強化訓練滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能專題練習試題(含詳解)

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能專題練習考試時間：90分鐘；命題人：物理教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內相應的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題20分）一、單選題（10小題，每小題2分，共計20分）1、2022年5月14日，一架國產(chǎn)C919大飛機（如圖所示）從浦東機場起飛，經(jīng)過3個多小時的飛行后安全降落，這標志著即將交付的首架C919大飛機首飛試驗成功。下列說法正確的是（）A．飛機在升空過程中，飛行員的重力勢能逐漸增大B．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，飛行員的動能一直保持不變C．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，飛機的機械能一直保持不變D．飛機降落后，在水平道上滑行過程中，飛機的動能轉化為重力勢能2、小杰背著書包回家，在水平路面上行走100m用時100s，乘坐電梯從1樓到21樓用時30s，以下符合實際的是（）A．電梯對小杰做功約3.6×103JB．小杰乘坐電梯上升時，對書包不做功C．電梯對小杰做功的功率約1200WD．小杰在水平路面行走時，重力做功的功率約600W3、如圖所示，小明在做模擬“蹦極”的小實驗，一根橡皮筋一端系一個小球，另一端固定在A點，B點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，C點是小球從A點自由釋放后所能達到的最低點，不考慮空氣阻力，關于小球從A點到C點運動過程的說法，正確的是（）A．小球從A點下落到B點的過程中，重力勢能轉化為動能B．小球從A點下落到B點的過程中，受到重力和彈力的作用C．小球從B點下落到C點的過程中，速度一直減小D．小球在B點時受到平衡力的作用4、在測量滑輪組機械效率的活動中，裝置如圖所示，欲使所測機械效率提高，下列措施可行的是（）A．轉軸加潤滑油 B．增加提升高度 C．增大提升速度 D．減小物體質量5、小明在探究影響滑輪組機械效率的因素時，猜想滑輪組機械效率與下列因素有關：①被提升的物體的重力；②物體被提升的高度；③動滑輪的重力；④承重繩子的段數(shù)。他用相同的滑輪設計了如圖所示的兩個滑輪組，將重物提升相同高度做對比實驗來驗證猜想，該實驗驗證的猜想是（）A．① B．①② C．①②③ D．①②③④6、如圖所示，利用滑輪組將重為的物體在內勻速提升，已知拉力為，若不計繩重和摩擦。下列說法正確的是（）A．繩端移動的速度為 B．動滑輪重力為C．拉力做功的功率為 D．滑輪組的機械效率為80%7、如圖所示，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定.右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復運動（已知AO＝OB）。小球從A位置運動到B位置的過程中，下列判斷不正確的是（）A．小球的動能先增大后減小B．彈簧的彈性勢能先減小后增大C．小球運動到O點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等D．任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變8、一人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運行，我們把衛(wèi)星運行過程中離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點（如圖所示）。已知衛(wèi)星在運行過程中機械能保持不變，下列說法中錯誤的是（）A．衛(wèi)星在遠地點的勢能最大、動能為零B．衛(wèi)星在近地點的動能最大、勢能最小C．衛(wèi)星從近地點向遠地點運動過程中，高度增大、速度減小D．衛(wèi)星從遠地點向近地點運動過程中，動能增大、勢能減小9、如圖所示，小華用滑輪組水平向左勻速拉動A物體，A物體5s內移動了100cm，且A物體與水平地面的摩擦力大小為12N，已知滑輪組的機械效率為80%，則下列說法錯誤的是（）A．