中考新题型力学部分（四）
1、斜面是一种简单机械，生活中经常用到它. 工人师傅小波和小新分别用如图所示的甲、乙两种方法，将同样的物体搬上车，下列说法正确的是( )
A．甲方法不可以省力，但能省功
B．甲方法可以省力，也能省功
C．乙方法可以省力，但不能省功
D．乙方法可以省力，也能省功
（1）小李同学在测斜面机械效率的实验中，使用图a所示的装置，他将木块从斜面底部用弹簧测力计沿斜面方向匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图b所示，请将在下面的表格中填上有关数据。
| 木块重 G/N | 斜面高 h/m | 沿斜面的拉力F/N | 斜面长 s/m | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 机械效率 η |
| 2 | 0.2 | 0.5 |
（2） 小李同学认为摩擦是影响斜面机械效率的重要因素，为提高斜面的机械效率，他用小车代替木块重做上面的实验，并采取其它措施减小摩擦力的影响，分别将小车沿不同长度的斜面拉上同一高度，记录的数据如下表：
| 小车重 G/N | 斜面高 h/m | 沿斜面的拉力F/N | 斜面长 s/m | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 机械效率 η |
| 6 | 0.2 | 2.5 | 0.5 | 1.2 | 1.25 | 96% |
| 6 | 0.2 | 1.3 | 1 | 1.2 | 1.3 | 92% |
| 6 | 0.2 | 0.9 | 1.5 | 1.2 | 1.35 | 89% |
通过对上面数据的分析可得出：
使用斜面时越省力就越要 移动距离。若忽略摩擦，小车重G、斜面高h、沿斜面方向的拉力F、斜面长s这几个量的关系是： 。
答案：C
（1）
| 木块重 G/N | 斜面高 h/m | 沿斜面的拉力F/N | 斜面长 s/m | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 机械效率 η |
| 2 | 0.2 | 1 | 0.5 | 0.4 | 0.5 | 80% |
（2） 多 Fs=Gh
2、课题：研究与力有关的现象
⑴．为了研究物体不受力时的运动情况，小组回顾了真空是否传声的探究：
把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出罩内的空气，使玻璃罩内的空气越来越稀薄，发现闹钟的声音越来越小。进一步推断，当罩内完全没有空气时，声音将完全_______。
⑵ .小组类比声音的研究方法，进行了如下的实验：
小李让成5N 的小车沿斜面从同一高度自由滑下，让它以相同的初速度v0 在不同的平面上向前运动，得到如下实验记录，其中有1处未完成，请你在表格中补充完整：
| 表面 | 毛巾 | 棉布 | 木板 |
| 摩擦力 | 最大 | 较大 | 最小 |
| 小车运动距离 | 最近 | 较远 | 最远 |
| 小车运动时间/s | 4 | 6 | 8 |
| 小车速度变化 | 速度从v0均变为0 | ||
①由此推断，当摩擦力为零时，小车在水平方向上所受力为 ，将做 运动。
②小张还由此反向推断：小车在水平方向上受到的摩擦力越大，速度变化越大。她的说法不正确，请你帮她将错误之处圈出来，并在其下方改正。
⑶. 小马用如图滑轮组抬高重5N 的小车.若不考虑摩擦和绳重，请你计算下列问题：
①若不计动滑轮重量，绳子自由端弹簧测力计的示数是多大？
②若考虑动滑轮重量，此时弹簧侧力计的示数是2.5N ，则该
滑轮组的机械效率是多大？
③当动滑轮总重超过多少时，使用该滑轮组提该小车不再省力？
⑷．某弹簧测力计量程为5N ，若想用它来称量重约为15N的重物，应怎样来称量？手边现有铅笔一支、铁钉一个、铁丝一段，请你说明称量方法及其物理原理。（不计器材自重和摩擦）
答案：（1）消失 （2）①零；匀速直线运动 ②大；快(或相同时间内速度大)
（3）1.25；50%；15N （4）略
3、小明学过机械效率后，提出了一个问题：“斜面的倾斜程度与斜面的机械效率有没有关系？”.针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，如图，并记录实验数据如下：
| 实验 次数 | 斜面的 倾斜程 度 | 物体重 G/N | 物体上 升高度 h/m | 沿斜面 拉力 F/N | 物体移 动距离 S/m | 有用功 W有/J | 总功 W总/J | 机械效 率 |
| 1 | 较缓 | 5.0 | 0.1 | 1.6 | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 63% |
| 2 | 较陡 | 5.0 | 0.15 | 2.2 | 0.5 | 0.75 | 1.1 | 68% |
| 3 | 最陡 | 5.0 | 0.25 | 3.1 | 0.5 |
(1) 第3次实验添入表格中的数据：有用功为 J，
(2) 通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 ；
(3) 通过对上述实验数据的分析，你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：
(4) 如果小明还想要探究斜面机械效率与物重的关系，实验时应控制哪些条件不变？
.
