功和機械能單元測試含答案

功和機械能單元測試（含答案）一、選擇題1.用如圖所示的滑輪組拉動水平地面上重1000N的物體A,使物體A在4s內勻速前進了4m,物體A受到地面的摩擦力/=300N,所用拉力F=120N,忽略繩重、滑輪重及繩與滑輪間的摩擦.下列說法中正確的是A.繩子自由端在4s內移動了8mC.物體A克服摩擦力做的功為480J【答案】D【解析】B.物體A重力做功的功率為1000WD.滑輪組的機械效率約為83.3%【詳解】A.由題圖可知，承擔物體拉力的繩子的股數n=3,因此物體A在4s內勻速前進了4m,則繩子自由端在4s內移動了s繩子=3x4m=12m。故A錯誤。B.物體在重力方向上沒有做功，所以物體A重力做功的功率為0,故B錯誤。C.物體A克服摩擦力做的功W有用=fs=300Nx4m=1200J,故C錯誤。D.由題可知：物體A克服摩擦力做的功W有用=fs=300Nx4m=1200］，拉力F所做的總功W總=Fs=120Nx12m=1440J,所以滑輪組的機械效率繩子“二^有用X100O'=1200-X1000X83.3%,W01440J 0總故D正確為答案。.2018年5月6日，央視《今日說法》欄目播出了一則高空墜物的新聞。一個從12樓掉落的蘋果把三個月大的嬰兒砸成重傷，再次提醒大家要杜絕高空墜物。蘋果在下落過程中相關物理量的變化描述正確的是A.重力勢能越來越大B.動能越來越大C.質量越來越大D.慣性越來越大【答案】B【解析】【詳解】A、蘋果下落過程中，質量不變，高度降低，所以重力勢能減小。故A錯誤；B、蘋果下落過程中重力勢能轉化為動能，所以動能越來越大。故B正確；C、蘋果下落過程中，所含物質多少沒有變化，所以質量不變。故C錯誤；D、慣性與質量有關，質量不變，所以蘋果的慣性大小不變。故D錯誤。故選：B。.有甲、乙兩個完全相同的小球。在同一高度以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出、將乙球豎直向上拋出，如圖所示。若不計空氣阻力，下列說法正確的是14平o 乙0J:…，…A,A.拋出時刻，甲球比乙球的動能小B.拋出時刻，甲球比乙球的重力勢能小C.乙球上升過程中，重力勢能轉化為動能D.甲球下落過程中，它的機械能保持不變【答案】D【解析】【詳解】A.拋出時刻，甲乙兩球的速度大小相等，又因為甲乙是兩個完全相同的小球，因此甲乙兩球的質量相等，所以拋出時刻甲球和乙球的動能相等；故A錯誤；B.由題意可知，甲乙兩球的質量相等，甲乙兩個小球在同一高度拋出，所以拋出時刻甲球和乙球的重力勢能相等；故B錯誤；C.乙球上升過程中，速度越來越小，高度越來越高，是動能轉化為重力勢能；故C錯誤；D.甲球下落過程中，速度越來越大，高度越來越低，是重力勢能轉化為動能，由于不計空氣阻力，所以甲球下落過程中，它的機械能保持不變；故D正確。4.如圖所示，懸掛的電燈處于靜止狀態(tài)。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(tài)就會發(fā)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(tài)，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?！军c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(tài)不變，即處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。5.如圖所示為乒乓球在水平地面上連續(xù)彈跳時產生的軌跡的一部分，該圖表明（）A.在圖中乒乓球的彈跳方向為自右向左B.乒乓球彈跳時機械能守恒C.乒乓球運動過程中重力勢能一直減小D.乒乓球某次彈起過程中，彈起瞬間的動能大于此過程最高點時的重力勢能【答案】D【解析】【詳解】乒乓球在地面上連續(xù)彈跳中是動能和勢能的相互轉化.由于球與地面碰撞時有能量損失，運動中有空氣阻力，所以小球在運動中機械能逐漸變小.小球向上運動時，動能轉化為重力勢能；下降時重力勢能轉化為動能，因為機械能在逐漸減小，所以球跳起的高度逐漸減小，AB選項不符合題意.乒乓球在向上運動時，重力勢能增大，下降時重力勢能減小，C選項不符合題意，D選項符合題意.6.如圖是一個光滑的軌道.某小球從軌道的。點出發(fā)，由靜止開始下滑，小球始終沒有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0點由靜止釋放，始終沒有離開軌道，最遠可以滾到與0點等高的C點，故選C。7.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。

