《2020-2021中考物理——功和机械能问题的综合压轴题专题复习及答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021中考物理——功和机械能问题的综合压轴题专题复习及答案解析.docx（21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 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 26s 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4
2、6s 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PWFsFv3N2m/s6Wtt故 C 正确；D在26s 内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D 错误。故选C。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
3、 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vC vB vAB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vCvB 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
4、，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 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 F 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 F 的功率大小为20WD滑轮组的机械效率为83.3%【答案】 C【解析】【详解】A根据公式可得W有用Gh20N2m40J故 A 正确，不符合题意；B由图可知s2h22m4m根据公式可得W总Fs12N4m48J故 B 正确，不符合题意
5、；C拉力的功率W总48JP=24Wt2s故 C 错误，符合题意；D滑轮组的机械效率W有100%40J 100% 83.3%W总48J故 D 正确，不符合题意。故选 C。4 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4mB物体受到的拉力为750NC拉力 F 的功率为 375WD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snsA 求出绳子自由端沿水平方向移动；
6、(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 FAf 0.4G 求出物体受到的拉力；(3)根据 WFs 求出拉力 F 做的功，根据 PW总求出拉力 F 的功率；t(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距离snsA22m4m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FAf0.4G0.41500N600N故 B 错误，符合题意；C拉力 F 做的功W总Fs375N4m1500J则拉力 F 的功率PW总1500J375W
7、t4s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。5 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
8、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。
9、6 如图所示，小球以速度v 从 A 沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的C 点，下列说法中正确的是 ()A因为最终到达了与A 等高的 C 点，所以小球机械能守恒B小球在B 点的机械能最大C小球从B 到 C 的过程只是动能转化为重力势能D小球从A 到 C 的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做功【答案】 D【解析】【分析】【详解】A B小球以速度 v 从高的 C 点， C 点速度为A 沿弯曲轨道滑下，在0，只有重力势能，A 点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等A、 C 两点的重力势能相等，但A 点的机械能大于 B 点的机械能，说整个运动过程中，机械能在减小，所以A 点的机械能最大，故AB 错
10、C小球从B 到 C 的过程中先将重力势能转化为动能，再将动能转化为重力势能，故C错误；D A、 C 两点的重力势能相等，整个过程动能减小为0，用来克服摩擦力做功，故D 正确。故选 D。7 九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为30 s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）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
11、符合题意， C 符合题意。故选 C。8 把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（）A是由水的内能转化来的B是由水的重力势能转化来的C是由乒乓球的内能转化来的D是由乒乓球的化学能转化来的【答案】 B【解析】【分析】机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。【详解】松手后，乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上，乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能减小，重力势能转化为乒乓球的机械能。故选 B。9 如左图所示，放在水平地面上的物体
12、，受到方向不变的水平推力随时间变化的图像（ F-t 图像）和物体速度大小随时间变化的图像（Fv-t的作用，其推力大小图像）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0NB当 t=3s 时，物体受到的摩擦力是 3NC在匀速直线运动阶段，拉力F 做的功是16JD 24s 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， 02s 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fF1N故 A 错误；B由 v-t
13、 图像可知， 46s 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fF2N24s 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46s 时，物体匀速运动，通过的路程svt4m/s2s8m拉力F 做的功WF s2N8m16J故 C 正确；D 24s 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，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中
14、，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（）A罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能B罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化C因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面D如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去【答案】 C【解析】【分析】【详解】A罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A 错误；B罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B 错误；C罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，
