2022年中考物理专题：功和机械能（二）

如图所示，重为 的物体在 的水平拉力 的作用下以 的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了 ，滑轮组的机械效率为 ，在此过程中，下列说法正确的是 　　

下列实例中，没有对物体做功的是 $($ 　　 $)$

下列有关说法正确的是（　　）

同学们正在进行排球训练，排球离开手后先向上运动，达到最高点后落下。下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为 的重物在 内匀速提升 。他对绳的拉力 为 。不计绳重和摩擦，下列判断正确的是 　　

2021年5月15日，祝融号火星车成功降落在火星上，实现了中国航天史无前例的突破。以下分析正确的是 $($ 　　 $)$

如图所示，在斜面上将一个重 $4.5N$ 的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为 $1.8N$ ，斜面长 $s=1.2m$ 、高 $h=0.3m$ 。把重物直接提升 $h$ 所做的功作为有用功，则 $($ 　　 $)$

小明用酒精灯将质量为 $100g$ 、初温为 ${20}^{°}\text{C}$ 的水加热到 ${90}^{°}\text{C}$ （未沸腾），共燃烧了 $7g$ 酒精 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\blacksquare }^{\circ }\text{C}}\right)$ ，酒精的热值为 $q=3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$ 。则下面说法正确的是 $($ 　　 $)$

如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降，在此过程中运动员和伞的动能 　　（选填"增大"、"减小"或"不变" $)$ ，重力势能 　　（选填"增大"、"减小"或"不变" $)$ 。

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”）。

2020年12月17日凌晨，嫦娥五号月球探测器带着"月球土特产"安全着陆。嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器四部分组成，着陆器和上升器的组合体降落至月球表面后完成月球采样，并将携带的国旗在月面展开。最终，独自携带 $1731g$ 月球样品的返回器先以高速进入地球大气层，然后借助大气层提供的升力"打水漂"后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地面（如图）。

（1）国旗上的五角星呈现黄色是因为五角星只 　　（选填"反射"或"吸收" $)$ 黄光。

（2）返回器加速下降的过程中，动能 　　（选填"增大"、"减小"或"不变" $)$ ；进入大气层与大气摩擦导致其温度升高，这是通过 　　的方式改变了内能；借助大气层提供的升力"打水漂"，说明力可以改变物体的 　　；安全返回的返回器将地面砸出个大坑，说明力可以改变物体的 　　。

（3） $1731g$ 的月球样品到达地球后，质量 　　（选填"变大"、"变小"或"不变" $)$ 。

2021年5月15日，"天问一号"火星探测器所携带的祝融号火星车成功着陆火星，实现了中国航天史无前例的突破。着陆前，祝融号与环绕器分离。分离后，环绕器飞行在距火星最近200余km、最远12000余km的大椭圆轨道上，在地球和祝融号之间提供信号中继服务，当它从距火星200余km向12000余km运行的过程中，能量的转化情况是 　    　转化为 　    　（均选填"动能"或"势能"）。祝融号时刻跟随火星自转，依靠太阳能进行工作，它跟随火星自转时，相对于地球是 　    　（选填"运动"或"静止"）的。目前人类已知火星表面引力约为地球的38%，假设未来人类登上了火星，某质量为100kg的运动员站在火星的水平表面上，鞋底与火星表面的总接触面积为500cm ²，则站在火星上的运动员对火星表面产生的压强为 　    　Pa。

如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用 $150N$ 的水平拉力将箱子移动了 $0.4m$ ，小聪的拉力做功为 　　 $J$ 。待箱子静止后，小明用 $80N$ 的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功 　　 $J$ ，此时箱子受到地面的摩擦力为 　　 $N$ 。

2021年5月29日，我国发射的“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱进行了自主交会对接。对接后若以核心舱为参照物，“天舟二号”货运飞船是 　　的。飞船是通过 　　向地面传回信息的。飞船在上升过程中，是将燃料燃烧的化学能转化为 　　能，再转化为 　　能。

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。

家用电器的额定电压是 　　 $V$，电饭煲在工作时，将 　　转化为内能，在电饭锅中注水，发现锅底比平时看到的浅，是由于 　　。

兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

【猜想假设】由"十次车祸九次快"可猜想：汽车的动能可能跟 　　有关；由"安全驾驶莫超载"可猜想：汽车的动能可能跟 　　有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越 　　。

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： 　　。

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 　　（选填"超载"或"超速" $)$ 行驶时危险性大的原因。

体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小 $E_K=\frac{1}{2}m{v}^2$ ，重力势能大小 $E_p=\mathit{mgh}$ ，不计空气阻力， $g=10N/\mathit{kg}$ ，则：

（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 　      　；

（2）若足球的射程 $x$ 与抛出速度、抛射角 $\theta$ 之间满足公式 $x=\frac{2v^2\sin \theta \cos \theta }{g}$ ，当足球以 $20m/s$ 的速度且与水平方向成 $45°$ 角被踢出，足球的射程是 　      　；

（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度v _x和竖直速度v _y，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 　      　m。（小数点后保留2位数字）

涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了"影响滑轮组机械效率因素"的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：

