物理初中物理功和机械能练习题.docx
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物理初中物理功和机械能练习题
【物理】初中物理功和机械能练习题
一、功和机械能选择题
1.平直公路上的甲、乙两辆汽车,在相同牵引力作用下匀速行驶,如果在相同时间内通过的路程比为3:
2,则甲与乙()
A.牵引力做功之比为2:
3
B.牵引力做功之比为3:
2
C.牵引力的功率之比为1:
1
D.汽车所受的阻力之比为3:
2
【答案】B
【解析】
【详解】
解答:
做功之比
功率之比
牵引力相等,匀速行驶,所以阻力相等,则阻力之比为1:
1.
故选B.
2.关于能量及能量之间的转化,下列说法正确的是()
A.火山具有内能,冰山不具有内能
B.火箭在加速上升时,机械能保持不变
C.拦河大坝使水位升高,增大了水的动能
D.坠落的陨石在空中划过一道亮光时,机械能转化为内能
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能,任何物体都具有内能;
(2)物体由于运动而具有的能叫做动能,影响动能大小的因素有质量和速度;(3)物体由于被举高而具有的能叫做重力势能,影响重力势能大小的因素是质量和高度;(4)物体克服摩擦力做功时,机械能转化为内能.
【详解】
A.任何物体都具有内能,冰山和火山都有内能,该选项说法不正确;
B.火箭加速上升时,动能增大,重力势能也增大,因此机械能是增大的,该选项说法不正确;
C.拦河坝使水位升高,增大了水的重力势能,该选项说法不正确;
D.陨石在空中运动出现亮光,是因为它与空气摩擦,机械能转化为内能,温度升高而燃烧的现象,该选项说法正确。
故选D.
3.体重相同的小明和小华进行搬砖比赛,他们分别将20块相同的砖从同一栋楼的一楼搬到三楼,小明两次搬完,小华三次搬完,比较他们在此过程中所做总功和功率,下列说法正确的是
A.他们做功一样多
B.小明做功多一些
C.小华做功多一些
D.小明的功率大一些
【答案】C
【解析】
【详解】
由于砖的重力相等,楼层高度相等,根据
可知,小明和小华克服砖的重力所做的功相等;小明和小华的体重相等,楼层高度相等,小明两次搬完,小华三次搬完,所以在搬砖的过程中,小华克服自身重力所做的功多;小华所做总功比小明所做的总功多,由于无法比较小明和小华做功时间的多少,根据
可知,无法比较小明和小华的功率大小;故C符合题意.
4.如图,在同样的水平面上,两人分别去推静止在水平面上重100N的同一课桌.小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动;小明用20N的水平推力,课桌在水平面上也做直线运动.则下列说法正确的是
A.小芳推课桌时,推力做功的功率为20W
B.小明推课桌时,课桌所受的摩擦力大小为20N
C.小芳推课桌时,课桌受到的摩擦力大小为100N
D.小明推课桌时,课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动
【答案】A
【解析】
小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动,则小芳推课桌时,推力做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W,故A正确.
根据小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动可知,课桌处于平衡状态,受平衡力的作用,课桌所受摩擦力的大小和推力相等,即f=F=10N;小明推课桌时,课桌对地面的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,仍为10N,故B错误.
小芳推课桌时,课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力,大小相等,摩擦力为10N,故C错误.
小明推课桌时,推力大于摩擦力,课桌做加速运动,故D错误.
答案为A.
5.下列事例中,有力对物体做功的是
A.小明背着书包在水平路面上前进
B.跳水运动员从跳台跳下
C.举重运动员举起杠铃停在空中不动
D.足球被踢出后在草地上滚动
【答案】B
【解析】
A、背着书包在水平路面上前进,移动的方向和受力方向垂直,在力的方向上没有移动距离,不做功,不符合题意;
B、跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,重力对人做功,符合题意.
C、举重运动员举起杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,没有力做功,不符合题意.
D、足球在光滑水平面上,依靠的是足球的惯性,水平方向上虽然移动了距离,但是没有力的作用,不做功,不符合题意.
故选B.
