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1、一、初中物理功和机械能问题1 如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化A只有动能和重力势能B只有动能和弹性势能C只有重力势能和弹性势能D动能、重力势能和弹性势能都发生了转化【答案】 D【解析】【详解】根据题意，玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚首先将弹簧作为一个简单对象考虑，向下翻滚过程中，质量不变，但高度降低了，所以重力势能会减小；弹簧弹起后，另一端接触斜面时，动能减小，弹性势能增大，且减小的重力势能，会转化弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性形变变大；弹簧弹起时，弹性势能又转化为动能所以
2、这个过程中，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化，故D 正确2 关于能的概念，以下说法正确的是（）A在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能B悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能C甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大D甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大【答案】 A【解析】【分析】【详解】A在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A 正确；B悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高度，具有重力势能， B 错误；C甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙
3、物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C 错误；D甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小， D 错误。故选A。3 如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重物的质量为M ，重物在时间t 内被提升的高度为h，不计绳重及摩擦，则（）MA滑轮组的机械效率为MmMB滑轮组的机械效率为M2 mMghC拉力 F 的功率为t( Mm) ghD拉力 F 的功率为2t【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB滑轮组做的有用功为W有用G物hMgh总功为W总G物G动 hMm gh滑轮组的机械效率为W有用MghMW总Mm ghMm故 A 正确，
4、 B 错误；CD拉力 F 的功率为P总故 CD错误。故选 A。W总Mm ghtt4 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；(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
5、 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FA f0.4G0.41500N 600N故 B 错误，符合题意；C拉力 F 做的功W总Fs375N4m 1500J则拉力 F 的功率W总1500J 375WPt4s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
6、100%，故 D 正确，不符合题意。故选 B。5 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 正确， BCD错误；应选 A6 小明用如图所示的甲、乙两个滑轮
7、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
8、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动G2乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为F21G动G3所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，正确；两次拉力做的功，用时也相等，根据PW知， F1 做功的功率等于F2 做功的功率，t正确；故选 D。7 如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员（）A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大【答案】 D【解析】【分析】影响动能大小的因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越大，重力势能就越大；机
9、械能等于动能和势能之和。【详解】A助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，故 A 错误；B起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最大值，故 B 错误；C上升过程中，动能转化为重力势能，所以经过最高点时，动能减小，重力势能最大，故 C 错误；D最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故故选 D。D 正确。【点睛】影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是
10、分析质量和高度的变化。解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。8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
11、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 C9 如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由过另一侧高点 B 后到达最高点 C下列分析不正确的是（A 点以速度）v 沿轨道滚下，经A小球在A、 B、 C 三点的速度大小关系是vCvBvAB小球在
12、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，故从减小，小球在A 与 B 点的势能相同，故在A 点的动能大于A 运动到 C的过程中，机械能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vCvBvA ，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A 点运动到B、 C 正确，B不符合题意；D整
13、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 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 1m B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
14、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M 相对于车静止，则以下说法中正确的是（）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
15、【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，用大小相等的拉力F，分别沿斜
16、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 scd，根据 WFs 可知：拉力所做的功相同，故A 错误， B 正确；由于t ab tcd，根据 PWt 得： Pab Pcd，故 C、 D 错误13 如图，细线上端固定，下端拉着小球在竖直平面内摆动，AB是球摆动过程中的最高、点， C是最低点，不计空气阻力，则（）A球在 C 点时受力平衡B球在 A
