物理功和機械能單元測試題及答案一、選擇題1．關于滾擺在運動過程中能量的分析，下列說法正確的是A．下降過程中動能不變B．最低點動能為零C．上升過程中重力勢能減小D．最高點重力勢能最大【答案】D【解析】滾擺下降過程中，高度變小，重力勢能變小，速度增加，動能增加，故A錯誤；滾擺下降到最低點時，速度最大，動能最大，故B錯誤；滾擺上升過程中，高度增加，重力勢能增大，故C錯誤；滾擺到達高點時，高度最大，重力勢能最大，故D正確．2．下列說法中正確的是（）A．拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，推力對鉛球做了功B．提著水桶在路面上水平向前移動一段路程，手豎直向上的拉力對水桶做了功C．用手從地面豎直提起水桶，手豎直向上的拉力對水桶做了功D．用力推一輛汽車，汽車靜止不動，推力在這個過程中對汽車做了功【答案】C【解析】A.拋出手的鉛球在空中向前運動的過程中，已經脫離手，所以推力對它不再做功，向前運動是因為慣性，故A錯誤；B.提著水桶在路面上水平向前移動一段路程，手的拉力向上，而桶水平運動，所以拉力不做功，故B錯誤；C.用手從地面提起水桶，手的拉力向上，水桶向上運動，符合做功的條件，所以拉力做功，故C正確；D.用力推一輛汽車，汽車靜止不動，距離為零，所以不做功，故D錯誤．選C．點睛：重點是是否做功的判斷，要牢記做功的兩個要素，即力和距離，且距離必須是在力的作用下通過的距離．當距離為零時，用再大的力，做功也是零．3．如圖是一個光滑的軌道．某小球從軌道的O點出發，由靜止開始下滑，小球始終沒有離開軌道，你認為小球最遠可以運動到A．a點 B．b點C．c點 D．d點【答案】C【解析】【詳解】本實驗中，由于軌道是光滑的，沒有摩擦力，所以小球的機械能守恒。故小球從O點由靜止釋放，始終沒有離開軌道，最遠可以滾到與O點等高的c點，故選C。4．關于能量及能量之間的轉化，下列說法正確的是（）A．火山具有內能，冰山不具有內能B．火箭在加速上升時，機械能保持不變C．攔河大壩使水位升高，增大了水的動能D．墜落的隕石在空中劃過一道亮光時，機械能轉化為內能【答案】D【解析】【分析】（1）物體內部所有分子熱運動的動能和分子勢能的總和叫做內能，任何物體都具有內能；（2）物體由于運動而具有的能叫做動能，影響動能大小的因素有質量和速度；（3）物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能，影響重力勢能大小的因素是質量和高度；（4）物體克服摩擦力做功時，機械能轉化為內能．【詳解】A.任何物體都具有內能，冰山和火山都有內能，該選項說法不正確；B.火箭加速上升時，動能增大，重力勢能也增大，因此機械能是增大的，該選項說法不正確；C.攔河壩使水位升高，增大了水的重力勢能，該選項說法不正確；D.隕石在空中運動出現亮光，是因為它與空氣摩擦，機械能轉化為內能，溫度升高而燃燒的現象，該選項說法正確。故選D.5．在學習和生活中，我們要善于發現，善于思考。下列對身邊物理量估測的數據，你認為符合實際的是A．八年級物理教科書重約100NB．人從一樓上到三樓做的功約3000JC．標準大氣壓約1×103PaD．多數人脈搏跳動100次用時約15min【答案】B【解析】【詳解】A、八年級物理教科書的質量在0.2kg左右。受到的重力在左右，故A不符合實際；B、初中生的體重在500N左右，一樓到三樓的高度在6m左右，人從一樓上到三樓做的功約為左右，故B符合實際；C、標準大氣壓約1×105Pa，故C不符合實際；D、正常情況下，人的脈搏跳動一次的時間接近1s，跳動100次的時間在左右，故D不符合實際。故選：B。【點睛】此類型的題目要求對所學的物理量有熟悉的認知，特別是單位大小要認識清楚，能對生活中常見的物理量進行估計，要多注意理論聯系實際，生活中留心積累。6．班里組織一次“比一比上樓時的功率”活動，從一樓登上五樓，比誰的功率最大。為此，需要測量一些物理量。下列物理量中必須測量的是（）①五樓到一樓的高度H；②從一樓到達五樓所用的時間T；③每個同學的體重G；④四樓到五樓樓梯的長度L。A．①②③ B．②③④ C．①③ D．②③【答案】D【解析】【詳解】由功率公式得學生都是從同一棟樓中的一樓到五樓，所以H高度相同，沒有必要測量高度H的大小了；學生自身重不同，爬樓用的時間不同，所以必須測出各個體重和所用時間，這樣可對比出不同學生上樓時的功率大小關系了。故選D。7．為了將放置在水平地面上重為100N的物體提升一定高度，設置了如圖甲所示的滑輪組裝置。