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1、一、初中物理功和机械能问题1 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，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
2、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，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2 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
3、)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
4、 F 做的功W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。3 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
5、压力大小和接触面的粗糙程度不变，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。4 九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为重力做功的功率最接近（ ）30 s。他上楼过程克服自身A1.5 WB 15 WC 150 WD 1500 W【答案】 C【解析】【分析】【详解】一层楼的高度约为 3m，三层高度约为 9m，九年级的同学体重大
6、约为 50kg，则克服自身重力所做的功约为W=Gh=mgh=50kg10N/kg 9m=4500J克服重力做功的功率W4500JP150Wt30s故 ABD，都不符合题意， C 符合题意。故选 C。5 一个超级惊险项目18 米长悬崖秋千惊现重庆某公园!小明被缆绳拉到6 层楼的高度，释放后自由摆动冲向峡谷（如图所示），伴随着人们的惊呼声，秋千越荡越低。下列有关说法中正确的是（ ）A秋千荡回来经过最低点时，小明的机械能最大B整个过程小明的动能与重力势能之和不变C秋千荡到最高点时，小明的动能为零D在向下摆的过程中，小明的重力势能全部转化为动能【答案】 C【解析】【详解】A机械能是动能和势能的统称，由
7、于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，所以秋千第一次在最高点时，机械能最大， A 错误；B机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，整个过程小明的动能与重力势能之和变小， B 错误；C秋千荡到最高点时，秋千速度为0，所以小明的动能为零，C 正确；D在向下摆的过程中，小明的重力势能绝大部分转化为动能，D 错误。故选C。6 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
8、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。7 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
9、，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。8 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作用下移动相等的距离 s，那么，
10、力 F 对两物体所做的功（ ）FA甲较多B乙较多C相等D无法确定【答案】C【解析】【分析】物体受力，且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。【详解】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。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
11、【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svt4
12、m/s2s8m拉力F 做的功WF s2N8m16J故 C 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】
13、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 C11 如图甲所示，重为160N
14、 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F =40N2D物体向右运动时，拉力F所做的功W =80J22【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/s6m/s则物体向左运动时，由WF
15、s的功率PFv 可得拉力 F1ttP1F1v 20N 6m/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 s240N2 1m80J故 D 正确
16、。故选 CD。12 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，罐子的高度减小，速度先
17、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。13 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
18、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46s 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
19、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WFsPFv3N2m/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。14 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；质量是发， 8： 50 到达 D 点的半山亭。下列说法中正确的是（50kg 的小旋早上）7： 40 从C 点出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
20、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 =G1h1m1gh160kg10N/kg(600m400m)51.2 10 J ；质量是 50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为W旋 =G2h2m2 gh250kg10N/kg(400m200m)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
21、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。15 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
22、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。16 小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内，电梯从 t=0 时
23、由静止开始向下运动到秤对自己的支持力 F 随时间 t 变化的图象如图所示，则t=11 s 时停止，测得台A02 s 的过程中，小明的动能不变B 2 s10 s 的过程中，小明的重力势能转化为动能C 10 s11 s 的过程中，小明的机械能不断减小D 011 s 的过程中，小明的机械能不断增大【答案】 C【解析】【分析】【详解】A0 2s 的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A 错误；B 2s 10s 的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B 错误；C 10s 11s 的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故
24、小明的机械能不断减小，C 正确；D 0 11s 的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D错误；故选 C17 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0时刻，将一重为G50N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 t2 到 t 3 时间内，小球的动能先增加后减少D t 2 到 t3 时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的
25、弹性势能【答案】 D【解析】【详解】A t 1 时刻是小球与弹簧开始接触的时刻，此时小球向下加速运动，在弹力增大到等于重力之前小球一直加速，所以t 1 时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。故A 错误。B t 2 时刻是指弹簧被压到最低点，此时小球速度为零，小球动能全部转化为弹簧的弹性势能。所以 t 2 时刻小球动能最小。故 B 错误。CD t 2 到 t 3 时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程，t3 时刻弹力为零即弹性势能为零，小球动能最大。所以在t2 到 t 3 时间内，小球动能一直在增加，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。故C 错误， D正确。18 如图所示，ACBCAC和B
26、C分别将同一重物从，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面底部推到顶端，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】【解析】【详解】CA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 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
27、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。19 如图所示， F1=4N， F2=3N，此时物体A 相对于地面静止，物体B 以 0.1m/s 的速度在物体 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（）A F2 的功率为 0.6WB弹簧测力计读数为 9NC地面对物体 A 的摩擦力为 2ND如果增大 F ，物体 A 可能向左运动2【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 F2 做功功率P2F2
28、 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。B 对A 的摩故选D。20 如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误
29、的是（）A在 a 到 b 的过程中，运动员对铅球做了功B在 b 到 c 的过程中，运动员对铅球没有做功C在 c 到 d 的过程中，没有力对铅球做功D在 a 到 d 的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】 C【解析】【分析】【详解】图中从 a 到 b 过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对铅球做了功， A 说法正确；从b 到 c 过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B 说法正确；从c 到d 的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C 说法错误；从a到 d 的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变，D 说法正确；答案选C