中考物理功和机械能练习题及答案

中考物理功和机械能练习题及答案
一、功和机械能选择题
1．两名运动员，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．
2．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。

3．下列事例中，有力对物体做功的是
A．小明背着书包在水平路面上前进B．跳水运动员从跳台跳下
C．举重运动员举起杠铃停在空中不动D．足球被踢出后在草地上滚动【答案】B
【解析】
A、背着书包在水平路面上前进，移动的方向和受力方向垂直，在力的方向上没有移动距离，不做功，不符合题意；
B、跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，符合题意．
C、举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，没有力做功，不符合题意．
D、足球在光滑水平面上，依靠的是足球的惯性，水平方向上虽然移动了距离，但是没有力的作用，不做功，不符合题意．
故选B．
4．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它做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功
C．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功
D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功
【答案】C
【解析】
【详解】
A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力的作用，所以对铅球不做功，故A错误．
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功．故B错误．
C．用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功．故C正确．
D．书静止在水平桌面上，书受到支持力的作用但没有在力的方向上通过距离，所以支持力没有做功，故D错误．
故答案为C．
【点睛】
做功的两个必要因素：1）作用在物体上的力；2）物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可．
5．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。

6．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。

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75N
B．绳子自由端向上移动了4m
C．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=1
3
（G+G动）=
1
3
×（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．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,v 1<v 2，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.
9．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ）
A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【答案】A
【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据η ＝
W W 有总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越
少，机械效率越高。

而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W 1<W 2,η1>η2.故选C.
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．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。

t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2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t 2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F 0.
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，t 1到t 2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F 0=f ，故C 错误。

12．平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程比为3 ：2，则甲与乙（ ） A ．牵引力做功之比为2 ：3 B ．牵引力做功之比为3 ：2 C ．牵引力的功率之比为1 ：1 D ．汽车所受的阻力之比为3 ：2 【答案】B 【解析】 【详解】
解答：做功之比112232W Fs W Fs ＝＝ 功率之比
1
1122232W P W t W P W t
＝＝＝ 牵引力相等，匀速行驶，所以阻力相等，则阻力之比为1:1． 故选B ．
13．下列实例中，有力对物体做功的是 A ．跳水运动员从跳台跳下 B ．小球在光滑水平面上滚动 C ．背着书包在水平路面上前进 D ．举重运动员举起杠铃停在空中 【答案】A 【解析】 【分析】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断． 【详解】
A ．跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，故A 符合题意．
B ．小球在光滑水平面上滚动，依靠的是小球的惯性，小球水平方向上虽然移动了距离，但是水平方向上没有力的作用，没有力做功，故B 不符合题意．
C．背着书包在水平路面上前进，人给书包一个向上的力，书包向上没有移动距离，该力对书包没有做功，故C不符合题意．
D．举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，该力对杠铃没有做功，故D不符合题意．
故选A．
14．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（）
A．不变B．变小C．变大D．先变大后变小【答案】C
【解析】
【详解】
在杠杆缓慢由A到B的过程中，力F始终与杠杆垂直，所以动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂l却逐渐增大；由杠杆的平衡条件知：F•OA=G•l，当OA、G不变时，l越大，那么F越大；因此拉力F在这个过程中逐渐变大．C符合题意，选项ABD不符合题意．
15．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①B．只有①②C．只有①②③D．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。

16．如图所示，小车和弹簧放在光滑的水平面上，用手将小车推出后，小车向左运动。

当弹簧右端被小车压至A处时，小车速度为零。

小车向左运动的过程中
A．小车一直减速 B．小车先加速后匀速 C．小车的动能先不变后减小 D．小车的机械能不变
【答案】C
【解析】
水平面光滑，不受摩擦力，当A向左运动未接触弹簧时，将做匀速直线运动，小车动能不变；当物体A与弹簧接触后，受向右的弹力作用，速度将减小，动能减小，故C正确，ABD错误。

点睛：当物体受平衡力或不受力，运动状态不变；若物体受合力方向与运动方向相反，物体将做减速运动．
17．如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的s-t关系图象如图乙所示．两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是（）
A．F1>F2，P1>P2B．F1=F2，P1>P2C．F1>F2，P1=P2D．F1<F2，P1<P2
【答案】B
【解析】
【详解】
由图乙可知两次情况下，木块作匀速直线运动，所以拉力和摩擦力是一对平衡力，即F= f．因运动过程中所受摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，木块运动过程中压力和接触面粗糙程度不变，所以两次情况下摩擦力不变，即拉力F1＝F2，由图乙可知v1>v2，因为拉力功率P=Fv，F1＝F2，所以P1＞P2，故B符合题意．
18．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 。

19．如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。

则下列说法中不正确
．．．的是：
A．该过程中做的有用功为9J
B．这个斜面的机械效率为60%
C．物体所受到的摩擦力是5N
D．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）根据公式W=Gh求拉力做的有用功；
（2）根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力；
（4）提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。

【详解】
A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正确，不符合题意；
B、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率，故B正确，不符合题意；
C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J，由W额=fs得摩擦力
，故C错误，符合题意；
D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。

故选C。

【点睛】
本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。

20．跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有
A．重力势能减少，动能增加，机械能不变
B．重力势能增加，动能减少，机械能不变
C．重力势能减少，动能不变，机械能减少
D．重力势能增加，动能不变，机械能增加
【答案】C
【解析】解：（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变．
（2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小．（3）动能不变，重力势能减小，机械能减小．
故选C．。