2021年中考物理真题全国及解析：功和机械能.pdf

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1、2021年中考物理真题全国精选及解析：功和机械能1.（2 0 2 1 安徽）图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（）C.机械能增大 D.机械能不变【答案】C【解析】A.小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，故 A不符合题意；B.小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，故 B不符合题意；C D.机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，故 C符合题意，D不符合题意。故选C。2.（2 0 2 1

2、河南）为迎接2 0 2 2 年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图7中的项目，下列说法正确的是（）跳台滑笛 短道速滑 花样滑冰 冰啜图 7A.跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功B.短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状杰不变C.花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用D.掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力【答案】A3.（2 0 2 1 郴州）2下列说法正确的是（）A.货运飞船加速上升过程中机械能守恒B.货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能C.货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能D.对接成功后货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态【答案】D【解析】A B C.机械能是

3、动能和势能之和，货运飞船加速上升过程中，重力势能和动能都增大，机械能变大，是将燃料的内能转化为机械能，故 A B C 错误；D.对接成功后天货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变，同步运行，处于相对静止状态，故 D正确。故选D。4.（2 0 2 1 黄石）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳图的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面/点由静止释放，滚到水平面。点停止，下列说法正确的是（）甲 乙 丙A.罐子在4点的重力势能最大，橡皮筋在。点的弹性势能最大B.罐子从4 点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动

4、能C.若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面D.第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在8 点时的机械能【答案】A【解析】A.罐子在4 点时高度最大，所以重力势能最大；到达，点时罐子移动最远，橡皮筋缠的最多最紧，所以弹性势能最大，故 A正确；B.罐子从4 点滚动到C点的过程中，重力势能转化为动能和橡皮筋的弹性势能，故 B错误C.罐子返回是靠橡皮筋的弹性势能转化为动能，若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可能返回，故 C错误；D.返回时，由于罐子在地面上滚动，一部分能量会转化为地面的内能，造成能量损失，运动的时间越长，能量损失越大，故罐子整体在C点时的机械能大于在8

5、点时的机械能。故 D错误。故选Ao5.（2021哈尔滨）下列生活现象与其对应的物理知识，说法不正确的是（）A.轮胎有花纹可以增大摩擦C荡秋千时，小孩机械能守恒D.盘山公路可省力，但费距离【答案】C【解析】A.轮胎有花纹是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的，故 A正确，不符合题意;B.刹车时，由于惯性，人要保持原来的运动状杰继续向前运动，因此人体容易前倾，故 B正确，不符合题意;C.荡秋千时，由于小孩要克服空气阻力做功，因此小孩的机械能不守恒，故 C错误，符合题意;D.盘山公路相当于斜面，可省力，但要费距离，故 D正确，不符合题意。故选C。6.（2 0 2 1昆明）2 0 2 1

6、年 5月 1 5 日凌晨2时，我 国“天问一号 火星探测器从距离火星表面12 5 千米的高度，约 2万千米/时的速度，经过三个减速阶段，井在距离火星表面10 0 米时,处于悬停状态，完成精避障后再缓速下降，历时9分钟，成功登陆火星。以下说法错误的是A.打开降落伞进行伞系减速阶段，探测器的动能不断增加，重力势能不断减小B.探测器的外壳需要防热性强的材料C.探测器处于悬停状态时，受到平衡力的作用D.火星离地球上亿公里，地面发出的指令并不能立刻被探测器接收到【答案】A7.（2 0 2 1桂林）如图所示，小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G、G,且 G 眄 B.%=%C.PPz D.【

7、答案】C【解析】A B.从最高点下摆到最低点的过程中，重力做的功为叱=G W,=G2h因为方相同，且 G 友，a=()N-=2 x l 05 Pa.S 0.0 4 m(3)t=1 0 m i n =6 0 0 s 5 =v/=5 m/s x 6 0 0 s =30 0 0 m,由于匀速运动，牵引力和阻力是一对平衡力，故q 7/=4 0 0 N ,J F=s=4 0 0 N x 30 0 0 m =1.2 x l 0t,J 2 8.(2 0 2 1 荆门)2 0 2 1 年 4月 2 5 印度尼西亚的一艘排水量1 39 0 吨的潜艇在海下30 0 m 处断裂，通过水下搜索发现了海面下8 5 0

8、m 处的失事潜艇。应印方要求，我国派出排水量为7 0 0 0吨的军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为2 0 nl3的残骸，须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5 m/s 的速度向上做匀速直线运动，起重机的拉力1.5 X 1 0%。已知海水密度为L O BX l O k g/m、求：(1)此潜艇残骸在海底受到的浮力；(2)8 5 0 1 n 深处海水的压强；(3)残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率。【答案】2.06X105N;(2)8.7 5 5 x l O6P a;(3)7.5 x l 05W【解析】解：(1)此潜艇残骸在海底受到的浮力Fn=p V g=lO D K g/m

