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1、一、初中物理功和机械能问题1 小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度，每个滑轮的重均相等，不计绳重及摩擦, 针对这一现象，小明得出了4 个结论： F1做的功等于 F2 做的功； 甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率； 使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力； F1 做功的功率等于 F2 做功的功率；其中正确的为（）A 、 、 B 、 、 D 、 、 、 C 、 、 【答案】D【解析】【分析】【详解】在不计绳重及摩擦时，拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功，因为物重相同，提升的高度相同，所以两次拉力做的功都等于W总Fs = GG动h故 F1 做的功等于 F2 做
2、的功，正确；在不计绳重及摩擦时，甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为W有用GhGW总GG动hGG动即机械效率相等，故正确；甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为F11G G动2乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为1F2GG动所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，正确；W两次拉力做的功，用时也相等，根据Pt知， F1 做功的功率等于F2 做功的功率，正确；故选 D。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，推力在这个过程中对汽车做了功【答案】 C【
3、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，误；A 错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 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
4、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；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 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
5、 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
6、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。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
7、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、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，
8、所以不是一对平衡力，故B 错误；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，故故选 A。D 错误。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
9、，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，故选 B考点：机械能转化D 错；应72019 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；
10、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
11、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。8 立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（ ）2345A3 10JB 3 10JC 3 10JD 3 10J【答案】 A【解析】【分析】【详解】中学生重力的平均值约600N，当起跳后重心升高的高度为：h=0.5m；在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了，所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：2E=W=Gh=600N 0.5m=300J=3 J，10故 A
12、 正确， BCD错误；应选 A9 在 2020 年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（）A被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用B被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小C被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小D被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力【答案】 C【解析】【分析】【详解】A惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。故A 错误；B惯性是物体固有的属性，惯性的
13、大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。故B 错误；C被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故 C 正确；D被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向
14、下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。故 D 错误。故选 C。10 李明同学，一次缓慢地从一楼走上五楼，另一次则急促地跑上去，下列说法正确的是（ ）A两次做的有用功相同，功率不同B两次做的有用功和功率都相同C两次做的有用功不同，功率相同D条件不足，无法判断【答案】 A【解析】【详解】李明同学的体重不变，上楼的高度不变，根据公式WGh 可知两次上楼过程所做的有用功相等；缓慢走上去用的时间比跑上去用的时间多，且前后做的功相等；根据公式WPt可知，走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。故选 A。11 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
15、拉动木块得到的 s-t 关系图像如图乙所示。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（）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
16、第2 次的速度，即v1v2那么可知P1P2故选 A。12 如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景，对此过程A运动员下滑过程中动能增大，重力势能也增大B运动员下滑过程中，动能的增加量等于重力势能的减小量C运动员的动能是由重力势能转化来的D运动员弓着腰，是为了通过降低重心来增大惯性【答案】 C【解析】【详解】A运动员下滑过程中，质量不变，速度越来越大，高度不断变小，所以动能增大，重力势能减小，故 A 错误；B运动员下滑过程中，由于要克服摩擦做功，有一部分动能转化为内能，所以动能的增加量小于重力势能的减小量，故 B 错误；C运动员下滑过程中，动能增大，重力势能减小，所以，运动员的动能是由重力势能
17、转化来的，故 C 正确；D运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，不能改变惯性的大小，故故选 C。D 错误。13 如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3NF的力 物体经过 M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置物体在MO 段做匀速直线运动， F 在 MN 、 OP 段做功分别为 WMN 、 WOP，功率分别为 PMN、 POP，则A WMNWOPC PMN POPD PMN POP【答案】 D【解析】【分析】【详解】物体经过 M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置物体在MO 段做匀速直线运动，由图可得MN 的距离等于 OP 的距离，根据
18、功的公式W=FS可知：在 F 相同和S 相同的情况下， W 应该相同，所以 AB 均错误；在做功相同时，MN 段所用时间是 OP 段时间的 2 倍，根据 P=W/t ，得出 PMNPOP；答案选 D14 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【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
19、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 C15 今年 3 月 4 日，在我市阳新地区下了一场冰雹已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做匀速运动关于冰雹的下落过程
20、，下面说法正确的是（ ）A冰雹的重力势能越来越大B冰雹的机械能越来越小C当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功D冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力【答案】 B【解析】【分析】【详解】A冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A 错误；B由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故B 正确；C当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故 C 错误；D冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故D 错误故选 B【点睛】要能从能的转化理解冰雹的机械能变化，
21、因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的16 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
22、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S1W120J2m ，F110N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17 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
23、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。18 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
24、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
25、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。19 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
26、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 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。20 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。