《2020-2021物理一模试题分类汇编——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物理一模试题分类汇编——功和机械能问题综合及答案解析.docx（18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 小美用 200N 的力将重 10N 的足球踢出去15m 远，她对足球做的功是（）A3000JB150JC没有做功D做了功，但无法确定做功多少【答案】 D【解析】【分析】【详解】题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为 200N，而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（ 15m 是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故 A、 B、 C 不符合题意， D 符合题意。故选 D。2 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F 的作用，其推力大小随时间变化的图像（F-t 图像）和物体速度大小随时间变化的图像（v-t 图像）分
2、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f F1N故 A 错误；Bv-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；由于摩擦力与推力F 是一对平衡力，所以此时的摩擦力f
3、F2N24s 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。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
4、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，误；A 错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 跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为
5、体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（ ）6 cm（人整A向上起跳过程中小明的动能持续增大B下落过程中小明的重力势能保持不变C小明跳一次克服重力做功约【答案】 D3JD小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W【解析】【详解】A. 向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A 错误；B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B 错误；C. 小明的重力为：G=mg=50kg 10N/kg=500N ，小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N 0.06m=30J ，故 C 错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：P= W总 = 30J 100 =50W
6、 ，t 60s故 D 正确。故选 D 。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
7、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100%，故 D 正确，不符合题意
8、。故选 B。6 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】
9、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，故确；A 正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，故误；B 错C因为做功需要对物体施力，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，故故选 A。D 错误。7 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，高度则下列判断中正确的是（ ）a、 c 两点处于同一A皮球由a 到 b 时，动能逐渐增大B皮球由c 到 d 时，机械能一直减小C皮球在b 点时的机械能最大D皮球
10、在a、 c 两点时动能相等【答案】 B【解析】试题分析：皮球由a 到b 时，速度越来越小，所以动能逐渐减小，故A 错；皮球由c 到d时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B 正确；皮球在a 点时的机械能最大，故C错；皮球在a、 c 两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D 错；应选 B考点：机械能转化8 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
11、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 A9 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【答案】 CD动能增大，机械能增大【解析】【分析】动能大小跟质量、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
12、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【详解】=动能 +势能。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 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A 沿弯曲轨道滑下，在
13、A 点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等高的C 点， C 点速度为0，只有重力势能，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 错误；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。11 如图所示，图中速度 v 的方向是小强在体育中考 “原地掷实心球 ”测试中球出手时的飞行方向，从球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的一些说法中正确的是（）A球出手时动能最
14、大B球出手时势能最大C球落地时机械能最大D球的机械能保持不变【答案】 D【解析】【详解】ACD由于空气阻力忽略不计，那么整个运动过程球的机械能保持不变，C 错误， D 正确；球出手时动能不是最大的，因为它还会落地，重力势能会转化为动能，球落地的瞬间动能才是最大的， A 错误；B球出手时势能不是最大，因为它还会上升，上升到最高点时，它的重力势能才是最大的， B 错误；12 下列关于做功和功率的说法中正确的是（）A有力作用在物体上，力一定对物体做功B物体对外做功越多，功率就越大C在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，功率为零D物体受到的作用力越大，力对物体做功就越多【答案】 C【解析】【分析】【详解
15、】A有力作用在物体上，没有通过距离，力对物体没有做功，故A 错误；B根据 PWt可知，功率大小同时跟做功多少和做功时间有关，因此做功越多，功率不一定越大，故B 错误；C在光滑的水平面上，物体依靠物体的惯性做匀速直线运动，水平方向上没有受到力的作用，没有力对物体做功，因此功率为零，故C 正确；D力对物体做功大小 W Fs ，做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关，故 D 错误。故选 C。13 一位初中生用 30s 从坡底爬上了 9m高的山坡他爬坡时的功率与下列哪一个最接近()A几瓦B十几瓦C一百多瓦D一千多瓦【答案】 C【解析】【分析】【详解】中学生的质量约50kg，体重约 500N
16、 左右，山坡的高度为9m 登楼的功率：WGh500N 9mPt150W ，t30s可见，他爬坡时的功率与C 选项最接近；故选 C。14 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，故确；B
17、 正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，故故选 B【点睛】D 错误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15 如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（）A功率增大、机械效率增大B功率增大、机械效率不变C功率不变、机械效率不变D功率不变、机械效率增大【答案】 B【解析】【分
18、析】【详解】前后两次的滑轮组是同一个滑轮组，则做的有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加快电动机的转速，则物体提升的速度增大，若两次提升高度相同，则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间，根据故选 B。PW可知，功率变大。故ACD错误， B 正确。t16 王强同学在探究凸透镜成像的规律后，又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小，在实验中还测出了其中一个透镜的焦距实验时凸透镜和烛焰的距离保持 16 cm 不变，烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示，由此可推断（）凸透镜像的性质甲倒立放大实像乙倒立等大实像丙倒立缩小实像丁正立放大虚像A甲透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8
19、 cmB乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16 cmC丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmD丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16 cm【答案】 C【解析】【分析】【详解】根据表中数据可知，丁的焦距最大，其次是甲，再次是乙，最小的是丙，根据乙透镜成像情况可知，放在了二倍焦距上，即 2f=16cm 所以乙透镜的焦距是 8 cm， C 对，所以正确选项为 C17 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
20、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，重力势能转化为动，故 C 正确， D 错误。故选 C。18 如图所示，当小明用力推墙时，他沿水平冰面减速向后退去，下列说法正确的是（）A小明对地面的压力和地面对小明的支持
21、力是一对平衡力B小明受到摩擦力是水平向右，合力为零，运动状态不变C小明减速运动时，则他的惯性和机械能也随之减小D假如小明的重力突然消失，小明将做匀速直线运动【答案】 D【解析】【分析】【详解】A力的作用是相互的，小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对相互作用力，不是平衡力， A 错误；B小明减速向后退去，那么受到摩擦力是水平向右，但是合力不为零，速度在减小，那么运动状态是变化的， B 错误；C小明减速运动时，小明自身的质量不变，那么他的惯性是不变的；速度在减小，那么动能是在变小的，在水平冰面上运动，重力势能不变，则可知机械能是变小的；C 错误；D假如小明的重力突然消失，那么小明对冰面的压力
22、消失，摩擦力也消失，在水平方向上不受力，处于平衡状态，小明将做匀速直线运动，D 正确。故选 D。19 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50g2s内把重）在物 G1 和 G2 提高 10cm ，已知 Fl 和 F2 的大小均为2N，不计绳重及摩擦（g 取 10N/kg）。下列说法中不正确的是（）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 F1 和 F2 做功的功率之比为3: 4D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/k
23、g0.5N把动滑轮和重物看作一个整体，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/s
24、t22s乙图中绳端移动的速度是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，符合题意。故选 D。20 一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep 随着时间的变化图像可能是()ABCD【答案】 C【解析】【分析】【详解】由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能 Ep 减小得越来越快，符合这一规律的只有C 图，而 D 图是石块的重力势能Ep 随时间减小得越来越慢，故D 错误。故选 C。