2020-2021全国各地中考模拟试卷物理分类：功和机械能问题综合题汇编

一、初中物理功和机械能问题
1．如图所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面a点自由滚下，分别经过图中b，c，d各位置，关于小球的动能、重力势能、机械能描述正确的是（）
A．小球的重力势能一直在减小
B．在d点的重力势能小于在c点的重力势能
C．从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能
D．从a到b小球速度越来越大，机械能越来越大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．小球从a到b的过程中，高度变小，重力势能减小，从b到c或d的过程，高度增大，重力势能增加，所以不同的过程重力势能的变化不同，故A错误；
B．c、d两点在同一高度，所以小球在这两点的重力势能相等，故B错误；
C．小球从b点到c点的过程中，动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故C 正确；
D．在伽利略理想实验中，机械能是守恒的，所以从a点到b点，小球的机械能不变，故D 错误。

故选C。

2．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法正确的是（）
A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
B．木块第1次受到的拉力较大
C．木块两次的动能一样多
D．两次拉力对木块做的功一样多
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡
力作用。

因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小不变，所以两次木块受到的拉力相等，故A 选项正确，B 选项错误；
C ．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故C 选项错误；
D ．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，故D 选项错误。

故选A 。

3．九年级的小黄同学一口气从一楼跑到四楼教室，所用时间为 30 s 。

他上楼过程克服自身重力做功的功率最接近（ ）
A ．1.5 W
B ．15 W
C ．150 W
D ．1500 W
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
一层楼的高度约为3m ，三层高度约为9m ，九年级的同学体重大约为50kg ，则克服自身重力所做的功约为
W =Gh =mgh =50kg ×10N/kg ×9m=4500J
克服重力做功的功率 4500J 150W 30s
W P t === 故ABD ，都不符合题意，C 符合题意。

故选C 。

4．小美用200N 的力将重10N 的足球踢出去15m 远，她对足球做的功是（ ） A ．3000J
B ．150J
C ．没有做功
D ．做了功，但无法确定做功多少
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
题中只告诉了该同学对足球的作用力大小为200N ，而没有说明足球在该力的作用下移动的距离（15m 是足球离开脚后运动的距离），她对足球做了功，但无法准确求出她对球所做的功，故A 、B 、C 不符合题意，D 符合题意。

故选D 。

5．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 。

6．在四川抗震救灾现场，一块水泥板质量为 0.5 t ，起重机在 5 s 内把它匀速提高 2m ， 此过程中（g =10N/kg ）（ ）
A ．起重机对水泥板所做的功为 1×104J
B ．起重机对水泥板所做的功为 1×103J
C ．起重机提升水泥板的功率为 2×102 W
D ．起重机提升水泥板的功率为 5×102 W
【答案】A
【解析】
【详解】
AB ．水泥板的质量 0.5t 500kg m ==
水泥板受到的重力
500kg 10N/kg 5000N G mg ==⨯=
起重机对水泥板所做的功
45000N 2m 110J W Gh ==⨯=⨯
故A 符合题意、B 不符合题意；
CD ．起重机对水泥板所做功功率
43110J 210W 5s
W P t ⨯===⨯ 故C 、D 不符合题意。

故选A 。

7．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。

为此，需要测量一些物理量。

下列物理量中必须测量的是( )
①五楼到一楼的高度H ； ②从一楼到达五楼所用的时间T ；
③每个同学的体重G ； ④四楼到五楼楼梯的长度L 。

A ．①②③
B ．②③④
C ．①③
D ．②③
【答案】D
【解析】
【详解】
由功率公式得
W GH
==
P
T T
学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。

