2020-2021中考物理二模试题分类汇编——功和机械能问题综合

1、一、初中物理功和机械能问题1.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一重为 G=50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力 F随时间t变化的图像如图乙所示，则（）A. ti时刻小球的动能最大B. t2时刻小球的动能最大C. t3时刻小球的重力势能最大D. t2到t3时间内，小球的动能先增加后减小【答案】D【解析】A.由图象可知，ti时刻弹力为0,此时小球刚接触弹簧，在重力作用下小球继续做加速运动，动能继续变大，故 A错误；B.

2、 t2时刻小球速度为 0,此时动能最小，故 B错误；C. t3时刻，此时小球离开弹簧且只受到重力作用，继续向上做减速运动，还未达到最高点，重力势能还会继续增大，故C错误；D. t2到t3时间内，小球在弹力的作用下先加速上升，动能变大；当弹力等于重力时，速度最大，动能最大；继续上升时重力大于弹力，小球做减速运动，动能变小；综上所述t2到t3时间内，小球的动能先变大后减小，故 D正确。故选D。2.跳绳是大家喜爱的体育运动之一，小明的质量为50 kg,每次跳起高度约为 6 cm （人整体上升，如图所示），一分钟跳100次，下列说法正确的是（）A.向上起跳过程中小明的动能持续增大B.下落过程中小明的重

3、力势能保持不变C.小明跳一次克服重力做功约3J【答案】D【解析】D.小明在这一分钟内跳绳的功率约为50W【详解】A.向上起跳过程中，质量不变，速度减小，小明的动能减小，故B.下落过程中小明的高度减小，质量不变，重力势能减小，故C.小明的重力为：A错误;B错误；小明跳一次克服重力做功:故C错误;D.小明在这一分钟内跳绳的功率:故D正确。故选DoG=mg=50kg X 10N/kg=500NW=Gh=500N X 0.06m=30J ,30J 100 =50W, 60s3.如图所示，动滑轮的质量为 m,所挂重物的质量为 M,重物在时间t内被提升的高度为h,不计绳重及摩擦，则A.滑轮组的机械效率为b

4、.滑轮组的机械效率为mMghC.拉力F的功率为t(M m)ghD.拉力F的功率为- 2tAB.滑轮组做的有用功为总功为W有用 G物h Mgh滑轮组的机械效率为W息G物G动h M m ghWr 用Mgh MW息M m gh M m故A正确，B错误；W总M m ghttCD.拉力F的功率为故CD错误。故选A。4.小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度.则下列判断中正确的是（）A.皮球由a至ij b时，动能逐渐增大B.皮球由c到d时，机械能一直减小C.皮士在b点时的机械能最大D.皮球在a、c两点时动能相等【答案】B【解析】试题分析：皮球由a到b时，速度越来越

5、小，所以动能逐渐减小，故 A错；皮球由c到d 时，要克服摩擦力做功，机械能一直减小，故 B正确；皮球在a点时的机械能最大，故 C 错；皮球在a、c两点时的重力势能相等，而机械能不相等，所以动能不相等，故 D错；应 选B. 考点：机械能转化5. 2019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】【分析】物体由于运动

6、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点运动

7、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。6 甲物体放在光滑的水平面上，乙物体放在粗糙的水平面上，它们分别在相等的水平力作用下移动相等的距离s,那么，力F对两物体所做的功（）A.甲较多B.乙较多C.相等D.无法确定【答案】 C【解析】【分析】物体受力，且在力的方向上移动距离，力对物体做了功。【详解】根据条件，物体受力相同，移动的距离相同，则力对物体做的功相同，故C 正确。故选C。7 一位质量约50kg 的同学从一楼走到五楼，他上楼过程中克服重力所做的功可能为A 60J

8、B 600JC 6000JD 0000J【答案】 C【解析】【分析】【详解】上楼过程中要克服重力所做的功 ， 根据题意知道，该同学的质量是50kg， 所以体重是：G=mg=500N,楼层高度越是3m, 一楼走到五楼的高度大约是：h=4 x 3m=120m所以，楼过程中克服重力所做的功是：W=Gh=500NX 12m=6000J,故选C.【点睛】,难度不大.本题考查的是做功的计算，关键是公式的应用，重点是对楼层的估测8 .如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从 a处开始接触 弹簧，压缩至c处时弹簧最短.从 a至c处的过程中，小球在 b处速度最大.小球的速度v和弹簧被压缩

9、的长度 4L之间的关系如乙图所示.不计空气阻力，则从 a至c处的过程 中，下列说法中正确的是（）甲乙A .小球所受重力始终大于弹簧的弹力8 .小球的重力势能先减小后增大C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D.小球的动能一直减小【答案】C【解析】【详解】在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；小球再向下运动（ bc段），弹力大于 重力，合力向上，小球速度减小；故A错误；小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故

10、B错误；小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故 C正确；由图乙可知，小球的速 度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故 D错误；故应选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错误；B.提着水桶在路面上水平向前移动一

11、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 .如图所示的滑轮组，绳子的末端缠绕在电动机上，电动机转动将下方钩码匀速提起。如果加快电动机的转速，则后一次提升与前一次相比（）A.功率增大、机械效率增大B.功率增大、机械效率不变C.功率不变、机械效率不变D.功率不变、机械效率增大【答案

12、】B【解析】【分析】【详解】前后两次的滑轮组是同一个滑轮组，则做的有用功、额外功、总功不变，则机械效率不变；加快电动机的转速，则物体提升的速度增大，若两次提升高度相同，则后一次所需要的时间小于前一次所需要的时间，根据P 可知，功率变大。故 ACD错误，B正确。故选B。11 .如图所示，图中速度 v的方向是小强在体育中考 原地掷实心球”测试中球出手时的飞 行方向，从球出手到落地的过程，空气阻力忽略不计，下面关于机械能的一些说法中正确 的是（）A .球出手时动能最大C.球落地时机械能最大【答案】D【解析】B.球出手时势能最大D.球的机械能保持不变【详解】ACD.由于空气阻力忽略不计，那么整个运动过

