中考物理功和机械能专项训练及答案及解析

一、功和机械能选择题

1．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．

2．下列事例中，有力对物体做功的是

A．小明背着书包在水平路面上前进B．跳水运动员从跳台跳下

C．举重运动员举起杠铃停在空中不动D．足球被踢出后在草地上滚动【答案】B

【解析】

A、背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，不符合题意；

B、跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，符合题意．

C、举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，不符合题意．

D、足球在光滑水平面上，依靠的是足球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，不符合题意．

故选B．

3．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。

4．如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（）

A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左

B．乒乓球弹跳时机械能守恒

C．乒乓球运动过程中重力势能一直减小

D．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能

【答案】D

【解析】

【详解】

乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化．由于球与地面碰撞时有能量损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小．小球向上运动时，动能转化为重力势能；下降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意．乒乓球在向上运动时，重力势能增大，下降时重力势能减小，C 选项不符合题意，D选项符合题意．

5．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

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．

6．如图所示，用滑轮组在4s内将重为140N的物体匀速提升2m，若动滑轮重10N，石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是

A．拉力F为75N

B．绳子自由端向上移动了4m

C．滑轮组的机械效率约为93.3%

D．提升200N重物时，滑轮组机械效率不变【答案】C

【解析】

【详解】

A．由图可知，n=3，不计摩擦及绳重，拉力：

F=1

（G+G动）=

×（140N+10N）=50N，故A错误；

B．则绳端移动的距离：s=3h=3×2m=6m，故B错误；C．拉力做功：W总=Fs=50N×6m=300J，

有用功：W有用=Gh=140N×2m=280J，

滑轮组的机械效率：η=W

有用

总

×100%=

280J

300J

×100%≈93.3%，故C正确。

D．提升200N重物时，重物重力增加，据η=W

有用

总

Gh G h

动

G G

动

可知滑轮组机

械效率变大，故D错误。

7．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

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。

8．如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，

上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）

A．1s B．2s C．3 s D．4s

【答案】B

【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉

力所做的功为，再利用求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：

；，则，因此拉力F做

功：，所用时间为。

故选：B。

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

9．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；

10．下列实例中，有力对物体做功的是

A．跳水运动员从跳台跳下

B．小球在光滑水平面上滚动

C．背着书包在水平路面上前进

D．举重运动员举起杠铃停在空中

【答案】A

【解析】

【分析】

做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断．

【详解】

A．跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，故A符合题意．

B．小球在光滑水平面上滚动，依靠的是小球的惯性，小球水平方向上虽然移动了距离，但是水平方向上没有力的作用，没有力做功，故B不符合题意．

C．背着书包在水平路面上前进，人给书包一个向上的力，书包向上没有移动距离，该力对书包没有做功，故C不符合题意．

D．举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，该力对杠铃没有做功，故D不符合题意．

故选A．

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

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，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．

13．骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（）A．缩短上坡过程中所走的路程B．减少上坡过程中所做的功

C．减小上坡过程中所施加的力D．缩短上坡过程中所用的时间

【答案】C

【解析】

【详解】

A．上坡时，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，A不符合题意．B．使用任何机械都不省功，B不符合题意．

C．上坡时，走S形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力．C 符合题意．

D．速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长．D不符合题意．

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．举重是我国的优势体育项目．一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示．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＝W2、P1＝P2B．W1＞W2、P1＝P2C．W1＞W2、P1＞P2D．W1＜W2、P1＜P2【答案】C

【解析】

【详解】

由题知身高170cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同，

身高170cm的运动员比身高160cm的运动员将杠铃举得高，

根据W=Gh可知，W1＞W2；

因为两运动员举起杠铃的时间相同，

根据P=W

可知，P1＞P2．所以ABD错误，C正确．

故选C．

【点睛】

本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用，能分析出高个运动员举起的高度大是本题的突破口．

16．将地面上的一本物理课本捡起来放到课桌上，对物理课本所做的功最接近

A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J

【答案】C

【解析】

一本物理课本的质量m=200g=0.2kg，

G=mg=0.2kg×10N/kg=2N，

课桌高度约为1m，

人对课本做的功：W=Gh=2N×1m=2J．

故选C．

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②

B ．只有②和③

C ．只有①和④

D ．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．小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动．他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 N ，再将台秤移至电梯内，电梯从t =0时由静止开始向下运动到t =11 s 时停止，测得台秤对自己的支持力F 随时间t 变化的图象如图所示，则

A ．0~2 s 的过程中，小明的动能不变

B ．2 s~10 s 的过程中，小明的重力势能转化为动能

C．10 s~11 s的过程中，小明的机械能不断减小

D．0~11 s的过程中，小明的机械能不断增大

【答案】C

【解析】

【详解】

A．0～2s的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A错误；

B．2s～10s的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B错误；C．10s～11s的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，C正确；

D．0～11s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D 错误；

故选C．

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，下列表示木块的重力势能E p，木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中，可能正确的是（）

A．B．C．D．

【答案】B

【解析】

【详解】

A．当容器内的水流出后，木块的质量不变，高度减小，则木块的重力势能减小，当水不再流出时，木块的重力势能不变，即木块的重力势能先变小后不变，故A错误；

B．根据图示可知，当水位在一定高度时，木块处于漂浮状态，即浮力等于重力；当水位下降到一定高度时，木块对容器底有压力，浮力小于重力；由于木块的重力不变，则木块受到浮力先不变后减小；故B正确；

C．根据图示可知，在容器内水流出的过程中，并且当水位在一定高度时，木块下表面处水的深度不变，由p＝ρgh可知，木块下表面处的压强不变，即木块下表面受到水的压强不变；故C错误；

D．因为液体压强随深度的增加而增大，控制阀门，使容器中相同时间内流出的水量相

等，因此相同时间内，容器对桌面减小的压力相同，由

可得，容器对桌面的压强p2