备战中考物理专题复习功和机械能问题的综合题附答案解析.docx
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备战中考物理专题复习功和机械能问题的综合题附答案解析
一、初中物理功和机械能问题
1.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段的功率一样大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
拉力大小相等且sab=scd,根据W=Fs可知:
拉力所做的功相同,故A错误,B正确;由于tab>tcd,根据
得:
Pab<Pcd,故C、D错误.
2.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 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AB.根据 可得,他们把同样重的杠铃举起,克服杠铃的重力做功,对杠铃所做的功只与被举高的高度有关,高度越大,做功越多,即W1>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。 3.如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过另一侧高点B后到达最高点C.下列分析不正确的是( ) A.小球在A、B、C三点的速度大小关系是 B.小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功 C.小球在A、B两点具有的重力势能相同 D.整个过程只有重力对小球做功 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.小球运动过程中会克服摩擦力做功,且质量不变,故从A运动到C的过程中,机械能减小,小球在A与B点的势能相同,故在A点的动能大于B点的动能,C点最高,故小球在C点的势能最大,动能最小,所以 ,故A正确,不符合题意; BC.A、B两点高度相同,小球的质量不变,故小球的重力势能相同,小球从A点运动到B点,会克服摩擦力做功,动能减小,动能之差等于克服摩擦力所做的功,故B、C正确,不符合题意; D.整个过程中,摩擦力也会对小球做功,故D错误,符合题意。 故选D。 4.利用如图所示的滑轮组将重为20N的物体在2s内匀速提升2m,拉力 等于12N。 此过程中,下列说法不正确的是() A.拉力所做的有用功为40J B.拉力所做的总功为48J C.拉力 的功率大小为20W D.滑轮组的机械效率为 【答案】C 【解析】 【详解】 A.根据公式可得 故A正确,不符合题意; B.由图可知 根据公式可得 故B正确,不符合题意; C.拉力的功率 故C错误,符合题意; D.滑轮组的机械效率 故D正确,不符合题意。 故选C。 5.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M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑 【答案】D 【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M点机械能大于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M点的圆斑要大于在N点的圆斑;故D正确。 6.2019年5月17日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。 下列说法错误的是() A.运载火箭加速上升过程中,重力势能变小,动能增大 B.运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的 C.北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用 D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时,动能变小,机械能守恒 【答案】A 【解析】 【分析】 物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大;物体间力的作用是相互的;物体受平衡力的作用处于平衡状态;在太空中,卫星绕地球运动时,没有阻力作用,没有克服摩擦做功,机械能守恒。 【详解】 A.火箭上升过程中高度增大,重力势能增大,速度增大,动能增大,故A错误,符合题意; B.火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力,空气给火箭以反作用力,是利用了物体间力的作用是相互的,故B正确,不符合题意; C.火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变,故受到非平衡力的作用,故C正确,不符合题意; D.北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时,速度减小,高度增加,所以动能减小,势能增加;北斗卫星在地球大气层外运行,不受空气阻力的作用,只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒,故D正确,不符合题意。 故选A。 7.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的O点出发,由静止开始下滑,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以运动到 A.a点B.b点 C.c点D.d点 【答案】C 【解析】 【详解】 本实验中,由于轨道是光滑的,没有摩擦力,所以小球的机械能守恒。 故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以滚到与O点等高的c点,故选C。 8.如图中甲图所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,乙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.两次木块运动的速度相同B.木块第一次受到的摩擦力较大 C.两次拉力对木块做的功一样多D.两次拉力对木块做功的功率一样大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.两次木块运动相同的距离,第2次所用时间比第1次长,两次木块运动的速度不相同,A选项说法不正确; B.摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同,所以摩擦力相同,B选项说法不正确; C.木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离,两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,因摩擦力大小相等,两次的拉力相等,由W=Fs可得两次拉力对木块做的功一样多,C选项说法正确; D.由图可见两次滑动距离相同,所用时间不同,由 得两次拉力对木块做功的功率不一样大,D选项说法不正确; 故选C. 9.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D.动能增大,机械能增大 【答案】C 【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=动能+势能。 