17、点时速度最大C球在 A 点时绳子突然断开，小球将静止不动D球在 B 点时所受外力同时消失，小球将静止不动【答案】 D【解析】【分析】【详解】A球在C 点时，不是处于平衡状态，所以受到的不是平衡力，故A 错误；BCD小球在A、 B 两点时，是摆动过程中的最高点，此时的动能最小，速度最小为0，若在 A 点时绳子突然断开，小球由于受到重力的作用，会向下运动，若在B 点时，所受的外力同时消失，则球会保持静止不动，故A、C 错误， D 正确。故选D。14 如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为 600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1 倍，滑轮组的机械效率为75
18、。若人以0.6m/s 的速度匀速前行，经100s 将货物拉出仓库。人拉货物的过程中，分析正确的是（）A货物移动距离为20mB工人的拉力为 400NC工人做的有用功为3.6 104 JD工人拉力的功率为 360W【答案】 B【解析】【分析】【详解】A从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，人以 0.6m/s 的速度匀速前行，那么货物的速度是 0.3m/s ，经 100s 货物移动距离为s vt0.3m/s 100s30m货物移动距离为30m， A 错误；B由题意可知，货物的重力Gmg600kg10N/kg6000N其摩擦力f0.1G0.16000N600N由于货物匀速前行，绳对货物的拉力Ff600N
19、滑轮组的机械效率为75，可得到600N s100%75%F拉2s解得 F拉400N ，工人的拉力为400N， B 正确；C货物移动距离为30m ，绳对货物的拉力为 600N，则工人做的有用功为W有Fs 600N30m41.8 10 J工人做的有用功为1.8 104 J ， C 错误；D由于人以 0.6m/s 的速度匀速前行，工人的拉力为400N，工人拉力的功率为PF拉 v400N0.6m 240W工人拉力的功率为240W ，D 错误。故选 B。15 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
20、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
21、，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。16 在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图）。做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下，在罐子向下滚动的过程中，小铁块会将橡皮筋卷紧，罐子的滚动先变快后变慢，直至速度为零；接着罐子又会自动滚上斜面，整个过程忽略摩擦的影响。关于此过程中机械能的转化，下列说法
22、不正确的是（）A罐子加速滚下斜面的过程中，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能B罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为动能C罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢D罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置【答案】 B【解析】【分析】【详解】A罐子加速滚下斜面的过程中，高度变小重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能，故A 正确，不符合题意；B罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能，故B 错误，符合题意；C在橡皮筋恢复的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，从最低处滚上，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高
23、点，故C 正确，不符合题意；D由于机械能是守恒的，所以罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置，故 D 正确，不符合题意。故选 B。17 如图所示，重为60 牛的物体甲放在水平桌面上，与重为6 牛的物体乙用细绳相连，绳的重力和滑轮处的摩擦均忽略不计。当物体乙恰好能以0.2 米 / 秒的速度匀速下落时，下列判断中不正确的是A绳拉甲物体的力为6 牛B甲物体的速度为0.2 米 / 秒C 5 秒内绳的拉力对甲物体做的功为60 焦D绳的拉力做功的功率为1.2W【答案】 C【解析】【详解】A图示滑轮为定滑轮,绳的重力和滑轮处的摩擦忽略不计,乙匀速下落 ,所以绳拉甲物体的力F=G 乙=6N故 A
24、正确不符合题意；B图示滑轮为定滑轮,甲、乙物体移动的速度相同,甲物体的速度v 甲=v 乙=0.2m/s ，故 B 正确不符合题意；C 5s 内甲物体移动的距离s=v 甲 t=0.2m/s 5s=1m绳的拉力对甲物体做的功W=Fs=6N 1m=6J故 C 错误符合题意；D绳的拉力对甲物体做功功率W6JP=1.2Wt5s故 D 正确不符合题意。18 物体只受一对平衡力作用时，对于它具有能的判断中正确的是（A机械能一定不变B重力势能可能减少C动能可能变小D重力势能一定不变）【答案】B【解析】【分析】首先要对物体在平衡力作用下是处于平衡状态中的哪一种要明确，然后再分析其机械能的变化情况。【详解】平衡状
25、态有两种：静止状态、匀速直线运动状态；当物体处于静止状态时，物体的动能、势能都不变，所以机械能也不变；当物体在水平方向上做匀速直线运动时，其动能、势能都不变，即机械能不变；当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，其动能不变，但其势能要发生变化，故机械能也随之变化；总之，物体在以上所处的这几种可能的运动状态下，势能与机械能的大小有两种可能：不变或变化；而动能只有一种情况：不变；综上分析，故选 B 。【点睛】本题考查物体在平衡力作用下的状态分析，要求学生一定要分类且考虑全面，本题容易出现漏分析其中某种情况而导致错误。19 运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气
26、阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g=10N/kg. 从第 10s 到第 30 这个过程中，人（包括装备）A动能一直在变大B重力势能先变大后不变C机械能一直在变小D重力势能一直在转化为动能【答案】 C【解析】【详解】A 动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，因此动能也是先变大再不变再变小，故A 选项错误，不符合题意；B重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能减小，故 B 选项错误，不符合题意；C在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，因此机械能减小，故C 选项正确，符合题意；D由图像可知，有两段速度
27、不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的情况，故 D 选项错误，不符合题意。20 如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a 处开始接触弹簧，压缩至c 处时弹簧最短从a 至 c 处的过程中，小球在b 处速度最大小球的速度 v 和弹簧被压缩的长度 L 之间的关系如乙图所示不计空气阻力，则从a 至c 处的过程中，下列说法中正确的是（）A小球所受重力始终大于弹簧的弹力B小球的重力势能先减小后增大C小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D小球的动能一直减小【答案】 C【解析】【详解】在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b 处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc 段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；故A 错误；小球从a 至 c 的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故B 错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C 正确；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D 错误；故应选C