【物理】聊城市物理功和机械能单元综合练习题及答案

【物理】聊城市物理功和机械能单元综合练习题及答案
一、选择题
1．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多B．甲升降机的电动机做的额外功较多
C．甲升降机的电动机做的总功较少D．乙升降机的电动机做的总功较少
【答案】C
【解析】
【详解】
A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误；
BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确．
2．如图所示，用沿斜面向上不同的力，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A，己知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2。

则：[ ]。

A．W1＞W2，P1＞P2；
B．W1＞W2，P1＜P2；
C．W1=W2，P1＜P2；
D．W1=W2，P1=P2。

【答案】C
【解析】
【详解】
根据题意知道，斜面光滑说明摩擦力为0，所以，使用任何机械都不省功，故拉力在两斜面上做功相同，即W1 =W2，又因为AB＞AC，且速度相同，由v=s/t知道，运动时间是t1＞t2；由P=W/t知道，拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大，即P1＜P2，综上所述，只有C正确，故选C。

3．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．
4．体重相同的小明和小华进行搬砖比赛，他们分别将20块相同的砖从同一栋楼的一楼搬到三楼，小明两次搬完，小华三次搬完，比较他们在此过程中所做总功和功率，下列说法正确的是
A ．他们做功一样多
B ．小明做功多一些
C ．小华做功多一些
D ．小明的功率大一些 【答案】C
【解析】
【详解】
由于砖的重力相等，楼层高度相等，根据22220m /801600s v t s s m ==⨯=可知，小明和小华克服砖的重力所做的功相等；小明和小华的体重相等，楼层高度相等，小明两次搬完，小华三次搬完，所以在搬砖的过程中，小华克服自身重力所做的功多；小华所做总功比小明所做的总功多，由于无法比较小明和小华做功时间的多少，根据W P t
=
可知，无法比较小明和小华的功率大小；故C 符合题意．
5．如图，在同样的水平面上，两人分别去推静止在水平面上重100N 的同一课桌．小芳用10N 的水平推力，课桌沿水平面以2m/s 做匀速直线运动；小明用20N 的水平推力，课桌在水平面上也做直线运动．则下列说法正确的是
A ．小芳推课桌时，推力做功的功率为20W
B．小明推课桌时，课桌所受的摩擦力大小为20N
C．小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小为100N
D．小明推课桌时，课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动
【答案】A
【解析】
小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动，则小芳推课桌时，推力做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W，故A正确．
根据小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动可知，课桌处于平衡状态，受平衡力的作用，课桌所受摩擦力的大小和推力相等，即f=F=10N；小明推课桌时，课桌对地面的压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力大小不变，仍为10N，故B错误．小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为10N，故C错误．
小明推课桌时，推力大于摩擦力，课桌做加速运动，故D错误．
答案为A．
6．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．①②③B．②③④C．①③D．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。

7．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。

8．古代战争中，军队用投石车投出巨石攻击城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是
A ．巨石在上升过程中动能不断增大
B ．巨石在最高点时动能为零
C ．巨石在下降过程中动能转化为重力势能
D ．巨石在下降过程中重力势能不断减小
【答案】D
【解析】
A 、巨石运动过程中，上升阶段，速度减小，动能减小；故A 错误；
B 、巨石在最高点时仍保持一定的速度运动，动能不为零；故B 错误；CD 、巨石下落过程速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能；故
C 错误，
D 正确．故选D ．
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。

10．一高尔夫球以二百公里的时速水平撞击钢板，图为球撞击过程中的三个状态，其中甲是刚要撞击的时刻，乙是球的形变最大的时刻，丙是刚撞击完的时刻，已知撞击时间非常短，若忽略球的机械能损失，则（）
A．球在甲、丙两个时刻的动能相等
B．球在甲时刻的动能较丙时刻的大
C．球在甲时刻的动能较丙时刻的小
D．条件不足，无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小
【答案】B
【解析】
【详解】
由题意可知，忽略球的机械能损失，高尔夫球的机械能守恒；甲是刚要撞击的时刻，此时的甲具有动能，不具有弹性势能；丙是刚撞击完的时刻，此时高尔夫球发生了形变，高尔夫球的弹性势能转化动能，弹性势能减小，动能增加，故球在甲、丙两个时刻的动能不相等，球在甲时刻的动能较丙时刻的大，故B正确，ACD错误．
11．在20N的水平拉力F作用下，沿水平地面以2 m /s的速度匀速运动10 m。

