功和机械能测试卷(含答案)

功和机械能测试卷（含答案）一、选择题平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程比为3:2,则甲与乙（）牵引力做功之比为2:3牵引力做功之比为3:2牵引力的功率之比为1:1汽车所受的阻力之比为3:2【答案】B【解析】【详解】叱Fs、3P~TVV3解答：做功之比肓-—L=-功率之比二=£=」=—牵引力相等，匀速行驶，w2Fs22只W2w.2所以阻力相等，则阻力之比为1:1.故选E.如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（）在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左乒乓球弹跳时机械能守恒乒乓球运动过程中重力势能一直减小乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能人于此过程最高点时的重力势能【答案】D【解析】【详解】乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化.由于球与地面碰撞时有能屋损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小.小球向上运动时，动能转化为重力势能；卜•降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意.乒乓球在向上运动时，重力势能增人，下降时重力势能减小，C选项不符合题意，D选项符合题意.3.如图所示，定滑轮重4N,动滑轮重0.5N,在拉力F的作用下，Is内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm.如果不计绳重和摩擦.则以下计算结果正确的是

绳子自由端移动速度为0.3m/s拉力F的大小为4N拉力F的功率为0.45W滑轮组的机械效率为75%【答案】C【解析】【详解】由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n=2,绳端移动的距离是：s=2/7=2xO.lm=O.2m,绳子自由端移动的速度是：0.2mIs=0.2mIs=0.2ni/s故A错误;故A错误;B.不计绳重和摩擦，则拉力F=+(G+G动)=*x(4N+0.5N)=2.25N,故B错误；C.拉力做的总功：Wd=Fs=2.25Nx0.2m=0.45J,拉力F的功率:0.45JIs0.45JIs=0.45W故C故C正确:D.拉力做的有用功W卄G后4Nx0・lm=0・4J,滑轮组的机械效率是:—^xl00%=%0.4J—^xl00%=%0.4J0.45Jx100%=88.9%,故D错误。在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是可以省力或省距离，但不能省功可以省力，同时也可以省功可以省距离，同时也可以省功只有在费力情况时才能省功【答案】A【解析】

【详解】使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确:使用任何机械都不能省功，故B、C、D选项错误；班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最人。为此，需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是（）①五楼到一楼的高度H；②从一楼到达五楼所用的时间7:③每个同学的体重G；④四楼到五楼楼梯的长度Lo①②③B.②③④C.①③D.②③【答案】D【解析】【详解】由功率公式得-VVGH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的人小了；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。为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙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丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。F列计算结果不正确的是•••5O4OW2OW5O4OW2OWOs~ls内，地面对物体的支持力大于10Nls~2s内，物体在做加速运动2s~3s内，拉力F的功率是100W2s~3s内，滑轮组的机械效率是83.33%【答案】C【解析】【详解】（1）由图乙可知，在O-ls内，拉力F=30N.取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F'作用，处于静止状态；地面对重物的支持力Fi：=G-F'=G—3F\+G动=100N—3x30N+G动=G^+10N>ION,故A正确：（2）由图丙可知，Is〜2s内，物体在做加速运动，故E正确；（3）由图可知在2~3s内，重物做匀速运动,v3=2.50nVs,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n=3,所以拉力F的作用点下降的速度\*3=3v3=3x2.50m/s=7.5m/s,拉力做功功率（总功率）卫总=尸3\“3=4027.511讯=300\2,故C错误；滑轮组的机械效率：H=“有Gh100N“总xlOO%=F33hxH）o%=4ONx3x100%=83.33%,故D正确。故选C.【点睛】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h.（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F竝，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F',其关系为F1拘=彳（F+G型）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F：（2）由F-t图彖得出在1〜2s内的拉力F,由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W=Fs求此时拉力做功.（3）由F-t图象得出在2〜3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P=Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率.如图所示，分析小球从A点自由摆动到C点的过程，不考虑空气阻力，以卞说法正确的是（）小球从A点自由摆动到B点的过程中，动能转化为重力势能小球摆动到最低点B时，动能为零小球摆动到最高点C时，重力势能最小小球在整个过程中的机械能守恒【答案】D【解析】试题分析：小球从A点自由摆动到B点的过程中，速度增大，高度减小，所以动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错；小球摆动到最低点B时，速度最人，动能最人，故B错：小球摆动到最高点C时，重力势能与在A点时相同都为零，故C错；由于不计空气阻力，只有重力做功，故机械能是守恒的，D正确；应选D.【考点定位】机械能转化和守恒甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间r的关系如图所示。若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是A.甲B.乙C.丙D.T'【答案】A【解析】【详解】在相同时间内，做功越多，功率越人，也就是做功越快。由图像知，当时间相同时，甲做W功最多，所以由公式P=7知，甲功率最人，做功最快。故A符合题意。跳伞运动员跳出飞机后，立即打开降落伞,下落过程中所受空气阻力随速度的增大而增人,直至与重力等大。在整个下落过程中，运动员和降落伞的（）重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变重力势能不断减少,动能不断增加，机械能减少重力势能不断减少，动能先增加然后保持不变，机械能减少重力势能不断减少，动能先增加后减少，机械能不变【答案】C【解析】分析：动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越人，速度越人，动能越人；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质屋越人，高度越高，重力势能越人：动能和势能总称为机械能。解答：由于运动员在空中飞速卞落，质量没发生变化，速度先逐渐增人后保持不变，故动能先增人后保持不变：在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能也是减小。故选：C。【点睛】该题考查了动能和重力势能人小的影响因素，机械能的变化可以从动能和势能的变化来判断，也可以从机械能和其它形式的能之间是否有转化进行判断。在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其他球，如图所示.以下说法正确的是（）手推动球杆前进时，手对球杆做了功在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对球做了功桌面对球的支持力做了功白球撞击照球后没有静止;是因为人的手还在对白球做功【答案】A【解析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可.手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；由于重力的方向与小球运动的方向垂直，所以，重力对小球不做功，故B错误；桌面对球的支持力的方向与小球的运动方向垂直，所以，支持力对小球不做功，故C错误；白球撞击黑球后没有静止，而是继续运动，是因为白球具有惯性，不是手对白球有力的作用，更不是对白球做功，故D错误，故选A.如图甲所示，是建设罗泊湾人桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景.A在下降到江底之前，始终保持O.lm/s的速度不变.如图乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像（江水的密度为p=l.OxlO3kg/m3,g取10N/kg）.贝ijA从开始下降直到江面的过程中，钢缆绳对A做的功为5xlO4JA卞降过程中重力的功率为5xlO3WA的密度为1.6xl03kg/m3当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压强为5xl03Pa【答案】D【解析】【详解】由图乙可知，A从开始下降直到江面的过程中，下降高度/7=vt=O.lm/sx2Os=2mf钢缆绳对A做的功W=fs=3xlO4Nx2m=6xlO4J,故A错误.B.AF降过程中重力的功率WPcP=y=y=Gv=3xlO4NxO.lm/s=3xlO3W,故B错误.A全部浸没在水中所受浮力场=G-你=3x104N—1x10“N=2x10“N,

