2020-2021物理功和机械能问题的专项培优易错难题练习题(含答案)附详细答案

1、一、初中物理功和机械能问题1 如图所示是学校田径运动会时跳远运动的几个阶段，则运动员（）A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大【答案】 D【解析】【分析】影响动能大小的因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能等于动能和势能之和。【详解】A助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，故 A 错误；B起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，重

2、力势能不变，机械能达到最大值，故 B 错误；C上升过程中，动能转化为重力势能，所以经过最高点时，动能减小，重力势能最大，故C 错误；D最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故D 正确。故选 D。【点睛】影响动能大小的因素有质量和速度，分析动能的变化就是分析质量和速度的变化；影响重力势能的因素是质量和高度，分析重力势能的变化就是分析质量和高度的变化。解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。2 如图所示，木块以一定的速度滑过A、B 点，到 C 点滑出下落至D 点， A 和 B、 C和 D之间的垂直距

3、离均为 h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是 ( )A D 点与 A 点相比，动能增大，势能减小，机械能不变B A 点到 C 点减少的重力势能大于C 点到 D 点减少的重力势能C B 点的动能可能等于A 点的动能，但可能大于C 点的动能D B 点的动能可能等于D 点的动能，但一定大于A 点的动能【答案】 C【解析】【详解】A D 点与 A 点相比，动能增大，势能减少，因为存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故 A 错误；B A 和 C、C 和 D 之间的垂直距离均为 h，则 A 点到 C 点减少的重力势能等于C 点到 D点减少的重力势能，故B 错误；C斜面粗

4、糙，则 AB 段有可能匀速，但因摩擦力的存在B 的速度一定大于 C 的速度，所以， B 点的动能可能等于 A 点的动能，一定大于C 点的动能，故 C 正确；D木块从 B 到 C，因为有摩擦，则 C 处的动能小于B 处的动能，从 C 到 D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D 点动能大于 C 点动能， B 点的动能可能等于 D 点的动能，但与A 点的动能大小不确定，故D 错误。故选 C。3 工人用如图所示的滑轮组，在4s 内将重为 1500N 的物体沿水平方向匀速移动2m 的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4 倍。在此过程中下列说法不正确的

5、是（）A绳子自由端沿水平方向移动了4mB物体受到的拉力为750NC拉力F 的功率为375WD该滑轮组的机械效率一定小于100%【答案】B【解析】【分析】(1)由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据snsA求出绳子自由端沿水平方向移动；(2)物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小相等，根据FAf0.4G 求出物体受到的拉力；(3)根据 WFs 求出拉力 F 做的功，根据 PW总求出拉力F 的功率；t(4)任何机械效率一定小于 100%。【详解】A由图可知， n=2，则绳子自由端沿水平方向移动的距离s nsA2 2m 4m故 A 正确，不符合题意；B物体沿水平

6、方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的拉力FA f0.4G0.4 1500N600N故 B 错误，符合题意；C拉力 F 做的功W总Fs 375N 4m 1500J则拉力 F 的功率PW总1500Jt375W4s故 C 正确，不符合题意；D该滑轮组克服摩擦做额外功，故该滑轮组的机械效率一定小于100%，故 D 正确，不符合题意。故选 B。4 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

7、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。5 举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3 秒钟，在这3 秒钟内（）A杠铃受到的重力和人对它的

8、支持力是平衡力B运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力C运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功D杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力【答案】 A【解析】【分析】本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可；从平衡力和相互作用力的条件判断两个力是平衡力，还是相互作用力；平衡力的条件：大小相等、方向相反、作用在同一个物体上，作用在同一条直线上；相互作用力：大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上。【详解】A杠铃受到的重力和对它的支持力符号二力平衡的条件，所以是一对平衡力，故A 正确；B运动员所受的重力和地面对它的支持力，大

9、小不相等，所以不是一对平衡力，故B 错误；C因为做功需要对物体施力，并且在力的方向上需要移动距离，而运动员向上支持杠铃，但没有发生位移，故C 错误；D杠铃对运动员的压力和人对它的支持力，作用在两个物体上，是一对相互作用力，不是平衡力，故D 错误。故选A。62019 年 5 月 17 日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45 颗北斗导航卫星。下列说法错误的是（）A运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大B运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的C北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用D北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒【答案】 A【解析】【分

10、析】物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。【详解】A火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A 错误，符合题意；B火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故 B 正确，不符合题意；C火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C 正确，不符合题意；D北斗卫星绕轨道从近地点向远地

