新疆2020-2022三年中考物理真题分类汇编-03力学（做功与机械能、简单机械和机械效率）

新疆2020-2022三年中考物理真题分类汇编-03力学（做功与机械能、简单机械和机械效率）

一、单选题

1．（2020·新疆·统考中考真题）羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，相比A点，羽毛球在B点时（　　）

A．机械能较小，重力势能较大 B．机械能较大，重力势能较大

C．机械能较小，重力势能较小 D．机械能较大，重力势能较小

2．（2020·新疆·统考中考真题）小红用滑轮组将重力为1.5 N的物体匀速提升10 cm的过程中，绳子拉力为1.0 N，绳子自由端移动的距离为30 cm，则滑轮组的机械效率为（　　）

A．50 % B．60 % C．70 % D．80 %

3．（2021·新疆·统考中考真题）如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂l阻和动力F动的变化情况是（　　）

A．l阻不变，F动变大 B．l阻不变，F动不变

C．l阻变大，F动变大 D．l阻变大，F动不变

4．（2022·新疆·统考中考真题）在北京冬奥会U型池比赛中，某运动员在腾空后上升的过程中（不计空气阻力）（　　）

A．动能转化为重力势能 B．重力势能转化为动能

C．动能与重力势能之和变大 D．动能与重力势能之和变小

5．（2022·新疆·统考中考真题）如图所示，斜面的长为高的4倍，物体恰能在斜面上匀速下滑，下滑一段距离的过程中，该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时，斜面的机械效率为（　　）

A．20% B．25% C．50% D．75%

二、填空题

6．（2020·新疆·统考中考真题）目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平：

(1)我国高速磁悬浮列车上装有电磁体，铁轨上装有线圈（相当于电磁铁），通电后，可使列车悬浮起来，悬浮后列车的惯性 _________ （填“大于”“小于”或“等于”）悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接触，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声 _________ （填“大”或“小”）；列车以600 km/h的速度匀速行驶时，列车牵引系统的电功率为2.4×107 W，不计能量损失，列车受到的阻力大小为 _________ N；

(2)高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向 _________ （填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通 _________ （填“直流”或“交流”）电；为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈 _________ （填“分区段”或“全线路”）供电。

7．（2021·新疆·统考中考真题）2021年4月29日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。

（1）“祝融号”火星车在火星上______（填“具有”或“没有”）惯性。匀速爬坡时，“祝融号”火星车的机械能 _______（填“增大”“减小”或“不变”）。照射在“祝融号”上的太阳光是由______（填“三”或“七”）种色光混合而成的。

（2）由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上______（ 填“能”或“不能”）使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳______（填“液化”或“凝华”）形成的，该过程______（填“吸收”或“放出”）热量。

（3）小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率______（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa（已知水银的密度为13. 6×103kg/m3）。

8．（2021·新疆·统考中考真题）电动扶梯在公共场所的广泛应用为人们的生活带来了极大的便利。

（1）如图所示为某商场的电动扶梯，其电动机的额定电压与工厂用的动力电路的电压相同，该电压为______（填“220”或“380”）V，人在该电压下发生的触电事故一般为______（填“接触”或“电弧”）触电；该电动机工作时外壳______（填“必须”或“不必”）接地；

（2）若该商场每层楼的高度为4.5m，电动扶梯与水平面的夹角为30°，电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s，则乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间为______s；按照电动扶梯安全规定，随电动扶梯一起上行的扶手的速度可以略______（填“大于”或“小于”）0.50m/s；若该电动扶梯上最多可同时站立45人，每个人的质量按60kg计算，则该电动扶梯应选择额定功率为______（填“5”“7. 5”或“15”）kW的电动机。

9．（2022·新疆·统考中考真题）大型运输机运-20 对我国建设战略空军具有重要意义。

（1）运-20 的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可以传递___________（填“信息”或“能量”）。运-20设计师通过改进发动机的结构，以实现从___________（填“声源”或“人耳”）处减弱噪声。飞行员通过___________（填“无线电波”或“超声波”）与机场的塔台进行联系；

