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功和能同步练习
（答题时间：60分钟）
一、选择题
1. 如图所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是（ ）
A. 小明的质量
B. 单杠的高度
C. 每次身体上升的高度
D. 做引体向上的时间
2. 甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。两者相比，甲升降机（ ）
A. 电动机做的总功较少
B. 电动机做的总功较多
C. 提升重物做的有用功较少
D. 提升重物做的有用功较多
3. 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（ ）
A. 甲较省力且机械效率较高
B. 乙较省力且机械效率较高
C. 两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同
D. 两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同
4. 如图所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P。位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与l之间的某点，位置2是l与3之间的某点，位置4是高于3的某点。不考虑空气阻力，小球从A点静止释放（ ）
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A. 第一次过位置l后最高能到达位置2
B. 第一次过位置l后最高能到达位置4
C. 第二次过位置1后最高能到达位置5
D. 第二次过位置l后最高能到达位置A
5. 五千年的华夏文明，创造了无数的诗辞歌赋，我们在欣赏这些诗辞歌赋时，不仅要挖掘其思想内涵，还可以探究其中所描述的自然现象与物理规律，下面是某位同学对部分诗句中蕴含的物理知识的理解
①“露似珍珠月似弓”——露实际是小水珠，是由冰熔化形成的；
②“人面桃花相映红”——桃花是光源，发出的红光映红了人的脸；
③“飞流直下三千尺”——瀑布飞流直下的过程中，水的重力势能转化为动能；
④“孤帆一片日边来”——“孤帆”是运动的，是以江岸为参照物。
其中正确的是
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
6. 如图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的（ ）
A. 速度 B. 动能 C. 机械能 D. 重力势能
7. 荡秋千是一种常见的娱乐休闲活动，也是我国民族运动会的一个比赛项目。小丽同学荡秋千时，在从右侧最高点荡到左侧最高点这一过程中，小丽的（ ）
A. 动能一直增大，重力势能一直减小
B. 动能一直减小，重力势能一直增大
C. 动能先减小后增大，重力势能先增大后减小
D. 动能先增大后减小，重力势能先减小后增大
8. 娄底市境内煤炭资源丰富，矿山工作车昼夜繁忙，其中金竹山煤矿的空中索道是连接山顶矿区和山下火车站的重要通道，当运煤车从山下沿索道匀速上升时（ ）
A. 动能减小，重力势能增加
B. 动能减小，重力势能减小
C. 动能不变，重力势能增加
D. 动能增加，重力势能减小
二、填空与实验题
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9. 2009年3月1日16时13分10秒，嫦娥一号卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下，准确降落于月球丰富海区域。在嫦娥一号卫星撞向月球的过程中，其动能不断 ，势能不断 ，其机械能的总量 （选填“增加”、“减小”或“不变”）。
10. 如图展示的是四川大凉山深处彝寨同学攀登木制云梯上学的情景，在攀登云梯上升的过程中，如果以 为参照物，可以判定其中一位同学是运动的；他的重力势能会_______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
11. 甲、乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9s，若甲、乙两人的体重之比为5：6，则甲、乙两人爬到杆顶做功之比是_________，甲、乙两人平均功率之比是__________。
12. 青少年在安静思考问题时，心脏推动血液流动的功率约为1.5W，则你在考试的2小时内，心脏做功约为 J，用这些功可以让一个质量为50kg的物体匀速升高 m。（g取10N/kg）
13. 用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，由下图可知，绳端受到的拉力F为_________N，绳端移动的距离s为 cm，滑轮组的机械效率η为 。
14. 在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为1200 N的建筑材料从地面运到高20 m的楼上，手竖直向上的拉力是500 N，在这个过程中，工人做了 J的额外功，滑轮组的机械效率是____。
