中考物理备考之功和机械能问题压轴突破训练培优 易错 难题篇及答案解析.docx

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中考物理备考之功和机械能问题压轴突破训练培优易错难题篇及答案解析

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．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。

3．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。

4．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。

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。

6．一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家，对此，下列说法错误的是（）

A．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少

B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多

C．爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率大

D．爬相同的楼梯，儿子坐电梯先到达，儿子的功率大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由题知，他们上相同的楼梯，h相同，父亲的体重G1大于儿子的体重G2，根据爬楼做功

，所以父亲爬楼做功W1大于儿子爬楼做功W2，即W1＞W2，故A、B正确，不符合题意；

C．父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据

可知父亲做功功率大，故C正确，不符合题意；

D．儿子坐电梯先到达，但爬楼过程中儿子没有施加力，儿子做功为0J，做功功率为0W，故D错误，符合题意。

故选D。

7．九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。

8．小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦,针对这一现象，小明得出了4个结论：

①F1做的功等于F2做的功；②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率；③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力；④F1做功的功率等于F2做功的功率；其中正确的为（）

A．①、②、③B．②、③、④C．①、③、④D．①、②、③、④

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

①在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于

故F1做的功等于F2做的功，①正确；

②在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为

即机械效率相等，故②正确；

③甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为

乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为

所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，③正确；

④两次拉力做的功，用时也相等，根据

知，F1做功的功率等于F2做功的功率，④正确；

故选D。

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．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。

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。

13．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

甲

倒立

放大

实像

乙

倒立

等大

实像

丙

倒立

缩小

实像

丁

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

14．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙图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．木块第一次做功较少B．木块第一次受到的摩擦力较大

C．木块第二次做功较快D．木块第二次的动能较小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

AB．由图乙，两条图象都是过原点的直线，则木块在这两次拉力的作用下都是做匀速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以，木块两次受到的摩擦力大小相等；同时因为木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力大小相等，所以，木块两次运动的拉力相等，由题意可知，两木块滑动相同的距离，根据W=Fs可知，两次拉力做的功相同，故AB错误；

C．因为两次拉力做的功相同，但由图乙知第二次做功的时间更长，根据

可得，第二次的功率较小，即第二次做功较慢，故C错误；

D．物体的质量不变，但由图乙知运动相同的距离，第二次花的时间更长，所以第二次速度较小，因此木块第二次的动能较小，故D正确。

故选D。

15．如图所示，小明拉着小车匀速行走在水平路面上，下列说法正确的是（）

A．小明拉着小车匀速行走时，小明对小车没有做功

B．小车的重力与地面给小车的支持力不是一对平衡力

C．小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力是一对平衡力

D．地面给小明的摩擦力方向是向后的

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．小车在小明的拉力作用下，运动了一段距离，因此小明对小车做功了，故A错误；

B．读图可知，小车受到小明的斜向上的拉力，小车的重力与地面给小车的支持力大小不相等，所以两者不是一对平衡力，故B正确；

C．读图可知，小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力没有作用在同一直线上，不属于平衡力，故C错误；

D．小明的脚对地面有一个向后的摩擦力，同时地面对脚一个向前的摩擦力，故D错误。

故选B。

16．如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，到C点滑出下落至D点。

A和B，C和D之间的垂直距离均为h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　）

A．D点与C点相比，机械能不变

B．B点的动能一定大于A点的动能

C．B点的动能可能等于D点的动能

D．A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能

【答案】C

【解析】

【分析】

本题考查机械能的变化。

【详解】

A．D点的机械能比C点的少，因为从C到D有部分的机械能克服空气阻力做功，转化为内能，故A不正确；

B．木块以一定的速度滑过AB点，而从A到B的过程，木块的重力势能减小，减小的重力势能虽然转化为动能和内能，但若接触面足够粗糙，摩擦力足够大，那么木块可能在AB间做匀速直线运动或减速运动，所以B点的动能可能等于可小于A点的动能，故B不正确；

C．木块从B到C，若木块与接触面有摩擦，则C点的动能小于B点的动能，从C到D，木块的重力势能减小，动能增加，那么D点动能大于C点动能，所以D点的动能有可能等于B点的动能，故C正确；

D．因为A和B，C和D之间的垂直距离均为h，则从A到B和从C到D的重力势能的减少量都是mgh（设木块的质量为m），故D不正确。

故选C。

17．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。

在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N的拉力，将重600N的建材在10s内匀速提高3m。

不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．该滑轮的机械效率η=75%B．滑轮所做的有用功为1200J

C．滑轮自身的重力为100ND．绳子自由端移动的距离大小为3m

【答案】A

【解析】

【详解】

AB．滑轮所做的有用功为：

W有用=Gh=600N×3m=1800J，

因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m，则拉力做的总功为：

W总=Fs=400N×6m=2400J，

所以动滑轮的机械效率为：

，

故A正确，B错误；

C．不计绳重及摩擦，则拉力为：

，

那么动滑轮的重为：

G动=2F-G=2×400N-600N=200N，

故C错误；

D．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：

s=nh=2×3m=6m，

故D错误；

故选A。

18．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连接一个小球。

弹簧未发生形变时，小球静止在A点。

用手把小球向左运动压缩弹簧至B点后松开手，小球在水平光滑地面BC间来回运动。

不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A．当小球从B运动至A的过程，弹簧产生的弹力变大

B．当小球从B运动至C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能

C．小球在A点时的机械能最大

D．在来回运动中，小球的机械能保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】

A．当小球从B运动至A的过程，弹簧恢复原状，弹簧的形变减小，则弹簧产生的弹力变小，故A错误；

B．当小球从B运动至C的过程，弹簧的形变变大，弹性势能变大，小球的速度减小，动能减小，即小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故B错误；

CD．由于水平地面是光滑的，没有摩擦，所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的，故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同，在A点时，弹簧的弹性势能最小，小球的动能最大，即此时小球的机械能最大，故C正确，D错误。

19．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。

20．如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景，对此过程

A．运动员下滑过程中动能增大，重力势能也增大

B．运动员下滑过程中，动能的增加量等于重力势能的减小量

C．运动员的动能是由重力势能转化来的

D．运动员弓着腰，是为了通过降低重心来增大惯性

【答案】C

【解析】

【详解】

A．运动员下滑过程中，质量不变，速度越来越大，高度不断变小，所以动能增大，重力势能减小，故A错误；

B．运动员下滑过程中，由于要克服摩擦做功，有一部分动能转化为内能，所以动能的增加量小于重力势能的减小量，故B错误；

C．运动员下滑过程中，动能增大，重力势能减小，所以，运动员的动能是由重力势能转化来的，故C正确；

D．运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，不能改变惯性的大小，故D错误。

故选C。