水平匀速飞行，关于飞机的动能和势能变化下列说法中正确的是（　　）
A．动能减少，势能减少 B．动能减少，势能增加
C．动能增加，势能减少 D．动能不变，势能不变
3．（2021·甘肃兰州·统考中考真题）用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（　　）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
4．（2021·甘肃兰州·统考中考真题）如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（　　）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
5．（2020·甘肃兰州·统考中考真题）放在烧杯口的水平硬纸板上有一个静止的象棋子，将棋子下方的硬纸板用手指突然弹出，下列说法正确的是（　　）
A．棋子静止在硬纸板上时受到的重力和支持力是一对平衡力
B．硬纸板被弹出说明手指给硬纸板的力大于硬纸板给手指的力
C．当硬纸板被弹出后，棋子将落入杯中，这是因为纸板具有惯性
D．不计阻力，棋子下落过程中动能转化为重力势能，机械能不变
6．（2020·甘肃金昌·统考中考真题）下列关于物理公式的理解正确的是（　　）
A．由W=Fs可知，有力作用在物体上时，不一定对物体做功
B．由可知，液体内部的压强与液体的高度成正比
C．由可知，物质的密度与它的质量成正比
D．由可知，导体的电阻跟通过它的电流成反比
二、填空题
7．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）2022年3月29日，我国成功发射长征六号改运载火箭，搭载了“浦江二号”和“天鲲二号”卫星。在火箭加速升空的过程中，若以发射台为参照物，该火箭是______的，卫星的机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
8．（2022·甘肃兰州·统考中考真题）如图所示，物块在水平拉力（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动，其中。已知物块在段和段分别以和的速度匀速运动，且在段、段所受摩擦力分别为和，则该物块通过段和段所用的时间之比为 ___________，拉力在段做功的功率为 ___________。
9．（2022·甘肃金昌·中考真题）频频发生高空抛物坠物致人伤亡事件严重危害人民群众生命财产安全，原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能越 ______（选填“大”或“小”），当高处的物体坠落时，因重力势能转化为 ______能，从而带来安全隐患。
10．（2022·甘肃金昌·中考真题）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。
11．（2021·甘肃武威·统考中考真题）2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的___________能转化为燃气的内能，卫星的机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
12．（2020·甘肃兰州·统考中考真题）孔明灯俗称许愿灯，放孔明灯是我国的一种民俗文化。如图所示，孔明灯在点燃后加速上升的过程中，忽略其质量的变化，则孔明灯的动能_______，重力势能_______（均选填“增加”或“减少”）。
13．（2020·甘肃天水·统考中考真题）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为、棱长为的正方体物块，与容器底部不密合。以的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度随时间的变化关系如图乙所示，则：当时，物块在水中处于__（选填“沉底”“悬浮”或“漂浮” 状态；当时，水对容器底部的压力大小是__；图乙中的值是__；时段，浮力对物体做功是__。
14．（2020·甘肃金昌·统考中考真题）2019年12月，中国第一艘国产航母（命名为“中国人民解放军海军山东舰”）在海南三亚某军港交付海军，山东舰在海面上快速匀速航行时，所受海水的浮力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；若航母速度不变，航母上许多舰载机起飞后，航母的总动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
15．（2020·甘肃金昌·统考中考真题）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
三、实验题
16．（2022·甘肃金昌·中考真题）如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 ______无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 ______反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ______（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 ______有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 ______直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 ______（选填“相等”或“不相等”），该方案 ______（选填“正确”或“错误”）。
17．（2020·甘肃兰州·统考中考真题）为了模拟研究超载和超速带来的安全隐患，小霞同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球从同一装置高度分别为hA、hB、hC的位置由静止滚下（mA=mB＜mC，hA=hC>hB），推动小木块运动一段距离后停止，根据生活经验和所学的物理探究方法，回答：
（1）在甲、丙两图所示的实验中，A、C两球刚滚到水平面时的速度___________（选填“相等”或“不相等”）。
（2）用来研究超速带来的安全隐患时，小霞应选择___________两图所示的实验进行比较。