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15. 滑轮组既能省力又能改变力的方向，建筑工人用自制的滑轮组把600N的重物缓慢提升2m，如图所示，绳自由端的拉力F=250N。拉力做的功是 J，该滑轮组的机械效率等于 ，若不计一切摩擦和绳重，该滑轮组的动滑轮重 N。
16. 如图所示，把一个金属小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，然后放开，小球在从A点运动至B点的过程中，_______能转化为_______能。
17. 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
实验次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的读数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
8
0.8
24
83.3%
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2
4
5
1.5
15
3
6
10
90.9%
（1）在表中的空格处填上适当的数据；(机械效率用百分数表示，保留一位小数)
（2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组， 可以提高滑轮组的机械效率；
（4）滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与 有关（写出一种影响因素即可）。
三、计算题
18. 5月12日，四川汶川发生8级大地震，震后立即开展了紧急救援。在救援过程中，常看到救援工作者使用的这种起重机械，利用这种机械吊起坍塌的混凝土结构的吊板。如图所示是这种起重机吊臂上的滑轮组，它在50s内将重为2.4×104N的吊板匀速提高10m。已知拉力F为104N。则这个过程中：
（1）拉力F做了多少功？拉力F的功率多大？
（2）滑轮组的机械效率多大？
19. 如图所示，重物A是体积为10dm3，密度为7.9 ×103 kg/m3的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计摩擦和动滑轮重，要保持平衡，求：
（1）作用于绳端的拉力F是多少？
（2）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？
（3）若实际所用拉力为400N，此时该滑轮的效率是多少？（g=10N／kg）
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中考一轮复习——功和能同步练习参考答案
一、选择题
1. B
解析：本题考查了功率的测量。由公式可知P=W/t，要测量功率，需要测量出做功的多少和所用时间的多少。
做引体向上时，克服人自身重力做功，所以要测出小明的质量，求得重力，A对；还要知道他每次上升的高度，求出每次做功的多少，再除以时间，即可得到功率。
2. A
解析：本题考查了机械效率、功的区别。二者没有必然的联系：机械效率反映了有用功占总功的比值。有用功相同时，机械效率高，做的总功少。
由题意知，由于甲、乙均是把相同质量的物体匀速提升相同的高度，即都是克服物体的重力做有用功，所以二者所做的有用功相同。由于甲的机械效率更高，所以甲做的总功较少。
3. C
解析：本题考查了使用滑轮组的省力情况及滑轮组的机械效率与哪些因素有关。使用机械的省力情况取决于拉动滑轮的绳子的股数，股数越多，越省力；机械效率的大小只跟所提物体的重和动滑轮的重及摩擦有关。
由图可以看出，甲动滑轮由两股绳子承担，乙动滑轮由三股绳子承担，在其他条件相同时，乙较省力；由于两个滑轮组所提重物相同，动滑轮重一定，且不计绳与滑轮之间的摩擦，所以二者机械效率应相同，与绳子的缠绕方式无关，故选C。
4. D
解析：本题考查了动能和势能的相互转化，若不考虑空气阻力，则机械能守恒。
第一次过位置1后，根据题意，机械能守恒，所以A球的重力势能不变，能到达位置3；第二次返回过位置1后，由于能量没有损失，所以仍能到达位置A。
5. C
解析：本题考查了古诗词中蕴含的物理原理，反映了物理现象无处不在。
第一句诗中的“露”是水蒸气液化形成的；第二句诗中的“桃花”本身不发光，故不是光源，“红”是由“桃花”反射的红色色光决定的；第三句诗中的“飞流”是指水从高处落向低处，所以重力势能转化为动能；最后一句“孤帆”从“日边来”，是以江岸为参照物的。故选C。
6. C
解析：因忽略空气阻力，小球下落过程中只受重力，机械能守恒，所以B、C两处机械能相等，其他量不相等。
7. D
解析：本题分为两个阶段：第一阶段是秋千从右侧最高点下落到最低点的过程中，重力势能减小，动能增大；第二阶段是秋千从最低点上升到左侧最高点的过程中，重力势能增大，动能减小。故整个过程中，机械能的变化应该是动能先增大后减小，重力势能先减小后增大，选D。
8. C
解析：本题考查了机械能的变化，主要考虑质量、高度、速度的大小是否变化。
根据题意，在运煤车从山下沿索道匀速上升的过程中，运煤车的质量不变，“匀速”意味着速度不度，故动能不变；“上升”意味着高度增加，所以重力势能增大。
