初中物理 功和机械能 中考精选试题含答案.docx

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初中物理功和机械能中考精选试题含答案

　功和机械能

一、填空题

1．2016年4月24日定为首个中国航天日，是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功，卫星加速升空的过程中重力势能__变大__，动能__变大__（选填“变大”“变小”或“不变”）。

【点评】　卫星升空的过程中，动能和重力势能都是增大的，这是我们应该特别注意的。

2．在开展课外活动时，小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升，速度为2m/s，功率为30W，则无人机上升10s升力所做的功为__300__J，无人机重为__15__N。

3．西宁市湟水河河道改造工程中，装载机5s内将一块重2000N的石块匀速举高3m，装载机的举力对石块做功为__6×103__J，举力做功的功率为__1.2×103__W。

4．“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。

实验的目的是探究钢球动能的大小与__速度__的关系；实验时，是通过观察__木块被推动距离的大小__，来判断钢球动能的大小。

物理研究方法有许多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验利用了控制变量法和__转换法__。

[解析]　同一钢球，质量相同，从不同的高度由静止滚下，体现了钢球到底端时的速度不同，由此可知：

此实验研究的是动能大小与速度大小的关系，即此时用的是控制变量法；同时采用转换法，将钢球的动能大小转换为观察木块被推动的距离远近，钢球把木块推出去得越远，钢球的动能越大。

二、选择题

5．下列实例中，有力对物体做功的是（A）

A．跳水运动员从跳台跳下

B．背着书包在水平路面上前进

C．举重运动员举起杠铃停在空中

D．小球在光滑水平面上滚动

【点评】　明确三种情况不做功：

一是有力无距离（例如：

推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直。

6．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱，在力的作用下移动的距离SAB＝SCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（C）

A．AB段做功较多

B．CD段做功较多

C．AB段与CD段做的功一样多

D．AB段的功率比CD段的功率大

7．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直线运动，两次拉动木块得到的s－t关系图象如图乙所示。

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（B）

A．F1＞F2，P1＞P2　　B．F1＝F2，P1＞P2

C．F1＞F2，P1＝P2D．F1＜F2，Pl＜P2

[解析]　由图乙可知，木块两次都做匀速直线运动，则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，因为同一木块放在同一桌面上，压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以两次木块受到的滑动摩擦力相等，故两次对应的弹簧测力计示数相等，即F1＝F2；从图乙中可以判断出，第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度，即v1＞v2，根据公式P＝Fv可知，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2。

综上所述，A、C、D项错误，B项正确。

8．高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害。

因为高处的物体具有较大的（D）

A．弹性势能B．重力势能

C．体积D．重力

9．如图所示，将摆球从A点静止释放，摆球在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是机械能（C）

A．从A点到B点，摆球动能增大，机械能增大

B．从B点到C点，摆球动能减小，机械能减小

C．摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等

D．摆球在B点的机械能最大，在A，C两点的机械能能最小

[解析]　从A→B的过程中，金属小球的质量不变、高度减小、速度增大，所以重力势能减小，动能增大，在B点时动能最大、重力势能最小；在此过程中重力势能转化为动能，不计空气阻力，机械能守恒，故A项错误；从B→C的过程中，金属小球的质量不变、高度增大、速度减小，重力势能增大，动能减小，在C点动能最小、重力势能最大，在此过程中动能转化为重力势能，机械能守恒，故B项错误；不计空气阻力，小球会在A、C间来回摆动时，总机械能守恒，故C项正确，D项错误。

