中考物理功和机械能问题大题培优 易错 难题附详细答案.docx

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中考物理功和机械能问题大题培优易错难题附详细答案

一、初中物理功和机械能问题

1.如图,用大小相等的拉力F,分别沿斜面和水平面拉木箱,拉力方向和运动方向始终一致,运动时间tab>tcd,运动距离sab=scd,比较两种情况下拉力所做的功和功率()

A.ab段做功较多

B.ab段与cd段的功一样多

C.ab段功率较大

D.ab段与cd段的功率一样大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

拉力大小相等且sab=scd,根据W=Fs可知:

拉力所做的功相同,故A错误,B正确;由于tab>tcd,根据

得:

Pab<Pcd,故C、D错误.

 

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.利用如图所示的滑轮组将重为20N的物体在2s内匀速提升2m,拉力

等于12N。

此过程中,下列说法不正确的是()

A.拉力所做的有用功为40J

B.拉力所做的总功为48J

C.拉力

的功率大小为20W

D.滑轮组的机械效率为

【答案】C

【解析】

【详解】

A.根据公式可得

故A正确,不符合题意;

B.由图可知

根据公式可得

故B正确,不符合题意;

C.拉力的功率

故C错误,符合题意;

D.滑轮组的机械效率

故D正确,不符合题意。

故选C。

4.如图所示,动滑轮的质量为m,所挂重物的质量为M,重物在时间t内被提升的高度为h,不计绳重及摩擦,则(  )

A.滑轮组的机械效率为

B.滑轮组的机械效率为

C.拉力F的功率为

D.拉力F的功率为

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

AB.滑轮组做的有用功为

总功为

滑轮组的机械效率为

故A正确,B错误;

CD.拉力F的功率为

故CD错误。

故选A。

5.一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。

6.甲物体放在光滑的水平面上,乙物体放在粗糙的水平面上,它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s,那么,力F对两物体所做的功(  )

A.甲较多B.乙较多C.相等D.无法确定

【答案】C

【解析】

【分析】

物体受力,且在力的方向上移动距离,力对物体做了功。

【详解】

根据条件,物体受力相同,移动的距离相同,则力对物体做的功相同,故C正确。

故选C。

7.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

8.如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段,则运动员()

A.助跑阶段机械能不变

B.起跳时机械能为零

C.经过最高点时动能最大

D.经过最高点时重力势能最大

【答案】D

【解析】

【分析】

影响动能大小的因素:

质量、速度;质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:

质量、被举的高度;质量越大,高度越大,重力势能就越大;机械能等于动能和势能之和。

【详解】

A.助跑阶段,运动员的质量不变,速度逐渐增大,因此动能增大;运动员的高度不变,则重力势能不变,机械能等于动能和势能的和,动能增大,重力势能不变,所以机械能增大,故A错误;

B.起跳时,运动员的速度达到最大值,动能达到最大值,重力势能不变,机械能达到最大值,故B错误;

C.上升过程中,动能转化为重力势能,所以经过最高点时,动能减小,重力势能最大,故C错误;

D.最高点时,高度达到最大值,因此重力势能也达到最大值,故D正确。

故选D。

【点睛】

影响动能大小的因素有质量和速度,分析动能的变化就是分析质量和速度的变化;影响重力势能的因素是质量和高度,分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。

解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词,从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼,从而分析机械能的变化情况。

9.关于能的概念,以下说法正确的是(  )

A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以子弹具有能

B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,因为小球不能做功,所以小球不具有能

C.甲物体比乙物体的速度大,则甲物体的动能一定比乙物体的动能大

D.甲物体的位置比乙物体的位置高,则甲物体的势能一定比乙物体的势能大

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A.在空中飞行的子弹,因为它能够做功,所以具有能,A正确;

B.悬吊着的小球,从竖直方向拉开一个角度后,尽管小球不能做功,但是它具有一定高度,具有重力势能,B错误;

C.甲物体比乙物体的速度大,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多,那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小,C错误;

D.甲物体的位置比乙物体的位置高,但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小,那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小,D错误。

故选A。

10.如图所示,一个玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中,有哪些机械能发生了转化

A.只有动能和重力势能

B.只有动能和弹性势能

C.只有重力势能和弹性势能

D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化

【答案】D

【解析】

【详解】

根据题意,玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.

