中小学教育资源及组卷应用平台
中考必刷填空题(9)机械能、机械功、简单机械、内能
一、机械能
1.(2022九下·杭州月考)过山车游乐园中常见设施,如图是过山车的简易模型。小金把钢球从斜轨A处由静止释放。钢球到达轨道最低点C处后,再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点,走完圆形轨道,再爬上斜轨到达E处并恰好静止。试帮他分析:
(1)从A处由静止释放钢球,达轨道最低点C处,此过程中钢球的动能 ;(填“增加”或“减小”)
(2)在A处由静止释放钢球,进入竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处D点,轨道对钢球的支持力的方向是竖直 (填“向上”或“向下”);
(3)把钢球放在与D处等高点B处由静止释放,钢球 (填“能”或“不能”)达到圆轨内侧最高点D处。
2.(2022九下·义乌开学考)小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲),在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙), 速度 为 5 m/s。将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中,小球的速度 v 和弹簧缩短的长度
ΔL 之间的关系如图丁所示, 其中 A 为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到 0.2 N 的压力就缩 短 1 cm,并且轻弹簧在受到撞击至压缩到最短的整个过程中始终发生弹性形变(不计空气阻力)。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球动能的变化情况是 , 小球机械能的变化情况是
3.(2021·杭州)如图所示,为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物 体从左侧圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处,然后再次滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处,其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
(1)物体从A点滑到水平面时,重力所做的功为 。
(2)物体从A点滑到B点的过程中,损失的机械能转化为物体内能的效率为η,则物体到达B点时温度升高了 。(物体比热容用c表示)
(3)C点距离水平面的高度为 。
4.(2019·温州)为了解火箭升空过程中的相关运动状况,兴趣小组制作了一模型火箭,重为8牛(不包含燃料),发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系,如图所示:
(1)模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离,这是因为模型火箭具有 。
(2)图中标注的A,B,C三个位置中,模型火箭的重力势能最小的是 。
(3)模型火箭从最高点B下落到地面,重力做功的功率是 瓦。
5.(2019·绍兴)某工厂发货传输分拣线示意如图,等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台,在工作台AB上匀速下滑时被扫描,后滑至水平工作台BC,最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接,AB与BC材料相同,且长度均为1米,空气阻力忽略不计。
(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力,则货物在AB上减小的机械能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。
(2)若机械手臂每隔3秒钟取走一件货物,传送带运动的速度为0.8米/秒,为防止货物的碰撞与堆积,货物之间的距离d至少为 米。
6.(2021·南湖模拟) 2020年12月7日“嫦娥五号”返回器携带约2千克月壤样品返回地球,为保证返回器安全着陆,采用了类似“打水漂”的方式来减速 ,其运动轨迹如图所示。
(1)从A到B的过程中,返回器的机械能 (选填“增大”“减小”或“保持不变”)
(2)“嫦娥五号”抵达月球的时候,是利用火箭发动机反推的方式进行减速,而不能采用“打水漂”的方式,其原因是 。
(3)为了研究月壤样品的成份,装有月壤样品的容器罐采用了严格的密封装置。这么做是为了保证月壤 。
7.(2021·普陀模拟)周末,小科和爸爸妈妈前往码头乘船回海岛看望爷爷奶奶,路途中,小科结合自己所学的知识,对生活中的现象进行了分析:
(1)候船时发现码头侧面吊有数个轮胎(如图).他推测此装置可以将轮船靠拢时的一部分动能转化为 减少了过强撞击带来的震动和损坏。
