备战中考物理培优易错难题之功和机械能问题

1、一、初中物理功和机械能问题1 王强同学在探究凸透镜成像的规律后，又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小，在实验中还测出了其中一个透镜的焦距实验时凸透镜和烛焰的距离保持 16 cm 不变，烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示，由此可推断（）凸透镜像的性质甲倒立放大实像乙倒立等大实像丙倒立缩小实像丁正立放大虚像a甲透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmb乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16 cmc丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmd丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16 cm【答案】【解析】【分析】【详解】c根据表中数据可知，丁的焦距最大，其次是甲，再次是乙，最小的是丙，

2、根据乙透镜成像情况可知，放在了二倍焦距上，即 2f=16cm 所以乙透镜的焦距是 8 cm， c 对，所以正确选项为 c2 举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3 秒钟，在这3 秒钟内（）a杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力b运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力c运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功d杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力【答案】 a【解析】【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可；从平衡力和相互作用力的条件判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一

3、个物体上，作用在同一条直线上；相互作用力：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。【详解】a杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故a 正确；b运动员所受的重力和地面对它的支持力，大小不相等，所以不是一对平衡力，故b 错误；c因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃，但没有发生位移，故c 错误；d杠铃对运动员的压力和人对它的支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故 d 错误。故选a。3 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，高度则下列判断中正确的是（ ）a、 c 两点处于同一a

4、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42019 年 5 月 17 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45 颗北斗导航卫星。下列说法错误的是（）a运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动

5、能增大b运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的c北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用d北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒【答案】 a【解析】【分析】物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。【详解】a火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故a 错误，符合题意；b火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用

6、力，是利用了物体间力的作用是相互的，故 b 正确，不符合题意；c火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故合题意；c 正确，不符d北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故d 正确，不符合题意。故选 a。5 小美用a3000j200n的力将重10n的足球踢出去15m 远，她对足球做的功是（b150j）c没有做功d做了功，但无法确定做功多少【答案】d【解析】【分析】【详解】题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200n，而没有说明足球在该力的作用下

7、移动的距离（ 15m 是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故a、 b、 c 不符合题意，d 符合题意。故选 d。6 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g=mg=500n，楼层高度越是3m ， 一楼走到五楼的高度大约是：楼过程中克服重力所做的功是：w=gh=500n12m=6000j，故选50kg，所以体重是： h=4 3m=120m，所以 ，上c【点睛】本题考查的是做功的计

8、算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大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3nf的力 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 wmnwopc pmn popd pmn pop【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

9、，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pmnpop；答案选d8 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

10、对平衡力，故错误；cd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，故故选 d。d 正确；9 下列说法中正确的是（）a抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对它做了功b提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功c用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功d用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功【答案】 c【解析】【分析】【详解】a抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力已经不存在了，推力对它没有做功，a 错误；b提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力是竖直向上的，水桶在竖直方向上没有移动距离，即水桶在拉力的方向上没有移动距离，那么手的

11、拉力对水桶没有做功，b错误；c用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移动了距离，所以手的拉力对水桶做了功， c 正确；d用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功， d 错误。故选 c。10 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f，如图甲 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

12、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46s 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

13、时拉力的功率wfs3n2m/s 6wpfvtt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。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】【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

14、/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 b2f22 3n 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 f16n4n 2n故 c 正确，不符合题意；d如果增大 f ，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2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

15、d。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，从大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故b 到 c 或 d 的过程，高度增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

16、 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

17、析】【分析】【详解】a 60kg 的小凯从 a 点到达 b 点做的功为w凯 =g1h1m1gh160kg 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w凯1.2 105 jp140w ，t13000s小旋的运动时间为t28：507：4070min4200s ，平均功率为w旋1 105 j23.8w ，p24200st 2小凯的平均功率较大，故b 错误；

18、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 如图所示的装置中有木板、木块、弹簧、小车和砝码（图中未画出），用压缩弹簧的小车释放后撞击木块。能否用此装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”，有两种判断：（ 1）能探究物体动能与物体质量的关系；（ 2）能探究物体动能与物体速度的关系；这两个判断（）a只有（ 1）正确b只有（2）正确c（ 1 ）（ 2）都正确【答案】 bd（ 1）（ 2）都不正确【解析

19、】【分析】【详解】(1)用小车、小车加上砝码分别将弹簧压缩到相同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化的动能相同，最终木块移动的距离相同，故不能探究物体动能与物体质量的关系；(2)用小车分别将弹簧压缩到不同程度后静止释放撞击同一个木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能不同，转化的动能不同，最终木块移动的距离不相同，故能探究物体动能与物体速度的关系。综上所述：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

20、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，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

21、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187.5j， 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

22、 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。16 在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图）。做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下，在罐子向下滚动的过程中，小铁块会将橡皮筋卷紧，罐子的滚动先变快后变慢，直至速度为零；接着罐子又会自动滚上斜面，整个过程忽略摩擦的影响。关于此过程中机械能的转化，下列说法不正确的是（）a罐子加速滚下斜面的过

23、程中，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能b罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为动能c罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢d罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置【答案】 b【解析】【分析】【详解】a罐子加速滚下斜面的过程中，高度变小重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能，故a 正确，不符合题意；b罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能，故b 错误，符合题意；c在橡皮筋恢复的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，从最低处滚上，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，故c 正确，不符合题意；d由于机

24、械能是守恒的，所以罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置，故 d 正确，不符合题意。故选 b。17 如图所示，木块以一定的速度滑过ab 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，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（）a d 点与 c 点相比，机械能不变b b 点的动能一定大于a 点的动能c b 点的动能可能等于d 点的动能d a 点到 b 点减少的重力势能小于c 点到 d 点减少的重力势能【答案】 c【解析】【分析】本题考查机械能的变化。【详解】a d 点的机械能比 c 点的少，因为从 c 到 d 有部分的机械能克服空气阻力做功，转化为内

25、能，故 a 不正确；b木块以一定的速度滑过ab 点，而从 a 到 b 的过程，木块的重力势能减小，减小的重力势能虽然转化为动能和内能，但若接触面足够粗糙，摩擦力足够大，那么木块可能在ab间做匀速直线运动或减速运动，所以b 点的动能可能等于可小于a 点的动能，故b 不正确；c木块从b 到 c，若木块与接触面有摩擦，则c 点的动能小于b 点的动能，从c 到 d，木块的重力势能减小，动能增加，那么d 点动能大于c 点动能，所以d 点的动能有可能等于 b 点的动能，故c 正确；d因为 a 和 b，c 和 d 之间的垂直距离均为 h，则从 a 到 b 和从 c 到 d 的重力势能的减少量都是 mgh （

26、设木块的质量为 m），故 d 不正确。故选 c。18 如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的 s-t 关系图像如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为f1、 f2，两次拉力的功率分别为p1、 p2。 . 下列判断正确的是（）a f1=f2 ，p1 p2b f1 f2 ， p1 p2c f1f2 ， p1=p2d f1 f2 ， p1 p2【答案】 a【解析】【分析】【详解】从图乙可以看到，两次拉动，木块都是做匀速直线运动，都是处于平衡状态，水平方向受力平衡，拉力大小等于滑动摩擦力大小，而木块的自身重力不变，接触面的粗糙程度也不变，那么滑动摩擦力大小不变，两次拉力的大小不变，即f1f2因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为pfv ，从图乙可看到，第1 次的速度大于第2 次的速度，即v1v2那么可知p1p2故选 a。19 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