（3）后来小霞分别用B球和C球将弹性相同的弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示，则两球离开弹簧时的速度___________（选填“相等”或“不相等”）。
四、简答题
18．（2021·甘肃武威·统考中考真题）机器人送餐以往只能在科幻电影中看到的场面，现在已成为现实。如图所示，一个机器人用手托着盘子，在水平地面上匀速行走，并使盘子一直保持同一高度不变。甲同学说机器人对盘子做了功，而乙同学却说它对盘子没有做功。请问你支持谁的观点？为什么？
五、计算题
19．（2022·甘肃金昌·中考真题）绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车是一种节能环保的交通工具，某电动汽车部分参数如下。若某次车满载时，车和人的总质量为1.8吨，四个车轮与水平地面接触面积分别为50cm2（g=10N/kg）。求：
（1）满载时汽车对水平地面的压强；
（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是多少；
（3）若汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s的速度匀速行驶，发动机效率为80%，则汽车在行驶过程中受到的阻力大小。
额定乘客人数 5
电动机额定电压 500V
电动机额定功率 100kW
电池容量 500Ah
20．（2020·甘肃金昌·统考中考真题）爸爸给小林买了一部电动平衡车。小林从家骑该电动平衡车以的速度匀速行驶，用到达了市民广场。小林的质量为，g取，求：
(1)小林家到市民广场的距离是多少？
(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多少？
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在市民广场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是多少？
平衡车参数
材质 镁合金高弹性车架
净重 （含电池组）
最高车速
充电时间 约4小时
轮胎个数 2
轮胎总触地面积
21．（2020·甘肃天水·统考中考真题）在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他用的拉力在内将的材料提升了，（不计绳重和摩擦，。求：
(1)拉力的功率是多少？
(2)提升材料时，此滑轮组的机械效率是多少？
(3)若绳子能承受的最大拉力为时，此滑轮组的机械效率最大可提高到多少？
22．（2020·甘肃·统考中考真题）爸爸给小林买了一部电动平衡车。小林从家骑该电动平衡车以12km/h的速度匀速行驶，用15min到达了市民广场。小林的质量为40kg，g取10N/kg，求：
平衡车参数
材质 镁合金高弹性车架
净重 10kg（含电池组）
最高车速 18km/h
充电时间 约4小时
轮胎个数 2
轮胎总触地面积 5cm2
(1)小林家到市民广场的距离是多少？
(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是多少？
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在市民广场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是多少？
参考答案：
1．A
【详解】A．人用力搬石头没有搬动，有力无距离，所以人对石头没有做功，故A符合题意；
B．人将重物从地面拉到高处，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对重物做了功，故B不符合题意；
C．人推车向前运动，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对车做了功，故C不符合题意；
D．人挺举杠铃的过程中，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对杠铃做了功，故D不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减小。
故选A。
3．D
【详解】A．电动机对绳的拉力为
故A错误；
B．绳子自由端的移动速度为0.2m
故B错误；
C．滑轮组的机械效率为
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】A．棋子静止在硬纸板上时，受到的重力和支持力，保持静止状态，所以这两个力是是一对平衡力，故A正确；
B．硬纸板被弹出说明力可以改变物体的运动状态，手指给硬纸板的力和硬纸板给手指的力是一对相互作用力，大小相等，故B错误；
C．当硬纸板被弹出后，棋子将落入杯中，这是因为棋子具有惯性，故C错误；
D．不计阻力，棋子下落过程中重力势能转化为动能，机械能不变，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】A．由W=Fs可知，有力作用在物体上时，物体没有在力的方向上通过一定的距离，没有对物体做功，故A正确；
B．由可知，液体的密度未知，液体内部的压强与液体的高度不一定成正比，故B错误；
C．密度是物质的一种特性，物质的密度与质量和体积无关，故C错误；
D．导体的电阻是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关，故D错误。
故选A。
7． 运动 增大
【详解】[1]在火箭加速升空的过程中，火箭相对于发射台发生了位置的变化，故若以发射台为参照物，该火箭是运动的。
[2]重力势能与物体的质量和高度有关，动能与物体的质量和速度有关，机械能为动能和势能的总和。在火箭加速升空的过程中，卫星的质量不变，高度增加，重力势能增大，速度增加，动能增大；卫星没有发生弹性形变，故弹性势能为0，因此卫星的机械能增大。
8． 2∶1 2
【详解】[1] 由速度公式可得，该物块通过AB段所用时间
通过CD段所用时间
则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为
[2]物块在AB段做匀速直线运动，处于平衡状态，所受的拉力
根据
可知拉力F在AB段做功的功率
9． 大 动
【详解】[1]重力势能大小与物体的质量及高度有关，质量不变时，物体所处的高度越高，具有的重力势能越大。
[2] 当高处的物体坠落时，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，所以这个过程中物体的重力势能转化为动能。