首先将弹簧作为一个简单对象考虑,向下翻滚过程中,质量不变,但高度降低了,所以重力势能会减小;

弹簧弹起后,另一端接触斜面时,动能减小,弹性势能增大,且减小的重力势能,会转化弹簧的弹性势能,即弹簧的弹性形变变大;

弹簧弹起时,弹性势能又转化为动能.

所以这个过程中,动能、重力势能和弹性势能都发生了转化,故D正确.

11.如图,一辆电动车在月球表面(月球面附近无大气层)沿着平直轨道行驶,物体M相对于车静止,则以下说法中正确的是(  )

A.电动车动能一定增加

B.M受到的摩擦力一定向右

C.此时小车可能做匀速直线运动

D.若电动车急刹车,M受到的摩擦力一定向左

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.由图中彩旗展开的方向可知,电动车向右加速运动或向左减速运动,所以动能有可能增大也有可能减小,故AC错误;

B.不管电动车是向右加速,还是向左减速,相对车静止的物体M都有向左运动的趋势,所以其受到的摩擦力一定向右,故B正确;

D.若电动车原是向右加速运动的,急刹车时,车的速度减小或停下,而M由于惯性要保持原来的速度向右运动,此时所受的摩擦力应向左,才能让M相对车静止。

若电动车原是向左减速运动的,急刹车时,M物体由于惯性会保持原来的速度继续向左运动,此时所受的摩擦力方向应仍然向右,才能让M相对车静止,故D错误。

故选B。

12.王强同学在探究凸透镜成像的规律后,又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小,在实验中还测出了其中一个透镜的焦距.实验时凸透镜和烛焰的距离保持16cm不变,烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示,由此可推断()

凸透镜

像的性质

倒立

放大

实像

倒立

等大

实像

倒立

缩小

实像

正立

放大

虚像

 

A.甲透镜的焦距最小,乙透镜的焦距是8cm

B.乙透镜的焦距最小,丁透镜的焦距是16cm

C.丙透镜的焦距最小,乙透镜的焦距是8cm

D.丁透镜的焦距最小,甲透镜的焦距是16cm

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据表中数据可知,丁的焦距最大,其次是甲,再次是乙,最小的是丙,根据乙透镜成像情况可知,放在了二倍焦距上,即2f=16cm所以乙透镜的焦距是8cm,C对,所以正确选项为C

13.如图是某山地的等高线图,数字表示海拔高度,其单位是米。

质量是60kg的小凯早上8:

00从A点出发,8:

50到达B点的观景台;质量是50kg的小旋早上7:

40从C点出发,8:

50到达D点的半山亭。

下列说法中正确的是(  )

A.他们对自己做的功一样多

B.小凯的平均功率较小

C.8:

50分时,小旋的动能一定小于小凯的动能

D.8:

50分时,小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A.60kg的小凯从A点到达B点做的功为

质量是50kg的小旋从C点到达D点做的功为

小凯做的功多,故A错误;

B.小凯的运动时间为

平均功率为

小旋的运动时间为

平均功率为

小凯的平均功率较大,故B错误;

C.动能的大小与质量和速度有关,由于不知道8:

50分时的他们的速度,所以无法比较动能的大小,故C错误;

D.重力势能的大小与质量和所处的高度有关,小凯的质量和所处的高度都比小旋的大,所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能,故D正确。

14.建昌一中科学教室有个“逆天”的“锥体上滚”实验,V形轨道两根导轨相距较小那端低,另一端高,静止的双锥体从低端往高端滚(由右向左),小明仔细观察后发现锥体在低端时重心高度h1反而比高端时高度h2要大,下面说法正确是(  )

A.本实验不遵循能量守恒定律

B.双锥体在轨道“低端”(右端)时重力势能最小

C.当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中重力势能转化为动能

D.当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中动能转化为重力势能

【答案】C

【解析】

【详解】

A.自然界中能量是守恒的,本实验也遵循能量守恒定律的,故A错误;

B.由题意可知,锥体重心高度h1比高端时高度h2要大,所以锥体在右端时重力势能大,故B错误

CD.当双锥体从轨道“低端”(右端)向“高端”滚的过程中,重心高度越来越低,重力势能转化为动,故C正确,D错误。

故选C。

15.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。

16.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一重为G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。

通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,则(  )

A.t1时刻小球的动能最大

B.t2时刻小球的动能最大

C.t3时刻小球的重力势能最大

D.t2到t3时间内,小球的动能先增加后减小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A.由图象可知,t1时刻弹力为0,此时小球刚接触弹簧,在重力作用下小球继续做加速运动,动能继续变大,故A错误;