B.②③④C.①③D.B.②③④C.①③D.②③【答案】D【解析】【詳解】由功率公式得WWGHP==——

TT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。8.為了將放置在水平地面上重為8.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...0s?1s內，地面對物體的支持力大于10N1s?2s內，物體在做加速運動2s?3s內，拉力F的功率是100W2s?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(tài)；地面對重物的支持力F支=6-尸'=6-3尸拉+G動=100N-3x30N+G動=6動+10N>10N,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；=3v3=3x2.50m/s=7.5m/s,拉力做功功率（總功率）：P總=F3v>3=40Nx7.5m/s=300W,故C錯誤；滑輪組的機械效率：n=現有 Gh -100N總x100%= x100%=」N-：\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F1",=二(F'+G/；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減去整拉 動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.9.如圖所示，用一滑輪組在9.如圖所示，用一滑輪組在5s內將一重為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.物體上升的速度是A.物體上升的速度是2.5m/sC.拉力F的功率為40W【答案】D【解析】【詳解】sA.由v二一得體的速度：tB.拉力F大小為400ND.拉力F的功率為80W2m5s2m5s0.4m/s故A項不符合題意;B.圖可知，繩子段數為n=2，不計動滑輪及繩自重，忽略摩擦，則拉力:1 1 F=-G=-x200N=100N2 2故B項不符合題意；CD.繩子自由端移動的速度：v繩=2v=2x0.4m/s=0.8m/s拉力F的功率：P=—=竺=Fv=100Nx0.8m.s=80W

tt故C項不符合題意，D項符合題意。10.下列關于力做功的說法，正確的是A.人向上提箱子提不動，手的拉力對箱子沒有做功B.人把箱子從二樓提到三樓，手的拉力對箱子沒有做功C.汽車在水平公路上勻速行駛，汽車所受重力對汽車有做功D.過山車向下運動過程中，車上乘客所受重力對乘客沒有做功【答案】A【解析】【詳解】A、人向上提箱子提不動，箱子受到向上的拉力，但箱子在力的方向上沒有移動距離，所以手的拉力對箱子沒有做功；故A正確；B、人把箱子從二樓提到三樓，拉力方向向上，箱子也向上移動了距離，所以手的拉力對箱子做了功；故B錯誤；C、汽車在水平公路上勻速行駛，汽車在所受重力的方向上沒有通過距離，所以重力對汽車沒有做功，故C錯誤；D、過山車向下運動過程中，車上乘客所受重力向下，乘客也向下移動了距離，所以重力對乘客做了功；故D錯誤；故選：A。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p=1.0x103kg/m3,g取10N/kg）.則甲 乙A從開始下降直到江面的過程中，鋼纜繩對A做的功為5X104JA下降過程中重力的功率為5X103WA的密度為1.6x103kg/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5x103Pa【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/sx20s=2m,鋼纜繩對A做的功W=Fs=3x104Nx2m=6x104j,

故A錯誤.B.A下降過程中重力的功率WFs一一 —一P= =——=Gv=3X104Nx0.1m/s=3x103W,tt故B錯誤.C.A全部浸沒在水中所受浮力F=G—F=3x104N—1x104N=2x104N,浮 拉根據阿基米德原理F浮二P水gV排可得，物體的體積、TF 2x104N 仁V=—= =2m3,P水g1.0x103kg/m3x10N/kg故A的密度mG 3xmG 3x104NgV―10N/kgx2m3=1.5x103kg/m3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A物體的高度圓柱體A的底面積t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A物體的高度圓柱體A的底面積t'=30s-20s=10s,h'=vt'=0.1m/sx10s=1m,2m31m當A下降到水平的江底，卸下鋼纜繩后，A對江底的壓力.=G-F浮=3x104N-2x104N=1x104N,則A對江底的壓強p=二二以絲二5x103PaS 2m2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.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，下列說法正確的是下列說法正確的是A.巨石在上升過程中動能不斷增大B.巨石在最高點時動能為零C.巨石在下降過程中動能轉化為重力勢能D.巨石在下降過程中重力勢能不斷減小【答案】D【解析】A、巨石運動過程中，上升階段，速度減小，動能減?。还蔄錯誤；B、巨石在最高點時仍保持一定的速度運動，動能不為零；故B錯誤；CD、巨石下落過程速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能；故C錯誤，D正確.故選D.13.如圖甲所示，放在水平地面上的物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，其F^t和圖象分別如圖乙、丙所示，下列說法正確的是甲 乙 丙t=ls時，物體處于靜止狀態(tài)，摩擦力是0t=3s時，物體受到摩擦力是7N4s6s內，拉力F做的功是20J2s4s內，物體的機械能保持不變【答案】C【解析】【詳解】A.由丙圖可知，前2s物體速度為零，處于靜止狀態(tài)，合力為零，則水平方向受到的摩擦力和拉力是一對平衡力；由乙圖可知，前2s物體所受拉力為3N,所以摩擦力也為3N；故A錯誤；B.由丙圖知在4s6s內，物體做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，由乙圖知此時拉力F=5N,由平衡條件得滑動摩擦力f=F=5N,在t=3s時物體做加速運動，物體受到滑動摩擦力作用，由于滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關，而與拉力大小無關，因此在t=3s時，物體受到的摩擦力為5N,故B錯誤；C.由丙圖可知，4s?6s內，物體做勻速直線運動，速度為v=2m/s,貝U4s?6s內通過的距離s=vt=2m/sX2s=4m,由圖乙知，4s?6s時拉力F=5N,所以拉力F做的功為W=Fs=5NX4m=20］，故C正確。D.由丙圖可知，2?4s內物體正在做加速運動，其質量不變，高度不變，速度變大，則重力勢能不變，動能變大，所以物體的機械能變大。故D錯誤。14.如圖所示，水平地面上放著一只重1000N的木箱，用100N的水平推力，將木箱沿力