(2)登船时,由于轮船入口远高于码头,乘务人员为了安全便捷,架设了登船梯《如图),其近似可看做是个斜面。则小科在登船梯上沿斜面拖动行李箱所施加的拉力 (填“大于”“等于”或“小于”)行李箱自身的重力。
(3)轮船启动后,在海面上变速行驶,小科判断在整个过程中,能量应该是 (填“守恒”或“不守恒”)的。
8.(2021·鹿城模拟) 2020 年12月,嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。
(1)12月3日,嫦娥五号的上升器与着陆器顺利分离(如图甲),携带返回器返回地球。在分离过程中,以着陆器为参照物,上升器是 的。
(2)飞离月球时,若上升器在3×103牛的推力作用下,沿推力方向飞行了1.5×104米,在该过程中,推力做功 焦。
(3)如图乙为返回器的两种返回技术。嫦娥五号返回器采用“跳跃式返回”,与“直接进入返回”相比,返回器着陆时的速度更小。请从能量的转化角度分析其原因: 。
二、机械功
9.(2022九下·舟山月考)2019年1月5日起,诸暨直达北京的高铁正式开通运行。高铁的动力机车的输出功率为9600kw。当列车以360km/h的速度匀速直线行驶时,动力机车的牵引力是 N。高铁采用的“能量回收”技术十分巧妙。在列车到站前关闭电源,列车由于惯性会继续向前运动,带动发动机发电。此时发动机把机械能重新转化为 能。
10.(2022·杭州模拟)如图所示,要将质量一定的木块从桌面的A点移至C点,水平桌面的糙程度一样,木块在水平拉力F作用下从A点由静止开始运动,运动得越来越快;当木块到达B点时。撤去拉力F。木块继续移动,运动得越来越慢。最后停在C点。已知AB=2BC=L,在AB段木块受到的摩擦力为f,则木块在B点时获得动能为 ,不计空气阻力,则拉力 F 与摩擦力f的大小关系表达式 。
11.(2022九下·义乌开学考)如图所示为磁力黑板擦,板擦背面有磁铁可以吸在竖直的黑板上。该黑板擦所受重力为 0.2牛。对黑板擦施加一个竖直向下、大小为1N的力F1恰好能使黑板擦匀速向下运动。
(1)对黑板擦施加一个竖直向上的力F2,使黑板擦沿直线匀速向上移动1米,在这个过程中F2克服摩擦所做的功为 焦耳。
(2)若黑板擦吸在活动黑板上,随着活动黑板一起向右匀速直线运动,黑板擦所受的摩擦力方向是 。
12.(2021·丽水)科技改变生活,某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。
(1)该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前,用时 秒 ;
(2)若机器人工作时牵引力恒为50牛,完成本次送菜,牵引力做功 焦。
13.(2019·杭州)木块在两端开口且足够长的竖直筒中自由释放可向下作匀速直线运动;若木块在其右侧质量为5千克的物体牵引下则可向上作匀速直线运动(绳子质量及滑轮与转轴、绳子间的摩擦均忽略不计),如图所示。问:(g取10牛/千克)
(1)当右侧物体刚落地时木块所受到的摩擦力的方向为
(2)木块的质量为 千克
(3)若右侧物体下落20厘米时其重力做的功为 焦
14.(2021·婺城模拟)小金同学用已调好的弹簧测力计测量-一个放在水平桌面上的钩码的重力,他从图甲所示位置(此时指针指0刻线)开始将测力计缓慢竖直向上提起,记下测力计移动的距离h和对应的读数F,并描出F-h图象如图乙所示:
(1)钩码的重力为 N。
(2)当h=15cm时,弹簧测力计对钩码所做的功为 J。
15.(2021·柯桥模拟)如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向5N的拉力F,物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则物体在GK段受到的摩擦力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)5N,拉力F在EF段的功率 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在GH段的功率。
三、简单机械
16.(2022九下·舟山月考)在对汽车的发动机做检修时需要将引擎盖抬起,抬起过程应用了杠杆原理,图乙为引擎盖的受力分析模型图,引擎盖可绕0点自由转动,A为引擎盖重心位置。由图乙可知,该杠杆属于 杠杆,在引擎盖抬起过程中,重力G的力臂逐渐
17.(2022九下·杭州月考)如图甲所示,长木板重10N,长木板底面积为100cm2,现将其底面积50cm2与水平桌面接触,木板静止时对桌面的压强为 Pa;在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面上,在这个过程中,木板所受摩擦力的大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。小明做了图乙的探索,长木板长度为L,将该长木板的0.2L长度伸出桌子边缘,用竖直向下的力F0压长木板的一端,当F0= 时,长木板刚好会被翘起。
