备战中考物理一模试题分类汇编功和机械能问题综合及答案.docx

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备战中考物理一模试题分类汇编功和机械能问题综合及答案

一、初中物理功和机械能问题

1．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．

2．如图所示，木块以一定的速度滑过A、B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。

若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（）

A．D点与A点相比，动能增大，势能减小，机械能不变

B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能

C．B点的动能可能等于A点的动能，但可能大于C点的动能

D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能

【答案】C

【解析】

【详解】

A．D点与A点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；

B．A和C、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B错误；

C．斜面粗糙，则AB段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度，所以，B点的动能可能等于A点的动能，一定大于C点的动能，故C正确；

D．木块从B到C，因为有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，B点的动能可能等于D点的动能，但与A点的动能大小不确定，故D错误。

故选C。

3．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。

4．举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3秒钟，在这3秒钟内（）

A．杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力

B．运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力

C．运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功

D．杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力

【答案】A

【解析】

【分析】

本题要抓住做功的两个必要因素：

作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可；从平衡力和相互作用力的条件判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡力的条件：

大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；相互作用力：

大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。

【详解】

A．杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故A正确；

B．运动员所受的重力和地面对它的支持力，大小不相等，所以不是一对平衡力，故B错误；

C．因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃，但没有发生位移，故C错误；

D．杠铃对运动员的压力和人对它的支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故D错误。

故选A。

5．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

6．立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（）

A．3×102JB．3×103JC．3×104JD．3×105J

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

中学生重力的平均值约600N，当起跳后重心升高的高度为：

△h=0.5m；

在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了，所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：

E=W=G△h=600N×0.5m=300J=3×102J，

故A正确，BCD错误；

应选A．

7．一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。

8．下列估测最接近实际的是（）

A．中学生的正常体温约为38.6℃

B．中学生站立在地面上对地面的压强大约为103Pa

C．中学生游泳时受到的浮力大约是50N

D．中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J

【答案】D

【解析】

【分析】

此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要时进行相应的计算，找出符合实际的选项。

【详解】

A．人的正常体温在37℃左右，变化幅度很小，故A不符合实际；

B．一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2，即0.02m2，中学生的体重大约为50kg，则其对地面的压强

故B不符合实际；

C．中学生的体重在500N左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约500N，故C不符合实际；

D．中学生的体重在500N左右，一楼到五楼的高度约12m，中学生从一楼走到五楼所做的功约为

故D符合实际。

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．如图中甲图所示，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像．下列说法正确的是

A．两次木块运动的速度相同B．木块第一次受到的摩擦力较大

C．两次拉力对木块做的功一样多D．两次拉力对木块做功的功率一样大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．两次木块运动相同的距离，第2次所用时间比第1次长，两次木块运动的速度不相同，A选项说法不正确；

B．摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B选项说法不正确；

C．木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由W=Fs可得两次拉力对木块做的功一样多，C选项说法正确；

D．由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由

得两次拉力对木块做功的功率不一样大，D选项说法不正确；

故选C．

11．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；

12．如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a点自由滚下，分别经过图中b，c，d各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（　　）

A．小球的重力势能一直在减小

B．在d点的重力势能小于在c点的重力势能

C．从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能

D．从a到b小球速度越来越大，机械能越来越大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．小球从a到b的过程中，高度变小，重力势能减小，从b到c或d的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故A错误；

B．c、d两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，故B错误；

C．小球从b点到c点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故C正确；

D．在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a点到b点，小球的机械能不变，故D错误。

故选C。

13．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。

14．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。

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．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。

17．如图所示，当小明用力推墙时，他沿水平冰面减速向后退去，下列说法正确的是（　　）

A．小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对平衡力

B．小明受到摩擦力是水平向右，合力为零，运动状态不变

C．小明减速运动时，则他的惯性和机械能也随之减小

D．假如小明的重力突然消失，小明将做匀速直线运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．力的作用是相互的，小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对相互作用力，不是平衡力，A错误；

B．小明减速向后退去，那么受到摩擦力是水平向右，但是合力不为零，速度在减小，那么运动状态是变化的，B错误；

C．小明减速运动时，小明自身的质量不变，那么他的惯性是不变的；速度在减小，那么动能是在变小的，在水平冰面上运动，重力势能不变，则可知机械能是变小的；C错误；

D．假如小明的重力突然消失，那么小明对冰面的压力消失，摩擦力也消失，在水平方向上不受力，处于平衡状态，小明将做匀速直线运动，D正确。

故选D。

18．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。

19．如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s-t关系图像如图乙所示。

两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2。

.下列判断正确的是（　　）

A．F1=F2，P1＞P2B．F1＞F2，P1＞P2C．F1

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

从图乙可以看到，两次拉动，木块都是做匀速直线运动，都是处于平衡状态，水平方向受力平衡，拉力大小等于滑动摩擦力大小，而木块的自身重力不变，接触面的粗糙程度也不变，那么滑动摩擦力大小不变，两次拉力的大小不变，即

因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为

，从图乙可看到，第1次的速度大于第2次的速度，即

那么可知

故选A。

20．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。