1、（物理）功和机械能测试卷（含答案）一、选择题1如图所示，一长为L的直杆可绕O点转动，杆下挂一所受重力为G的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的 A拉力F的大小保持不变 B拉力F和物块重力G是一对平衡力C这个过程中物块重力所做的功为 D这个过程中直杆一直都是费力杠杆【答案】C【解析】【详解】A由图知，杠杆由与竖直方向成60角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F
2、逐渐变小，故A错误；B拉力F和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B错误；C杠杆由与竖直方向成60角时，杠杆右端高度，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L处，所以物体下降高度，所以物体重力做功，故C正确；D当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D错误。2下列数据中，不合理的是（ ）A教室里大气压值约为2105PaB教室门框高约为2mC小明从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功约为1500JD一名中学生的体重约为500N【答案】A【解析】【详解】A一个标准大气压约是1.01105Pa，教室里的气压接近一个标准大气压，故A说法不合理；B普通中学
3、生的身高一般为1.7m左右，教室的门框高度要高于人的身高，应该为2m左右，故B说法合理；C根据克服重力做功公式W=Gh，因为小明的体重约是500N，每层楼高约3m，所以他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J，故C说法合理；D一名普通中学生的质量约为50kg，体重G=mg=50kg10N/kg=500N，故D说法合理。3有甲、乙两个完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。若不计空气阻力，下列说法正确的是A抛出时刻，甲球比乙球的动能小B抛出时刻，甲球比乙球的重力势能小C乙球上升过程中，重力势能转化为动能D甲球下落过程中，它的
4、机械能保持不变【答案】D【解析】【详解】A抛出时刻，甲乙两球的速度大小相等，又因为甲乙是两个完全相同的小球，因此甲乙两球的质量相等，所以抛出时刻甲球和乙球的动能相等；故A错误；B由题意可知，甲乙两球的质量相等，甲乙两个小球在同一高度抛出，所以抛出时刻甲球和乙球的重力势能相等；故B错误；C乙球上升过程中，速度越来越小，高度越来越高，是动能转化为重力势能；故C错误；D甲球下落过程中，速度越来越大，高度越来越低，是重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以甲球下落过程中，它的机械能保持不变；故D正确。4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st图象如图所示。若甲的重力比乙小，则下列说
5、法中正确的是A它们的惯性一定相等B它们的重力势能一定都变大C它们的动能可能相等D它们所受的合力可能不相等【答案】C【解析】【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 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；B 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，但甲的速度大于乙的速度，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
6、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；5如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W1，机械效率为；用乙滑轮所做的总功率为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（ ）AW1W2，12 B. W1=W2，12CW1W2 , DW1=W2 , =【答案】A【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；根据 可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。即W12.故选C.6关于能量及能量之间
7、的转化，下列说法正确的是（ ）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，增大了水的动能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）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；（2）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，影响重力势能大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，重力势能也增大，
8、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.7下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（）A功率大的机械，做功一定多B做功多的机械，效率一定高C做功快的机械，功率一定大D效率高的机械，功率一定大【答案】C【解析】试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大
