(物理)中考物理初中物理功和机械能解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

题(含答案)

一、功和机械能选择题

1．关于滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是

A．下降过程中动能不变 B．最低点动能为零 C．上升过程中重力势能减小 D．最高点重力势能最大 【答案】D 【解析】

滚摆下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增加，动能增加，故A错误；滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故B错误；滚摆上升过程中，高度增加，重力势能增大，故C错误；滚摆到达高点时，高度最大，重力势能最大，故D正确．

2．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O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

A．a点 C．c点 【答案】C 【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O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，故选C。

B．b点 D．d点

3．如图所示，定滑轮重4N，动滑轮重0.5N，在拉力F的作用下，1s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

A．绳子自由端移动速度为0.3m/s B．拉力F的大小为4N C．拉力F的功率为0.45W D．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， A．绳端移动的距离是： s=2h=2×0.1m=0.2m， 绳子自由端移动的速度是：

s0.2m0.2m/s ， t1s故A错误； vB．不计绳重和摩擦，则拉力F故B错误；

C．拉力做的总功：W总 =Fs=2.25N×0.2m=0.45J，拉力F的功率：

11GG动=4N0.5N2.25N， n2W总0.45J0.45W ， t1s故C正确； PD．拉力做的有用功W有 =Gh=4N×0.1m=0.4J，滑轮组的机械效率是： W有0.4J100%100%≈88.9%， W总0.45J故D错误。

4．用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动，两次运动的s−t图象如图所示。若甲的重力比乙小，则下列说法中正确的是

A．它们的惯性一定相等 C．它们的动能可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】

B．它们的重力势能一定都变大 D．它们所受的合力可能不相等

由两次运动的s−t图象可知，甲乙都是在竖直方向上运动：且两次都做匀速直线运动，都处于平衡状态，且甲的速度大于乙的速度，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故 A． 甲的重力比乙小，即其质量是不等的，所以惯性一定不相等，故错误；

B． 由于甲乙都是在竖直方向上运动，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故不能判断重力势能的大小变化，故错误；

C．由于甲的重力小于乙的重力，即甲的质量小于乙的质量，但甲的速度大于乙的速度，所以据动能大小的影响因素可知，它们的动能可能相等，故正确；

D． 因为物体受到的重力和拉力为一对平衡力，所以所受合力一定都为零，故错误；

5．扫地机器人是智能家用电器，正逐渐进人我们的家庭，如图是一款质量为1.5kg集自动充电、清扫、吸尘的机器人，某次寻找充电电源过程中，在水平地面上2min匀速行驶20m，若机器人行驶过程的平均阻力为3N，则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是

A．300J，2.5W 【答案】B 【解析】 【详解】

机器人这次行驶过程中克服阻力做的功：Wfs3N20m60J，故AD错误；克服阻力做功的功率：P故选：B。 【点睛】

本题考查了做功公式和功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。

B．60J，0.5W

C．60J，30W

D．360J，3W

W60J0.5W，故B正确、C错误。 t260s

6．跳板跳水运动有起跳、腾空、落水三个阶段，如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，若不计空气阻力，下列说法不正确的是 ．．．

A．运动员即将起跳时，跳板的弹性势能最大

B．腾空的过程，运动员的动能转化为重力势能 C．落水的过程，运动员的重力势能始终在增大 D．从腾空到落水的过程，运动员的动能先减小后增大 【答案】C 【解析】 【分析】

动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大； 重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大； 弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；

动能和势能统称为机械能．其在不计空气阻力时，机械能是守恒的． 【详解】

A、运动员在跳板上即将起跳时，跳板的形变最大，故此时的弹性势能最大，即弹性势能转化成了人的动能，故A正确；

B、运动员腾空时，质量不变，速度变小，则动能减小，但高度增加，所以重力势能增大，故是将动能转化为重力势能的过程，故B正确；

CD、运动员从腾空到落水的过程，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大；高度先增加，后减小，所以重力势能先变大，后变小，故C错误，D正确． 故选C．

7．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则

A．W1 = W2，η1 =η2 C．W1 < W2，η1 >η2 【答案】C 【解析】 【分析】

B．W1 = W2，η1 <η2 D．W1 > W2，η1 <η2

由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用η=的大小． 【详解】

（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的

W有用W总即可比较出二者机械效率

有用功相同；

（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；

（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。即W1小于W2,η1大于η2. 故选C.

