中考科学总复习专题训练
专题七 功与能(物理)
1、(2020·温州)科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是( ???)
A.?压强??????????????????????????????????B.?压力
C.?功率??????????????????????????????????D.?时间
2、(2018·宁波)如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法错误的是( ???)
A.?F2的功率为0.6W????????????????????????????????????????????????B.?弹簧测力计读数为9N
C.?物体A和地面之间有摩擦力?????????????????????????????????D.?如果增大F2 , 物体A可能向左运动
如图,木块以一定的速度滑过A,B点,到C点滑出下落至D点。A和B,C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计,则对木块在运动过程中能量变化的分析,正确的是(??? )
A.?D点与A点相比,动能增加,势能减少,机械能不变??????????B.?A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.?B点的动能可能等于A点的动能,但一定大于C点的动能??????????D.?B点的动能可能等于D点的动能,但一定大于A点的动能
4、(2018·衢州)在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车每次都从同一斜面的同一位置静止滑下,使小车分别在毛巾、棉布和木板上运动直至静止,小车运动距离如图所示。下列说法正确的是(??? )
A.?小车在毛巾上运动的距离最短,所以它消耗的机械能最少??????????B.?小车在木板上运动的距离最长,所以它消耗的动能最多
C.?小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同,但每次小车获得的内能相同??????????D.?小车在毛巾、棉布和本板上运动的距离不同,但每次小车克服阻力所做的功相同
在某次演习中,解放军在海拔6000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战车,如图所示。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是(??? )
A.?伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车受到惯性的作用??????????B.?后阶段匀速下降的过程中机械能守恒
C.?空投战车后,若飞机仍在原高度水平飞行,则飞机的势能比空投前减小??????????D.?伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功4.8×107焦
6、(2020·湖州)太阳是太阳系中最大的天体,是地球表层所需能量的主要来源
(1)太阳能属于________(选填“可再生能源”或“不可再生能源”)。
(2)如图①②③代表二分(春分、秋分)二至(夏至、冬至)日经过我市某中学旗杆顶端的正午太阳光线。其中①是________日的正午太阳光线。
7、(2019·台州)某电子打火机打火原理如图,压电陶瓷受到撞击时表面电荷重新分布,产生高电压,发出电火花点燃气体。撞击时,通过压电陶瓷实现的能量转化是________;放电时,两块压电陶瓷的连接方式是________联。
8、(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。
9、(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
10、(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。
11、(2020·衢州)近年来,衢州城市面貌焕然一新,这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图,洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶,进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表。
项目
数值
空载质量(吨)
2.4
满载装水量(吨)
20
满载时车轮与水平地面接触总面积(米2)
0.4
正常洒水流量(吨/时)
50
(1)若洒水车满载并按正常洒水流量洒水,它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程?
(2)求洒水车满载时,停在水平地面上对地面的压强。
(3)在本次洒水过程中,洒水车的机械能大小变化情况是________。
12、(2020·台州)晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便,转动手摇器能使横杆上升或下降
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是________。
(2)使用一段时间后,对手摇器的转轴添加润滑剂,目的是________。
(3)将挂在晾衣架上重为20牛的衣服升高1.5米,至少对衣服做多少功?
(4)由于使用不当.造成晾衣架右侧钢丝绳受损,最多只能承受15牛的力,左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔,相邻两孔间的距离均为20厘米。现准备将重为20牛的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒,通过计算说明挂在哪些编号的小孔,在侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
13、(2019·舟山)风是永不枯竭的能源。自古以来风能就受到人们的青睐,帆船、风车都是对风能的利用。现在,由于电能的广泛利用,风力发电得到世界各国的高度重视。
(1)为提高捕获风能的效率,叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一,叶片截面制成图甲的形状,当风以图乙所示的角度流经叶片时,叶片会按________方向转动(选填“顺时针”或“逆时针”)。???
(2)由于远海的风能资源更丰富,海上发电必定会向远海发展。远海发电机需安装在漂浮式基础上(如图丙),若它们的总质量达11200吨,则漂浮式基础的总体积至少需要多少米3?(海水密度 ?取1.0×103千克/米3)???
