2020-2021中考物理功和机械能问题综合题及详细答案

一、初中物理功和机械能问题1.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 （ ）①五楼到一楼的高度H； ②从一楼到达五楼所用的时间T;③每个同学的体重G; ④四楼到五楼楼梯的长度L。A.①②③ B.②③④ C.①③ D.②③【答案】D【解析】【详解】由功率公式得WGH

P TT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。2.如图所示，木块以一定的速度滑过A、B点，至ijC点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为ho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，D点与A点相比，动能增大，势能减小，机械能不变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B点的动能可能等于A点的动能，但可能大于C点的动能B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能【答案】C【解析】【详解】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；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,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Co3.跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50kg,每次跳起高度约为6cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100次，下列说法正确的是（）B.下落过程中小明的重力势能保持不变D.B.下落过程中小明的重力势能保持不变D.小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50WC.小明跳一次克服重力做功约 3J【答案】D【解析】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=50kgX10N/kg=500N,小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500NX0.06m=30J,故C错误；D.小明在这一分钟内跳绳的功率:二50W,cW息30J100二50W,P= = t60s故D正确。故选Do4.立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目，起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为（）A.3X12JJ B.3X1&J C.3X14J D.3X10J【答案】A【解析】【分析】【详解】中学生重力的平均值约600N,当起跳后重心升高的高度为：△h=0.5m；

在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了，所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是：E=W=GAh=600NX0.5m=300J=3>2/0故A正确，BCD错误；应选A..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，小石块的重力势能昂随着时间的变化图像可能是 （ ），小石块的重力势能昂随着时间的变化图像可能是 （ ）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Co.如图所示，小球以速度v从A沿弯曲轨道滑下，并最终刚好到达等高的 C点，下列说法中正确的是（ ）A.因为最终到达了与A等高的C点，所以小球机械能守恒B.小球在B点的机械能最大C.小千^从B到C的过程只是动能转化为重力势能D.小球从A到C的整个过程中动能的变化量等于克服摩擦力做功【答案】D【解析】

【分析】【详解】AB.小球以速度v从A沿弯曲轨道1t下，在A点具有动能和重力势能，并最终刚好到达等高的C点，C点速度为0,只有重力势能，AC两点的重力势能相等，但A点的机械能大于B点的机械能，说整个运动过程中，机械能在减小，所以 A点的机械能最大，故AB错误；C.小王^从B到C的过程中先将重力势能转化为动能，再将动能转化为重力势能，故C错误；D.A、C两点的重力势能相等，整个过程动能减小为 0,用来克服摩擦力做功，故D正确。故选D。.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的 。点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到B.b点D.d点B.b点D.d点C.c点【答案】【解析】【详解】本实验中,由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从。点由静本实验中,由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。故小球从。点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与 。点等高的c点，故选CoTOC\o"1-5"\h\z.下列估测最接近实际的是（ ）A.中学生的正常体温约为38.6CB.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 50ND.中学生从一楼走到五楼做的功大约 6X1J【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，找出符合实际的选项。【详解】A.人的正常体温在37c左右，变化幅度很小，故A不符合实际；.一般初中生每只鞋的底面积大约为 200cm2,即0.02m2,中学生的体重大约为50kg,则其对地面的压强

