初三物理功和机械能单元测试题(含答案)

初三物理功和机械能单元测试题（含答案）
一、选择题
1．如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是
A．成年人步行速度约为1m/s B．一个中学生体重约为450N
C．用手托起两个鸡蛋的力约为0.1kg D．功和能的单位都是焦耳
【答案】C
【解析】
根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，故A正确，不符题意；中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg×10N/kg=500N，故B正确，不符题意；一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，故C错误，符合题意；功和能量的单位都是焦耳，故D正确，不符题意，故选C．
2．如图，小虎用水平向右的力推放在水平地面上的箱子，但没有推动，则此时（）
A．小虎的推力小于箱子受到的阻力
B．小虎的推力大于箱子受到的阻力
C．小虎对箱子做了功
D．小虎对箱子没有做功
【答案】D
【解析】
试题分析：（1）因为用水平力推静止在水平地面上的箱子，没有推动，所以箱子处于静止状态；在水平方向上所受的推力与摩擦阻力是一对平衡力，所以摩擦阻力等于推力，故AB 错误；
（2）根据做功的两个必要条件可知，箱子在力的方向上没有移动距离，所以小虎对箱子没有做功．故C错误，D正确；
故选D．
3．如图所示，甲、乙两物体沿竖直向上方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则（）
A ．甲的速度一定大于乙的速度
B ．甲的重力一定大于乙的重力
C ．拉力F 甲做的功一定大于拉力F 乙做的功
D ．拉力F 甲的功率一定大于拉力F 乙的功率
【答案】B
【解析】
试题分析：甲、乙受力情况相同，都受重力和拉力作用，二者都做匀速直线运动，受的力为平衡力，所以
，=8G F N =乙乙，G G >甲乙，B 对；速度大小与拉力无关，A 错；根据
W Fs =，不知道二者通过的距离，无法比较拉力所做的功，根据W P P Fv t
=
=或，不知道物体的运动时间或速度，也无法比较功率，C 、D 错．
考点：力和运动 功
4．如图，小聪用力将水平地面上的箱子拉走了；小明用力推箱子，但没有推动．下面关于做功的分析，正确的是
A ．小明、小聪都没有对箱子做功
B ．小明对箱子做了功，小聪对箱子没有做功
C ．小聪对箱子做了功，小明对箱子没有做功
D ．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功，小明在推箱子时，箱子的重力没有做功
【答案】C
【解析】
【详解】
根据做功的两个要素分析解答：
（1）小明用力推箱子，但箱子没有运动，只有力的作用，没有在力的方向上通过距离，所以他对箱子没有做功；
（2）小聪用力将箱子拉走了，在力的方向上通过了距离，因此她对箱子做了功，故AB 错误，C 正确；
（3）重力的方向是竖直向下的，箱子无论沿水平方向是否运动，箱子的重力都没有做功，故D 错误．
故选C ．
【点睛】
重点是做功的判断，要根据做功的两个要素进行判断，一要有力作用在物体上，二是物体在力的方向上通过一段距离，当力与物体运动方向垂直时，此力不做功．
5．跳板跳水运动有起跳、腾空、落水三个阶段，如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情
景，若不计空气阻力，下列说法不正确
．．．的是
A．运动员即将起跳时，跳板的弹性势能最大
B．腾空的过程，运动员的动能转化为重力势能
C．落水的过程，运动员的重力势能始终在增大
D．从腾空到落水的过程，运动员的动能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【分析】
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；
动能和势能统称为机械能．其在不计空气阻力时，机械能是守恒的．
【详解】
A、运动员在跳板上即将起跳时，跳板的形变最大，故此时的弹性势能最大，即弹性势能转化成了人的动能，故A正确；
B、运动员腾空时，质量不变，速度变小，则动能减小，但高度增加，所以重力势能增大，故是将动能转化为重力势能的过程，故B正确；
CD、运动员从腾空到落水的过程，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大；高度先增加，后减小，所以重力势能先变大，后变小，故C错误，D正确．
故选C．
6．如图所示的光滑轨道，BC为水平面，小球从A点静止释放运动到C点的过程中，小球的动能和重力势能的变化情况是（）
A．A到B小球的重力势能不变
B．A到B小球的动能减少
C．B到C小球的重力势能增大
D．B到C小球的动能不变
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图示可知，小球从A到B高度减小，重力势能减小，故A错；
B．小球从A到B速度变大，动能增大，故B错；
C．小球从B到C高度不变，重力势能不变，故C错；
D．由于平面是光滑的，小球不受摩擦力，所以小球在平面上是匀速直线运动，所以从B 到C的速度不变，动能不变，故D正确．
7．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
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．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，推力对铅球做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功
C．用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功
D．用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
【答案】C
【解析】
A. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，已经脱离手，所以推力对它不再做功，向前运动是因为惯性，故A错误；
B. 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力向上，而桶水平运动，所以拉力不做功，故B错误；
C. 用手从地面提起水桶，手的拉力向上，水桶向上运动，符合做功的条件，所以拉力做功，故C正确；
D. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，距离为零，所以不做功，故D错误．
选C．
点睛：重点是是否做功的判断，要牢记做功的两个要素，即力和距离，且距离必须是在力的作用下通过的距离．当距离为零时，用再大的力，做功也是零．
10．如图所示，一位女交警推老人沿水平人行横道过马路，关于此过程力对物体做功的判断，下列说法中正确的是
A．老人所受重力对老人做了功B．地面对轮椅的支持力对轮椅做了功
C．女交警对轮椅的推力对轮椅做了功D．老人对轮椅竖直向下的压力对轮椅做了功
【答案】C
【解析】
老人受到重力的作用，但在重力的方向上没有通过距离，所以老人所受重力没有做功，故A错误；轮椅受到了地面的支持力作用，但在支持力的方向上没有通过距离，所以支持力对轮椅没有做功，故B错误；女交警对轮椅的有一个推力，轮椅在推力的方向上通过了距离，故推力对轮椅做功，C正确；老人对轮椅有一个竖直向下的压力，但轮椅在压力的方向上没有通过距离，所以压力对轮椅没有做功，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/m 3 , 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/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．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F 1、F 2，功率分别为P 1、P 2，则它们的关系正确的是（ ）
A ．F 1＞F 2 P 1＞P 2
B ．F 1＜F 2 P 1＜P 2
C ．F 1=F 2 P 1＜P 2
D ．F 1=F 2 P 1＞P 2
【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F 1=F 2；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，P 1＞P 2，故选D ．
13．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体，已知滑轮重20N 、绳重和滑轮的摩擦力不计．则 （ ）
A ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＜η乙
B ．手的拉力：F 甲=F 乙； 机械效率：η甲=η乙
C ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＞η乙
D ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙
【答案】C
【解析】
【详解】
甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，G F =甲，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，12F G G =+乙动（），由题知，G 动=20N ＜G ，因此F F >甲乙。

