功和机械能检测试卷及答案

功和机械能检测试卷及答案一、选择题1．将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3．关于测力计和物体A的描述：①弹簧测力计的示数等于2N；②测力计对物体A的拉力做功的功率最大；③物体A的重力势能增加．图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是A．静止B．竖直向上匀速运动C．竖直向上匀速运动D．水平向右匀速运动【答案】C【解析】【分析】物体处于平衡状态时，受平衡力，据此判断弹簧测力计的示数；再根据运动速度的大小，判断做功的功率；同时根据重力势能的影响因素，判断重力势能的变化．【详解】①由题意可知，物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态，即平衡状态，因此，物体受到的是平衡力，则拉力与重力平衡，即弹簧测力计的示数都等于2N；②首先，做功必须包括力和力方向移动的距离两个要素，A选项中有力无距离，所以不做功；D选项中力与运动方向垂直，所以也不做功，因此，做功的只有BC；而BC中,v1<v2，由功率公式P=Fv可知，C选项中做功的功率最大；③选项AD中，物体的高度不变，所以重力势能不变；BC选项中物体的高度增大，所以物体A的重力势能增加。

综上所述，同时符合以上三条描述的只有C.故选C.2．如图所示，用一滑轮组在5s内将一重为200N的物体向上匀速提起2m，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦。

则A．物体上升的速度是2.5m/s B．拉力F大小为400NC．拉力F的功率为40W D．拉力F的功率为80W【答案】D【解析】【详解】A ．由s v t =得体的速度： 2m 0.4m s 5sh v t === 故A 项不符合题意；B ．图可知，绳子段数为2n =，不计动滑轮及绳自重，忽略摩擦，则拉力：11200N 100N 22F G ==⨯= 故B 项不符合题意；CD ．绳子自由端移动的速度：220.4m s 0.8m s v v ==⨯=绳物拉力F 的功率：100N 0.8m s 80W W Fs P Fv t t====⨯= 故C 项不符合题意，D 项符合题意。

3．有甲、乙两个完全相同的小球。

在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。

若不计空气阻力，下列说法正确的是A ．抛出时刻，甲球比乙球的动能小B ．抛出时刻，甲球比乙球的重力势能小C ．乙球上升过程中，重力势能转化为动能D ．甲球下落过程中，它的机械能保持不变【答案】D【解析】【详解】A ．抛出时刻，甲乙两球的速度大小相等，又因为甲乙是两个完全相同的小球，因此甲乙两球的质量相等，所以抛出时刻甲球和乙球的动能相等；故A 错误；B ．由题意可知，甲乙两球的质量相等，甲乙两个小球在同一高度抛出，所以抛出时刻甲球和乙球的重力势能相等；故B 错误；C ．乙球上升过程中，速度越来越小，高度越来越高，是动能转化为重力势能；故C 错误；D．甲球下落过程中，速度越来越大，高度越来越低，是重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以甲球下落过程中，它的机械能保持不变；故D正确。

4．如图所示，悬挂的电灯处于静止状态。

假如悬挂它的绳子突然断了，电灯将A．仍受平衡力 B．加速下落 C．匀速直线下落 D．动能变势能【答案】B【解析】【分析】物体如果受到力的作用，且受到的力不平衡，物体的运动状态就会发生改变；影响动能的因素：质量和速度；影响重力势能的因素：质量和高度。

【详解】悬挂的电灯处于静止状态，此时电灯受到重力和拉力的作用；若悬挂它的绳子突然断了，则电灯只受到重力的作用，会向下做加速运动，受非平衡力的作用，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能。

故选B。

【点睛】本题考查力和运动及机械能的题目，需要知道物体受到平衡力作用时，其运动状态不变，即处于静止状态或匀速直线运动状态。

5．阳光体育运动不仅锻炼了孩子们的身心，而且也让校园充满了欢声笑语．下面图与对应描述相符合的是（）A．甲图学生在跳绳的过程中，没有做功B．乙图学生跑步时，地对脚有力的作用C．丙图乒乓球在空中向前飞行时，仍受到球拍的作用力D．丁图拔河时尽量降低重心，可以减小脚与地面的摩擦力【答案】B【解析】【详解】A、甲图学生在跳绳的过程中，克服重力做功，故A错；B、乙图学生跑步时，脚对地施加了力，因为力的作用是相互的，地对脚有力的作用，故B正确；C、由于惯性丙图乒乓球在空中向前飞行，此时不再受球拍的作用力，故C错；D、丁图拔河时尽量降低重心，是为了提高稳度，不会减小脚与地面的摩擦力，故D错．故选B6．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．7．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75NB．绳子自由端向上移动了4mC．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 =13 （G +G 动）=13×（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 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 W 有用总=Gh Gh G h +动=G G G +动可知滑轮组机械效率变大，故D 错误。

8．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9．铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力的功率是一个重要问题．已知匀速行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f=kv 2；列车要提速，就必须研制出更大功率的机车．那么当列车分别以20m/s 和36km/h 的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比为A ．2：1B ．5：9C ．16：1D ．8：1【答案】D【解析】【分析】当机车匀速前进时，处于平衡状态，机车的牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件得到牵引力和阻力的关系，根据公式P=Fv得到机车牵引力的功率之比。

【详解】已知列车匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2，当列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件得到牵引力等于阻力，即F=f=kv2，功率公式P=Fv=kv3，当列车分别以20m/s和36km/h=10m/s的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比。

故选D。

10．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5×104JB ．A 下降过程中重力的功率为5×103WC ．A 的密度为1.6×103kg/m 3D ．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/kgF V g ρ⨯===⨯⨯浮水， 故A 的密度4333310N 1.510kg/m 10N/kg 2mm 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322m 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 2mF 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．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．13．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置，松手后，木块最终停止在图乙所示位置。