《物理功和机械能问题的专项培优易错试卷练习题及答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理功和机械能问题的专项培优易错试卷练习题及答案解析.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 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，则从中，下列说法中正确的是（）a 至c 处的过程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】 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
2、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 C2 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 10J
3、C 3 10JD 3 10J【答案】 A【解析】【分析】【详解】中学生重力的平均值约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 A3 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
4、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。4 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
5、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。5 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】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 PW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t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
6、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。6 下列估测最接近实际的是（）A中学生的正常体温约为38.6B中学生站立在地面上对地面的压强大约为103PaC中学生游泳时受到的浮力大约是50N3D中学生从一楼走到五楼做的功大约6 10J【答案】 D【解析】【分析】此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要时进行相应的计算，找出符合实际的选项。【详解】A人的正常体温在37 左右，变化幅度很小，故A 不符合实际；B一般初中生每只鞋的底面积大约为
7、200cm2，即0.02m 2，中学生的体重大约为50kg，则其对地面的压强pFGmg50kg 10N/kg1.25 104 PaSSS0.02m 22故 B 不符合实际；C中学生的体重在500N 左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约500N，故 C 不符合实际；D中学生的体重在500N 左右，一楼到五楼的高度约12m，中学生从一楼走到五楼所做的功约为WGh500N12m6103 J故 D 符合实际。故选 D。7 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
8、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。8 一位质量约A 60J50kg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B 600J C 6000J D 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的功是 ：W=Gh=500N12m=6000J，故选 C【
9、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9 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，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
10、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。10 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箱子没有被推动处于静止状态，
11、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。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
12、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，用大小相等的拉力F，分别沿斜面和水平面拉木箱，拉力方向和运动方向始终一致，运动时间tab tcd，运动距离sab=scd，比较两种情况下拉力所做的功和功率（）A ab 段做功较多B ab 段与 cd 段的功一样多C ab 段功率较大D ab 段与 cd
13、段的功率一样大【答案】 B【解析】【分析】【详解】拉力大小相等且sab cdA 错误， B 正确；由于 s ，根据 WFs 可知：拉力所做的功相同，故t ab tcd，根据 PWt 得： Pab Pcd，故 C、 D 错误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10NB 1s2s 内，拉力F 做的功是62.5JC 2s3s 内，拉力F 的
14、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s3h31.25m 3.75m拉力 F 做的功是WFs50N 3.75m187.5
15、J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%Gh100N2.5m83.3%W总功100%40N 3100%Fs2.5m滑轮组的机械效率约是83.3%， D 错误。故选 C。14 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
16、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
17、，重力势能转化为动，故C 正确， D 错误。故选 C。15 如图所示，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端固定在物块乙上，甲、乙相互叠加放置在光滑水平面上 O 点处，此时弹簧处于原长。现将甲、乙从 O 点拉至位置 l。松手后，在甲、乙保持相对静止并一起向 O 点方向运动的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）A物块甲由于与乙相对静止而处于平衡状态B物块乙随弹簧拉力减小而做减速运动C物块乙对物块甲施加了水平向左的摩擦力D两物块运动到O 点将由于不受弹簧拉力而静止【答案】 C【解析】【分析】【详解】A甲乙两物块在位置1 被松手后，由于弹簧的弹性势能转化为动能，而且水平面是光滑的，所以其动能增加，即
18、两物块不是做匀速直线运动，不是处于平衡状态，故A 错误；B乙物体从位置1 向 O 运动的过程中，弹簧对其拉力减小，但由于减小的弹性势能全转化为动能，所以其速度增加，做加速运动，故B 错误；C物体甲乙一起相对静止运动的过程中，甲有一个向右运动的趋势，所以甲受到乙向左的摩擦力，故C 正确；D两物块运动到O 点，弹簧刚好恢复原形，则此时弹簧对物块的拉力为0，但由于惯性，两物块还要向左运动，不会立即停下来，故D 错误。故选C。16 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
19、，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。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
20、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，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。17 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50g）在 2s 内把重物 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
21、 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/kg0.5N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
22、确，不合题意；C重物 G1 移动的速度是v1h10.1mt10.05m/s2s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v2h20.1mt20.05m/s2s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
23、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。18 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
24、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
25、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。19 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，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
26、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 B 的过程中，速度先增大后减小至0，动能先增大后减小，到B 处为零，故 A 不符合题意，C 符合题意；BD物体从B 到 A 的过程中，速度先增大后减小到达A 位置时速度不为0，因此动能先增大后减小，到A 处为不为零，故BD 不符合题意。故选 C。20 如图所示，水平地面O 点两侧粗糙程度不
27、同，物体一直受到沿水平方向3N 的力 F物体经过 M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置物体在MO 段做匀速直线运动， F 在 MN 、 OP 段做功分别为WMN 、 WOP，功率分别为PMN、 POP，则A WMNWOPC PMN POPD PMN POP【答案】 D【解析】【分析】【详解】物体经过M 点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置物体在MO段做匀速直线运动，由图可得MN的距离等于OP 的距离，根据功的公式W=FS可知：在F 相同和S 相同的情况下，时间的 2 倍，根据W 应该相同，所以AB 均错误；在做功相同时，P=W/t ，得出 PMNPOP；答案选DMN段所用时间是OP 段