當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和物體上升的高度h隨時間變化的關系分別如圖丙和丁所示。（不計繩重和繩與輪之間的摩擦）。下列計算結果不正確的是A．0s～1s內，地面對物體的支持力大于10NB．1s～2s內，物體在做加速運動C．2s～3s內，拉力F的功率是100WD．2s～3s內，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,拉力F＝30N.取動滑輪和重物為研究對象,受到向下的重力G和G動,向上的支持力F支,及三根繩子向上的拉力F′作用，處于靜止狀態；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，物體在做加速運動，故B正確；（3）由圖可知在2～3s內,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子股數（承擔物重的繩子股數）n＝3，所以拉力F的作用點下降的速度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。故選C.【點睛】由滑輪組的結構可以看出，承擔物重的繩子股數n＝3，則拉力F移動的距離s＝3h．（1）已知滑輪組繩子的段數n和拉力F拉，物體靜止，設滑輪組對物體的拉力F′，其關系為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內的拉力F，由h-t圖象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用點下降的距離，利用W＝Fs求此時拉力做功．（3）由F-t圖象得出在2～3s內的拉力F，由v-t圖象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用點下降的速度，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與h的關系，利用效率求滑輪組的機械效率．8．將重為2N的物體A掛于彈簧測力計下，測力計與物體A共同處于靜止或勻速直線運動狀態，已知勻速運動的速度v1＜v2＜v3．關于測力計和物體A的描述：①彈簧測力計的示數等于2N；②測力計對物體A的拉力做功的功率最大；③物體A的重力勢能增加．圖所示的四種情景中，同時符合以上三條描述的是A．靜止 B．豎直向上勻速運動C．豎直向上勻速運動 D．水平向右勻速運動【答案】C【解析】【分析】物體處于平衡狀態時，受平衡力，據此判斷彈簧測力計的示數；再根據運動速度的大小，判斷做功的功率；同時根據重力勢能的影響因素，判斷重力勢能的變化．【詳解】①由題意可知，物體每次都是處于靜止或勻速直線運動狀態，即平衡狀態，因此，物體受到的是平衡力，則拉力與重力平衡，即彈簧測力計的示數都等于2N；②首先，做功必須包括力和力方向移動的距離兩個要素，A選項中有力無距離，所以不做功；D選項中力與運動方向垂直，所以也不做功，因此，做功的只有BC；而BC中,v1<v2，由功率公式P=Fv可知，C選項中做功的功率最大；③選項AD中，物體的高度不變，所以重力勢能不變；BC選項中物體的高度增大，所以物體A的重力勢能增加。綜上所述，同時符合以上三條描述的只有C.故選C.9．如圖所示，懸掛的電燈處于靜止狀態。假如懸掛它的繩子突然斷了，電燈將A．仍受平衡力B．加速下落C．勻速直線下落D．動能變勢能【答案】B【解析】【分析】物體如果受到力的作用，且受到的力不平衡，物體的運動狀態就會發生改變；影響動能的因素：質量和速度；影響重力勢能的因素：質量和高度。【詳解】懸掛的電燈處于靜止狀態，此時電燈受到重力和拉力的作用；若懸掛它的繩子突然斷了，則電燈只受到重力的作用，會向下做加速運動，受非平衡力的作用，質量不變，速度變大，高度變小，動能變大，重力勢能變小，重力勢能轉化為動能。故選B。【點睛】本題考查力和運動及機械能的題目，需要知道物體受到平衡力作用時，其運動狀態不變，即處于靜止狀態或勻速直線運動狀態。10．如圖所示的四幅圖片是生活和生產中的場景，對其能量變化的描述，正確的是A．貨物被舉高后內能增加了B．列車進站速度減小后內能增加C．握力計被握扁后其彈性勢能減小D．