【专项习题】丹东中考物理功和机械能单元检测试卷(解析版)

【专项习题】丹东中考物理功和机械能单元检测试卷（解析版）
一、选择题
1．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。

2．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．
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．
3．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．
4．工人师傅利用如图所示的两种方式，将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。

F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB＝2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s。

不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是
A．甲乙两种方式都省一半的力
B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式的有用功是180J
D．乙方式F2的功率为3.6W
【答案】D
【解析】
（1）根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况；
（2）根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F 1的变化；
（3）根据W 有用=Gh 可求乙方式的有用功；
（4）根据公式P=Fv 求出乙方式F 2的功率。

【详解】
A 、甲图，F 1为动力，已知OB=2OA ，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F 1=150N ；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则211()(30060)12033
F G G N N N =+=⨯+=动，故A 错误； B 、甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F 1为150N 不变，故B 错误； C 、不计绳重和摩擦，乙方式的有用功为：W 有用=Gh=300N×0.5m150J ，故C 错误； D 、乙方式中F 2=120N ，绳子的自由端的速度为v 绳=0.01m/s×3=0.03m/s ，则乙方式F 2的功率为：221200.03/ 3.6F s W P F v N m s W t t
=
===⨯=绳绳，故D 正确。

故选D 。

5．扫地机器人是智能家用电器，正逐渐进人我们的家庭，如图是一款质量为1.5kg 集自动充电、清扫、吸尘的机器人，某次寻找充电电源过程中，在水平地面上2min 匀速行驶20m ，若机器人行驶过程的平均阻力为3N ，则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是
A ．300J ，2.5W
B ．60J ，0.5W
C ．60J ，30W
D ．360J ，3W 【答案】B
【解析】
【详解】
机器人这次行驶过程中克服阻力做的功：32060W fs N m J ==⨯=，故AD 错误；克服阻力做功的功率：600.5260W J P W t s
=
==⨯，故B 正确、C 错误。

故选：B 。

【点睛】
本题考查了做功公式和功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。

6．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N 的物体A ，使物体A 在4s 内匀速前进了4m ，物体A 受到地面的摩擦力f =300N ，所用拉力F =120N ，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是
A ．绳子自由端在4s 内移动了8m
B ．物体A 重力做功的功率为1000W
C ．物体A 克服摩擦力做的功为480J
D ．滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n =3，因此物体A 在4s 内匀速前进了4m ，则 绳子自由端在4s 内移动了s 绳子=3×4m=12m 。

故A 错误。

B ．物体在重力方向上没有做功，所以物体A 重力做功的功率为0，故B 错误。

C ．物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，故C 错误。

D ．由题可知：物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，拉力F 所做的总功W 总=Fs 绳子=120N×12m=1440J ，所以滑轮组的机械效率 00001200J 10010083.3%1440J
W W η=
⨯=⨯≈有用总， 故D 正确为答案。

7．如图所示，在粗糙程度相同的地面上，手推木块向右压缩弹簧；释放木块，木块沿水平地面向左运动；离开弹簧后，木块运动到某一位置停下．下列说法中正确的是
A ．木块在弹簧恢复原状过程中，所受弹力变大
B ．木块离开弹簧后，受到的滑动摩擦力变大
C ．木块离开弹簧后能继续运动，是因为它有惯性
D ．弹簧恢复原状过程中，弹性势能变大
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．木块向左运动过程中，弹簧变长，弹簧的形变逐渐减小，弹力逐渐变小，故A 错误；
B ．木块离开弹簧后，木块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变，摩擦力就是不变的，方向向左，故B 错误；
C ．木块离开弹簧后，不再受弹簧弹力的作用由于惯性可以继续前进，故C 正确；
D ．恢复原状时，弹性形变不断减小，弹性势能减小，故D 错误．
8．2017年春季，共享单车投向襄阳市场，为创建文明城市增加了一道亮丽的风景线．以
下关于自行车的说法正确的是（）
A．较宽的坐垫可以增大压强
B．轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦
C．骑车在水平路面上匀速行驶时机械能增大
D．快速骑车时，刹车后还会继续向前运动是因为人和车具有惯性
【答案】D
【解析】
【详解】
A．较宽的坐垫是为了在压力一定时，通过增大受力面积，从而减小压强，故A错误；B．自行车轮胎上的花纹是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦，故B错误；
C．骑车在水平路面上匀速行驶时，质量和速度都不变，则动能不变，高度不变，势能不变，则机械能不变，故C错误；
D．骑着自行车的人原来处于运动状态，刹车时，人和车由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动，所以不能立即停下来，故D正确．
9．跳伞运动员跳出飞机后,立即打开降落伞,下落过程中所受空气阻力随速度的增大而增大,直至与重力等大。