故选D。

8．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。

9．关于能的概念，以下说法正确的是（）
A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以子弹具有能
B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，因为小球不能做功，所以小球不具有能C．甲物体比乙物体的速度大，则甲物体的动能一定比乙物体的动能大
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，则甲物体的势能一定比乙物体的势能大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A．在空中飞行的子弹，因为它能够做功，所以具有能，A正确；
B．悬吊着的小球，从竖直方向拉开一个角度后，尽管小球不能做功，但是它具有一定高
度，具有重力势能，B错误；
C．甲物体比乙物体的速度大，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小很多，那么甲物体的动能将会比乙物体的动能小，C错误；
D．甲物体的位置比乙物体的位置高，但是如果甲物体的质量比乙物体的质量小，那么甲物体的势能可能比乙物体的势能小，D错误。

故选A。

10．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．
11．如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功
A．都必须大于mgh
B．都不一定大于mgh
C．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh
D．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh
【答案】C
【解析】
【详解】
从起跳后至越过横杆的过程中，跨越式跳高时重心在横杆的上面，故跨越式跳高时运动员克服重力所做的功一定大于mgh，而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面，可以在横杆的下面，故其克服重力的功不一定大于mgh，也可以小于mgh，也可以等mgh
于，故ABD错误，C正确。

故选C。

12．如图甲所示，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象，下列说法正确的是（）
A．木块第一次做功较少B．木块第一次受到的摩擦力较大
C．木块第二次做功较快D．木块第二次的动能较小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图乙，两条图象都是过原点的直线，则木块在这两次拉力的作用下都是做匀速直线运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以，木块两次受到的摩擦力大小相等；同时因为木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力大小相等，所以，木块两次运动的拉力相等，由题意可知，两木块滑动相同的距离，根据W=Fs可知，两次拉力做的功相同，故AB错误；
C．因为两次拉力做的功相同，但由图乙知第二次做功的时间更长，根据
W
P
t
可得，
第二次的功率较小，即第二次做功较慢，故C错误；
D．物体的质量不变，但由图乙知运动相同的距离，第二次花的时间更长，所以第二次速度较小，因此木块第二次的动能较小，故D正确。

故选D。

13．某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（）
A．机械能一定不变，动能一定不变
B．机械能可能改变，动能一定不变
C．机械能可能改变，动能可能改变
D．机械能一定不变，动能可能改变
【答案】B
【解析】
【分析】
要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；要了解机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，重力势能与物体的质量和被举的高度有关。

【详解】
物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即或是静止状态或是匀速直线运动状态，由于其动能的大小与质量及运动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变大；同理若将砖匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B符合题意。

故选B。

14．两个质量相同的钩码，下端固定有纸带并穿过打点计时器，在拉力作用下两钩码分别同时从同一位置开始沿竖直向上方向运动，纸带上留下的点迹如图（a）所示，它们的s—t 图像如图（b）所示．则
A．甲的拉力大
B．甲的机械能小
C．乙的动能小
D．无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】
A．在图a中的甲、乙两图中，打点计时器打出的各点之间的距离是相同的，由此确定钩码在这两种情况下都是处于匀速直线运动状态，即平衡状态，所受的力一定是平衡力，此时的钩码只受两个力的作用：弹簧秤竖直向上的拉力和重力．根据二力平衡的条件可知这
两个力相等，即甲、乙的拉力都等于各自钩码的重力，由于钩码的质量相等，则重力相等，所以甲的拉力等于乙的拉力．故A不符合题意；
BCD．两个钩码的质量相同，由题意知，两个钩码上升的高度相同，由图(b)知，甲、乙上
升相同的高度，甲所用时间小于乙所用时间，根据v=s
t
可知，甲的速度大于乙的速度，所
以，甲的动能大于乙的动能，甲的势能等于乙的势能，机械能为动能和势能之和，所以，甲的机械能大于乙的机械能．故B不符合题意．C符合题意．D不符合题意．
15．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】
【分析】
【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．
16．如图所示，小明拉着小车匀速行走在水平路面上，下列说法正确的是（）
A．小明拉着小车匀速行走时，小明对小车没有做功
B．小车的重力与地面给小车的支持力不是一对平衡力
C．小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力是一对平衡力
D．地面给小明的摩擦力方向是向后的
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．小车在小明的拉力作用下，运动了一段距离，因此小明对小车做功了，故A错误；B．读图可知，小车受到小明的斜向上的拉力，小车的重力与地面给小车的支持力大小不相等，所以两者不是一对平衡力，故B正确；
C．读图可知，小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力没有作用在同一直线上，不属于平衡力，故C错误；
D．小明的脚对地面有一个向后的摩擦力，同时地面对脚一个向前的摩擦力，故D错误。