飛機升空后高度增加內能變大【答案】B【解析】【詳解】A、貨物被舉高后，重力勢能增加了，但內能不會改變，故A錯誤；B、列車速度減小，質量不變，所以列車的動能減小，在剎車減速過程中，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，內能增加，故B正確；C、握力計發生形變后彈性勢能增加，故C錯誤；D、飛機升空后，高度增大，所以其重力勢能增加，但內能不會改變，故D錯誤．故選B．【點睛】注意分清楚內能與機械能是完全不同的兩種形式的能，內能是分子動能與分子勢能的和，而機械能是宏觀物體的動能與勢能的和，兩種形式的能之間沒有關系．11．如圖甲所示，是建設羅泊灣大橋時使用的起吊裝置（圖中未畫出）的鋼纜繩拉著實心圓柱體A在距江面某一高度處沿豎直方向勻速下降的情景．A在下降到江底之前，始終保持0.1m/s的速度不變．如圖乙所示是A下降到江底之前鋼纜繩對A的拉力F隨時間t變化的圖像（江水的密度為ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg）．則A．A從開始下降直到江面的過程中，鋼纜繩對A做的功為5×104JB．A下降過程中重力的功率為5×103WC．A的密度為1.6×103kg/m3D．當A下降到水平的江底，卸下鋼纜繩后，A對江底的壓強為5×103Pa【答案】D【解析】【詳解】A．由圖乙可知，A從開始下降直到江面的過程中，下降高度h=vt=0.1m/s×20s=2m，鋼纜繩對A做的功W=Fs=3×104N×2m=6×104J，故A錯誤．B．A下降過程中重力的功率，故B錯誤．C．A全部浸沒在水中所受浮力，根據阿基米德原理可得，物體的體積，故A的密度，故C錯誤．D．由圖乙可知，A物體從開始浸入江水中至完全浸沒所用時間t’=30s-20s=10s，A物體的高度h’=vt’=0.1m/s×10s=1m，圓柱體A的底面積，當A下降到水平的江底，卸下鋼纜繩后，A對江底的壓力，則A對江底的壓強，故D正確．【點睛】本題是力學綜合計算題，具有一定的難度，讀懂圖，能從圖像中找出有用的信息并加以應用是關鍵．12．如圖所示，在粗糙程度相同的水平面上，手推木塊向右壓縮輕質彈簧至圖甲所示位置，松手后，木塊最終停止在圖乙所示位置。下列說法正確的是（）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間，如果它受到的力全部消失，木塊將立即停止不動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，木塊受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間具有一定的速度，如果它受到的力全部消失，由牛頓第一定律可知，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終靜止的過程中，木塊對水平地面的壓力和接觸面的粗糙程度沒有變，所以摩擦力的大小是不變的，故C正確；D．木塊受到的支持力和木塊對水平面的壓力作用在不同物體上，是相互作用力，不是一對平衡力，故D錯誤。13．如圖所示的裝置中,物體A重100N,物體B重10N,在物體B的作用下,物體A在水平面，上做勻速直線運動，如果在物體A上加一個水平向左的拉力F,拉力的功率為30W，使物體B勻速上升3m所用的時間為（不計滑輪與軸之間的摩擦，不計繩重）A．1sB．2sC．3sD．4s【答案】B【解析】分析：（1）物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動，A受到的摩擦力和掛鉤的拉力是一對平衡力，可求出摩擦力。（2）拉動A向左運動，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、掛鉤的拉力三力平衡，可求出拉力。（3）利用滑輪組距離關系，B移動的距離是A移動距離的3倍，求出A移動的距離，則拉力所做的功為，再利用求出做功時間。解答：不計滑輪與軸之間的摩擦、不計繩重和滑輪重，物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動時，。拉動A向左運動時，A受到向右的拉力不變，摩擦力的方向向右，此時受力如圖：；，則，因此拉力F做功：，所用時間為。故選：B。【點睛】此題注意分析滑輪組的繩子段數，確定所使用的公式，做好受力分析是解題關鍵。14．如圖所示，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，僅有動能和勢能互相轉化．