答案：（1） 1.25 1.55, 81%或80.6%
（2） 费力 或不省力
（3）在其它条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率越高
（4）斜面的倾斜程度、斜面与物体接触面的粗糙程度
4、某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件。已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F＝1700N。（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：
（1）工件的质量是多少？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？
（2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？
（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因。
答案：(1)m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg
F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N
(2)F=G-F浮=mg-F浮=560kg×10N/kg-1600N=5600N-1600N=4000N
η=(W有用/W总)×100%=(F′×h)/(F×s)×100%=(F′×h)/(F×3h)×100%=(4000N/1700N×3)×100%=78.43%
(3) η将变大
η=W有用/(W有用+W额) ×100%，W有用增大，而W额不变，所以η变大
5、超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强。工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。下表是某高压水切割机技术参数：
| 型号 | 压强 (MPa) | 喷嘴横截面积(m)2 | 排量 (L/min) | 油泵电机功率 (kw) | 换向方式 | 电源 (V) |
| 2230 | 300 | 5×10-8 | 2.7 | 22．5 | 电子 | 380 |
表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升。1MPa=106Pa, 1L＝1×10－3m3.求：
(1)“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种。高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的 ，加入磨料后切割能力大大提高了是因为 ，
（2）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？
（3）高压水切割机的切割效率？
答案(1) 动能； 速度一定时流体的质量增加从而动能增大
（2）喷出水流横截面积S=5×10-8m2
由p=
得:F=pS=300×106×5×10-8N=15N
(3) 解法一： 排量Q=
水喷射速度 υ=
水刀有效功率P/ =Fυ=15×9×102W=1.35×104W=13.5 KW
切割效率 
解法二：
水刀有效功率 
……①
而排量
……②
又 F=pS …③
由①②③得：
切割效率 
6、阅读下面的短文，然后解答后面的问题：
植物是我们的好朋友，它们与我们的生活息息相关，每一种植物都具有蒸腾作用.植物的蒸腾作用是一个水分的运输和散失的过程.蒸腾过程如下：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→叶肉细胞→气孔→大气.蒸腾作用对植物体具有重要的意义：①降低植物的温度，②促进根吸收水分，③促进水分和无机盐的运输.植物一天中蒸腾作用的变化规律是：日出后，蒸腾作用随之增强，到午后三时左右达到最高峰，三时以后，植物体内的水分减少，气孔逐渐关闭，蒸腾作用随之下降，日落后蒸腾作用降到最低点.
(1)你认为蒸腾作用能降低植物及其周围环境的温度的物理原理是
；
(2)根据短文，影响植物蒸腾作用强弱的因素有： ；
(3)设一棵树的树叶平均高度为5m，它一生中共蒸腾了200t水，请计算这棵树对这些水所做的功(g=10N/Kg).
答案：(1)液体蒸发吸热具有致冷作用；(2)光线强弱、温度高低等；
(3)W =Gh=mgh=200×103kg×10N/kg×5m=107J.