(3)传统的火力发电不仅会释放各种大气污染物,而且效率不高,每生产1千瓦时的电能需要消耗标准煤约0.4千克。若功率为30000千瓦的风力发电机组工作24小时,相当于替代标准煤多少吨?
14、(2019·宁波)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题:
(1)当t=140s时,物块M在水中处于________(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态。
(2)当t=140s时,水对容器底部的压力大小是多少?”
(3)图乙中a的值是多少?
(4)在0~40s和40s~140s两个阶段,浮力对物体做功分别是多少?
15、(2016·绍兴)光滑斜面甲与水平面AB平滑连接,从斜面甲高H处静止释放小球,小球运动到B点静止,如图甲,在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙.已知AB=3AC,如图乙,回答下列问题:
(1)如果小球从斜面甲高H处静止释放,说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由.
(2)要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h,小球应在甲斜面上多高处静止释放,并说明理由.
16、(2020·温州)在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,若小球材质和斜面倾角不同,到达水平位置时的速度会相同吗?
(1)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案,小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是________。
(2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放,利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
斜面倾角
速度(米/秒)
球的类别
10°
20°
30°
40°
50°
60°
大钢球
2.67
2.67
2.67
2.75
2.88
2.97
小钢球
2.67
2.67
2.67
2.75
2.88
2.97
木球
2.67
2.67
2.67
2.67
2.74
2.89
分析表中数据可知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是 ?????。
A.15°
B.25°
C.35°
D.45°
(3)小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验,原因是________。
17、(2017·温州)根据能量转化与守恒定律,在与外界没有热传递的条件下,物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律,某兴趣小组设计了如图所示的实验:在容器里装一定质量的水,中间装上带有叶片的转轴,转轴上绕上绳子,绳子另一端通过滑轮与一重物相连;当重物下降时,绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转,使容器里的水温度升高,结合水的比热计算出水增加的内能,以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。
(1)为了完成此实验,除已提供测质量的电子天平外,还需要的测量工具有:________。
(2)兴趣小组在实验过程中发现,水内能的增加量小于重物做功的大小,请写出造成这种现象的一种原因:________。
(3)改进实验后,获得了如下数据,规律得到验证。
实验
序号
重物质量
(千克)
下降高度
(米)
升高温度
(℃)
实验
序号
重物质量
(千克)
下降高度
(米)
升高温度
(℃)
1
20
5
0.5
4
10
10
0.5
2
20
10
1.0
5
30
10
1.5
3
20
15
1.5
6
40
10
2.0
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃,则25千克的重物需下降________米。
答案解析:
1、【解答】长方形的面积公式为S=ab,
A.根据p=FS可知,压力F与受力面积的比值等于压强p,与阴影面积不符,故A错误;
B.根据F=pS可知,压力等于压强和受力面积的乘积,与阴影面积相符,故B正确;
C.根据P=Wt可知,功与时间的比值等于功率,与阴影面积不符,故C错误;
D.根据t=WP可知,功与功率的比值等于时间,与阴影面积不符,故D错误。
故选B。
2、【解答】A.F2的功率为0.6W,将左侧滑轮看成定滑轮时,这个滑轮组能省1/2的力,费2倍的距离,所以绳子自由端的运动速率为0.2m/s,由公式P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W,说法正确,A错误;