（2）一架运-20在一次执行任务的过程中，飞行距离为4000km，消耗航空煤油的质量为50t，若飞机飞行时受到的平均阻力的大小为2.5×105N，该过程中飞机发动机的推力做的功为___________J，发动机的效率为___________%（航空煤油的热值为4×107J/kg）。若运-20换装效率为60%的新发动机后，一架运-20每飞行100km，可节约航空煤油约为___________t（保留1位小数）。

三、作图题

10．（2020·新疆·统考中考真题）请在图中画出动力F的力臂。

(       )

11．（2022·新疆·统考中考真题）请在图中画出木棒此时所受重力的示意图以及重力的力臂（O点为转轴，O´点为木棒的重心）。

四、综合题

12．（2022·新疆·统考中考真题）中国“人造太阳”——大型核实验装置（ EAST）取得重大突破，奠定了我国在核聚变研究领域的世界领先地位。

（1）EAST利用氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核，同时释放出巨大的核能。这与我国正在运行的核电站获得核能的方式___________（填“相同”或“不同”）。结合成氦原子核时，带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电___________（填“引”或“斥”）力。 在利用核能过程中，能量的转移和转化具有___________（填“ 方向”或“可逆”）性。

（2）EAST装置中，超导线圈中的强大___________（ 填“电压”或“电流”）产生强磁场，氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向始终与磁力方向垂直。磁力对氘、氚原子核___________（填“做功”或“不做功”），该过程___________（填“能”或“不能”）说明磁力可以改变物体的运动状态。

参考答案：

1．C

【详解】羽毛球在空中从A到B飞行的过程中，由于空气阻力的存在，机械能不守恒，故机械能减小。又因为羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，故重力势能减小，故ABD不符合题意；C符合题意。

故选C。

2．A

【详解】物体克服重力做的功为有用功

绳子拉力做的功为总功

则滑轮组的机械效率

故A正确，BCD错误。

故选A。

3．C

【详解】由题意可知，在用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，剪刀与没有剪断的纸，接触位置在不断向前移动，支点是剪刀中间那个位置，那么纸对剪刀的作用力是阻力，这个力的力臂是阻力臂，从图中可以看到，阻力臂在不断变大，即l阻变大，这个阻力可以看作是大小不变，人手在剪刀上出的力是动力，对应的是动力臂，从图中可以看到，动力臂大小不变，这个缓慢剪断的过程中，可把剪刀看作处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件，可得

大小不变，在变大，大小不变，则在变大。

故选C。

4．A

【详解】AB．某运动员在腾空后上升的过程中，质量不变，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增大，动能转化为重力势能，故A正确，B错误；

CD．因为不计空气阻力，所以机械能守恒，即动能与重力势之和不变，故CD错误。

故选A。

5．C

【详解】设斜面高为h，则斜面长s=4h，物体在斜面上匀速下滑过程中克服重力做的功W有=Gh，由题意知重力做的功和克服阻力做的功相等，即

fs=Gh

用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时所做的总功

W总=W额+W有=fs+Gh=2Gh

斜面的机械效率为

故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

6．     等于     小     1.44×105     右     交流     分区段

【详解】(1)[1]质量是对物体惯性大小的量度，故悬浮后列车的惯性等于悬浮前的惯性。

[2]由于磁悬浮列车与轨道不接触，没有轮轨噪声，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声小。

[3]列车以600 km/h的速度匀速行驶时，牵引力与所受摩擦力大小相等、方向相反，不计能量损失时，即由功率公式

可知牵引力为

(2)[4]根据磁场同极相吸、异极相斥特点，列车受到的力方向向右，故图中列车在磁力作用下正在向右行驶。

[5]要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通交流电，通过不断变换电流方向实现磁场方向的改变。

[6]为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电，可仅需在列车正在通过或将要通过的一段铁轨上供电。

7．     具有     增大     七     不能     凝华     放出     等于     765

【详解】（1）[1]物体的惯性只与物体的质量有关，“祝融号”火星车在火星上依然有质量，所以“祝融号”火星车在火星上具有惯性。

[2]匀速爬坡时，“祝融号”火星车的质量和速度不变，所以动能不变，高度变高，所以重力势能变大，所以“祝融号”火星车的机械能增大。

[3]自然界中的太阳光是七种色光混合而成的，所以照射在“祝融号”上的太阳光是由七种色光混合而成的。

（2）[4]指南针是依据磁场工作的，由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上不能使用指南针辨别方向。