6.如图所示,一长为L的直杆可绕O点转动,杆下挂一所受重力为G的物块,刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块,用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F,使直杆缓慢地转动到竖直位置(可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态),则下列说法正确的
A.拉力F的大小保持不变
B.拉力F和物块重力G是一对平衡力
C.这个过程中物块重力所做的功为
D.这个过程中直杆一直都是费力杠杆
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图知,杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时,由于拉力始终水平,所以其力臂逐渐变大;物体对杠杆拉力为阻力,转动过程中阻力臂逐渐变小;由杠杆平衡条件可知拉力F逐渐变小,故A错误;
B.拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上,不作用在一个物体上,所以不是一对平衡力,故B错误;
C.杠杆由与竖直方向成60°角时,杠杆右端高度
,转到竖直位置时杠杆下端高度降到L处,所以物体下降高度
,所以物体重力做功
,故C正确;
D.当杠杆转到竖直位置时,阻力臂为0,杠杆为省力杠杆,故D错误。
7.如图所示,用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦。
则
A.物体上升的速度是2.5m/sB.拉力F大小为400N
C.拉力F的功率为40WD.拉力F的功率为80W
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由
得体的速度:
故A项不符合题意;
B.图可知,绳子段数为
,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦,则拉力:
故B项不符合题意;
CD.绳子自由端移动的速度:
拉力F的功率:
故C项不符合题意,D项符合题意。
8.如图所示,悬挂的电灯处于静止状态。
假如悬挂它的绳子突然断了,电灯将
A.仍受平衡力B.加速下落C.匀速直线下落D.动能变势能
【答案】B
【解析】
【分析】
物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变;影响动能的因素:
质量和速度;影响重力势能的因素:
质量和高度。
【详解】
悬挂的电灯处于静止状态,此时电灯受到重力和拉力的作用;若悬挂它的绳子突然断了,则电灯只受到重力的作用,会向下做加速运动,受非平衡力的作用,质量不变,速度变大,高度变小,动能变大,重力势能变小,重力势能转化为动能。
故选B。
【点睛】
本题考查力和运动及机械能的题目,需要知道物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。
9.如图,小聪用力将水平地面上的箱子拉走了;小明用力推箱子,但没有推动.下面关于做功的分析,正确的是
A.小明、小聪都没有对箱子做功
B.小明对箱子做了功,小聪对箱子没有做功
C.小聪对箱子做了功,小明对箱子没有做功
D.小聪在拉箱子的过程中,箱子的重力做了功,小明在推箱子时,箱子的重力没有做功
【答案】C
【解析】
【详解】
根据做功的两个要素分析解答:
(1)小明用力推箱子,但箱子没有运动,只有力的作用,没有在力的方向上通过距离,所以他对箱子没有做功;
(2)小聪用力将箱子拉走了,在力的方向上通过了距离,因此她对箱子做了功,故AB错误,C正确;
(3)重力的方向是竖直向下的,箱子无论沿水平方向是否运动,箱子的重力都没有做功,故D错误.
故选C.
【点睛】
重点是做功的判断,要根据做功的两个要素进行判断,一要有力作用在物体上,二是物体在力的方向上通过一段距离,当力与物体运动方向垂直时,此力不做功.
10.关于滚摆在运动过程中能量的分析,下列说法正确的是
A.下降过程中动能不变
B.最低点动能为零
C.上升过程中重力势能减小
D.最高点重力势能最大
【答案】D
【解析】
滚摆下降过程中,高度变小,重力势能变小,速度增加,动能增加,故A错误;滚摆下降到最低点时,速度最大,动能最大,故B错误;滚摆上升过程中,高度增加,重力势能增大,故C错误;滚摆到达高点时,高度最大,重力势能最大,故D正确.
11.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则下列判断中正确的是
A.F1<F2,W1=W2,P1>P2
B.F1>F2,W1>W2,P1>P2C.F1<F2,W1<W2,P1<P2
D.F1<F2,W1=W2,P1<P2
【答案】D
【解析】
将同一物体分别沿光滑斜面(无摩擦力)AB、AC以相同的速度,匀速拉到顶点A,拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功,而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同,故W1=W2;又因
,W相同,AB>AC,所以F1<F2,再由
知,速度相同,F1<F2,则P1<P2.
所以选择D.
12.下列实例中,有力对物体做功的是
A.跳水运动员从跳台跳下
B.小球在光滑水平面上滚动
C.背着书包在水平路面上前进
D.举重运动员举起杠铃停在空中
【答案】A
【解析】
【分析】
做功的两个必要因素:
一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,二者缺一不可,据此分析判断.
【详解】
A.跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,重力对人做功,故A符合题意.
B.小球在光滑水平面上滚动,依靠的是小球的惯性,小球水平方向上虽然移动了距离,但是水平方向上没有力的作用,没有力做功,故B不符合题意.
C.背着书包在水平路面上前进,人给书包一个向上的力,书包向上没有移动距离,该力对书包没有做功,故C不符合题意.
D.举重运动员举起杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,该力对杠铃没有做功,故D不符合题意.
故选A.
13.骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S型路线骑行,他这样做是为了( )
A.缩短上坡过程中所走的路程B.减少上坡过程中所做的功
C.减小上坡过程中所施加的力D.缩短上坡过程中所用的时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A.上坡时,自行车上升的高度不变,走S形路线所走的路线较长,A不符合题意.
B.使用任何机械都不省功,B不符合题意.
C.上坡时,走S形路线所走的路线较长,相当于增长了斜面的长度,斜面越长越省力.C符合题意.
D.速度一定,走S形路线所走的路线较长,所用的时间较长.D不符合题意.