B.弹簧测力计读数为9N,左侧滑轮有三根绳子拉着,每根绳的拉力都为3N,所以总拉力是9N,说法正确,B错误;
C.物体A和地面之间有摩擦力,因为B受到向左的拉力,向左做匀速直线运动,可知B受到平衡力的作用,B受到向左的拉力为6N,受到向右的摩擦力也为6N。由于力的作用是相互的,B也给A一个摩擦力且大小也为6N,方向向左,由于A保持静止所以A受到平衡力的作用,向应该受到向右的力也为6N,已知F1=4N,所以地面对A的摩擦力为2N方向向右,说法正确,C错误;
D.如果增大F2 , 物体A可能向左运动,由于滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力的大小有关,而B对A的压力不变且粗糙程度也不变,所以滑动摩擦力不变,A物体的受力不变,所以仍为静止,说法错误,D正确。
故答案为:D
3、【解答】A、如果不考虑木块与接触面之间的摩擦则机械能不变;所以机械能可能不变;故A错误;
B、 A到C与C与D之间的改变的高度相同,所以减小的重力势能相同;故B错误;
C、 木块由A到B重力势能减小,如果接触面之间有摩擦则减少的重力势能转化为内能和动能,如果内能较大,则动能不会增加,所以A、B点的动能可能相等;BC之间有摩擦,会有能转换为内能被消耗;C点动能一定会比A点大;故C正确;
D、 BC之间有摩擦力时,B点到C点时,动能会减小,而C到D时动能会增大,则B、D点的动能可能相等;AB之间存在摩擦时,A到B的重力势能都转换为摩擦产生的内能;故D错误;
故答案为:C
4、【解答】A、小车是从相同的高度下滑的,小车的机械能相同,所以小车停止时消耗的机械能相同;故A错误;
B、 小车从相同的高度下滑的,小车获得的动能相同,所以小车停止时消耗的动能相同;故B错误;
C、 小车的运动距离不同,但由于接触面粗糙程度不同,所以摩擦力大小不一样,所以小车获得的内能不同;故C错误;
D、 小车初始的具有的能相同,最终为克服阻力做功停止;故D正确;
故答案为:D。
5、【解答】A、伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车具有惯性,惯性是一种性质,不能说受到惯性的作用,故A错误;
B、后阶段匀速下降的过程中,动能不变,高度减小,重力势能减小,机械能减小,故B错误;
C、空投战车后,飞机总质量减小,若飞机仍在原高度水平飞行,高度不变,所以重力势能会减小;故C正确;
D、伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功为:W=Gh=mgh=8000kg×10N/kg×6000m=4.8×108J,故D错误。
故答案为:C。
6、【解答】(1)太阳能属于可再生能源;
(2)在二分二至中,冬至日太阳高度最小影子最长,夏至日太阳高度最大影子最短,春分和秋分位于两者之间且高度相同影子在前两者之间。由图可知 ① 的影子最短所以是夏至日的正午太阳光线。
故答案为:(1)可再生能源? (2)夏至
7、【解答】(1)撞击时,通过压电陶瓷实现的能量转化是机械能→电能;
(2)将压电陶瓷看作电磁,将电火花看作用电器,每块压电陶瓷都能独立产生电火花,即有两条通路存在,那么它们是并联。
8、【解答】(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惯性;
(2)图中标注的A,B,C三个位置中,火箭的质量不变,因为C点的高度最小,所以C点的重力势能最小;
(3)根据图像可知,火箭下落的高度h=140m;
火箭下落的时间:t=22s-6s=16s;
那么火箭重力所做的功:W=Gh=8N×140m=1120J;
重力做功的功率为:P=Wt=1120J16s=70W。
9、【解答】(1)当右侧物体刚落地时,木块竖直向上运动;因为滑动摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反,所以木块受到摩擦力的方向是竖直向下的;
(2)当木块竖直向下做匀速直线运动时,它受到的摩擦力等于木块的重力,即f=G;
绳子上的拉力F=G物=m物g=5kg×10N/kg=50N;
当木块竖直向上做匀速直线运动时,它受到的摩擦力f、重力G和拉力F之间的关系是:F=G+f=2G;
那么木块的重力是G=12f=12×50N=25N;
那么木块的质量为:m=Gg=25N10N/kg=2.5kg;
(3)若右侧物体下落20cm时其重力做的功:W=G物h=50N×0.2m=10J。
10、【解答】(1)AB和BC段材料相同,即粗糙程度相同,因为AB段的压力小于BC段的压力,所以AB段的摩擦力小于BC段的摩擦力;根据W=fs可知,当它们长度相同时,AB段克服摩擦做的功小于BC段克服摩擦做的功;因为货物机械能的减少量就等于克服摩擦做的功,所以货物在AB段减小的机械能小于在BC段减小的机械能;
(2)货物之间的距离至少为:s=vt=0.8m/s×3s=2.4m。
11、【解答】(1)洒水时间: t=20t50t/h=0.4h; ?
