全国各地备战中考物理分类功和机械能问题综合题汇编及答案解析.docx

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全国各地备战中考物理分类功和机械能问题综合题汇编及答案解析

一、初中物理功和机械能问题

1.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F.物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP,功率分别为PMN、POP,则

A.WMN

B.WMN>WOP

C.PMN>POP

D.PMN

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,由图可得MN的距离等于OP的距离,根据功的公式W=FS可知:

在F相同和S相同的情况下,W应该相同,所以AB均错误;在做功相同时,MN段所用时间是OP段时间的2倍,根据P=W/t,得出PMN

2.下列说法中正确的是(  )

A.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力对它做了功

B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手的拉力对水桶做了功

C.用手从地面提起水桶,手的拉力对水桶做了功

D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,推力在这个过程中对汽车做了功

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力已经不存在了,推力对它没有做功,A错误;

B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手的拉力是竖直向上的,水桶在竖直方向上没有移动距离,即水桶在拉力的方向上没有移动距离,那么手的拉力对水桶没有做功,B错误;

C.用手从地面提起水桶,手的拉力是向上的,水桶在拉力的方向上移动了距离,所以手的拉力对水桶做了功,C正确;

D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,汽车在推力的方向上没有移动距离,那么推力在这个过程中对汽车没有做功,D错误。

故选C。

3.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起。

它的部分运动轨迹如图所示.下列说法正确的是

A.皮球经过同一高度A、B两点时,动能相等

B.皮球第一次反弹后到达最高点P时,动能为零

C.皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能

D.若将皮球表面涂黑,则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑

【答案】D

【解析】

【详解】

A.由图可知,每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小,在A点的机械能大于在B点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,在A、B两点高度相同则重力势能相同,所以在A点的动能大于在B点的动能;故A错误。

B.从轨迹来看,小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。

小球在最高点时,竖直方向速度为零,但是仍然能往右运动,说明小球还具有水平方向速度,动能不为零;故B错误。

C.每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小。

在C点在在D点之前,故在D点的机械能小于在C点的机械能;故C错误。

D.弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大。

在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零,又因为小球在M点机械能大于N点机械能,故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能,故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑;故D正确。

4.工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。

在此过程中下列说法不正确的是()

A.绳子自由端沿水平方向移动了4mB.物体受到的拉力为750N

C.拉力F的功率为375WD.该滑轮组的机械效率一定小于100%

【答案】B

【解析】

【分析】

(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据

求出绳子自由端沿水平方向移动;

(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,二力的大小相等,根据

求出物体受到的拉力;

(3)根据

求出拉力F做的功,根据

求出拉力F的功率;

(4)任何机械效率一定小于100%。

【详解】

A.由图可知,n=2,则绳子自由端沿水平方向移动的距离

故A正确,不符合题意;

B.物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态,物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,则物体受到的拉力

故B错误,符合题意;

C.拉力F做的功

则拉力F的功率

故C正确,不符合题意;

D.该滑轮组克服摩擦做额外功,故该滑轮组的机械效率一定小于100%,故D正确,不符合题意。

故选B。

5.如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象.下列说法正确的是()

A.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等

B.木块第1次受到的拉力较大

C.木块两次的动能一样多

D.两次拉力对木块做的功一样多

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

AB.从图象上可以看出,木块两次都是作匀速直线运动,而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。

因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变,则两次滑动摩擦力大小不变,所以两次木块受到的拉力相等,故A选项正确,B选项错误;

C.从图中可以看出第一次木块运动的速度较大,而木块的质量不变,所以第一次木块具有的动能多,故C选项错误;

D.从图中可以看出,在相同拉力作用下,木块两次运动的距离不同,所以木块两次所做的功不同,故D选项错误。

故选A。

6.在雄壮的国歌声中,升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端,下面分析正确的是()

A.缓缓上升,动能转化为重力势能

B.升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下

C.他对国旗做功的功率最接近于1W

D.旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的

【答案】C

【解析】

【分析】

(1)影响动能的因素是质量和速度;影响重力势能的因素是质量和高度;在一定条件下,动能和势能可以相互转化;

(2)两个物体发生相对运动时,摩擦力方向与相对运动的方向相反;