8．如图所示，用沿斜面向上不同的力，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A，己知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2。则：[ ]。

A．W1＞W2，P1＞P2； B．W1＞W2，P1＜P2； C．W1=W2，P1＜P2； D．W1=W2，P1=P2。 【答案】C 【解析】 【详解】

根据题意知道，斜面光滑说明摩擦力为0，所以，使用任何机械都不省功，故拉力在两斜面上做功相同，即W1 =W2，又因为AB＞AC，且速度相同，由v=s/t知道，运动时间是t1 ＞t2；由P=W/t知道，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即P1 ＜P2，综上所述，只有C正确，故选C。

9．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图象如图，根据图象，下列判断正确的是（ ）

A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＞F2

C．0﹣8s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2 D．0﹣8s两次拉力对物体所做的功：W1＝2W2

【答案】D 【解析】 【详解】

A．由图象知道，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，即v1 ＞v2，故A错误；

B．由图象知道，两次物体都做匀速直线运动，即物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；又因为是同一物体，在同一水平面上运动，故对水平面的压力和接触面的粗糙程度均相同，所以，两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等；即两次物体所受的拉力相等，大小是F1 =F2 =f，故B错误；

CD．由图象知道，0～8s物体第一次通过的路程为0.8m，第二次通过的路程为0.4m，又知两次拉力相等，由W=Fs知道，两次拉力对物体所做的功满足： W1 =2W2 ； 由PW 知道，0～8s两次拉力对物体做功的功率是： tP1 ＞P2 ，

故C错误，D正确。

10．古代战争中，用投石车投出巨石攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是

A．巨石在上升过程中动能不断增大 B．巨石在最高点时动能为零

C．巨石在下降过程中动能转化为重力势能 D．巨石在下降过程中重力势能不断减小 【答案】D 【解析】

A、巨石运动过程中，上升阶段，速度减小，动能减小；故A错误；B、巨石在最高点时仍保持一定的速度运动，动能不为零；故B错误；CD、巨石下落过程速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；故C错误，D正确．故选D．

11．在20N的水平拉力F作用下，沿水平地面以2 m /s的速度匀速运动10 m。撤去水平拉力后。该物体又向前运动了1.5 m后停了下来。则下列说法正确的是 A．物体受到的重力和它对地面的压力是一对相互作用力 B．撤去拉力后，物体又向前运动了 1.5 m是受到惯性力的作用 C．物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力是一对平衡力 D．拉力做的功为230J 【答案】C

【解析】

A. 物体受到的重力和它对地面的压力方向相同，不是一对相互作用力，故A错误；B. 物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是一种性质，不能说物体受到惯性作用，故B错误；C. 物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C正确；D. 拉力做的功为：WFs20N10m200J，故D错误。

点睛：区分相互作用力和平衡力：一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上；平衡力必须同时满足四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

12．跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有 A．重力势能减少，动能增加，机械能不变 B．重力势能增加，动能减少，机械能不变 C．重力势能减少，动能不变，机械能减少 D．重力势能增加，动能不变，机械能增加 【答案】C

【解析】解：（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变． （2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小． （3）动能不变，重力势能减小，机械能减小． 故选C．

13．如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N的物体在5s内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中

A．绳子自由端被拉下3m B．拉力F做的功为200J C．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是40W 【答案】C 【解析】 【详解】

A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m时，绳子的自由端应被拉下2m，故A错误；

B、拉力为120N，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：

，故B错误；

C、滑轮组的机械效率

，故C正确；

D、拉力F的功率故选C． 【点睛】

，故D错误．

涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。

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处由静止滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断不正确的是（ ）

A．从a到b小球的势能减小，动能增大 B．到达c处，小球的势能最小，动能最大 C．从c到d处，小球的机械能增大

D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能为零 【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，速度增大，动能增大，故A正确，不符合题意。

B．到达c处，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变，速度最大，动能最大。故B正确，不符合题意。

C．从c到d处，小球高度不变，重力势能不变，速度逐渐减小，动能减小，所以机械能减小，故C错误；符合题意。

D．到达d处，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，木块到达d处速度为零，动能也为零，故D正确，不符合题意。

