中考物理压轴题之功和机械能问题中考题型整理突破提升附答案.docx
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中考物理压轴题之功和机械能问题中考题型整理突破提升附答案
一、初中物理功和机械能问题
1．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
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．跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为50kg，每次跳起高度约为6cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳100次，下列说法正确的是（）
A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．下落过程中小明的重力势能保持不变
C．小明跳一次克服重力做功约3JD．小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W
【答案】D
【解析】
【详解】
A.向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；
B.下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B错误；
C.小明的重力为：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
小明跳一次克服重力做功：
W=Gh=500N×0.06m=30J，
故C错误；
D.小明在这一分钟内跳绳的功率：
P=
=
=50W，
故D正确。
故选D。
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．下列关于做功和功率的说法中正确的是（ ）
A．有力作用在物体上，力一定对物体做功B．物体对外做功越多，功率就越大
C．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，功率为零D．物体受到的作用力越大，力对物体做功就越多
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．有力作用在物体上，没有通过距离，力对物体没有做功，故A错误；
B．根据
可知，功率大小同时跟做功多少和做功时间有关，因此做功越多，功率不一定越大，故B错误；
C．在光滑的水平面上，物体依靠物体的惯性做匀速直线运动，水平方向上没有受到力的作用，没有力对物体做功，因此功率为零，故C正确；
D．力对物体做功大小
，做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关，故D错误。
故选C。
6．小明用弹簧测力计拉动木块，使它沿同一水平木板滑动，如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．木块两次具有的动能一样大B．两次拉力对木块做的功一样多
C．木块第一次受到的拉力较大D．第一次拉力对木块做功的功率较大
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图知，第一次物体的速度较大，第一次物体的动能较大，故A错误；
B．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，由W=Fs可知，但是在没有指出是相同时间内，因此不能比较二者做功多少，故B错误；
C．由A分析知，木块两次受到的拉力相等，故C错误；
D．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式P=Fv可知，力F相同，第一次速度v大，所以功率大，故D正确。
7．如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F．物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO段做匀速直线运动，F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP，功率分别为PMN、POP，则
A．WMNB．WMN>WOP
C．PMN>POP
D．PMN【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置．物体在MO段做匀速直线运动，由图可得MN的距离等于OP的距离，根据功的公式W=FS可知：
在F相同和S相同的情况下，W应该相同，所以AB均错误；在做功相同时，MN段所用时间是OP段时间的2倍，根据P=W/t，得出PMN8．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。
9．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。
10．如图，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，A、B是球摆动过程中的最高点，C是最低点，不计空气阻力，则（ ）
A．球在C点时受力平衡
B．球在A点时速度最大
C．球在A点时绳子突然断开，小球将静止不动
D．球在B点时所受外力同时消失，小球将静止不动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．球在C点时，不是处于平衡状态，所以受到的不是平衡力，故A错误；
BCD．小球在A、B两点时，是摆动过程中的最高点，此时的动能最小，速度最小为0，若在A点时绳子突然断开，小球由于受到重力的作用，会向下运动，若在B点时，所受的外力同时消失，则球会保持静止不动，故A、C错误，D正确。
故选D。
11．甲、乙两个物体，分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动.若甲所受的重力是乙的3倍，甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的2倍，甲的运动速度是乙的运动速度的1倍，则拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是
A．1:
12:
1B．2:
11:
1C．3:
22:
3D．3:
23:
2
【答案】B
【解析】
【详解】
由题知两物体受到的拉力之比
F甲:
F乙=2:
1
速度之比:
v甲:
v乙=1:
1
A．若做功之比:
W甲:
W乙=1:
1
因为W=Fs,所以运动路程之比:
s甲:
