中考物理专题题库功和机械能问题的综合题附详细答案.docx

1、中考物理专题题库功和机械能问题的综合题附详细答案一、初中物理功和机械能问题1如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短从a至c处的过程中，小球在b处速度最大小球的速度v和弹簧被压缩的长度L之间的关系如乙图所示不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（ ）A小球所受重力始终大于弹簧的弹力B小球的重力势能先减小后增大C小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D小球的动能一直减小【答案】C【解析】【详解】在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着

2、弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；故A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误；故应选C2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

3、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

4、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。3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

5、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。4如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重物的质量为M，重物在时间t内被提升的高度为h，不计绳重及摩擦，则（）A滑轮组的机械效率为B滑轮组的机械效率为C拉力F的功率为D拉力F的功率为【答案】A【解析】【分析】【详解】AB滑轮组做的有用功为总功为滑轮组的机械效率为故A正确，B错误；CD拉力F的功率为故CD错误。故选A。5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

6、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4m B物体受到的拉力为750NC拉力F的功率为375W D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

7、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。6在雄壮的国歌声中，升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端，下面分析正确的是（ ）A缓缓上升，动能转化为重力势能B升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下C他对国旗做功的功率最接近于1WD旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的【答案】C【解析】【分析】(1)影响动能的因素是质量和速度；影响重力势能的因素是质量和

8、高度；在一定条件下，动能和势能可以相互转化；(2)两个物体发生相对运动时，摩擦力方向与相对运动的方向相反；(3)已知国旗重力，估计出旗杆高度，可以得到克服旗杆重力做的功；功与时间之比为功率；(4)定滑轮的本质是等臂杠杆，所以不能省力。【详解】A国旗匀速上升过程中，速度不变，质量不变，则动能不变，高度增大，国旗的重力势能逐渐增大，没有动能转化为重力势能，故A错误；B由于力的作用是相互的，升旗同学向下拉绳，升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上，故B错误；C已知国旗的重力5N，旗杆大约10m高，克服国旗的重力做功为国歌的演奏一遍的标准时间是50秒，他对国旗做功的功率最接近于故C正确；D国旗杆上的滑

9、轮为定滑轮，则利用定滑轮升国旗，可以改变施力的方向但不能省力，故D错误。故选C。7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A8一位父亲与他6岁的儿子一

10、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W1W2，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

11、。9炎热的夏天海口，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在水平马路匀速行驶过程中，以下说法正确的是（ ）A动能减少，机械能不变 B动能不变，机械能减少C动能减少，机械能减少 D动能增大，机械能增大【答案】C【解析】【分析】动能大小跟质量、速度有关；质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；重力势能大跟质量、高度有关；质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大；机械能=动能+势能。【详解】洒水车在平直的马路上匀速行驶，在工作的过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能变小，重力势能变小，则洒水车的机械能变小。故选C。10如图所示为运动员投掷

12、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

13、状态在不断改变，D说法正确；答案选C11如图所示，ACBC，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ACBC，则sACsBC，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

14、，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1mB第一次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了2mC第二次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了2.4mD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

15、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13一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26

16、s内，木块的机械能保持不变【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

17、，机械能在不断变化，故D错误。故选C。14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16 cm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8 cmB乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16 cmC丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmD丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16 cm【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

18、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8 cm，C对，所以正确选项为C15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（）At1时刻小球的动能最大Bt2时刻小球的动能最大Ct3时刻小球的重力势能最大Dt2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

19、，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；Bt2时刻小球速度为0，此时动能最小，故B错误；Ct3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；Dt2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

20、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

21、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有一个小球从滑梯上A点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点B后小球又沿滑梯向下运动到C点，不计摩擦。则（）A小球由AB运动过程中，动能逐渐减小B小球在B点的机械能大于A点的机械能C小球由BC运动过程中，机械能逐渐增大D小球在C点时重力势能最大【答案】A【解析】【分析】本题考查机械能的变化及守恒。【详解】A小球由A向B运动的过程中，速度越来越慢，而小球的质量保持不变，所以动能逐渐减小，故A说法正确；BC小球在滑梯上运动的过程中，不计摩擦，所

22、以整个过程机械能守恒，所以B点和A点的机械能大小一样，B 到C的过程中机械能不变，故BC说法都不正确；D小球在整个过程中质量保持不变，C点相对其它点而言，高度最低，所以重力势能最小，故D不正确。故选A。18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=75% B滑轮所做的有用功为1200JC滑轮自身的重力为100N D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=600N3m=1800J，因为是动滑

23、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=400N6m=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=2400N-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=23m=6m，故D错误；故选A。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

24、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

25、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AWMNWOPCPMNPOPDPMNPOP【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PMNPOP；答案选D