撤去水平拉力后。

该物体又向前运动了1.5 m后停了下来。

则下列说法正确的是
A．物体受到的重力和它对地面的压力是一对相互作用力
B．撤去拉力后，物体又向前运动了 1.5 m是受到惯性力的作用
C．物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力是一对平衡力
D．拉力做的功为230J
【答案】C
【解析】
A. 物体受到的重力和它对地面的压力方向相同，不是一对相互作用力，故A错误；
B. 物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，一切物体都有惯性，惯性是一种性质，不能说物体受到惯性作用，故B错误；
C. 物体匀速运动时拉力与它受到的摩擦力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力，故C正确；
D. 拉力做的功为：W=Fs=20N⨯10m=200J，故D错误。

点睛：区分相互作用力和平衡力：一对相互作用力必须大小相等、方向相反、作用在同一
直线上、作用在不同的物体上；平衡力必须同时满足四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上。

12．非洲旱季，常用Hipporoller（中间有转轴的塑料桶）运水．如图所示，小华分别用背背、手抱、平拉、滚拉的方式运满桶水，在粗糙的程度相同的水平地面上匀速行走相同路程，她对满桶水做功最多的是（）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解析】
【分析】
物理学中规定，功等于力跟物体在力的方向上移动距离的乘积．先判断力的大小、物体在力的方向上移动的距离相同，利用功的公式W＝Fs分析判断．
【详解】
由图可知，AB中小华是用背背、用手抱，此时力的方向向上，桶是在水平方向上移动的距离，即沿向上的方向没有移动距离，因此不做功；
C中滑动摩擦力大于D中的滚动摩擦力，所以C中拉力大于D中拉力，由于所移动的距离s 相同，由W=Fs可知C做功最多，故ABD不合题意，C符合题意．
【点睛】
本题考查影响物体做功大小的因素（力的大小和物体在力的方向上移动距离）．
13．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦
力，仅有动能和势能互相转化．则
A．小球在A处的动能等于在D处的动能
B．小球在A处的动能大于在D处的动能
C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】
AB．根据题意，小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化，所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小．观察图象，发现小球在A处比在D处所处的高度较高，具有的重力势能较大，所以小球在A处具有的动能较小，故A、B选项都不正确．
CD．根据题意“小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化”，所以在整个过程中没有能量的损耗，动能和势能的总和即机械能是不会减少的，小球在各处的机械能都是相等的，故D正确，C不正确．
14．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<F甲，故A不正确。

B. F甲与F乙做的功均为总功,由于W总甲＝W总乙,即F甲做的功等于F乙做的功，故B不正确；C. 由于W甲有＝W乙有,W总甲＝W总乙,根据
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．
15．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 ．
16．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．
17．一位初中生用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。

18．运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g=10N/kg.从第10s到第30这个过程中，人（包括装备）
A．动能一直在变大B．重力势能先变大后不变
C．机械能一直在变小D．重力势能一直在转化为动能
【答案】C
【解析】
【详解】
A．动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，因此动能也是先变大再不变再变小，故A选项错误，不符合题意；
B．重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能减小，故B选项错误，不符合题意；
C．在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，因此机械能减小，故C选项正确，符合题意；
D．由图像可知，有两段速度不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的情况，故D选项错误，不符合题意。

19．跳绳是中考体育项目，小强每跳起一次，克服重力做的功最接近（）
A．3J B．30J C．300J D．600J
【答案】B
【解析】小强同学每跳起一次，克服重力所做功：W=Gh=50kg×10N/kg×0.05m=25J，最接近于30J．
故选B．
20．关于滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是
A．下降过程中动能不变
B．最低点动能为零
C．上升过程中重力势能减小
D．最高点重力势能最大
【答案】D
【解析】
滚摆下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增加，动能增加，故A错误；滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故B错误；滚摆上升过程中，高度增加，重力势能增大，故C错误；滚摆到达高点时，高度最大，重力势能最大，故D正确．。