专项习题临沂初三物理功和机械能测试题解析版.docx
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专项习题临沂初三物理功和机械能测试题解析版
【专项习题】临沂初三物理功和机械能测试题(解析版)
一、选择题
1.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( )
①五楼到一楼的高度H;②从一楼到达五楼所用的时间T;
③每个同学的体重G;④四楼到五楼楼梯的长度L。
A.①②③B.②③④C.①③D.②③
【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。
2.如图所示,用沿斜面向上不同的力,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A,己知AB>AC,如果拉力做的功分别为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2。
则:
[]。
A.W1>W2,P1>P2;
B.W1>W2,P1<P2;
C.W1=W2,P1<P2;
D.W1=W2,P1=P2。
【答案】C
【解析】
【详解】
根据题意知道,斜面光滑说明摩擦力为0,所以,使用任何机械都不省功,故拉力在两斜面上做功相同,即W1=W2,又因为AB>AC,且速度相同,由v=s/t知道,运动时间是t1>t2;由P=W/t知道,拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大,即P1<P2,综上所述,只有C正确,故选C。
3.下列数据中,不合理的是()
A.教室里大气压值约为2×105Pa
B.教室门框高约为2m
C.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1500J
D.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1.01×105Pa,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=50kg×10N/kg=500N,故D说法合理。
4.如图所示,悬挂的电灯处于静止状态。
假如悬挂它的绳子突然断了,电灯将
A.仍受平衡力B.加速下落C.匀速直线下落D.动能变势能
【答案】B
【解析】
【分析】
物体如果受到力的作用,且受到的力不平衡,物体的运动状态就会发生改变;影响动能的因素:
质量和速度;影响重力势能的因素:
质量和高度。
【详解】
悬挂的电灯处于静止状态,此时电灯受到重力和拉力的作用;若悬挂它的绳子突然断了,则电灯只受到重力的作用,会向下做加速运动,受非平衡力的作用,质量不变,速度变大,高度变小,动能变大,重力势能变小,重力势能转化为动能。
故选B。
【点睛】
本题考查力和运动及机械能的题目,需要知道物体受到平衡力作用时,其运动状态不变,即处于静止状态或匀速直线运动状态。
5.在校园足球比赛中,队员把足球踢出后,足球在水平地面上向前减速运动,如图所示.以下关于足球在水平地面上运动的这一过程中说法正确的是
A.足球所受的重力做了功B.脚一直对足球做功
C.足球受到非平衡力作用D.地面的支持力对足球做了功
【答案】C
【解析】
【详解】
A、重力时竖直向下的,球在地面上移动的距离是水平方向,即力与距离垂直,重力不做功,故A错误;
B、球离开运动员的脚以后,以后不再受运动员的作用力,故脚对球不再做功,故B错误;
C、由于足球的运动速度越来越慢,运动速度发生了变化,故受到的是非平衡力,故C正确;
D、支持力是竖直向上的,球在地面上的运动是水平方向,即力与距离垂直,支持力不做功,故D错误;
故选C.
6.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,推力对铅球做了功
B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手竖直向上的拉力对水桶做了功
C.用手从地面竖直提起水桶,手竖直向上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】
A.抛出手的铅球在空中向前运动的过程中,已经脱离手,所以推力对它不再做功,向前运动是因为惯性,故A错误;
B.提着水桶在路面上水平向前移动一段路程,手的拉力向上,而桶水平运动,所以拉力不做功,故B错误;
C.用手从地面提起水桶,手的拉力向上,水桶向上运动,符合做功的条件,所以拉力做功,故C正确;
D.用力推一辆汽车,汽车静止不动,距离为零,所以不做功,故D错误.
选C.
点睛:
重点是是否做功的判断,要牢记做功的两个要素,即力和距离,且距离必须是在力的作用下通过的距离.当距离为零时,用再大的力,做功也是零.
