2022届初中物理做功与机械能经典大题例题.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届初中物理做功与机械能经典大题例题届初中物理做功与机械能经典大题例题 单选题 1、如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（）A到达A点时，小球的动能最大 B下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒 C到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力 D从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能 答案：B 解析：小球从下落到A点过程中，只受重力作用做加速运动，当与弹簧接触后，在A到B的过程中，弹力逐渐增大到与重力相等，则该过程中合力依然向下，小球加速运动，重力势能转化为动能和弹性势能，B到C过程中，弹力大于重力，合力向上，小球减速，直到C点速度减为零，合力不为零，重力和弹力不是平衡力，综合可知小球在 B点速度最大，则动能最大，高度一直降低，则重力势能减小，动能先增大后减小，整体机械能守恒。2 故选 B。2、下列四个实例中，机械能正在减小的是（）A空中加速上升的飞艇 B空中水平匀速飞行的飞机 C地面上蓄势待发的火箭 D高空中匀速下降的热气球 答案：D 解析：A空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故 A 不符合题意；B空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故 B 不符合题意；C地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故 C 不符合题意；D高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故 D 符合题意。故选 D。3、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）3 ABCD 答案：B 解析：A物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故 A 错误；B物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故 B 正确；C物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故 C 错误；D运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故 D 错误。故选 B。4、如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N 是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（）A小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能 B小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变 C小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功 D小球通过M、N两点时的速度大小相等 答案：C 解析：4 A由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故 A 错误；B小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故 B 错误；C小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故 C 正确；D由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故 D 错误。故选 C。5、上课铃响起时，小虎同学从教学楼的一楼跑到三楼，所用的时间为 15s他上楼的功率可能是 A100W B200W C400W D600W 答案：B 解析：估测小虎同学的体重和两层楼的高度，根据功率的公式=得到他上楼的功率 小虎同学的体重约 400N，一层楼高约 4m，从一楼跑到三楼有两层楼高约 8m；所用时间为 15s，克服自己重力做功的功率=400815 213 故选 B 小提示：本题考查功率的估测，解决本题的关键知道功率的计算公式以及学生重力和楼高的估测 6、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）5 ABCD 答案：B 解析：A物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故 A 错误；B物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故 B 正确；C物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故 C 错误；D运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故 D 错误。故选 B。7、如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（）A跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变 B短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变 6 C冰球在水平冰面滑动过程中，机械能保持不变 D冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性 答案：D 解析：A滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故 A 错误；B短道速滑运动员在转弯时，其运动方向是改变的，则运动状态是变化的，故 B 错误；C冰球在水平冰面滑动时，受到冰面的阻力，速度逐渐变小，质量保持不变，高度不变，那么动能变小，重力势能不变，所以机械能变小。