初中物理机械能试题

如图甲所示的滑轮组装置，不计绳重和摩擦，绳对滑轮的拉力方向均为竖直方向。用该滑轮组提升放置在水平地面上重为 $G=80N$的重物到高处。用竖直向下的拉力拉绳的自由端，拉力 $F$随时间 $t$变化的图象如图乙所示，重物上升的速度 $v$随时间 $t$变化的图象如图丙所示。已知在 $2s~4s$内重物上升的竖直高度为 $2m$，求：

（1）在 $4s~6s$内，重物克服重力做功的功率；

（2）在 $2s~4s$内，绳自由端下降的平均速度；

（3）在 $0~2s$内，重物对地面的压力大小。

在2018年泸州市中考体育考试中，小彤同学进行了实心球测试，对球运动的几个阶段，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．小彤捡起实心球，并缓慢举高的过程中，小彤对球做功，球的重力势能增加

B．小彤将球用力投出后，球在空中运动过程中小彤对球做功，球的机械能增加

C．小彤将球用力投出后，球在空中最高点时所受的合力为零

D．球落地后在水平地面滚动一段距离停止，球在地面滚动阶段，球的机械能不变

一个重为 $20N$的物体在水平地面上受水平拉力作用时恰能以 $50\mathit{cm}/s$的速度匀速运动，若物体运动了 $5m$，拉力的功率为 $3W$，则拉力做功　　 $J$，重力做功　　 $J$。

一辆轿车以 $72\mathit{km}/h$的速度在水平路面上沿直线匀速行驶10分钟，轿车的质量为 $1500\mathit{kg}$，行驶时所受阻力为车重的0.2倍 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$，则牵引力为　　 $N$．此时汽车的功率为　　 $\mathit{kW}$。

图甲中用力 $F_1$水平拉着重为 $G$的物体在水平路面上匀速移动 $s$的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动 $s$的距离，水平拉力为 $F_2$．使用动滑轮的过程中 $($　　 $)$

A．总功为 $W_{总}=F_{2}s$B．有用功为 $W_{有}=\mathit{Gs}$

C．机械效率为 $\eta =\frac{\mathit{Gs}}{2F_{2}s}$D．额外功为 $W_{额}=2F_{2}s-F_{1}s$

人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力），当它从远地点向近地点运动时 $($　　 $)$

A．动能减小，势能增大，机械能不变

B．动能减小，势能减小，机械能减小

C．动能增大，势能减小，机械能不变

D．动能增大，势能减小，机械能减小

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

（4）当潜航器漂浮在海面时，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 $P_3=3P_1$．求 $t_1$时刻起重装置对潜航器的拉力。（不考虑水的阻力）

小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。

他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上， $\mathit{AO}$等于弹簧原长，水平面 $O$点左侧光滑，右侧粗糙。将物体 $M$从 $O$点压缩弹簧到 $P$点，然后由静止释放，当物体 $M$运动到 $O$点与弹簧分开，最终运动到 $Q$点静止。请补充完成他们的探究过程：

（1）弹簧弹性势能的大小是通过　　来衡量的。

（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用　　（选填“相同”或“不同” $)$弹簧进行实验，并先后改变　　之间的距离，测出 $\mathit{OQ}$的距离，重复实验，测量多组数据并记录。

（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和　　两种物理思想方法。

小明站在匀速上升的观光电梯里，此时他的重力势能增大，动能　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$；用吸尘器“吸”灰尘时，灰尘是由于空气流速越大，压强　　的缘故被“吸”入吸尘器的。

如图所示，斜面长 $3m$，高 $0.6m$，建筑工人用绳子在 $6s$内将重 $500N$的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是 $150N$（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．斜面上的摩擦力是 $50N$B．拉力的功率是 $50W$

C．拉力所做的功是 $300J$D．斜面的机械效率是 $80\%$

如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组（未画出）。滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体 $A$和 $B$，已知两物体重力 $G_A=1.75G_B$。

当对 $A$施以竖直向上的拉力 $T_A=1500N$时，物体 $A$静止，受到地面支持力是 $N_A$；

当对 $B$施以竖直向上的拉力 $T_B=1000N$时，物体 $B$也静止，受到地面支持力是 $N_B$；且 $N_A=2N_B$

求：（1）物体 $A$的重力 $G_A$和地面支持力 $N_A$大小；

（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以 $F=625N$的拉力时，物体 $B$恰好以速度 $v$被匀速提升，已知此时拉力 $F$功率为 $500W$，滑轮组机械效率力 $80\%$，不计各种摩擦和绳子质量，物体 $B$的速度 $v$为多少？

如图所示，沿斜面把质量为 $12\mathit{kg}$的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是 $F=100N$，斜面长 $2m$、高 $1m$，则其机械效率是　　 $\%$，物体所受摩擦力是　　 $N$．（取 $g=10N/\mathit{kg})$

如图是利用滑轮组打捞水中物体的简化模型示意图，工人用一滑轮组从水中打捞物体。已知：物体的质量为 $90\mathit{kg}$且以恒定速度匀速上升，当物体完全露出水面，工人对滑轮组绳子自由端的拉力 $F_1$为 $400N$，此时滑轮组的机械效率 ${\eta }_1$为 $75\%$（绳的质量、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计， $g=10N/\mathit{kg})$。

（1）请你根据题目中的条件，判断出工人所使用的滑轮组是下列中的　 $A$　图。

（2）工人的质量为 $60\mathit{kg}$，双脚与地面接触面积为 $2.5\times {10}^{-3}{m}^2$，物体浸没在水中和完全被打捞出水面时工人对地面的压强变化了 $4\times {10}^4\mathit{Pa}$，求物体浸没在水中时受到的浮力。

（3）若物体完全浸没在水中时，工人拉力的功率为 $180W$，求物体上升的速度。

小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为 $30\%$的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1小时至少需要　　 $L$汽油（汽油的热值为 $3.5\times {10}^{7}J/L)$；若行驶的速度为 $72\mathit{km}/h$，则汽车受到的阻力为　　 $N$，汽油属于　　能源（选填“可再生”或“不可再生” $)$。

对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加

B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力

C．丙图中活塞向下运动是内燃机的做功冲程

D．丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能