(物理)功和機械能單元測試

（物理）功和機械能單元測試及答案一、選擇題1．古代戰(zhàn)爭中，軍隊用投石車投出巨石攻擊城墻，在巨石被投出到擊中城墻的過程中，下列說法正確的選項是A．巨石在上漲過程中動能不停增大B．巨石在最高點時動能為零C．巨石在降落過程中動能轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓菽蹹．巨石在降落過程中重力勢能不停減小【答案】D【解析】A、巨石運動過程中，上漲階段，速度減小，動能減小；故A錯誤；B、巨石在最高點時仍保持必定的速度運動，動能不為零；故B錯誤；CD、巨石著落過程速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?；故C錯誤，D正確．應(yīng)選D．2．如下列圖，懸掛的電燈處于靜止?fàn)顟B(tài)。假如懸掛它的繩索忽然斷了，電燈將A．仍受平衡力B．加快著落C．勻速直線著落D．動能變勢能【答案】B【解析】【解析】物體假如遇到力的作用，且遇到的力不平衡，物體的運動狀態(tài)就會發(fā)生改變；影響動能的要素：質(zhì)量和速度；影響重力勢能的要素：質(zhì)量和高度。【詳解】懸掛的電燈處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時電燈遇到重力和拉力的作用；若懸掛它的繩索忽然斷了，則電燈只遇到重力的作用，會向下做加快運動，受非平衡力的作用，質(zhì)量不變，速度變大，高度變小，動能變大，重力勢能變小，重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。?yīng)選B?！军c睛】此題考察力和運動及機械能的題目，需要知道物體遇到平衡力作用時，其運動狀態(tài)不變，即處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。3．如下列圖，用滑輪組在4s內(nèi)將重為140N的物體勻速提高2m，若動滑輪重10N，石計滑輪與軸之間的摩擦及繩重。則在此過程中，以下說法正確的選項是A．拉力F為75NB．繩索自由端向上挪動了4mC．滑輪組的機械效率約為93.3%D．提高200N重物時，滑輪組機械效率不變【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，n=3，不計摩擦及繩重，拉力：F=1（G+G動）=1×（140N+10N）=50N，故A錯誤；33B．則繩端挪動的距離：s=3h=3×2m=6m，故B錯誤；C．拉力做功：W總=Fs=50N×6m=300J，實用功：W實用=Gh=140N×2m=280J，滑輪組的機械效率：=W實用280J×100%≈93.3%，故C正確?！?00%=W總300JD．提高200N重物時，重物重力增添，據(jù)W實用=GhG==可知滑輪組機W總GhG動hGG動械效率變大，故D錯誤。4．水平課桌桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向挪動一段距離，則下列判斷正確的選項是A．文具盒所受重力做了功B．文具盒所受拉力做了功C．文具盒所受支持力做了功D．沒有力對文具盒做功【答案】B【解析】試題解析：由題知，文具盒在水平桌面上運動，在重力的方向上沒有挪動距離，所以重力不做功；在支持力的方向上沒有挪動距離，所以支持力不做功；在拉力的方向上挪動了距離，所以拉力做功（B正確）．應(yīng)選B．考點：力能否做功的判斷．評論：明確三種狀況不做功：一是有力無距離（比方：推而未動），二是有距離無力（靠慣性運動），三是力的方向與運動方向垂直．5．如圖是一個圓滑的軌道．某小球從軌道的O點出發(fā)，由靜止開始下滑，小球一直沒有走開軌道，你以為小球最遠可以運動到A．a(chǎn)點

B．b

點C．c點D．d點【答案】C【解析】【詳解】本實驗中，因為軌道是圓滑的，沒有摩擦力，所以小球的機械能守恒。故小球從止開釋，一直沒有走開軌道，最遠可以滾到與O點等高的c點，應(yīng)選C。