9、3?2 0 n i?1 0 N/k g=2.0 6?1 0 N 5(2)8 5 0 m 深处海水的压强p=0 g/j=LO3?3 3 6(3)起重机的功率p =Fv=L5?1 06N?0.5 m/s=7.5?1 05W2 9.(2 0 2 1 荆州)图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面相长4 0 0 m、斜坡B C 2 0 0 m,坡 高 或 高 4 m。总质量勿为1.5 t 的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1 m,当它以大小不变的速度y通 过 形 段 和 究 段，共用时3 6 s；小汽车在四段和比1段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.0 1倍，小汽车通过四段时，牵 引 力

10、 的 功 率 为 通 过死段时，牵 引 力 的 功 率 为 1 0 N/k g o求:(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强。是多大?(2)小汽车的速度y是多少k m/h?(3)小汽车通过四段时，牵引力的功率K是多少？(4)小汽车牵引力的功率K与E之比是多少？甲 乙【答案】(1)3.7 5 x1 0 4 P a;(2)6 0 k m/h；(3)2 5 0 0 W；(4)1【解析】解：(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压力后 会 始 1.5 x l()3 k g x 1 0 N/k g=l.5X1 04N已知轮胎与水平路面总接触面积故0.4 m2,公交车静止在水平地面时对地面的压强F_1.5

11、X1 04NS 0.4 m2=3.7 5 xl 04 P a(2)小汽车的速度r是v=s,+s7-=4-0-0-m-+-2-0-0-m-=5 0 m/s.=6 0 k m/h3 6 s3(3)小汽车通过协段时，牵引力=/=0.0 1 G =0.0 1 xl.5 xl 04N =1 5 0 N小汽车通过四段时，牵引力的功率RR =心 V =1 5 0 N x=2 5 0 0 W3 6 s()通过宛段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，比段的摩擦力fBC=0.0 1 G =0.0 1 X 1.5 X 1 (尸 N=1 5()N通过比 段时，小汽车用的时间为1 2 s,通过死段时，牵引力的功率为月等于重

12、力做功的功率与阻力做功的功率之和H =/V+G M =150Nx 1+1.5 xl(yt N x =7 5 0 0 W2 1 2 s 1 2 s小汽车牵引力的功率K与 R之比_ 2 5 0 0 W _ 1K-7 5 0 0 W -3答：(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是 3.7 5 xl()4 p a ；(2)小汽车的速度 是 6 0 k m/h；(3)小汽车通过四段时，牵引力的功率巴是2 5 0 0 W；(4)小汽车牵引力的功率R与 R之 比 是:。3 0.(2 0 2 1 安徽)如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为5

13、 0 0 N,握拳时手臂的长度为0.6 m,完成4次引体向上所用的时间为1 0 s o 求：(1)小明完成1 次引体向上所做的功；(2)1 0 s 内小明做引体向上的功率。【答案】(1)3 0 0 J；(2)1 2 0 W【解析】解：(1)小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为胎必=5 0 0 N X 0.6 m=3 0 0 J(2)1 0 s 内小明做了 4次引体向上，则做引体向上的功率为4W 4x300J片-t 1 0 s=1 2 0 W3 1.(2 0 2 1 桂林)桂林经常使用喷雾车对街道进行降温除尘，总重为6 X 1 0 4 N 的喷雾车静止在水平路面

14、上时，车轮与路面的总接触而积为0.i s m?,某次作业中喷雾车在8 X 1 0%的牵引力作用下，以4 m/s 的速度水平匀速行驶了 3 0 s.求：(1)静止时，喷雾车对水平路面的压强等于多少帕斯卡？(2)在这3 0 s 内，牵引力对喷雾车做功等于多少焦耳？【答案】(1)4X10%；(2)9.6 X 1 05J【解析】解：(1)静止时，喷雾车对水平路面的压力等于喷雾车的重力，即户俏6 X 1 04N喷雾车对水平路面的压强 =9=4 x 1 0 3S 0.1 5 m2(2)喷雾车行驶的距离s=F =4 m/s X 3 0 s=1 2 0 m牵引力对喷雾车做功胎 加 8 X 1()3N X 1

15、2 0 m=9.6 X 1 05J3 2.(2 0 2 1 牡丹江、鸡西)一辆汽车以7 2 k m/h 的速度匀速行驶1 0 m i n,消耗的汽油为1.2k g o 汽车匀速行驶时受到的牵引力尸=1.2 X 1 03N,汽油的热值g =4.6 X 1 0?J/k g。(1)汽车在这段时间做功是多少？（2）这段时间内汽车的效率是多少？（百分号前保留一位小数）（3）简要分析汽车效率低的原因（写出两条即可）。【答案】（1）1.4 4 X 107 J；（2）26.1%；（3）见解析【解析】解：（1）由题意可知v-7 2k m/h =20m/st=l O m i n =6 00s汽车运动的路程为s=v

