2021年中考物理26 力学图像问题一定练（解析版）

2021年中考物理查缺补漏再训练35个微专题（全国通用）

专题26力学图像问题一定练（共23道题）

一、选择题

1.（2020广西河池）甲、乙两种物质，它们的加一V图象如图所示，下列说法正确的是（）

B.甲的密度为0.5g/cm3

C.甲、乙的密度之比为2:1

D.乙的密度随质量的增大而增大

【答案】C

【解析】由图可得

_aI_8g_.3

/=TT=—=o2g/cm

愉4cm

m乙8g,.?

。乙=T^=：^T=lg/cm

V乙8cm

可知，甲的密度较大，甲、乙的密度之比为2:1。故AB错误，C正确：

D.根据图像可知，乙的质量越大，体积也越大，且比值不变，故乙的密度不变，故D错误。

2.（2021福建模拟）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尸，如图甲

所示；尸的大小与时间£的关系如图乙所示；木块的运动速度u与时间？的关系如图丙所示。以下说法正确

的是（）

A.当占Is时，木块受到的摩擦力是0

B.当f在2~4s内，木块做匀速直线运动，受到的摩擦力为5N

C.当t在4~6s内，拉力下的功率为6W

D.当「在2~6s内，木块的机械能保持不变

【答案】C

【解析】A由图乙可知，物体在二1s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

WFs

P=—=——=FV=3Nx2m/s=6W

tt

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。

3.（2020青海西宁）如图甲所示，用弹簧测力计水平拉一木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图

乙是它运动的路程随时间变化的两段图象，下列说法正确的是（）

甲乙

A.图甲中木块受到的拉力为3.8N

B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1:2

C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2：1

D.AB段和BC段木块速度之比为1：2

【答案】C

【解析】A.图甲中木块受到的拉力为2.2N,故A错误；

B.木块在段和8C段受到的滑动摩擦力没有发生变化，故B错误：

CD.48段和BC段的速度之比为2：1,拉力相等，由尸=所可知，拉力做功的功率之比为2：1故C正确，

D错误。

4.（2020湖北荆门）如图甲所示，物体在水平拉力厂的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0“6s内拉力

随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，物体克服摩擦力所做的功为（）

A.10JB.30JC.50JD.80J

【答案】B

【解析】由图丙可知，在2~4s内物体运动的速度是5m/s，由u=£得，在2~4s内物体通过得路程是

t

s-vt-5m/sx2s=10m

由图乙可知，在2~4s内拉力的大小是3N,物体克服摩擦力所做的功为

W=Fs=3Nxl（）m=3（）J

5.（2021大庆模拟）汽车在平直公路上以速度Vo匀速行驶，发动机功率为Po,牵引力为Fo,ti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随时间变化的图象如图所示，则（）

O

A.tl至t2时间内，汽车做加速运动

B.Fo=2f

C.t2时刻之后，汽车将保持功率P0行驶

D.v=—vo

2

【答案】D

【解析】由题知，在ti时刻以前，汽车以速度vo匀速行驶，发动机功率为Po,牵引力为Fo,

则：Po=Fovo-------①；

在ti时刻，司机减小了油门，汽车的功率突然减小为P,在该瞬间汽车的速度不变（仍为vo）,由图象知牵

引力由Fo突然减小为LF（）,所以：P=IFOVO--------------（2）,

22

由①②可知P=5Po（即汽车的功率突然减小为原来的一半）。

A.由图可知，ti至t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可得，汽车行驶的速度减小,

所以汽车做减速运动，故A错误；

B.汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以Fo=f,故B错误；

D.由题可知，ti时刻后汽车的功率保持恒定；由前面分析知，汽车的功率将保持P=Lp（）不变，故C错误;