7.如图是一个光滑的轨道.某小球从轨道的O点出发,由静止开始下滑,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以运动到
A.a点B.b点
C.c点D.d点
【答案】C
【解析】
【详解】
本实验中,由于轨道是光滑的,没有摩擦力,所以小球的机械能守恒。
故小球从O点由静止释放,始终没有离开轨道,最远可以滚到与O点等高的c点,故选C。
8.工人师傅利用如图所示的两种方式,将重均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升0.5m。
F1、F2始终沿竖直方向;图甲中OB=2OA,图乙中动滑轮重为60N,重物上升速度为0.01m/s。
不计杠杆重、绳重和摩擦,则下列说法正确的是
A.甲乙两种方式都省一半的力
B.甲方式F1由150N逐渐变大
C.乙方式的有用功是180J
D.乙方式F2的功率为3.6W
【答案】D
【解析】
【分析】
(1)根据杠杆的特点和动滑轮的特点分析甲乙两种方式的省力情况;
(2)根据动力臂和阻力臂的关系分析甲方式F1的变化;
(3)根据W有用=Gh可求乙方式的有用功;
(4)根据公式P=Fv求出乙方式F2的功率。
【详解】
A、甲图,F1为动力,已知OB=2OA,即动力臂为阻力臂的2倍,由于不计摩擦、杠杆自重,由杠杆平衡条件可知,动力为阻力的一半,即F1=150N;由图乙可知,n=3,不计绳重和摩擦,则
,故A错误;
B、甲图中,重力即阻力的方向是竖直向下的,动力的方向也是竖直向下的,在提升重物的过程中,动力臂和阻力臂的比值不变,故动力F1为150N不变,故B错误;
C、不计绳重和摩擦,乙方式的有用功为:
W有用=Gh=300N×0.5m150J,故C错误;
D、乙方式中F2=120N,绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s,则乙方式F2的功率为:
,故D正确。
故选D。
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.如图,在同样的水平面上,两人分别去推静止在水平面上重100N的同一课桌.小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动;小明用20N的水平推力,课桌在水平面上也做直线运动.则下列说法正确的是
A.小芳推课桌时,推力做功的功率为20W
B.小明推课桌时,课桌所受的摩擦力大小为20N
C.小芳推课桌时,课桌受到的摩擦力大小为100N
D.小明推课桌时,课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动
【答案】A
【解析】
小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动,则小芳推课桌时,推力做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W,故A正确.
根据小芳用10N的水平推力,课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动可知,课桌处于平衡状态,受平衡力的作用,课桌所受摩擦力的大小和推力相等,即f=F=10N;小明推课桌时,课桌对地面的压力和接触面粗糙程度不变,摩擦力大小不变,仍为10N,故B错误.
小芳推课桌时,课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力,大小相等,摩擦力为10N,故C错误.
小明推课桌时,推力大于摩擦力,课桌做加速运动,故D错误.
答案为A.
11.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ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).则
A.A从开始下降直到江面的过程中,钢缆绳对A做的功为5×104J
B.A下降过程中重力的功率为5×103W
C.A的密度为1.6×103kg/m3
D.当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A对江底的压强为5×103Pa
【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/s×20s=2m,
钢缆绳对A做的功
W=Fs=3×104N×2m=6×104J,
故A错误.
B.A下降过程中重力的功率
,
故B错误.
C.A全部浸没在水中所受浮力
,
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/s×10s=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.
12.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60º.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。
13.如图,将铁锁从贴着鼻子尖释放,铁锁摆回时并没有碰到鼻子尖,下列说法正确的是
A.铁锁向最低处摆动过程中动能转化为重力势能
B.铁锁向最低处摆动过程中重力不做功
C.铁锁从释放到摆回的过程中机械能减小
D.铁锁在最低处的机械能最大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.铁锁向最低处摆动过程中,质量不变,高度减小,速度增大,重力势能转化为动能。
故A错误;
B.铁锁向最低处摆动过程中,重力的方向竖直向下,铁锁高度降低,即向下运动了一定距离,所以重力做功。
故B错误;
C.铁锁从释放到摆回的过程中,要克服空气的摩擦做功,部分机械能转化为内能,所以机械能减小。
故C正确;
D.铁锁在来回摆动的过程中,克服摩擦做功,机械能不断减少,所以在最初释放时机械能最大。
故D错误。
14.一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家,对此,下列说法中错误的是
A.爬相同的楼梯,儿子体重小做的功少
B.爬相同的楼梯,父亲体重大做的功多
C.爬相同的楼梯,儿子比父亲先到达,儿子的功率一定大
D.爬相同的楼梯,父亲比儿子先到达,父亲的功率一定大
【答案】C
【解析】
(1)因为父亲的体重大小儿子的体重,两人上楼的高度相同,根据公式W=Gh可知,父亲做的功多,故AB正确.