7、我们玩溜溜球时发现，如果不用力将球向下掷出，球就不能自动回到手中．同样在做如图所示的实验时，也会发现摆球每次上升的高度都比前一次要低些，这是因为________________________________________________________________
某同学在探究“物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作：
步骤一：让铁球甲从斜面F点滚下打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置B。
步骤二：让铁球甲从斜面E点滚下，打到相同的小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置C。
步骤三：换一铁球乙（m乙﹥m甲）从斜面上F点滚下，打到相同的小木块上，推动木块从位置A移动到位置D
分析步骤一、二，得出的结论是：_________________________________________________ .
分析步骤一、三，得出的结论是：__________________________________.
答案：分析步骤一、二，得出的结论是：质量一定的物体，速度越大，动能越大（或质量一定的物体，动能和速度有关）
分析步骤一、三，得出的结论是：速度相同的物体，质量越大，动能越大（或速度相同的物体，动能和质量有关）
8、为纪念伟大的物理学家爱因斯坦在100年前完成的三项重大科学发现，联合国把2005年定为“国际物理年”．在纪念活动中，小利同学将他近期发明的令人称奇的“关门装置”(如下图)展示给大家。
（1）根据图中场景，请你从A．B．C．D．E、F、G中任选三个环节，指出各自涉及的物理知识。
(2)要保证“关门装置”能顺利工作，各环节的设计应符合一定的要求。请你针对其中的两个环节，谈谈设计时要注意的问题。
答案：本图中共有七个环节，在此以A为例做答案
（1）在图中的A环节，小孩剪断线后，由于受到的浮力大于重力，气球将上升而碰撞转板一端，使其发生倾斜。
各环节涉及的物理知识有：A．浮力 B．杠杆 C．减小摩擦 D．重力势能转化为动能 E．重力势能转化为动能 F．杠杆 G．机械能转移
(2)在环节A中，氢气球对转板的作用力应足够大，才能使转板转动。
9、驱车沿武汉绕城公路（简称外环）行进，会看到全长188km的现代化高速公路两侧，各有100m宽号称“中华第一环”的武汉环城森林生态绿带。
（1）专家测算，环城绿化带树苗长成浓荫后，绿化带常年涵养水源泉相当于一座容积为1.14×107m3的中型水库，由于水的比热容大，能使武汉城区夏季高温下降1℃以上，有效缓解日益严重的“热岛效应”。若这个“水库”水温升高1℃所吸收的热量完全被质量相等的干泥土吸收，可使干泥土温度上升 ℃。［C泥土＝0.84×103J/（㎏·℃）,C水＝4.2×103J/（㎏·℃）］
（2）噪声是当代社会的公害之一，它是由发声体的 产生的，有资料显示，噪声每经过一条100m宽的林带可降低20－25分贝，从减弱噪声的途径看，这是在
中降低噪声的。
（3）“外环”全线贯通后，小刚全家利用星期日乘车沿“外环”观光，假如车中“速度计”的示数如下图所示，他们沿“外环”游玩一周所用的时间为 h。途中小刚用“傻瓜相机”在同一地点对同一景物拍下了两幅照片，如图所示，拍摄 照片时，镜头景物远一些。
答案：（1）5；（2）振动；传播过程；（3）3.76;乙。
10、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
(3)汽油机的功率．
答案：(1)燃气对活塞的平均压力：
F=Ps=9.O×105Pa×30×10-4m2=2.7×103N
(2)燃气对活塞做的功：W=FS=2.7×103N×50×10-3 m=135J
(3)1分钟内燃气对活塞做功的次数：n=1800／2=900
汽油机的功率：P=W 总／t=135×900 J／60 s=2025W
地区的平均风速是6m／s，已知空气的密度是1.2kg／m3．此地有一风车，它的车叶转动时可以形成面积约为1200m2的圆面，求：
(1)平均1s时间内有多少质量的气流冲击风车车叶形成的圆面?
(2)已知lkg空气以这样的速度运动时具有的动能为18J，假如这个风车能将流过此圆面
内气流动能E动的10％转变为电能．则该风车平均每秒钟发出的电能E电是多少?
答案(1)V =Sl = Svt = 1200m2×6m／s× 1s = 7200m3
m = ρV = 1.2 kg／m3× 7200m3 = 8640 kg
(2)E动＝8640× 18J = 155520J)
E电＝ηE动= lO％×155520J ＝ 15552J
11、杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用65℃的热水100kg)，参加“探究性学习”活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器.这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15℃升高到65℃.