O點由靜6．對于能量及能量之間的轉(zhuǎn)變，以下說法正確的選項是（）A．火山擁有內(nèi)能，冰山不擁有內(nèi)能B．火箭在加快上漲時，機械能保持不變C．?dāng)r河大壩使水位高升，增大了水的動能D．墜落的隕石在空中劃過一道亮光時，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能【答案】D【解析】【解析】（1）物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和叫做內(nèi)能，任何物體都擁有內(nèi)能；（2）物體因為運動而擁有的能叫做動能，影響動能大小的要素有質(zhì)量和速度；（3）物體因為被舉高而擁有的能叫做重力勢能，影響重力勢能大小的要素是質(zhì)量和高度；（4）物體戰(zhàn)勝摩擦力做功時，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能．【詳解】任何物體都擁有內(nèi)能，冰山和火山都有內(nèi)能，該選項說法不正確；火箭加快上漲時，動能增大，重力勢能也增大，所以機械能是增大的，該選項說法不正確；攔河壩使水位高升，增大了水的重力勢能，該選項說法不正確；隕石在空中運動出現(xiàn)亮光，是因為它與空氣摩擦，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，溫度高升而焚燒的現(xiàn)象，該選項說法正確。應(yīng)選D.7．在生產(chǎn)和生活中經(jīng)常使用各樣機械，在使用機械時，以下說法中正確的選項是A．可以省力或省距離，但不可以省功B．可以省力，同時也可以省功C．可以省距離，同時也可以省功D．只有在費勁狀況時才能省功【答案】A【解析】【詳解】使用機械可以省力、省距離或改變力的方向，但都不可以省功，故使用任何機械都不可以省功，故B、C、D選項錯誤；

A選項正確；8．為了將放置在水平川面上重為100N的物體提高必定高度，設(shè)置了如圖甲所示的滑輪組裝置。當(dāng)用如圖乙所示隨時間變化的豎直向下的拉力F拉繩時，物體的速度v和物體上漲的高度h隨時間變化的關(guān)系分別如圖丙和丁所示。（不計繩重和繩與輪之間的摩擦）。下列計算結(jié)果不正確的選項是．．．A．0s～1s內(nèi)，地面對物體的支持力大于10NB．1s～2s內(nèi)，物體在做加快運動C．2s～3s內(nèi)，拉力F的功率是100WD．2s～3s內(nèi)，滑輪組的機械效率是83.33%【答案】C【解析】【詳解】（1）由圖乙可知,在0～1s內(nèi),拉力F＝30N.取動滑輪和重物為研究對象,遇到向下的重力G和G動,向上的支持力F支,及三根繩索向上的拉力F′作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)；地面對重物的支持力F支＝G-F′＝G-3F拉+G動＝100N-3×30N+G動＝G動+10N10N，故A正確；（2）由圖丙可知，1s～2s內(nèi)，物體在做加快運動，故B正確；（3）由圖可知在2～3s內(nèi),重物做勻速運動,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因為從動滑輪上直接引出的繩索股數(shù)（肩負物重的繩索股數(shù)）n＝3，所以拉力F的作用點降落的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（總功率）:P總＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C錯誤；滑輪組的機械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正確。應(yīng)選C.【點睛】由滑輪組的構(gòu)造可以看出，肩負物重的繩索股數(shù)n＝3，則拉力F挪動的距離s＝3h．（1）已知滑輪組繩索的段數(shù)n和拉力F拉，物體靜止，設(shè)滑輪組對物體的拉力F′，其關(guān)系為F拉＝（F′+G動）；地面對物體的支持力等于物體對地面的壓力，等于物體的重力G減去整個滑輪組對物體的拉力F′；（2）由F-t圖象得出在1～2s內(nèi)的拉力F，由h-t圖象得出重物上漲的高度，求出拉力F的作用點降落的距離，利用W＝Fs求此時拉力做功．（3）由F-t圖象得出在2～3s內(nèi)的拉力F，由v-t圖象得出重物上漲的速度，求出拉力F的作用點降落的速度，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與h的關(guān)系，利用效率求滑輪組的機械效率．9．如下列圖，用一滑輪組在5s內(nèi)將一重為200N的物體向上勻速提起2m，不計動滑輪及繩自重，忽略摩擦。則A．物體上漲的速度是2.5m/sB．拉力F大小為400NC．拉力F的功率為40WD．拉力F的功率為80W【答案】D【解析】【詳解】A．由vs得體的速度：th2mv0.4mst5s故A項不符合題意；B．圖可知，繩索段數(shù)為n2，不計動滑輪及繩自重，忽略摩擦，則拉力：F1G1200N100N22故B項不符合題意；CD．繩索自由端挪動的速度：v繩2v物20.4ms0.8ms拉力F的功率：WFsPFv100N0.8ms80Wt故C項不符合題意，D項符合題意。10．如圖，將鐵鎖從貼著鼻子尖開釋，鐵鎖擺回時并無遇到鼻子尖，以下說法正確的選項是A．鐵鎖向最低處搖動過程中動能轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓菽蹷．鐵鎖向最低處搖動過程中重力不做功C．鐵鎖從開釋到擺回的過程中機械能減小D．鐵鎖在最低處的機械能最大【答案】C【解析】【詳解】A．鐵鎖向最低處搖動過程中，質(zhì)量不變，高度減小，速度增大，重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。故A錯誤；B．鐵鎖向最低處搖動過程中，重力的方向豎直向下，鐵鎖高度降低，即向下運動了必定距離，所以重力做功。故B錯誤；C．鐵鎖從開釋到擺回的過程中，要戰(zhàn)勝空氣的摩擦做功，部分機械能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，所以機械能減小。故C正確；D．鐵鎖在往返搖動的過程中，戰(zhàn)勝摩擦做功，機械能不停減少，所以在最先開釋時機械能最大。故D錯誤。11．在使用以下簡單機械勻速提高同一物體的四種方式，所用動力最小的是（不計機械自重、繩重和摩擦）（）A．B．C．D．【答案】D【解析】不計機械自重繩重和摩擦，即在理想狀況下：