[5][6]二氧化碳常温下处于气态，变为干冰是由气态变为固态，所以火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳凝华形成的，凝华过程放出热量。

（3）[7]设提升重物的质量为m1，动滑轮的总质量为m2，重物上升的高度为h，所以该滑轮组在地球上的机械效率为

该滑轮组在火星上的机械效率为

由于物体的质量不随空间位置的变化而变化，所以该滑轮组在地球上的机械效率等于在火星上的机械效率。

[8]由题，若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，则

在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压等于15 mm水银柱产生的压强，即火星上的大气压为

8．     380     电弧     必须     18     大于     7. 5

【详解】（1）[1]我国工厂用的动力电路的电压是380V，而且电动扶梯的电动机额定电压与工厂用的动力电路的电压相同，则电动扶梯其电动机的额定电压是380V。

[2]由于人没有接触带电的导线，那么一般情况下，人在该高电压下发生的触电事故为电弧触电。

[3]该电动机有金属外壳，为了防止漏电后，导致金属外壳带电而发生触电事故，该电动机工作时外壳必须接地。

（2）[4]由题意可知，该商场每层楼的高度为4.5m，电动扶梯与水平面的夹角为30°，那么电动扶梯从一楼移动到二楼所经过的路程

电动扶梯从一楼移动到二楼所经过的路程是9.0m，电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s，则根据速度公式可知，乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间

乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间是18s。

[5]按照规定，电动扶梯的扶手的速度可以略大于0.50m/s。

[6]由于电动扶梯上行时，是匀速运行，电动机的牵引力大小等于这些人的重力在扶梯运行方向上的力的大小，该电动扶梯上最多可同时站立45人，每个人的质量按60kg计算，则这些人的总质量

这些人的总重力

则电动机的牵引力

电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s，匀速运行，则该电动扶梯功率

5kW的电动机功率不够大，7.5W的电动机功率合适，15kW的电动机过大，则应选择额定功率为7.5kW的电动机。

9．     能量     声源     无线电波     1×1012     50     0.2

【详解】（1）[1]因为运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，所以这能说明声音可以传递能量。

[2]运-20设计师通过改进发动机的结构，减小发动机产生的轰鸣声，这是实现从声源处减弱噪声。

[3]无线电波是电磁波的一种，适合在空气中远距离传播，而超声波在空气中远距离传播损耗较大，且超出了人耳的听觉范围，不能被听到，所以，飞行员与塔台之间的通话，是通过无线电波联系的。

（2）[4]飞机飞行时，受到的牵引力等于阻力，大小为

F牵=f=2.5×105N

该过程中飞机发动机的推力做的功

W=F牵s=2.5×105N×4000×103m=1×1012J

[5]消耗航空煤油放出的热量

发动机的效率

[6]运-20飞行100km推力做的功

W′=F牵s′=2.5×105N×100×103m=2.5×1010J

运-20发动机的效率为50%时消耗的航空煤油

运-20换装效率为60%的新发动机时消耗的航空煤油

所以节约航空煤油质量

10．

【详解】过支点O做力F作用线的垂线段，即为力F的力臂L，如图所示

11．

【详解】重力的方向竖直向下，过重心O作重力示意图。从支点O向重力作用线作垂线段即为力臂l，如下图

12．     不同     斥力     方向     电流     不做功     能

【详解】（1）[1]核电站是利用核能发电，利用了核裂变原理。它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应，是可加控制的。与氘、氚原子核，在超高温下结合成氦原子核的核聚变方式不同。

[2]由于同种电荷相互排斥，故带正电的氘、氚原子核间具有很强的静电斥力。

[3]能量转化具有方向性，在利用能量的过程中有能量耗散，耗散的能量不可再利用，所以我们要节约能源。

（2）[4]奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场，EAST装置中，超导线圈中的强大电流产生强磁场，强磁场产生强磁力约束氘、氚原子核在真空室的环形轨道内运动。

[5]由材料知，氘、氚原子核运动方向始终与磁力方向垂直，没有在磁力方向上移动距离，故磁力对氘、氚原子核不做功。

[6]氘、氚原子核在磁力作用下被约束在真空室的环形轨道内运动，运动方向时刻在变化，故该过程能说明磁力可以改变物体的运动状态。