（1）实验中应沿竖直方向 　　拉动弹簧测力计。

（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　　图所示装置来完成的。

（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。

（4）通过比较 　　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。

（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。

（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 　　。

汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理兴趣小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图，将小车从同一斜面上由静止开始滑下，推动同一木块向前移动一段距离后停下，完成甲、乙、丙三次实验。其中h ₁＝h ₃＞h ₂，m ₁＝m ₂＜m ₃。请根据实验现象完成下列问题。

（1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过 　                　来表示的；

（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　                　进行比较；

（3）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　                　进行比较；

（4）若本实验中水平面绝对光滑，则 　                　（选填"能"或"不能"）得出正确结论。

某安全设备厂研发了一种新型抗压材料，要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示，材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关 $S$ ，将重物从样品正上方 $h=5m$ 处静止释放，撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品，并最终静止在样品上的过程中，电流表的示数 $I$ 随时间 $t$ 变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻 $R$ 随压力 $F$ 变化的图像如图丙所示。已知电源电压 $U=12V$ ，定值电阻 $R_0=10\Omega$ ，重物下落时空气阻力忽略不计。求：

（1）重物下落时，重物作 　　速直线运动，其重力势能转化为 　　能；

（2） $0~t_1$ 时间内，重物在空中下落，电流表示数是 　　 $A$ ，压力传感器的电阻是 　　 $\Omega$ ；

（3） $t_1~t_3$ 时间内，重物与样品撞击，通过电流表的最大电流是 　　 $A$ ，样品受到的最大撞击力是 　　 $N$ ；撞击后重物静止在样品上，定值电阻 $R_0$ 的功率是 　　 $W$ ；

（4）重物在空中下落的过程中，重力做功是多少？

电动清扫车以其环保、高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。如图为一电动清扫车正在工作时的情景。

（1）电动清扫车的主要部件是电动机，其工作原理是 　              　；清扫过程中，驾驶员相对于清扫车是 　              　（选填"静止"或"运动"）的。

（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m ²，车对路面的压强为多少？g取10N/kg。

（3）清扫车完成任务后，在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶，经10min到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？

汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，某研究小组对汽车开展调查研究。

（1）图甲是汽车的刹车结构示意图，根据图片分析，这是 　　杠杆（选填"省力"、"费力"或"等臂" $)$ ；某段道路的标志牌如图乙所示，为什么同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度 　　。

（2）（多选）汽车在行驶过程中遇到危急情况要紧急刹车。从发现情况到汽车停止的距离叫做停车距离，停车距离等于反应距离加上制动距离。下列行为会使停车距离变长的是 　　。

$A.$ 疲劳驾驶

$B.$ 酒后驾驶

$C.$ 接听电话

$D.$ 开车前系好安全带

（3）内燃机有四个工作冲程，图丙是内燃机的 　　冲程。

（4）假设某款纯电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每百公里耗电30千瓦时，若电能转化为机械能效率为 $85\%$ ，则汽车匀速行驶时受到阻力为 　　 $N$ 。若质量和外形完全相同的燃油汽车，它的能量转化率为 $30\%$ ，以相同速度在同一路面上匀速行驶，每行驶百公里需要消耗的燃油为 　　 $\mathit{kg}$ 。（汽油的热值为 $q=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$ ，结果保留1位小数）

（5）若电价为0.6元 $/$ 千瓦时，汽油价格为7.0元 $/$ 升，每行驶百公里，电动汽车比燃油汽车节省 　　元。（汽油的密度 $\rho =0.71\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ，结果保留1位小数）

桂林经常使用喷雾车对街道进行降温除尘，总重为6×10⁴N的喷雾车静止在水平路面上时，车轮与路面的总接触而积为0.15m²。某次作业中喷雾车在8×10³N的牵引力作用下，以4m/s的速度水平匀速行驶了30s。求：

（1）静止时，喷雾车对水平路面的压强等于多少帕斯卡？

（2）在这30s内，牵引力对喷雾车做功等于多少焦耳？

如图1所示，某打捞船打捞水中重物， $A$ 是重为 $600N$ 的动滑轮， $B$ 是定滑轮， $C$ 是卷扬机，卷杨机拉动钢丝绳通过滑轮组 $\mathit{AB}$ 竖直提升水中的重物，如图2所示，体积为 $0.3m^3$ 的重物浸没在水中，此时钢丝绳的拉力 $F$ 的大小为 $1.0\times {10}^{3}N$ ，摩擦、钢丝绳重、重物表面沾水的质量及水对重物的阻力均忽略不计， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ， $g=10N/\mathit{kg}$ 。问：

（1）当重物底部位于水面下 $5m$ 深处时，水对重物底部的压强是 　　 $\mathit{Pa}$ ；

（2）重物浸没在水中时受到三个力，其中浮力大小为 　　 $N$ ，重力大小为 　　 $N$ ；

（3）当重物逐渐露出水面的过程中，重物浸入水中的体积不断减小，打捞船浸入水中的体积不断变 　　；重物全部露出水面和浸没时相比，打捞船浸入水中的体积变化了 　　 $m^3$ ；

（4）重物全部露出水面后匀速上升了 $1m$ ，钢丝绳末端移动了 　　 $m$ 。此过程中滑轮组的机械效率是多少？