《2020-2021中考物理功和机械能问题综合经典题含答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021中考物理功和机械能问题综合经典题含答案解析.docx（16页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、一、初中物理功和机械能问题1 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10NB 1s2s 内，拉力F 做的功是62.5JC 2s3s 内，拉力F 的功率是300WD 2s3s 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
2、大小等于重物和动滑轮的总重，即F拉GG动3 40N 120N由题意可知， 0s1s 内，地面对物体的支持力符合关系式F支3F拉G G动120N从图甲可以看到， F拉30N ，解得 F支30N ， 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s3h31.25m3.75m拉力 F 做的功是WFs50N 3.75m187.5J拉力 F 做的功是187.5J， B 错误；C 2s3s 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v绳32.5m/s7.5m/s根据 PFv 可知，拉力
3、F 的功率PFv绳40N7.5m/s300W拉力 F 的功率是300W， C 正确；D 2s3s 内，物体上升的高度h3.75m-1.25m2.5m拉力 F 的大小是40N，则滑轮组的机械效率W有用功100%Gh 100%100N2.5m100% 83.3%W总功Fs40N3 2.5m滑轮组的机械效率约是83.3%， D 错误。故选 C。2 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
4、【答案】 DM 点的黑色圆斑大于N 点的黑色圆斑【解析】【详解】A由图可知，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
5、 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，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，故在斑要大于在N 点的圆斑；故D 正确。M 点机M 点的圆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两次拉力对木块做的功一样多【答案】 A【解析】【分析
6、】【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 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
7、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
8、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WGh5N10m50J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W50JP1Wt50s故 C 正确；D国旗杆上的滑轮为定滑轮，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。52019 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
9、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，故意；A 错误，符合题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
10、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。6 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A a 点Bb点C c 点D d 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 九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教
11、室，所用时间为重力做功的功率最接近（ ）30 s。他上楼过程克服自身A1.5 W【答案】 C【解析】【分析】【详解】一层楼的高度约为力所做的功约为B 15 W3m，三层高度约为C 150 W9m，九年级的同学体重大约为D 1500 W50kg，则克服自身重W=Gh=mgh=50kg10N/kg 9m=4500J克服重力做功的功率W4500JP150Wt30s故 ABD，都不符合题意， C 符合题意。故选 C。8 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48
12、J 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S1W120JF12m ，10N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=F
13、s可知，第二次物体通过的距离：W248JS22.4m ，F220N故 C 正确， D 错误9 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B小球在C小球在A、 B、 C 三点的速度大小关系是vC vB vAA、 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，故在在 C 点的
14、势能最大，动能最小，所以 vCA 点的动能大于 B 点的动能， C 点最高，故小球 vB vA ，故 A 正确，不符合题意；BCA、 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。10 如图是某山地的等高线图，数字表示海拔高度，其单位是米。质量是60kg 的小凯早上8：00 从 A 点出发， 8： 50 到达 B 点的观景台；质量是50kg 的小旋早上7： 40 从 C 点出发， 8： 50 到达 D 点
15、的半山亭。下列说法中正确的是（）A他们对自己做的功一样多B小凯的平均功率较小C 8：50 分时，小旋的动能一定小于小凯的动能D 8： 50 分时，小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能【答案】 D【解析】【分析】【详解】A 60kg 的小凯从 A 点到达 B 点做的功为W凯 =G1h1m1gh160kg 10N/kg(600m400m)1.2 105 J ；质量是 50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为W旋 =G2h2m2 gh250kg 10N/kg(400m200m)1 105 J ；小凯做的功多，故A 错误；B小凯的运动时间为t18：508：0050min3000s ；平均功率为P1W
16、凯1.2 105 Jt140W ，3000s小旋的运动时间为t28：507：4070min4200s ，平均功率为P2W旋1 105 Jt 223.8W ，4200s小凯的平均功率较大，故B 错误；C动能的大小与质量和速度有关，由于不知道8： 50 分时的他们的速度，所以无法比较动能的大小，故C 错误；D重力势能的大小与质量和所处的高度有关，小凯的质量和所处的高度都比小旋的大，所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能，故D 正确。11 如图，一辆电动车在月球表面（月球面附近无大气层）沿着平直轨道行驶，物体对于车静止，则以下说法中正确的是（ ）M 相A电动车动能一定增加B M 受到的摩擦力一定向
17、右C此时小车可能做匀速直线运动D若电动车急刹车，M 受到的摩擦力一定向左【答案】 B【解析】【分析】【详解】A由图中彩旗展开的方向可知，电动车向右加速运动或向左减速运动，所以动能有可能增大也有可能减小，故 AC 错误；B不管电动车是向右加速，还是向左减速，相对车静止的物体M 都有向左运动的趋势，所以其受到的摩擦力一定向右，故B 正确；D若电动车原是向右加速运动的，急刹车时，车的速度减小或停下，而M 由于惯性要保持原来的速度向右运动，此时所受的摩擦力应向左，才能让M 相对车静止。若电动车原是向左减速运动的，急刹车时，M 物体由于惯性会保持原来的速度继续向左运动，此时所受的摩擦力方向应仍然向右，才