(2)爬相同的楼梯,儿子比父亲先到达,儿子做功比父亲少,儿子又比父亲用时间短,根据公式P=
可知,不能判断儿子的功率一定大,故C错误.
(3)爬相同的楼梯,父亲比儿子先到达,父亲比儿子做功多,时间又短,根据公式P=
可知,父亲的功率一定大,故D正确.
故选C.
15.如图所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的能量分析,下列说法正确的是
A.弹性绳绷直前,重力势能增大,动能减小
B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变
C.下降到最低点,动能最小,弹性势能最大
D.下降到最低点,重力势能最大,弹性势能最大
【答案】C
【解析】
分析:
动能大小的影响因素:
质量、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、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.
弹性势能的影响因素是弹性形变的程度,形变越大,势能越大.
解答:
AB、人在下降过程中,弹性绳绷直前,高度减小,重力势能减小,速度变大,则动能变大,故AB错误;
CD、下降到最低点时,人的速度减小为0,动能最小;高度最小,重力势能最小;弹性绳的形变最大,则弹性势能最大,故C正确,D错误.
故选C.
【点睛】掌握动能、重力势能的影响因素.利用控制变量法能判断动能、重力势能的变化.
16.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.下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3×104Pa
C.一名初中学生浸没在水中时,受到水的浮力约为1.0×103N
D.一名初中学生从一楼步行到三楼所做的功约为3×104J
【答案】A
【解析】
由于初中生的质量约为50kg,所以体重大约是:
G=mg=50kg×10N/kg=500N,故A符合实际;一般初中生每只鞋的底面积大约为200cm2=0.02m2,体重大约为500N,所以对地面的压强约是:
P=F/S=G/S=500N/0.02m2×2=1.25×104Pa,故B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大约在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:
W=Gh=500N×6m=3000J,故D不符合实际,综上所述故选A.
17.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和v-t图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是()
A.当t=2s时,物体处于静止状态,摩擦力是0
B.当t=3s时,物体受到的摩擦力是7N
C.4~6s内,拉力F做的功是20J
D.2~4s内,物体的机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图乙可知,当t=2s时,物体处于静止状态,摩擦力等于拉力的大小为3N,故A错;
B.当t=3s时,物体受到的拉力的小为7N,此时物体受力不平衡,物体受到摩擦力等于5N,故B错;
C.4﹣6s内,拉力的大小为5N,物体通过的距离为4m,拉力F做的功是20J,故C正确;
D.2﹣4s内,物体的速度是不断变大的,机械能增加,故D错;
应选C.
18.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变化的图象最接近的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
影响动能大小的因素是:
质量与速度.质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素是:
质量与被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大.小明把排球竖直向上抛出,在排球向上运动的过程中,高度变大,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下运动,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能,所以,排球在运动中动能先变小至零,然后再变大,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.
19.如图所示,斜面与水平面在M点通过小圆弧相连,弹簧左端固定,原长时右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,则下列说法中错误的是
A.小物块从P向M运动过程中,重力势能减少
B.小物块从P向M运动过程中,机械能减少
C.小物块从P向M运动过程中,机械能不变
D.弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大
【答案】B
【解析】
A、小物块从P向M运动过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小,故A正确;
BC、物块从P到N碰撞后还能返回到P说明没能量损失,机械能守恒;小物块从P向M运动过程中,重力势能转化为动能,机械能不变;故B错误,C正确;
D、弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性形变达到最大限度,弹性势能最大,故D正确.
故选B.
20.在生产和生活中经常使用各种机械,在使用机械时,下列说法中正确的是
A.可以省力或省距离,但不能省功
B.可以省力,同时也可以省功
C.可以省距离,同时也可以省功
D.只有在费力情况时才能省功
【答案】A
【解析】
【详解】
使用机械可以省力、省距离或改变力的方向,但都不能省功,故A选项正确;
使用任何机械都不能省功,故B、C、D选项错误;
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