中考物理培优(含解析)之功和机械能问题附答案

一、初中物理功和机械能问题1．如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（）A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功C．在c到d的过程中，没有力对铅球做功D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】C【解析】【分析】【详解】图中从a到b过程中，运动员对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过距离，故运动员对铅球做了功，A说法正确；从b到c过程中，铅球虽然运动了一段距离，但运动员对铅球没有施加力的作用，故运动员对铅球没有做功，B说法正确；从c到d的过程中，铅球受到重力的作用，铅球在重力方向上通过一段距离，故重力对铅球做功，C说法错误；从a 到d的过程中，铅球的运动方向随时改变，故铅球的运动状态在不断改变，D说法正确；答案选C．2．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 F==1N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 F2N2~4s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==⨯=4m/s2s8ms vt拉力F做的功W F s='=⨯=2N8m16J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。

3．举重是我国的优势体育项目，如图所示，运动员需将杠铃举过头顶，等到裁判判定站稳之后才能算成绩有效。

在抓举时，两位运动员用相同时间把同样重的杠铃举起，一位运动员将杠铃举起1.9m，另一位运动员将杠铃举起1.8m。

如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是（）A．W1 < W2B．W1 > W2C．P1 = P2D．P1 < P2【答案】B【解析】【分析】【详解】=可得，他们把同样重的杠铃举起，克服杠铃的重力做功，对杠铃所做的AB．根据W Gh功只与被举高的高度有关，高度越大，做功越多，即W1 > W2。

故A错误，B正确；CD．他们用相同时间把同样重的杠铃举起，相同的时间内，做的功越多，功率越大。

由上可知W1 > W2，所以P1 > P2。

故CD错误。

故选B。

4．将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。

它的部分运动轨迹如图所示．下列说法正确的是A．皮球经过同一高度A、B两点时，动能相等B．皮球第一次反弹后到达最高点P时，动能为零C．皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能D．若将皮球表面涂黑，则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同则重力势能相同，所以在A点的动能大于在B点的动能；故A错误。

B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。

小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，动能不为零；故B错误。

C．每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。

在C点在在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能；故C错误。

D．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。

在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零，又因为小球在M点机械能大于N点机械能，故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑；故D正确。

5．跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为 50 kg，每次跳起高度约为 6 cm（人整体上升，如图所示），一分钟跳 100 次，下列说法正确的是（）A．向上起跳过程中小明的动能持续增大B．下落过程中小明的重力势能保持不变C．小明跳一次克服重力做功约 3J D．小明在这一分钟内跳绳的功率约为 50W 【答案】D【解析】【详解】A. 向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故A错误；B. 下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故B错误；C. 小明的重力为：G=mg=50kg×10N/kg=500N，小明跳一次克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J，故C错误；D. 小明在这一分钟内跳绳的功率：P=Wt总=30J10060s⨯=50W，故D正确。

故选D。

6．下列关于做功和功率的说法中正确的是（）A．有力作用在物体上，力一定对物体做功B．物体对外做功越多，功率就越大C．在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，功率为零D．物体受到的作用力越大，力对物体做功就越多【答案】C【解析】【分析】【详解】A．有力作用在物体上，没有通过距离，力对物体没有做功，故A错误；B．根据WPt=可知，功率大小同时跟做功多少和做功时间有关，因此做功越多，功率不一定越大，故B错误；C．在光滑的水平面上，物体依靠物体的惯性做匀速直线运动，水平方向上没有受到力的作用，没有力对物体做功，因此功率为零，故C正确；D．力对物体做功大小W Fs=，做功多少同时跟力的大小和在力的方向上通过的距离有关，故D错误。

故选C。

7．下列估测最接近实际的是（）A．中学生的正常体温约为38.6℃B．中学生站立在地面上对地面的压强大约为103PaC．中学生游泳时受到的浮力大约是50ND．中学生从一楼走到五楼做的功大约6×103J【答案】D【解析】【分析】此题考查对生活中常见物体物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，必要时进行相应的计算，找出符合实际的选项。

