中考物理功和机械能测试题(含答案)
一、选择题
1.关于滚摆在运动过程中能量的分析,下列说法正确的是
A.下降过程中动能不变 B.最低点动能为零 C.上升过程中重力势能减小 D.最高点重力势能最大 【答案】D 【解析】
滚摆下降过程中,高度变小,重力势能变小,速度增加,动能增加,故A错误;滚摆下降到最低点时,速度最大,动能最大,故B错误;滚摆上升过程中,高度增加,重力势能增大,故C错误;滚摆到达高点时,高度最大,重力势能最大,故D正确.
2.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
A.拉力F为75N
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,n=3,不计摩擦及绳重,拉力: F=
11 (G+G动)=×(140N+10N)=50N,故A错误; 33B.则绳端移动的距离:s=3h=3×2m=6m,故B错误; C.拉力做功:W总=Fs=50N×6m=300J, 有用功:W有用=Gh=140N×2m=280J,
滑轮组的机械效率:?=
W有用W总×100%=
280J×100%≈93.3%,故C正确。 300JD. 提升200N重物时,重物重力增加,据?=械效率变大,故D错误。
W有用W总GhG==可知滑轮组机Gh?G动hG?G动
3.如图所示,定滑轮重4N,动滑轮重0.5N,在拉力F的作用下,1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm.如果不计绳重和摩擦.则以下计算结果正确的是
A.绳子自由端移动速度为0.3m/s B.拉力F的大小为4N C.拉力F的功率为0.45W D.滑轮组的机械效率为75% 【答案】C 【解析】 【详解】
由图知道,承担物重的绳子的有效股数是:n=2, A.绳端移动的距离是: s=2h=2×0.1m=0.2m, 绳子自由端移动的速度是:
s0.2m??0.2m/s , t1s故A错误; v?B.不计绳重和摩擦,则拉力F?故B错误;
C.拉力做的总功:W总 =Fs=2.25N×0.2m=0.45J,拉力F的功率:
11G?G=??4N?0.5N??2.25N, ?动?n2W总0.45J??0.45W , t1s故C正确; P?D.拉力做的有用功W有 =Gh=4N×0.1m=0.4J,滑轮组的机械效率是: ??W有0.4J?100%??100%≈88.9%, W总0.45J故D错误。
4.如图,小聪用力将水平地面上的箱子拉走了;小明用力推箱子,但没有推动.下面关于做功的分析,正确的是
A.小明、小聪都没有对箱子做功
B.小明对箱子做了功,小聪对箱子没有做功 C.小聪对箱子做了功,小明对箱子没有做功
D.小聪在拉箱子的过程中,箱子的重力做了功,小明在推箱子时,箱子的重力没有做功 【答案】C 【解析】 【详解】
根据做功的两个要素分析解答:
(1)小明用力推箱子,但箱子没有运动,只有力的作用,没有在力的方向上通过距离,所以他对箱子没有做功;
(2)小聪用力将箱子拉走了,在力的方向上通过了距离,因此她对箱子做了功,故AB错误,C正确;
(3)重力的方向是竖直向下的,箱子无论沿水平方向是否运动,箱子的重力都没有做功,故D错误. 故选C. 【点睛】
重点是做功的判断,要根据做功的两个要素进行判断,一要有力作用在物体上,二是物体在力的方向上通过一段距离,当力与物体运动方向垂直时,此力不做功.
5.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; 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C.
6.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。下列计算结果不正确的是 ...
A.0s~1s内,地面对物体的支持力大于10N B.1s~2s内,物体在做加速运动 C.2s~3s内,拉力F的功率是100W D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是83.33% 【答案】C 【解析】 【详解】
(1)由图乙可知,在0~1s内,拉力F=30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用,处于静止状态;地面对重物的支持力F支=G?F′=G?3F拉+G动=100N?3×30N+G动=G动+10N
10N,故A正确;(2)由图
丙可知,1s~2s内,物体在做加速运动,故B正确;(3)由图可知在2~3s内,重物做匀速运动,v3=2.50m/s,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3,所以拉力F的作用点下降的速度v′3=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s,拉力做功功率(总功率):P总=F3v′3=40N×7.5m/s=300W,故C错误;滑轮组的机械效率:η=
×100%=【点睛】
由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h.(1)已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉,物体静止,设滑轮组对物体的拉力F′,其关系为F=(F′+G动);地面对物体的支持力等于物体对地面的压力,等于物体的重力G减去整
×100%=
×100%
83.33%,故D正确。故选C.
拉
个滑轮组对物体的拉力F′;(2)由F-t图象得出在1~2s内的拉力F,由h-t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W=Fs求此时拉力做功.(3)由F-t图象得出在2~3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P=Fv求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及S与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率.
7.下列事例中,有力对物体做功的是
A.小明背着书包在水平路面上前进 C.举重运动员举起杠铃停在空中不动 【答案】B 【解析】
B.跳水运动员从跳台跳下 D.足球被踢出后在草地上滚动
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.
8.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,以下说法正确的是( )
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,所以动能增大,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,速度最大,动能最大,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
9.关于功率概念的理解,下列说法中正确的是 A.功率大的机械做的功多 B.功率大的机械做功时用的时间少 C.单位时间内完成的功越多,则功率越大 D.省力多的机械功率大 【答案】C