《2020-2021备战中考物理专题训练---功和机械能问题的综合题分类及答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021备战中考物理专题训练---功和机械能问题的综合题分类及答案解析.docx（17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 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，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
2、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，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D 错误。故选 C。2 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，
3、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
4、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
5、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，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 跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 k
6、g，每次跳起高度约为体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（ ）6 cm（人整A向上起跳过程中小明的动能持续增大B下落过程中小明的重力势能保持不变C小明跳一次克服重力做功约3JD小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W【答案】D【解析】【详解】A. 向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A 错误；B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B 错误；C. 小明的重力为：G=mg=50kg 10N/kg=500N ，小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N 0.06m=30J ，故 C 错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：P= W总 = 30J
7、 100 =50W ，t 60s故 D 正确。故选 D 。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、
8、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，故误；B 错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 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，高度则下列判断中正确的是（ ）a、 c 两点处于同一A皮球由a 到 b 时，动能逐渐增大B皮球由c 到 d 时，机
9、械能一直减小C皮球在b 点时的机械能最大D皮球在a、 c 两点时动能相等【答案】 B【解析】试题分析：皮球由a 到b 时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A 错；皮球由c 到d时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B 正确；皮球在a 点时的机械能最大，故C错；皮球在a、 c 两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D 错；应选 B考点：机械能转化7 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()ABCD【答案】 C【解析】【分析】【详解】由题意可知，不计空气阻力，从小
10、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。8 一位质量约50kg 的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A 60JB 600JC 6000JD 0000J【答案】 C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的功 ，根据题意知道，该同学的质量是 50kg，所以体重是：G=mg=500N，楼层高度越是 3m ， 一楼走到五楼的高度大约是： h=4 3m=120
11、m，所以 ，上楼过程中克服重力所做的功是 ：W=Gh=500N12m=6000J，故选 C【点睛】本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大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， 0
12、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fF1N故 A 错误；B由 v-t 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
13、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，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（）A ab 段做功较多B ab 段与 cd 段的功一样多C ab 段功率较大D ab 段与 cd 段的功率一样大【答案】 B【解析】【分析】【详解】拉力大小相等且sab cd，根据 WFs 可知：拉力所做的功相同，故A 错误， B 正确；由于 st tcd，根据Pt得： P P ，故 C、 D 错误abW
14、abcd11 如图甲所示，重为160N 的物体在大小为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/s
15、6m/s则物体向左运动时，由PWFsFv 可得拉力F1 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 s2
16、40N2 1m80J故 D 正确。故选 CD。12 如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面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b 到 c 或 d 的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故A 错误；B c、 d 两点在同一高度，所以小球在这
17、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。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
18、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。14 如图所示
19、，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
20、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。15 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
21、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。16 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BC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】
22、【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，
23、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。17 如图所示，图中速度v 的方向是小强在体育中考“原地掷实心球 ”测试中球出手时的飞行方向，从球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的一些说法中正确的是（ ）A球出手时动能最大B球出手时势能最大C球落地时机械能最大D球的机械能保持不变【答案】 D【解析】【详解】ACD由于空气阻力忽略不计，那么整个运动过程球的机械能保持不变，C 错误， D 正确；球出手时动能不是最大的，因为它还会落地，重力势能会
24、转化为动能，球落地的瞬间动能才是最大的， A 错误；B球出手时势能不是最大，因为它还会上升，上升到最高点时，它的重力势能才是最大的， B 错误；18 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
25、,所以运动路程之比:W甲W乙1 1s 甲:s 乙 =:=:=1:2F甲F乙2 1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 =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 = F甲 : F乙 = 2 : 1 =1:1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 =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 = F甲 : F乙 = 2 : 1 =3:4
26、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。19 如图所示， F12A 相对于地面静止，物体B 以 0.1m/s 的速度在物=4N， F =3N，此时物体体 A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（）20.6WB弹簧测力计读数为 9NA F 的功率为C地面对物体 A 的摩擦力为 2N2D如果增大 F ，物体 A 可能向左运动【答案】 D【解析】【分析】【详解】A由图知，水平使用滑轮组，对于物体B 来说 n=2，拉力端移动速度v2v物20.1m/s0.2m/s拉力
27、 F2 做功功率P2F2 v3N0.2m/s0.6W故 A 正确，不符合题意；B不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，对于弹簧测力计来说是3 股，所以弹簧测力计的示数F3F233N9N故 B 正确，不符合题意；C对于物体A，受到的力： B 向左的摩擦力f B2F223N6N向右的拉力F1=4N，因为 A 静止，所以地面向右的摩擦力f地f BF16N4N2N故 C 正确，不符合题意；D如果增大F2，由于 B 对 A 压力的大小没变，接触面的粗糙程度没变，所以B 对 A 的摩擦力不变，此时物体A 相对于地面仍然静止，故D 错误，符合题意。故选 D。20 用水平拉力先后两次拉着重为
28、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=Fs可知，第二次物体通过的距离：S2W248JF22.4m ，20N故 C 正确， D 错误