中考物理易错题精选功和机械能问题练习题附答案解析.docx
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中考物理易错题精选功和机械能问题练习题附答案解析.docx
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中考物理易错题精选功和机械能问题练习题附答案解析
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.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。
3.一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家,对此,下列说法错误的是()
A.爬相同的楼梯,儿子体重小做的功少
B.爬相同的楼梯,父亲体重大做的功多
C.爬相同的楼梯,父亲比儿子先到达,父亲的功率大
D.爬相同的楼梯,儿子坐电梯先到达,儿子的功率大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由题知,他们上相同的楼梯,h相同,父亲的体重G1大于儿子的体重G2,根据爬楼做功
,所以父亲爬楼做功W1大于儿子爬楼做功W2,即W1>W2,故A、B正确,不符合题意;
C.父亲爬楼做功多,父亲比儿子先到达,做功时间少,根据
可知父亲做功功率大,故C正确,不符合题意;
D.儿子坐电梯先到达,但爬楼过程中儿子没有施加力,儿子做功为0J,做功功率为0W,故D错误,符合题意。
故选D。
4.九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。
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
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
,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.在四川抗震救灾现场,一块水泥板质量为0.5t,起重机在5s内把它匀速提高2m,此过程中(g=10N/kg)()
A.起重机对水泥板所做的功为1×104JB.起重机对水泥板所做的功为1×103J
C.起重机提升水泥板的功率为2×102WD.起重机提升水泥板的功率为5×102W
【答案】A
【解析】
【详解】
AB.水泥板的质量
水泥板受到的重力
起重机对水泥板所做的功
故A符合题意、B不符合题意;
CD.起重机对水泥板所做功功率
故C、D不符合题意。
故选A。
7.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,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.WMN B.WMN>WOP C.PMN>POP D.PMN 【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,W应该相同,所以AB均错误;在做功相同时,MN段所用时间是OP段时间的2倍,根据P=W/t,得出PMN 8.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。 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 【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,一个玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中,有哪些机械能发生了转化 A.只有动能和重力势能 B.只有动能和弹性势能 C.只有重力势能和弹性势能 D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化 【答案】D 【解析】 【详解】 根据题意,玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚. 首先将弹簧作为一个简单对象考虑,向下翻滚过程中,质量不变,但高度降低了,所以重力势能会减小; 弹簧弹起后,另一端接触斜面时,动能减小,弹性势能增大,且减小的重力势能,会转化弹簧的弹性势能,即弹簧的弹性形变变大; 弹簧弹起时,弹性势能又转化为动能. 所以这个过程中,动能、重力势能和弹性势能都发生了转化,故D正确. 11.如图,一辆电动车在月球表面(月球面附近无大气层)沿着平直轨道行驶,物体M相对于车静止,则以下说法中正确的是( ) A.电动车动能一定增加 B.M受到的摩擦力一定向右 C.此时小车可能做匀速直线运动 D.若电动车急刹车,M受到的摩擦力一定向左 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图中彩旗展开的方向可知,电动车向右加速运动或向左减速运动,所以动能有可能增大也有可能减小,故AC错误; B.不管电动车是向右加速,还是向左减速,相对车静止的物体M都有向左运动的趋势,所以其受到的摩擦力一定向右,故B正确; D.若电动车原是向右加速运动的,急刹车时,车的速度减小或停下,而M由于惯性要保持原来的速度向右运动,此时所受的摩擦力应向左,才能让M相对车静止。 若电动车原是向左减速运动的,急刹车时,M物体由于惯性会保持原来的速度继续向左运动,此时所受的摩擦力方向应仍然向右,才能让M相对车静止,故D错误。 故选B。 12.如图所示,在伽利略理想实验中,小球每次均从斜面a点自由滚下,分别经过图中b,c,d各位置,关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是( ) A.小球的重力势能一直在减小 B.在d点的重力势能小于在c点的重力势能 C.从b点运动到c点的过程中,动能转化为重力势能 D.从a到b小球速度越来越大,机械能越来越大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.小球从a到b的过程中,高度变小,重力势能减小,从b到c或d的过程,高度增大,重力势能增加,所以不同的过程重力势能的变化不同,故A错误; B.c、d两点在同一高度,所以小球在这两点的重力势能相等,故B错误; C.