2020-2021物理功和机械能问题的专项培优易错试卷练习题附详细答案

1、一、初中物理功和机械能问题1 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

2、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。2 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

3、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= W总 = 30J 100 =50W ，t 60s故 D 正确。故选 D 。3 如图所示，动滑轮的质量为m，所挂重物的质量为M ，重物在时间t 内被提升的高度为h，不计绳重及摩擦

4、，则（）MA滑轮组的机械效率为MmMB滑轮组的机械效率为M2 mMghC拉力 F 的功率为t( Mm) ghD拉力 F 的功率为2t【答案】 A【解析】【分析】【详解】AB滑轮组做的有用功为W有用G物hMgh总功为W总G物G动 hMm gh滑轮组的机械效率为W有用MghMW总Mm ghMm故 A 正确， B 错误；CD拉力 F 的功率为W总Mm ghP总故 CD错误。故选 A。tt4 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 随着时间的变化图像可能是()ABCD【答案】 C【解析】【分析】【详解】由题意可知，不

5、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。5 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50N中学生从一楼走到五楼做的功大约 3 10J6D【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

6、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 0.02m 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。6 在四川抗震救灾现场，一块水泥板质量为0.5 t，起重机在 5

7、s 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4B起重机对水泥板所做的功为31 10J1 10JC起重机提升水泥板的功率为2D起重机提升水泥板的功率为22 10W5 10W【答案】 A【解析】【详解】AB水泥板的质量m0.5t500kg水泥板受到的重力Gmg500kg10N/kg5000N起重机对水泥板所做的功W Gh 5000N 2m 1 104 J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4PW1 10 J2 10 3 Wt5s故 C、D 不符合题意。故选 A。7 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

8、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 。8 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

9、功一样多C木块第一次受到的拉力较大【答案】 DD第一次拉力对木块做功的功率较大【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，由功率的变形公式同，第一次速度v 大，所以功率大，故D 正确。P=Fv 可知，力F 相9 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、

10、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D B 点的动能可能等于【答案】 CA 点的动能，但可能大于 D 点的动能，但一定大于C 点的动能A 点的动能【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

11、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。10 一位初中生用 30s从坡底爬上了9m高的山坡他爬坡时的功率与下列哪一个最接近()A几瓦B十几瓦C一百多瓦D一千多瓦【答案】 C【解析】【分析】【详解】中学生的质量约50kg，

12、体重约 500N 左右，山坡的高度为9m 登楼的功率：WGh500N 9mPt150W ，t30s可见，他爬坡时的功率与C 选项最接近；故选 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W总Fs 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W 有用 Gh 可知：两次

13、克服物体重力做功大小相同，选项 C 符合题意；根据 W额 W总 W有用 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 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

14、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，根据故选 B。WP可知，功率变大。故ACD错误， B 正确。t13 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（）A0s1s 内，地面对物体的支持力是10NB 1s2s 内，拉力F 做的功是62.5JC 2s3s 内，拉力F 的功率是300WD 2s3s 内

15、，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F拉GG动340N120N由题意可知， 0s1s 内，地面对物体的支持力符合关系式F支3F拉GG动120N从图甲可以看到， F拉30N ，解得 F支30N， A 错误；B从图甲可以看到，1s2s 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s3h31.25m 3.75m拉力 F 做的功是WFs50N 3.75m187.5J拉力 F 做的功是187.5

16、J， B 错误；C 2s3s 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v绳32.5m/s7.5m/s根据 PFv 可知，拉力F 的功率PFv绳40N7.5m/s300W拉力 F 的功率是300W， C 正确；D 2s3s 内，物体上升的高度h3.75m-1.25m2.5m拉力 F 的大小是40N，则滑轮组的机械效率W有用功100%Gh100N2.5m83.3%W总功100%40N 3100%Fs2.5m滑轮组的机械效率约是83.3%， 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。已知货物的质量为 600kg，所受轨道的

17、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s vt0.3m/s 100s30m货物移动距离为30m， A 错误；B由题意可知，货物的重力Gmg600kg10N/kg6000N其摩擦力f0.1G0.16000N6

18、00N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P F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相同的距离，乙图是他两次

19、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因为两次拉力做的功相同，但由图乙知第

20、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 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5.5NB乙滑轮组所做的有用功是0.7JC F1 和 F2 做功的功率之比为3: 4D两个滑轮组的机械效率之比为4: 3【答案】

21、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G动m动 g0.05kg10N/kg0.5N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3F1G动G1解得 G15.5N ，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4F22G动G2解得 G27N ，重物升高的高度是 h2 0.1m ，乙滑轮组所做的有用功是W乙有用 G2h2 7N 0.1m 0.7J乙滑轮组所做的有用功是0.7J ， B 正确，不合题意；C重物 G1 移动的速度是v1h10.1m0.05m/st

22、12s甲图中绳端移动的速度是v绳13v130.05m/s0.15m/s重物 G2 移动的速度是v2h20.1m0.05m/st22s乙图中绳端移动的速度是v绳 24v240.05m/s0.2m/s那么可知 F12和 F 做功的功率之比是：P2：F2v绳 2：P1F1v绳13 4F1 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W甲有用G1h15.5N0.1m0.55J所做的总功是W甲总F1s12N30.1m0.6J乙滑轮组所做的总功是W乙总F2 s22N40.1m0.8J由上述可知，乙滑轮组所做的有用功是W乙有用0.7J ，那么两个滑轮组的机械效率之比是甲:

23、乙W甲有用: W乙有用0.55J : 0.7J22: 21W甲总W乙总0.6J 0.8J两个滑轮组的机械效率之比是22: 21 ； D 错误，符合题意。故选 D。17 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st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

24、：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= s 可知，甲的速度大于乙的速度，所t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18 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

25、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 C19 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