10． 360 24
【详解】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功
[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功
做的总功
整个过程所用时间
所做总功的功率
11． 化学 增大
【详解】[1]火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
[2]卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
12． 增加 增加
【详解】[1][2]孔明灯在加速上升的过程中，忽略其质量的变化，高度升高，则重力势能增加，速度增大，则动能增加。
13． 漂浮 0.32J
【详解】[1]正方体物块的体积
物块的质量
物块的密度
即物块的密度小于水的密度，由图象可知：当时，水的深度为，大于正方体物块的棱长为；则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态。
[2]当时，注入水的体积
则注入水的重力
因容器为方形容器，且此时物块处于漂浮状态，所以此时水对容器底部的压力
[3]由图象分析可知，当时，物块刚好处于漂浮状态，则
根据可得此时物块排开水的体积
由可得，此时水的深度
[4]在时段，物块上升的高度（等于水面上升的高度）
则该过程中浮力对物体做功
14． 等于 变小
【详解】[1]山东舰在海面上快速匀速航行时，由于漂浮，它所受的浮力等于它的总重力。
[2]若航母速度不变，航母上许多舰载机起飞后，航母的总质量减小，速度不变，航母的总动能减小。
15． 0.72 83.3%
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功
W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率
P==0.72W
[2]有用功
W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率
16． 质量 木块移动的距离 转换法 速度 匀速 相同 错误
【详解】（1）[1]图甲、乙中，小球A、B的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
（2）[2][3]小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
（3）[4]因为θ1＜θ2，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。
（4）[5]若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞击后，它将做匀速直线运动。
（5）[6][7]将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。
17． 相等 甲、乙 不相等
【详解】(1)[1]由甲丙两图可知，小球从同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度相等。
(2)[2]超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大。选择质量相等到达水平面速度不同的A、B小球，即采用甲、乙两图实验。
(3)[3]用B球和C球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同。
18．乙同学 作用在物体上的力与距离垂直，垂直无功
【详解】乙同学，因为在水平方向上匀速直线运动，而机器人对盘子的力是向上的，力与距离垂直，垂直无功。
19．（1）；（2）36km；（3）
【详解】解：（1）满载时汽车对水平地面的压力为
满载时汽车对水平地面的压强
（2）行驶的距离是
（3）若汽车在额定功率下输出有用的功率为
汽车在匀速行驶过程中牵引力为
汽车是匀速行驶的，牵引力与阻力是平衡力，故汽车在行驶过程中受到的阻力大小为
答：（1）满载时汽车对水平地面的压强；
（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是36km；
（3）汽车在行驶过程中受到的阻力大小为。
20．(1)3km；(2)1×106Pa；(3)250W
【详解】(1)小林家到市民广场的距离
s=vt=12km/h×=3km
(2)车对地面的压力
F=G总=(m人+m车)g=(40kg+10kg)×10N/kg=500N
车对水平地面的压强
(3)平衡车的最大速度
v=18km/h=5m/s
因平衡车的最大速度匀速直线行驶时处于平衡状态，平衡车的动力和所受的阻力是一对平衡力，所以，平衡车的动力
F′=f=0.1G总=0.1×500N=50N
平衡车动力的功率
P==50N×5m/s=250W
答：(1)小林家到市民广场的距离是3km；
(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是1×106Pa；
(3)平衡车动力的功率是250W。
21．（1）；（2）；（3）
【详解】(1)由图知，，则绳子自由端移动的距离
拉力做的功
则施加拉力的功率
(2)有用功
机械效率
(3)由可得，动滑轮的重力
由可得，最大物重
此滑轮组的最大机械效率
答：(1)拉力的功率是；
(2)提升材料时，此滑轮组的机械效率是；
(3)若绳子能承受的最大拉力为时，此滑轮组的机械效率最大可提高到。
22．(1)3km；(2)1×106Pa；(3)250W
【详解】(1)小林家到市民广场的距离
(2)车对地面的压力
F=G=(G车+G人)g=(10kg+40kg)×10N/kg=500N
车对地面的压强
p==1×106Pa
(3)车受到的阻力
f=0.1G=0.1×500N=50N
车的最大速度
v=18km/h=5m/s
车匀速行驶，受到的动力和阻力是平衡力，动力
F=f=50N
平衡车动力的功率
P=
答：(1)小林家到市民广场的距离是3km；
(2)小林在市民广场水平路面上骑行时，车对地面的压强是1×106Pa；
(3)若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，则小林在市民广场中以最高速度骑行时，平衡车动力的功率是250W。
试卷第1页，共3页
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