2

D.由题知，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为V；

由图可知，汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等，均为Fo：

根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：

6.（2020浙江温州）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示相应的量是

（）

「（压力）•P（压强）

A.aoeam-I压强B.匚&-压力

°S（受力面积）°S（受力面积）

▲犷（功）▲犷（功）

C.功率D.时间

O湍布）

O尸（功率）

【答案】B

【解析】A.根据压强的公式p=（,压强等于压力和受力面积的比值，故A不符合题意；

B.根据压强公式的推导式尸=〃S,压力等于压强和受力面积的乘积，故B符合题意；

C.根据功率的计算公式产=功率等于功和时间的比值，故C不符合题意；

t

W

D.根据功率的计算公式的推导式，=上，时间等于功和功率的比值，故D不符合题意。

P

7.（2020内蒙古呼和浩特）图像法是利用图像这种特殊且形象的工具，表达各科学量之间存在的内在关系

或规律的方法。下列从图像中获得的结论正确的是（）

A.p\>p2B.R\>R2C.VI>V2D.p\>pi

【答案】ACD

【解析】A.由"=:可知，在物体的体积相同时，质量越大，密度越大，由图象可知0>22

故A正确；

B.由R=]•可知，在电压相同时，电流越大，导体的电阻越小，由图象可知RVR2

故B错误;

C.由片上可知，在时间相同时，路程越大，速度越大，由图象可知也

故C正确；

D.由p=£可知，在受力面积相同时，压力越大，压强越大，由图象可知0>P2

S

故D正确.

8.（2021大庆模拟）在一年一度的大庆市“黎明湖端午龙舟赛”中，有人对某组在平行赛道上比赛的甲乙

两队龙舟的速度与时间关系进行了仔细研究，得出了甲乙的速度与时间关系图象如图。根据图象可知，下

列说法正确的是（）

A.O-ti时刻两队所走距离相等

B.ti时刻甲队比乙队运动的快

C.ti时刻甲队超过乙队

D.U时刻甲乙两队速度相等

【答案】D

【解析】AC.由图象可知，0〜t］时刻内，甲队龙舟的平均速度小于乙队龙舟的平均速度，

由v=旦的变形式s=vt可知，甲队龙舟所走的距离小于乙队龙舟走过的距离，

t

所以，tl时刻甲队不可能超过乙队，故AC错误；

BD.由图象可知，ti时刻甲乙两队速度相等，两对运动的快慢相同，故B错误、D正确。

二、填空题

9.（2020四川南充）甲乙两辆汽车在平直公路上同向匀速行驶，由两车的相t图可知（如图），乙车速度为

km/h；Q0时，甲车在乙车前方200米，乙车追上甲车还需s。

【答案】⑴72(2)40

【解析】(1)根据公式丫=士可以算出乙车速度为

t

s7200m.，〃

v7=—=--------=20m/s=72km/h

乙t10s

(2)根据公式u=£可以算出甲车速度为

t

s甲4一品350m—200m“,

v=—=------=------------------=15m/s

(1iltt10s

乙车追甲车的追击速度为

v追=v乙一丫甲=20m/s-15m/s=5m/s

乙车追上甲车还需时间为

.v200m.

心='0=-----=40As

追％5m/s

10.甲、乙两个物体同时从同一地点向东做匀速直线运动，速度与时间关系如图所示.从图像上可以得出很

多相关的有用信息：比如乙物体的速度大小为—m/s,经过s甲乙两物体相距30m。

,、v/(m/s)

15----------------------甲物体

10----------------------乙物体

5-

0369t/s

【答案】10,6.

【解析】如图对于甲、乙物体，速度与时间关系的图像是一条平行于时间轴的直线，对于每一条直线，直

线上每个点纵坐标都相等。

甲物体图像上纵坐标大小都等于15,其意义代表每一时刻速度都相等，贝代甲=15m/so

乙物体图像上纵坐标大小都等于10,其意义代表每一时刻速度都相等，则V4=10ni/s

甲物体速度大于乙物体速度，在相同时间内甲物体运动的路程大于乙物体运动的路程，两者路程之差已知，

就可以求出时间。

根据V=s/t知道：S<p=vqitSC=vz.t

由题意得：S甲-S*30v甲t-vzt=30

(15t-10t)=30解得t=6(s)