拉力F大小為4N B．繩子自由端移動的速度為0.6m/sC．拉力F做功的功率為3W D．拉力F在5s內對滑輪組做的額外功為3J10、下面關于功、功率、機械效率說法正確的是（）A．功率大的機械做功一定快B．功率大的機械做功一定多C．機械做功少，機械效率一定低D．做有用功多的機械，機械效率一定高第Ⅱ卷（非選擇題80分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計20分）1、在體育考試中，小明投出的實心球在空中的運動軌跡如圖所示。在投擲的過程中，小明______（選填“有”或“沒有”）對實心球做功，實心球在最高點時______（選填“具有”或“不具有”）動能。球從最高點到落地點的過程中，忽略空氣阻力，球的機械能______（選填“增大”“減小”或“不變”）。2、如圖所示物體重100N，用滑輪組使物體沿水平面以0.2m/s的速度勻速運動10s，所用水平拉力F為20N，若物體水平運動時受到的摩擦力為45N，在運動過程中拉力F所做的功為______J，拉力F的功率為______W，該滑輪組的機械效率為______。3、如圖所示，分別將質量相同的物體在相同的時間內勻速提升相同的高度。若不計繩重與摩擦，滑輪比物體輕，則所用的拉力F甲______F乙，機械效率η甲______η乙，拉力的功率P甲______P乙。（均選填“>”、“=”或“<”）4、中學生要養(yǎng)成文明的行為習慣，嚴禁高空拋物。如果一個重0.5N的雞蛋從20m高處自由下落，不計空氣阻力，下落過程中雞蛋的重力勢能轉化為______能，重力對雞蛋所做的功為______J。5、如圖所示，是一個回轉“魔罐”，橡皮筋兩頭分別固定在罐子的頂部和底部，中間系個鉤碼，當你將“魔罐”在水平地面上滾出后，在速度越來越慢的過程中______轉化為______能，而后它______自動滾回來（選填“能”或“不能”）。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、一輛小轎車以15m/s的速度在水平公路上勻速行駛300m，受到的阻力是1200N。求：(1)在水平路面行駛時小轎車牽引力所做的功；(2)行駛過程中小轎車的功率。2、如圖，李明用20N的力F拉動繩子，使重500N的物體A在水平面上做勻速直線運動。已知物體A所受水平面的摩擦力為其重力的0.1倍，經(jīng)過20s繩端移動的距離為150cm。求：（1）拉力F做功的功率；（2）滑輪組的機械效率。（百分號前保留一位小數(shù)）3、如圖甲所示的裝置，A是重10N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和60N。質量為50kg的小張同學將A提升到高處，施加的拉力F隨時間變化關系如圖乙所示，A上升的速度v隨時間變化關系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦，（g=10N/kg）。求：（1）動滑輪的重力為多少N？（2）內拉力F的功率為多少W？（3）此裝置提升重物的最大機械效率約為多大？4、如圖所示是世界上第一艘飛艇，它是由法國工程師吉法爾于1852年制造的。這艘飛艇的氣囊充滿氫氣后，長44m，直徑11.9m，體積2100m3，形狀像一個巨大的橄欖。這年的9月24日，吉法爾乘坐該長艇從巴黎的馬戲場出發(fā)，用一臺2.2kW的蒸汽機帶動螺旋槳，以8km/h的速度，飛行了28km。（1）飛艇的氣囊形狀像一個橄欖，在前進過程中可以減小______；（2）充滿氫氣后氣囊受到的浮力是多少?（空氣密度取1.29kg/m3）()（3）這次飛行，飛行所需時間、蒸汽機做的功及飛行時受到的平均阻力各為多少?()5、新冠疫情期間，為更好的收治重癥患者，武漢市集結了約4萬名建設者，僅用10天左右時間就使火神山、雷神山醫(yī)院成功交付使用，再次讓世界見證了“中國速度”。如圖所示，工人用滑輪組裝置沿水平軌道運送建筑工件，用力F拉繩使工件沿水平軌道勻速運動的速度v=0.5m/s，經(jīng)t=20s將工件送到目的地。已知工件的質量m1=600kg，與軌道的接觸面積S=1.2m2，運動過程中所受阻力f是重力的k=0.2倍；若滑輪組的繩保持豎直方向，不計繩重和滑輪與繩間的摩擦，滑輪組裝置的機械效率η=96%，取g=10N/kg。求：（1）工件在軌道上勻速前進時對軌道的壓強p；（2）工人拉力F做功的功率P；（3）動滑輪的質量m。