則A．小球在A處的動能等于在D處的動能B．小球在A處的動能大于在D處的動能C．小球在B處的機械能小于在C處的機械能D．小球在B處的機械能等于在C處的機械能【答案】D【解析】【詳解】AB．根據題意，小球在運動的過程中僅有動能和勢能互相轉化，所以小球在重力勢能較大的地方其動能肯定較小．觀察圖象，發現小球在A處比在D處所處的高度較高，具有的重力勢能較大，所以小球在A處具有的動能較小，故A、B選項都不正確．CD．根據題意“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，僅有動能和勢能互相轉化”，所以在整個過程中沒有能量的損耗，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．如圖所示，物體浸沒在水中，工人用200N的拉力F在10s內將重為400N的物體勻速提升2m，物體沒有露出水面，此時滑輪組的機械效率是80%，不計繩重和摩擦，g=10N/kg，則下列說法中正確的是（）A．物體露出水面前，工人勻速提升重物時拉力的功率為40WB．物體在水中受到的浮力為320NC．物體的體積為8×10-3m3D．物體露出水面后，此滑輪組提升該物體的機械效率將小于80%【答案】C【解析】【詳解】A．由圖知，n=2，拉力端移動的距離：s=2h=2×2m=4m，拉力端移動的速度：v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200N×0.4m/s=80W，故A錯；B．滑輪組的機械效率：η=W有用/W總=（G?F浮）h/Fs=（G?F浮）h/F×2h=G?F浮/2F=400N?F浮/2×200N=80%，解得：F浮=80N，故B錯；C．由F浮=ρ水V排g得物體的體積：V=V排=F浮/ρ水g=80N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-3m3，故C正確；D．物體露出水面后，沒有了浮力，相當于增加了提升物體的重，增大了有用功，不計繩重和摩擦，額外功不變，有用功和總功的比值變大，此滑輪組提升該物體的機械效率將大于80%，故D錯。16．用彈簧測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運動，兩次運動的s﹣t圖象如圖所示.．其對應的彈簧測力計示數分別為F1、F2，功率分別為P1、P2，則它們的關系正確的是（）A．F1＞F2P1＞P2 B．F1＜F2P1＜P2C．F1=F2P1＜P2 D．F1=F2P1＞P2【答案】D【解析】【詳解】由圖像知道，木塊兩次都進行勻速直線運動，所以拉力等于滑動摩擦力，又因為兩次拉著同一物體在同一水平面上運動，所以滑動摩擦力相等，即兩次彈簧測力計示數F1=F2；由圖象知道，第②次的運動速度v較小，由P=Fv知道，在當拉力相等時，速度越大，拉力的功率越大，所以，P1＞P2，故選D．17．射箭時，拉開的弓弦能將箭射出，箭離開弓弦后還能繼續飛行，小明根據這一現象得出了以下結論：①弓弦對箭施加的力改變了箭的運動狀態：②弓弦的彈性勢能轉化為箭的動能；③箭由于慣性作用仍能繼續飛行；④在空中飛行的箭若不受任何力作用，將處于靜止狀態，其中說法正確的是（）A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正確【答案】B【解析】【詳解】①弓弦對箭施加的力使箭由靜止變為運動，改變了箭的運動狀態，故①正確；②箭射出時，弓弦的彈性形變程度變小，彈性勢能減小；箭由靜止變為運動，動能增大；所以，弓弦的彈性勢能轉化為箭的動能，故②正確；③射出去的箭離開弓以后能夠繼續向前運動，是箭由于慣性仍然保持原來的運動狀態；慣性是物體保持原來運動狀態不變的性質，不是力，不能說由于慣性作用，故③錯誤；④在空中飛行的箭若不受任何力作用，將保持原來的運動狀態，繼續做勻速直線運動，故④錯誤；綜上分析可知，只有①②正確；故應選B。18．如圖所示，底端裝有電子閥門的圓柱形容器放在水平桌面上，容器中裝有適量的水，一木塊漂浮在水面上，控制閥門，使容器中相同時間內流出的水量相等，下列表示木塊的重力勢能Ep，木塊所受浮力大小F、木塊下表面處水的壓強p1和容器對桌面的壓強p2隨時間變化的關系圖線中，可能正確的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】【詳解】A．當容器內的水流出后，木塊的質量不