的方向，勻速向前推動1m,則有（ ）的方向，勻速向前推動1m,則有（ ）A.重力所做的功是1000JC.摩擦力所做的功是100JB.推力所做的功是1000JD.推力所做的功是100J【答案】D【解析】A、由題意可知，木箱沒有在重力的方向上通過距離，根據做功的兩個必要條件可知，重力做功為0J.故A錯誤；BD、推力做功：卬=Fs=100NX1m=1001.故B錯誤，D正確.C、因為物體在水平面上做勻速直線運動，所以摩擦力f=F=100N,方向與F相反，由于木箱沿力F的方向移動，物體移動的距離與摩擦力的方向相反，則卬，=fs=100N義（—1m）=—100J,故c錯誤.故選D.【點睛】此題考查功的計算，力是否做功的判斷，關鍵是掌握做功的兩個必要條件.注意水平方向運動的物體，重力是不做功的.15.在使用下列簡單機械勻速提升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）（）【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F]=G；B.根據勾股定理知h=「一,'=3m,圖中為斜面,F2x5m=Gx3m,得到F2=0.6G；C.如圖所Li2L+3L5 Lg2示，由圖可知： 1 「，由杠桿平衡條件可得：F3xL2=GxLg,拉力F3=Gx； 'G=10.4G；D,由圖示可知,滑輪組承重繩子的有效股數口=3,拉力F4=二G；因此最小拉力是F4；故選：D。點睛：由圖示滑輪組，確定滑輪組的種類，根據滑輪組公式求出拉力1、F4；由勾股定理求出斜面的高，根據斜面公式求出拉力F2的大小；由圖示杠桿求出動力臂與阻力臂的關系，然后由杠桿平衡條件求出拉力f3；最后比較各力大小，確定哪個拉力最小。.將地面上的一本物理課本撿起來放到課桌上，對物理課本所做的功最接近A.0.02JB.0.2JC.2JD.20J【答案】C【解析】一本物理課本的質量m=200g=0.2kg,G=mg=0.2kgX10N/kg=2N,課桌高度約為1m,人對課本做的功：W=Gh=2NX1m=2J.故選C..運動員從高空豎直向下跳傘，人（包括裝備）的質量為90kg.只考慮人受到重力和空氣阻力，下落時的速度一時間圖線如圖所示，g=10N/kg.從第10s到第30這個過程中，人（包括裝備）0 10 20訓如<0—A.動能一直在變大 B.重力勢能先變大后不變C.機械能一直在變小 D.重力勢能一直在轉化為動能【答案】C【解析】【詳解】A.動能大小的影響因素有速度和質量，在整個過程中，質量不變，速度先變大再不變再變小，因此動能也是先變大再不變再變小，故A選項錯誤，不符合題意；B.重力勢能大小的影響因素有質量和高度，在整個過程中，質量不變，高度逐漸變小，因此重力勢能減小，故B選項錯誤，不符合題意；C.在下落過程中，阻力做功導致機械能轉化為內能，因此機械能減小，故C選項正確，符合題意；D.由圖像可知，有兩段速度不變的過程，在這兩段過程中，動能不變，不存在重力勢能轉化為動能的情況，故D選項錯誤，不符合題意。18.汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P0,牽引力為F00tl時刻開始，司機減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運動，速度為v.已知運動過程中汽車所受阻力f恒定不變，汽車牽引力F隨時間t變化的圖像如圖所示，則（）A.V=1/2V0B.t1至t2時間段內汽車做加速運動C.F0=1/2fD.t2時刻后，汽車將保持功率P0行駛【答案】A【解析】由題知，t1時刻以前，汽車以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P0,則有P0=F0V0………①t1時刻開始，司機減小了油門，使汽車保持恒定功率P行駛，在該瞬間汽車的速度不變41—P=彳產口仇J（仍為v0）,牽引力F0減小為.，所以' ②P-1死由①②可得， 二.1-jPqAD.由題，t1時刻后汽車的功率保持恒定，由前面分析可知，汽車的功率將保持二不變，故D錯誤；到t2時刻，汽車又開始做勻速直線運動，速度為v,由圖可知，汽車再次做勻速直線運動時的牽引力與開始時做勻速直線運動的牽引力大小相等，均為F0.11P/尹如1V二— — ■——VQ根據P=Fv可得第二次做勻速直線運動時的速度： ；；:' -，故A正確;B.由圖可知，t1到t2時間內，汽車受到的牽引力增大，功率不變，由P=Fv可知，汽車行駛的速度減小，所以汽車做減速運動，故B錯誤；C.汽車做勻速直線運動時，牽引力與阻力平衡，所以F0=f,故C錯誤。19.