A.圖示是一個定滑輪拉力

F1＝G；B.依據(jù)勾股定理知

h＝

＝3m,圖中為斜面

,F2×5m＝G×3m,獲得

F2＝0.6G；C.

如圖所示,由圖可知，由杠桿平衡條件可得：F32G3G＝×L＝G×L,拉力F＝G×0.4G；D.

由圖示可知

,滑輪組承重繩索的有效股數(shù)

n＝3,拉力

F4＝

G；所以最小拉力是

F4；應(yīng)選：D。點睛：由圖示滑輪組，確立滑輪組的種類，依據(jù)滑輪組公式求出拉力F1、F4；由勾股定理求出斜面的高，依據(jù)斜面公式求出拉力F2的大??；由圖示杠桿求出動力臂與阻力臂的關(guān)系，此后由杠桿平衡條件求出拉力F3；最后比較各力大小，確立哪個拉力最小。12．如下列圖，在粗拙程度同樣的水平面上，手推木塊向右壓縮輕質(zhì)彈簧至圖甲所示位置，松手后，木塊最后停止在圖乙所示地點。以下說法正確的選項是（）A．彈簧被壓縮過程中，長度變短，彈簧的彈性勢能減小B．木塊被彈簧彈離后的瞬時，假如它遇到的力所有消逝，木塊將立刻停止不動C．木塊從被彈簧彈離至停止前的過程中，速度減小，縻擦力不變D．圖乙中，木塊遇到的支持力和木塊對水平面的壓力是一對平衡力【答案】

C【解析】【詳解】A．彈簧被壓縮過程中，長度變短，形變變大，所以彈簧的彈性勢能增大，故

A錯誤；B．木塊被彈簧彈離的瞬時擁有必定的速度，假如它遇到的力所有消逝，由牛頓第必定律可知，木塊將做勻速直線運動；故B錯誤；C．木塊從被彈簧彈離至最后靜止的過程中，木塊對水平川面的壓力和接觸面的粗拙程度沒有變，所以摩擦力的大小是不變的，故

C正確；D．木塊遇到的支持力和木塊對水平面的壓力作用在不同樣物體上，是相互作使勁，不是一對平衡力，故D錯誤。13．如下列圖是研究“動能的大小與什么要素相關(guān)下，在c處與小木塊碰撞，并與小木塊共同運動到

”實驗的表示圖。小球從a處由靜止?jié)Ld處停下。下邊的一些判斷不正確的選項是（）A．從a到b小球的勢能減小，動能增大B．抵達c處，小球的勢能最小，動能最大C．從c到d處，小球的機械能增大D．抵達d處，小球的動能為零，小木塊的動能為零【答案】C【解析】【詳解】A．從a到b，小球的質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，故A正確，不符合題意。B．抵達c處，小球抵達平面，小球的勢能最小，小球的質(zhì)量不變，速度最大，動能最大。故B正確，不符合題意。C．從c到d處，小球高度不變，重力勢能不變，速度漸漸減小，動能減小，所以機械能減小，故C錯誤；符合題意。D．抵達

d處，小球質(zhì)量不變，小球撞擊木塊后，速度不停減小，動能不停減小，到

d點停止，速度為零，動能為零，木塊抵達

d處速度為零，動能也為零，故

D正確，不符合題意。14．如下列圖，小球沿軌道由靜止從

A處運動到

D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能相互轉(zhuǎn)變．則A．小球在B．小球在C．小球在D．小球在

