备战中考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

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备战中考物理一模试题分类汇编功和机械能问题综合及答案解析

一、初中物理功和机械能问题

1．如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（）

A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功

B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功

C．在c到d的过程中，没有力对铅球做功

D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

图中从a到b过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对铅球做了功，A说法正确；从b到c过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B说法正确；从c到d的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C说法错误；从a到d的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变，D说法正确；答案选C．

2．在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用

B．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小

C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小

D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。

故A错误；

B．惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。

被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。

故B错误；

C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C正确；

D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。

故D错误。

故选C。

3．如图所示，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。

若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（）

A．D点与A点相比，动能增大，势能减小，机械能不变

B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能

C．B点的动能可能等于A点的动能，但可能大于C点的动能

D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能

【答案】C

【解析】

【详解】

A．D点与A点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误；

B．A和C、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B错误；

C．斜面粗糙，则AB段有可能匀速，但因摩擦力的存在B的速度一定大于C的速度，所以，B点的动能可能等于A点的动能，一定大于C点的动能，故C正确；

D．木块从B到C，因为有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，B点的动能可能等于D点的动能，但与A点的动能大小不确定，故D错误。

故选C。

4．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（）

A．3×102JB．3×103JC．3×104JD．3×105J

【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：

E=W=G△h=600N×0.5m=300J=3×102J，

故A正确，BCD错误；

应选A．

5．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。

6．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。

7．小明用弹簧测力计拉动木块，使它沿同一水平木板滑动，如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．木块两次具有的动能一样大B．两次拉力对木块做的功一样多

C．木块第一次受到的拉力较大D．第一次拉力对木块做功的功率较大

【答案】D

【解析】

【详解】

A．由图知，第一次物体的速度较大，第一次物体的动能较大，故A错误；

B．从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，由W=Fs可知，但是在没有指出是相同时间内，因此不能比较二者做功多少，故B错误；

C．由A分析知，木块两次受到的拉力相等，故C错误；

D．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式P=Fv可知，力F相同，第一次速度v大，所以功率大，故D正确。

8．一位质量约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的功是：

W=Gh=500N×12m=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．

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．W1W2C．P1=P2D．P1

【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。

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，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．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。

12．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．

13．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。

将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿人罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。

做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。

下列说法正确的是（　　）

A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能

B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化

C．因为能量之间可以相互转化，所以罐子滚下后可能再次滚上斜面

D．如果水平面是光滑的，则罐子会一直滚动下去

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．罐子从斜面滚下，要克服摩擦力做功而使重力势能转化为内能，故A错误；

B．罐子从斜面滚下的过程中，重力势能转化为动能和内能，故B错误；

C．罐子从不太陡的斜面上滚下，罐子的高度减小，速度先增大后减小，橡皮筋的弹性形变逐渐增大，则罐子的重力势能减小，动能先增大后减小，橡皮筋的弹性势能增大，即该过程中罐子的重力势能会转化为动能和橡皮筋的弹性势能；发生形变的橡皮筋由于要恢复原状，故罐子可能再次滚上斜面，故C正确；

D．罐子在滚动的过程中，由于和斜面之间存在摩擦，机械能会转化为内能，所以整个罐子的机械能不守恒，机械能会逐渐变小，最终罐子会停止运动，故D错误。

故选C。

14．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。

15．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（　　）

A．0s~1s内，地面对物体的支持力是10N

B．1s~2s内，拉力F做的功是62.5J

C．2s~3s内，拉力F的功率是300W

D．2s~3s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

由题意可知，0s~1s内，地面对物体的支持力符合关系式

从图甲可以看到，

，解得

，A错误；

B．从图甲可以看到，1s~2s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

拉力F做的功是

拉力F做的功是

，B错误；

C．2s~3s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

根据

可知，拉力F的功率

拉力F的功率是300W，C正确；

D．2s~3s内，物体上升的高度

拉力F的大小是40N，则滑轮组的机械效率

滑轮组的机械效率约是

，D错误。

故选C。

16．静止在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，如图（甲）所示。

在水平路面上直线运动时记录的v-t图像，下列说法正确的是（　　）

A．物体在0~t1时间内做匀速直线运动

B．物体在t1~t2时间内动能不断变大

C．物体在t3~t4时间内的摩擦力力小于t1~t2时间内的摩擦力

D．物体在t3~t4时间内拉力小于摩擦力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．由v-t图像可知，0~t1时间内速度越来越大，故A错误；

B．由v-t图像可知，t1~t2时间内速度不变，所以动能不变，故B错误；

C．物体在t3~t4时间内和t1~t2时间内受到的都是滑动摩擦力，由于压力大小和粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小不变，故C错误；

D．由v-t图像可知，在t3~t4时间内物体作减速运动，所以合力方向与运动方向相反，因此向前的拉力小于向后的摩擦力，故D正确。

故选D。

17．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。

18．某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（）

A．机械能一定不变，动能一定不变

B．机械能可能改变，动能一定不变

C．机械能可能改变，动能可能改变

D．机械能一定不变，动能可能改变

【答案】B

【解析】

【分析】

要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；要了解机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，重力势能与物体的质量和被举的高度有关。

【详解】

物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即或是静止状态或是匀速直线运动状态，由于其动能的大小与质量及运动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变大；同理若将砖匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B符合题意。

故选B。

19．物体只受一对平衡力作用时，对于它具有能的判断中正确的是（）

A．机械能一定不变B．重力势能可能减少

C．动能可能变小D．重力势能一定不变

【答案】B

【解析】

【分析】

首先要对物体在平衡力作用下是处于平衡状态中的哪一种要明确，然后再分析其机械能的变化情况。

【详解】

平衡状态有两种：

静止状态、匀速直线运动状态；当物体处于静止状态时，物体的动能、势能都不变，所以机械能也不变；当物体在水平方向上做匀速直线运动时，其动能、势能都不变，即机械能不变；当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，其动能不变，但其势能要发生变化，故机械能也随之变化；总之，物体在以上所处的这几种可能的运动状态下，势能与机械能的大小有两种可能：

不变或变化；而动能只有一种情况：

不变；综上分析，故选B。

【点睛】

本题考查物体在平衡力作用下的状态分析，要求学生一定要分类且考虑全面，本题容易出现漏分析其中某种情况而导致错误。

20．如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员（）

A．助跑阶段机械能不变

B．起跳时机械能为零

C．经过最高点时动能最大

D．经过最高点时重力势能最大

【答案】D

【解析】

【分析】

影响动能大小的因素：

质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：

质量、被举的高度；质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能等于动能和势能之和。

【详解】

A．助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，故A错误；

B．起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重力势能不变，机械能达到最大值，故B错误；

C．上升过程中，动能转化为重力势能，所以经过最高点时，动能减小，重力势能最大，故C错误；

D．最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故D正确。

故选D。

【点睛】

影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。

解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。