所以经过6s甲乙两物体相距30m,

11.(2020山东德州)两辆汽车在同一平直公路上同时出发，其路程s与时间力的关系如图所示。由图像

可知，甲车的速度______乙车的速度(选填“=”或“〉")，当f=40s时，甲、乙两车相距m。

【答案】>200

【解析】由图得出甲乙两车都做匀速直线运动，在片50s时，甲车行驶的路程s”,=1000%乙车行驶的路程

s*700m,甲车的速度

5^_1000m

=20m/s

f甲50s

s7700m-200m

嗅=7=一亚—=l°m/s

Viv>V-^

由图可知，行驶20s时甲车追上乙车，当占40s时，甲车行驶路程

s'ltl=800m-400m=400m

乙午行驶的路程

s'z,=600-400m=200m

A'>p-s'6=400m-200m=200m

12.（2020牡丹江鸡西）小明记录了一定质量的水体积随温度变化的规律，如图所示.在。〜4℃,水温升

高时，水的体积将.当水温在4℃时，水的密度—（选填“最大”或“最小”）；罐装的饮料（可

看作水）在此温度下存放是最（选填“安全”或“不安全”）的.

体积/cm'

1.0010

1.0008

1.0006

1.0004

1.0002

1.0000

0246810121416fiJT/<c

【答案】变小最大安全

【解析】由图象可知，水在0〜4C之间，随着温度升高体积逐渐变小;

W7

质量是物体属性，不随温度变化，在4℃时，水的体积最小，由夕="可知，在质量一定的情况下，体

积最小，密度最大;

由图象可知，“温度低于4℃时;水的体积随着温度降低而增大；高于4℃时，水的体枳随温度升高而增大.“故

灌装的饮料（可看作为水）在4℃时体积最小，在4℃以下或以上时，体积均增大，故在存放灌装饮料

是最安全的.

13.（2020青海西宁）人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m,

用时15s,则所做的有用功为J,拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示（忽略绳重和摩擦）,

滑轮组的机械效率是

【答案】540090%

【解析】从图乙中可看出15s时总功为6000J,便可求出机械效率。

所做的有用功为

卬行用=Gh=900Nx6m=5400J

从图乙中可看出15s时总功为6000J

7=^ffl-xl00%=^991x100%=90%

%6000J

14.（2020浙江温州）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着

地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图中所示。

乙

（1）图甲中曲线总段速度越来越大的原因是

（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图,其中与图甲曲线中2阶段对应的是—

（3）计算运动员和跳伞设备的总重力在46段所做的功。

【答案】（1）运动员和跳伞设备的总重力大于空气阻力（2）③（3）7X10」

【解析】（1）由图甲可知，跳伞运动员在4？段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到重力大

于空气阻力。

（2）①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中小段，

故①不符合题意；

②图中运动员己经着陆，运动员的速度为0,与图甲曲线中切段不符，故②不符合题意；

③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，且运动员的速度较小，是图

甲曲线中切段，故③符合题意；

④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，且运动员的速度较大，应

该是图甲曲线中46段，故④不符合题意。

故选③。

(3)由图中可知，运动员在4?段的速度为片50m/s,时间为t=40s-20s=20s,

则运动员在段下降的高度为7t=50m/sX20s=1000m

则运动员和跳伞设备的总重力在46段所做的功为

收益s=700NX1000m=7X105J

15.(2020甘肃天水)小满用水平力推水平地面上的物体，物体的v-t图象如图所示，

(1)物体在0〜1s处于状态。

(2)物体在第2s的速度是m/s；

(3)物体在4〜6s内通过的路程是mo

【答案】(D静止；(2)0.5；(3)2o

【解析】(1)由图可知，物体在0〜1s的速度为0,处于静止状态；

(2)由图可知，物体在第2s的速度是0.5m/s；

(3)物体在4~6s的速度为Im/s,由v=^可知，物体在4~6s内通过的路程是：s=vt=Im/sX2s=2m。

t

【点评】本题考查J'物体运动状态的判定、速度公式的应用，属于基础知识。

16.(2020甘肃天水)如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M

与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所

示(g=10N/kg),则：当t=140s时,物块M在水中处于(选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态；