B. t2时刻小球速度为0,此时动能最小,故B错误;

C.t3时刻,此时小球离开弹簧且只受到重力作用,继续向上做减速运动,还未达到最高点,重力势能还会继续增大, 故C错误;

D. t2到t3时间内,小球在弹力的作用下先加速上升,动能变大;当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;继续上升时重力大于弹力,小球做减速运动,动能变小;综上所述t2到t3时间内,小球的动能先变大后减小,故D正确。

故选D。

17.如图所示,重为60牛的物体甲放在水平桌面上,与重为6牛的物体乙用细绳相连,绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。

当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时,下列判断中不正确的是

A.绳拉甲物体的力为6牛

B.甲物体的速度为0.2米/秒

C.5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦

D.绳的拉力做功的功率为1.2W

【答案】C

【解析】

【详解】

A.图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力

F=G乙=6N

故A正确不符合题意;

B.图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v甲=v乙=0.2m/s,故B正确不符合题意;

C.5s内甲物体移动的距离

s=v甲t=0.2m/s×5s=1m

绳的拉力对甲物体做的功

W=Fs=6N×1m=6J

故C错误符合题意;

D.绳的拉力对甲物体做功功率

P=

=

=1.2W

故D正确不符合题意。

18.甲、乙两个物体,分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动.若甲所受的重力是乙的3倍,甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的2倍,甲的运动速度是乙的运动速度的1倍,则拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是

A.1:

12:

1B.2:

11:

1C.3:

22:

3D.3:

23:

2

【答案】B

【解析】

【详解】

由题知两物体受到的拉力之比

F甲:

F乙=2:

1

速度之比:

v甲:

v乙=1:

1

A.若做功之比:

W甲:

W乙=1:

1

因为W=Fs,所以运动路程之比:

s甲:

s乙=

:

=

:

=1:

2

因为v=

速度相同,所用时间与路程成正比:

t甲:

t乙=s甲:

s乙=1:

2

故A不符合题意;

B.若做功之比:

W甲:

W乙=2:

1

因为W=Fs,所以运动路程之比:

s甲:

s乙=

:

=

:

=1:

1

因为v=

速度相同,所用时间与路程成正比:

t甲:

t乙=s甲:

s乙=1:

1

故B符合题意;

CD.若做功之比:

W甲:

W乙=3:

2

因为W=Fs,所以运动路程之比:

s甲:

s乙=

:

=

:

=3:

4

因为v=

速度相同,所用时间与路程成正比:

t甲:

t乙=s甲:

s乙=3:

4

故CD不符合题意。

19.如图甲所示,重为160N的物体在大小为20N,水平向左的拉力F1作用下,沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。

如图乙所示,保持拉力F1不变,用水平向右的拉力F2,拉物体匀速向右运动了1m,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦,则(  )

A.物体向左运动时,拉力F1的功率P1=60W

B.物体与地面之间的摩擦力f=20N

C.物体向右运动时,拉力F2=40N

D.物体向右运动时,拉力F2所做的功W2=80J

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】

A.由图甲可知,绳子承担物体受到的拉力的段数n为2,物体以3m/s的速度做匀速直线运动,在拉力作用下绳子末端的速度为

则物体向左运动时,由

可得拉力F1的功率

故A错误;

B.图甲中物体做匀速直线运动,物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,而绳子承担力的段数n为2,所以物体与地面之间的摩擦力

故B错误;

C.物体向右运动时,由于物体和地面没有改变,则所受摩擦不变,方向向左,同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力,每股绳子的拉力为20N,物体右侧的滑轮为动滑轮,对物体的拉力为2F2,则有

解得F2=40N,故C正确;

D.在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时,物体向右运动时,拉力F2所做的功

故D正确。

故选CD。

 

20.用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体,沿同一水平面做直线运动.第一次拉力为10N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了20J的功;第二次拉力增大为20N,拉力对物体做了48J的功.分析两次做功过程,以下判断正确的是

A.第一次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了1m

B.第一次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了2m

C.第二次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了2.4m

D.第二次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了4.8m

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB.物体在水平面上做匀速直线运动时,在水平方向受拉力和摩擦力作用,并且二力是一对平衡力,故物体受到的拉力:

F=f=10N;

根据W=Fs可知,第一次物体通过的距离

故AB错误;

CD.若增大拉力,而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变,因此,物体受到的摩擦力不变,仍为10N;根据W=Fs可知,第二次物体通过的距离:

故C正确,D错误.

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