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2020-2021中考物理功和机械能问题的综合题试题含答案

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一、初中物理功和机械能问题

1.如图所示,一个玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中,有哪些机械能发生了转化

A.只有动能和重力势能 B.只有动能和弹性势能 C.只有重力势能和弹性势能

D.动能、重力势能和弹性势能都发生了转化 【答案】D 【解析】 【详解】

根据题意,玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚. 首先将弹簧作为一个简单对象考虑,向下翻滚过程中,质量不变,但高度降低了,所以重力势能会减小;

弹簧弹起后,另一端接触斜面时,动能减小,弹性势能增大,且减小的重力势能,会转化弹簧的弹性势能,即弹簧的弹性形变变大; 弹簧弹起时,弹性势能又转化为动能.

所以这个过程中,动能、重力势能和弹性势能都发生了转化,故D正确.

2.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示.下列说法正确的是

A.皮球经过同一高度A、B两点时,动能相等 B.皮球第一次反弹后到达最高点P时,动能为零 C.皮球在D点时的机械能大于在C点时的机械能

D.若将皮球表面涂黑,则在地面M点的黑色圆斑大于N点的黑色圆斑 【答案】D 【解析】 【详解】

A.由图可知,每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小,在A点的机械能大于在B点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,在A、B两点高度相同则重力势能相同,所以在A点的动能大于在B点的动能;故A错误。

B.从轨迹来看,小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度。小球在最高点时,竖直方向速度为零,但是仍然能往右运动,说明小球还具有水平方向速度,动能不为零;故B错误。

C.每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明小球受到空气阻力,机械能逐渐变小。在C点在在D点之前,故在D点的机械能小于在C点的机械能;故C错误。 D.弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大。在M点与在N点小球的动能与重力势能都为零,又因为小球在M点机械能大于N点机械能,故小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能,故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑;故D正确。

3.在雄壮的国歌声中,升旗手在50秒时间内将重5N的国旗缓缓上升到旗杆顶端,下面分析正确的是( )

A.缓缓上升,动能转化为重力势能

B.升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向下 C.他对国旗做功的功率最接近于1W D.旗杆顶端的滑轮在使用时是省力的 【答案】C 【解析】 【分析】

(1)影响动能的因素是质量和速度;影响重力势能的因素是质量和高度;在一定条件下,动能和势能可以相互转化;

(2)两个物体发生相对运动时,摩擦力方向与相对运动的方向相反;

(3)已知国旗重力,估计出旗杆高度,可以得到克服旗杆重力做的功;功与时间之比为功率;

(4)定滑轮的本质是等臂杠杆,所以不能省力。 【详解】

A.国旗匀速上升过程中,速度不变,质量不变,则动能不变,高度增大,国旗的重力势能逐渐增大,没有动能转化为重力势能,故A错误;

B.由于力的作用是相互的,升旗同学向下拉绳,升旗同学的手受到绳对手的摩擦力方向向上,故B错误;

C.已知国旗的重力5N,旗杆大约10m高,克服国旗的重力做功为

W?Gh?5N?10m?50J

国歌的演奏一遍的标准时间是50秒,他对国旗做功的功率最接近于

P?故C正确;

W50J??1W t50sD.国旗杆上的滑轮为定滑轮,则利用定滑轮升国旗,可以改变施力的方向但不能省力,故D错误。 故选C。

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到b时,动能逐渐增大 B.皮球由c到d时,机械能一直减小 C.皮球在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.立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目,起跳前先屈膝下蹲,然后脚掌用力蹬地,伸展身体,两臂上挥,竖直向上跳起至最高点,小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为( ) A.3×102J 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

中学生重力的平均值约600N,当起跳后重心升高的高度为:

B.3×103J

C.3×104J

D.3×105J

△h=0.5m;

在起跳时所消耗的能量用来增加了同学的重力势能了,所以当该同学跳起后增加的重力势能最大值是:

E=W=G△h=600N×0.5m=300J=3×102J,

故A正确,BCD错误; 应选A.

6.一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,小石块的重力势能Ep随着时间的变化图像可能是( ) A.【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

B.

C.

D.

由题意可知,不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,石块做加速运动,石块在相同时间内下降的速度越来越大,石块所处的高度减小得越来越快,石块的重力势能Ep减小得越来越快,符合这一规律的只有C图,而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢,故D错误。 故选C。

7.一个超级惊险项目——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。

8.李明同学,一次缓慢地从一楼走上五楼,另一次则急促地跑上去,下列说法正确的是( )

A.两次做的有用功相同,功率不同 B.两次做的有用功和功率都相同 C.两次做的有用功不同,功率相同 D.条件不足,无法判断 【答案】A 【解析】 【详解】

李明同学的体重不变,上楼的高度不变,根据公式W=Gh可知两次上楼过程所做的有用功相等;缓慢走上去用的时间比跑上去用的时间多,且前后做的功相等;根据公式

P?W可知,走上去做功的功率小于跑上去做功的功率。 t故选A。

9.如左图所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,其推力大小随时间变化的图像(F-t图像)和物体速度大小随时间变化的图像(v-t图像)分别如图所示,下列说法正确的是( )

A.当t=1s时,物体处于静止状态,摩擦力为0N B.当t=3s时,物体受到的摩擦力是3N C.在匀速直线运动阶段,拉力F做的功是16J D.2~4s内,物体的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A.由v-t图像可知,0~2s时物体的速度大小为零,即t=1s时物体处于静止状态;此时物体受到推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等;由F-t图像可知,t=1s时,F=1N,则此时的摩擦力

f?F?1N

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