13、程球的机械能保持不变，C错误，D正确;球出手时动能不是最大的，因为它还会落地，重力势能会转化为动能，球落地的瞬间动能 才是最大的，A错误；B.球出手时势能不是最大，因为它还会上升，上升到最高点时，它的重力势能才是最大 的，B错误；12.在一个罐子的底和盖各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡 皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图）。做好后将它从不太陡的长斜面上由静止滚下，在 罐子向下滚动的过程中，小铁块会将橡皮筋卷紧，罐子的滚动先变快后变慢，直至速度为 零；接着罐子又会自动滚上斜面，整个过程忽略摩擦的影响。关于此过程中机械能的转 化，下列说法不正确的是（）A.罐子加速滚下斜面的过

14、程中，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能B.罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为动能C.罐子自动滚上斜面的过程中，速度先变快后变慢D.罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置【答案】B【解析】【分析】【详解】A.罐子加速滚下斜面的过程中，高度变小重力势能减小，铁罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加，罐子和铁块的重力势能转化为动能和弹性势能，故 A正确，不符合题意；B.罐子滚到最低处时，罐子和铁块的重力势能全部转化为弹性势能，故 B错误，符合题息；C.在橡皮筋恢复的过程中，铁罐会由斜面底部自动滚上去，从最低处滚上，铁罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，故 C正确，不符合题意

15、；D.由于机械能是守恒的，所以罐子自动滚上斜面时，不可能到达比初始位置更高的位置，故D正确，不符合题意。故选B。13.某块砖在一对平衡力作用下运动，则该科（）A.机械能一定不变，动能一定不变B.机械能可能改变，动能一定不变C.机械能可能改变，动能可能改变D.机械能一定不变，动能可能改变【答案】B【解析】【分析】 要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态；要了解 机械能包括动能和势能，动能和物体的质量以及速度有关，重力势能与物体的质量和被举 的高度有关。【详解】物体在平衡力的作用下，即一定处于平衡状态，即或是静止状态或是匀速直线运动状态， 由于其动能的大小与质量及运

16、动的速度有关，所以对于同一砖块来说，质量不变，其不管 是保持静止还是匀速直线运动，其速度都是不变的，故其动能一定不变；但其重力势能却 有可能改变，如将砖匀速提高，在该过程中，动能不变，但其重力势能变大，即机械能变 大；同理若将醇匀速降低，其机械能会变小，综上所述可知，B符合题意。故选Bo14.如图所示，小明拉着小车匀速行走在水平路面上，下列说法正确的是（）A.小明拉着小车匀速行走时，小明对小车没有做功B.小车的重力与地面给小车的支持力不是一对平衡力C.小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力是一对平衡力D.地面给小明的摩擦力方向是向后的【答案】B【解析】【分析】【详解】A.小车在小明的拉力作用下，

17、运动了一段距离，因此小明对小车做功了，故 A错误；B.读图可知，小车受到小明的斜向上的拉力，小车的重力与地面给小车的支持力大小不相等，所以两者不是一对平衡力，故B正确；C.读图可知，小明对小车的拉力与地面对小车的摩擦力没有作用在同一直线上，不属于平 衡力，故C错误；D.小明的脚对地面有一个向后的摩擦力，同时地面对脚一个向前的摩擦力，故D错误。故选Bo15 .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

18、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，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。16 .如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，至IJ C

19、点滑出下落至D点。A和B, C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（）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

20、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, 木块的重力势能减小，动能增加，那么 D点动能大于C点动能，所以D点的动能有可能等 于B点的动能，故C正确；D.因为A和B, C和D之间的垂直距离均为 h,则从A至ij B和从C至U D的重力势能的减 少量都是mgh （设木块的质量为 m）,故D不正确。故选Co17.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匀速直线运 动，两次拉动木块得到的 s-t关系图像如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为【解析】D. FiF2

21、, PK P2【详解】从图乙可以看到，两次拉动，木块都是做匀速直线运动，都是处于平衡状态，水平方向受 力平衡，拉力大小等于滑动摩擦力大小，而木块的自身重力不变，接触面的粗糙程度也不 变，那么滑动摩擦力大小不变，两次拉力的大小不变，即Fi F2因木块匀速直线运动，那么其功率可表示为P Fv,从图乙可看到，第 1次的速度大于第2次的速度，即vi V2那么可知Pi故选A。18.如图所示，质量为 m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h,则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功背糖式稗越式A.都必须大于mghB.都不一定大于 mghC.用背越式不一

22、定大于 mgh ,用跨越式必须大于 mghD.用背越式必须大于 mgh ,用跨越式不一定大于 mgh【答案】C【解析】【详解】从起跳后至越过横杆的过程中，跨越式跳高时重心在横杆的上面，故跨越式跳高时运动员 克服重力所做的功一定大于 mgh ,而背越式跳高时其重心不一定在横杆的上面，可以在横 杆的下面，故其克服重力的功不一定大于mgh ,也可以小于 mgh ,也可以等于mgh,故ABD错误，C正确。故选Co19 .如图，小球从某一高度自由落到一端固定在地面的轻质弹簧上，在A处开始与弹簧接触，下降到最低点 B处后弹回，则小球的动能变化情况是（）A.从A到B,动能不断减小B.从B到A,动能不断增大C.从A到B,动能先变大后变