当t=140s时，水对容器底部的压力大小是；图乙中a的值是；40〜140s时段，浮力对

物体做功是

【答案】漂浮；15N；8cm；0.32J。

【解析】(1)正方体物块M的体积：V=I?=(0.Im)3=0.001ms；

物块M的质量：m=g=8N=o.8kg；

glON/kg

物块M的密度：P"皿==o.8Xl(Ag/m3Vl.OX10:ikg/m3；

V0.001m3

即物块的密度小于水的密度，

由图象可知：当t=140s时，水的深度为h=12cm,大于正方体物块M的棱长为10cm；

则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态：

(2)当t=140s时,注入水的体积:V*=vt^5mL/sX140s=700mL=7X10'mJ,

则注入水的重力：G*=P*gV*=1.0X10：ikg/m3X10N/kgX7X10W=7N；

因容器为方形容器，且此时物块处于漂浮状态，

所以此时水对容器底部的压力：F=G*+GN=7N+8N=15N；

(3)由图象分析可知，当t=40s时，物块M刚好处于漂浮状态，则％?=G”=8N,

根据F浮=P*gV排可得此时物块M排开水的体积：

V产♦浮=---------『8%----------=8义10800cm3,

P水g1.OX103kg/m3XlON/kg

由V“「=S«h殷可得，此时水的深度：

a=h=8cm；

(10cm)2

(4)在40-140s时段，物块M上升的高度(等于水面上升的高度)：h'=12cm-8cm=4cm=0.04m,

则该过程中浮力对物体做功：W=F浮h'=8NX0.04m=0.32J。

【点评】此题是一道力学综合题，熟练运用阿基米德原理、液体压强公式、密度公式，准确分析图象中的

信息，方可解答此题。

17.（2020贵州毕节）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与

时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0〜3sF对物体做的功为_____J,3〜6s物体

受摩擦力大小为——N.6〜9sF对物体做的功为.J.

【答案】0424

【解析】由图可知，在07秒内，物体相对于水平地面没有发生运动，物体受到的力尸=2'所以加=昆=

2/VX0/z?=0./；由速度5]•间图象可知,6Ws内，物体做匀速直线运动,受平衡力作用，即摩擦力=4M6

©S内拉力对物体所做的功w=尸's=4Nx2m/sx3s=24J：在3~6s内，物体做匀加速运动，由于接触面

的粗糙程度和压力都不变，故摩擦力不变，为4M

三、实验题

18.（2021新疆模拟）某实验小组在"测量物体运动的平均速度"实验中，让小球从斜面力点由静止开始

滚下，频闪照相机记录了小球在相同时间内通过的路程，照片如图所示，

⑴依据照片可判断，小球在做（选填“加速”、‘减速”或“匀速”）运动;

（2）如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次,并测得SAB=5cm,叙=15cm,则小球在8C段的平均速度为m/s,

小球在力。段的平均速度为m/s；

⑶如图所示，能说明小球在斜面上运动情况的图像是；

BCD

（4）小球在45段运动过程中，经过时间如中点时的速度为凡经过路程期中点时的速度为4则区发

（选填“>"、"<"或"="）。

【答案】⑴加速⑵0.750.50⑶C⑷<

【解析】（1）由照片可知，在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动。

⑵如果频闪照相机每隔0.2s拍摄一次，并测得a产5cm.s^l5cm,则小球在8C段的平均速度为

0.15m

%=京==0.75m/s

%0.2s

力。段的距离=SAB+SBC=5cm+15cm=20cm=0.2m

AC段所用的时间=1AB+he~S2s+0.2s=0.4s

则小球在ZIC段的平均速度

0-2mns,

v.r==----=0.50m/s

£tAC0.4s

⑶由（1）⑴知图中小球在做加速运动。图A中随着时间增加，速度在减小，不符合题意；图B中随着时间增

加，速度不变，不符合题意；图C中随着时间增加，速度在增大，符合题意；图D中随着时间增加，速度

先减小后增大，不符合题意。故能说明小球在斜面上运动情况的图像是C。

⑷由照片可知，在相同时间，小球运动的距离间隔越来越大，所以小球在做加速运动。即小球的速度越来

越大，则时间如中点未到达路程g中点，则为<匕

四、计算题

19.（2020山东德州）救援队用吊绳打捞沉到水池底部的实心长方体沉箱，如图甲所示，提升过程中始终

以0.15m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是吊绳的拉力厂随时间/变化的图像，整个提起过程用时80s,

g取10N/kg,水的密度为1.0xl（）3kg/m3,不计水的阻力及水面高度的变化。

0405080t/s

乙

求：（1）开始提起（片0）时，沉箱下表面受到水的压强（不计大气压）;

