中考物理功和机械能问题大题培优易错难题及答案解析

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16cm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小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8cmB.乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16cmC.丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8cmD.丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16cm【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

2、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8cm,C对，所以正确选项为C2 .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

3、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Ao3. 2019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

4、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C正确，不符合题意；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

5、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Ao4. 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，小石块的重力势能与随着时间的变化图像可能是（)【答案】C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，石块的重力势能印减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能印随时间减小得越来越慢，故D错误。故选Co5. 小美用200N的力将重10

6、N的足球踢出去15m远，她对足球做的功是（）A.3000JB.150JC.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Do6 .把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（）A.是由水的内能转化来的B.是由水的重力势能转化来的C.是由乒乓

7、球的内能转化来的D.是由乒乓球的化学能转化来的【答案】B【解析】【分析】机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。【详解】松手后，乒乓球上升到水面最后漂浮在水面上，乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能减小，重力势能转化为乒乓球的机械能。故选Bo7 .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；Fi做功的功率等于F2做功的功率；其中正确的为（）甲乙

8、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，所以两次拉力做的功都等于W总Fs=GG动h故Fi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1Fi2GG动乙滑轮组由三段绳子承重，拉力为1F2GG动3所以使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力，正确；两次拉力做的功，用时也相等，根据PJ知，Fi做功的功率等于F2做功的功率，正确；故选D。8 .如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直

9、受到沿水平方向3N的力F.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F=3KF=3Nrl"L"1r，,L匹丘;力力/R7力LI-"*3mr3mHna。pqA. Wmn<WopB. Wmn>WopC. 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F的作用，其推力大小v-t图像）分别如图所速直线运动，由图可得MN的距离等于OP的

10、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，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Pmn<Pop；答案选D.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（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时物体的速度大小为零，即t=1s时物体处

11、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fF故A错误；B.由v-t图像可知，46s时，物体匀速运动；由擦力与推力F是一对平衡力，所以此时的摩擦力fF1NF-t图像可知，此时的推力F'=2N由于摩2N24s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WFs2N8m16J故C正确；D.24s内，物体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体的

12、机械能增加，故D错误。故选C10.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，

13、罐子的高度减小，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Co11.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

14、比可能是A.1:12:1B,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：WW11s甲:$乙=:l=:-=1:2F甲比21因为v=s速度相同，所用时间与路程成正比：tt甲：t乙=$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：WW21s甲:5乙=:=：-=1：1F甲比21因为v=s,速度相同，所用时间与路程成正比：tt甲：t乙=$甲：s乙=1:1故B符合题意；CD.若做功之比：W甲：

15、W乙=3:2因为W=Fs,所以运动路程之比：WW32s甲：$乙=:=:=3:4F甲F乙21因为v=S速度相同，所用时间与路程成正比：tt甲：t乙=$甲：s乙=3:4故CD不符合题意。12.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（）A. 0s1s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

16、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，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s3h31.25m3.75m拉力F做的功是WFs50N3.75m187.5J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

17、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-1.25m2.5m100N2.5m彳100%40N32.5m拉力F的大小是40N,则滑轮组的机械效率83.3%W100%Gh100%W总功Fs滑轮组的机械效率约是83.3%,D错误。故选Co13.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.小千由B-C

18、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D不正确。故选A。14.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

19、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

20、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Bo15.某块砖在一对平衡力作用下运动，则该科（）A.机械能一定不变，动能一定不变B.机械能可能改变，动能一定不变C.机械能可能改变，动能可能改变D.机械能一定不变，动能可能改变【答案】B【解析】【分析】要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；

21、要了解机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，重力势能与物体的质量和被举的高度有关。【详解】物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即或是静止状态或是匀速直线运动状态，由于其动能的大小与质量及运动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变大；同理若将醇匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B符合题意。故选Bo16.两个质量相同的钩码，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a）所示，它们的st图像如图（

22、b）所示.则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.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：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s升相

23、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.17 .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A.该滑轮的机械效率中75%B.滑轮所做的有用功为1200JC.滑轮自身白重力为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=600NX3m=18

24、00J,因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m,则拉力做的总功为：W总=140036m=2400J,所以动滑轮的机械效率为：M00%=1800J2400J100%=75%,故A正确，B错误；C.不计绳重及摩擦，则拉力为：1,、F（GG动），2那么动滑轮的重为:G动=2F-G=2X400N-600N=200N故C错误；D.由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2,绳子自由端移动的距离为:s=nh=2x3m=6m故D错误；故选Ao18 .如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，另一端连接一个小球。弹簧未发生形变时，小球静止在A点。用手把小球向左运动压缩弹簧至B点后松开手，

25、小球在水平光滑地面BC间来回运动。不考虑空气阻力，下列说法中正确的是（）A.当小球从B运动至A的过程，弹簧产生的弹力变大B.当小球从B运动至C的过程，弹簧的弹性势能转化为小球的动能C.小王在A点时的机械能最大D.在来回运动中，小球的机械能保持不变【答案】C【解析】【详解】A.当小球从B运动至A的过程，弹簧恢复原状，弹簧的形变减小，则弹簧产生的弹力变小，故A错误；B.当小球从B运动至C的过程，弹簧的形变变大，弹性势能变大，小球的速度减小，动能减小，即小球的动能转化为弹簧的弹性势能，故B错误；CD.由于水平地面是光滑的，没有摩擦，所以弹簧的弹性势能和小球的动能的和是保持不变的，故在任何一点的弹性势能和动能的和都相同，在A点时，弹簧的弹性势能最小，小球的动能最大，即此时小球的机械能最大，故C