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二、填空与实验题
9. 增加， 减小， 不变
解析：由题意知，在嫦娥一号卫星撞向月球的过程中，高度降低，则重力势能减小，转化为动能，所以动能增加，由于月球表面是真空，不需克服空气阻力做功，所以机械能守恒，总的机械能不变。
10. 地面（或云梯） 增大
解析：物体的高度增加重力势能增大
11. 5：6 3：4
解析：爬杆时，克服自身重力做功，由公式W=Gh=mgh可知，在爬杆的高度一定时，功的多少与人的质量成正比；又由公式P=W/t可知，P甲/P乙=W甲t乙/W乙t甲，代入可求得比值。
12. 10800 21.6
解析：根据题意，由公式W=Pt，统一国际制单位后代入便可算出结果，用这些功对一个人做功，是克服人的重力做功，由W=mgh，经整理，可算出结果。结果让人感到惊奇的同时，又多了对自身器官的一些了解，使人更爱护自己的身体。
13. 2 30 83.33%（或83.3%）
解析：本题考查了使用滑轮组时的省力情况、力和距离的关系及计算滑轮组的机械效率，可根据相应公式或特点解决问题。
由图可知，弹簧测力计的示数为2N，又动滑轮由三股绳子承担，所以拉力移动的距离为物体上升高度的三倍；本题克服物体重力做有用功，拉力做的是总功，所以滑轮组的机械效率可由公式η=Gh/Fs求得。
14. 600 80%
解析：由题意知，工人克服物体重力做有用功，则W有用=Gh，拉力做的功为总功W总=Fs=3Fh，所以额外功为W额=W总-W有用，代入即可求值。滑轮组的机械效率可利用公式η=W有用/W总求得。
15. 1500 80% 150
解析：本题考查了功和机械效率的计算。要求能根据滑轮组的省力情况，算出动滑轮的重力。功和机械效率的计算是中考重点考查的内容之一。
本题根据题意知，动滑轮由三股绳子承担，所以拉力移动的距离为物体上升高度的三倍，代入W=Fs可求出拉力所做的功；机械效率可由公式η=Gh/Fs代入数据求得；若不计摩擦与绳重，则有F=（G物+G动）/3,公式变形可求出动滑轮的重。
16. 重力势 动
解析：由图可知，小球从A点运动至B点的过程中，高度减小，速度增加，在小球质量不变的情况下，小球的重力势能减小，动能增加。在这个过程中，重力势能转化为动能。
17. （1）表中填 88.9％ 2.2 30
（2）匀速
（3）增加物重
（4）动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等（其他合理答案亦可）
解析：本题探究了影响滑轮组机械效率的因素。在实验过程中，综合考查了测力计的读数、机械效率的计算、力与距离的关系，要求学生进行发散思维，猜想滑轮组的机械效率与哪些因素有关。
滑轮组的机械效率可由公式η=W有用/W总
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=Gh/Fs求得；弹簧测力计的示数可由图中读出，为2.2N；据动滑轮由三股绳子承担，可知弹簧测力计上升的距离为物体上升距离的三倍；在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，以减小误差；由表中数据可知，使用同一滑轮组，我们看到，物体越重，滑轮组的机械效率越高，所以增加物重可提高滑轮组的机械效率；由题目中暗含的因素可知，滑轮组的机械效率可能还与动滑轮重、绳与滑轮的摩擦有关。
三、计算题
18. （1）由题意：拉力移动的距离s=3h=3×10m=30m
拉力做的功W=Fs=104N×30m=3×105J
拉力的功率为P=W/t=3×105J/50s= 6×103W
（2）物体所做的有用功为W有用=Gh =2.4×104N×10m=2.4×105J，
滑轮组的机械效率为η=W有用/W总=2.4×105J /3×105J =80%
解析：本题以汶川地震为背景，显示了在救援过程中，工作者的辛苦。同时考查了功、功率和机械效率的计算，可在分析题意的基础上运用适当的公式进行计算。
据图可知，动滑轮由三股绳子承担，所以拉力移动的距离为物体上升高度的三倍，则拉力所做的功W=Fs=3Fh；拉力的功率为P=W/t；滑轮组的机械效率由η=W有用/W总=Gh/Fs可求得。
19. （1）G=ρgV=7.9 ×103 kg/m3×10N／kg×10-2m3=790N
F浮=ρ水gV排=1.0 ×103 kg/m3×10N／kg×10-2m3=100N
F=（G-F浮）/2=(790N-100N)/ 2=345N
（2）W=Fs=345N×4m=1380J
（3）η=（G-F浮）/(2F)=690N/800N=86.25%
解析：本题是一道综合性的试题。是浮力与机械的结合，考查了动滑轮的省力情况及功和机械效率的计算。相对来说较难，要“化整为零”，对于不同的部分，选用不同的物理公式进行分析计算。
对于物体A，受三个力的作用：向外的拉力、浮力和向下的重力，所以拉物体A的拉力T=G-F浮，对于动滑轮，可省一半的力。所以作用于绳端的拉力F=T/2；当物体上升2m时，拉力移动的距离是物体上升高度的两倍，所以拉力所做的功W=Fs=2Fh；滑轮组的机械效率η=Th/Fs=Th/2Fh,代入便可求得数值。
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