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1、一、初中物理功和机械能问题1 如图所示的装置中有木板、木块、弹簧、小车和砝码（图中未画出），用压缩弹簧的小车释放后撞击木块。能否用此装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”，有两种判断：（ 1）能探究物体动能与物体质量的关系；（ 2）能探究物体动能与物体速度的关系；这两个判断（）A只有（ 1）正确B只有（ 2）正确C（ 1 ）（ 2）都正确D（ 1）（ 2）都不正确【答案】B【解析】【分析】【详解】(1)用小车、小车加上砝码分别将弹簧压缩到相同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化的动能相同，最终木块移动的
2、距离相同，故不能探究物体动能与物体质量的关系；(2)用小车分别将弹簧压缩到不同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能不同，转化的动能不同，最终木块移动的距离不相同，故能探究物体动能与物体速度的关系。综上所述：故ACD 错误， B 正确。故选 B。2 将皮球从离地某一高度 O 点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示下列说法正确的是A皮球经过同一高度A、B 两点时，动能相等B皮球第一次反弹后到达最高点P 时，动能为零C皮球在D 点时的机械能大于在C 点时的机械能D若将皮球表面涂黑，则在地面【答案】 DM 点
3、的黑色圆斑大于N 点的黑色圆斑【解析】【详解】A由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在A 点的机械能大于在B 点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B 两点高度相同则重力势能相同，所以在A 点的动能大于在B 点的动能；故 A 错误。B从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，动能不为零；故B 错误。C每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。在C 点在在 D 点之前，故在D 点的机械能小于
4、在C 点的机械能；故C 错误。D弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。在M 点与在 N 点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在械能大于 N 点机械能，故小球在M 点的弹性势能大于在N 点的弹性势能，故在斑要大于在N 点的圆斑；故D 正确。M 点机M 点的圆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
5、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
6、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 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
7、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。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
8、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=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。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
9、】 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，走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。故选 A。7 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50kg，所以体重是：G=mg=500N，楼层高度越是3m ， 一楼走到五楼的高度大约是：h=4 3m=120m，所以 ，上楼过程中克服重力所做
10、的功是：W=Gh=500N12m=6000J，故选 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8 月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑, 关于造成陨石坑大小不一的因素, 下列猜测不合理的是()A陨石的质量B陨石的撞击速度C被撞处的硬度D被撞处是否在阴影中【答案】D【解析】【分析】【详解】A陨石的质量越大，在速度相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑就会越大，因此这一猜测合理，故 A 不符合题意；B陨石的撞击速度越大，在质量相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会越大，因此这一猜测合理，故 B 不符合题意；C被撞处的硬度越大，越不
11、容易形变，相反，被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此这一猜想合理，故C 不符合题意；D被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此这一猜测不合理，故 D 符合题意；故选 D。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 W1 W2C P1= P2D P1 W2。故 A 错误，
12、 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 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
13、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
14、能在不断变化，故D 错误。故选 C。11 如图所示， F12B 以 0.1m/s 的速度在物=4N， F =3N，此时物体 A 相对于地面静止，物体体 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 F2 ，物体 A 可能向左运动【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 v3N0.2m/s0.6W故 A 正确，不符合题意；
15、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 B2F2 23N 6N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 B F1 6N 4N 2N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B 对 A 的摩擦力不变，此时物体 A 相对于地面仍然静止，故D 错误，符合题意。故选 D。12 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
16、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10NB 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
17、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s3h3 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
18、.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。13 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
19、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。14 在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图）。做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下，在罐子向下滚动的过程中，小铁块会将橡皮筋卷紧，罐子的滚动先变快后变慢，直至速度为零；接着罐子又会自动滚上斜面，整个过程忽略摩擦的影响。
20、关于此过程中机械能的转化，下列说法不正确的是（）A罐子加速滚下斜面的过程中，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能B罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为动能C罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢D罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置【答案】 B【解析】【分析】【详解】A罐子加速滚下斜面的过程中，高度变小重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能，故A 正确，不符合题意；B罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能，故B 错误，符合题意；C在橡皮筋恢复的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，从最低处滚上，
21、铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，故C 正确，不符合题意；D由于机械能是守恒的，所以罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置，故 D 正确，不符合题意。故选 B。15 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 时由静止开始向下运动到t=11 s 时停止，测得台秤对自己的支持力F 随时间 t 变化的图象如图所示，则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】
22、 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，故错误；D故选C16 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
23、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【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。17 如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t 0 时刻，将一重为G 50N 的金属小球从弹簧正上方某一
24、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
25、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，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在A 处开始与弹簧接触，下降到最低点B 处后弹回，则小球的动能变化情况是（）A从A 到B，动能不断减小B从B 到A，动能不断增大C从A 到B，动能先变大后变小，到B 处为零D从B 到A，动能先变大后变小，
26、到A 处为零【答案】C【解析】【分析】【详解】物体从 A 点接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短（达到B 点）的过程中，物体的运动过程为：在物体刚接触弹簧的时候，弹簧的弹力小于物体的重力，合力向下，物体还是向下加速，当弹簧的弹力和物体的重力相等时，小球的速度达到最大，之后弹力大于重力，物体开始减速，直至减为零。弹簧从压缩到最短B 点到弹簧弹回原长A 点的过程中，物体的运动过程：弹簧压缩到最短时弹力最大，大于重力，合力方向向上，物体加速上升；当弹簧的弹力和物体的重力相等时，物体的速度达到最大，之后弹力小于重力，物体开始减速。AC物体从 A 到故 A 不符合题意，B 的过程中，速度先增大后减小至C 符合
27、题意；0，动能先增大后减小，到B 处为零，BD物体从大后减小，到B 到 A 的过程中，速度先增大后减小到达A 处为不为零，故BD 不符合题意。A 位置时速度不为0，因此动能先增故选C。19 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
28、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。20 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。WP可知，功率变大。故ACD错误， B 正确。t