在整个下落过程中，运动员和降落伞的（）
A．重力势能不断减少,动能不断增加，机械能不变
B．重力势能不断减少,动能不断增加,机械能减少
C．重力势能不断减少,动能先增加然后保持不变,机械能减少
D．重力势能不断减少,动能先增加后减少,机械能不变
【答案】C
【解析】分析：动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
动能和势能总称为机械能。

解答：由于运动员在空中飞速下落，质量没发生变化，速度先逐渐增大后保持不变，故动能先增大后保持不变；在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能也是减小。

故选：C。

【点睛】该题考查了动能和重力势能大小的影响因素，机械能的变化可以从动能和势能的变化来判断，也可以从机械能和其它形式的能之间是否有转化进行判断。

10．两名运动员，甲比乙高，如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等，如图所示，则
A．甲做功较多，功率较小
B．甲做功较多，功率较大
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，乙的功率较大
【答案】B
【解析】
【分析】
相同质量的杠铃，根据G=mg可知重力相同，根据W=Gh分析做功大小，知道所用时间相同，根据功率的公式分析甲乙功率的大小关系．
【详解】
两人举起杠铃质量相同，根据G=mg得到杠铃的重力相同，举起的高度：h甲＞h乙，根据公
式W=Gh得到甲乙做功的关系W甲＞W乙，举起杠铃用的时间相同，根据
W
P
t
得到P甲
＞P乙．
故选B．
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
4333
310N 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．
12．一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是
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，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大
D ．爬相同的楼梯, 父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大
【答案】C
【解析】
（1）因为父亲的体重大小儿子的体重，两人上楼的高度相同，根据公式W=Gh 可知，父亲做的功多，故AB 正确．
（2）爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子做功比父亲少，儿子又比父亲用时间短，根据公式P=W t
可知，不能判断儿子的功率一定大，故C 错误．
（3）爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲比儿子做功多，时间又短，根据公式P=W t
可知，父亲的功率一定大，故D 正确．
故选C ．
13．下列关于功和能的说法正确的是（ ）
A ．被拉开的弹弓具有弹性势能
B ．用力推车而车未动，因为用了力所以推力做了功
C ．人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能减小，动能增大
D ．速度小的物体动能一定小
【答案】A
【解析】
【详解】
A ．被拉开的弹弓由于发生了弹性形变，所以具有弹性势能，故A 正确；
B ．用力推车而车未动，有力无距离，故推力不做功，故B 错；
C ．人造地球卫星从近地点向远地点运动时势能增大，动能减小，故C 错；
D ．动能的大小与物体的质量和速度都有关系，速度小的物体如果质量较大，动能也不一定小，故D 错．
14．一位初中生用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】
【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 30s
W Gh P t t ⨯=
===， 可见，他爬坡时的功率与C 选项最接近；
故选C 。

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．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A. 图示是一个定滑轮拉力F1＝G；
B. 根据勾股定理知h ＝
＝3m,图中为斜面,F 2×5m ＝G×3m,得到F 2＝0.6G ；C. 如图所示,由图可知，由杠杆平衡条件可得：F 3×L 2＝G×L G ,拉力F 3＝G×G ＝0.4G ；D. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n ＝3,拉力F 4＝G ；因此最小拉力是F 4；故选：D 。

点睛：由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F 1、F 4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F 2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F 3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。

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 345h 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．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＝1/2V0 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，t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，则有
P0=F0v0………①
t1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v0），牵引力F0减小为，所以………………..②
由①②可得，.
AD．由题，t1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t2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F0.
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。

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F1、F2拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是
A．F1＜F2， W1=W2，P1＞P2B．F1＞F2， W1＞W2， P1＞P2C．F1＜F2，W1＜W2， P1＜P2D．F1＜F2， W1=W2， P1＜P2
【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．甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛，他们做的功W 与时间t 的关系如图所示。

若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是
A ．甲
B ．乙
C ．丙
D ．丁
【答案】A
【解析】
【详解】 在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快。

由图像知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式W P t
=知，甲功率最大，做功最快。

故A 符合题意。