2022年最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题十一功和机械能 .pdf
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1、1 / 14 本人声明:本资源属本人原创作品,授予21 世纪教育网独家发行。初中应用物理知识竞赛题分类解读专题十一功和机械能一、选择题1.(2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图 8 甲所示,王大叔正吃力地把一重物送往高台,放学回家的小鹏看见后急忙前去帮忙。他找来一块木板,搭成图乙所示的斜面,结果非常轻松地把重物推到了高台上。关于这两种方法,下列说法中正确的是 ( ) A.王大叔克服重力做功较多B.两人做同样多的有用功C.小鹏做功的功率要大些D.甲、乙两种情况下的机械效率一样1. 答案: B 解读:这两种方法,都把重物推到了高台上,两人做同样多的有用功,克服重力做功相同,选项A 错误
2、B 正确。由于题中没有给出时间,不能殴打哪个做功的功率大,选项C 错误。由于乙中情况需要克服摩擦做功,乙种情况下的机械效率小,选项 D 错误。2.(2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图 9 所示,滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行,在横杆前相对滑板竖直向上起跳,人与滑板分离后分别从杆的上、下方通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力。则运动员 ( ) A.起跳上升过程中,重力势能转化为动能B.匀速滑行时,人的重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力C.以滑板为参照物,运动员始终是静止的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
3、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 14 页 - - - - - - - - - 2 / 14 D.由于惯性,人越过杆后仍将落在滑板上2. 答案: D 解读:运动员起跳上升过程中,动能转化为重力势能,选项A 错误。匀速滑行时,人的重力与滑板对人的支持力为一对平衡力,选项B 错误。以滑板为参照物,运动员做竖直上抛运动,选项C 错误。由于惯性,人和滑板水平方向速度相等,人越过杆后仍将落在滑板上,选项D 正确。3.(2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图 l3 甲所示,小强在水平地面上用力推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时问变化的图像如图丙所示,以
4、下对于这一过程的分析中正确的是( ) A.0ls 内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力B.1s2s内木箱受到的摩擦力大小为4N C.2s3s内人对木箱的推力做功为6J D.如果 3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动3.答案: B 解读: 0ls 内木箱没有动是因为人对木箱的推力等于地面给木箱的摩擦力,选项 A 错误。由图丙可知, 2s3s 内木箱匀速运动,木箱受到的滑动摩擦力大小为 4N。1s2s内木箱加速运动,木箱受到的滑动摩擦力大小为4N,选项 B 正确。2s3s内人对木箱的推力为4N,木箱移动距离为2m,做功为 W=Fx=4N2m=8J,选项 C 错误。如果 3s 后
5、人停止用力,木箱将在摩擦力作用下做减速直线运动,选项 D 错误。4.(2007上海初中物理知识竞赛题)如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - 3 / 14 厘 M2,质量不计,大气压强为10 105 帕。现将活塞缓慢提高15M,则在该过程中外力对活塞做功为(A)50焦 (B)100焦 (C)150焦 (D)200焦.答案: B 解读:在提高
6、前10M 过程中克服大气压做功等于提起的10M 水柱的重力势能W1=10110-4 103105J=50J,提高后5M 的过程中需克服大气压做功,外力对活塞做功W2=p0s5=1.0105110-45J=50J,外力对活塞做功W= W1+ W2=100J,选项 B 正确。5(2007 青岛竞赛题)飞机、轮船运动时,受到的阻力并不固定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,如果要把飞机、轮船的速度增大到2 倍,发动机的输出功率要增大到原来的()A2 倍 B4 倍C6倍 D8倍.答案: D 解读:由 f=kv2,P=Fv,F=f 可得 P=kv3.。当速度增大到2 倍,发动机的输出功率 P要增大到
7、原来的 23=8 倍,选项 D 正确。6( 2007 青岛竞赛题)一辆娱乐电瓶车,工作电压为24V,工作电流为10A,效率为 80%。电瓶车及人总重为2000N,行驶时阻力是总重的0.1倍,则此电瓶车水平匀速行驶100m 所用的时间约为()A83s B833s C 104s D 以上都不对.答案: C 解读:由 UI=fv得匀速行驶的速度v=UI /f=24V10A80%/(0.12000N)=0.96m/s,水平匀速行驶100m 所用的时间约为t=s/v=104s,选项 C 正确。7下列几种现象中,没有对物体做功的是名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
8、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 14 页 - - - - - - - - - 4 / 14 . 答案: D 解读:物体在绳子拉力作用下升高,拉力做功;静止的小车在拉力作用下运动起来,拉力做功;汽车在刹车阻力作用下速度降低,阻力做功;人用力搬石头,石头不动,没有做功,选项D没有对物体做功。8一个人先后用同样大小的力F 将不同质量的物体分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离S(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系说法正确的是()AW1W2W3BW1W2=W3CW
