初中物理机械能试题

如图所示，工人用滑轮组匀速提升重 $800N$的货物，所用的拉力 $F$为 $500N$，货物匀速上升了 $5m$。在此过程中，所做的有用功是　　 $J$；滑轮组的机械效率是　　。

近日，我市首批10辆宇通牌6.4米纯电驱动无级变速空调公交车投入试运行，市民出行可享受到更加舒适，绿色环保的服务。假定一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，其电动机的输出功率为 $120\mathit{kW}$，以 $36\mathit{km}/h$的速度行驶了 $1h$，在这个过程中，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．电动机做功为 $1.2\times {10}^{5}J$B．电动机做功为 $4.32\times {10}^{8}J$

C．公交车的牵引力为 $600N$D．公交车的牵引力为 $1.2\times {10}^{4}N$

“足球进校园”推进了校园足球的发展，如图所示是我市某校足球赛的场景。关于足球，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．球对脚的力与脚对球的力是一对平衡力

B．足球离开脚后继续飞行，是因为足球具有惯性

C．足球在飞行过程中动能不变

D．踢出去的足球在草地上滚动时慢慢停下来，是因为足球没有受到力的作用

小希用如图1所示的实验装置探究影响物体动能大小的因素。

一些物体的动能
行走的牛	约 $60J$
跑百米的运动员	约 $3\times {10}^{2}J$
飞行的步枪子弹	约 $5\times {10}^{8}J$

（1）本实验运用了物理研究方法中的转换法：用　　来表示小球动能的大小。

（2）小希通过实验探究。发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，又提出了新的问题：物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗？小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示），结合生活经验分析表中数据，你认为在“质量”和“速度”这两个因素中，对物体动能影响较大的是　　。

（3）如图2为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释：

①对机动车限定最高行驶速度：　　。

②对不同车型限定不一样的最高行驶速度：　　。

（4）用如图1中的使用装置和器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是　　（请从以下三个选项中选择）。

$A$．倾斜程度不同的斜面

$B$．粗糙程度不同的水平面

$C$．质量不同的钢球。

弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程。下列分析正确的是 $($　　 $)$

A．在 $a$状态时弹簧的弹性势能最大，小希的机械能最小

B． $a\to b$的过程中，弹簧的弹力越来越大，在 $b$状态时弹力最大

C． $b\to c$的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能

D． $a\to c$的过程中，小希先加速后减速，在 $b$状态时速度最大

小希对学习的物理计算公式进行了推导。并尝试应用这些公式总结了一些规律，解释了一些现象。下列四个选项中，应用推导公式判断出现错误的是 $($　　 $)$

A．

机械效率
公式	$\eta =\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{\mathit{Gh}}{\mathit{Fs}}=\frac{\mathit{Gh}}{F\cdot \mathit{nh}}=\frac{G}{\mathit{nF}}$
判断	滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关

B．

电功率
公式	$P=\mathit{UI}=U·\frac{U}{R}=\frac{U^2}{R}$
判断	在并联电路中，电功率与其电阻成反比

C．

功 率
公式	$P=\frac{W}{t}=\frac{\mathit{Fs}}{t}=\mathit{Fv}$
判断	载重汽车在爬坡时要换用低速挡位

D．

压 强
公式	$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{\mathit{\rho Shg}}{S}=\mathit{\rho hg}$
判断	大气压强随高度的增加而增大

贾庄至卧虎山水库输水工程是南水北调东线济南续建配套工程的重点工程，是创建水生态文明市的重要组成部分，该工程自济南干渠贾庄分水闸引水，经贾庄提水泵站，罗面庄泵站和寨面头泵站加压后通过近 $30\mathit{km}$的输水管道，送达卧虎山水库，按照泵站的设计要求，每天可以将 $3\times {10}^5{m}^3$的水提高 $60m$，如果泵站每天工作 $5h$，取 $g=10N/\mathit{kg}$，通过计算回答：

（1）每天最多可向卧虎山水库输水多少千克？

（2）泵站每天提水要做多少焦的功？

（3）泵站的总功率至少应是多少瓦？

如图所示，跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的 $($　　 $)$

A．动能增大，重力势能减小，机械能不变

B．动能减小，重力势能增大，机械能不变

C．动能不变，重力势能减小，机械能不变

D．动能不变，重力势能减小，机械能减小

某学习小组利用如图所示的装置测定滑轮的机械效率。将两个相同的钩码提升相同的高度，则　　的机械效率较高，主要原因是：　　。

组合机械的斜面长 $4m$，高 $2m$，将重为 $100N$的物体从斜面的底端匀速拉到顶端，如图所示，需用的拉力为 $40N$，需要的时间是 $5s$。那么，将物体从底部拉到顶部所做的有用功是　　 $J$，拉力做的总功的功率是　　 $W$。

我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂 $\mathit{OAB}$可以看作杠杆，吊臂前段用钢绳连着滑轮，立柱 $\mathit{CA}$竖直， $\mathit{OB}:\mathit{OA}=6:1$．用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提起，放在水平地面上，石墩质量为 $1.5\times {10}^4\mathit{kg}$、底面积为 $3m^2$、高为 $2m(g$取 $10N/\mathit{kg}$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

（1）浸没在水中的石墩（石墩的底部未浸入淤泥中），受到浮力是多少？

（2）石墩放在水平地面上时，起重机未对石墩施力，则石墩对底面的压强是多少？

（3）石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为 $1.0\times {10}^{5}N$，此时动滑轮的机械效率是多少？

（4）当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱 $\mathit{CA}$对吊臂 $A$点竖直向上的作用力是多少？

小华用 $100N$的水平推力，推着重 $500N$的物体，在水平地面上 $10s$内匀速直线运动了 $5m$，小华做的功是　　 $J$，功率是　　 $W$。

如图甲所示，用电动机和滑轮组把密度为 $3\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，体积为 $1m^3$的矿石，从水底匀速整个打捞起来， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的密度为 $1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．求：

（1）矿石的重力；

（2）矿石浸没在水中受到的浮力；

（3）矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为 $2.5\mathit{kW}$，矿石上升过程中的 $s-t$图象如图乙所示，求滑轮组的机械效率；

（4）如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变？为什么？

椰子从树上下落的过程中，动能越来越　 　，重力势能越来越　　。

近日，我国新型战略核潜艇（如图所示）为保障国家安全，进行了战略巡航。下表是核潜艇的部分性能参数

水下排水量	11500吨	水下最大航速	36节
水面排水量	9000吨	水下巡航速度	20节
艇长	135米	最大潜深	350米
艇宽	13米	发电机最大功率	25000千瓦

求：

（1）核潜艇以水下最大航速行驶，到距离 $2700\mathit{km}$外的某海域执行任务所用的时间； $(1$节 $\approx 0.5m/s)$

（2）核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的压强； $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{\mathit{海水}}=1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（3）若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少？