18.(2022九下·萧山开学考)如图所示,物体A在水平桌面上,绳重及绳和滑轮、滑轮与轴间的摩擦不计,动滑轮重力为2N。当B物体重力为8N时,它恰好能匀速下降。
(1)物体A所受的摩擦力为 。
(2)若用一个水平向左的力F拉物体A,使B以2m/s的速度匀上升,则F的功率为 。
19.(2022九下·长兴开学考)如图所示,在A点分别作用的四个力中,能使杠杆处于平衡状态的最小力 ,若作用力F始终沿竖直方向,则将杠杆抬到水平位置的过程中拉力F将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
20.(2021·绍兴)我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂,“横木穿插硾头,硾嘴为铁,足踏其末而舂之”,如图甲所示。若硾头质量为20千克,不计横木的重力和摩擦。
(1)图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图,O点为支点, F2为阻力,请在图中作出阻力臂 ,此时舂属于 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
(2)若每次硾头上升的高度为0.6米,1分钟撞击臼中的谷粒20次, 则人克服硾头重力做功的功率为 瓦。
21.(2020·衢州)在实际生活中,常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀,可视为图乙所示的杠杆AOB,其中O为支点,B为阻力作用点,F2为阻力,动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于 杠杆。
(2)请在答题纸相应位置图中,画出对应F2的最小动力F的示意图。
22.为了防止门被风吹动,常在门背后和墙上安装如图甲所示的“门吸”。图乙是简化后的模型门可以绕轴O自由转动,门宽为1.2米。“门吸”与O位置关系、“门吸”引力大小和方向如图乙所示。(摩擦力忽略不计)
(1)关门所需的最小力F是 牛。
(2)在图乙中画出F的作用点和方向。
23.简单机械广泛应用于日常生活。某小区物业为了方便住户扔垃圾,对垃圾桶进行了简易改装(如图甲)。被拉起的垃圾桶盖可看成是一个简易杠杆。图乙为桶盖与绳子成90°角且处于静止状态时的示意图,O为杠杆支点,A为绳子拉力F的作用点,B为桶盖的重心。根据图乙回答下列问题:
(1)定滑轮的作用是 ;
(2)该状态下的桶盖属于 (填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。
24.(2021·丽水模拟)停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出(如图甲)。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆。请完成下列问题:
(1)图乙所示的杠杆属于 杠杆(填省力”或“费力”) ;
(2)若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,且杆重G=150牛,AB=2.8米,AO=0.3米。要使横杆AB保持水平平衡,需在A端施加竖直向下的力F= 牛。
25.(2021·金华模拟)有一圆柱铁块,想用甲乙两种方法使它倒下成丙图状。
(1)比较F1和F2的大小:F1 F2;
(2)比较使用甲乙两种方法,人至少要做的功的大小:W1 W2。(以上两空均填
“<”、“>”或“=”)
四、内能
26.(2022九下·温州模拟)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,会观察到棉花着火了,同时活塞向上弹起。
(1)棉花着火说明筒内空气温度达到了棉花的着火点,因为压缩气体做功使筒内气体内能 (选填“增加”或“减少”)造成的;
(2)以下属于做功使物体内能改变的是____
A.放在室内的热水温度逐渐降低 B.热水瓶内的水蒸气将瓶塞顶起
C.冬天,用“哈气”的办法取暖 D.“流星”进入大气层时燃烧发光
27.目前有一种倍受关注的喷气飞行背包(如图),人背上后能通过该设备获得动力,实现人类自由单人飞翔的梦想。
(1)该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出,使人获得飞行动力,这利用了物体间力的作用是 ,同时说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)该背包燃料为汽油,汽油燃烧将 能转化为内能,一部分对人和飞行背包做功,还有部分散失到空气中,这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功,说明能量的转移和转化具有 。
