备战中考物理与功和机械能问题有关的压轴题附详细答案.docx

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备战中考物理与功和机械能问题有关的压轴题附详细答案

一、初中物理功和机械能问题

1．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。

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．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。

4．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。

5．如图所示，小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的C点，下列说法中正确的是（　　）

A．因为最终到达了与A等高的C点，所以小球机械能守恒

B．小球在B点的机械能最大

C．小球从B到C的过程只是动能转化为重力势能

D．小球从A到C的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做功

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，在A点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等高的C点，C点速度为0，只有重力势能，A、C两点的重力势能相等，但A点的机械能大于B点的机械能，说整个运动过程中，机械能在减小，所以A点的机械能最大，故AB错误；

C．小球从B到C的过程中先将重力势能转化为动能，再将动能转化为重力势能，故C错误；

D．A、C两点的重力势能相等，整个过程动能减小为0，用来克服摩擦力做功，故D正确。

故选D。

6．九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为30s。

他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）

A．1.5WB．15WC．150WD．1500W

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

一层楼的高度约为3m，三层高度约为9m，九年级的同学体重大约为50kg，则克服自身重力所做的功约为

W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×9m=4500J

克服重力做功的功率

故ABD，都不符合题意，C符合题意。

故选C。

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．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。

为此，需要测量一些物理量。

下列物理量中必须测量的是（　　）

①五楼到一楼的高度H；②从一楼到达五楼所用的时间T；

③每个同学的体重G；④四楼到五楼楼梯的长度L。

A．①②③B．②③④C．①③D．②③

【答案】D

【解析】

【详解】

由功率公式得

学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。

故选D。

9．在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用

B．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小

C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小

D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。

故A错误；

B．惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。

被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。

故B错误；

C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C正确；

D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。

故D错误。

故选C。

10．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。

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．有一个小球从滑梯上A点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点B后小球又沿滑梯向下运动到C点，不计摩擦。

则（　　）

A．小球由A→B运动过程中，动能逐渐减小

B．小球在B点的机械能大于A点的机械能

C．小球由B→C运动过程中，机械能逐渐增大

D．小球在C点时重力势能最大

【答案】A

【解析】

【分析】

本题考查机械能的变化及守恒。

【详解】

A．小球由A向B运动的过程中，速度越来越慢，而小球的质量保持不变，所以动能逐渐减小，故A说法正确；

BC．小球在滑梯上运动的过程中，不计摩擦，所以整个过程机械能守恒，所以B点和A点的机械能大小一样，B到C的过程中机械能不变，故BC说法都不正确；

D．小球在整个过程中质量保持不变，C点相对其它点而言，高度最低，所以重力势能最小，故D不正确。

故选A。

13．在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图）。

做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下，在罐子向下滚动的过程中，小铁块会将橡皮筋卷紧，罐子的滚动先变快后变慢，直至速度为零；接着罐子又会自动滚上斜面，整个过程忽略摩擦的影响。

关于此过程中机械能的转化，下列说法不正确的是（）

A．罐子加速滚下斜面的过程中，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能

B．罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为动能

C．罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢

D．罐子自动滚