如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W 有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由ηW W =有用
总 可知，定滑轮的机械效率高，所以ηη>甲乙，故C 正确为答
案，选项ABD 错误。

14．射箭时，拉开的弓弦能将箭射出，箭离开弓弦后还能继续飞行，小明根据这一现象得出了以下结论：①弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态：②弓弦的弹性势能转化为箭的动能； ③箭由于惯性作用仍能继续飞行；④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将处于静止状态，其中说法正确的是（ ）
A ．只有①
B ．只有①②
C ．只有①②③
D ．①②③④都正确
【答案】B
【解析】
【详解】
①弓弦对箭施加的力使箭由静止变为运动，改变了箭的运动状态，故①正确； ②箭射出时，弓弦的弹性形变程度变小，弹性势能减小；箭由静止变为运动，动能增大；所以，弓弦的弹性势能转化为箭的动能，故②正确；
③射出去的箭离开弓以后能够继续向前运动，是箭由于惯性仍然保持原来的运动状态；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能说由于惯性作用，故③错误； ④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将保持原来的运动状态，继续做匀速直线运动，故④错误；
综上分析可知，只有①②正确；故应选B 。

15．一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v ﹣t 图象如图所示，汽车在第10s 时已行驶了150m ，速度达到了20m/s ，随后匀速前进，若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N ，以下说法正确的是
A．在0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B．在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C．在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D．在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
【答案】C
【解析】
【详解】
A．根据图象可知，汽车在10～20s内做匀速运动，其速度为v2=20m/s，汽车在10～20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m，在0～20s内行驶的总路程
s=s1+s2=150m+200m=350m，则在0～20s内汽车的平均速度v=
350m
20s
s
t
==17.5m/s，故A
错误；
B．根据图象可知，在0～10s内，汽车做加速运动，牵引力大于阻力，即牵引力大于2000N，故B错误；
C．汽车在10～20s内做匀速运动，处于平衡状态，牵引力等于阻力，即F=f=2000N，则牵引力做的功：W2=Fs2=2000N×200m=4×105J，故C正确；
D．汽车在10～20s内牵引力做功的功率：P2=
5
2
410J
10s
W
t
⨯
==4×104W，故D错误．
16．掷实心球是某市的中考体育加试项目之一．掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）．则实心球（）
A．在a处重力势能最小
B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处机械能相等
D．在d处动能为零
【答案】C
【解析】
重力势能的大小与物体的质量，高度有关，由图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误；
球在最高点b 处时，在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B 错误； 不计空气阻力，则说明球在空中的机械能是守恒的，故在a 、b 、c 三处的机械能相等，C 正确为答案；
球达到d 点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D 错误；
17．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 。

18．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p 1和容器对桌面的压强p 2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F p S
=
可得，容器对桌面的压强p 2随时间均匀减小，故D 错误．
19．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
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.
20．在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其他球, 如图所示．以下说法正确的是（ ）
A ．手推动球杆前进时，手对球杆做了功
B ．在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对球做了功
C ．桌面对球的支持力做了功
D ．白球撞击黑球后没有静止;是因为人的手还在对白球做功
【答案】A
【解析】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A 正确；由于重力的方向与小球运动的方向垂直，所以，重力对小球不做功，故B 错误；桌面对球的支持力的方向与小球的运动方向垂直，所以，支持力对小球不做功，故C 错误；白球撞击黑球后没有静止，而是继续运动，是因为白球具有惯性，不是手对白球有力的作用，更不是对白球做功，故D 错误，故选A ．。