1、中考物理功和机械能问题提高练习题压轴题训练及答案一、初中物理功和机械能问题1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
2、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C2下列说法中正确的是()A抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力对它做了功B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手的拉力对水桶做了功C用手从地面提起水桶,手的拉力对水桶做了功D用力推一辆汽车,汽车静止不动,推力在这个过程中对汽车做了功【答案】C【解析】【分析】【详解】A抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,推力已经不存在了,推力对它没有做功,A错误;B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手的拉力是竖直向上的,水桶在竖直方向上没有移动距离,即水桶在拉力的方向上没
3、有移动距离,那么手的拉力对水桶没有做功,B错误;C用手从地面提起水桶,手的拉力是向上的,水桶在拉力的方向上移动了距离,所以手的拉力对水桶做了功,C正确;D用力推一辆汽车,汽车静止不动,汽车在推力的方向上没有移动距离,那么推力在这个过程中对汽车没有做功,D错误。故选C。3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
4、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,
5、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。4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
6、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。5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
7、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
8、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。6一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
9、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。7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
10、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。8如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景,对此过程A运动员下滑过程中动能增大,重力势能也增大B运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量C运动员的动能是由重力势能转化来的D运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增大惯性【答案】C【解析】【详解】A运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越大,高度不断变小,所以动能增大,重力势能减小,故A错误;B运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加量小于重力势能的
11、减小量,故B错误;C运动员下滑过程中,动能增大,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化来的,故C正确;D运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。故选C。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
12、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如图所示,小明水平向右推放在水平地面上的箱子,但没有推动,下列说法正确的是()A箱子虽然没有被推动,但小明对箱子做了功B箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力C箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D箱子没有被推动,选择的参照物是地面【答案】D【解析】【分析】【详解】A箱子没有被
13、推动,有力但没有距离,小明对箱子不做功,故A错误;B箱子没有被推动处于静止状态,受到的是平衡力,推力等于摩擦力,故B错误;C箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力作用在不同的物体上,不是一对平衡力,故C错误;D箱子没有被推动,相对于地面的位置没有改变,选择的参照物是地面,故D正确;故选D。11如图所示,质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他起跳时的重心高出h,则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功A都必须大于mghB都不一定大于mghC用背越式不一定大于mgh,用跨越式必须大于mghD用背越式必须大于mgh,用跨越式不一定大于mgh【答案】C【解析】
14、【详解】从起跳后至越过横杆的过程中,跨越式跳高时重心在横杆的上面,故跨越式跳高时运动员克服重力所做的功一定大于,而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面,可以在横杆的下面,故其克服重力的功不一定大于,也可以小于,也可以等,故ABD错误,C正确。故选C。12如图所示的滑轮组,绳子的末端缠绕在电动机上,电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速,则后一次提升与前一次相比()A功率增大、机械效率增大 B功率增大、机械效率不变C功率不变、机械效率不变 D功率不变、机械效率增大【答案】B【解析】【分析】【详解】前后两次的滑轮组是同一个滑轮组,则做的有用功、额外功、总功不变,则机械效率不变;加快电动
15、机的转速,则物体提升的速度增大,若两次提升高度相同,则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间,根据可知,功率变大。故ACD错误,B正确。故选B。13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()A0s1s内,地面对物体的支持力是10NB1s2s内,拉力F做的功是62.5JC2s3s内,拉力F的功率是300WD2s3s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
16、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,0s1s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,1s2s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;C2s3s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;D2s3s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。14如图是
17、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20m B工人的拉力为400NC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7
18、5,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
19、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
20、; 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。16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
21、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。17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
22、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。18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
23、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()AF1=F2 ,P1P2 BF1F2 ,P1P2 CF1F2 ,P1=P2 DF1F2 ,P1P2【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。19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
24、。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。20甲物体放在光滑的水平面上,乙物体放在粗糙的水平面上,它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s,那么,力F对两物体所做的功()A甲较多 B乙较多 C相等 D无法确定【答案】C【解析】【分析】物体受力,且在力的方向上移动距离,力对物体做了功。【详解】根据条件,物体受力相同,移动的距离相同,则力对物体做的功相同,故C正确。故选C。
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