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(物理) 中考物理功和机械能专题训练答案及解析

(物理)中考物理功和机械能专题训练答案及解析

一、功和机械能选择题

1.如图,一个小球在地面上弹跳,下列分析错误是

(物理) 中考物理功和机械能专题训练答案及解析

A.小球从A处到B处重力势能增大

B.小球从B处到C处动能增大

C.小球在B处比D处重力势能大

D.小球在A、C、E三处机械能总量相等

【答案】D

【解析】

【详解】

A. 小球从A处到B处,质量不变高度增大,所以重力势能增大,故A选项正确;

B. 小球从B处到C处,质量不变,在重力作用下速度逐渐增大,所以动能增大,故B选项正确;

C. 小球在D处比B处,质量不变高度降低,所以重力势能变小,故C选项正确;

D. 看图可知小球在弹跳过程中,每次触地反弹至最高点的高度逐渐减小,说明其机械能在运动过程中减小,所以A、C、E三处机械能总量并不相等,故D选项错误符合题意.

2.以下简单机械的使用属于费力杠杆的是()

A.道钉撬B.钓鱼竿C.定滑轮D.手推车

【答案】B

【解析】

A、道钉撬在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A错误;

B、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B正确;

C、定滑轮在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C错误;

D、手推车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D错误.

故选B.

【点睛】杠杆的分类主要包括以下几种:

①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂.

3.如图所示,悬挂的电灯处于静止状态。假如悬挂它的绳子突然断了,电灯将

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A.仍受平衡力 B.加速下落 C.匀速直线下落 D.动能变势能

【答案】B

【解析】

【分析】

物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变;影响动能的因素:质量和速度;影响重力势能的因素:质量和高度。

【详解】

悬挂的电灯处于静止状态,此时电灯受到重力和拉力的作用;若悬挂它的绳子突然断了,则电灯只受到重力的作用,会向下做加速运动,受非平衡力的作用,质量不变,速度变大,高度变小,动能变大,重力势能变小,重力势能转化为动能。

故选B。

【点睛】

本题考查力和运动及机械能的题目,需要知道物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。

4.在校园足球比赛中,队员把足球踢出后,足球在水平地面上向前减速运动,如图所示.以下关于足球在水平地面上运动的这一过程中说法正确的是

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A.足球所受的重力做了功B.脚一直对足球做功

C.足球受到非平衡力作用D.地面的支持力对足球做了功

【答案】C

【解析】

【详解】

A、重力时竖直向下的,球在地面上移动的距离是水平方向,即力与距离垂直,重力不做功,故A错误;

B、球离开运动员的脚以后,以后不再受运动员的作用力,故脚对球不再做功,故B错误;

C、由于足球的运动速度越来越慢,运动速度发生了变化,故受到的是非平衡力,故C正确;

D、支持力是竖直向上的,球在地面上的运动是水平方向,即力与距离垂直,支持力不做功,故D错误;

故选C.

5.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

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A.W1=W2=W3B.W1<W2<W3C.W1=W2<W3D.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,

6.如图,将铁锁从贴着鼻子尖释放,铁锁摆回时并没有碰到鼻子尖,下列说法正确的是

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A.铁锁向最低处摆动过程中动能转化为重力势能

B.铁锁向最低处摆动过程中重力不做功

C.铁锁从释放到摆回的过程中机械能减小

D.铁锁在最低处的机械能最大

【答案】C

【解析】

【详解】

A.铁锁向最低处摆动过程中,质量不变,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能。故A错误;

B.铁锁向最低处摆动过程中,重力的方向竖直向下,铁锁高度降低,即向下运动了一定距

离,所以重力做功。故B错误;

C.铁锁从释放到摆回的过程中,要克服空气的摩擦做功,部分机械能转化为内能,所以机械能减小。故C正确;

D.铁锁在来回摆动的过程中,克服摩擦做功,机械能不断减少,所以在最初释放时机械能最大。故D错误。

7.关于滚摆在运动过程中能量的分析,下列说法正确的是

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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.

8.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.

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.

10.非洲旱季,常用Hipporoller(中间有转轴的塑料桶)运水.如图所示,小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水,在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,她对满桶水做功最多的是()

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】

【分析】

物理学中规定,功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积.先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同,利用功的公式W=Fs分析判断.

【详解】

由图可知,AB中小华是用背背、用手抱,此时力的方向向上,桶是在水平方向上移动的距离,即沿向上的方向没有移动距离,因此不做功;

C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力,所以C中拉力大于D中拉力,由于所移动的距离s

相同,由W=Fs 可知C 做功最多,故ABD 不合题意,C 符合题意.

【点睛】

本题考查影响物体做功大小的因素(力的大小和物体在力的方向上移动距离).

11.如图甲所示,是建设罗泊湾大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0.1m/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ρ=1.0×103kg/m 3 , g 取10N/kg ).则

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A .A 从开始下降直到江面的过程中,钢缆绳对A 做的功为5×104J

B .A 下降过程中重力的功率为5×103W

C .A 的密度为1.6×103kg/m 3

D .当A 下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A 对江底的压强为5×103 Pa

【答案】D

【解析】

【详解】

A .由图乙可知,A 从开始下降直到江面的过程中,下降高度

h =vt =0.1m/s×20s=2m ,

钢缆绳对A 做的功

W =Fs =3×104N×2m=6×104J ,

故A 错误.