(3)已知国旗重力,估计出旗杆高度,可以得到克服旗杆重力做的功;功与时间之比为功率;

(4)定滑轮的本质是等臂杠杆,所以不能省力。

【详解】

A.国旗匀速上升过程中,速度不变,质量不变,则动能不变,高度增大,国旗的重力势能逐渐增大,没有动能转化为重力势能,故A错误;

B.由于力的作用是相互的,升旗同学向下拉绳,升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上,故B错误;

C.已知国旗的重力5N,旗杆大约10m高,克服国旗的重力做功为

国歌的演奏一遍的标准时间是50秒,他对国旗做功的功率最接近于

故C正确;

D.国旗杆上的滑轮为定滑轮,则利用定滑轮升国旗,可以改变施力的方向但不能省力,故D错误。

故选C。

7.2019年5月17日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。

下列说法错误的是()

A.运载火箭加速上升过程中,重力势能变小,动能增大

B.运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的

C.北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用

D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时,动能变小,机械能守恒

【答案】A

【解析】

【分析】

物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大;物体间力的作用是相互的;物体受平衡力的作用处于平衡状态;在太空中,卫星绕地球运动时,没有阻力作用,没有克服摩擦做功,机械能守恒。

【详解】

A.火箭上升过程中高度增大,重力势能增大,速度增大,动能增大,故A错误,符合题意;

B.火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力,空气给火箭以反作用力,是利用了物体间力的作用是相互的,故B正确,不符合题意;

C.火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变,故受到非平衡力的作用,故C正确,不符合题意;

D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时,速度减小,高度增加,所以动能减小,势能增加;北斗卫星在地球大气层外运行,不受空气阻力的作用,只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒,故D正确,不符合题意。

故选A。

8.一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,小石块的重力势能Ep随着时间的变化图像可能是(  )

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

由题意可知,不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,石块做加速运动,石块在相同时间内下降的速度越来越大,石块所处的高度减小得越来越快,石块的重力势能Ep减小得越来越快,符合这一规律的只有C图,而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢,故D错误。

故选C。

9.如左图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其推力大小随时间变化的图像(F-t图像)和物体速度大小随时间变化的图像(v-t图像)分别如图所示,下列说法正确的是(  )

A.当t=1s时,物体处于静止状态,摩擦力为0N

B.当t=3s时,物体受到的摩擦力是3N

C.在匀速直线运动阶段,拉力F做的功是16J

D.2~4s内,物体的机械能保持不变

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.由v-t图像可知,0~2s时物体的速度大小为零,即t=1s时物体处于静止状态;此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等;由F-t图像可知,t=1s时,F=1N,则此时的摩擦力

故A错误;

B.由v-t图像可知,4~6s时,物体匀速运动;由F-t图像可知,此时的推力F′=2N;由于摩擦力与推力F是一对平衡力,所以此时的摩擦力

2~4s内,物体做加速运动,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变(与匀速运动时的摩擦力大小相等),仍为2N,故B错误;

C.在4~6s时,物体匀速运动,通过的路程

拉力F做的功

故C正确;

D.2~4s内,物体做加速运动,速度增加,动能增加,高度不变,重力势能不变,则物体的机械能增加,故D错误。

故选C。

10.一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼,他上楼过程中克服重力所做的功可能为

A.60JB.600JC.6000JD.0000J

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

上楼过程中要克服重力所做的功,根据题意知道,该同学的质量是50kg,所以体重是:

G=mg=500N,楼层高度越是3m,一楼走到五楼的高度大约是:

h=4×3m=120m,所以,上楼过程中克服重力所做的功是:

W=Gh=500N×12m=6000J,故选C.

【点睛】

本题考查的是做功的计算,关键是公式的应用,重点是对楼层的估测,难度不大.