【详解】 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.用水平拉力先后两次拉着重为20N的同一物体,沿同一水平面做直线运动.第一次拉力为10N,物体恰好做匀速直线运动,拉力对物体做了20J的功;第二次拉力增大为20N,拉力对物体做了48J的功.分析两次做功过程,以下判断正确的是 A.第一次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了1m B.第一次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了2m C.第二次物体受到的摩擦力是10N,物体运动了2.4m D.第二次物体受到的摩擦力是20N,物体运动了4.8m 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 AB.物体在水平面上做匀速直线运动时,在水平方向受拉力和摩擦力作用,并且二力是一对平衡力,故物体受到的拉力: F=f=10N; 根据W=Fs可知,第一次物体通过的距离 , 故AB错误; CD.若增大拉力,而压力大小和接触面的粗糙程度都没有改变,因此,物体受到的摩擦力不变,仍为10N;根据W=Fs可知,第二次物体通过的距离: , 故C正确,D错误. 11.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,另一端连接一个小球。 弹簧未发生形变时,小球静止在A点。 用手把小球向左运动压缩弹簧至B点后松开手,小球在水平光滑地面BC间来回运动。 不考虑空气阻力,下列说法中正确的是( ) A.当小球从B运动至A的过程,弹簧产生的弹力变大 B.当小球从B运动至C的过程,弹簧的弹性势能转化为小球的动能 C.小球在A点时的机械能最大 D.在来回运动中,小球的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】 A.当小球从B运动至A的过程,弹簧恢复原状,弹簧的形变减小,则弹簧产生的弹力变小,故A错误; B.当小球从B运动至C的过程,弹簧的形变变大,弹性势能变大,小球的速度减小,动能减小,即小球的动能转化为弹簧的弹性势能,故B错误; CD.由于水平地面是光滑的,没有摩擦,所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的,故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同,在A点时,弹簧的弹性势能最小,小球的动能最大,即此时小球的机械能最大,故C正确,D错误。 12.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 可知,功率变大。 故ACD错误,B正确。 故选B。 13.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。 14.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。 15.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。 16.下例各情况中,关于做功的说法错误的是 A. 某同学用力将石块向前移动一点,他推石块的力做了功 B. 人推着小车沿斜面进入车厢,她推车的力做了功 C. 人头顶物体在水平地面上匀速前进,她顶物体的力做了功 D. 某同学从滑梯上滑下,重力做了功 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.某同学用力将石块向前移动一点,有力作用在石块上,石块在力的方向上通过了距离,所以他推石块的力做了功,故A正确不符合题意; B.人推着小车沿斜面进入车厢,有力作用在小车上,小车在力的方向上通过了距离,所以他推小车的力做了功,故B正确不符合题意; C.人头顶物体在水平地面上匀速前进,力的方向向上,距离的方向向前,二者相互垂直,所以她顶物体的力不做功,故C错误符合题意; D.某同学从滑梯上滑下,在重力的方向的通过了距离,所以重力对人做了功,故D正确不符合题意. 17.运动员从高空竖直向下跳伞,人(包括装备)的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力,下落时的速度一时间图线如图所示,g=10N/kg.从第10s到第30这个过程中,人(包括装备) A.动能一直在变大B.重力势能先变大后不变 C.机械能一直在变小D.重力势能一直在转化为动能 【答案】C 【解析】 【详解】 A.动能大小的影响因素有速度和质量,在整个过程中,质量不变,速度先变大再不变再变小,因此动能也是先变大再不变再变小,故A选项错误,不符合题意; B.重力势能大小的影响因素有质量和高度,在整个过程中,质量不变,高度逐渐变小,因此重力势能减小,故B选项错误,不符合题意; C.在下落过程中,阻力做功导致机械能转化为内能,因此机械能减小,故C选项正确,符合题意; D.由图像可知,有两段速度不变的过程,在这两段过程中,动能不变,不存在重力势能转化为动能的情况,故D选项错误,不符合题意。 18.农村建房时,常利用如图所示的简易滑轮提升建材。 在一次提升建材的过程中,建筑工人用400N的拉力,将重600N的建材在10s内匀速提高3m。 不计绳重及摩擦,则下列判断正确的是( ) A.该滑轮的机械效率η=75%B.滑轮所做的有用功为1200J C.滑轮自身的重力为100ND.绳子自由端移动的距离大小为3m 【答案】A 【解析】 【详解】 AB.滑轮所做的有用功为: W有用=Gh=600N×3m=1800J, 因为是动滑轮,所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍,即6m,则拉力做的总功为: W总=Fs=400N×6m=2400J, 所以动滑轮的机械效率为: , 故A正确,B错误; C.不计绳重及摩擦,则拉力为: , 那么动滑轮的重为: G动=2F-G=2×400N-600N=200N, 故C错误; D.由图知,使用的是动滑轮,承担物重的绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离为: s=nh=2×3m=6m, 故D错误; 故选A。 19.如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动,两次拉动木块得到的s-t关系图像如图乙所示。 两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2。 .下列判断正确的是( ) A.F1=F2,P1>P2B.F1>F2,P1>P2C.F1 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 从图乙可以看到,两次拉动,木块都是做匀速直线运动,都是处于平衡状态,水平方向受力平衡,拉力大小等于滑动摩擦力大小,而木块的自身重力不变,接触面的粗糙程度也不变,那么滑动摩擦力大小不变,两次拉力的大小不变,即 因木块匀速直线运动,那么其功率可表示为 ,从图乙可看到,第1次的速度大于第2次的速度,即 那么可知 故选A。 20.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.
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