18、能让M 相对车静止，故D 错误。故选 B。12 如图所示，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端固定在物块乙上，甲、乙相互叠加放置在光滑水平面上O 点处，此时弹簧处于原长。现将甲、乙从O 点拉至位置l。松手后，在甲、乙保持相对静止并一起向O 点方向运动的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）A物块甲由于与乙相对静止而处于平衡状态B物块乙随弹簧拉力减小而做减速运动C物块乙对物块甲施加了水平向左的摩擦力D两物块运动到O 点将由于不受弹簧拉力而静止【答案】 C【解析】【分析】【详解】A甲乙两物块在位置1 被松手后，由于弹簧的弹性势能转化为动能，而且水平面是光滑的，所以其动能增加，即两物块不是做匀速直线
19、运动，不是处于平衡状态，故A 错误；B乙物体从位置1 向O 运动的过程中，弹簧对其拉力减小，但由于减小的弹性势能全转化为动能，所以其速度增加，做加速运动，故B 错误；C物体甲乙一起相对静止运动的过程中，甲有一个向右运动的趋势，所以甲受到乙向左的摩擦力，故C 正确；D两物块运动到O 点，弹簧刚好恢复原形，则此时弹簧对物块的拉力为0，但由于惯性，两物块还要向左运动，不会立即停下来，故D 错误。故选C。13 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
20、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（ ）A t 1 时刻小球的动能最大B t2 时刻小球的动能最大C t3 时刻小球的重力势能最大D t 2 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，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；B t 2 时刻小球速度为0，此时动能最小，故B 错误；C t3 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；D t 2
21、 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t 2到 t 3 时间内，小球的动能先变大后减小，故D 正确。故选 D。14 有一个小球从滑梯上 A 点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点向下运动到 C 点，不计摩擦。则（ ）B 后小球又沿滑梯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
22、，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。15 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
23、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= s 可知，甲的速度大于乙的速度，所t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
24、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16 下例各情况中，关于做功的说法错误的是A某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功B人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功C人头顶物体在水平地面上匀速前进，她顶物体的力做了功D某同学从滑梯上滑下，重力做了功【答案】 C【解析】【分析】【详解】A某同学用力将石块向前移动一点，有力作用在石块上，石块在力的方向上通过了距离，所以他推石块的力做了功，故A 正确不符合题意；B人推着小车沿斜面进入车厢，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了距离，所以他推小车的力做了功，故 B 正确不符合题意；C人头顶物体在水平地面上匀速前进，力
25、的方向向上，距离的方向向前，二者相互垂直，所以她顶物体的力不做功，故 C 错误符合题意；D某同学从滑梯上滑下，在重力的方向的通过了距离，所以重力对人做了功，故D 正确不符合题意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=600N3m=1800J，因为是动滑轮，所以拉力移
26、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：W有用 100%= 1800J 100%=75% ，W总2400J故 A 正确， B 错误；C不计绳重及摩擦，则拉力为：1F（ GG动），2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=2 3m=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
27、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（）A F =F，P PB F F， P PC F F， P =P2D F F， P P121212121211212【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F1F2因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为PFv ，从图乙可看到，第1 次的速度大于第2 次的速度，即v1v2那么可知P1P2故选
28、 A。19 甲、乙两个物体，分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动.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A1:12:1B 2:11:1C 3:22:3D 3:23: 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:W甲W乙1 1s 甲:s 乙 = F甲 : F乙 = 2 : 1 =1:2因为 v= s 速度相同 ,所用时间与路程成
29、正比:tt 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:W甲W乙2 1s 甲:s 乙 =:=:=1:1F甲F乙2 1s因为 v=,速度相同 ,所用时间与路程成正比:tt 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:W甲W乙32s 甲 :s乙 =:=: =3:4甲F乙21F因为v=s,:速度相同所用时间与路程成正比tt 甲 :t 乙=s 甲:s乙 =3:4故 CD 不符合题意。20 如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜
30、面a 点自由滚下，分别经过图中b，c，d 各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（）A小球的重力势能一直在减小B在d 点的重力势能小于在c 点的重力势能C从b 点运动到c 点的过程中，动能转化为重力势能D从a 到b 小球速度越来越大，机械能越来越大【答案】C【解析】【分析】【详解】A小球从 a 到 b 的过程中，高度变小，重力势能减小，从大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故b 到 c 或 d 的过程，高度增A 错误；B c、 d 两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，故B 错误；C小球从b 点到c 点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故C正确；D在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a 点到b 点，小球的机械能不变，故D错误。故选C。