11、点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故D 正确，不符合题意。故选 A。7 把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（）A是由水的内能转化来的B是由水的重力势能转化来的C是由乒乓球的内能转化来的【答案】 BD是由乒乓球的化学能转化来的【解析】【分析】机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关。【详解】松手后，乒乓球上升到水面最后漂

12、浮在水面上，乒乓球上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能减小，重力势能转化为乒乓球的机械能。故选 B。8 一个超级惊险项目18 米长悬崖秋千惊现重庆某公园!小明被缆绳拉到6 层楼的高度，释放后自由摆动冲向峡谷（如图所示），伴随着人们的惊呼声，秋千越荡越低。下列有关说法中正确的是（ ）A秋千荡回来经过最低点时，小明的机械能最大B整个过程小明的动能与重力势能之和不变C秋千荡到最高点时，小明的动能为零D在向下摆的过程中，小明的重力势能全部转化为动能【答案】 C【解析】【详解】A机械能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，所以秋千第一次在最高点时，机械能最大， A 错误；B机械

13、能是动能和势能的统称，由于秋千与空气摩擦，有机械能转化为内能，整个过程小明的动能与重力势能之和变小，B 错误；C秋千荡到最高点时，秋千速度为0，所以小明的动能为零，C 正确；D在向下摆的过程中，小明的重力势能绝大部分转化为动能，D 错误。故选C。9 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用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做了功D用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功【答案】 C【解析】【分析】【详解】A抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力已经不存在了，推力对它没有做功，A

14、错误；B提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力是竖直向上的，水桶在竖直方向上没有移动距离，即水桶在拉力的方向上没有移动距离，那么手的拉力对水桶没有做功，B错误；C用手从地面提起水桶，手的拉力是向上的，水桶在拉力的方向上移动了距离，所以手的拉力对水桶做了功， C 正确；D用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力的方向上没有移动距离，那么推力在这个过程中对汽车没有做功，D 错误。故选 C。10 月球表面有很多陨石撞击造成的大大小小的陨石坑, 关于造成陨石坑大小不一的因素,下列猜测不合理的是()A陨石的质量B陨石的撞击速度C被撞处的硬度D被撞处是否在阴影中【答案】 D【解析】【分析】【详解】

15、A陨石的质量越大，在速度相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑就会越大，因此这一猜测合理，故A 不符合题意；B陨石的撞击速度越大，在质量相同时动能就越大，在撞击时做功越多，所以造成的坑会越大，因此这一猜测合理，故 B 不符合题意；C被撞处的硬度越大，越不容易形变，相反，被撞处的硬度越小，则越容易形变，所以被撞处的硬度会影响陨石坑的大小，因此这一猜想合理，故C 不符合题意；D被撞处是否在阴影中不会造成力的作用效果的不同，故与之无关，因此这一猜测不合理，故 D 符合题意；故选 D。11 如图所示， F1=4N， F2=3N，此时物体A 相对于地面静止，物体B 以 0.1m/s 的速度在物

16、体 A 表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（）A F 的功率为 0.6WB弹簧测力计读数为 9N2C地面对物体 A 的摩擦力为 2ND如果增大 F ，物体 A 可能向左运动2【答案】 D【解析】【分析】【详解】A由图知，水平使用滑轮组，对于物体B 来说 n=2，拉力端移动速度v2v物20.1m/s0.2m/s拉力 F2 做功功率P2F2 v3N0.2m/s0.6W故 A 正确，不符合题意；B不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，对于弹簧测力计来说是3 股，所以弹簧测力计的示数F3F233N9N故 B 正确，不符合

17、题意；C对于物体A，受到的力： B 向左的摩擦力f B2F2 23N 6N向右的拉力 F1=4N，因为 A 静止，所以地面向右的摩擦力f地f B F1 6N 4N 2N故 C 正确，不符合题意；D如果增大 F2，由于 B 对 A 压力的大小没变，接触面的粗糙程度没变，所以B 对 A 的摩擦力不变，此时物体 A 相对于地面仍然静止，故D 错误，符合题意。故选 D。12 今年 3 月 4 日，在我市阳新地区下了一场冰雹已知冰雹在下落过程中受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，且落地前已做匀速运动关于冰雹的下落过程，下面说法正确的是（ ）A冰雹的重力势能越来越大B冰雹的机械能越来越小C当冰雹匀速下落

