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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 举重是我国的优势体育项目，如图所示，运动员需将杠铃举过头顶，等到裁判判定站稳之后才能算成绩有效
3、。在抓举时，两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起，一位运动员将杠铃举起1.9m ， 另一位运动员将杠铃举起 1.8m 。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和 W2，功率分别为P1和P2），则下列关系式中正确的是（A W W2C P = PD P W2。故 A 错误， B 正确；CD他们用相同时间把同样重的杠铃举起，相同的时间内，做的功越多，功率越大。由上可知 W1 W2 ，所以 P1 P2。故 CD 错误。故选 B。3 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
4、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
5、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。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
6、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 FA f0.4G 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
7、向移动的距离s nsA2 2m 4m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1500J375Wt4s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
8、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摩擦力
9、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。6 一位父亲与他6 岁的儿子一起上楼回家，对此，下列说法错误的是（）A爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少B爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率大D爬相同的楼梯，儿子坐电梯先到达，儿子的功率大【答案】 D【解析】【分析】【详解】AB由题知，他们上相同的楼梯，
10、h 相同，父亲的体重G1 大于儿子的体重G2，根据爬楼做功 WGh ，所以父亲爬楼做功W 1 大于儿子爬楼做功W2，即 W1 W2，故 A、 B 正确，不符合题意；C父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据大，故 C 正确，不符合题意；P Wt 可知父亲做功功率D儿子坐电梯先到达，但爬楼过程中儿子没有施加力，儿子做功为0J，做功功率为0W，故 D 错误，符合题意。故选 D。7 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
11、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。8 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
12、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。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， 02s 时物体的速度大小为
13、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 正确；D 24s 内，物体做
14、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 班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是() 五楼到一楼的高度H； 从一楼到达五楼所用的时间T； 每个同学的体重G； 四楼到五楼楼梯的长度 L。AB C D 【答案】 D【解析】【详解】由功率公式得WGHPTT学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H 高度相同，没有必要测量高度H 的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。故选 D 。
15、11 如图所示，质量为m 的跳高运动员先后用背越式和跨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
16、确。故选 C。12 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
17、 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t1 8：508：00 50min3000s ；平均功率为P1W凯1.2105 J40W ，t13000s小旋的运动时间为t2 8：507：4070min4200s ，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
18、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。13 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。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
19、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P F拉 v4
20、00N 0.6m 240W工人拉力的功率为240W ，D 错误。故选 B。14 如图所示，用手将一重为 G 的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从下运动，到达 B 位置速度达到最大，到达 C 位置小球的速度变为零。已知A 位置开始向AC 间的高度差为 h，若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是（）A从 A 位置到 B 位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能B在此过程中弹簧的弹性势能增加量为GhC小球到达B 点时，小球的重力大于弹簧的弹力，所以小球继续下落D B 位置到 C 位置的过程中铁球所受的重力大于弹簧所施加的弹力【答案】 B【解析】【分析】【详解】A从 A 位置到 B 位置，铁球
21、质量不变，高度减小，铁球重力势能减小；该过程铁球速度增大，铁球动能增大；该过程弹簧形变量增大，弹簧弹性势能增大。若整个过程中不计能量损耗，则铁球的重力势能转化为铁球的动能和弹簧的弹性势能。故A 错误；B从 A 位置到 C 位置，铁球的重力做功WGh因为从 A 位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，动能又转化为弹性势能，整个过程中不计能量损耗，所以，根据机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能增加量为EWGh故 B 正确；C从 A 位置到 B 位置，小球重力大于弹簧弹力，小球受合力方向向下，小球速度方向向下，小球受合力方向与速度方向相同，小球竖直向下做加速运动，该过程中，小球重力不变，弹簧形变
22、量增大，弹力增大，小球受向下合力变小，小球到达B 位置时，小球受合力为零，即小球重力等于弹簧弹力，速度最大；从B 位置到 C 位置，小球继续下落，是因为小球具有惯性，保持原来运动状态不变，故C 错误；D从 B 位置到 C 位置，该过程弹簧形变量继续增大，弹簧弹力继续增大，大于小球重力，小球受合力方向向上，小球速度方向向下，小球受合力方向与速度方向相反，小球做减速运动， C 位置小球速度为零，故 D 错误。故选 B。15 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
23、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，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。16 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（）A机械能一定不变，动能一定不变B机械
24、能可能改变，动能一定不变C机械能可能改变，动能可能改变D机械能一定不变，动能可能改变【答案】 B【解析】【分析】要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；要了解机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，重力势能与物体的质量和被举的高度有关。【详解】物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即或是静止状态或是匀速直线运动状态，由于其动能的大小与质量及运动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变
25、大；同理若将砖匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B 符合题意。故选 B。17 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重均为物 G1 和 G2 提高 10cm ，已知 Fl 和 F2 的大小均为2N，不计绳重及摩擦（列说法中不正确的是（）50g）在 2s 内把重g 取 10N/kg）。下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 F和F做功的功率之比为3:412D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
26、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v1h10.1m0.05m/st12s甲图中绳端移动的速度是v绳13v130.05m/s0.15m/s重物 G2 移动的速度是v2h20.1m0.05m/st22s乙图中绳端移动
27、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：F2v绳 2：P1F1v绳13 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: 21W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
28、题意。故选 D。18 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
29、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19 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【
30、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。20 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
31、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 、 、 C 、 、 D 、 、 、 【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F11GG动2乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为F21 GG动3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PW1做功的功率等于2做功的功率，t知， FF正确；故选 D。