10．如图，我国空气加油机正在给歼10战斗机加油。

加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的（D）

A．动能增加，势能减小，机械能不变

B．动能不变，势能不变，机械能不变

C．动能减小，势能不变，机械能减小

D．动能增加，势能增加，机械能增加

[解析]　战斗机的速度不变，质量不断增大，动能增大。

高度不变，质量不断增大，重力势能增大。

机械能＝动能＋势能，动能增大，势能增大，所以机械能增大。

11．（多选）如图所示，拨动弹性钢片，把小钢球与支柱之间的塑料片弹出时，小钢球并没有随塑料片飞出。

关于这个过程，下列说法正确的是（ACD）

A．弹性钢片被拉弯，说明力可以改变物体的形状

B．弹性钢片恢复原位的过程中，动能转化为弹性势能

C．塑料片被弹出，说明力可以改变物体的运动状态

D．小钢球没有随塑料片飞出，因为小钢球具有惯性

[解析]　弹性钢片在力的作用下发生弯曲，说明了力可以使物体发生形变，故A项正确；弹性钢片恢复原位的过程中，形变变小，速度变大，弹性势能转化为动能，故B项错误；塑料片在力的作用下被弹出，说明力可以改变物体的运动状态，故C项正确；由于小钢球具有惯性，要保持原来的静止状态，所以小钢球不会随塑料片飞出，故D项正确。

三、简答题与计算题

12．起重机在10s内将重为2000N的石头沿竖直方向匀速提升0.5m。

求：

（1）起重机对石头做的功。

（2）起重机提升石头的功率。

解：

（1）起重机对石头做功W＝Gh＝2000N×0.5m＝1000J。

（2）起重机提升石头的功率P＝

＝

＝100W。

答：

（1）起重机对石头做的功是1000J。

（2）起重机提升石头的功率是100W。

13．电动玩具车质量为1kg，它与水平地面的接触面积为20cm2，该车在水平地面运动时，车内电动机提供的水平动力F与速度v的关系如图所示。

求：

（1）玩具车对水平地面的压强。

（2）该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时，水平动力做功的功率是多少。

解：

（1）玩具车对水平地面的压力F＝G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，玩具车对水平地面的压强p＝

＝

＝5000Pa；

（2）根据图象可知该玩具车在水平地面以0.3m/s的速度做匀速直线运动时的牵引力F′＝50N，水平动力做功的功率P＝

＝

＝F′v＝50N×0.3m/s＝15W。

答：

（1）玩具车对水平地面的压强是5000Pa；

（2）水平动力做功的功率是15W。

四、实验与探究题

14．实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。

将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。

（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是__将钢球从某一高度由静止释放__，钢球动能的大小是通过观察__木块运动的距离__来判断的。

实验

次数

钢球

质量/g

钢球下摆

高度/cm

木块滑行

距离/cm

1

20

20

30

2

40

20

58

3

60

20

（2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的__速度__相同，从而探究动能与__质量__的关系。

（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。

你认为应当采用__甲__同学的建议。

（4）由上述实验数据和现象可得出结论：

__在速度一定时，质量越大动能越大__。

[解析]　

（1）让钢球从某一高度由静止释放，使钢球获得动能；钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的，木块运动的距离越长，就表示钢球的动能越大；

（2）让钢球从斜面的同一高度处释放，使钢球到达最底端的速度相同，从而探究动能与质量的关系；

（3）上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，因此改变木板的长度，应采用甲的建议；

（4）由表中的数据知：

速度一定时，质量越大动能越大。

15．为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。

①将弹簧放在水平面上，一端固定；

②在弹性限度内，用物块（物块与弹簧不连结）将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量ΔL；

③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离s；

④多次改变弹簧的形变量，重量步骤②③；

⑤分析实验数据得出结论。

请回答以下问题：

（1）本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟__弹簧形变量__的关系。

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过__物块滑行的距离__来间接反映的。

（3）本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块将__动__能转化为__内__能。

[解析]　

（1）由步骤②③可知，本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量的关系。

（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较物块滑行的距离来判断弹簧的弹性势能大小。

（3）本实验中，物块离开弹簧后，因为受到摩擦力的作用，速度减小，动能不断减小，在此过程中，物块克服摩擦力做功，物块将动能转化为内能。

第二部分：

简单机械

一、填空题

1．端午节赛龙舟时，运动员一手撑住桨柄的末端（视为支点），另一手用力划桨，如图所示。

此时桨属于__费力__（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；当运动员向后划桨时，龙舟就向前行进，说明物体间力的作用是__相互的__。

