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北京市房山区2020-2022三年中考物理模拟试题分类汇编06做功与机械能
一、单选题
1．（2022·北京房山·统考二模）下列说法中正确的是（ ）
A．小明推着购物车在水平地面运动，推力对购物车做了功
B．小明推着购物车在水平地面运动，车受到的重力对购物车做了功
C．小明提着书包站在上升的电梯中，提力对书包没有做功
D．小明将书包放在水平的桌面上，桌面的支持力对书包做了功
2．（2022·北京房山·统考一模）2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛在北京赛区进行。如图甲所示，大跳台由赛道、裁判塔、看台区三部分组成。如图乙所示，是运动员完成一次动作的示意图。关于运动员完成这次动作，下列说法正确的是（ ）
A．运动员一直能往下滑是由于运动员受到的重力大于惯性
B．运动员在C点的重力势能小于在E点的重力势能
C．运动员从A点到B点的过程中增加的动能是由重力势能转化来的
D．运动员在A点和E点的机械能相等
3．（2022·北京房山·统考一模）在国际单位制中，压强的单位是（ ）
A．牛顿 B．帕斯卡 C．焦耳 D．瓦特
4．（2020·北京房山·统考二模）关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．物体做功越多，功率越大
B．作用在物体上的力越大，物体所做的功越多
C．机械效率是表示物体做功快慢的物理量
D．同一滑轮组，增加物重可以提高机械效率
5．（2020·北京房山·统考二模）下列单位中，以瓦特名字命名的物理量是（ ）
A．质量 B．功 C．功率 D．内能
6．（2020·北京房山·统考二模）如图所示，是中国科技馆的展台“会发电的衣服”。利用展台可以做模拟“发电纤维”发电的实验。实验过程及现象如下：踩动踏步机踏板，带动压电薄膜振动，使得一些与压电薄膜相连的LED灯发光；增大踩动踏板的频率，压电薄膜振动得更剧烈，发光LED灯数量增加，说明相同的时间产生的电能越多，LED灯越亮。下列说法中正确的是（ ）
A．LED灯是串联在一起的
B．发电纤维的工作原理与电动机类似
C．当增大踩动踏板的频率时，人对踏板做功的功率减小
D．当增大踩动踏板的频率时，LED灯越亮说明LED灯的功率变大
7．（2020·北京房山·统考一模）如图所示，滚摆从高处向低处摆动的过程中（ ）
A．动能减少 B．动能转化为重力势能
C．重力势能不变 D．重力势能转化为动能
8．（2020·北京房山·统考一模）如图所示，运动员在投实心球的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．实心球从状态1到状态2的过程中，运动员对实心球没有做功
B．实心球从状态2到状态3的过程中，运动员对实心球没有做功
C．实心球从状态3到状态4的过程中，运动员对实心球没有做功
D．实心球离开手后，运动员对实心球没有做功
二、多选题
9．（2022·北京房山·统考一模）如图所示，是工人使用滑轮组提升建筑材料的示意图，工人在绳子自由端施加竖直向下的拉力F为600N，使重1000N的建筑材料匀速竖直上升了3m，用时15s，忽略绳子重力及轮和轴间摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．建筑材料上升的速度是0.4m/s B．动滑轮所受的重力为200N
C．拉力F的功率是240W D．滑轮组的机械效率约为83.3%
10．（2022·北京房山·统考一模）如图所示，木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上，当托盘中放入重为3N物体甲时，木块恰好能从A点向右做匀速直线运动；当木块运动到B点时，托盘和物体甲触地后，木块继续向右运动了一段距离，最后在C点停下来；将物体甲换成物体乙，当只给木块施加一个水平向左5N的拉力时，物体乙恰能做竖直向上匀速运动。不计托盘和绳的重力及轮与轴的摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．木块向右匀速运动的过程中所受拉力大小为3N
B．木块在BC段继续向右运动的过程中所受摩擦力大于3N
C．物体乙的重力为2N
D．物体乙竖直向上匀速运动过程中，物体乙的机械能保持不变
11．（2020·北京房山·统考二模）如图所示，是探究“阻力对物体运动的影响”的实验。让小车从斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下，观察小车从斜面上同一位置滑下后在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，用旗子标记小车静止时所处的位置。下列说法中正确的是（ ）
A．小车的重力势能一直在减小
B．小车的机械能一直在减小
C．小车在不同水平面上运动的距离不同，是因为小车的惯性大小不同
D．由此实验推测，若小车在水平面上所受的阻力为零，它将做匀速直线运动
12．（2020·北京房山·统考一模）小明用图所示的滑轮组提升300N的重物，在不可伸长的轻质绳子自由端施加的拉力为125N，4s内重物匀速上升2m，绳子与轮子之间没有相对滑动，不计轮与轴间的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮重75N
