中考物理复习功和机械能问题专项综合练含答案解析.docx
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中考物理复习功和机械能问题专项综合练含答案解析
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.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.跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小明的质量为50kg,每次跳起高度约为6cm(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是() 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3JD.小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W 【答案】D 【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= = =50W, 故D正确。 故选D。 4.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】 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。 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30s。 他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近() A.1.5WB.15WC.150WD.1500W 【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=50kg×10N/kg×9m=4500J 克服重力做功的功率 故ABD,都不符合题意,C符合题意。 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38.6℃ B.中学生站立在地面上对地面的压强大约为103Pa C.中学生游泳时受到的浮力大约是50N D.中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J 【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200cm2,即0.02m2,中学生的体重大约为50kg,则其对地面的压强 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 故D符合实际。 故选D。 7.小明用如图所示的甲、乙两个滑轮组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮的重均相等,不计绳重及摩擦,针对这一现象,小明得出了4个结论: ①F1做的功等于F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率等于F2做功的功率;其中正确的为() A.①、②、③B.②、③、④C.①、③、④D.①、②、③、④ 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 ①在不计绳重及摩擦时,拉力做的功等于提升物体和动滑轮做的功,因为物重相同,提升的高度相同,所以两次拉力做的功都等于 故F1做的功等于F2做的功,①正确; ②在不计绳重及摩擦时,甲滑轮组和乙滑轮组的机械效率都为 即机械效率相等,故②正确; ③甲滑轮组由两段绳子承重,拉力为 乙滑轮组由三段绳子承重,拉力为 所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力,③正确; ④两次拉力做的功,用时也相等,根据 知,F1做功的功率等于F2做功的功率,④正确; 故选D。 8.如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景,对此过程 A.运动员下滑过程中动能增大,重力势能也增大 B.运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量 C.运动员的动能是由重力势能转化来的 D.运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增大惯性 【答案】C 【解析】 【详解】 A.运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越大,高度不断变小,所以动能增大,重力势能减小,故A错误; B.运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加量小于重力势能的减小量,故B错误; C.运动员下滑过程中,动能增大,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化来的,故C正确; D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。 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.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16cm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8cm B.乙透镜的焦距最小,丁透镜的焦距是16cm C.丙透镜的焦距最小,乙透镜的焦距是8cm D.丁透镜的焦距最小,甲透镜的焦距是16cm 【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8cm,C对,所以正确选项为C 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 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到顶端,根据 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 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.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。 13.如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。 已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75%。 若人以0.6m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库。 人拉货物的过程中,分析正确的是( ) A.货物移动距离为20mB.工人的拉力为400N C.工人做的有用功为 D.工人拉力的功率为360W 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.从图中可以看到,两条绳子托着动滑轮,人以0.6m/s的速度匀速前行,那么货物的速度是0.3m/s,经100s货物移动距离为 货物移动距离为30m,A错误; B.由题意可知,货物的重力 其摩擦力 由于货物匀速前行,绳对货物的拉力 滑轮组的机械效率为75%,可得到 解得 ,工人的拉力为400N,B正确; C.货物移动距离为30m,绳对货物的拉力为600N,则工人做的有用功为 工人做的有用功为 ,C错误; D.由于人以0.6m/s的速度匀速前行,工人的拉力为400N,工人拉力的功率为 工人拉力的功率为240W,D错误。 故选B。 14.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B后小球又沿滑梯向下运动到C点,不计摩擦。 则( ) 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。 15.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5.5N B.乙滑轮组所做的有用功是0.7J C.F1和F2做功的功率之比为3: 4 D.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 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 解得 ,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 解得 ,重物升高的高度是 ,乙滑轮组所做的有用功是 乙滑轮组所做的有用功是 ,B正确,不合题意; C.重物G1移动的速度是 甲图中绳端移动的速度是 重物G2移动的速度是 乙图中绳端移动的速度是 那么可知F1和F2做功的功率之比是 F1和F2做功的功率之比为3: 4,C正确,不合题意; D.甲滑轮组所做的有用功是 所做的总功是 乙滑轮组所做的总功是 由上述可知,乙滑轮组所做的有用功是 ,那么两个滑轮组的机械效率之比是 两个滑轮组的机械效率之比是 ;D错误,符合题意。 故选D。 16.两个质量相同的钩码,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s—t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= 可知,甲的速度大于乙的速度,所以,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. 17.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。 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。 20.班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动,从一楼登上五楼,比谁的功率最大。 为此,需要测量一些物理量。 下列物理量中必须测量的是( ) ①五楼到一楼的高度H;②从一楼到达五楼所用的时间T; ③每个同学的体重G;④四楼到五楼楼梯的长度L。 A.①②③B.②③④C.①③D.②③ 【答案】D 【解析】 【详解】 由功率公式得 学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼,所以H高度相同,没有必要测量高度H的大小了;学生自身重不同,爬楼用的时间不同,所以必须测出各个体重和所用时间,这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。 故选D。
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