物理初中物理功和机械能练习题及解析

物理初中物理功和机械能练习题及解析一、功和机械能选择题1．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的A．动能相同，机械能也相同B．动能相同，2位置的机械能较小C．机械能相同，2位置的动能较小D．2位置的动能较小，机械能也较小【答案】D【解析】【详解】（1）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小；（2）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但在2处的机械能小，所以2位置的动能小．故选D．【点睛】对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，由于高度相同，所以重力势能相同，所以动能在同样的高度时，动能会越来越小．2．跳远运动的几个阶段（不计空气阻力）如图所示，关于运动员的下列说法正确的是（）A．在助跑阶段动能不变B．在起跳时动能最大C．在最高点时势能最小D．落地时势能最大【答案】B【解析】A.助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变。机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此机械能增大，故A错误。B.起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，故B正确。C.最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C错误。D.落地时势能最小，故D错误。点睛：动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。3．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，以下说法正确的是（）A．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B．小球摆动到最低点B时，动能为零C．小球摆动到最高点C时，重力势能最小D．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，速度最大，动能最大，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4．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．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功【答案】C【解析】【详解】A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力的作用，所以对铅球不做功，故A错误．B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功．故B错误．C．用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功．故C正确．D．书静止在水平桌面上，书受到支持力的作用但没有在力的方向上通过距离，所以支持力没有做功，故D错误．故答案为C．【点睛】做功的两个必要因素：1）作用在物体上的力；2）物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可．5．下列数据中，不合理的是（）A．教室里大气压值约为2×105PaB．教室门框高约为2mC．小明从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功约为1500JD．一名中学生的体重约为500N【答案】A【解析】【详解】A．一个标准大气压约是1.01×105Pa，教室里的气压接近一个标准大气压，故A说法不合理；B．普通中学生的身高一般为1.7m左右，教室的门框高度要高于人的身高，应该为2m左右，故B说法合理；C．根据克服重力做功公式W=Gh，因为小明的体重约是500N，每层楼高约3m，所以他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J，故C说法合理；D．一名普通中学生的质量约为50kg，体重G=mg=50kg×10N/kg=500N，故D说法合理。6．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是A．拉力F为75NB．绳子自由端向上移动了4mC．滑轮组的机械效率约为93.3%D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：F=（G+G动）=×（140N+10N）=50N，故A错误；B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J，有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，滑轮组的机械效率：=×100%=×100%≈93.3%，故C正确。D．提升200N重物时，重物重力增加，据===可知滑轮组机械效率变大，故D错误。7．如图所示的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等．若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是A．W1＝W2＝W3 B．W1＜W2＜W3 C．W1＝W2＜W3 D．W2＜W1＜W3【答案】C【解析】【详解】定滑轮的特点是不省力，也不省距离，拉力移动的距离等于物体移动距离为s，拉力做的功是：W1=F1s；直接拉物体时，拉力移动的距离也等于物体移动距离为s，拉力做的功是：W2=F2s；动滑轮的特点是可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为2s，拉力做的功是：W3=F32s；又因为拉力F1、F2、F3大小相等，综上分析知道：W1=W2=Fs＜W3=2Fs，8．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置，松手后，木块最终停止在图乙所示位置。下列说法正确的是（）A．弹簧被压缩过程中，长度变短，弹簧的弹性势能减小B．木块被弹簧弹离后的瞬间，如果它受到的力全部消失，木块将立即停止不动C．木块从被弹簧弹离至停止前的过程中，速度减小，縻擦力不变D．图乙中，木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对平衡力【答案】C【解析】【详解】A．弹簧被压缩过程中，长度变短，形变变大，所以弹簧的弹性势能增大，故A错误；B．木块被弹簧弹离的瞬间具有一定的速度，如果它受到的力全部消失，由牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动；故B错误；C．木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中，木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变，所以摩擦力的大小是不变的，故C正确；D．木块受到的支持力和木块对水平面的压力作用在不同物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。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，推力对铅球做了功B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功C．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上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】A.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，已经脱离手，所以推力对它不再做功，向前运动是因为惯性，故A错误；B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力向上，而桶水平运动，所以拉力不做功，故B错误；C.用手从地面提起水桶，手的拉力向上，水桶向上运动，符合做功的条件，所以拉力做功，故C正确；D.用力推一辆汽车，汽车静止不动，距离为零，所以不做功，故D错误．选C．点睛：重点是是否做功的判断，要牢记做功的两个要素，即力和距离，且距离必须是在力的作用下通过的距离．当距离为零时，用再大的力，做功也是零．10．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F〜t和图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是A．t=ls时，物体处于静止状态，摩擦力是0B．t=3s时，物体受到摩擦力是7NC．4〜6s内，拉力F做的功是20JD．2〜4s内，物体的机械能保持不变【答案】C【解析】【详解】A.