11.如图所示,质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他起跳时的重心高出h,则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功

A.都必须大于mgh

B.都不一定大于mgh

C.用背越式不一定大于mgh,用跨越式必须大于mgh

D.用背越式必须大于mgh,用跨越式不一定大于mgh

【答案】C

【解析】

【详解】

从起跳后至越过横杆的过程中,跨越式跳高时重心在横杆的上面,故跨越式跳高时运动员克服重力所做的功一定大于

,而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面,可以在横杆的下面,故其克服重力的功不一定大于

,也可以小于

,也可以等

,故ABD错误,C正确。

故选C。

12.月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑,关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是(  )

A.陨石的质量B.陨石的撞击速度C.被撞处的硬度D.被撞处是否在阴影中

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A.陨石的质量越大,在速度相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑就会越大,因此这一猜测合理,故A不符合题意;

B.陨石的撞击速度越大,在质量相同时动能就越大,在撞击时做功越多,所以造成的坑会越大,因此这一猜测合理,故B不符合题意;

C.被撞处的硬度越大,越不容易形变,相反,被撞处的硬度越小,则越容易形变,所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小,因此这一猜想合理,故C不符合题意;

D.被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同,故与之无关,因此这一猜测不合理,故D符合题意;

故选D。

13.如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是()

A.在a到b的过程中,运动员对铅球做了功

B.在b到c的过程中,运动员对铅球没有做功

C.在c到d的过程中,没有力对铅球做功

D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

图中从a到b过程中,运动员对铅球施加了力,铅球在力的方向上通过距离,故运动员对铅球做了功,A说法正确;从b到c过程中,铅球虽然运动了一段距离,但运动员对铅球没有施加力的作用,故运动员对铅球没有做功,B说法正确;从c到d的过程中,铅球受到重力的作用,铅球在重力方向上通过一段距离,故重力对铅球做功,C说法错误;从a到d的过程中,铅球的运动方向随时改变,故铅球的运动状态在不断改变,D说法正确;答案选C.

14.如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞。

将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。

做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。

下列说法正确的是(  )

A.罐子从斜面滚下,重力势能只转化为动能

B.罐子从斜面滚下的过程中,只有动能和弹性势能的相互转化

C.因为能量之间可以相互转化,所以罐子滚下后可能再次滚上斜面

D.如果水平面是光滑的,则罐子会一直滚动下去

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.罐子从斜面滚下,要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能,故A错误;

B.罐子从斜面滚下的过程中,重力势能转化为动能和内能,故B错误;

C.罐子从不太陡的斜面上滚下,罐子的高度减小,速度先增大后减小,橡皮筋的弹性形变逐渐增大,则罐子的重力势能减小,动能先增大后减小,橡皮筋的弹性势能增大,即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能;发生形变的橡皮筋由于要恢复原状,故罐子可能再次滚上斜面,故C正确;

D.罐子在滚动的过程中,由于和斜面之间存在摩擦,机械能会转化为内能,所以整个罐子的机械能不守恒,机械能会逐渐变小,最终罐子会停止运动,故D错误。

故选C。

15.如图所示的滑轮组,绳子的末端缠绕在电动机上,电动机转动将下方钩码匀速提起。

如果加快电动机的转速,则后一次提升与前一次相比(  )

A.功率增大、机械效率增大B.功率增大、机械效率不变

C.功率不变、机械效率不变D.功率不变、机械效率增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

前后两次的滑轮组是同一个滑轮组,则做的有用功、额外功、总功不变,则机械效率不变;加快电动机的转速,则物体提升的速度增大,若两次提升高度相同,则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间,根据

可知,功率变大。

故ACD错误,B正确。

故选B。

16.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。

已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。

若人以0.6m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库。

人拉货物的过程中,分析正确的是(  )

A.货物移动距离为20mB.工人的拉力为400N

C.工人做的有用功为

D.工人拉力的功率为360W

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.从图中可以看到,两条绳子托着动滑轮,人以0.6m/s的速度匀速前行,那么货物的速度是0.3m/s,经100s货物移动距离为

货物移动距离为30m,A错误;

B.由题意可知,货物的重力

其摩擦力

由于货物匀速前行,绳对货物的拉力

滑轮组的机械效率为75%,可得到

解得

,工人的拉力为400N,B正确;

C.货物移动距离为30m,绳对货物的拉力为600N,则工人做的有用功为

工人做的有用功为

,C错误;

D.由于人以0.6m/s的速度匀速前行,工人的拉力为400N,工人拉力的功率为

工人拉力的功率为240W,D错误。

故选B。

17.如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。

已知AC间的高度差为h,若整个过程中不计能量损耗,下列说法正确的是(  )