FGmg50kg10N/kgP———- 2S S S 0.02m2- 4_1.25FGmg50kg10N/kgP———- 2S S S 0.02m2- 4_1.2510Pa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,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功约为受到的浮力与重力相等，约12m,中学生从一楼走到五楼所做的WGh500N12m3610J故D符合实际。故选D。.炎热的夏天海口，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在水平马路匀速行驶过程中，以下说法正确的是（ ）A.动能减少，机械能不变 B.动能不变，机械能减少C.动能减少，机械能减少 D.动能增大，机械能增大【答案】C【解析】【分析】动能大小跟质量、速度有关；质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；重力势能大跟质量、高度有关；质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大；机械能=动能+势能。【详解】洒水车在平直的马路上匀速行驶，在工作的过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能变小，重力势能变小，则洒水车的机械能变小。故选Co.如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景，对此过程A.运动员下滑过程中动能增大，重力势能也增大B.运动员下滑过程中，动能的增加量等于重力势能的减小量C.运动员的动能是由重力势能转化来的D.运动员弓着腰，是为了通过降低重心来增大惯性【答案】C【解析】【详解】A.运动员下滑过程中，质量不变，速度越来越大，高度不断变小，所以动能增大，重力势能减小，故A错误；B.运动员下滑过程中，由于要克服摩擦做功，有一部分动能转化为内能，所以动能的增加量小于重力势能的减小量，故B错误；C.运动员下滑过程中，动能增大，重力势能减小，所以，运动员的动能是由重力势能转化来的，故C正确；D.运动员弓着腰，是通过降低重心来增加稳度，不能改变惯性的大小，故D错误。故选C。11.如图所示，当小明用力推墙时，他沿水平冰面减速向后退去，下列说法正确的是()A.小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对平衡力B.小明受到摩擦力是水平向右，合力为零，运动状态不变C.小明减速运动时，则他的惯性和机械能也随之减小D.假如小明的重力突然消失，小明将做匀速直线运动【答案】D【解析】【分析】【详解】A.力的作用是相互的，小明对地面的压力和地面对小明的支持力是一对相互作用力，不是平衡力，A错误；B.小明减速向后退去，那么受到摩擦力是水平向右，但是合力不为零，速度在减小，那么运动状态是变化的，B错误；C.小明减速运动时，小明自身的质量不变，那么他的惯性是不变的；速度在减小，那么动能是在变小的，在水平冰面上运动，重力势能不变，则可知机械能是变小的； C错误;D.假如小明的重力突然消失，那么小明对冰面的压力消失，摩擦力也消失，在水平方向上不受力，处于平衡状态，小明将做匀速直线运动，D正确。故选D。12.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功一样多C.木块第一次受到的拉力较大 D.第一次拉力对木块做功的功率较大【答案】D【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 P=Fv可知，力F相同，第一次速度v大，所以功率大，故D正确。13.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，不是一对平衡力，故 C错误；D.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 D正确；故选Do14.如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从 a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短.从a至c处的过程中，小球在b处速度最大.小球的速度v和弹簧被压缩的长度^L之间的关系如乙图所示.不计空气阻力，则从 a至c处的过程中，下列说法中正确的是（ ）A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力B.小球的重力势能先减小后增大C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D.小球的动能一直减小【答案】C【解析】【详解】在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在 ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（bc段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；故 A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故 B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C正确；由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误；故应选C.15.今年3月4日，在我市阳新地区下了一场冰雹.已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做匀速运动.关于冰雹的下落过程，下面说法正确的是（）A.冰雹的重力势能越来越大B.冰雹的机械能越来越小C.当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功D.冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力【答案】B【解析】【分析】【详解】A.冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A错误；B.由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故 B正确；C.当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故C错误；D.冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故 D错误.故选B.【点睛】要能从能的转化理解冰雹的机械能变化，因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的.16.如图所示，一个玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中，有哪些机械能发生了转化A.只有动能和重力势能B.只有动能和弹性势能C.只有重力势能和弹性势能D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化【答案】D【解析】【详解】根据题意，玩具弹簧放在斜面上端，将弹簧弯曲一定程度后释放，弹簧沿斜面向下翻滚.首先将弹簧作为一个简单对象考虑，向下翻滚过程中，质量不变，但高度降低了，所以重力势能会减小；弹簧弹起后，另一端接触斜面时，动能减小，弹性势能增大，且减小的重力势能，会转化弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性形变变大；弹簧弹起时，弹性势能又转化为动能.所以这个过程中，动能、重力势能和弹性势能都发生了转化，故D正确.17.一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 F,如图甲所示；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t的关系如图丙所示。以下说法正确的是（ ）串 乙 丙

A.当t=1s时，木块受到的摩擦力是05NB.当t在2~4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5NC.当t在4~6s内，拉力F的功率为6WD.当t在2~6s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4~6s内受到的拉力为3N,由图丙可知4~6s内物体做匀速运动直线运动，在4~6s内受到的摩擦力等于此时的拉力为 3N;由图乙可知在2~4s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 2~4s内受到的摩擦力为3N。故B错误；C.由图乙可知，物体在4~6s内受到的拉力为3N,由图丙可知4~6s内物体做速度为2m/s的匀速运动直线运动，此时拉力的功率WFsP—Fv3N2m/s6Wtt故C正确；D.在2~6s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。18.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（ ）0s~1s内，地面对物体的支持力是 10N1s~2s内，拉力F做的功是62.5J2s~3s内，拉力F的功率是300W2s~3s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【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340N 120N由题意可知，0s~1s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， F30N,解得%30N,A错误；B.从图甲可以看到，1s~2s内，拉力F的大小是50N,物体上升的高度是子托着动滑轮，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；2s~3s内，物体匀速运动，绳端也是匀速运动，拉力 F的大小是40N,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；2s~3s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Wfe■用功 Gh100% 100%W总功 Fs滑轮组的机械效率约是83.3%,D错误。故选Co100N2.5m,…,100%40N32.5m19.如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知为h,若整个过程中不计能量损耗，下列说法正确的是（ ）1.25m,三条绳绳端移动的速度83.3%A位置开始向AC间的高度差A.从A位置到B位置铁球的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能B.在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 GhC.小球到达B点时，小球的重力大