⑵。〜40s内拉力的功率；

（3）沉箱的密度为多大。

【答案】(1)7.5xlO4Pa;⑵7.65xlO，W：⑶2.7xl()3kg/m3

【解析】(1)开始提起0=0)时，沉箱下表面与水面的距离

h=s=vt=0.15m/sx50s=7.5m

沉箱下表面受到水的压强

324

p=p7);g/i=1.0xl0kg/mxlON/kgx7.5m=7.5xlOPa

(2)山图可知。〜40s内拉力为5.1X1()4N，提升过程中的速度0.15m/s,0〜40s内拉力的功率

Fv=5.1xlO4NxO.15m/s=7.65xlO3W

tt

(3)由图可知，沉箱的重力为8.1X1()4N，则质量

G8.1X104N

"2-_—________=8.1xlO3kg

一g-ION/kg

浮力为

444

%=G-Fi：,=8.1X10N-5.1X10N=3X10N

“-v一耳」.3X10'N3

物—排一^J-lxlO,kg/m'lON/kg

沉箱的密度为

。物T=*?g=2.7xl()3kg/m3

y物Jm

答：(1)开始提起(片0)时，沉箱下表面受到水的压强为7.5X10'Pa；

(2)0~40s内拉力的功率7.65X10%

(3)沉箱的密度为2.7X103kg/m3o

20.(2020贵州毕节)质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物

重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，(g=10N/kg)。问：

(1)若工人在Imin内将货物匀速向上提高了6m,作用在钢绳上的拉力为400N,拉力的功率是多大；

(2)动滑轮受到的重力；

(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？

【答案】(1)120W；(2)200N；(3)889%

【解析】(1)由图可知，77=3,则绳端移动的距离

5=/?A=3x6m=18m

拉力做的功

W=Fs=4(X)Nxl8m=7200J

拉力的功率

W7200J

P==120W

7--66S

(2)由图乙可知，物重用300\时，滑轮组的机械效率7=60%,因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重

做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率

wGh

_h^xl00%xl()0%=—JxlOO%

W以(G+G动)〃G+G动

所以

=徐一300N=200N

(3)已知工人的质量为60kg,则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力

F次=Gh=m人g=60kgxlON/kg=600N

山F=(G+G,J可得,提升的最大物重

n

G)=nF大-G动=3x600N-200N=1600N

则滑轮组的最大机械效率

〃=^&X1OO%=7°木'「X100%=―4-X100%=—则变一X100%~88.9%

/(G大+G动)/?G大+%1600N+200N

21.(2020海南)如图甲所示，用电动机和滑轮组把密度为3X10；'kg/m3,体积为In?的矿石，从水底匀速竖

直打捞起来，g取10N/kg,水的密度为lX101g/m\求：

(1)矿石的重力；

(2)矿石浸没在水中受到的浮力；

(3)矿石露出水面前，电动机对绳子拉力的功率为2.5k%矿石上升过程中的s-f图像如图乙所示，求滑轮

组的机械效率；

(4)如果不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，矿石露出水面后与露出水面前相比，滑轮组机械效率会如何改变?

为什么？

【答案】(1)3X104N;(2)IXIO'N；(3)80%；(4)增大；矿石露出水面之后和露出水面之前相比，在

提升相同高度的情况下，有用功增大，额外功不变，有用功占总功的比例增大，所以滑轮组机械效率增大

【解析】(1)矿石质量，由P="得

机=夕矿石V=3xl03kg/m3xlm3=3xlO3kg

矿石重力

G=m^=3xlO3kgxlON/kg=3xlO4N

(2)因为矿石浸没在水中，所以

^=V=lm3

由阿基米德原理，可知矿石受到的浮力

%=6排=夕水g%=1x103kg/m3xlON/kgxlm3=lxlO4N

(3)解法一：由S-f图像可知，矿石匀速匕^的速度

v方=—=—m/5=0.1m/s

“t20

滑轮组提升矿石的有用功率

443

七=力石=(6-4?)v5=(3xl0N-lxl0N)x0.1m/s=2xl0W

滑轮组的机械效率

VK,-P2X103W

〃=上、100%=上ti、100%=---------100%=80%

w,.,P«2.5X1()3w

解法二：由图像可知物体在10秒内运动的距离为Im,则

444

%=(G-七)力石=(3xlON-lxlON)xlm=2xlO