备战中考物理培优专题复习功和机械能问题练习题附答案.docx

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备战中考物理培优专题复习功和机械能问题练习题附答案

一、初中物理功和机械能问题

1．如图是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20mB．工人的拉力为400N

C．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75％，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。

2．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过另一侧高点B后到达最高点C．下列分析不正确的是（　　）

A．小球在A、B、C三点的速度大小关系是

B．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功

C．小球在A、B两点具有的重力势能相同

D．整个过程只有重力对小球做功

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．小球运动过程中会克服摩擦力做功，且质量不变，故从A运动到C的过程中，机械能减小，小球在A与B点的势能相同，故在A点的动能大于B点的动能，C点最高，故小球在C点的势能最大，动能最小，所以

，故A正确，不符合题意；

BC．A、B两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同，小球从A点运动到B点，会克服摩擦力做功，动能减小，动能之差等于克服摩擦力所做的功，故B、C正确，不符合题意；

D．整个过程中，摩擦力也会对小球做功，故D错误，符合题意。

故选D。

3．2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。

下列说法错误的是（）

A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大

B．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的

C．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用

D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒

【答案】A

【解析】

【分析】

物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。

【详解】

A．火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A错误，符合题意；

B．火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意；

C．火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C正确，不符合题意；

D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故D正确，不符合题意。

故选A。

4．一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。

5．一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家，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W1＞W2，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。

6．下列估测最接近实际的是（）

A．中学生的正常体温约为38.6℃

B．中学生站立在地面上对地面的压强大约为103Pa

C．中学生游泳时受到的浮力大约是50N

D．中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J

【答案】D

【解析】

【分析】

此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要时进行相应的计算，找出符合实际的选项。

【详解】

A．人的正常体温在37℃左右，变化幅度很小，故A不符合实际；

B．一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2，即0.02m2，中学生的体重大约为50kg，则其对地面的压强

故B不符合实际；

C．中学生的体重在500N左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约500N，故C不符合实际；

D．中学生的体重在500N左右，一楼到五楼的高度约12m，中学生从一楼走到五楼所做的功约为

故D符合实际。

故选D。

7．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。

为此，需要测量一些物理量。

下列物理量中必须测量的是（　　）

①五楼到一楼的高度H；②从一楼到达五楼所用的时间T；

③每个同学的体重G；④四楼到五楼楼梯的长度L。

A．①②③B．②③④C．①③D．②③

【答案】D

【解析】

【详解】

由功率公式得

学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。

故选D。

8．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．

9．如左图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其推力大小随时间变化的图像（F-t图像）和物体速度大小随时间变化的图像（v-t图像）分别如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．当t=1s时，物体处于静止状态，摩擦力为0N

B．当t=3s时，物体受到的摩擦力是3N

C．在匀速直线运动阶段，拉力F做的功是16J

D．2~4s内，物体的机械能保持不变

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．由v-t图像可知，0~2s时物体的速度大小为零，即t=1s时物体处于静止状态；此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；由F-t图像可知，t=1s时，F=1N，则此时的摩擦力

故A错误；

B．由v-t图像可知，4~6s时，物体匀速运动；由F-t图像可知，此时的推力F′=2N；由于摩擦力与推力F是一对平衡力，所以此时的摩擦力

2~4s内，物体做加速运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变（与匀速运动时的摩擦力大小相等），仍为2N，故B错误；

C．在4~6s时，物体匀速运动，通过的路程

拉力F做的功

故C正确；

D．2~4s内，物体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体的机械能增加，故D错误。

故选C。

10．如图所示的装置中有木板、木块、弹簧、小车和砝码（图中未画出），用压缩弹簧的小车释放后撞击木块。

能否用此装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”，有两种判断：

（1）能探究物体动能与物体质量的关系；

（2）能探究物体动能与物体速度的关系；这两个判断（）

A．只有

（1）正确B．只有

（2）正确

C．

（1）

（2）都正确D．

（1）

（2）都不正确

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

（1）用小车、小车加上砝码分别将弹簧压缩到相同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化的动能相同，最终木块移动的距离相同，故不能探究物体动能与物体质量的关系；

（2）用小车分别将弹簧压缩到不同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能不同，转化的动能不同，最终木块移动的距离不相同，故能探究物体动能与物体速度的关系。

综上所述：

故ACD错误，B正确。

故选B。

11．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。

12．静止在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，如图（甲）所示。

在水平路面上直线运动时记录的v-t图像，下列说法正确的是（　　）

A．物体在0~t1时间内做匀速直线运动

B．物体在t1~t2时间内动能不断变大

C．物体在t3~t4时间内的摩擦力力小于t1~t2时间内的摩擦力

D．物体在t3~t4时间内拉力小于摩擦力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．由v-t图像可知，0~t1时间内速度越来越大，故A错误；

B．由v-t图像可知，t1~t2时间内速度不变，所以动能不变，故B错误；

C．物体在t3~t4时间内和t1~t2时间内受到的都是滑动摩擦力，由于压力大小和粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变，故C错误；

D．由v-t图像可知，在t3~t4时间内物体作减速运动，所以合力方向与运动方向相反，因此向前的拉力小于向后的摩擦力，故D正确。

故选D。

13．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A→B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B→C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。

14．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。

15．如图所示，重为60牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。

当物体乙恰好能以0.2米/秒的速度匀速下落时，下列判断中不正确的是

A．绳拉甲物体的力为6牛

B．甲物体的速度为0.2米/秒

C．5秒内绳的拉力对甲物体做的功为60焦

D．绳的拉力做功的功率为1.2W

【答案】C

【解析】

【详解】

A．图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落,所以绳拉甲物体的力

F=G乙=6N

故A正确不符合题意；

B．图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v甲=v乙=0.2m/s，故B正确不符合题意；

C．5s内甲物体移动的距离

s=v甲t=0.2m/s×5s=1m

绳的拉力对甲物体做的功

W=Fs=6N×1m=6J

故C错误符合题意；

D．绳的拉力对甲物体做功功率

P=

=

=1.2W

故D正确不符合题意。

16．小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动．他先在地面上用台秤称得自己的体重为500N，再将台秤移至电梯内，电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11s时停止，测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示，则

A．0~2s的过程中，小明的动能不变

B．2s~10s的过程中，小明的重力势能转化为动能

C．10s~11s的过程中，小明的机械能不断减小

D．0~11s的过程中，小明的机械能不断增大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．0～2s的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A错误；

B．2s～10s的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B错误；

C．10s～11s的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，C正确；

D．0～11s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D错误；

故选C．

17．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，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。

18．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（　　）

A．D点与C点相比，机械能不变

B．B点的动能一定大于A点的动能

C．B点的动能可能等于D点的动能

D．A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】

A．D点的机械能比C点的少，因为从C到D有部分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。

19．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η=75%B．滑轮所做的有用功为1200J

C．滑轮自身的重力为100ND．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=600N×3m=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=400N×6m=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=2×400N-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=2×3m=6m，

故D错误；

故选A。

20．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1m

B．第一次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了2m

C．第二次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了2.4m

D．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．