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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 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；
3、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
4、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。3 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【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
5、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。4 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s
6、2h22m4m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48J =24WPt2s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。5 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
7、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FA f0.4G0.41500N 600N故 B 错误，符合题意；C拉力 F 做的功W
8、总Fs375N4m 1500J则拉力 F 的功率W总1500JP375Wt4s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。6 如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象下列说法正确的是（）A木块两次受到的拉力和摩擦力均相等B木块第1 次受到的拉力较大C木块两次的动能一样多D两次拉力对木块做的功一样多【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。因木板受到的压力大小和接触
9、面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小不变，所以两次木块受到的拉力相等，故A 选项正确， B 选项错误；C从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故 C 选项错误；D从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，故D 选项错误。故选 A。7 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
10、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
11、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。8 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
12、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。9 炎热的夏天海口，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在水平马路匀速行驶过程中，以下说法正确的是（）A动能减少，机械能不变B动能不变，机械能减少C动能减少，机械能减少D动能增大，机械能增大【答案】 C【解析】【分析】动能大
13、小跟质量、速度有关；质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；重力势能大跟质量、高度有关；质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大；机械能=动能 +势能。【详解】洒水车在平直的马路上匀速行驶，在工作的过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能变小，重力势能变小，则洒水车的机械能变小。故选 C。10 甲物体放在光滑的水平面上，乙物体放在粗糙的水平面上，它们分别在相等的水平力F 作用下移动相等的距离s，那么，力F 对两物体所做的功（）A甲较多B乙较多C相等D无法确定【答案】【解析】【分析】C物体受力，且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。【详
14、解】根据条件，物体受力相同，移动的距离相同，则力对物体做的功相同，故C 正确。故选 C。11 如图所示， AC BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和 BC分别将同一重物从底部推到顶端，则此过程中（）A两次推力做功大小相同B两次克服摩擦力做功大小相同C两次克服物体重力做功大小相同D两个斜面的支持力对物体做功大小不相等【答案】 C【解析】【详解】A已知 AC BC，则 sAC sBC，由于用相同的推力推物体，则根据 W总 Fs 可知：两次推力做功大小不相同， A 项不合题意；BC已知将同一重物从底部推到顶端，根据 W 有用 Gh 可知：两次克服物体重力做功大小相同，选项 C 符合题意；根据
15、 W额 W总 W有用 可知：两次所做的额外功不同，即克服摩擦力做的功大小不相同；B 项不合题意；D由于斜面的支持力方向与运动方向垂直，则物体在支持力的方向上没有移动距离，所以，两个斜面的支持力对物体做功都为0J； D 项不合题意。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
16、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 =G1h1m1gh160kg10N/kg(600m400m)1.2 105 J ；质量是 50kg 的小旋从 C 点到达 D 点做的功为W旋 =G2h2m2 gh250kg 10N/kg (400m 200m)1 105 J ；小凯做的功多，故 A 错误；B小凯的运动时间为t18：508：0050min3000s ；平均功率为P1W凯1.2105 J40W ，t13000s小旋的运动时间为t28：507：4070min4200s ，平均功率为P2W旋1 105 Jt
17、 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 为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图所示的滑轮组装置。当用图甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F 拉绳时，物体的速度v 和物体上升的高度 h 随时间变化的关系分别如图乙和丙所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果正确的是（）A0s1s 内，地面对物体的支持力是1
18、0NB 1s2s 内，拉力 F 做的功是 62.5JC 2s3s 内，拉力 F 的功率是 300WD 2s3s 内，滑轮组的机械效率是62.5%【答案】 C【解析】【分析】【详解】A从图乙可以看到，时间从第2s 到第 3s 时，速度大小是不变的，这时处于平衡状态，物体受到的拉力大小等于重物和动滑轮的总重，即F拉GG动340N120N由题意可知，0s1s 内，地面对物体的支持力符合关系式F支3F拉GG动120N从图甲可以看到，F拉30N ，解得F支30N ， A 错误；B从图甲可以看到，1s2s 内，拉力F 的大小是50N，物体上升的高度是1.25m ，三条绳子托着动滑轮，绳端移动的距离是s3h
19、3 1.25m3.75m拉力F 做的功是WFs50N3.75m187.5J拉力F 做的功是187.5J， B 错误；C 2s3s 内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力F 的大小是40N，绳端移动的速度v绳32.5m/s7.5m/s根据 PFv 可知，拉力F 的功率PFv绳40N7.5m/s300W拉力 F 的功率是300W， C 正确；D 2s3s 内，物体上升的高度h3.75m-1.25m2.5m拉力 F 的大小是40N，则滑轮组的机械效率W有用功100%Gh 100%100N2.5m100% 83.3%W总功Fs40N3 2.5m滑轮组的机械效率约是 83.3%， D 错误。故选 C。
20、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；
21、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
22、，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 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 B， C 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
23、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】【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
24、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，故C 正确；D因为少量都是A 和 B，C 和 D 之间的垂直距离均为h，则从mgh （设木块的质量为m），故 D 不正确。A 到B 和从C 到 D的重力势能的减故选 C。16 运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g=10N/kg. 从第90kg.只考虑人受到重力和空气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
25、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，故符合题意；C 选项正确，D由图像可知，有两段速度不变的过程，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。17 农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用 400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m。
26、不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（）A该滑轮的机械效率=75%B滑轮所做的有用功为1200JC滑轮自身的重力为100ND绳子自由端移动的距离大小为3m【答案】 A【解析】【详解】AB滑轮所做的有用功为：W 有用 =Gh=600N3m=1800J，因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2 倍，即 6m，则拉力做的总功为：W 总=Fs=400N6m=2400J，所以动滑轮的机械效率为：W有用 100%= 1800J 100%=75% ，W总2400J故 A 正确， B 错误；C不计绳重及摩擦，则拉力为：1F（ GG动），2那么动滑轮的重为：G 动 =2F-G=2400N-600N=20
27、0N，故 C 错误；D由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离为：s=nh=2 3m=6m，故 D 错误；故选 A。18 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 F1=F2 ，P1 P2B F1 F2 ， P1 P2C F1F2 ， P1=P2D F1 F2 ， P1 P2【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
28、，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 次的速度大于第2 次的速度，即v1v2那么可知P1P2故选 A。19 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
29、】【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。20 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。