s乙=
:
=
:
=1:
2
因为v=
速度相同,所用时间与路程成正比:
t甲:
t乙=s甲:
s乙=1:
2
故A不符合题意；
B．若做功之比:
W甲:
W乙=2:
1
因为W=Fs,所以运动路程之比:
s甲:
s乙=
:
=
:
=1:
1
因为v=
速度相同,所用时间与路程成正比:
t甲:
t乙=s甲:
s乙=1:
1
故B符合题意；
CD．若做功之比:
W甲:
W乙=3:
2
因为W=Fs,所以运动路程之比:
s甲:
s乙=
:
=
:
=3:
4
因为v=
速度相同,所用时间与路程成正比:
t甲:
t乙=s甲:
s乙=3:
4
故CD不符合题意。
12．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。
当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
下列计算结果正确的是（ ）
A．0s~1s内，地面对物体的支持力是10N
B．1s~2s内，拉力F做的功是62.5J
C．2s~3s内，拉力F的功率是300W
D．2s~3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．从图乙可以看到，时间从第2s到第3s时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即
由题意可知，0s~1s内，地面对物体的支持力符合关系式
从图甲可以看到，
，解得
，A错误；
B．从图甲可以看到，1s~2s内，拉力F的大小是50N，物体上升的高度是1.25m，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是
拉力F做的功是
拉力F做的功是
，B错误；
C．2s~3s内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F的大小是40N，绳端移动的速度
根据
可知，拉力F的功率
拉力F的功率是300W，C正确；
D．2s~3s内，物体上升的高度
拉力F的大小是40N，则滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是
，D错误。
故选C。
13．建昌一中科学教室有个“逆天”的“锥体上滚”实验，V形轨道两根导轨相距较小那端低，另一端高，静止的双锥体从低端往高端滚（由右向左），小明仔细观察后发现锥体在低端时重心高度h1反而比高端时高度h2要大，下面说法正确是（ ）
A．本实验不遵循能量守恒定律
B．双锥体在轨道“低端”（右端）时重力势能最小
C．当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中重力势能转化为动能
D．当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】
【详解】
A．自然界中能量是守恒的，本实验也遵循能量守恒定律的，故A错误；
B．由题意可知，锥体重心高度h1比高端时高度h2要大，所以锥体在右端时重力势能大，故B错误
CD．当双锥体从轨道“低端”（右端）向“高端”滚的过程中，重心高度越来越低，重力势能转化为动，故C正确，D错误。
故选C。
14．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。
15．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。
16．下例各情况中，关于做功的说法错误的是
A．
某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功
B．
人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功
C．
人头顶物体在水平地面上匀速前进，她顶物体的力做了功
D．
某同学从滑梯上滑下，重力做了功
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．某同学用力将石块向前移动一点，有力作用在石块上，石块在力的方向上通过了距离，所以他推石块的力做了功，故A正确不符合题意；
B．人推着小车沿斜面进入车厢，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了距离，所以他推小车的力做了功，故B正确不符合题意；
C．人头顶物体在水平地面上匀速前进，力的方向向上，距离的方向向前，二者相互垂直，所以她顶物体的力不做功，故C错误符合题意；
D．某同学从滑梯上滑下，在重力的方向的通过了距离，所以重力对人做了功，故D正确不符合题意．
17．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。
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，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在A处开始与弹簧接触，下降到最低点B处后弹回，则小球的动能变化情况是（ ）
A．从A到B，动能不断减小B．从B到A，动能不断增大
C．从A到B，动能先变大后变小，到B处为零D．从B到A，动能先变大后变小，到A处为零
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
物体从A点接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短（达到B点）的过程中，物体的运动过程为：
在物体刚接触弹簧的时候，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，物体还是向下加速，当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大，之后弹力大于重力，物体开始减速，直至减为零。
弹簧从压缩到最短B点到弹簧弹回原长A点的过程中，物体的运动过程：
弹簧压缩到最短时弹力最大，大于重力，合力方向向上，物体加速上升；当弹簧的弹力和物体的重力相等时，物体的速度达到最大，之后弹力小于重力，物体开始减速。
AC．物体从A到B的过程中，速度先增大后减小至0，动能先增大后减小，到B处为零，故A不符合题意，C符合题意；
BD．物体从B到A的过程中，速度先增大后减小到达A位置时速度不为0，因此动能先增大后减小，到A处为不为零，故BD不符合题意。
故选C。
20．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．
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