中考物理与功和机械能问题有关的压轴题附答案.docx

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中考物理与功和机械能问题有关的压轴题附答案

一、初中物理功和机械能问题

1.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.

2.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。

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.小红在操场上将一皮球抛出,皮球被抛出后的运动轨迹如图所示,a、c两点处于同一高度.则下列判断中正确的是()

A.皮球由a到b时,动能逐渐增大

B.皮球由c到d时,机械能一直减小

C.皮球在b点时的机械能最大

D.皮球在a、c两点时动能相等

【答案】B

【解析】

试题分析:

皮球由a到b时,速度越来越小,所以动能逐渐减小,故A错;皮球由c到d时,要克服摩擦力做功,机械能一直减小,故B正确;皮球在a点时的机械能最大,故C错;皮球在a、c两点时的重力势能相等,而机械能不相等,所以动能不相等,故D错;应选B.

考点:

机械能转化

5.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的O点出发,由静止开始下滑,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以运动到

A.a点B.b点

C.c点D.d点

【答案】C

【解析】

【详解】

本实验中,由于轨道是光滑的,没有摩擦力,所以小球的机械能守恒。

故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以滚到与O点等高的c点,故选C。

6.把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部(如图所示),松手后,乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。

乒乓球在上升的过程中,它的机械能不断增加。

下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是(  )

A.是由水的内能转化来的B.是由水的重力势能转化来的

C.是由乒乓球的内能转化来的D.是由乒乓球的化学能转化来的

【答案】B

【解析】

【分析】

机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关。

【详解】

松手后,乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上,乒乓球上升的过程中,水的重心不断降低,重力势能减小,重力势能转化为乒乓球的机械能。

故选B。

7.在四川抗震救灾现场,一块水泥板质量为0.5t,起重机在5s内把它匀速提高2m,此过程中(g=10N/kg)()

A.起重机对水泥板所做的功为1×104JB.起重机对水泥板所做的功为1×103J

C.起重机提升水泥板的功率为2×102WD.起重机提升水泥板的功率为5×102W

【答案】A

【解析】

【详解】

AB.水泥板的质量

水泥板受到的重力

起重机对水泥板所做的功

故A符合题意、B不符合题意;

CD.起重机对水泥板所做功功率

故C、D不符合题意。

故选A。

8.一位质量约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.

9.举重是我国的优势体育项目,如图所示,运动员需将杠铃举过头顶,等到裁判判定站稳之后才能算成绩有效。

在抓举时,两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起,一位运动员将杠铃举起1.9m,另一位运动员将杠铃举起1.8m。

如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是(  )

A.W1W2C.P1=P2D.P1

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

AB.根据

可得,他们把同样重的杠铃举起,克服杠铃的重力做功,对杠铃所做的功只与被举高的高度有关,高度越大,做功越多,即W1>W2。

故A错误,B正确;

CD.他们用相同时间把同样重的杠铃举起,相同的时间内,做的功越多,功率越大。

由上可知W1>W2,所以P1>P2。

故CD错误。

故选B。

10.今年3月4日,在我市阳新地区下了一场冰雹.已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大,且落地前已做匀速运动.关于冰雹的下落过程,下面说法正确的是()

A.冰雹的重力势能越来越大

B.冰雹的机械能越来越小

C.当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功

D.冰雹受到的空气阻力越来越大,可能大于重力

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A.冰雹下落过程中,高度减小,重力势能越来越小,故A错误;

B.由于冰雹要克服空气阻力做功,机械能会转化为内能,所以其机械能减小,故B正确;

C.当冰雹匀速下落时,冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动,所以空气阻力对冰雹是做功的,故C错误;

D.冰雹在运动过程中,速度变大,阻力变大,当阻力等于重力时,冰雹会做匀速直线运动,速度保持不变,所以阻力不可能大于重力,故D错误.

故选B.

【点睛】

要能从能的转化理解冰雹的机械能变化,因为冰雹下落过程中克服阻力做功,最终转化为内能,所以机械能必定是减小的.

11.如图所示,AC>BC,用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和BC分别将同一重物从底部推到顶端,则此过程中()

A.两次推力做功大小相同

B.两次克服摩擦力做功大小相同

C.两次克服物体重力做功大小相同

D.两个斜面的支持力对物体做功大小不相等

【答案】C

【解析】

【详解】

A.已知AC>BC,则sAC>sBC,由于用相同的推力推物体,则根据

可知:

两次推力做功大小不相同,A项不合题意;

BC.已知将同一重物从底部推到顶端,根据

可知:

两次克服物体重力做功大小相同,选项C符合题意;根据

可知:

两次所做的额外功不同,即克服摩擦力做的功大小不相同;B项不合题意;

D.由于斜面的支持力方向与运动方向垂直,则物体在支持力的方向上没有移动距离,所以,两个斜面的支持力对物体做功都为0J;D项不合题意。

12.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。

13.一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,如果对木块施加的水平拉力为F,如图甲所示;F的大小与时间t的关系如图乙所示;木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。

以下说法正确的是(  )

