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物理功和机械能练习题及答案

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物理功和机械能练习题及答案

一.功和机械能选择题

1. 如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景,对其能量变化的描述,正确的是

A.

货物被举高后内能增加了

列车进站速度减小后内能增加

C.

握力计被握扁后其弹性势能减小

飞机升空后高度增加内能变人

【答案】B

【解析】 【详解】

A、 货物被举高后,重力势能增加了,但内能不会改变,故A错误;

B、 列车速度减小,质量不变,所以列车的动能减小,在刹车减速过程中,克服摩擦做 功,机械能转化为内

能,内能增加,故E正确;

C. 握力计发生形变后弹性势能增加,故C错误;

D. 飞机升空后,高度增人,所以其重力势能增加,但内能不会改变,故D错误.

故选E. 【点睛】

注意分清楚内能与机械能是完全不同的两种形式的能,内能是分子动能与分子势能的和, 而机械能是宏观物体的动能与势能的和,两种形式的能之间没有关系.

2. 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. 甲的速度一定人于乙的速度 B. 甲的重力一定大于乙的重力

C. 拉力F v做的功一定大于拉力F /.做的功 D. 拉力F甲的功率一定人于拉力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

= 7^=10_V, G乙=Fz=$N , G甲〉G乙,B对;速度大小与拉力无关,A错;根据

w

W = Fs,不知道二者通过的距离,无法比较拉力所做的功,根据P =—或P =

t

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

3. 关于能量及能量之间的转化,卞列说法正确的是() A. 火山具有内能,冰山不具有内能 B. 火箭在加速上升时,机械能保持不变 C. 拦河大坝使水位升高,增人了水的动能

D. 坠落的陨石在空中划过一道亮光时,机械能转化为内能

【答案】D 【解析】 【分析】

(1) (2)

物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能,任何物体都具有内能:

物体由于运动而具有的能叫做动能,影响动能大小的因素有质量和速度;(3)物体 由于被举高而

具有的能叫做重力势能,影响重力势能人小的因素是质量和高度:(4)物体 克服摩擦力做功时,机械能转化为内能. 【详解】

A. 任何物体都具有内能,冰山和火山都有内能,该选项说法不正确:

B. 火箭加速上升时,动能增大,重力势能也增人,因此机械能是增大的,该选项说法不正 确; C. 拦河坝使水位升高,增大了水的重力势能,该选项说法不正确;

D. 陨石在空中运动出现亮光,是因为它与空气摩擦,机械能转化为内能,温度升高而燃烧 的现象,该选项

说法正确。 故选D.

4. 在学习和生活中,我们要善于发现,善于思考。下列对身边物理量估测的数据,你认为 符合实际的是 A. 八年级物理教科书重约100N B. 人从一楼上到三楼做的功约3000J C. 标准大气压约1 xlO3Pa

D. 多数人脉搏跳动100次用时约15min

【答案】B 【解析】 【详解】

A、 八年级物理教科书的质量在0.2kg左右。受到的重力在G = ^ = 0-2kgX10N/kg = 2N 左右,故A不符合实

际;

B、 初中生的体重在500N左右,一楼到三楼的高度在6m左右,人从一楼上到三楼做的功 约为” = Gh = 500N X 6m = 3000J左右,故B符合实际; C、 标准人气压约lxlO5Pa,故C不符合实际;

D、 正常情况下,人的脉搏跳动一次的时间接近Is,跳动100次的时间在90s = 1.5min左 右,故D不符合实

际。 故选:Bo 【点睛】

此类型的题目要求对所学的物理量有熟悉的认知,特别是单位人小要认识清楚,能对生活 中常见的物理量进行估计,要多注意理论联系实际,生活中留心积累。

5. 下列事例中,有力对物体做功的是 A.

动员从跳台跳下

小明背着书包在水平路面上前进 B.跳水运

C.

球被踢出后在草地上滚动 【答案】B 【解析】

举重运动员举起杠铃停在空中不动 D.足

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.

6. 如图所示的光滑轨道,BC为水平面,小球从&点静止释放运动到C点的过程中,小球

的动能和重力势能的变化情况是(

B c

A. A到B小球的重力势能不变 B. 人到B小球的动能减少 C. B到C小球的重力势能增大 D. B到C小球的动能不变

【答案】D 【解析】

【详解】

A. 由图示可知,小球从4到B高度减小,重力势能减小,故A错: B. 小球从A到B速度变大,动能增大,故B错; C. 小球从B到C高度不变,重力势能不变,故C错;

D. 由于平面是光滑的,小球不受摩擦力,所以小球在平面上是匀速直线运动,所以从B 到C的速度不变,

动能不变,故D正确.