故选B。

17．物体只受一对平衡力作用时，对于它具有能的判断中正确的是（）
A．机械能一定不变B．重力势能可能减少
C．动能可能变小D．重力势能一定不变
【答案】B
【解析】
【分析】
首先要对物体在平衡力作用下是处于平衡状态中的哪一种要明确，然后再分析其机械能的变化情况。

【详解】
平衡状态有两种：静止状态、匀速直线运动状态；当物体处于静止状态时，物体的动能、势能都不变，所以机械能也不变；当物体在水平方向上做匀速直线运动时，其动能、势能都不变，即机械能不变；当物体在竖直方向上做匀速直线运动时，其动能不变，但其势能要发生变化，故机械能也随之变化；总之，物体在以上所处的这几种可能的运动状态下，势能与机械能的大小有两种可能：不变或变化；而动能只有一种情况：不变；综上分析，故选B。

【点睛】
本题考查物体在平衡力作用下的状态分析，要求学生一定要分类且考虑全面，本题容易出
现漏分析其中某种情况而导致错误。

18．农村建房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。

在一次提升建材的过程中，建筑工人用400N 的拉力，将重600N 的建材在10s 内匀速提高3m 。

不计绳重及摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A ．该滑轮的机械效率η=75%
B ．滑轮所做的有用功为1200J
C ．滑轮自身的重力为100N
D ．绳子自由端移动的距离大小为3m
【答案】A
【解析】
【详解】
AB ．滑轮所做的有用功为： W 有用=Gh =600N×3m=1800J ，
因为是动滑轮，所以拉力移动的距离是物体提高距离的2倍，即6m ，则拉力做的总功为：
W 总=Fs =400N×6m=2400J ，
所以动滑轮的机械效率为：
1800J ×100%=100%=75%2400J
W W η=
⨯有用总， 故A 正确，B 错误； C ．不计绳重及摩擦，则拉力为：
12
F G G =+动（）， 那么动滑轮的重为：
G 动=2F-G =2×400N-600N=200N ，
故C 错误；
D ．由图知，使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n =2，绳子自由端移动的距离为：
s=nh=2×3m=6m ，
故D 错误；
故选A 。

19．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t ＝0时刻，将一重为G ＝50N 的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。

通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图像如图乙所示，则
A．t1时刻小球的动能最大
B．t2时刻小球的动能最大
C．t2到t3时间内，小球的动能先增加后减少
D．t2到t3时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
【答案】D
【解析】
【详解】
A．t1时刻是小球与弹簧开始接触的时刻，此时小球向下加速运动，在弹力增大到等于重力之前小球一直加速，所以t1时刻小球速度不是最大，动能也不是最大。

故A错误。

B．t2时刻是指弹簧被压到最低点，此时小球速度为零，小球动能全部转化为弹簧的弹性势能。

所以t2时刻小球动能最小。

故B错误。

CD．t2到t3时间内是弹簧的弹性势能向小球动能转化的过程，t3时刻弹力为零即弹性势能为零，小球动能最大。

所以在t2到t3时间内，小球动能一直在增加，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能。

故C错误，D正确。

20．甲物体放在光滑的水平面上，乙物体放在粗糙的水平面上，它们分别在相等的水平力F作用下移动相等的距离s，那么，力F对两物体所做的功（）
A．甲较多B．乙较多C．相等D．无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
物体受力，且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。

【详解】
根据条件，物体受力相同，移动的距离相同，则力对物体做的功相同，故C正确。

故选C。