中考物理 功和机械能问题 培优练习含答案及答案解析.docx

1、中考物理 功和机械能问题 培优练习含答案及答案解析一、初中物理功和机械能问题1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

2、，故A、C错误，D正确。故选D。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( )AD点与A点相比，动能增大，势能减小，机械能不变BA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CB点的动能可能等于A点的动能，但可能大于C点的动能DB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】AD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；BA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

3、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

4、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

5、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

6、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（ ）A3102J B3103J C3104J D3105J【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

7、以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：E=W=Gh=600N0.5m=300J=3102J，故A正确，BCD错误；应选A6如图是一个光滑的轨道某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到Aa点 Bb点Cc点 Dd点【答案】C【解析】【详解】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。7小美用200N的力将重10N的足球踢出去15m远，她对足球做的功是（）A3000J B150JC没有做功 D做了功，但无法确定做功多少【答案】D【解析】【分析】【详解】题中

8、只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N，而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（15m是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故A、B、C不符合题意，D符合题意。故选D。8一位质量约50kg的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A60J B600J C6000J D0000J【答案】C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的功，根据题意知道，该同学的质量是50kg，所以体重是：G=mg=500N，楼层高度越是3m， 一楼走到五楼的高度大约是：h=43m=120m，所以，上楼过程中克服重力所做的功是：W=Gh=500N12m=60

9、00J，故选C【点睛】本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大9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40JB拉力所做的总功为48JC拉力的功率大小为20WD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。10如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（ ）A在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B在b到c

10、的过程中，运动员对铅球没有做功C在c到d的过程中，没有力对铅球做功D在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】C【解析】【分析】【详解】图中从a到b过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对铅球做了功，A说法正确；从b到c过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B说法正确；从c到d的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C说法错误；从a到d的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变，D说法正确；答案选C11甲、乙两个物体，分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速

11、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A1:1 2:1 B2:1 1:1 C3:2 2:3 D3:2 3: 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=1:1A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=,

12、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。12一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示；F的大小与时间t的关系如图乙所示；木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的是（）A当t=1s时，木块受到的摩擦力是0B当t在24s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5NC当t在46s内，拉力F的功率为6WD当t在26s内，木块的机械能保持不

13、变【答案】C【解析】【分析】【详解】A由图乙可知，物体在t=1s时受到的拉力为1N，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N，故A错误；B由图乙可知，物体在46s内受到的拉力为3N，由图丙可知46s内物体做匀速运动直线运动，在46s内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在24s内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在24s内受到的摩擦力为3N。故B错误；C由图乙可知，物体在46s内受到的拉力为3N，由图丙可知46s内物体做速度为2m/s的匀速运动直线运动，此时拉力的功率故C正确；D在26s内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D

14、错误。故选C。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罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置【答案】B【解析】【分析】【详

15、解】A罐子加速滚下斜面的过程中，高度变小重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能，故A正确，不符合题意；B罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能，故B错误，符合题意；C在橡皮筋恢复的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，从最低处滚上，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，故C正确，不符合题意； D由于机械能是守恒的，所以罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置，故D正确，不符合题意。故选B。14两个质量相同的钩码，下端固定有纸带并穿过打点计时器，在拉力作用下两钩码分别同时从同一位置开始沿竖直向上方向运动，纸带上留下的点迹

16、如图（a）所示，它们的st图像如图（b）所示则A甲的拉力大B甲的机械能小C乙的动能小D无法判断【答案】C【解析】【详解】A在图a中的甲、乙两图中，打点计时器打出的各点之间的距离是相同的，由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态，即平衡状态，所受的力一定是平衡力，此时的钩码只受两个力的作用：弹簧秤竖直向上的拉力和重力根据二力平衡的条件可知这两个力相等，即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力，由于钩码的质量相等，则重力相等，所以甲的拉力等于乙的拉力故A不符合题意；BCD两个钩码的质量相同，由题意知，两个钩码上升的高度相同，由图(b)知，甲、乙上升相同的高度，甲所用时间小于乙所用时间，根据v=

17、可知，甲的速度大于乙的速度，所以，甲的动能大于乙的动能，甲的势能等于乙的势能，机械能为动能和势能之和，所以，甲的机械能大于乙的机械能故B不符合题意C符合题意D不符合题意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，

18、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（）AD点与C点相比，机械能不变BB点的动能一定大于A点的动能CB点的动能可能等于D点的动能DA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】AD点的机械能比C点的少，因为从C到D有部分

19、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

20、运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g=10N/kg.从第10s到第30这个过程中，人（包括装备）A动能一直在变大 B重力势能先变大后不变C机械能一直在变小 D重力势能一直在转化为动能【答案】C【解析】【详解】A动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，因此动能也是先变大再不变再变小，故A选项错误，不符合题意；B重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能减小，故B选项错误，不符合题意； C在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，

21、因此机械能减小，故C选项正确，符合题意；D由图像可知，有两段速度不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的情况，故D选项错误，不符合题意。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

22、，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，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

23、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；20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、

24、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。