可喷酒路面的距离:s=vt=15km/hX0.4h=6km;
(2)洒水车的总质量:m= m车+m水=2.4t+20t=22.4t=2.24×104kg;
洒水车的总重:G=mg=2.24×104kg×10N/kg=2.24×105N;
洒水车对路面的压力:F=G=2.24×105N;
洒水车对路面的压强: p=FS=2.24×105N1.4m2=5.6×105Pa。
(3) 在本次洒水过程中,洒水车的质量减小,速度不变,因此动能减小;质量减小高度不变,因此重力势能减小;根据机械能=动能+重力势能可知,洒水车的机械能不断减小。
12、【解答】(1)根据图片可知,安装在天花板内的机械,应该能够旋转,并且它的位置固定不变,因此应该是定滑轮。
(2)使用一段时间后,对手摇器的转轴添加润滑剂,目的是减小摩擦。
(3)至少对衣服做功:W=Fs=Gh=20N×1.5m=30J;
(4)晾衣杆可看作是一个杠杆,左侧绳与晾衣杆的交点为杠杆的支点,l2为悬挂点到支点的距离;
根据杠杆平衡公式:F1×l1=F2×l2;
可得:?l2= F1×l1F2=15N×20cm×1020N=150cm;??
那么可以悬挂的最右边的孔为:150cm20cm+1≈8;
因此挂在9、10、11三个孔上晾晒会损坏晾衣架。
13、【解答】(1)当风吹过叶片上,叶片右面是曲面,左面是平面,因此右面上的气体流速大于左面,那么右面上的气压小于左面,那么叶片会按顺时针方向转动;
(2) 因为漂浮 , 所以:F浮=G物=m总g=1.12×107kg×10N/kg=1.12×108N;
那么漂浮式基础的总体积至少需要:? V排=F浮ρ液g=1.12×108N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.12×104m3?;
(3)风力发电机组产生的电能:
W=Pt=30000kW×24h=7.2×105kW·h;
相当于替代标准煤的质量: 0.4kg/kW·h×7.2×105kW·h=2.88×105kg=288t。
14、【解答】(1)当t=140s时 ,假设物块M浸没在水中,
物块受到的浮力: F浮力=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N;
因为10N>8N,
所以F浮力>G,
那么物块上浮;
(2) t=140s时,容器内的水重为:
G水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-6m3/s×140s=7N
此时水对容器底部的压力大小为:F=G物+G水=8N+7N=15N;
(3) 物块M漂浮时,
它受到的浮力F
浮=G物=8N;
此时,F
浮=ρ水gV排=ρ水gSha=8N
所以? ha=F浮ρ水gS=8N1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m=0.08m=8cm;
(4)? 0~40s阶段:W=F浮s=F浮×0m=0J(或物体没有运动,做功为0J)
40s~140s阶段:浮力恒为8N,浮力做功W为:
W‘=F浮's'=8N×(0.12m-0.08m)=0.32J。
15、【答案】 (1)从释放点到B点静止,减少的机械能等于在AB水平面上由于摩擦而损失的机械能,因为AB=3AC,所以在AC上损耗的机械能是AB上的三分之一,所以乙斜面上时机械能比甲斜面上时的机械能少三分之一,故上升的高度h= 23 H;
(2)小球在乙斜面上升高度为2h,因为AC段上消耗的机械能与第一次相同,即消耗 H3 高度的机械能,所以原来小球在甲斜面上的释放高度是:2h+ H3 = 53 H;
16、【解答】(1)在A方案中,挡板是水平的,无论球大或球小,它们下落的高度相同;而在B方案中,挡板与斜面垂直,球越小它所在的高度越小,因此:小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是 : B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同 了;
(2)根据表格可知,当斜面倾角在10°~30°之间时,无论球的材质是否相同,最终小球的速度相同,这说明在这个角度范围内,球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关。因为45°>30°,所以斜面倾角不可能是D;
(3) 老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验,原因是: 塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 。
【答案】 (1)B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
(2)D
(3)塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
17、【解答】(1)需要测量温度,以及做功的距离,因此需要刻度尺、温度计;
(2)由于转轴处存在摩擦(或液体散热),因此存在能量损失;
(3)根据表格可以知道升高0.5摄氏度,物体mh=100kg·m,因此水的温度升高2.5℃,物体mh=500kg·m,则h=500kg·m25kg=20m。
故答案为:(1)刻度尺、温度计;(2)由于转轴处存在摩擦(或液体散热);(3)20。