2020-2021备战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 一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，如果对木块施加的水平拉力为F，如图甲所示； F 的大小与时间t 的关系如图乙所示；木块的运动速度v 与时间t 的关系如图丙所示。以下说法正确的是（）A当 t=1s 时，木块受到的摩擦力是0B当 t 在 24s 内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5NC当 t 在 46s 内，拉力 F 的功率为6WD当 t 在 26s 内，木块的机械能保持不变【答案】 C【解析】【分析】【详解】A由图乙可知，物体在t=1s 时受到的拉力为1N，由图丙可知此时物体处于静止状态，所以受到的摩擦力等于拉力为1N，故 A 错误；B由图乙可知，物体在4

2、6s 内受到的拉力为3N，由图丙可知 46s 内物体做匀速运动直线运动，在 46s 内受到的摩擦力等于此时的拉力为3N；由图乙可知在 24s 内，物体做加速直线运动，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所以在24s 内受到的摩擦力为 3N。故B 错误；C由图乙可知，物体在46s 内受到的拉力为3N，由图丙可知 46s 内物体做速度为 2m/s的匀速运动直线运动，此时拉力的功率PWFsFv3N2m/s6Wtt故 C 正确；D在26s 内，木块受到拉力和摩擦力的作用，机械能在不断变化，故D 错误。故选C。2 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

3、 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vC vB vAB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vCvB vA ，故 A 正确，不符合题意；BCA、 B 两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同

4、，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。3 跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为50 kg，每次跳起高度约为6 cm（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B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，

5、重力势能减小，故C. 小明的重力为：A 错误；B 错误；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= W总 = 30J100 =50W ，t 60s故 D 正确。故选 D 。4 小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、 c 两点处于同一高度则下列判断中正确的是（）A皮球由a 到 b 时，动能逐渐增大B皮球由c 到 d 时，机械能一直减小C皮球在b 点时的机械能最大D皮球在a、 c 两点时动能相等【答案】 B【解析】试题分析：皮球由a 到 b 时，速度越来

6、越小，所以动能逐渐减小，故A 错；皮球由c 到 d时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故B 正确；皮球在a 点时的机械能最大，故C错；皮球在a、 c 两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故D 错；应选 B考点：机械能转化5 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 WGh

7、 ，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。6 九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为重力做功的功率最接近（ ）30 s。他上楼过程克服自身A1.5 WB 15 WC 150 WD 1500 W【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

8、自身重力所做的功约为W=Gh=mgh=50kg10N/kg 9m=4500J克服重力做功的功率W4500JP150Wt30s故 ABD，都不符合题意， C 符合题意。故选 C。7 下列估测最接近实际的是（）A中学生的正常体温约为38.6B中学生站立在地面上对地面的压强大约为103PaC中学生游泳时受到的浮力大约是50N3D中学生从一楼走到五楼做的功大约6 10J【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

9、积大约为200cm2，即0.02m 2，中学生的体重大约为50kg，则其对地面的压强pFGmg50kg 10N/kg1.25 104 PaSSS0.02m 22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WGh500N12m6103 J故 D 符合实际。故选 D。8 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

10、 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 C9 炎热的夏天海口，环卫工人利用洒

11、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【答案】 CD动能增大，机械能增大【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

12、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 1mB第一次物体受到的摩擦力是20N，物体运动了2mC第二次物体受到的摩擦力是10N，物体运动了2.4mD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W120JS12m

13、，F110N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：W248JS22.4m ，F220N故 C 正确， D 错误11 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9NC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】【

14、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v2v物20.1m/s0.2m/s拉力 F2 做功功率P2F2 v3N0.2m/s0.6W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F3F233N9N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f B2F2 23N 6N向右的拉力 F1=4N，因为 A 静止，所以地面向右的摩擦力f地f B F1 6N 4N 2N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，

15、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。12 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60kg 的小凯早上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W凯 =G1

16、h1m1gh160kg 10N/kg(600m400m)1.2 105 J ；质量是 50kg 的小旋从C 点到达D 点做的功为W旋 =G2h2m2 gh250kg 10N/kg(400m200m)1 105 J ；小凯做的功多，故A 错误；B小凯的运动时间为t18：508：0050min3000s ；平均功率为P1W凯1.2105 J40W ，t13000s小旋的运动时间为t28：507：4070min4200s ，平均功率为P2W旋1 105 Jt 223.8W ，4200s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

17、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。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】

18、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

19、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 400NC工人做的有用功为3.6 104 JD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svt0.3m/s 100s30m货物移动距离为30m， A 错误；B由题意可知，货物的重力G mg600kg10N/kg6000N其摩

20、擦力f0.1G0.16000N600N由于货物匀速前行，绳对货物的拉力Ff600N滑轮组的机械效率为75，可得到600N s100%75%F拉 2s解得 F拉400N ，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W有Fs600N30m1.8 104J工人做的有用功为1.8 104 J ， 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PF拉 v400N 0.6m 240W工人拉力的功率为240W ，D 错误。故选 B。15 如图甲所示，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

21、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象，下列说法正确的是（）A木块第一次做功较少B木块第一次受到的摩擦力较大C木块第二次做功较快D木块第二次的动能较小【答案】 D【解析】【分析】【详解】AB由图乙，两条图象都是过原点的直线，则木块在这两次拉力的作用下都是做匀速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以，木块两次受到的摩擦力大小相等；同时因为木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力大小相等，所以，木块两次运动的拉力相等，由题意可知，两木块滑动相同的距离，根据W=Fs 可知，两次拉力做的功相同，故AB 错误；C因为两次拉力

22、做的功相同，但由图乙知第二次做功的时间更长，根据第二次的功率较小，即第二次做功较慢，故C 错误；WPt可得，D物体的质量不变，但由图乙知运动相同的距离，第二次花的时间更长，所以第二次速度较小，因此木块第二次的动能较小，故D 正确。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500 N，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=11 s 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A02 s 的过程中，小明的动能不变B 2 s10 s 的过程中，小明的重力势能转化为动能C 10 s11 s 的过程中，小明的机械

23、能不断减小D 011 s 的过程中，小明的机械能不断增大【答案】C【解析】【分析】【详解】A0 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 C17 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

24、变小【答案】 BD重力势能一定不变【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

25、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 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 t 1 时刻小球的动能最大B t2 时刻小球的动能最大C t2 到 t 3 时间内，小球的动能先增加后减少D t 2 到 t3 时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】 D【解析】【详解】A t 1 时刻是小

26、球与弹簧开始接触的时刻，此时小球向下加速运动，在弹力增大到等于重力之前小球一直加速，所以t 1 时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。故A 错误。B t 2 时刻是指弹簧被压到最低点，此时小球速度为零，小球动能全部转化为弹簧的弹性势能。所以 t 2 时刻小球动能最小。故 B 错误。CD t 2 到 t 3 时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程，t3 时刻弹力为零即弹性势能为零，小球动能最大。所以在t2 到 t 3 时间内，小球动能一直在增加，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。故C 错误， D正确。19 如图，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在A 处开始与弹簧接触，下降到最低点B 处后弹回，则小球的动能变化情况是（）A从 A 到 B，动能不断减小B从 B 到 A，