(3)某次飞行过程中消耗10 千克汽油,这些汽油完全燃烧放出的热量为 焦。(q汽油=4.6×107 焦/千克)
28.(2021·宁波)某品牌电热水壶的铭牌(部分内容)如表所示。当该电热水壶正常工作时,至少需要 s才能把质量为2.0kg、初温为25℃的水加热到100℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg℃)]
容量 2.0L
额定电压 220V
额定功率 1500W
29.(2020·杭州)如图一只瓶子,内装一些铁屑。我们既可以通过振荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高,内能增大。从改变物体内能的方法来看,前者是通过 方法,后者是通过 方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变能否确定釆用了什么方法改变了铁屑的内能 (选填“能”或“不能”),这是因为 。
30.(2021·婺城模拟)2018年5月14日,川航3U8633航班客机驾驶舱右侧风挡玻璃突然破裂,机长极其恶劣条件下操纵飞机成功降落,被称誉为一次“世界级”的备降。飞机玻璃破裂的瞬间,此时气流的方向是 (填“从外界到驾驶舱”或“从驾驶舱到外界”)。该过程中驾驶舱内的空气内能会发生相应变化,与此时驾驶舱内空气内能改变原理相似的课本实验是 (填“甲”或“乙”)。
31.(2021·鄞州模拟)如图是小科制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜管会向右喷蒸汽,“蒸汽船”就向左行驶。
(1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高,这是通过 的方式改变水的内能。
(2)铜管向右喷蒸汽,“船体”向左行驶,这个过程中的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。
32.(2021·金华模拟)小华在课外探究活动时,进行了如图所示的实验,在瓶里装有少量的水,盖紧瓶盖,使劲拧瓶的下部,使其严重变形,然后略松开瓶盖(对着没人的方向),瓶盖弹出数米远,观察到瓶口和瓶内有白雾产生。根据此实验,回答下列问题:
(1)“瓶口和瓶内的白雾”的形成原因是水蒸气 成小水珠(填“汽化”、“液化”或“熔化”)。
(2)瓶盖弹出时气体对瓶盖做功,内能减小,该过程的能量转化是 。
33.如图所示,该玩具叫做爱情温度计。这是一种装有乙醚液体的玻璃瓶,瓶子分上下两部分,中间由一段弧形玻璃细管连接。把热的手捂在下面装有液体的部位时,液体会顺着瓶子里的玻璃细管喷涌向上,沸腾起来。松开手,液体就会流回底部。
(1)手握住时,手掌的热量通过 (填“做功”或“热传递”)的方式,改变了乙醚的内能。
(2)乙醚沸腾时,导致玻璃瓶上部气压增大。松开手后,玻璃瓶上方乙醚蒸汽经 (填物态变化名称)又流回底部。
(3)乙醚的沸点约为34℃,比热容为2.4×103J/ (kg·℃),将10g乙醚溶液从室温20℃加热到沸腾,需要吸收 的热量。
答案解析部分
1.【答案】(1)增加(2)向下(3)不能
2.【答案】先变大后变小;变小
3.【答案】(1)mgH(2)(H-h)gη /c(3)2h-H
4.【答案】(1)惯性(2)C(3)70
5.【答案】(1)小于(2)2.4
6.【答案】(1)减小或减少(2)月球表面没有空气或月球表面没有气体(3)不受污染或不被破坏、不变质
7.【答案】(1)弹性势能(2)小于(3)守恒
8.【答案】(1)运动(2)4.5×107(3)“跳跃式返回”与“直接进入返回”相比,返回器与大气摩擦通过的距离更长,使机械能转化为内能更多,所以着陆速度更小。
9.【答案】96000或9.6×104 ;电
10.【答案】FL-fL(或fL/2);F=3f/2
11.【答案】(1)1.2(2)竖直向上
12.【答案】(1)30(2)1500
13.【答案】(1)竖直向下(2)2.5(3)10
14.【答案】(1)4.5(2)0.45
15.【答案】小于;小于
16.【答案】省力;变小
17.【答案】2×103;不变;15
18.【答案】(1)5N(2)40W
19.【答案】F3;不变
20.【答案】(1);费力(2)40
21.【答案】(1)省力(2)
22.【答案】(1)4(2)
23.【答案】(1)改变力的方向(2)省力
24.【答案】(1)费力(2)550
25.【答案】(1)<(2)=
26.【答案】(1)增加(2)B;D
27.【答案】(1)相互的(2)化学;方向性(3)4.6×108
28.【答案】420
29.【答案】做功;热传递;不能;做功与热传递两种方法对改变物体内能是等效的
30.【答案】从驾驶舱到外界;乙
31.【答案】(1)热传递(2)做功
32.【答案】(1)液化(2)内能转化为机械能
33.【答案】(1)热传递(2)液化(3)336J
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)