15．如图所示，一位女交警推老人沿水平人行横道过马路，关于此过程力对物体做功的判断，下列说法中正确的是

A．老人所受重力对老人做了功 功

C．女交警对轮椅的推力对轮椅做了功

B．地面对轮椅的支持力对轮椅做了D．老人对轮椅竖直向下的压力对

轮椅做了功 【答案】C 【解析】

老人受到重力的作用，但在重力的方向上没有通过距离，所以老人所受重力没有做功，故A错误；轮椅受到了地面的支持力作用，但在支持力的方向上没有通过距离，所以支持力对轮椅没有做功，故B错误；女交警对轮椅的有一个推力，轮椅在推力的方向上通过了距离，故推力对轮椅做功，C正确；老人对轮椅有一个竖直向下的压力，但轮椅在压力的方向上没有通过距离，所以压力对轮椅没有做功，故D错误，故选C．

16．如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m．已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中

A．绳子自由端被拉下3m C．拉力F的功率是80W 【答案】B 【解析】 【详解】

B．做的有用功是800J D．滑轮组的机械效率是60%

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， 1m=800J， 有用功是W有=800N×

2m）/10s=100W， 拉力F的功率是P=W/t=（500N×

重物由二根绳承担，移动距离是2m， 滑轮组的机械效率是，η=W有/W总=800J/1000J=80%．选项B正确

17．对物理量的估测是一种良好的学习习惯，也是学好物理的基本功之一．下列是小佳同学对本学期所学的一些物理最的估测数据，其中最符合实际的是 A．一名初中学生的体重约为500N

B．一名初中学生站立在水平地面上时，对地面的压强约为3×104 Pa C．一名初中学生浸没在水中时，受到水的浮力约为1.0×103N D．一名初中学生从一楼步行到三楼所做的功约为3×104J 【答案】A 【解析】

10N/kg=500N，故A符合实由于初中生的质量约为50kg，所以体重大约是：G=mg=50kg×

际；一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2 =0.02m2，体重大约为500N，所以对地面的2=1.25×104 Pa，故B不符合实际；游泳时接近漂浮状压强约是：P=F/S=G/S=500N/0.02m2×

态，受到的浮力与重力相等，又因为中学生的体重大约在500N左右，所以受到水的浮力约为500N，故C不符合实际；中学生的体重在500N左右，一楼到三楼的高度约6m，中6m=3000J，故D不符合实学生从一楼走到三楼，会克服重力做功大约是：W=Gh=500N×际，综上所述故选A．

18．如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（ ）

A．小球在A、C处的势能最大 B．小球在B处只受重力作用

C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能

D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止 【答案】B

【解析】分析：（1）（3）根据影响动能、重力势能大小的因素分析； （2）根据小球的运动状态分析受力情况；

（4）根据牛顿第一定律，物体不受力或者受平衡力时，一定处于静止或者运动直线运动状态。

解答：A、小球的质量不变，在A、C处的高度最高，重力势能最大，故A正确； B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用，故B错误；

C、小球由A到B过程中，不计阻力，机械能守恒，高度减小，速度增加，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；

D、小球运动到C处时，处于静止状态，如果受到的外力全部消失，小球仍然会静止，故D正确。 故选：B。

【点睛】本题通过单摆运动考查力和运动的关系，属于基础知识的考查，较简单。

19．某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧．通过计算可知，下列结果正确的是（ ）

①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20% A．只有①和② 【答案】D

B．只有②和③

C．只有①和④

D．只有②和④

【解析】

①汽车行驶速度是：

s6.9km72km/h=20m/s345，故①错误； th3600②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是： vQ放mq1.5kg4.6107J/kg6.9107J，故②正确；

③匀速行驶时汽车受到的牵引力与阻力是平衡力，所以汽车牵引力做功的功率是：

PFv2000N20m/s=40000W=40kW，故③错误； ④汽车发动机的做的功为：

WFs2000N6.9103m1.38107J，

汽车发动机的效率是：

W1.38107J100%=20%，故④正确．. 7Q放6.910J故选D．

点睛：综合考查了速度、热值、功、功率、效率的计算，综合性较强，需要注意的是：各个公式应用时，单位要统一，一般都使用主单位，特别是热值公式应用时，有时要用到体积，有进要用到质量，要统一单位后再计算．

20．甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛，他们做的功W与时间t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 【答案】A 【解析】 【详解】

B．乙 C．丙 D．丁

在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快。由图像知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式PW知，甲功率最大，做功最快。故A符合题意。 t