2020-2021中考物理 功和机械能问题 培优 易错 难题练习(含答案)及答案解析

一、初中物理功和机械能问题1．今年3月4日，在我市阳新地区下了一场冰雹．已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做匀速运动．关于冰雹的下落过程，下面说法正确的是（）A．冰雹的重力势能越来越大B．冰雹的机械能越来越小C．当冰雹匀速下落时空气阻力对冰雹不做功D．冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力【答案】B【解析】【分析】【详解】A．冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A错误；B．由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故B正确；C．当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故C错误；D．冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故D错误．故选B．【点睛】要能从能的转化理解冰雹的机械能变化，因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的．2．在2020年央视春晚杂技“绽放”的表演中，当其中一名杂技演员被抛出后，其仍可在空中继续向上运动，如图所示，则下列说法中正确的是（）A．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，仍受到惯性的作用B．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其惯性不断减小C．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，其机械能不断减小D．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，其受到向上的抛力大于其重力【答案】C【解析】【分析】【详解】A ．惯性是物体固有的属性，它不是力，所以把惯性说成“受惯性作用”是错误的，被抛出的杂技演员能够向上运动，是因为物体具有惯性。

故A 错误；B ．惯性是物体固有的属性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所处位置、形状、受力情况等无关。

被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，因为质量不变，所以惯性大小不变。

故B 错误；C ．被抛出的杂技演员在向上减速运动的过程中，杂技演员除了受重力外，还受到空气阻力，质量一定，高度增加，重力势能增加，速度减小，动能减小，此过程中，演员减小的动能转化为演员的重力势能和用于演员克服空气摩擦阻力做功，所以，此过程机械能不守恒，机械能总量减小，故C 正确；D ．被抛出的杂技演员在向上运动的过程中，演员只受到重力和空气阻力，这两个力都是阻碍演员向上运动的，演员不受向上的抛力，演员是由于惯性向上运动的，惯性不是力，所以演员所受合力方向向下，所受合力方向与运动速度方向相反，演员向上做减速运动。

故D 错误。

故选C 。

3．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过另一侧高点B 后到达最高点C ．下列分析不正确的是（ ）A ．小球在A 、B 、C 三点的速度大小关系是C B A v v v <<B ．小球在A 、B 两点的动能之差等于小球从A 点到B 点克服摩擦力做的功C ．小球在A 、B 两点具有的重力势能相同D ．整个过程只有重力对小球做功【答案】D【解析】【分析】【详解】A ．小球运动过程中会克服摩擦力做功，且质量不变，故从A 运动到C 的过程中，机械能减小，小球在A 与B 点的势能相同，故在A 点的动能大于B 点的动能，C 点最高，故小球在C 点的势能最大，动能最小，所以C B A v v v <<，故A 正确，不符合题意；BC ．A 、B 两点高度相同，小球的质量不变，故小球的重力势能相同，小球从A 点运动到B 点，会克服摩擦力做功，动能减小，动能之差等于克服摩擦力所做的功，故B 、C 正确，不符合题意；D ．整个过程中，摩擦力也会对小球做功，故D 错误，符合题意。

故选D 。

4．利用如图所示的滑轮组将重为20N 的物体在2s 内匀速提升2m ，拉力F 等于12N 。

此过程中，下列说法不正确的是（ ）A ．拉力所做的有用功为40JB ．拉力所做的总功为48JC ．拉力F 的功率大小为20WD ．滑轮组的机械效率为83.3%【答案】C【解析】【详解】A ．根据公式可得20N 2m 40J W Gh ==⨯=有用故A 正确，不符合题意；B ．由图可知222m 4m s h ==⨯=根据公式可得12N 4m 48J W Fs ==⨯=总故B 正确，不符合题意；C ．拉力的功率48J =24W 2sW P t ==总 故C 错误，符合题意；D ．滑轮组的机械效率 40J 83.3%48100%100%JW W η==≈⨯⨯有总 故D 正确，不符合题意。

故选C 。

5．一位父亲与他6岁的儿子一起上楼回家，对此，下列说法错误的是（ ）A ．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多C．爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲的功率大D．爬相同的楼梯，儿子坐电梯先到达，儿子的功率大【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．由题知，他们上相同的楼梯，h相同，父亲的体重G1大于儿子的体重G2，根据爬楼做功W Gh=，所以父亲爬楼做功W1大于儿子爬楼做功W2，即W1＞W2，故A、B正确，不符合题意；C．父亲爬楼做功多，父亲比儿子先到达，做功时间少，根据WPt=可知父亲做功功率大，故C正确，不符合题意；D．儿子坐电梯先到达，但爬楼过程中儿子没有施加力，儿子做功为0J，做功功率为0W，故D错误，符合题意。