18、时空气阻力对冰雹不做功D冰雹受到的空气阻力越来越大，可能大于重力【答案】 B【解析】【分析】【详解】A冰雹下落过程中，高度减小，重力势能越来越小，故A 错误；B由于冰雹要克服空气阻力做功，机械能会转化为内能，所以其机械能减小，故B 正确；C当冰雹匀速下落时，冰雹在阻力的作用下才做了匀速运动，所以空气阻力对冰雹是做功的，故 C 错误；D冰雹在运动过程中，速度变大，阻力变大，当阻力等于重力时，冰雹会做匀速直线运动，速度保持不变，所以阻力不可能大于重力，故D 错误故选 B【点睛】要能从能的转化理解冰雹的机械能变化，因为冰雹下落过程中克服阻力做功，最终转化为内能，所以机械能必定是减小的13 王强同学在

19、探究凸透镜成像的规律后，又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小，在实验中还测出了其中一个透镜的焦距实验时凸透镜和烛焰的距离保持 16 cm 不变，烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示，由此可推断（）凸透镜像的性质甲倒立放大实像乙倒立等大实像丙倒立缩小实像丁正立放大虚像A甲透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmB乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16 cmC丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cmD丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是【答案】 C16 cm【解析】【分析】【详解】根据表中数据可知，丁的焦距最大，其次是甲，再次是乙，最小的是丙，根据乙透镜成像情况可知，放在了二倍焦距

20、上，即2f=16cm 所以乙透镜的焦距是8 cm， C 对，所以正确选项为 C14 建昌一中科学教室有个“逆天”的“锥体上滚”实验，V 形轨道两根导轨相距较小那端低，另一端高，静止的双锥体从低端往高端滚（由右向左），小明仔细观察后发现锥体在低端时重心高度h1 反而比高端时高度h2 要大，下面说法正确是（）A本实验不遵循能量守恒定律B双锥体在轨道“低端”（右端）时重力势能最小C当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中重力势能转化为动能D当双锥体从轨道低端向高端滚的过程中动能转化为重力势能【答案】 C【解析】【详解】A 自然界中能量是守恒的，本实验也遵循能量守恒定律的，故A 错误；B由题意可知，锥体重心

21、高度 h1 比高端时高度 h2 要大，所以锥体在右端时重力势能大，故 B 错误CD当双锥体从轨道“低端”（右端）向“高端”滚的过程中，重心高度越来越低，重力势能转化为动，故C 正确， D 错误。故选 C。15 如图所示，弹簧一端固定在竖直墙上，另一端固定在物块乙上，甲、乙相互叠加放置在光滑水平面上O 点处，此时弹簧处于原长。现将甲、乙从O 点拉至位置l。松手后，在甲、乙保持相对静止并一起向O 点方向运动的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）A物块甲由于与乙相对静止而处于平衡状态B物块乙随弹簧拉力减小而做减速运动C物块乙对物块甲施加了水平向左的摩擦力D两物块运动到O 点将由于不受弹簧拉力

22、而静止【答案】 C【解析】【分析】【详解】A甲乙两物块在位置1 被松手后，由于弹簧的弹性势能转化为动能，而且水平面是光滑的，所以其动能增加，即两物块不是做匀速直线运动，不是处于平衡状态，故A 错误；B乙物体从位置1 向 O 运动的过程中，弹簧对其拉力减小，但由于减小的弹性势能全转化为动能，所以其速度增加，做加速运动，故B 错误；C物体甲乙一起相对静止运动的过程中，甲有一个向右运动的趋势，所以甲受到乙向左的摩擦力，故 C 正确；D两物块运动到O 点，弹簧刚好恢复原形，则此时弹簧对物块的拉力为0，但由于惯性，两物块还要向左运动，不会立即停下来，故D 错误。故选 C。16 如图甲所示，小明用弹簧测力

23、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

24、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，根据第二次的功率较小，即第二次做功较慢，故C 错误；WPt可得，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。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，

25、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 如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，到C点滑出下落至D点。A和BC和D之，间的垂直距离均为h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（

26、）A D 点与C 点相比，机械能不变B B 点的动能一定大于A 点的动能C B 点的动能可能等于D 点的动能D A 点到B 点减少的重力势能小于C 点到D 点减少的重力势能【答案】 C【解析】【分析】本题考查机械能的变化。【详解】A D 点的机械能比 C 点的少，因为从 C 到 D 有部分的机械能克服空气阻力做功，转化为内能，故 A 不正确；B木块以一定的速度滑过AB 点，而从 A 到 B 的过程，木块的重力势能减小，减小的重力势能虽然转化为动能和内能，但若接触面足够粗糙，摩擦力足够大，那么木块可能在AB间做匀速直线运动或减速运动，所以B 点的动能可能等于可小于A 点的动能，故B 不正确；C木块从B 到C，若木块与接触面有摩擦，则C 点的动能小于B 点的动能，从C 到D，木块