14.如图,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中
A.绳子自由端被拉下3m
B.做的有用功是800J
C.拉力F的功率是80W
D.滑轮组的机械效率是60%
【答案】B
【解析】
【详解】
有用功是采用任何方法都必须做的功,是我们想要达到的目的,
有用功是W有=800N×1m=800J,
拉力F的功率是P=W/t=(500N×2m)/10s=100W,
重物由二根绳承担,移动距离是2m,滑轮组的机械效率是,η=W有/W总=800J/1000J=80%.选项B正确
15.如图所示,小车和弹簧放在光滑的水平面上,用手将小车推出后,小车向左运动。
当弹簧右端被小车压至A处时,小车速度为零。
小车向左运动的过程中
A.小车一直减速B.小车先加速后匀速C.小车的动能先不变后减小D.小车的机械能不变
【答案】C
【解析】
水平面光滑,不受摩擦力,当A向左运动未接触弹簧时,将做匀速直线运动,小车动能不变;当物体A与弹簧接触后,受向右的弹力作用,速度将减小,动能减小,故C正确,ABD错误。
点睛:
当物体受平衡力或不受力,运动状态不变;若物体受合力方向与运动方向相反,物体将做减速运动.
16.在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
影响动能大小的因素是:
质量与速度.质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素是:
质量与被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大.小明把排球竖直向上抛出,在排球向上运动的过程中,高度变大,速度减小,动能转化为重力势能,到达最高点时速度为零,动能为零;然后排球在重力的作用向下运动,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能,所以,排球在运动中动能先变小至零,然后再变大,故A图符合题意,故选A.
点睛:
本题考查的是影响动能、重力势能的因素,注意利用控制变量法判断动能、重力势能的变化即可.
17.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的
图像如图所示.根据图像,下列判断正确的是()
A.物体10s时的速度大于4s时的速度
B.0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功
C.0~6s拉力对物体做功的功率小于6~12s拉力对物体做功的功率
D.0~6s物体所受的拉力大于6~12s物体所受的拉力
【答案】B
【解析】
A、从图象上看,0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中通过的路程是3m,6~12s的过程中通过路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~6s的速度大于6~12s的速度,即4s时的速度大于10s时的速度,故A错误;BD、0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,拉力等于阻力,0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力,0~6s过程中通过的距离为3m;6~12s的过程中通过的距离为1m,由W=Fs可知,0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功,故B正确,D错误;C、由于速度发生了改变,根据P=Fv可知,由0~6s的速度大于6~12s的速度,0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率,故C错误.故选B.
18.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是()
A.小球在A、C处的势能最大
B.小球在B处只受重力作用
C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能
D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止
【答案】B
【解析】分析:
(1)(3)根据影响动能、重力势能大小的因素分析;
(2)根据小球的运动状态分析受力情况;
(4)根据牛顿第一定律,物体不受力或者受平衡力时,一定处于静止或者运动直线运动状态。
解答:
A、小球的质量不变,在A、C处的高度最高,重力势能最大,故A正确;
B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用,故B错误;
C、小球由A到B过程中,不计阻力,机械能守恒,高度减小,速度增加,重力势能减小,动能变大,重力势能转化为动能,故C正确;
D、小球运动到C处时,处于静止状态,如果受到的外力全部消失,小球仍然会静止,故D正确。
故选:
B。
【点睛】本题通过单摆运动考查力和运动的关系,属于基础知识的考查,较简单。
19.在20N的水平拉力F作用下,沿水平地面以2m/s的速度匀速运动10m。
撤去水平拉力后。
该物体又向前运动了1.5 m后停了下来。
则下列说法正确的是
A.物体受到的重力和它对地面的压力是一对相互作用力
B.撤去拉力后,物体又向前运动了1.5 m是受到惯性力的作用
C.物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力是一对平衡力
D.拉力做的功为230J
【答案】C
【解析】
A.物体受到的重力和它对地面的压力方向相同,不是一对相互作用力,故A错误;B.物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都有惯性,惯性是一种性质,不能说物体受到惯性作用,故B错误;C.物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;D.拉力做的功为:
W
Fs
20N
10m
200J,故D错误。
点睛:
区分相互作用力和平衡力:
一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上;平衡力必须同时满足四个条件:
大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。
20.如图,将铁锁从贴着鼻子尖释放,铁锁摆回时并没有碰到鼻子尖,下列说法正确的是
A.铁锁向最低处摆动过程中动能转化为重力势能
B.铁锁向最低处摆动过程中重力不做功
C.铁锁从释放到摆回的过程中机械能减小
D.铁锁在最低处的机械能最大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.铁锁向最低处摆动过程中,质量不变,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能。
故A错误;
B.铁锁向最低处摆动过程中,重力的方向竖直向下,铁锁高度降低,即向下运动了一定距离,所以重力做功。
故B错误;
C.铁锁从释放到摆回的过程中,要克服空气的摩擦做功,部分机械能转化为内能,所以机械能减小。
故C正确;
D.铁锁在来回摆动的过程中,克服摩擦做功,机械能不断减少,所以在最初释放时机械能最大。
故D错误。