故 C 错误；D掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态向前运动，故 D 正确。故选 D。8、如图所示，小刚对子弹击穿木板靶心前后，子弹能量变化的问题进行了思考，有以下四点看法，你认为他的看法中，正确的是（）动能减少，是因为有部分动能转化成内能 动能减少，是因为有部分动能转化成势能 动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功 动能减少，是因为子弹的机械能不变 7 ABCD 答案：A 解析：子弹击穿木板的过程中，子弹与木板存在摩擦，克服摩擦做功会使内能增大，所以是动能转化成内能，导致动能减少，重力势能不变，所以机械能减小了，所以正确的是。故选 A。9、2021 年 5 月，“天问一号 2 探测器成功在火星着陆，下列有关“天问一号”的说法错误的是（）A“天问一号”与地面控制中心联系是通过电磁波传递信息 B“天问一号”的太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能 C“天问一号”在着陆火星减速下降过程中机械能不变 D“天问一号”轨道修正需要发动机点火工作，说明力可以改变物体的运动状态 答案：C 解析：A电磁波可以在真空中传播，所以天问一号与地面控制中心联系是通过电磁波传递的信息，故 A 正确，A 不符合题意；B太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，故 B 正确，B 不符合题意；C天问一号在着陆火星减速下降过程中质量不变，速度变慢，所以动能减小，高度减小，所以重力势能减小，所以机械能减小，故 C 错误，C 符合题意；D“天问一号”轨道修正需要发动机点火工作，此时天问一号的运动方向的改变利用的是力可以改变物体的运动状态，故 D 正确，D 不符合题意。故选 C。10、开学返校途中，好学的小强对路上看到的现象进行思考，其中分析正确的是（）8 A货车匀速上坡时，车辆机械能不守恒 B小汽车在公路上匀速转弯时，车子受力平衡 C大货车安装很多轮了，可以增大受力面积从而增加地面之间的摩擦 D高速公路上车辆不能超速，是因为车辆超速后惯性变大不易停下 答案：A 解析：A货车匀速上坡时，速度、质量不变，高度增加，所以动能不变，重力势能变大，车辆机械能变大，故 A 正确；B小汽车在公路上匀速转弯时，运动的方向发生了变化，运动状态发生了改变，受非平衡力作用，故 B 错误；C摩擦力的大小与接触面积大小无关，增加轮胎数目是为了增大受力面积，在压力一定时，减小对路面的压强，故 C 错误；D高速公路上车辆不能超速，是因为质量一定时，速度越快，动能越大，停下来越困难，惯性大小只与质量有关，与速度无关，故 D 错误。故选 A。多选题 11、小欢同学用四只完全相同的滑轮和两根绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳子自由端用大小分别为F1和F2的拉力，将相同的物体匀速提升相同的高度，所用时间相同。若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）9 AF1大于F2BF1和F2做的功相等 CF1的功率小于F2的功率 D甲、乙滑轮组的机械效率相等 答案：ABD 解析：A甲、乙图中绳子的有效段数分别为 2、3，因不计绳重和摩擦，甲图中作用在绳子自由端的力 1=动滑轮+物2 乙图中作用在绳子自由端的力 2=动滑轮+物3 可知F1大于F2，故 A 正确；B甲图中绳子自由端移动的距离为 甲=2 乙图中绳子自由端移动的距离为 乙=3 根据=，F1做的功 甲=1甲=动滑轮+物2 2=(动滑轮+物)F2做的功 乙=2乙=动滑轮+物3 3=(动滑轮+物)故F1和F2做的功相等，故 B 正确；C将相同的物体匀速提升相同的高度，所用时间相同，因F1和F2做的功相等，根据=，F1的功率等于F2的功率，故 C 错误；10 D本实验中，对物体做的功为有用功有=物，所以，甲、乙图中做的有用功相等，因F1和F2做的功（总功）也相等，根据=有总，甲、乙滑轮组的机械效率相等，故 D 正确。故选 ABD。12、如图所示，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球落地前瞬间的速度分别为v1、v2、v3，则（）Av1v2v3 Bv1=v2=v3 C小球在三条路径中机械能都没有发生变化 D小球在三条路径中重力势能都没有发生变化 答案：BC 解析：ABC小球从抛出到落地，发生了重力势能和动能的转化；在不计空气阻力和摩擦的条件下，转化过程中，机械能守恒，即机械能的总和不变。小球抛出时的机械能与小球落地时的机械能相等；而小球落地时的势能相等，则落地时的动能也相等，小球质量不变，所以速度相同，即 v1=v2=v3 故 BC 符合题意，A 不符合题意；D由于小球的高度不断变化，质量不变，所以小球的重力势能不断变化，故 D 不符合题意。故选 BC。11 13、2021 年我国“神舟十二号”载着航天员在太空中生活 30 天后返回，飞船的返回舱返回到大气层中时要解决飞船表面与大气摩擦产生高温（达上千摄氏度）的问题，保证返回舱不被烧毁。关于“神舟十二号”载人飞船，涉及能量的问题下列陈述正确的是（）A飞船搭载火箭从发射塔开始加速升空的过程中，飞船的重力势能和动能都增加 B飞船的太阳能电池板为航天员在太空生活提供电能。