9、；C、说法正确；D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大故选C8体重相同的小明和小华进行搬砖比赛，他们分别将20块相同的砖从同一栋楼的一楼搬到三楼，小明两次搬完，小华三次搬完，比较他们在此过程中所做总功和功率，下列说法正确的是A他们做功一样多B小明做功多一些C小华做功多一些D小明的功率大一些【答案】C【解析】【详解】由于砖的重力相等，楼层高度相等，根据可知，小明和小华克服砖的重力所做的功相等；小明和小华的体重相等，楼层高度相等，小明两次搬完，小华三次搬完，所以在搬砖的过程中，小华克服自身重力所做的功多；小华所做总功比小明所做的总功多，由于无法比较小明和小华做功时间的多少，根据
10、可知，无法比较小明和小华的功率大小；故C符合题意9跳伞运动员跳出飞机后,立即打开降落伞,下落过程中所受空气阻力随速度的增大而增大,直至与重力等大。在整个下落过程中，运动员和降落伞的 （ ）A重力势能不断减少,动能不断增加，机械能不变B重力势能不断减少,动能不断增加,机械能减少C重力势能不断减少,动能先增加然后保持不变,机械能减少D重力势能不断减少,动能先增加后减少,机械能不变【答案】C【解析】分析：动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；动能和势能总称为机械能。解答：由于运动员在空中飞速下落，质量没
11、发生变化，速度先逐渐增大后保持不变，故动能先增大后保持不变；在下落过程中，高度降低，所以重力势能减小，机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能也是减小。故选：C。【点睛】该题考查了动能和重力势能大小的影响因素，机械能的变化可以从动能和势能的变化来判断，也可以从机械能和其它形式的能之间是否有转化进行判断。10跳板跳水运动有起跳、腾空、落水三个阶段，如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景，若不计空气阻力，下列说法不正确的是A运动员即将起跳时，跳板的弹性势能最大B腾空的过程，运动员的动能转化为重力势能C落水的过程，运动员的重力势能始终在增大D从腾空到落水的过程，运动员的动能先减小后增大【答案】C【解析
12、】【分析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；动能和势能统称为机械能其在不计空气阻力时，机械能是守恒的【详解】A、运动员在跳板上即将起跳时，跳板的形变最大，故此时的弹性势能最大，即弹性势能转化成了人的动能，故A正确；B、运动员腾空时，质量不变，速度变小，则动能减小，但高度增加，所以重力势能增大，故是将动能转化为重力势能的过程，故B正确；CD、运动员从腾空到落水的过程，速度先变小后变大，所以动能先减小后增大；高度先增加，后减小，所以重力势能先变大，后变小，故C错误
13、，D正确故选C11一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（ ）ABCD【答案】D【解析】【详解】汽车发动机的功率始终保持不变，途中经过一段泥泞路面，由于泥泞路面摩擦阻力增大，则汽车的牵引力也随之增大，根据可知，汽车的速度变小；速度变小，则相同时间内通过的距离变小。A图，始终为匀速直线运动，不正确；B图，中间一段，在相同时间内通过的距离更远，不正确；C图，中间一段，随时间的变化，路程出现减小的情况，不正确；D图，中间一段，在相同时间内通过的距离变小了，说明速度减小了，正确；故选D。12如图所示，在粗糙程
14、度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置，松手后，木块最终停止在图乙所示位置。下列说法正确的是（ ）A弹簧被压缩过程中，长度变短，弹簧的弹性势能减小B木块被弹簧弹离后的瞬间，如果它受到的力全部消失，木块将立即停止不动C木块从被弹簧弹离至停止前的过程中，速度减小，縻擦力不变D图乙中，木块受到的支持力和木块对水平面的压力是一对平衡力【答案】C【解析】【详解】A弹簧被压缩过程中，长度变短，形变变大，所以弹簧的弹性势能增大，故A错误；B木块被弹簧弹离的瞬间具有一定的速度，如果它受到的力全部消失，由牛顿第一定律可知，木块将做匀速直线运动；故B错误；C木块从被弹簧弹离至最终静止的过程中，木
15、块对水平地面的压力和接触面的粗糙程度没有变，所以摩擦力的大小是不变的，故C正确；D木块受到的支持力和木块对水平面的压力作用在不同物体上，是相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。13如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重） A1s B2s C3 s D4s【答案】B【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。（2）拉动A向左运动，A受到水
16、平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为，再利用求出做功时间。解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：；，则，因此拉力F做功：，所用时间为。故选：B。【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。14如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化则A小球在A处的动能等于在
17、D处的动能B小球在A处的动能大于在D处的动能C小球在B处的机械能小于在C处的机械能D小球在B处的机械能等于在C处的机械能【答案】D【解析】【详解】AB根据题意，小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化，所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小观察图象，发现小球在A处比在D处所处的高度较高，具有的重力势能较大，所以小球在A处具有的动能较小，故A、B选项都不正确CD根据题意“小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化”，所以在整个过程中没有能量的损耗，动能和势能的总和即机械能是不会减少的，小球在各处的机械能都是相等的，故D正确，C不正确15如图所示，一