7. 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,以卞说法正确 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,所以动能增人, 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,速度最人,动能 最人,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

8. 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 C.拉力F的功率为40W

【答案】D 【解析】

【详解】

B.拉力F犬小为400N D.拉力F的功率为80W

A.由V

得体的速度:

-齐詈=

0.4m/s

故A项不符合题意;

B・图可知,绳子段数为;? = 2,不计动滑轮及绳自重,忽略摩擦,则拉力:

F = 2G = 1 X200N = 100N

2 2

故B项不符合题意;

CD.绳子自由端移动的速度:

% = 2” 物=2x 0.4m/s = 0.8 m/s

拉力F的功率:

p = + = ^ = Fv = 100Nx0.8m/s = 80W

故C项不符合题意,

D项符合题意。

9. 用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动,两次运动的s-f图彖如图所示。若甲 的重力比乙小,则

下列说法中正确的是

A. 它们的惯性一定相等 C.它们的动能可能相等

【答案】C 【解析】

B.它们的重力势能一定都变人 D.它们所受的合力可能不相等

【详解】 由两次运动的ST图象可知,甲乙都是在竖直方向上运动:且两次都做匀速直线运动,都 处于平衡状态,且甲的速度大于乙的速度,但具体向上运动还是向下运动不能确定,故

A. B.

甲的重力比乙小,即其质量是不等的,所以惯性一定不相等,故错误;

由于甲乙都是在竖直方向上运动,但具体向上运动还是向下运动不能确定,故不能判 断重力势能的大小

变化,故错误;

C. 由于甲的重力小于乙的重力,即甲的质量小于乙的质量,但甲的速度人于乙的速度, 所以据动能大小的

影响因素可知,它们的动能可能相等,故正确;

D・因为物体受到的重力和拉力为一对平衡力,所以所受合力一定都为零,故错误; 10・2017年春季,共

享单车投向襄阳市场,为创建文明城市增加了一道亮丽的风景线・以 下关于自行车的说法正确的是()

A. 较宽的坐垫可以增人压强 B. 轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦 C. 崎车在水平路面上匀速行驶时机械能增人

D. 快速骑车时,刹车后还会继续向前运动是因为人和车具有惯性

【答案】D 【解析】 【详解】

A. 较宽的坐垫是为了在压力一定时,通过增大受力面积,从而减小压强,故A错误:

B. 自行车轮胎上的花纹是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度,从而增大摩 擦,故B错误; C. 骑车在水平路面上匀速行驶时,质量和速度都不变,则动能不变,高度不变,势能不 变,则机械能不

变,故C错误;

D. 骑着自行车的人原来处于运动状态,刹车时,人和车由于惯性仍保持原来的运动状态 继续向前运动,所

以不能立即停下来,故D正确.

11. 如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点 A,已知AB>AC,施

加的力分别为Fi、F2拉力做的功为Wi、W2,拉力做功的功率分别为 Pi、P2,则下列判断中正确的是

A. FIP2

W1VW2, Pi【答案】D 【解析】

B. FI>F2, Wi>W2, Pi>P2 C. F1VF2,

将同一物体分别沿光滑斜面(无摩擦力)AB、AC以相同的速度,匀速拉到顶点A,拉力 Fi、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功,而同一物体升高相同的高度克服重力 做的功相同,故Wi=W2:又因W =

FS, W相同,AB>AC,所以FI所以选择D.

12. 古代战争中,用投石车投出巨石攻击城墙,在巨石被投出到击中城墙的过程中, 下列说法正确的是A. 巨石在上升过程中动能不断增大 B. 巨石在最高点时动能为零

C. 巨石在下降过程中动能转化为重力势能 D. 巨石在下降过程中重力势能不断减小

【答案】D 【解析】

A、巨石运动过程中,上升阶段,速度减小,动能减小:故A错误;E、巨石在最高点时 仍保持一定的速度

运动,动能不为零;故B错误:CD、巨石下落过程速度增人,动能增 大,高度减小,重力势能减小,重力

M4

势能转化为动能;故C错误,D正确.故选D.

13. 甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高 度.则() A.

降机的电动机做的额外功较 多

乙升降机提升重物做的有用功较多 B.甲升

C.甲升降机的电动机做的总功较少

【答案】C 【解析】 【详解】

D.乙升降机的电动机做的总功较

A.提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等,故A错误;

BCD.既然甲机械效率高,则说明甲做的额外功少,总功也就少,故BD错误,C正确.

14. 如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑卜•的情景,对此过程

A. 运动员卞滑过程中动能增人,重力势能也增大

B. 运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量 C. 运动员的动能是由重力势能转化来的

D. 运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增人惯性

【答案】C 【解析】 【详解】

A.运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越人,高度不断变小,所以动能增大,重力

势能减小,故A错误;

B. 运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加 量小于重力势能

的减小量,故B错误;

C. 运动员下滑过程中,动能增人,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化 来的,故C正

确;

D. 运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。

故选C。

15. 掉在水平地面上的弹性小球会跳起,而且弹跳的高度会越来越低.如图所示是小球弹 跳的频闪照片,小球

在1、2位置的高度一样,则小球在位置1、2时的

A. 动能相同,机械能也相同 B. 动能相同,2位置的机械能较小 C. 机械能相同,2位置的动能较小 D. 2位置的动能较小,机械能也较小

【答案】D 【解析】 【详解】

(1) (2)

故选D.