A.当t=1s时,木块受到的摩擦力是0

B.当t在2~4s内,木块做匀速直线运动,受到的摩擦力为5N

C.当t在4~6s内,拉力F的功率为6W

D.当t在2~6s内,木块的机械能保持不变

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.由图乙可知,物体在t=1s时受到的拉力为1N,由图丙可知此时物体处于静止状态,所以受到的摩擦力等于拉力为1N,故A错误;

B.由图乙可知,物体在4~6s内受到的拉力为3N,由图丙可知4~6s内物体做匀速运动直线运动,在4~6s内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N;由图乙可知在2~4s内,物体做加速直线运动,接触面粗糙程度、受到的压力不变,所以在2~4s内受到的摩擦力为3N。

故B错误;

C.由图乙可知,物体在4~6s内受到的拉力为3N,由图丙可知4~6s内物体做速度为2m/s的匀速运动直线运动,此时拉力的功率

故C正确;

D.在2~6s内,木块受到拉力和摩擦力的作用,机械能在不断变化,故D错误。

故选C。

14.如图所示,弹簧一端固定在竖直墙上,另一端固定在物块乙上,甲、乙相互叠加放置在光滑水平面上O点处,此时弹簧处于原长。

现将甲、乙从O点拉至位置l。

松手后,在甲、乙保持相对静止并一起向O点方向运动的过程中,不计空气阻力,下列说法正确的是()

A.物块甲由于与乙相对静止而处于平衡状态

B.物块乙随弹簧拉力减小而做减速运动

C.物块乙对物块甲施加了水平向左的摩擦力

D.两物块运动到O点将由于不受弹簧拉力而静止

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A.甲乙两物块在位置1被松手后,由于弹簧的弹性势能转化为动能,而且水平面是光滑的,所以其动能增加,即两物块不是做匀速直线运动,不是处于平衡状态,故A错误;

B.乙物体从位置1向O运动的过程中,弹簧对其拉力减小,但由于减小的弹性势能全转化为动能,所以其速度增加,做加速运动,故B错误;

C.物体甲乙一起相对静止运动的过程中,甲有一个向右运动的趋势,所以甲受到乙向左的摩擦力,故C正确;

D.两物块运动到O点,弹簧刚好恢复原形,则此时弹簧对物块的拉力为0,但由于惯性,两物块还要向左运动,不会立即停下来,故D错误。

故选C。

15.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。

16.某块砖在一对平衡力作用下运动,则该砖()

A.机械能一定不变,动能一定不变

B.机械能可能改变,动能一定不变

C.机械能可能改变,动能可能改变

D.机械能一定不变,动能可能改变

【答案】B

【解析】

【分析】

要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态;要了解机械能包括动能和势能,动能和物体的质量以及速度有关,重力势能与物体的质量和被举的高度有关。

【详解】

物体在平衡力的作用下,即一定处于平衡状态,即或是静止状态或是匀速直线运动状态,由于其动能的大小与质量及运动的速度有关,所以对于同一砖块来说,质量不变,其不管是保持静止还是匀速直线运动,其速度都是不变的,故其动能一定不变;但其重力势能却有可能改变,如将砖匀速提高,在该过程中,动能不变,但其重力势能变大,即机械能变大;同理若将砖匀速降低,其机械能会变小,综上所述可知,B符合题意。

故选B。

17.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.

18.物体只受一对平衡力作用时,对于它具有能的判断中正确的是()

A.机械能一定不变B.重力势能可能减少

C.动能可能变小D.重力势能一定不变

【答案】B

【解析】

【分析】

首先要对物体在平衡力作用下是处于平衡状态中的哪一种要明确,然后再分析其机械能的变化情况。

【详解】

平衡状态有两种:

静止状态、匀速直线运动状态;当物体处于静止状态时,物体的动能、势能都不变,所以机械能也不变;当物体在水平方向上做匀速直线运动时,其动能、势能都不变,即机械能不变;当物体在竖直方向上做匀速直线运动时,其动能不变,但其势能要发生变化,故机械能也随之变化;总之,物体在以上所处的这几种可能的运动状态下,势能与机械能的大小有两种可能:

不变或变化;而动能只有一种情况:

不变;综上分析,故选B。

【点睛】

本题考查物体在平衡力作用下的状态分析,要求学生一定要分类且考虑全面,本题容易出现漏分析其中某种情况而导致错误。

19.如图所示,图中速度v的方向是小强在体育中考“原地掷实心球”测试中球出手时的飞行方向,从球出手到落地的过程,空气阻力忽略不计,下面关于机械能的一些说法中正确的是()

A.球出手时动能最大B.球出手时势能最大

C.球落地时机械能最大D.球的机械能保持不变

【答案】D

【解析】

【详解】

ACD.由于空气阻力忽略不计,那么整个运动过程球的机械能保持不变,C错误,D正确;球出手时动能不是最大的,因为它还会落地,重力势能会转化为动能,球落地的瞬间动能才是最大的,A错误;

B.球出手时势能不是最大,因为它还会上升,上升到最高点时,它的重力势能才是最大的,B错误;

20.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。

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