18、位女交警推老人沿水平人行横道过马路，关于此过程力对物体做功的判断，下列说法中正确的是A老人所受重力对老人做了功B地面对轮椅的支持力对轮椅做了功C女交警对轮椅的推力对轮椅做了功D老人对轮椅竖直向下的压力对轮椅做了功【答案】C【解析】老人受到重力的作用，但在重力的方向上没有通过距离，所以老人所受重力没有做功，故A错误；轮椅受到了地面的支持力作用，但在支持力的方向上没有通过距离，所以支持力对轮椅没有做功，故B错误；女交警对轮椅的有一个推力，轮椅在推力的方向上通过了距离，故推力对轮椅做功，C正确；老人对轮椅有一个竖直向下的压力，但轮椅在压力的方向上没有通过距离，所以压力对轮椅没有做功，故D错误，故选C
19、16骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（）A缩短上坡过程中所走的路程B减少上坡过程中所做的功C减小上坡过程中所施加的力D缩短上坡过程中所用的时间【答案】C【解析】【详解】A上坡时，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，A不符合题意B使用任何机械都不省功，B不符合题意C上坡时，走S形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力C符合题意D速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长D不符合题意17运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为90kg.只考虑人受到重力和空气阻力，下落时的速度一时间图线如图所示，g=10N/kg.从第
20、10s到第30这个过程中，人（包括装备）A动能一直在变大B重力势能先变大后不变C机械能一直在变小D重力势能一直在转化为动能【答案】C【解析】【详解】A动能大小的影响因素有速度和质量，在整个过程中，质量不变，速度先变大再不变再变小，因此动能也是先变大再不变再变小，故A选项错误，不符合题意；B重力势能大小的影响因素有质量和高度，在整个过程中，质量不变，高度逐渐变小，因此重力势能减小，故B选项错误，不符合题意； C在下落过程中，阻力做功导致机械能转化为内能，因此机械能减小，故C选项正确，符合题意；D由图像可知，有两段速度不变的过程，在这两段过程中，动能不变，不存在重力势能转化为动能的情况，故D选项错
21、误，不符合题意。18汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示，则（ ）AV1/2V0 B1至2时间段内汽车做加速运动C1/2 D2时刻后，汽车将保持功率0行驶【答案】A【解析】由题知，t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，则有P0=F0v0t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v0），牵引力F0减小为，所以.由可得，.AD由题，
22、t1时刻后汽车的功率保持恒定，由前面分析可知，汽车的功率将保持不变，故D错误；到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，由图可知，汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等，均为F0.根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：，故A正确；B由图可知，t1到t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可知，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故B错误；C汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0=f，故C错误。19如图甲所示，是建设罗泊湾大桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景A
23、在下降到江底之前，始终保持0.1m/s的速度不变如图乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像（江水的密度为=1.0103kg/m3 , g取10N/kg）则AA从开始下降直到江面的过程中，钢缆绳对A做的功为5104JBA下降过程中重力的功率为5103WCA的密度为1.6103kg/m3D当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压强为5103 Pa【答案】D【解析】【详解】A由图乙可知，A从开始下降直到江面的过程中，下降高度h=vt=0.1m/s20s=2m，钢缆绳对A做的功W=Fs=3104N2m=6104J，故A错误BA下降过程中重力的功率，故B错误CA全部浸没在水
24、中所受浮力，根据阿基米德原理可得，物体的体积，故A的密度，故C错误D由图乙可知，A物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间t=30s-20s=10s，A物体的高度h=vt=0.1m/s10s=1m，圆柱体A的底面积，当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压力，则A对江底的压强，故D正确【点睛】本题是力学综合计算题，具有一定的难度，读懂图，能从图像中找出有用的信息并加以应用是关键20班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是（）五楼到一楼的高度H； 从一楼到达五楼所用的时间T；每个同学的体重G； 四楼到五楼楼梯的长度L。ABCD【答案】D【解析】【详解】由功率公式得学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。故选D。