C．拉力做功的功率为150W D．此过程滑轮组的机械效率为80％
13．（2020·北京房山·统考一模）如图所示，小球沿光滑轨道由静止从A点向D点运动的过程中（不计空气阻力），下列说法中正确的是（ ）
A．小球从A点到B点运动过程中，重力势能减小 B．小球在B点的动能最大
C．小球在B点和C点的机械能相等 D．小球不能到达D点
三、计算题
14．（2022·北京房山·统考二模）如图甲所示，是使用动滑轮匀速提升物体的装置图。如图乙所示，是提升不同重物时卷扬机对绳子竖直向上拉力F与卷扬机拉动绳子速度v的关系图像。当使用这个装置提升重力为500N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。不计绳重及轮与轴的摩擦。
求：（1）提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力FA；
（2）动滑轮受到的重力G动；
（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.4m/s，此时滑轮组的机械效率η。
15．（2020·北京房山·统考二模）如图所示，是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为 GA = 900N。在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为vA = 0.2m/s，G动=100N，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计。
求：(1)拉力F；
(2)绳子自由端的速度大小v绳；
(3)拉力F做功的功率P；
(4)滑轮组的机械效率η。
参考答案：
1．A
【详解】A．购物车受到的推力方向和运动方向相同，在推力的方向移动了距离，推力对购物车做了功，故A正确；
B．小明推着购物车在水平地面运动，车受到的重力的方向和购物车的运动方向垂直，车在重力的方向没有移动距离，车受到的重力对购物车没有做功，故B错误；
C．小明提着书包站在上升的电梯中，人给书包一个向上的提力，书包向上移动了距离，提力对书包做功，故C错误；
D．小明将书包放在水平的桌面上，桌面的支持力竖直向上，书包在支持力的方向上没有移动，桌面的支持力对书包没有做功，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】A．运动员一直能往下滑是由于运动员受到的重力大于阻力，且惯性不是力，故A错误；
B．运动员由C点到E点过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，故B错误；
C．运动员从A点到B点的过程中高度减小，重力势能减小，动能增加，增加的动能是由重力势能转化来的，故C正确；
D．运动员从A点和E点的过程中同时要克服摩擦力做功，重力势能转化为内能和动能，机械能减小，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】ACD．在国际单位制中：力的主单位是牛顿，功率的主单位是瓦特，各种能量的主单位是焦耳，故A、C、D不符合题意；
B．压强主单位是帕斯卡，故B符合题意。
故选B。
4．D
【详解】A．由P=可知，物体做功越多，时间未知，功率不一定越大，故A错误；
B．由W=Fs可知，作用在物体上的力越大，力的方向上通过的距离未知，物体做的功不一定越多，故B错误；
C．功率表示物体做功快慢的物理量，故C错误；
D．同一滑轮组，额外功不变，增加物重，有用功变大，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．质量的单位是千克，故不符合题意；
B．功的单位是焦耳，故不符合题意；
C．功率的单位是瓦特，故符合题意；
D．内能的单位是焦耳，故不符合题意。
故选C。
6．D
【详解】A．增大踩动踏板的频率，压电薄膜振动得更剧烈，发光LED数量增加，说明LED发光时互不影响，因此是并联，故A错误；
B．踩动踏步机踏板，带动压电薄膜振动，使得一些与压电薄膜相连的LED发光，说明有感应电流产生，其工作原理与发电机相同，故B错误；
C．实验过程中，当增大踩动踏板的频率时，单位时间内人对踏板做功多，人对踏板做功的功率增大，故C错误；
D．灯泡的亮暗由实际功率决定，当增大踩动踏板的频率时，LED灯越亮，说明LED灯的功率变大，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】滚摆从高处向低处摆动的过程，滚摆的高度降低，速度增大，所以重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能。
故选D。
8．D
【详解】A．实心球从状态1到状态2的过程中，运动员对实心球有一个推力的作用且实心球在推力作用下移动了一段距离，所以在这个阶段，运动员对实心球做了功，故A错误；
B．实心球从状态2到状态3的过程中，运动员对实心球有一个推力的作用且实心球在推力作用下移动了一段距离，所以在这个阶段，运动员对实心球做了功，故B错误；
C．实心球从状态3到状态4的过程中，运动员对实心球有一个推力的作用且实心球在推力作用下移动了一段距离，所以在这个阶段，运动员对实心球做了功，故C错误；