2．用如图所示的滑轮组匀速提升重为100N的物体，拉力F＝60N，滑轮组的机械效率为__83.3%__。

在物体匀速上升的过程中，物体的动能__不变__，物体的重力势能__变大__（选填“变大”“变小”或“不变”）。

3．当用镊子夹取物体时，镊子就相当于__杠杆__（选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”），它是一个__费力__（选填“省力”或“费力”）的机械。

[解析]　如图，在使用镊子时，在动力的作用下AC绕A点转动，镊子就相当于杠杆；A点是支点，AC的长度为阻力臂，AB的长度为动力臂，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆。

4．将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s＝3m，上升的高度h＝1.2m，则人对物体做的有用功是__288__J，斜面的机械效率是__80%__。

【点评】　此题考查了功的计算与斜面的机械效率，同时也明确了斜面也是一种省力的机械，任何机械省力但不省功。

二、选择题

5．下列有关简单机械的叙述正确的是（D）

A．剪纸用的剪刀是一种省力杠杆

B．使用定滑轮可以省力

C．使用动滑轮可以省功

D．任何机械做功时机械效率不可能达到100%

6．如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是（D）

【点评】　本题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：

①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。

7．在如图所示的四种剪刀中，最适用于剪开较硬物体的是（B）

[解析]　剪开较硬的物体，就需要一把省力的剪刀，因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀，即手柄比刀口长的剪刀，所以B最适合。

【点评】　剪刀是生活中的一种特殊杠杆，要根据需要选择最合适的。

手柄长的剪刀省力，刀口长的剪刀省距离。

8．如图所示，O是支点，在B端挂一重物，为使杠杆水平平衡，要在A端施加一个力，下列说法正确的是（B）

A．F1最小　　　　　B．F2最小

C．F3最小D．一样大

9．用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m，已知动滑轮重30N，不计摩擦，则（C）

A．利用滑轮组所做的有用功是450J

B．绳子自由端移动的速度是0.9m/s

C．拉力的功率是99W

D．滑轮组的机械效率是80%

10．（多选）建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置，分三次运送。

第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块，每次运送时，砖都匀速上升，绳重及摩擦均忽略不计，这三次拉力依次为F1、F2、F3，效率为η1、η2、η3，则（BD）

A．F1＋F2＝F3B．F1＋F2＞F3

C．η1＋η2＝η3D．η1＜η2＜η3

【点评】　本题考查拉力和机械效率的计算，关键是对公式F＝

（G＋G动）和η＝

＝

＝

＝

的灵活应用。

11．如图所示，使用滑轮组提升重物时，能提高机械效率的操作是（忽略绳重和摩擦）（B）

A．改变绕绳方式

B．减小动滑轮的质量

C．减小提升重物的高度

D．减小被提升物的质量

【点评】　机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：

“有用功多，机械效率高”；或“总功大，机械效率低”。

机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关。

三、简答题与计算题

12．用如图所示的滑轮组将重90N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F＝50N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。

（1）求上述过程中的有用功W有。

（2）求上述过程中的总功W总。

（3）求滑轮组的机械效率η。

解：

（1）上述过程中的有用功W有＝Gh＝90N×1m＝90J；

（2）由图知n＝2，所以绳端移动的距离s＝2h＝2×1m＝2m，总功W总＝Fs＝50N×2m＝100J；

（3）滑轮组的机械效率η＝

＝

＝90%。

答：

（1）上述过程中的有用功为90J。

（2）上述过程中的总功为100J。

（3）滑轮组的机械效率为90%。

13．在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图。

为了尽快疏通道路，交警只用了30s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。

若故障车被拖离的速度是6m/s，绳子自由端的拉力F是500N，该装置的机械效率是80%。

求：

（1）故障车在30s内通过的路程。

（2）拉力F在30s内所做的功。

（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力。

解：

（1）由v＝

得故障车在30s内通过的路程s车＝vt＝6m/s×30s＝180m；

（2）由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离s绳＝3s车＝3×180m＝540m，拉力F在30s内所做的功W＝Fs绳＝500N×540m＝2.7×105J；

