功與機(jī)械能-2022年鄭州市中考物理一模匯編

1、功與機(jī)械能2022年鄭州市中考物理一模匯編 2011 年 3 月 11 日，日本仙臺以東海域發(fā)生大地震并引發(fā)海嘯。海浪具有巨大的 能，致使褔島核電站冷卻系統(tǒng)受損，反應(yīng)堆溫度升高。用海水冷卻反應(yīng)堆是因?yàn)樗?大，利用 方式來改變反應(yīng)堆的內(nèi)能。如圖所示，是李剛和班上另一位同學(xué)一起在單杠上練習(xí)引體向上。下列說法正確的是 A李剛上升到最高點(diǎn)時(shí)，他的動能最大B李剛在勻速上升的過程中，他的機(jī)械能逐漸增大C李剛在做“引體向上”的過程中，他要克服自身的重力做功D選向上運(yùn)動的李剛為參照物，桿是靜止的隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，越來越多的城市居民選擇公共自行車出行。如圖是為鄭州市的公共自行車，其相關(guān)數(shù)據(jù)如下：（g 取

2、 10N/kg） 車架材料高強(qiáng)度合金車架質(zhì)量/kg4.5整車質(zhì)量/kg10單輪接觸面積/cm24 (1) 該車以 18km/h 的速度勻速行駛 6min，求通過的路程。(2) 某市民的質(zhì)量為 70kg，他在騎該自行車行駛時(shí)自行車對地面的壓強(qiáng)為多少？(3) 該市民在某路段勻速騎行 6km，耗時(shí) 10min，若該路段阻力為總重力的 0.02，求他的騎行功率。隨著人們生活水平的日益提高，小汽車越來越多地走進(jìn)了尋常百姓家，如圖所示，某款國產(chǎn)混合動力車是一輛以使用天然氣為主的節(jié)能環(huán)保型小汽車，該汽車以 72km/h 的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率為 20kW，若小汽車行駛的距離為 100

3、km，天然氣的熱值為 q=7.5107J/m3，小汽車發(fā)動機(jī)的效率為 25%。求：(1) 該節(jié)能環(huán)保型小汽車的發(fā)動機(jī)在這段路程中所做的功；(2) 該節(jié)能環(huán)保型小汽車在這段路程中消耗的天然氣的體積。（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）分別用如圖所示的（甲）、（乙）兩個滑輪組，在 100s 內(nèi)將重為 400N 的物體 G 勻速提升 10m，每個滑輪的重均為 20N不計(jì)繩重及摩擦，此過程中 A F甲 做的功大于 F乙 做的功B F甲 做的功小于 F乙 做的功C F甲 做功的功率小于 F乙 做功的功率D F甲 做功的功率等于 F乙 做功的功率汽車已經(jīng)走進(jìn)了很多普通農(nóng)村家庭，最近方文同學(xué)也購買了一輛小汽車，方文同學(xué)

4、十分高興，將汽車?yán)锢锿馔饪戳藗€遍，并且進(jìn)行了認(rèn)真地思考，發(fā)現(xiàn)汽車上許多地方都用到了物理知識，下面就是他思考的問題，請你和他一起解答。(1) 汽車發(fā)動機(jī)是汽油機(jī)，從能源可否再生角度看，汽油是 （選填“可再生”或“不可再生”）能源；發(fā)動機(jī)工作時(shí)， 沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(2) 若汽車油箱的容積為 60L（dm3），內(nèi)裝密度為 0.71103kg/m3 、熱值為 4.61107J/kg 的汽油，則油箱最多可以裝多少千克的汽油？(3) 若轎車以 60kW 的恒定功率啟動做勻速直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中受到的阻力不變，運(yùn)動速度 v 與時(shí)間 t 的關(guān)系如圖所示，則在 050s 時(shí)間內(nèi)，轎車發(fā)動機(jī)所做的功為多少

5、？轎車在運(yùn)動過程中受到的阻力為多少？如圖甲是某小區(qū)高層住宅電梯結(jié)構(gòu)的示意圖，它主要是由轎廂、滑輪、配重、纜繩及電動機(jī)等部件組成，小明家住該小區(qū)某棟樓的 21 樓，他乘電梯從 1 樓勻速升到 21 樓用時(shí) 60s，已知每層樓的高度為 3m。小明重 500N，轎廂重 4500N，動滑輪和細(xì)繩的重力以及摩擦力均忽略不計(jì)，針對此過程，解答下列問題。(1) 拉力 F 的功率為多大？(2) 動滑輪 A 提升小明的機(jī)械效率為多少？(3) 圖乙是該電梯超載自動報(bào)警系統(tǒng)工作原理的示意圖，在工作電路中，當(dāng)電梯沒有超載時(shí)，觸點(diǎn) K 與觸點(diǎn) A 接觸，閉合開關(guān) S，電動機(jī)正常工作，當(dāng)電梯超載時(shí)，觸點(diǎn) K 與觸點(diǎn) B