(1)若液化石油气的热值为8.0×107J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？[液化石油气燃烧放热的70%被水吸收、C水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？(至少写出两点)
答案：(1)Q吸=Cm(t-t0) =4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(65℃-15℃)=2.1×107J，由题意得
=0.375kg
(2)答：优点有：①无污染 ②安全 ③光能取之不尽
12、阅读图文，回答问题。
与 伟 大 同 行
这是一个著名物理学家发现一个伟大定律的实验装置!仔细观察后回答：
(1)装置中的两个配重的重量不等，释放后大配重下降，小配重上升；通过反复对调左右两个配重，会使动叶轮不停地转动，从而导致热量计中水的温度________(填变化情况)，原因是___________________。实现的能量转化是：_________________。
(2)实验中科学家某次测得了的数据如下：
小配重重力G小=100N，
大配重重量G大=520N
每升降一次配重各自移动的距离h=1m，
热量计中水的质量m=500g，
升降次数与水温变化的关系：
| 升降次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 温度变化/℃ | 0.2 | 0.39 | 0.59 | 0.78 | 0.98 | 1.18 |
通过分析数据，科学家得出了结论：在上述现象中能量是守恒的!请你帮他补出计算、判断过程(只需分析一次实验)：
(3)本实验中的误差主要来源于_______________。
(4)知道吗？那个著名物理学家叫焦耳!那个伟大的定律叫能量守恒!刚才你所经历的正是这个伟大工作的一个缩影。对此谈谈你的感受：______________。
答案（1）水温升高；对水做功，水的内能增加；机械能转化为内能。
（2）W=G·h=420N×1 m=420J；
Q=C·m·(t0— t)
= 4.2×103 J/ kg·℃×0.5×0.01=420J
W=Q
（3）克服摩擦做功消耗一部分能量； （4）略
13、是什么？为什么？怎么做？（WWW）
(1)有人根据古埃及文明发展史推测，描绘了三千多年前古埃及人修建金字塔时的一个场景（图a）. 在这个场景中，运用到的物理知识有：①
；
② .
(2)如图b展示了一个极具想象力的设想，其大意是：
上面水池中的水流下来，冲击叶轮转动；叶轮带动打磨轮和水泵的轴转动；人利用打磨轮打磨工件，同时，运转的水泵又把流到下面水池中的水抽到上面的水池中……，只要一开始在上面水池中注满水，就能通过水的上下循环，使机器不停地工作.
①你认为，上面水池中流下来的水，能否被水泵全部抽送到上面水池中？并说明理由：
.
②这个设想曾得到不少人的赞许，并把这个装置誉为“永动机”.请运用你掌握的知识，说明这个装置是否真能“永动”：
。
(3)如图c是舞台幕帘. 幕帘有两片，其左右两边侧（c、d）两端固定，“帘门”滑环上的两根线(图中a和b)与上方水平牵线连结. 当控制电动机作顺时针旋转时，“帘门”向两侧分开，反之就向中间合拢. 请按上述要求，分别将a和b两个线头连接到上方水平牵线上.
答案：（1）①杠杆原理（或“杠杆”、“省力杠杆”）
②用滚动代替滑动，减小摩擦（或“滚动摩擦力比滑动摩擦力小”、“滚动摩擦小”）
（2）①不能 因为，高处水池中水的重力势能，只有部分转化为叶轮的动能；而叶轮的动能部分用来打磨物体及转动部分摩擦做功，不会全部提供给水泵用来提升水。或简答为“用于水泵提升水的能量只是从上面流下的水的动能的一部分”。
②不能 由于从上面流到下面水池中的水不能全部被抽送到上面的水池中（或“对外做功消耗能量”、“用来打磨物体消耗能量”、“克服装置的摩擦要消耗能量”），上面水池中的
（判断正确得1分；说理正确，得1分）
（3）图略，a接下面的牵线，b接上面的牵线。