（3）由图知，n＝3，水平滑轮组的机械效率η＝

＝

＝

＝

，所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f＝3Fη＝3×500N×80%＝1200N。

答：

（1）故障车在30s内通过的路程为180m；

（2）拉力F在30s内所做的功为2.7×105J；

（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力为1200N。

四、实验与探究题

14．实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。

请回答下列问题：

试验次数

1

2

钩码重G/N

4

4

钩码上升高度h/m

0.1

0.1

绳端拉力F/N

1.8

1.6

绳端移动的距离s/m

0.3

0.4

机械效率η

74.1%

（1）通过分析表中数据可知第2次实验使用的是__乙__（选填“甲”或“乙”）图所示的装置。

（2）根据表中数据，可以计算出第2次实验中的机械效率应为η＝__62.5%__。

（3）通过对第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：

使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（或动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率__越低__（选填“越高”“不变”或“越低”）。

[解析]　

（1）读图可知，乙用4段绳子吊着物体，因此s＝4h，分析表中的数据可以看出，实验2符合这一倍数关系；

（2）实验2的机械效率η＝

＝

＝

＝62.5%；

（3）实验1和2中，提升重物相同，距离相同，只是滑轮组不同，尤其是动滑轮的个数不同，实验2的机械效率低于实验1，因此可得出：

使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低。

15．小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中：

（1）实验时应先调节杠杆在__水平__位置平衡。

若出现图甲所示情况，应将杠杆的螺母向__左__（选填“左”或“右”）调。

（2）杠杆平衡后，小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，这时应在B位置挂上__4__个钩码。

（3）下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据：

实验次数

F1/N

l1/cm

F2/N

l2/cm

1

2

5

△

10

2

3

10

2

15

3

2

30

3

☆

上表中空格处所缺的数据是△＝__1__，☆＝__20__。

（4）分析上表中的实验数据可以得出的结论是__F1l1＝F2l2__。

[解析]　

（1）实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂；由图甲知，左端较高，所以应将平衡螺母向左端调节；

（2）设一格为L，一个钩码重G，则有2G×2L＝nG×L，n＝4，故应在B处挂4个钩码；

（3）根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得：

2N×5cm＝F2×10cm，解得F2＝1N；2N×30cm＝3N×l2，解得l2＝20cm；

（4）分析实验数据，得出杠杆的平衡条件是F1l1＝F2l2（动力×动力臂＝阻力×阻力臂）。

16．

（1）如图1所示，甲物体重3N，乙物体重10N，用绳绕过定滑轮相连（不计绳重与摩擦）。

乙静止于水平地面上，则a绳对甲的拉力为__3__N。

（2）在分析b绳对乙的拉力时，小明认为是3N，小慧认为是7N。

a．小明做了以下实验：

用弹簧测力计测出某物体的重力（如图2）；然后将绳子靠着定滑轮（不计绳重与摩擦），如图3所示，弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时，其示数保持不变。

由此可见，定滑轮只改变了力的__方向__，不改变力的__大小__（均选填“大小”或“方向”）。

所以，小明认为图1中b绳对乙的拉力为3N。

b．图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对__相互作用力__（选填“相互作用力”或“平衡力”）。

为了探究这两个力的大小关系，再做如图4的实验：

将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等。

于是可以得出，b绳对乙的拉力__等于__（选填“等于”或“不等于”）乙对b绳的拉力。

由此可知，图1中b绳对乙的拉力为__3__N。

（3）再通过受力分析可得，图1中地面对乙有__7__N的支持力。

[解析]　