D．实心球离开手后，球已经离开人手，实心球不再受到手的推力，实心球是靠惯性向前运动一段距离，所以在这个阶段，运动员对实心球没有做功，故D正确。
故选D。
9．BCD
【详解】A．建筑材料匀速竖直上升了3m，用时15s，则建筑材料上升的速度为
故A错误；
B．由图知，使用滑轮组承担物重的绳子段数n=2，忽略绳子重力及轮和轴间摩擦，则有
即
则
G动=200N
故B正确；
C．由图知，使用滑轮组承担物重的绳子段数n=2，则绳自由端通过的距离为
s=23m=6m
则拉力做的功为
W总=Fs=600N6m=3600J
则拉力F的功率是
故C正确；
D．有用功为
拉力做的总功为
W总=3600J
滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选BCD。
10．AC
【详解】A．木块向右匀速运动的过程中所受拉力大小与物体甲的重力相等，即为3N，故A正确；
B．木块向右匀速运动的过程中受力平衡，滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，木块在BC段继续向右运动的过程中木块受到的仍为滑动摩擦力，而滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关，这两个因素都没有变化，所以木块所受摩擦力应等于3N，故B错误；
C．将物体甲换成物体乙，当只给木块施加一个水平向左5N的拉力时，物体乙恰能做竖直向上匀速运动，木块受到的摩擦力大小仍为3N，只是方向变为向右，由于木块匀速运动，受平衡力作用，在水平方向上有
则
故C正确；
D．物体乙竖直向上匀速运动过程中，由于速度不变，高度增加，物体乙动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故D错误。
故选AC。
11．BD
【详解】A．小车在水平面上运动时，高度不变，重力势能不变，故错误；
B．小车在整个过程中都需要克服摩擦阻力，因此机械能一直减小。故正确；
C．小车质量不变，惯性大小相同，故错误；
D．小车受到阻力越小，速度减小越慢，运动距离越远，因此可推理若小车在水平面上所受的阻力为零，它将做匀速直线运动，故正确。
故选BD。
12．ABD
【详解】A．由图知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离为
绳子自由端移动的速度为
故A正确；
B．不计绳重和摩擦，绳端自由端的拉力为
则动滑轮的重力为
故B正确；
C．拉力做的总功为
拉力的功率为
故C错误；
D．利用滑轮组所做的有用功为
滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选ABD。
13．ABC
【详解】A．小球在A时，高度最高，重力势能最大，到B的过程中，高度减小，重力势能减小，故A正确；
B．小球从A点运动到B点时，速度不断增大，B点高度最小，速度最大，动能最大，故B正确；
C．因为轨道是光滑的，不存在摩擦，不计空气阻力，所以机械能守恒，小球在C点和B点的机械能相等，故C正确；
D．因为轨道是光滑的，不存在摩擦，不计空气阻力，所以机械能守恒，故小球能到达D点，故D错误。
故选ABC。
14．（1）300N；（2）100N；（3）66.7%
【详解】解：（1）由图像可知，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，由图乙可知，卷扬机对绳子的拉力FA=300N。
（2）由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，动滑轮受到的重力
G动=nF-G物=2×300N-500N=100N
（3）卷扬机的拉动绳子的功率
因卷扬机的拉动绳子的功率保持不变，若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.4m/s，卷扬机对绳子的拉力
物体B的重力
GB=nFB-G动=2×150N-100N=200N
此时滑轮组的机械效率
答：（1）提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力是300N；
（2）动滑轮受到的重力是100N；
（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.4m/s，此时滑轮组的机械效率是66.7%。
15．(1)500N；(2)0.4m/s；(3)200W；(4)90%
【详解】(1)由图可知，滑轮组承担物重的绳子股数n=2，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计，拉力
F=(GA+G动)= ×(900N+100N)=500N
(2)绳子自由端移动的速度
v=2vA=2×0.2 m/s=0.4m/s
(3)拉力F做功的功率
P=Fv=500N×0.4m/s=200W
(4)滑轮组的机械效率
η==90%
答：(1)拉力是500N；
(2)绳子自由端的速度大小是0.4m/s；
(3)拉力F做功的功率是200W；
(4)滑轮组的机械效率是90%。
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