初中物理机械能试题

3月12日，我国自主研发建造的“天鲲号”绞吸挖泥船正式投产首航，其智能化水平以及挖掘系统、输送系统的高功率配置均为世界之最。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$主要参数如下表。

项目	参数
总长度 $\left(m\right)$	140
宽度 $\left(m\right)$	27.8
吸 $/$排管径 $\left(\mathit{mm}\right)$	$1000/1000$
满载排水量 $\left(t\right)$	$1.7\times {10}^4$
满载吃水深度 $\left(m\right)$	6.5
泥泵输送功率 $\left(W\right)$	$1.7\times {10}^7$

（1）满载时，求“天鲲号”受到水的浮力是多少？

（2）满载时，求“天鲲号”底部受到水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为 $40c{m}^2$，求探测仪器受到水的压力是多少？

（3）“天鲲号”去某水域执行任务，其工作量相当于将 $1.36\times {10}^{4}t$的淤泥输送至 $15m$高的台田上。假设“天鲲号”绞吸挖泥船泥泵的机械效率为 $30\%$，求完成此任务需要的时间是多少？

某汽车在平直公路上由于行驶速度过快，　       　能大，危害性就大，为防止意外，汽车不能超速行驶。乘客必须使用安全带，一旦发生碰撞，车身就停止运动，而乘客身体由于　       　会继续向前运动造成伤害。

如图所示，我国自主研发的彩虹 $-4$无人机正在进行航空物探试验飞行，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力的作用

B．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能

C．地面操作人员通过超声波向无人机传递信息

D．试验飞行中的无人机相对于地面是运动的

2018年10月24日，港珠澳大桥正式建成通车。如图所示，一辆汽车行驶在其中一段长 $15\mathit{km}$的直桥上，已知：汽车的总质量为 $1.5t$（包括车、车上的人和物品等），轮胎与地面的总接触面积为 $0.2m^2$，汽车以 $90\mathit{km}/h$的速度匀速通过大桥的这一段路段，行驶过程中受到的阻力为 $900N$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$，求：

（1）汽车静止在水平地面时对地面的压强；

（2）此过程中汽车牵引力所做的功；

（3）此过程中汽车牵引力做功的功率。

小强用如图所示装置在 $10s$内将重为 $450N$的货物匀速提升 $2m$，此过程中拉力 $F$的功率为 $120W$。

求：

（1）提升装置所做的有用功；

（2）拉力 $F$做的功；

（3）该滑轮组的机械效率。

如图所示，用 $50N$拉力将质量为 $8\mathit{kg}$的物体 $5s$内匀速提升 $1m$，不计摩擦和绳重， $g=10N/\mathit{kg}$，则下列说法中正确的是 $($　　 $)$

A．有用功为 $100J$B．拉力做功的功率为 $20W$

C．滑轮组的机械效率为 $80\%$D．动滑轮的重力为 $10N$

“嫦娥四号”探测器于2018年12月8日成功发射，进入奔月轨道。12月12日，顺利完成“太空刹车”，进入环月轨道。2019年1月3日上午10时26分，在月球背面成功着陆，实现了人类探测器的首次月背软着陆。为了增加着陆的安全性，探测器通过接力避障的方式下降至100米左右悬停，通过地形的最优识别方法找到安全区域降落。下面说法正确的是 $($　　 $)$

A．发动机熄火后，火箭仍能继续向前飞行，是因为受到惯性力的作用

B．“太空刹车”过程中，火箭向前喷出燃气，利用了二力平衡

C．探测器关闭发动机绕月运动，从近月点向远月点运动过程中，机械能保持不变

D．为了增加着陆的安全性，探测器悬停时，不受力的作用

用如图所示的滑轮组在 $10s$内将 $300N$的重物匀速提升 $3m$，已知动滑轮重 $30N$，不计摩擦，则 $($　　 $)$

A．利用滑轮组所做的有用功是 $450J$

B．绳子自由端移动的速度是 $0.9m/s$

C．拉力的功率是 $99W$

D．滑轮组的机械效率是 $80\%$

如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的 $($　　 $)$

A．动能不变，势能不变，机械能不变

B．动能不变，势能减少，机械能减少

C．动能增加，势能不变，机械能增加

D．动能增加，势能增加，机械能增加

质量为 $2.5t$的小型载重汽车，额定功率为 $100\mathit{kW}$，车上装有 $5t$的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.1倍，汽车先以 $10m/s$的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油 $2\mathit{kg}$，然后又以额定功率行驶 $100s$的时间，将砂石从坡底运送到 $50m$高的坡顶施工现场 $(g=10N/\mathit{kg})$，求：

（1） $2\mathit{kg}$的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？

（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？

用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度。若用 ${\eta }_{甲}$、 ${\eta }_{乙}$表示甲、乙两滑轮组的机械效率， $W_{甲}$、 $W_{乙}$表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则 $($　　 $)$

A． ${\eta }_{甲}={\eta }_{乙}$， $W_{甲}=W_{乙}$B． ${\eta }_{甲}>{\eta }_{乙}$， $W_{甲}>W_{乙}$

C． ${\eta }_{甲}<{\eta }_{乙}$， $W_{甲}<W_{乙}$D． ${\eta }_{甲}>{\eta }_{乙}$， $W_{甲}<W_{乙}$

如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段，若不计空气阻力，从腾空到落水的过程中 $($　　 $)$

A．动能增加，机械能增加

B．重力势能减小，机械能减少

C．动能先减小后增大，机械能不变

D．重力势能先减少后增大，机械能不变

蹦极是一种运动游戏。如图中 $A$点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置， $B$点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向 $A$点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为　 　能；游戏者从 $A$点到 $B$点的过程中，绳子具有的　　能逐渐增加；到达 $B$点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在 $B$点时　　（选填“是”或“不是” $)$处于平衡状态。

如图所示，在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水，水中放置一圆柱体，圆柱体高 $H=0.6m$，密度 ${\rho }_{柱}=3.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，其上表面距水面 $L=1m$，容器与圆柱体的横截面积分别为 $S_{面}=3\times {10}^{-2}{m}^2$，和 $S_{柱}=1\times {10}^{-2}{m}^2$，现将绳以 $v=0.1m/s$的速度竖直向上匀速提升圆柱体，直至离开水面，已知水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的阻力忽略不计。

（1）在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中，求绳拉力对圆柱体做的功；

（2）在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中，求绳的拉力随时间变化关系式；

（3）在给出的坐标纸上画出（2）中绳的拉力的功率 $P$随时间变化的图象。

为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。

①将弹簧放在水平面上，一端固定。

②在弹性限度内，用物块（物块与弹簧不连结）将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量△ $L$

③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离 $S$。

④多次改变弹簧的形变量，重量步骤②③。

⑤分析实验数据得出结论。

请回答以下问题：

（1）本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟　　的关系。

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过　　来间接反映的。

（3）本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将　　能转化为　　能。