太阳能电池板将太阳能转化为电能 C飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，这个过程中返回舱的重力势能减小，动能增大、机械能不变 D飞船返回舱与大气摩擦时要设法保持舱内温度适宜宇航员生存，一种可能的办法是：让舱的外层发生某些吸收热量的物态变化，使舱内温度不致于过高 答案：ABD 解析：A飞船搭载火箭加速升空的过程中，飞船的高度增加，飞船的速度增大，故飞船的重力势能增加，动能增大，故 A 正确；B太阳能电池板将太阳能转化为电能，故 B 正确；C飞船返回舱返回到大气层中时有加速下落的过程，克服阻力做功，故有一部分机械能转化为内能，故 C 错误；D飞船返回舱与大气摩擦时会产生大量的热，可以让舱的外层发生某些吸收热量的物态变化达到降温的效果，故 D 正确。故选 ABD。14、运动员蹦床比赛，如图所示，下列分析正确的是（）12 A运动员从高处落下是由于受重力作用 B运动员从高处下落至蹦床的最低点时，受到非平衡力作用 C运动员离开蹦床后仍可继续向上运动，是由于运动员具有惯性 D运动员下落刚接触到蹦床至蹦床发生最大形变的过程中，运动员的动能一直减少，蹦床的弹性势能增加 答案：ABC 解析：A运动员受重力作用，重力竖直向下，所以会从高处落下，故 A 正确；B当运动员从高处下落至蹦床的最低点时，运动员做变速运动（速度先增大后减小），所以运动员受到非平衡力的作用，故 B 正确；C由于运动员具有惯性，所以运动员离开蹦床后仍可向上继续运动，故 C 正确；D运动员从接触蹦床到最低点的过程中，在最初一段时间内，形变量较小，向上的弹力较小，重力大于弹力，运动员做加速运动，当重力等于弹力时，速度达到最大，此时动能最大，当重力小于弹力时，运动员做减速运动，速度减小，动能减小，弹性势能增大，整个过程中，动能先增大后减小，蹦床弹性势能增加，故 D 错误。故选 ABC。15、如图所示，是跳伞运动员在匀速下落过程中，速度v、路程s、动能Ek和重力势能Ep随时间t变化的关系图像，其中正确的是（）13 ABCD 答案：ABC 解析：A跳伞运动员在竖直方向匀速下落过程中，速度v不随时间变化，则在v-t图像中为平行于时间轴的直线，故 A 正确；B速度不变时，路程与时间成正比，则在s-t图像中应为斜向上的直线，故 B 正确；C跳伞运动员在竖直方向匀速下落过程中，质量不变，速度不变，其动能Ek不变，图像为平行于时间轴的直线，故 C 正确；D跳伞运动员在竖直方向匀速下落过程中，质量不变，高度减小，其重力势能Ep 不断变小，图像应为斜向下的直线，故 D 错误。故选 ABC。综合题 16、如图甲是某建筑工地用升降机提起重物，当它把重力为 3000N 的货物匀速提起时，钢丝绳的拉力为 2000N。钢丝绳移动的距离和时间的关系图象如图乙所示。求：（1）图甲中有_段钢丝绳承担货箱的重力。（2）6s 内拉力F做功的功率。()（3）货物匀速上升时，升降机的机械效率。()14 答案：3 4000W 50 解析：（1）1由图甲可知，动滑轮上有 3 股绳，故有 3 段钢丝绳承担货箱的重力。（2）2由图乙可知，钢丝绳的速度 v=12m6s=2m/s 拉力F做功的功率 P=Fv=2000N2m/s=4000W（3）3当钢丝绳移动 12m 时，拉力做的功 W总=Fs=2000N12m=24000J 当钢丝绳上升 12m 时，货物上升的高度 h=12m3=4m 则对物体货物做的功 W有=Gh=3000N4m=12000J 升降机的机械效率=有总=12000J24000J100=50 15 17、（1）一根忽略重力的硬杆，其左端固定于O点，并可绕O点无摩擦转动，在距O点距离为 10cm 的位置A，系上一只氢气球。在距O点距离为 40cm 的位置B，与沿水平方向为 30 角的方向上（固中虚线所在方向）作用一个力F，使得该硬杆处干水平位置静止；在图中，画出作用力F的示意图，并画出力F的力臂l；()若作用力F的大小为 4N，则氢气球的细线对硬杆的拉力大小为_N；（2）如图所示，在斜面上拉一重 50N 的木块到 0.3m 高处，木块沿斜面向上移动了 1m，共耗时 5s，已知拉力为 30N，则拉力做的功为_J，此斜面的机械效率为 _。木块受到斜面的摩擦力为_。答案：8 30J 50%15N 解析：（1）1气球给杠杆的力竖直向上，为使杠杆平衡，作用在B点的力应该沿着虚线方向向下，反向延长画出F的作用线，从支点O画出力F的作用线的垂线，从支点O到垂足C的距离为力F的力臂l，如图所示 16 2由题知，OB=40cm，力F与OB的夹角为 30，由数学知识得力F的力臂 =12=12 40cm=20cm 根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知，气球的细线对硬杆的拉力大小为 球=球=4N 20cm10cm=8N（2）3拉力做的总功 W总=F拉s=30N1m=30J 4拉力做的有用功 W有=G物h=50N0.3m=15J 斜面的机械效率 =有总 100%=15J30J 100%=50%5额外功 W额=W总-W有=30J-15J=15J 木块受到斜面的摩擦力为 =额=15J1m=15N 18、如图所示的装置中，轻质杠杆AB在水平位置保持平衡，O为杠杆AB的支点，已知OA：OB=1：2，甲、乙两容器中均装有水，物体 M 浸没在乙容器的水中，且没有碰到容器底。已知：甲容器中活塞C（含杆AC）的质量m0=1kg，活塞C的横截面积S=800cm2，水深h1=50cm，h2=40cm。物体 M 的体积VM=110-3m3不计摩擦和绳重，g取 10N/kg。则：17 （1）此时物体 M 受_个力作用，它所受浮力F浮为_N；（2）活塞C下表面受到的水的压强是_Pa，轻质杠杆A端受到的推力方向是向_（选：上/下），物体 M 的重力为_N。答案：3 10 1000 上 45 解析：（1）12物体 M 受受到了重力和拉力和浮力，故一共受到了三个力；它所受浮力F浮为 浮=排=1 103kg/m3 10N/kg 1 10-3m3=10N（3）345活塞 C 下表面受到的水的压强是 =1 103kg/m3 10N/kg (50-40)10-2m=1000Pa 活塞 C 下表面受到的水的压力是向上的，活塞 C 顶着杆AC向上，故轻质杠杆A端受到的推力方向是向上；向上的力为 =1000Pa 800 10-4m2=80N 甲容器中活塞C（含杆AC）的质量m0=1kg，故A端受到力为 A=-活塞=80N-1kg 10N/kg=70N B 端受到的拉力为 B=A12=70N =35N 18 物体 M 的重力为 =浮+B=10N+35N=45N