《2020-2021物理二模试题分类汇编——功和机械能问题综合及答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020-2021物理二模试题分类汇编——功和机械能问题综合及答案解析.docx（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、一、初中物理功和机械能问题1 一位质量约50kg 的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A 60JB 600JC 6000JD 0000J【答案】 C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的功，根据题意知道，该同学的质量是G=mg=500N，楼层高度越是3m ， 一楼走到五楼的高度大约是：楼过程中克服重力所做的功是：W=Gh=500N12m=6000J，故选50kg，所以体重是： h=4 3m=120m，所以 ，上C【点睛】本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大2 如图所示，木块以一定的速度滑过A、B 点，到 C 点滑出下落至D 点，
2、 A 和 B、 C和 D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是 ( )A D 点与 A 点相比，动能增大，势能减小，机械能不变B A 点到 C 点减少的重力势能大于C 点到 D 点减少的重力势能C B 点的动能可能等于A 点的动能，但可能大于C 点的动能D B 点的动能可能等于D 点的动能，但一定大于A 点的动能【答案】C【解析】【详解】A D 点与 A 点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故 A 错误；B A 和 C、C 和 D 之间的垂直距离均为 h，则 A 点到 C 点减少的重力势能等于C 点到 D点减少
3、的重力势能，故B 错误；C斜面粗糙，则 AB 段有可能匀速，但因摩擦力的存在B 的速度一定大于 C 的速度，所以， B 点的动能可能等于 A 点的动能，一定大于C 点的动能，故 C 正确；D木块从 B 到 C，因为有摩擦，则 C 处的动能小于B 处的动能，从 C 到 D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D 点动能大于 C 点动能， B 点的动能可能等于 D 点的动能，但与A 点的动能大小不确定，故D 错误。故选 C。3 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衡力B运动员所受的重力和地面对他的支持力是平
4、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，所以不是一对平衡力，故B 错误；C因为做功需
5、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D 错误。故选 A。4 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，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
6、爬楼做功W2，即 W1 W2，故 A、 B 正确，不符合题意；WC父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据Pt可知父亲做功功率大，故 C 正确，不符合题意；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。5 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30 s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）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约为50kg，则克服自身重力所做的功约为W=Gh=mgh=50k
7、g10N/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。6 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
8、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。7 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
9、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。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
10、做功的功率小于跑上去做功的功率。故选 A。9 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。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。10 小明用弹簧测力计拉动木块，使它沿
11、同一水平木板滑动，如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木块两次具有的动能一样大B两次拉力对木块做的功一样多C木块第一次受到的拉力较大D第一次拉力对木块做功的功率较大【答案】 D【解析】【详解】A 由图知，第一次物体的速度较大，第一次物体的动能较大，故A 错误；B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，由 W=Fs 可知，但是在没有指出是相同时间内，因此不能比较二者做功多少，故 B 错误；C由A 分析知，木块两次受到的拉力相等，故C 错误；D从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式P=Fv 可知，力F 相
12、同，第一次速度v 大，所以功率大，故D 正确。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，物体对于车静止，则以下说法中正确的是（ ）M 相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【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M 都有向左运动的趋势，所以其受到的摩擦力一定向右，故B 正确；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
13、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 如图所示，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但没有推动，下列说法正确的是()A箱子虽然没有被推动，但小明对箱子做了功B箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力C箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D箱子没有被推动，选择的参照物是地面【答案】 D【解析】【分析】【详解】A箱子没有被推动，有力但没有距离，小明对箱子不做功，故A 错误；B箱
14、子没有被推动处于静止状态，受到的是平衡力，推力等于摩擦力，故B 错误；C箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C错误；D箱子没有被推动，相对于地面的位置没有改变，选择的参照物是地面，故D 正确；故选 D。13 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
15、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14 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
16、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。15 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
17、上60kg 的小凯早上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 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
18、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 J23.8W ，t 24200s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。16 建昌一中科学教室有个“逆天”的“锥体上滚”实验，V 形轨道两根导轨相距较小那端低，另
19、一端高，静止的双锥体从低端往高端滚（由右向左），小明仔细观察后发现锥体在低端时重心高度 h1 反而比高端时高度 h2 要大，下面说法正确是（）A本实验不遵循能量守恒定律B双锥体在轨道“低端”（右端）时重力势能最小C当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中重力势能转化为动能D当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中动能转化为重力势能【答案】 C【解析】【详解】A 自然界中能量是守恒的，本实验也遵循能量守恒定律的，故A 错误；B由题意可知，锥体重心高度 h1 比高端时高度 h2 要大，所以锥体在右端时重力势能大，故 B 错误CD当双锥体从轨道“低端”（右端）向“高端”滚的过程中，重心高度越来越低，重力势能转化
20、为动，故C 正确， D 错误。故选 C。17 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
21、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，故选 B。B 符合题意。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
22、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 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
23、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
24、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。20 在四川抗震救灾现场，一块水泥板质量为0.5 t ，起重机在 5 s 内把它匀速提高 2m， 此过程中（ g=10N/kg ）（ ）A起重机对水泥板所做的功为4B起重机对水泥板所做的功为31 10J1 10JC起重机提升水泥板的功率为2D起重机提升水泥板的功率为22 10W5 10W【答案】 A【解析】【详解】AB水泥板的质量m0.5t500kg水泥板受到的重力Gmg500kg10N/kg5000N起重机对水泥板所做的功W Gh 5000N 2m 1 104 J故 A 符合题意、 B 不符合题意；CD起重机对水泥板所做功功率PW1 104 J2 10 3 Wt5s故 C、D 不符合题意。故选 A。