（1）以甲为研究对象，处于静止状态，所以a绳对甲的拉力F＝G甲＝3N；

（2）a.使用定滑轮改变了力的方向，但不能改变力的大小；b.图1中，b绳对乙施加拉力，力的作用是相互的，则乙对b绳同时施加拉力，所以b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对相互作用力；如图4的实验，将弹簧测力计丙与丁相互对拉，它们的示数相等，说明相互作用力大小相等；于是可以得出，b绳对乙的拉力等于乙对b绳的拉力；由此可知，图1中b绳对乙的拉力为3N。

（3）以乙为研究对象，乙受向上的拉力、向上的支持力和向下的重力，因为乙处于静止状态，所以F＋F支＝G乙，则地面对乙的支持力F支＝G乙－F＝10N－3N＝7N。

17．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如表：

次数

钩码

重/N

钩码上升

高度/cm

弹簧测力

计示数/N

弹簧测力计

移动距离/cm

1

2

10

0.8

40

2

5

5

1.5

20

（1）第一次实验测得滑轮组的机械效率为__62.5%__，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率__大于__（选填“大于”“小于”或“等于”）第一次实验测得滑轮组的机械效率。

（2）根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”的结论？

__不能__；请简要说出其中一条理由：

__滑轮组的机械效率还与滑轮的重有关__。

[解析]　

（1）第一次实验滑轮组的机械效率η1＝

＝

＝

＝62.5%，第二次实验滑轮组的机械效率η2＝

＝

＝

≈83.3%；所以η1＜η2；

（2）通过实验的对比，虽然可以得出机械效率高低与滑轮重力有关，但必须至少三次实验才可证明结论，只有一次对比实验是不太准确合理的，偶然性太大，并且影响滑轮组机械效率的还有滑轮的重等。

第一部分　功和机械能

1．炎热的夏天，王爷爷驾着一辆功率为120kW的小轿车，带着家人前往井冈山休闲度假。

途中在一段平直的高速公路上以90km/h的速度匀速行驶，求这段路程中小车受到的阻力。

解：

P＝120kW＝1.2×105W，90km/h＝25m/s。

根据公式P＝Fv得F＝

＝

＝4.8×103N，

因为小车匀速直线行驶，所以f＝F＝4.8×103N。

2．小生同学用100N的推力推动重500N的木箱，使木箱沿推力方向做匀速直线运动，10s内前进了6m。

求小生同学对木箱做的功和功率。

解：

W＝Fs＝100N×6m＝600J；

P＝

＝

＝60W

3．快速发展的南昌为缓解城市交通压力，大力兴建地铁，地铁站台的设计方案如图所示。

进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。

从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？

（1）地铁进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；

（2）地铁出站时储存的重力势能又转化为动能；

（3）起到节能的作用。

4．如图所示，蚂蚁用10－3N的力拉着树叶，10s内沿着拉力方向前进了10cm，则蚂蚁对树叶做功为__10－4__J，对应的功率为__10－5__W。

第二部分　简单机械

1．（多选）如图所示的是同学们画的几种情景下的示意图，其中正确的是（AC）

A．施加在门把手上力F的力臂

B．小球对斜面的压力

C．通电螺线管周围磁感线的方向

D．蜡烛在平面镜中成像的光路

2．在测“滑轮组机械效率”的活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A（如图甲所示），然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得A、B两点间的距离为2H（如图乙所示），则以下所求物理量正确的是（BCD）

A．拉力所做的功W＝2FH

B．拉力所做的有用功W＝GH

C．该滑轮组的机械效率η＜1

D．该滑轮组的机械效率η＝

3．探究杠杆的平衡条件：

【提出问题】图甲所示是一种常见的杆秤，此时它处于水平位置平衡。

发现一：

小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉。

他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的__力__来实现；

发现二：

接着小明移动秤砣使其恢复水平位置平衡。

说明通过改变__力臂__的长短也可以改变杠杆的平衡。

那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？

【制订计划与设计实验】

实验前，轻质杠杆处于如图乙所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向__右__（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是__方便直接测出力臂__。

【实验结论】

如图丙所示，他