小球从b点到c点的过程中,动能减小,重力势能增大,是动能转化为重力势能,故C正确; D.在伽利略理想实验中,机械能是守恒的,所以从a点到b点,小球的机械能不变,故D错误。 故选C。 13.如图是某山地的等高线图,数字表示海拔高度,其单位是米。 质量是60kg的小凯早上8: 00从A点出发,8: 50到达B点的观景台;质量是50kg的小旋早上7: 40从C点出发,8: 50到达D点的半山亭。 下列说法中正确的是( ) A.他们对自己做的功一样多 B.小凯的平均功率较小 C.8: 50分时,小旋的动能一定小于小凯的动能 D.8: 50分时,小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.60kg的小凯从A点到达B点做的功为 ; 质量是50kg的小旋从C点到达D点做的功为 ; 小凯做的功多,故A错误; B.小凯的运动时间为 ; 平均功率为 , 小旋的运动时间为 , 平均功率为 , 小凯的平均功率较大,故B错误; C.动能的大小与质量和速度有关,由于不知道8: 50分时的他们的速度,所以无法比较动能的大小,故C错误; D.重力势能的大小与质量和所处的高度有关,小凯的质量和所处的高度都比小旋的大,所以小旋的重力势能一定小于小凯的重力势能,故D正确。 14.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.t1时刻小球的动能最大 B.t2时刻小球的动能最大 C.t3时刻小球的重力势能最大 D.t2到t3时间内,小球的动能先增加后减小 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图象可知,t1时刻弹力为0,此时小球刚接触弹簧,在重力作用下小球继续做加速运动,动能继续变大,故A错误; B. t2时刻小球速度为0,此时动能最小,故B错误; C.t3时刻,此时小球离开弹簧且只受到重力作用,继续向上做减速运动,还未达到最高点,重力势能还会继续增大, 故C错误; D. t2到t3时间内,小球在弹力的作用下先加速上升,动能变大;当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;继续上升时重力大于弹力,小球做减速运动,动能变小;综上所述t2到t3时间内,小球的动能先变大后减小,故D正确。 故选D。 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.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500N,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=11s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 A.0~2s的过程中,小明的动能不变 B.2s~10s的过程中,小明的重力势能转化为动能 C.10s~11s的过程中,小明的机械能不断减小 D.0~11s的过程中,小明的机械能不断增大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.0~2s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D错误; 故选C. 17.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. 18.如图所示,F1=4N,F2=3N,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.1m/s的速度在物体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9N C.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 拉力F2做功功率 故A正确,不符合题意; 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 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 向右的拉力F1=4N,因为A静止,所以地面向右的摩擦力 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。 19.如图甲所示,重为160N的物体在大小为20N,水平向左的拉力F1作用下,沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动。 如图乙所示,保持拉力F1不变,用水平向右的拉力F2,拉物体匀速向右运动了1m,若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦,则( ) A.物体向左运动时,拉力F1的功率P1=60W B.物体与地面之间的摩擦力f=20N C.物体向右运动时,拉力F2=40N D.物体向右运动时,拉力F2所做的功W2=80J 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】 A.由图甲可知,绳子承担物体受到的拉力的段数n为2,物体以3m/s的速度做匀速直线运动,在拉力作用下绳子末端的速度为 则物体向左运动时,由 可得拉力F1的功率 故A错误; B.图甲中物体做匀速直线运动,物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力,而绳子承担力的段数n为2,所以物体与地面之间的摩擦力 故B错误; C.物体向右运动时,由于物体和地面没有改变,则所受摩擦不变,方向向左,同时物体向左还受到两股绳子施加的拉力,每股绳子的拉力为20N,物体右侧的滑轮为动滑轮,对物体的拉力为2F2,则有 解得F2=40N,故C正确; D.在不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦时,物体向右运动时,拉力F2所做的功 故D正确。 故选CD。 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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