A處的動能等于在A處的動能大于在B處的機械能小于在B處的機械能等于在

D處的動能D處的動能C處的機械能C處的機械能【答案】

D【解析】【詳解】AB．依據(jù)題意，小球在運動的過程中僅有動能和勢能相互轉(zhuǎn)變，所以小球在重力勢能較大的地方其動能必定較小．察看圖象，發(fā)現(xiàn)小球在A處比在D地方處的高度較高，擁有的重力勢能較大，所以小球在A處擁有的動能較小，故A、B選項都不正確．CD．依據(jù)題意“小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能相互轉(zhuǎn)變”，所以在整個過程中沒有能量的消耗，動能和勢能的總和即機械能是不會減少的，小球在各處的機械能都是相等的，故D正確，C不正確．15．如下列圖，用完整同樣的四個滑輪和兩根同樣的細繩組成甲、乙兩個滑輪組，在各自的自由端施加大小分別為F1和F2的拉力，將同樣的重物遲緩提高同樣的高度（不計繩重和全部摩擦）．以下說法正確的選項是（）A．拉力F1小于拉力F2B．甲、乙兩滑輪組的機械效率同樣C．甲、乙兩滑輪組中的動滑輪都是費勁機械D．甲、乙兩滑輪組中繩索自由端挪動的距離相等【答案】B【解析】【詳解】不計繩重及摩擦，因為拉力F=（G物+G動），n1=2，n2=3，所以繩端的拉力：F1=（G物+G動），F(xiàn)2=（G物+G動），所以F1＞F2，故A錯誤；因為動滑輪重同樣，提高的物體重和高度同樣，W額=G動h，W實用=G物h，所以利用滑輪組做的實用功同樣、額外功同樣，則總功同樣；因為η=，所以兩滑輪組的機械效率相同，故B正確；使用動滑輪可以省力，動滑輪為省力杠桿，故C錯誤；因為繩索自由端挪動的距離s=nh，n1=2，n2=3，提高物體的高度h同樣，所以s1=2h，s=3h，則s≠s，故D錯誤；21216．如下列圖，是研究“動能的大小與什么要素相關(guān)？”實驗的表示圖．小球從a處滾下，在c處與小木塊碰撞，并與小木塊共同運動到d處停下．下邊的一些判斷正確的選項是（）A．從a到b，小球的勢能不變，動能增大B．從b到c，小球的勢能增大，動能增大C．抵達c處，小球的勢能最小，動能最大D．抵達d處，小球的動能為零，小木塊的動能最大【答案】C【解析】【詳解】A．從

a到

b小球的質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小

,故此選不合題意；B．從

b到

c小球的質(zhì)量不變

,高度減小

,重力勢能減小

,故此選項不合題意；C．抵達

c處，小球抵達平面，小球的勢能最小，小球的質(zhì)量不變

,速度增大，動能最大，此選項符合題意；D．抵達

d處，小球質(zhì)量不變，與

c處比較高度不變

,重力勢能不變，小球質(zhì)量不變，小球撞擊木塊后，速度不停減小，動能不停減小，到

d點停止，速度為零，動能為零，此選項不合題意．17．物體在水平川面上做直線運動，當(dāng)物體運動的行程和時間圖像如圖甲時，遇到的水平推力為F12；當(dāng)物體運動的速度和時間圖像如圖乙時，遇到的水平推力為F。兩次推力的功率分別為P1、P2。則以下關(guān)系正確的選項是A．F1=F2P1>P2

B．F1=F2P1<P2

C．F1>F2P1>P2

D．F1<F2

P1>P2【答案】【解析】【詳解】

B由圖象甲可知，物體作勻速直線運動，速度大小為s甲4mv甲==2s=2m/s；由v-t圖象乙可t甲知，物體的速度保持不變，即物體做勻速直線運動，速度大小為v乙=4m/s；因為兩次都是勻速直線運動，推力和摩擦力是平衡力，依據(jù)二力平衡條件可知，推力都等于摩擦力，壓力和接觸面的粗拙程度不變，摩擦力不變，遇到的水平推力為F1=F2。已知v甲＜v乙，由P=WFs=Fv可得，兩次推力的功率P1＜P2。tt18．以下對于功和能的說法正確的選項是（

）A．被拉開的彈弓擁有彈性勢能B．使勁推車而車未動，因為用了力所以推力做了功C．人造地球衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時局能減小，動能