根据阿基米德原理场=。朋岭非可得,物体的体枳y=F—2x“N=2n?gl.OxlO3kg/rn3X1ON/kg'故A的密度VgV1ON/kgx2n?故C错误.D.由图乙可知，A物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间f=30s-20s=10s,A物体的高度/)=vf=0.1m/sxl0s=lmf圆柱体A的底面积「V2m3宀“S=—==2in/Itlm当A卞降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压力=G-f；?:=3xlO4N-2xlO4N=lxlO4N,则A对江底的压强PS2nr5x10Pa，故D正确.【点睛】本题是力学综合计算题，具有一定的难度，读懂图，能从图像中找出有用的信息并加以应用是关键.卜•列实例中，有力对物体做功的是跳水运动员从跳台跳下小球在光滑水平面上滚动背着书包在水平路面上前进举重运动员举起杠铃停在空中【答案】A【解析】【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断.【详解】跳水运动员从跳台跳卞，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，故A符合题意.

小球在光滑水平面上滚动，依靠的是小球的惯性，小球水平方向上虽然移动了距离，但是水平方向上没有力的作用，没有力做功，故E不符合题意.背着书包在水平路面上前进，人给书包一个向上的力，书包向上没有移动距离，该力对书包没有做功，故C不符合题意.举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，该力对杠铃没有做功，故D不符合题意.故选A.如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？"实验的示意图.小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下.卞面的一些判断正确的是（）从a到b,小球的势能不变，动能增大从b到c,小球的势能增人，动能增人到达c处，小球的势能最小，动能最人到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最人【答案】C【解析】【详解】从a到b小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，故此选不合题意；从b到c小球的质量不变，高度减小，重力势能减小,故此选项不合题意；到达c处，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变，速度增大，动能最大，此选项符合题意；到达d处，小球质量不变，与c处相比高度不变，重力势能不变，小球质量不变，小球撞击木块后，速度不断减小，动能不断减小，到d点停止，速度为零，动能为零，此选项不合题意.物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为&；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为几、P2。则下列关系正确的是A.Fi=F2Pi>Pi【答案】BA.Fi=F2Pi>Pi【答案】BB.Fi=F2Pi<PiC.F1>F2Pi>P2D.Fi<F2Pi>Pi【解析】【详解】Sm4111由图象甲可知，物体作匀速直线运动，速度人小为—产一=——=2m/s；由W图象乙可r甲2s知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度人小为vz=4m/s：因为两次都是匀速直线运动，推力和摩擦力是平衡力，根据二力平衡条件可知，推力都等于摩擦力，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，受到的水平推力为F1=F2oWFs已知V甲乙，由P=—=-y-=Fv可得，两次推力的功率P1VP2。15・如图，用滑轮组提升重物时•重800N的物体在10s内匀速上升了lm.己知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中A.绳子自由端被拉下3mB.做的有用功是800JC.拉力F的功率是80WD.滑轮组的机械效率是60%【答案】B【解析】【详解】有用功是采用任何方法都必须做的功，是我们想要达到的目的，有用功是w勺=800Nxlm=800J,拉力F的功率是P=W/t=(500Nx2m)/10s=100W,重物由二根绳承担，移动距离是2m,滑轮组的机械效率是，ifW/Wq=800J/1000J=80%.选项B正确如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是弹性绳绷直前，重力势能增人，动能减小弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变下降到最低点，动能最小，弹性势能最人下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最人【答案】C【解析】分析：动能人小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越犬，动能越人.重力势能犬小的影响因素：质量、被举得高度.质量越大，高度越高，重力势能越人.弹性势能的影响因素是弹性形变的程度，形变越人，势能越大.解答：AB、人在卞降过程中，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大，故AB错误；CD、卞降到最低点时，人的速度减小为0,动能最小：高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，则弹性势能最大，故C正确，D错误.故选C•【点睛】掌握动能、重力势能的影响因素.利用控制变量法能判断动能、重力势能的变化.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计.则（）手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：〃甲乙手的拉力：F甲寸乙；机械效率:〃円乙手的拉力：F甲＞F乙;机械效率：rj甲＞rj乙手的拉力：F甲＜F厶；机械效率：〃甲＜〃乙【答案】C【解析】【详解】甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，百》=G,并且可以改变力的方向。乙为动滑轮，伦=*（G动+G）,由题知，G祐=20N＜G,因此&＞耳。如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，