15、即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C 正确；D罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故故选 C。D 错误。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
16、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，相对车静止的物体所以其受到的摩擦力一定向右，故 B 正确；M 都有向左运动的趋势，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，才能让 M 相对车静止，故 D 错误。故选 B。12 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
17、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【答案】 BD（ 1）（ 2）都不正确【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
18、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。13 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【
19、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，故故选 C。D 错误。14 如图所示，当小明用力推墙时，他沿水平冰
20、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
21、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。15 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为50g）在 2s 内把重物 G12l22N，不计绳重及摩擦（g 取 10N/kg）。下和 G 提高 10cm，已知 F和 F 的大小均为列说法中不正确的是（）A重物 G1 的重力大小为5.5NB乙滑轮组所做的有用功是0.7JC F1 和 F2 做功的功率之比为3: 4D两个滑轮组的机械效率之比为4: 3【答案】 D【解析】【分析】【详解】A从图甲可以看到，三条绳子托着动
22、滑轮，动滑轮只是一个，重力大小是G动m动 g0.05kg10N/kg0.5N把动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知3F1G动G1解得 G15.5N ，重物 G1 的重力大小为5.5N， A 正确，不合题意；B在图乙中，把两个动滑轮和重物看作一个整体，这个整体处于平衡状态，可知4F22G动G2解得 G27N ，重物升高的高度是 h2 0.1m ，乙滑轮组所做的有用功是W乙有用 G2h2 7N 0.1m 0.7J乙滑轮组所做的有用功是0.7J ， B 正确，不合题意；C重物 G1 移动的速度是h10.1mv10.05m/st12s甲图中绳端移动的速度是v绳13v130.05m/s0
23、.15m/s重物 G2 移动的速度是v2h20.1mt20.05m/s2s乙图中绳端移动的速度是v绳 24v240.05m/s0.2m/s那么可知 F1 和 F2 做功的功率之比是：P2：P1F1v绳1 F2v绳 23 4F 和 F 做功的功率之比为3:4， C 正确，不合题意；12D甲滑轮组所做的有用功是W甲有用G1h15.5N0.1m0.55J所做的总功是W甲总F1s12N30.1m0.6J乙滑轮组所做的总功是W乙总F2 s22N40.1m0.8J由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是W乙有用0.7J ，那么两个滑轮组的机械效率之比是甲:乙W甲有用: W乙有用0.55J : 0.7J22: 2
24、1W甲总W乙总0.6J 0.8J两个滑轮组的机械效率之比是22: 21； D 错误，符合题意。故选 D。16 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 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
25、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17 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
26、，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18 如图所示，质量为m 的跳高运动员先后用背越式和跨
27、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】【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mgh，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mgh，也可以小于mgh ，也可以等 于 mgh，故ABD 错误， C 正确。故选 C。19 如图甲所示，重为160N 的物体在大
28、小为20N，水平向左的拉力F1 作用下，沿水平地面以 3m/s 的速度做匀速直线运动。如图乙所示，保持拉力F1 不变，用水平向右的拉力F2，拉物体匀速向右运动了1m ，若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（）A物体向左运动时，拉力F1 的功率 P1=60WB物体与地面之间的摩擦力f=20NC物体向右运动时，拉力F2=40ND物体向右运动时，拉力F2 所做的功W2=80J【答案】 CD【解析】【分析】【详解】A由图甲可知，绳子承担物体受到的拉力的段数n 为2，物体以3m/s的速度做匀速直线运动，在拉力作用下绳子末端的速度为v2v物23m/s6m/s则物体向左运动时，由PWFsFv 可得拉力F
29、1 的功率ttP1F1v20N6m/s120W故 A 错误；B图甲中物体做匀速直线运动，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，而绳子承担力的段数 n 为 2，所以物体与地面之间的摩擦力f2F1220N40N故 B 错误；C物体向右运动时，由于物体和地面没有改变，则所受摩擦不变，方向向左，同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力，每股绳子的拉力为20N，物体右侧的滑轮为动滑轮，对物体的拉力为2F2，则有2F22F1f80N解得 F2 =40N，故 C 正确；D在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时，物体向右运动时，拉力F2 所做的功W2F2 s240N2 1m80J故 D 正确。故选 CD。20 如图
30、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【答案】 CD两次拉力对木块做功的功率一样大【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；WD由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由p得两次拉力对木块做功的功率t不一样大， D 选项说法不正确；故选 C