A.从A位置到B位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能

B.在此过程中弹簧的弹性势能增加量为Gh

C.小球到达B点时,小球的重力大于弹簧的弹力,所以小球继续下落

D.B位置到C位置的过程中铁球所受的重力大于弹簧所施加的弹力

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.从A位置到B位置,铁球质量不变,高度减小,铁球重力势能减小;该过程铁球速度增大,铁球动能增大;该过程弹簧形变量增大,弹簧弹性势能增大。

若整个过程中不计能量损耗,则铁球的重力势能转化为铁球的动能和弹簧的弹性势能。

故A错误;

B.从A位置到C位置,铁球的重力做功

因为从A位置开始向下运动的过程中,重力势能转化为动能,动能又转化为弹性势能,整个过程中不计能量损耗,所以,根据机械能守恒定律可知,弹簧的弹性势能增加量为

故B正确;

C.从A位置到B位置,小球重力大于弹簧弹力,小球受合力方向向下,小球速度方向向下,小球受合力方向与速度方向相同,小球竖直向下做加速运动,该过程中,小球重力不变,弹簧形变量增大,弹力增大,小球受向下合力变小,小球到达B位置时,小球受合力为零,即小球重力等于弹簧弹力,速度最大;从B位置到C位置,小球继续下落,是因为小球具有惯性,保持原来运动状态不变,故C错误;

D.从B位置到C位置,该过程弹簧形变量继续增大,弹簧弹力继续增大,大于小球重力,小球受合力方向向上,小球速度方向向下,小球受合力方向与速度方向相反,小球做减速运动,C位置小球速度为零,故D错误。

故选B。

18.小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动.他先在地面上用台秤称得自己的体重为500N,再将台秤移至电梯内,电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11s时停止,测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示,则

A.0~2s的过程中,小明的动能不变

B.2s~10s的过程中,小明的重力势能转化为动能

C.10s~11s的过程中,小明的机械能不断减小

D.0~11s的过程中,小明的机械能不断增大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.0~2s的过程中,小明由静止开始下降,所以小明的动能增大,故A错误;

B.2s~10s的过程中,小明在匀速下降,重力势能减小,但动能不变,故B错误;

C.10s~11s的过程中,小明在做减速运动,故动能减小,同时小明是在下降,高度是在降低的,所以重力势能在减小,故小明的机械能不断减小,C正确;

D.0~11s的过程中,小明下降了一段距离,重力势能减小,所以机械能不断减小,故D错误;

故选C.

19.下例各情况中,关于做功的说法错误的是

A.

某同学用力将石块向前移动一点,他推石块的力做了功

B.

人推着小车沿斜面进入车厢,她推车的力做了功

C.

人头顶物体在水平地面上匀速前进,她顶物体的力做了功

D.

某同学从滑梯上滑下,重力做了功

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.某同学用力将石块向前移动一点,有力作用在石块上,石块在力的方向上通过了距离,所以他推石块的力做了功,故A正确不符合题意;

B.人推着小车沿斜面进入车厢,有力作用在小车上,小车在力的方向上通过了距离,所以他推小车的力做了功,故B正确不符合题意;

C.人头顶物体在水平地面上匀速前进,力的方向向上,距离的方向向前,二者相互垂直,所以她顶物体的力不做功,故C错误符合题意;

D.某同学从滑梯上滑下,在重力的方向的通过了距离,所以重力对人做了功,故D正确不符合题意.

20.下列关于做功和功率的说法中正确的是(  )

A.有力作用在物体上,力一定对物体做功B.物体对外做功越多,功率就越大

C.在光滑水平面上做匀速直线运动的物体,功率为零D.物体受到的作用力越大,力对物体做功就越多

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.有力作用在物体上,没有通过距离,力对物体没有做功,故A错误;

B.根据

可知,功率大小同时跟做功多少和做功时间有关,因此做功越多,功率不一定越大,故B错误;

C.在光滑的水平面上,物体依靠物体的惯性做匀速直线运动,水平方向上没有受到力的作用,没有力对物体做功,因此功率为零,故C正确;

D.力对物体做功大小

,做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关,故D错误。

故选C。

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