物理功和机械能单元测试题(含答案)

物理功和机械能单元测试题（含答案）

一、选择题

1．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。

2．在生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是

A．可以省力或省距离，但不能省功

B．可以省力，同时也可以省功

C．可以省距离，同时也可以省功

D．只有在费力情况时才能省功

【答案】A

【解析】

【详解】

使用机械可以省力、省距离或改变力的方向，但都不能省功，故A选项正确；

使用任何机械都不能省功，故B、C、D选项错误；

3．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）

A．功率大的机械，做功一定多

B．做功多的机械，效率一定高

C．做功快的机械，功率一定大

D．效率高的机械，功率一定大

【答案】C

【解析】

试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．

解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；

B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大；

C、说法正确；

D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大．

故选C．

4．在学习和生活中，我们要善于发现，善于思考。下列对身边物理量估测的数据，你认为符合实际的是

A．八年级物理教科书重约100N

B．人从一楼上到三楼做的功约3000J

C．标准大气压约1×103Pa

D．多数人脉搏跳动100次用时约15min

【答案】B

【解析】

【详解】

A、八年级物理教科书的质量在0.2kg左右。受到的重力在

左右，故A不符合实际；

B、初中生的体重在500N左右，一楼到三楼的高度在6m左右，人从一楼上到三楼做的功约为左右，故B符合实际；

C、标准大气压约1×105Pa，故C不符合实际；

D、正常情况下，人的脉搏跳动一次的时间接近1s，跳动100次的时间在左右，故D不符合实际。

故选：B。

【点睛】

此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知，特别是单位大小要认识清楚，能对生活中常见的物理量进行估计，要多注意理论联系实际，生活中留心积累。

5．下列关于力做功的说法，正确的是

A．人向上提箱子提不动，手的拉力对箱子没有做功

B．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功

C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功

D．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功

【答案】A

【解析】

【详解】

A、人向上提箱子提不动，箱子受到向上的拉力，但箱子在力的方向上没有移动距离，所以手的拉力对箱子没有做功；故A正确；

B、人把箱子从二楼提到三楼，拉力方向向上，箱子也向上移动了距离，所以手的拉力对箱子做了功；故B错误；

C、汽车在水平公路上匀速行驶，汽车在所受重力的方向上没有通过距离，所以重力对汽车没有做功，故C错误；

D、过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力向下，乘客也向下移动了距离，所以重力对乘客做了功；故D错误；

故选：A。

6．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

7．如图所示，一长为L的直杆可绕O点转动，杆下挂一所受重力为G的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60o.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的

A ．拉力F 的大小保持不变

B ．拉力F 和物块重力G 是一对平衡力

C ．这个过程中物块重力所做的功为12GL

D ．这个过程中直杆一直都是费力

杠杆

【答案】C

【解析】

【详解】 A ．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F 逐渐变小，故A 错误；

B ．拉力F 和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B 错误；

C ．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度12h L =

，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L 处，所以物体下降高度1122

h L L L =-=V ，所以物体重力做功 12

W G h GL ==V ，故C 正确； D ．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D 错误。

8．如图小红同学正在做“引体向上”。她先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂伸直，然后缓缓曲肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。这个过程中，小红做的功最接近的是

A ．2 000 J

B ．200 J

C ．20 J

D ．2 J

【答案】B

【解析】

小红同学正在做“引体向上”，两臂将身体向上拉起，中学生的体重大约是G=500N，由题图可知，上升的高度大约是胳膊的长度0.4m，即h=0.4m，所以小红做的功最接近

W=Gh=500N×0.4m=200J，故B符合实际为答案。

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

W

P

t

知道，0～8s两次拉力对物体做功的功率是：

P1＞P2，

故C错误，D正确。

10．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/m3 ,g取10N/kg）．则

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/m3

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（ ）

A．拉力F1小于拉力F2

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），n1=2，n2=3，所以绳端的拉力：F1=（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．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（）

A．拉力F甲小于拉力F乙

B．F甲做的功大于F乙做的功

C．甲滑轮组的机械效率小于乙滑轮组的机械效率

D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率

【答案】D

【解析】

【详解】

由题可知,甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度,由W有＝Gh可知W甲有＝W乙有；不计绳重及摩擦,均只需克服动滑轮自重做额外功,甲乙中均只有一个动滑轮,且动滑轮的重相同,由W额＝G动h可知W甲额＝W乙额，因为W总＝W有+W额,所以W总甲＝W总乙。A. 由图可知,n1＝

2,n2＝3，不计绳重及摩擦，则F甲＝（G+G动）＝×（100N+10N）＝55N，F乙＝（G+G 动）＝×（100N+10N）＝36.7N

η＝可知,η甲＝η乙，故C不正确；D. 拉力做功的功率P＝,由于W总甲＝W总乙、时间t也相同,所以P甲＝P乙，故D正确；故选D.