9、1=W2=W3DW1=W2W3 答案: C 解读:由功的定义,功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积,即W=Fs该力在这三个过程中在力的方向上通过的距离相等,所以做功相等,选项 C 正确。二综合应用题1. (2011 全国初中应用物理知识竞赛题)警用弓弩因其发射时无光、声音小等特名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 14 页 - - - - - - - - - 5 / 14 点,被广泛应用于反恐,如图7 甲所示。图7 乙和丙为两种配有不同瞄准装置的弩,它们
10、可用来发射箭和钢珠,并配有手柄、肩托等辅助设备弩弦的拴绕使用了滑轮可有效地减小体积。请观察它的结构,并分析它的使用过程,其中用到了哪些物理知识 ? 1. 答案:手柄上有花纹,表面粗糙增大摩擦。箭身细长,减小空气阻力。弓箭或钢珠离开弩弦后能继续运动,物体具有惯性。箭头尖锐,减小受力面积,增大压强。利用弩的弹力发射弓箭,将弹性势能转化为动能。肩托,增大受力面积,减小压强。瞄具,光的直线传播。光学瞄准镜,光的折射。滑轮组,放箭时省力。滑轮组,放箭时省距离。2.(2009 全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小胖同学在暑假期间参加了农村电网改造的社会实践活动,其中电工所挖的埋水泥电线杆的坑引起了小胖的兴趣
11、。坑的形状如图5 所示,从地面上看,坑基本上是一个长方形,其宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点,坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡。请你回答:(1)为什么要挖成图5所示的深坑,而不挖成图6 甲所示的仅比电线杆略粗一点的圆筒状深坑,或者如图6 乙、丙所示的那种大口径的方形或圆形的深坑?这样做有什么好处 ?名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 14 页 - - - - - - - - - 6 / 14 (2)通过计算对比分析:如果将这种水泥电线杆分别埋入图
12、5、图 6 甲所示的坑中。则把水泥电线杆放到坑口适当位置后,在竖起水泥电线杆的过程中,抬起水泥电线杆的细端至少分别需要多大的力?已知这种坑深 2.0m,宽0.3m,地面处坑口长 2.3m,坑底长 03m。水泥电线杆的质量为600kg,长10.0m,粗端直径 0.25m,其重心距粗端4.0m。(取 g =10N/kg) (3)在上述两种情况下,竖起水泥电线杆的过程中,人们对水泥电线杆至少分别要做多少功 ?2 解读:(1)挖成图 5 所示的深坑好处如下:少挖土方:挖成图5 所示的深坑要比挖成图6 乙、丙所示的深坑少挖土方,这样可以少做功,避免人力浪费,提高劳动效率。便于施工:施工人员更易于从图5
13、所示的坑里向外取土。省力省功:用图5 所示的深坑埋水泥电线杆,与用图6 甲所示的深坑埋水泥电线杆相比,不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上,重心上升高度小,施工时即省力又省功。施工安全:用图5 所示的深坑埋水泥电线杆,施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了,水泥电线杆不会向其它方向倾倒,施工比较安全。说明:每答对一种理由给1 分,本小问最多得2 分。答案合理即给分。(2)若将这种电线杆埋入图5 所示的坑中,电线杆就位后的情况如图答1 所示。设竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为F1。在图答 1 中,电线杆粗端伸入坑口的距离为2.3 m-0.3 m =2.0m进而:O1A1=10.0 m-
14、2.0 m =8.0mO1B1=4.0 m-2.0 m =2.0m 电线杆重: G=mg= 60010 N =6000N 根据杠杆平衡条件,有:F1O1A1=GO1B1 解得:F1=1111GO BO A=60002.08.0N=1500NA2F2B2O2G图答 2 A1F1B1O1G图答 1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 14 页 - - - - - - - - - 7 / 14 若将这种电线杆埋入图6 甲所示的坑中。电线杆就位后的情况如图答2所示。设
15、竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为F2。在图答 2 中:O2A2=10.0mO2B2=4.0m根据杠杆平衡条件,有:F2O2A2=GO2B2 解得:2222260004.0240010.0GO BFO AN。(3)在图答 1 中,电线杆重心升高: h1=4.0 m-2.0 m =2.0m人们对电线杆做功: W1=Gh1=60002.0 J =12000J 在图答 2 中,电线杆重心升高: h2=4.0m人们对电线杆做功: W2=Gh2=60004.0 J =24000J 。3. (2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛题)晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“ 0.8”、“ 1.6”、“ 1.
16、8”或“ 2.0”等字样,他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积,是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程,带动曲轴转动2 周。现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW,当该发动机以最大功率工作时,曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为14:1,压缩比是10(即气缸总容积与燃烧室容积的比值),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3,汽油的热值为 4.6107J/kg、密度为 0
17、.71103kg/m3。请计算:(1).这台发动机在最大功率时的热机效率。(2).发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。【解读】( 1)这台发动机在最大功率时1min 内发动机做的有用功W有=74 103W 60s=4.44 106J.。在1min内 转 动5200r , 吸 入 汽 油 和 空 气 的 混 合 气2600 次 。1min 内发动机消耗汽油的质量为:m= V=1.35kg/m3 1.8 10-3m3 2600 =0.47 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
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