【详解】A ．人的正常体温在37℃左右，变化幅度很小，故A 不符合实际；B ．一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm 2，即0.02m 2，中学生的体重大约为50kg ，则其对地面的压强4250kg 10N/kg 1.2510Pa 0.02m 2F G mg p S S S ⨯=====⨯⨯ 故B 不符合实际； C ．中学生的体重在500N 左右，游泳时接近漂浮状态，受到的浮力与重力相等，约500N ，故C 不符合实际；D ．中学生的体重在500N 左右，一楼到五楼的高度约12m ，中学生从一楼走到五楼所做的功约为3500N 12m 610J W Gh ==⨯=⨯故D 符合实际。

故选D 。

8．李明同学，一次缓慢地从一楼走上五楼，另一次则急促地跑上去，下列说法正确的是（ ）A ．两次做的有用功相同，功率不同B ．两次做的有用功和功率都相同C ．两次做的有用功不同，功率相同D ．条件不足，无法判断【答案】A【解析】【详解】李明同学的体重不变，上楼的高度不变，根据公式W Gh ＝可知两次上楼过程所做的有用功相等；缓慢走上去用的时间比跑上去用的时间多，且前后做的功相等；根据公式W P t=可知，走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。

故选A 。

9．炎热的夏天海口，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在水平马路匀速行驶过程中，以下说法正确的是（ ）A ．动能减少，机械能不变B ．动能不变，机械能减少C ．动能减少，机械能减少D ．动能增大，机械能增大【答案】C【解析】【分析】动能大小跟质量、速度有关；质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；重力势能大跟质量、高度有关；质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大；机械能=动能+势能。

【详解】洒水车在平直的马路上匀速行驶，在工作的过程中，洒水车的质量不断减小，速度不变，动能变小，重力势能变小，则洒水车的机械能变小。

故选C。

10．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。

11．下例各情况中，关于做功的说法错误的是A．某同学用力将石块向前移动一点，他推石块的力做了功B．人推着小车沿斜面进入车厢，她推车的力做了功C．人头顶物体在水平地面上匀速前进，她顶物体的力做了功D．某同学从滑梯上滑下，重力做了功【答案】C【解析】【分析】【详解】A．某同学用力将石块向前移动一点，有力作用在石块上，石块在力的方向上通过了距离，所以他推石块的力做了功，故A正确不符合题意；B．人推着小车沿斜面进入车厢，有力作用在小车上，小车在力的方向上通过了距离，所以他推小车的力做了功，故B正确不符合题意；C．人头顶物体在水平地面上匀速前进，力的方向向上，距离的方向向前，二者相互垂直，所以她顶物体的力不做功，故C错误符合题意；D．某同学从滑梯上滑下，在重力的方向的通过了距离，所以重力对人做了功，故D正确不符合题意．12．如图中甲图所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它先后两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，乙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．两次木块运动的速度相同B．木块第一次受到的摩擦力较大C．两次拉力对木块做的功一样多D．两次拉力对木块做功的功率一样大【答案】C【解析】【分析】【详解】A．两次木块运动相同的距离，第2次所用时间比第1次长，两次木块运动的速度不相同，A选项说法不正确；B．摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动中压力大小和接触面的粗糙程度相同，所以摩擦力相同，B选项说法不正确；C．木块两次沿水平木板匀速滑动相同的距离，两次滑动中水平方向所受到的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，因摩擦力大小相等，两次的拉力相等，由W=Fs 可得两次拉力对木块做的功一样多，C 选项说法正确；D ．由图可见两次滑动距离相同，所用时间不同，由W p t =得两次拉力对木块做功的功率不一样大，D 选项说法不正确；故选C ．13．一位初中生用30s 从坡底爬上了9m 高的山坡．他爬坡时的功率与下列哪一个最接近( )A ．几瓦B ．十几瓦C ．一百多瓦D ．一千多瓦【答案】C【解析】【分析】【详解】中学生的质量约50kg ，体重约500N 左右，山坡的高度为9m ．登楼的功率： 500N 9m 150W 30sW Gh P t t ⨯====， 可见，他爬坡时的功率与C 选项最接近；故选C 。