6、接觸，電鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲，即使閉合開關(guān) S，電動機(jī)也不工作，在控制電路中，已知電源電壓為 8V，保護(hù)電阻 R2=100，電阻式壓力傳感器 R1 的阻值隨乘客壓力（F壓）大小變化如圖丙所示，電磁鐵線圈的阻值忽略不計(jì)，當(dāng)電磁鐵線圈電流超過 0.02A 時(shí)，電鈴就會發(fā)出警報(bào)聲。i 由丙圖可知，電梯承載的人越多，電阻式壓力傳感器 R1 受到的壓力越大，電阻 ，電路中電流 ，當(dāng)電流達(dá)到 0.02A 時(shí)，銜鐵被吸下，電鈴發(fā)出警報(bào)聲。ii 若乘客人均重為 600N，該電梯最多可以承載多少人？答案1. 【答案】機(jī)械；比熱容；熱傳遞【解析】（1）引發(fā)海嘯時(shí)海浪非常的洶涌，具有動能；且能掀起巨浪，具有重力勢能；故海

7、浪具有巨大機(jī)械能；（2）水的比熱容大，在相同情況下，溫度變化相同時(shí)，吸收的熱量較多，故用海水冷卻反應(yīng)堆；（3）用海水改變物體內(nèi)能冷卻反應(yīng)堆是讓溫度低的海水向溫度高的反應(yīng)堆吸熱；即利用熱傳遞的方式改變反應(yīng)堆的內(nèi)能。2. 【答案】B；C【解析】李剛上升到最高點(diǎn)時(shí)速度為 0，所以他的動能最小為 0，故A錯誤；李剛在勻速上升的過程中，質(zhì)量不變，速度不變，動能不變；高度增大，重力勢能增大；機(jī)械能等于動能與勢能的總和，所以他的機(jī)械能增加，故B正確；在做“引體向上”的過程中，人要克服自身的重力做功，故C正確；選向上運(yùn)動的李剛為參照物，桿與人的相對位置在變化，所以桿是運(yùn)動的，故D錯誤。3. 【答案】(1) 1

8、.8km (2) 1106Pa (3) 160W 【解析】(1) 根據(jù) v=st 可得，通過的路程：s=vt=18km/h660h=1.8km。(2) 人和自行車對地面的壓力：F=G=mg=(70kg+10kg)10N/kg=800N，自行車對地面的壓強(qiáng)：p=FS=800N2410-4m2=1106Pa。(3) 因?yàn)樽孕熊噭蛩傩旭?，所以自行車在行駛過程中受到的牽引力等于阻力，即 F=f=0.02800N=16N，該市民騎行時(shí)做的功： W=Fs=16N6000m=9.6104J，他的騎行功率：P=Wt=9.6104J1060s=160W。4. 【答案】(1) 1108J (2) 5.33m3 【

9、解析】(1) v=72km/h=20m/s；由 v=st 得，汽車行駛的時(shí)間為：t=sv=100000m20m/s=5103s；由 P=Wt 得，發(fā)動機(jī)做的功：W=Pt=20103W5103s=1108J；(2) 天然氣完全燃燒放出的熱量 Q=qV，又因?yàn)闊釞C(jī)效率 =WQ，所以，消耗的天然氣的體積：V=Qq=Wq=1108J7.5107J/m325%5.33m3。5. 【答案】D【解析】（1）由圖甲可知：n=2， 不計(jì)繩重及滑輪軸間的摩擦， F甲=12(G物+G輪)=12(400N+20N)=210N， W甲=F甲S甲=F甲nh甲=210N210m=4200J P甲=W甲t=4200J100s

10、=42W（2）由圖乙可知：n=3， 不計(jì)繩重及滑輪軸間的摩擦， F乙=13(G物+G輪)=13(400N+20N)=140N， W乙=F乙S乙=F乙nh乙=140N310m=4200J P乙=W乙t=4200J100s=42W由以上可得：W甲=W乙，P甲=P乙6. 【答案】(1) 不可再生，做功(2) 42.6kg (3) 3106J；2000N 【解析】(1) 由于汽油不能源源不斷地從自然界獲得或不可以重復(fù)利用的能源是不可再生能源，汽車的內(nèi)燃機(jī)有四個沖程，其中做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；(2) 汽車油箱的容積，V=60L=60dm3=6010-3m3，汽油的密度，=0.71103kg/m3，

11、油箱最多裝的汽油的質(zhì)量，m=V=0.71103kg/m36010-3m3=42.6kg；(3) 轎車以 60kW 的恒定功率運(yùn)動 50s 所做的功， W=Pt=60103W50s=3106J；由功和功率的關(guān)系，P=Wt=Fst，s=vt，所以 P=Fv，牽引力 F=Pv，由圖象可知汽車做勻速直線運(yùn)動時(shí)的速度 v=30m/s， F=Pv=60103W30m/s=2000N，汽車勻速直線運(yùn)動時(shí)，汽車二力平衡，牽引力和阻力大小相等， f=F=2000N。7. 【答案】(1) 5000W (2) 10% (3) i 越小；越大ii 13 【解析】(1) 他乘電梯從 1 樓勻速升到 21 樓時(shí)，上升的高度： h=(21-1)3m=60m，因動滑輪和細(xì)繩的重力以及摩擦力均忽略不計(jì)，克服小明重力和轎廂重力做的功為總功，所以，拉力 F 做的總功： W總=(G+G轎廂)h=(500N+4500N)60m=3105J，拉力 F 的功率： P=W總t=3105J60s=5000W。(2) 動滑輪 A 提升小明時(shí)做的有用功： W有=Gh=500N60m=3104J，動滑輪 A 提升小明的機(jī)械效率： =W有W總100%=3104J3105J100%=10%。(3) i 電梯承載的人越多，電阻式壓力傳感器 R1 受到的壓力越大，由丙圖可知，電阻越小，電路中的總電阻越小，由 I=