物理二模试题分类汇编——功和机械能问题综合及详细答案

1、一、初中物理功和机械能问题1 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算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测，难度不大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

2、后，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

3、的过程中，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 如图所示，粗糙的弧

4、形轨道竖直固定于水平面上，小球由过另一侧高点 b 后到达最高点 c下列分析不正确的是（a 点以速度）v 沿轨道滚下，经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

5、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，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。4 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、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

6、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 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

7、，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 如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙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木块两次受到的拉力和摩擦力均相等b木块第1 次受到的拉力较大c木块两次的动能一样多d两次拉力对木块做的功一样多【答案】 a【解析】【分析】【详解】ab从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小

8、不变，所以两次木块受到的拉力相等，故a 选项正确， b 选项错误；c从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故 c 选项错误；d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，故d 选项错误。故选 a。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30 s。他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（）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，则克服自身重力所做的功约为w=gh=mg

9、h=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 小美用 200n 的力将重 10n 的足球踢出去15m 远，她对足球做的功是（）a3000jb150jc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。8 一个超级惊险项目 18 米长悬崖秋千惊现重

10、庆某公园 !小明被缆绳拉到 6 层楼的高度，释放后自由摆动冲向峡谷（如图所示），伴随着人们的惊呼声，秋千越荡越低。下列有关说法中正确的是（）a秋千荡回来经过最低点时，小明的机械能最大b整个过程小明的动能与重力势能之和不变c秋千荡到最高点时，小明的动能为零d在向下摆的过程中，小明的重力势能全部转化为动能【答案】 c【解析】【详解】a机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，所以秋千第一次在最高点时，机械能最大， a 错误；b机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，整个过程小明的动能与重力势能之和变小，b 错误；c秋千荡到最高点时，秋千速度为0，所

11、以小明的动能为零，c 正确；d在向下摆的过程中，小明的重力势能绝大部分转化为动能，d 错误。故选c。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 w w2c p = pd p 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 c

12、d 错误。故选 b。10 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wghptt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 。11 如图所示，质量为m 的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高

13、度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功a都必须大于mghb都不一定大于mghc用背越式不一定大于mgh ，用跨越式必须大于mghd用背越式必须大于mgh ，用跨越式不一定大于mgh【答案】 c【解析】【详解】从起跳后至越过横杆的过程中，跨越式跳高时重心在横杆的上面，故跨越式跳高时运动员克服重力所做的功一定大于mgh，而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面，可以在横杆的下面，故其克服重力的功不一定大于mgh，也可以小于mgh ，也可以等 于 mgh，故abd 错误， c 正确。故选 c。12 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

14、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 wfs 可知：拉力所做的功相同，故a 错误， b 正确；由于t ab tcd，根据 pwt 得： pab pcd，故 c、 d 错误13 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

15、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】c【解析】【分析】【详解】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，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 c14 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

16、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】【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

17、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 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】

18、【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f0.1g0.16000n600n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fs 600n30m41.8 10 j工人

19、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 v400n0.6m 240w工人拉力的功率为240w ，d 错误。故选 b。16 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

20、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。17 有一个小球从滑梯上a 点以一定的速度沿滑梯向上运动，到最高点b 后小球又

21、沿滑梯向下运动到c 点，不计摩擦。则（）a小球由a b 运动过程中，动能逐渐减小b小球在b 点的机械能大于a 点的机械能c小球由b c 运动过程中，机械能逐渐增大d小球在c 点时重力势能最大【答案】 a【解析】【分析】本题考查机械能的变化及守恒。【详解】a小球由 a 向 b 运动的过程中，速度越来越慢，而小球的质量保持不变，所以动能逐渐减小，故 a 说法正确；bc小球在滑梯上运动的过程中，不计摩擦，所以整个过程机械能守恒，所以b 点和 a 点的机械能大小一样，b 到 c 的过程中机械能不变，故bc说法都不正确；d小球在整个过程中质量保持不变，c 点相对其它点而言，高度最低，所以重力势能最小，故

22、 d 不正确。故选 a。18 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，故意；b 错误，符合题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。19 农村建房时，常利用如图所