【点睛】

甲、乙两个滑轮组将同一物体匀速提升至相同的高度，在不计绳重和摩擦的情况下，有用功就是提升重物所做的功，对动滑轮所做的功是额外功，总功等于有用功和额外功之和，机械效率是有用功与总功的比值．

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．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示.．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，则它们的关系

正确的是（）

A．F1＞F2 P1＞P2B．F1＜F2 P1＜P2

C．F1=F2 P1＜P2D．F1=F2 P1＞P2

【答案】D

【解析】

【详解】

由图像知道，木块两次都进行匀速直线运动，所以拉力等于滑动摩擦力，又因为两次拉着同一物体在同一水平面上运动，所以滑动摩擦力相等，即两次弹簧测力计示数F1=F2；由图象知道，第②次的运动速度v较小，由P=Fv知道，在当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，所以，P1＞P2，故选D．

16．2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是

A．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能

B．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失

C．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能

D．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力

【答案】A

【解析】

分析：（1）火箭是热机的一种，工作时，燃料的化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动火箭升空，燃气的内能转化成火箭的机械能；

（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体都具有惯性，惯性是物体本身的一种性质；

（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，当动能转化成重力势能时，动能减小，重力势能增加；

（4）火箭加速运动时，不受平衡力，受到重力，摩擦力还有推力作用．

解答：A、火箭点火发射时，产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能，故A正确；

B、火箭点火升空过程中，仍然具有惯性，因为惯性是物体本身的一种性质，故B错误；

C、火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，故动能增加，同时高度增加，重力势能增大，故不是重力势能和动能的转化，故C错误；

D、火箭加速上升，受力不平衡，火箭受的向上的推力大于向下的重力，合力向上，火箭加速上升，故D错误．

故选A．

【点睛】本题通过卫星发射，考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性以及热机工作时的能量转化，涉及的知识点较多，需要认真分析，认真解答．

17．跳绳是中考体育项目，小强每跳起一次，克服重力做的功最接近 （ ） A ．3J B ．30J C ．300J D ．600J

【答案】B

【解析】小强同学每跳起一次，克服重力所做功：W =Gh =50kg×10N/kg×0.05m=25J，最接近于30J ．

故选B ．

18．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率 η 与物重 G 物的关系，改变 G 物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 η 与 G 物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则 下列说法正确的是

A ．同一滑轮组机械效率 η 随 G 物的增大而增大，最终将达到 100%

B ．当 G 物=12N 时，弹簧测力计读数为 5N

C ．此滑轮组动滑轮的重力为 4N

D ．G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改

【答案】B

【解析】

【分析】

（1）使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率； （2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据

W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用

有总有额动动

求得动滑轮的重力，再计算G 物=12N 时弹簧测力计读数；

（3）G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。

【详解】

A 、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G 物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A 错误；

BC 、由图可知，G=12N ，此时η=80%，

不计绳重和摩擦，W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用

有总有额动动

， 即：12N 80%12N G =+动

， 解得动滑轮的重力：G 动=3N ，故C 错误；

G 物=12N 时，弹簧测力计读数：1112N 3N 5N 33

F G G 物动（）（）=?+=?+=，故B 正确； D 、G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W G h =额轮，即额外功W 额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。故D 错误。

故选：B 。

19．汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P 0，牵引力为F 0。t 1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P 行驶，到t 2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 ＝1/2V 0

B ．ｔ1至ｔ2时间段内汽车做加速运动

C ．Ｆ０＝1/2ｆ

D ．ｔ2时刻后，汽车将保持功率Ｐ0行驶

【答案】A

【解析】由题知，t 1时刻以前，汽车以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P 0，则有P 0=F 0v 0………①

t 1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P 行驶，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v 0），牵引力F 0减小为

，所以………………..② 由①②可得，.

AD ．由题，t 1时刻后汽车的功率保持恒定，由前面分析可知，汽车的功率将保持

不变，故D 错误；

到t 2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v ，由图可知，汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等，均为F 0.

根据P=Fv 可得第二次做匀速直线运动时的速度：，故A 正确；

B．由图可知，t1到t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可知，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故B错误；

C．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0=f，故C错误。

20．一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（）

A．球在甲、丙两个时刻的动能相等

B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大

C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小

D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小

【答案】B

【解析】

【详解】

由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的弹性势能转化动能，弹性势能减小，动能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误．