16、t=20m/s x 6 00s =1.2x 104m汽车在这段时间做的功是#=F f 1.2 X IO3 N X 1.2 X 104 n l =1.4 4 X 107 J（2）汽油完全燃烧放出的热量0=敦=4.6 X IO7 J/k g X 1.2 k g =5.52 X 107 J这段时间内汽车的效率7=x l O O%1.44X107J5.52X107Jx l 00%2 6.1%Q（3）汽车效率低的原因主要有：汽油不能完全燃烧，汽缸散失很多热量，尾气带走许多热量。3 3.（2021武汉）如图甲所示，某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕。点转动，这辆挖掘机有两条履带，每条履带内均有1 个由合金

17、材料制成的空心浮箱，每个浮箱（可视为长方体）宽 为 1.5 m,高为2 m,合金密度为8.O X l O k g/n（1）某次测试中，质量为6 0k g 的驾驶员驾驶挖掘机，从 6 m 高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20m,到达水平地面。请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时，挖掘机对斜坡的压力的示意图;在上述过程中，驾驶员的重力做了多少功？（2）如图甲所示，开始时机械臂伸直且静止，三点在同一直线上，4=10m,AB=O.5 m,机械臂和斗铲整体的重心在力点；机械臂控制斗铲装取质量为It 的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所示的位置时静止，这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在8点。已知

18、伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之比为5:7,则机械臂和斗铲的总质量是多少？（3）已知制作每个浮箱时所用合金的体积与浮箱长度工的关系如图丙所示，不计履带排开水的体积和驾驶员的质量，除 2 个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为3 3 t。若挖掘机漂浮在水中，2 个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5 m,则每个浮箱的长度至少是多少？【解析】解：（1）压力的作用点在接触面上，压力的方向垂直于接触面，如图所示:已知驾驶员的质量为6 0kg,下降的高度为6 m,则驾驶员的重力做的功为照 后 诙*6 0kg X 1 0N/kg X 6 m=3.6 X1 03N(2)根据杠杆平衡条件

19、，当机械臂控制斗铲未装取砂石时，可得出FI1=GK1O K机械臂控制斗铲装取质量为I t的沙石后，动力臂不变，动 力 变 为 可 得 出K 1I=(G+G：5)JO B因为伸缩杆先后两次对机械臂的支持力(支持力垂直于机械臂)之比为5:7,则用用=5：7,则可得6 _ GA-A尸2 9人+G石)ZOB带入数据可得5 _ GA xlOm7(GA+104N)xl0.5m解 得G=3 X 1()4N,则机械臂和斗铲的总质量为%=3 x O N =3*1。3 kg=3t总 g 10N/kg(3)由图丙可得到的函数关系式为片0.07m2Z+0.05m3由题意知，挖掘机漂浮在水中，则产浮=G总 二G排=。水

20、gP排挖掘机的总重力为G&=mg+2机箱g=mg+2。合 金 心因为2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则浮箱排开水的体积为%=2ahL=2 x 1.5m x 1.5m x L由以上各式联立可得mg+2 P合/g=2p水 gahL带入数据可得3.3 x 104 kg x 1 ON/kg+2 x 8 x 103 kg/m3 x O.O7m2 +0.05m3 j x 1 ON/=2 x l.0 x l03kg/m3?1 ON/kg xl.5m xl.5m x解得Z=1 0mo3 4.（2 02 1 衡阳）小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过告诉路段 4点路标时，时间是8点 1 5分；当车经

21、过高速路段8点路标时，时间是8点 4 5分。假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为1 1 5 O N,消耗的汽油为3 kg（汽油的热值为4.6 xl（）7 j/kg）,求（1）汽车在A 5 之间的速度；（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功；（3）汽车发动机的效率。距离衡阳42km【答案】(1)7 2 km/h；(2)4.1 4 xl O7J ;(3)3 0%【解析】解：（1）4 夕两地之间的距离为s 78km-42km=36km汽车行驶的时间为7=8:45-8:15=30 min=0.5h汽车在4、8两地的速度为s 36km”,v=-=72km/h0.5h（2）汽车匀速行驶，所受的

22、牵引力F=/=1150N汽车牵引力做的功lV=Ev=1150Nx36000m=4.14xl07J（3）汽油燃烧放出的热量Q=mq-4.6 x 107 J/kg x 3kg=1.38 x 10,J发动机效率W 4 14X107J7-x 100%xlOO%=30%Q 1.38xlO8J35.（2021长春）某超市使用的一款售货机器人，在100N的牵引力作用下，水平匀速直线运动4m所用时间为10s。求：（1）机器人运动的速度。（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率。【答案】（1）0.4m/s；（2）40W【解析】解：（1）机器人运动的速度s 4m 八.V-=0.4 m/st 10s（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率p n(X)Nx 0.4 m/s=4()W