故选D。

6．一个超级惊险项目——18米长悬崖秋千惊现重庆某公园!小明被缆绳拉到6层楼的高度，释放后自由摆动冲向峡谷（如图所示），伴随着人们的惊呼声，秋千越荡越低。

下列有关说法中正确的是（）A．秋千荡回来经过最低点时，小明的机械能最大B．整个过程小明的动能与重力势能之和不变C．秋千荡到最高点时，小明的动能为零D．在向下摆的过程中，小明的重力势能全部转化为动能【答案】C【解析】【详解】A．机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，所以秋千第一次在最高点时，机械能最大，A错误；B．机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，整个过程小明的动能与重力势能之和变小，B错误；C．秋千荡到最高点时，秋千速度为0，所以小明的动能为零，C正确；D．在向下摆的过程中，小明的重力势能绝大部分转化为动能，D错误。

故选C。

7．小明用弹簧测力计拉动木块，使它沿同一水平木板滑动，如图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像．下列说法正确的是A．木块两次具有的动能一样大B．两次拉力对木块做的功一样多C．木块第一次受到的拉力较大D．第一次拉力对木块做功的功率较大【答案】D【解析】【详解】A．由图知，第一次物体的速度较大，第一次物体的动能较大，故A错误；B．从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，由W=Fs可知，但是在没有指出是相同时间内，因此不能比较二者做功多少，故B错误；C．由A分析知，木块两次受到的拉力相等，故C错误；D．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，由功率的变形公式P=Fv可知，力F相同，第一次速度v大，所以功率大，故D正确。

8．月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑,关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是( )A．陨石的质量B．陨石的撞击速度C．被撞处的硬度D．被撞处是否在阴影中【答案】D【解析】【分析】【详解】A．陨石的质量越大，在速度相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑就会越大，因此这一猜测合理，故A不符合题意；B．陨石的撞击速度越大，在质量相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会越大，因此这一猜测合理，故B不符合题意；C．被撞处的硬度越大，越不容易形变，相反，被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此这一猜想合理，故C不符合题意；D．被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此这一猜测不合理，故D符合题意；故选D。

9．如左图所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，其推力大小随时间变化的图像（F-t图像）和物体速度大小随时间变化的图像（v-t图像）分别如图所示，下列说法正确的是（）A．当t=1s时，物体处于静止状态，摩擦力为0NB．当t=3s时，物体受到的摩擦力是3NC．在匀速直线运动阶段，拉力F做的功是16JD．2~4s内，物体的机械能保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由v-t图像可知，0~2s时物体的速度大小为零，即t=1s时物体处于静止状态；此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；由F-t图像可知，t=1s时，F=1N，则此时的摩擦力==f F1N故A错误；B．由v-t图像可知，4~6s时，物体匀速运动；由F-t图像可知，此时的推力F′=2N；由于摩擦力与推力F是一对平衡力，所以此时的摩擦力f F'='=2N2~4s内，物体做加速运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变（与匀速运动时的摩擦力大小相等），仍为2N，故B错误；C．在4~6s时，物体匀速运动，通过的路程s vt==⨯=4m/s2s8m拉力F做的功='=⨯=2N8m16JW F s故C正确；D．2~4s内，物体做加速运动，速度增加，动能增加，高度不变，重力势能不变，则物体的机械能增加，故D错误。

故选C。

10．如图所示，小明水平向右推放在水平地面上的箱子，但没有推动，下列说法正确的是()A．箱子虽然没有被推动，但小明对箱子做了功B．箱子没有被推动是因为推力小于摩擦力C．箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是一对平衡力D．箱子没有被推动，选择的参照物是地面【答案】D【解析】【分析】【详解】A．箱子没有被推动，有力但没有距离，小明对箱子不做功，故A错误；B．箱子没有被推动处于静止状态，受到的是平衡力，推力等于摩擦力，故B错误；C．箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C 错误；D．箱子没有被推动，相对于地面的位置没有改变，选择的参照物是地面，故D正确；故选D。

11．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体 A 相对于地面静止，物体 B 以 0.1m/s 的速度在物体 A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。

下列说法错误的是（）A．F2的功率为 0.6W B．弹簧测力计读数为 9NC．地面对物体 A 的摩擦力为 2N D．如果增大F2，物体 A 可能向左运动【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由图知，水平使用滑轮组，对于物体B来说n=2，拉力端移动速度220.1m/s0.2m/sv v==⨯=物拉力F2做功功率223N0.2m/s0.6WP F v==⨯=故A正确，不符合题意；B ．不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，对于弹簧测力计来说是3股，所以弹簧测力计的示数2333N 9N F F ==⨯=故B 正确，不符合题意；C ．对于物体A ，受到的力：B 向左的摩擦力2223N 6N B f F ==⨯=向右的拉力F 1=4N ，因为A 静止，所以地面向右的摩擦力B 16N 4N 2N f f F =-=-=地故C 正确，不符合题意；D ．如果增大F 2，由于B 对A 压力的大小没变，接触面的粗糙程度没变，所以B 对A 的摩擦力不变，此时物体 A 相对于地面仍然静止，故D 错误，符合题意。