2020-2021中考物理功和机械能问题综合题汇编及答案解析

1、一、初中物理功和机械能问题1 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() 五楼到一楼的高度H； 从一楼到达五楼所用的时间T； 每个同学的体重G； 四楼到五楼楼梯的长度L。AB C D 【答案】 D【解析】【详解】由功率公式得PWGHTT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 。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

2、，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

3、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 将皮球从离地某一高度

4、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【答案】 DM 点的黑色圆斑大于N 点的黑色圆斑【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

5、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。4 如图所示，木块以

6、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

7、 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。5 工人用如图所示的滑轮组，在4s 内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为

8、375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4 倍。在此过程中下列说法不正确的是（）A绳子自由端沿水平方向移动了4mB物体受到的拉力为750NC拉力F 的功率为375WD该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据snsA求出绳子自由端沿水平方向移动；(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据FAf0.4G 求出物体受到的拉力；(3)根据 WFs 求出拉力 F 做的功，根据 PW总求出拉力F 的功率；t(4)任何机械效率一定小于 100%。【详解】A由图可知， n=2，则绳子自由端沿

9、水平方向移动的距离s nsA2 2m 4m故 A 正确，不符合题意；B物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA f0.4G0.4 1500N600N故 B 错误，符合题意；C拉力 F 做的功W总Fs 375N 4m 1500J则拉力 F 的功率PW总1500Jt375W4s故 C 正确，不符合题意；D该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故 D 正确，不符合题意。故选 B。6 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

10、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。7 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

11、】【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 WGh ，所以父亲爬楼做功W 1 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，根据大，故 C 正确，不符合题意；WPt可知父亲做功功率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。8 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Bb 点C c 点D d 点【答案】 C【解析】【详解】

12、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。9 如左图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，其推力大小随时间变化的图像（F-t 图像）和物体速度大小随时间变化的图像（v-t 图像）分别如图所示，下列说法正确的是（）A当 t=1s 时，物体处于静止状态，摩擦力为0NB当 t=3s 时，物体受到的摩擦力是 3NC在匀速直线运动阶段，拉力F 做的功是 16JD 24s 内，物体的机械能保持不变【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由 v-t 图像可知， 02s 时物体的速

13、度大小为零，即t =1s 时物体处于静止状态；此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；由F-t 图像可知， t=1s 时， F=1N，则此时的摩擦力fF1N故 A 错误；B由 v-t 图像可知， 46s 时，物体匀速运动；由F-t 图像可知，此时的推力F =2N；由于摩擦力与推力 F 是一对平衡力，所以此时的摩擦力fF2N24s 内，物体做加速运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变（与匀速运动时的摩擦力大小相等），仍为2N，故B 错误；C在46s 时，物体匀速运动，通过的路程svt4m/s2s8m拉力F 做的功WF s2N8m16J故 C 正确；D 24s 内，物

14、体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体的机械能增加，故D 错误。故选 C。10 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： F1做的功等于 F2 做的功； 甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率； 使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力； F1 做功的功率等于 F2 做功的功率；其中正确的为（）A 、 、 B 、 、 C 、 、 D 、 、 、 【答案】 D【解析】【分析】【详解】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

15、，所以两次拉力做的功都等于W总Fs = GG动h故 F1 做的功等于 F2 做的功，正确；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W有用GhGW总GG动hGG动即机械效率相等，故正确；甲滑轮组由两段绳子承重，拉力为F11G G动2乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为1F2GG动所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，正确；W两次拉力做的功，用时也相等，根据Pt知， F1 做功的功率等于F2 做功的功率，正确；故选 D。11 甲、乙两个物体，分别在水平拉力作用下在水平面上作匀速直线运动.若甲所受的重力是乙的 3 倍，甲受的水平拉力是乙受的水平拉力的2 倍，甲的运动速度是乙的运动速度的1 倍，则

16、拉力对甲乙两物体做功之比和所用时间之比可能是A1:12:1B 2:11:1C 3:22:3D 3:23: 2【答案】 B【解析】【详解】由题知两物体受到的拉力之比F 甲 :F 乙 =2:1速度之比 :v 甲 :v 乙=1:1A 若做功之比:W 甲 :W 乙 =1:1因为 W=Fs,所以运动路程之比:W甲W乙1 1s 甲:s 乙 = F甲 : F乙 = 2 : 1 =1:2因为 v= s 速度相同 ,所用时间与路程成正比:tt 甲 :t 乙=s 甲:s乙 =1:2故 A 不符合题意；B若做功之比:W 甲 :W 乙 =2:1因为 W=Fs,所以运动路程之比:W甲W乙2 1s 甲:s 乙 = F甲

17、: F乙 = 2 : 1 =1:1s因为 v=,速度相同 ,所用时间与路程成正比:tt 甲 :t 乙=s 甲:s乙 =1:1故 B 符合题意；CD若做功之比:W 甲 :W 乙 =3:2因为 W=Fs,所以运动路程之比:W甲W乙32s 甲 :s乙 =:=:=3:4F甲F乙21因为 v= s 速度相同 ,所用时间与路程成正比:tt 甲 :t 乙=s 甲:s乙 =3:4故 CD 不符合题意。12 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

18、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C13 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

19、，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【答案】 CD两次拉力对木块做功的功率一样大【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

20、 可得两次拉力对木块做的功一样多， C 选项说法正确；WD由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由p得两次拉力对木块做功的功率t不一样大， D 选项说法不正确；故选 C14 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vLac程中，下列说法中正确的是（）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，

21、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 C15 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=sc

22、d，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 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16 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

23、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。17 物体只受一对平衡力作用时

24、，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。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=75%B滑轮所做的有用功为1200JC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=600N3m=1800J，因