由丙图可知，前2s物体速度为零，处于静止状态，合力为零，则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力；由乙图可知，前2s物体所受拉力为3N，所以摩擦力也为3N；故A错误；B.由丙图知在4s−6s内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由乙图知此时拉力F=5N，由平衡条件得滑动摩擦力f=F=5N，在t=3s时物体做加速运动，物体受到滑动摩擦力作用，由于滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关，而与拉力大小无关，因此在t=3s时，物体受到的摩擦力为5N，故B错误；C.由丙图可知，4s∼6s内，物体做匀速直线运动，速度为v=2m/s，则4s∼6s内通过的距离s=vt=2m/s×2s=4m，由图乙知，4s∼6s时拉力F=5N，所以拉力F做的功为W=Fs=5N×4m=20J，故C正确。D.由丙图可知，2∼4s内物体正在做加速运动，其质量不变，高度不变，速度变大，则重力势能不变，动能变大，所以物体的机械能变大。故D错误。11．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则下列说法中错误的是A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少C．小物块从P向M运动过程中，机械能不变D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大【答案】B【解析】A、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A正确；BC、物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失，机械能守恒；小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，机械能不变；故B错误，C正确；D、弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，故D正确．故选B．12．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（）A．牵引力做功之比为2：3B．牵引力做功之比为3：2C．牵引力的功率之比为1：1D．汽车所受的阻力之比为3：2【答案】B【解析】【详解】解答：做功之比功率之比牵引力相等，匀速行驶，所以阻力相等，则阻力之比为1:1．故选B．13．下列实例中，有力对物体做功的是A．跳水运动员从跳台跳下B．小球在光滑水平面上滚动C．背着书包在水平路面上前进D．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】A．跳水运动员从跳台跳下，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．B．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B不符合题意．C．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．D．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．14．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．下面的一些判断正确的是（）A．从a到b，小球的势能不变，动能增大B．从b到c，小球的势能增大，动能增大C．到达c处，小球的势能最小，动能最大D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大【答案】C【解析】【详解】A．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；B．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；C．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；D．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．15．2016年8月16日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中（）A．动能不变，重力势能增加，机械能增加B．动能增加，重力势能不变，机械能增加C．动能增加，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能不变，机械能不变【答案】C【解析】【详解】火箭在加速上升的过程中，速度变快，动能变大；高度增加，重力势能变大；动能和势能统称为机械能，所以机械能变大。16．如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是A．成年人步行速度约为1m/s B．一个中学生体重约为450NC．用手托起两个鸡蛋的力约为0.1kg D．功和能的单位都是焦耳【答案】C【解析】根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，故A正确，不符题意；中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg×10N/kg=500N，故B正确，不符题意；一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，故C错误，符合题意；功和能量的单位都是焦耳，故D正确，不符题意，故选C．17．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的图像如图所示.根据图像，下列判断正确的是（）A．物体10s时的速度大于4s时的速度B．0～6s拉力对物体所做的功大于6～12s拉力对物体所做的功C．0～6s拉力对物体做功的功率小于6～12s拉力对物体做功的功率D．0～6s物体所受的拉力大于6～12s物体所受的拉力【答案】B【解析】A、从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s的速度大于6～12s的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；BD、0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s物体所受的拉力等于6～12s物体所受的拉力，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m，由W＝Fs可知，0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功，故B正确，D错误；C、由于速度发生了改变，根据P＝Fv可知，由0～6s的速度大于6～12s的速度，0～6s拉力对物体做功的功率大于6～12s拉力对物体做功的功率，故C错误．故选B．18．如图所示，底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中装有适量的水，一木块漂浮在水面上，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，下列表示木块的重力势能Ep，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中，可能正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】【详解】A．当容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当水不再流出时，木块的重力势能不变，即木块的重力势能先变小后不变，故A错误；B．根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当水位下降到一定高度时，木块对容器底有压力，浮力小于重力；由于木块的重力不变，则木块受到浮力先不变后减小；故B正确；C．根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变，由p＝ρgh可知，木块下表面处的压强不变，即木块下表面受到水的压强不变；故C错误；D．因为液体压强随深度的增加而增大，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相等，因此相同时间内，容器对桌面减小的压力相同，由可得，容器对桌面的压强p2随时间均匀减小，故D错误．19．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v．已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示，则（）A．V＝1/2V0B．ｔ1至ｔ2时间段内汽车做加速运动C．Ｆ０＝1/2ｆD．ｔ2时刻后，汽车将保持功率Ｐ0行驶【答案】A【解析】由题知，t1时刻以前，