B .A 下降过程中重力的功率

43310N 0.1m/s 310W W Fs P Gv t t

=

===??=?, 故B 错误. C .A 全部浸没在水中所受浮力

444310N 110N 210N F G F =-=?-?=?浮拉,

根据阿基米德原理F gV ρ=浮水排可得,

物体的体积

4333210N 2m 1.010kg/m 10N/kg

F V g ρ?===??浮水, 故A 的密度

4333310N 1.510kg/m 10N/kg 2m m G V gV ρ?====??, 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

t ’=30s-20s=10s ,

A 物体的高度

h ’=vt ’=0.1m/s×10s=1m ,

圆柱体A 的底面积

3

22m 2m 1m

V S h ='==, 当A 下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A 对江底的压力

444G 310N 210N 110N F F =-=?-?=?压浮,

则A 对江底的压强

432110N 510Pa 2m

F p S ?===?压, 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.

12.如图所示,用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组,在各自的自由端施加大小分别为F 1和F 2的拉力,将相同的重物缓慢提升相同的高度(不计绳重和一切摩擦).下列说法正确的是( )

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A .拉力F 1小于拉力F 2

B .甲、乙两滑轮组的机械效率相同

C .甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械

D .甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等

【答案】B

【解析】

【详解】

不计绳重及摩擦,因为拉力F=(G 物+G 动),n 1=2,n 2=3,所以绳端的拉力:F 1=(G 物

+G动),F2=(G物+G动),所以F1>F2,故A错误;

因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G动h,W有用=G物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则总功相同;因为η=,所以两滑轮组的机械效率相

同,故B正确;

使用动滑轮能够省力,动滑轮为省力杠杆,故C错误;

因为绳子自由端移动的距离s=nh,n1=2,n2=3,提升物体的高度h相同,所以s1=2h,

s2=3h,则s1≠s2,故D错误;

13.2016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()

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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。

14.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】

由于初中生的质量约为50kg,所以体重大约是:G=mg=50kg×10N/kg=500N,故A符合实际;一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2 =0.02m2,体重大约为500N,所以对地面的压强约是:P=F/S=G/S=500N/0.02m2×2=1.25×104 Pa,故B不符合实际;游泳时接近漂浮状态,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

学生从一楼走到三楼,会克服重力做功大约是:W=Gh=500N×6m=3000J,故D不符合实际,综上所述故选A.

15.下列关于功和能的说法正确的是()

A.被拉开的弹弓具有弹性势能

B.用力推车而车未动,因为用了力所以推力做了功

C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小,动能增大

D.速度小的物体动能一定小

【答案】A

【解析】

【详解】

A.被拉开的弹弓由于发生了弹性形变,所以具有弹性势能,故A正确;

B.用力推车而车未动,有力无距离,故推力不做功,故B错;

C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能增大,动能减小,故C错;

D.动能的大小与物体的质量和速度都有关系,速度小的物体如果质量较大,动能也不一定小,故D错.

16.如图所示,小车和弹簧放在光滑的水平面上,用手将小车推出后,小车向左运动。当弹簧右端被小车压至A处时,小车速度为零。小车向左运动的过程中

(物理) 中考物理功和机械能专题训练答案及解析

A.小车一直减速 B.小车先加速后匀速 C.小车的动能先不变后减小 D.小车的机械能不变

【答案】C

【解析】

水平面光滑,不受摩擦力,当A向左运动未接触弹簧时,将做匀速直线运动,小车动能不变;当物体A与弹簧接触后,受向右的弹力作用,速度将减小,动能减小,故C正确,ABD错误。

点睛:当物体受平衡力或不受力,运动状态不变;若物体受合力方向与运动方向相反,物体将做减速运动.

17.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②B.只有②和③C.只有①和④D.只有②和④

【答案】D

【解析】

①汽车行驶速度是: 6.9km 72km/h=20m/s 345

h 3600

s v t =

==,故①错误; ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是: 771.5kg 4.610J/kg 6.910J Q mq ==??=?放,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: 200020m/s=40000W=40kW P Fv N ==?,故③错误;

④汽车发动机的做的功为:

372000N 6.910m 1.3810J W Fs ==??=?,

汽车发动机的效率是:

771.3810J 100%=20%6.910J

W Q η?==??放,故④正确.. 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.

18.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB 、AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点A ,已知AB >AC ,施加的力分别为F 1、F 2拉力做的功为W 1、W 2, 拉力做功的功率分别为P 1、P 2, 则下列判断中正确的是

(物理) 中考物理功和机械能专题训练答案及解析

A .F 1<F 2, W 1=W 2,P 1>P 2

B .F 1>F 2, W 1>W 2, P 1>P 2

C .F 1<F 2, W 1<W 2, P 1<P 2

D .F 1<F 2, W 1=W 2, P 1<P 2

【答案】D

【解析】 将同一物体分别沿光滑斜面(无摩擦力)AB 、AC 以相同的速度,匀速拉到顶点A ,拉力F 1、F 2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功,而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同,故W 1=W 2;又因W FS =,W 相同,AB >AC ,所以F 1<F 2,再由P Fv =知,速度相同,F 1<F 2,则P 1<P 2.

所以选择D.

19.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.下列表示木块下表面处水的压强p 1、容器对桌面的压强p 2、木块的重力势能E p 和木块所受的浮力大小F 随时间t 变化的关系图象中,可能正确的是( )

(物理) 中考物理功和机械能专题训练答案及解析

A.B.C.D.

【答案】D

【解析】

【分析】

压强和浮力

【详解】

AB.压强p2随时间都是线性减小的,故AB错;

C.由于木块的高度在不断减小,所以木块的重力势能也是先不断减小的,故C错;D.由于木块是漂浮的,在木块没有接触底面之前浮力是不变的,当接触底面以后,浮力是越来越小的,故D正确.

20.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

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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D错误.

故选C.

【点睛】

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。