小球在1、2位置的高度相同,所以重力势能相同;由于与空气摩擦等,小球机械能 逐渐减小,所

以在1处的机械能大,2处的机械能小;

小球在1、2位置的高度相同,所以重力势能相同,但在2处的机械能小,所以2位 置的动能小.

【点睛】

对于这类题目要抓住题目的隐含信息,小球弹跳的高度会越来越低,就是明显告诉小球的 机械能越来越小,由于高度相同,所以重力势能相同,所以动能在同样的高度时,动能会 越来越小.

16. 如图,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了 Im.已知拉绳子的 力F为500N,则提

升重物的过程中

A.绳子自由端被拉下3m C.拉力F的功率是80W

【答案】B

B. 做的有用功是800J D.滑轮组的机械效率是60%

【解析】 【详解】

有用功是采用任何方法都必须做的功,是我们想要达到的目的, 有用功是W勺=800Nxlm=800J,

拉力 F 的功率是 P=W/t= (500Nx2m) /10s=100W,

重物由二根绳承担,移动距离是2m,滑轮组的机械效率是,IFW/WQ =800J/1000J=80%.选项 E 正确

17. 对物理量的估测是一种良好的学习习惯,也是学好物理的基本功之一.卞列是小佳同 学对本学期所学的一

些物理最的估测数据,其中最符合实际的是

A. 一名初中学生的体重约为500N

B. 一名初中学生站立在水平地面上时,对地面的压强约为3x104 Pa C. 一名初中学生浸没在水中时,受到水的浮力约为1.0xl03N D. —名初中学生从一楼步行到三楼所做的功约为3xlO4J

【答案】A 【解析】

由于初中生的质量约为50kg,所以体重人约是:G=w^=50kgx 10N/kg=500N,故A符合实 际一般初中生每只鞋的底面积人约为200cm2 =0.02m2,体重大约为500N,所以对地面的 压强约是:

P=FA=G/S=500N/0.02nrx2=1.25xl04Pa,故E不符合实际;游泳时接近漂浮状 态,受到的浮力与重力相

等,又因为中学生的体重人约在500N左右,所以受到水的浮力 约为500N,故C不符合实际;中学生的体重在500N左右,一楼到三楼的高度约6m,中 学生从一楼走到三楼,会克服重力做功大约是:

IV=G//=500Nx6m=3000J,故D不符合实 际,综上所述故选A.

18. 如图所示,让钢球从斜槽上

由静止滚下,钢球运动到水平面上碰到静止的木块后,能 将木块撞出一段距离.下列说法正确的是(不计空气阻力)(

A. 钢球能从斜槽上滚卞是因为它具有惯性 B. 木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越多 C. 钢球在斜槽上向卞滚动时,它的机械能越来越大 D. 木块被撞出一段距离,说明物体的运动需要力来维持

【答案】B 【解析】 【详解】

A. 钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用,而不是因为它具有惯性,故A错误; B. 根据W=Fs可知,木块被撞得越远,说明钢球对木块做的功越多,故E正确:

C. 钢球在斜槽上向下滚动时,不计空气阻力,但钢球还受到摩擦力作用,钢球滚下时需 要克服摩擦力做

功,有一部分机械能转化为内能,所以,钢球的机械能会减少,故C错 误;

D. 木块被撞出一段距离,是因为木块受到力的作用,其运动状态发生了变化,不能说明 物体的运动需要力

来维持,故D错误。

19. 在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图彖

【答案】A 【解析】

影响动能人小的因素是:质量与速度.质量越人,速度越人,动能越人;影响重力势能人 小的因素是:质量与被举得高度,质量越人,高度越高,重力势能越人.小明把排球竖直 向上抛出,在排球向上运动的过程中,高度变人,速度减小,动能转化为重力势能,到达 最高点时速度为零,动能为零;然后排球在重力的作用向卞运动,高度减小,速度变人, 重力势能转化为动能,所以,排球在运动中动能先变小至零,然后再变人,故

A图符合题 意,故选A.

点睛:本题考查的是影响动能、重力势能的因素,注意利用控制变量法判断动能、重力势 能的变化即可.

20.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

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,”=3,不计摩擦及绳重,拉力: F=- (G+G功)=丄>< (140N+10N) =50N,故 A 错误;

3 3

B. 则绳端移动的距离:5=3/7=3X2m=6m,故E错误; C. 拉力做功:W®=Fs=50NX6m=300J,

有用功:Wmu=G/?=140NX2m=280J,

W W总.

280J 300J

滑轮组的机械效率:〃 = #■ X100%=伙苻X100%a93・3%,故C正确。

叫用 Gh G

D. 提升200N重物时,重物重力增加,据〃二十二厂/厂]二厂厂 可知滑轮组用I

Gh + G訥G + G动

械效率变人,故D错误。

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