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、小華用圖裝置探究滑輪組的機械效率，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：次數(shù)物重G/N物體上升高度h/cm拉力F/N機械效率η/%12101.023101.471.436102.580.0（1）實驗中應豎直向上______拉動彈簧測力計；（2）第一次實驗的機械效率為______；（3）分析數(shù)據(jù)可知，提高同一滑輪組的機械效率，可以采取的措施是______；（4）小華用該滑輪組再次勻速提高同樣多的鉤碼，但鉤碼上升的高度比原來高，則該滑輪組的機械效率將______（選填“變大”、“不變”或“變小”）。2、六一兒童節(jié)前夕，小明妹妹所在的幼兒園將要舉辦“親子滑草”比賽，比賽須知如圖所示。為了贏得比賽，他們全家進行了討論。小明認為：高度一定，越陡的坡用時應越短，要選擇最陡的坡；媽媽認為：體重越大，滑行用時越少，應讓體重最大的爸爸和妹妹參加。請你選擇小明或小明媽媽的觀點設計一個實驗進行探究，為優(yōu)化參賽方案提供建議。答案一：選擇小明的觀點設計實驗（1）實驗器材：___________（2）實驗步驟：______________________。（3）實驗結論：______________________。答案二：選擇媽媽的觀點設計實驗（1）實驗器材：___________（2）實驗步驟：______________________。（3）實驗結論：___________-參考答案-一、單選題1、A【詳解】A．飛機在升空過程中，高度增大，質量不變，所以飛行員的重力勢能逐漸增大，故A正確；B．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，速度是變化的，質量不變，所以飛行員的動能會發(fā)生變化，故B錯誤；C．飛機從起飛到安全降落的整個過程中，質量不變，高度、速度會發(fā)生變化，重力勢能、動能會發(fā)生變化，所以飛機的機械能也會發(fā)生變化，故C錯誤；D．飛機降落后，在水平道上滑行過程中，飛機的高度不變重力勢能不變，所以飛機的動能沒有轉化為重力勢能，故D錯誤。故選A。2、C【詳解】A．小杰與書包的總重力大約為600N，1樓到21樓的高度h＝20×3m＝60m電梯對小杰做的功W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J故A不符合題意；B．小杰乘坐電梯上升時，書包在力的方向上移動了距離，所以對書包做了功，故B不符合題意；C．電梯對小杰做功的功率P===1200W故C符合題意；D．小杰在水平路面行走時，重力沒有做功，功率也為0，故D不符合題意。故選C。3、A【詳解】AB．小球從A點下落到B點的過程中，小球只受到重力的作用，小球做加速運動，小球高度下降，所以在這一階段，小球的重力勢能轉化為小球的動能，故A正確，B錯誤；C．小球從B點下落到C點的過程中，彈力逐漸變大，但還是小于重力，合外力向下，小球做加速運動，直到BC之間某一點時，重力等于彈力，過了這一點，彈力大于重力，合外力向上，小球才做減速運動，所以小球從B點下落到C點的過程中，小球先加速后減速，故C錯誤；D．小球在B點時僅受到重力，物體做加速運動，沒有受到平衡力的作用，故D錯誤。故選A。4、A【詳解】A．轉軸加潤滑油，減小摩擦力，減小額外功，可以提升滑輪組的機械效率，故A符合題意；B．有3段繩子分擔動滑輪和物重，故滑輪組的機械效率為與提升高度高度無關，故B不符合題意；C．滑輪組的機械效率與速度無關，故C不符合題意；D．若減小物體的質量，根據(jù)可知，滑輪組的機械效率將變小，故D不符合題意。故選A。5、A【詳解】如圖所示，兩動滑輪的重力相同，承重繩子段數(shù)相同，重物上升的高度相同，所提升的物體重力不同，由控制變量法可知，該實驗驗證的猜想是滑輪組的機械效率與被提升的重物重力的關系，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。6、D【詳解】A．由圖可知，有兩段繩子吊著動滑輪，即n=2。繩端移動的距離為s=nh=2×3m=6m繩端移動的速度為故A錯誤；

B．忽略繩子的重力和摩擦的情況下則由于n=2，則

故B錯誤；C．拉力做功為拉力做功的功率為故C錯誤；

D．克服物體的重力做的有用功為滑輪組的機械效率為故D正確。故選D。7、C【詳解】由題知，O點是彈簧保持原長時小球的位置，則小球位于A點時彈簧處于壓縮狀態(tài)，位于B點時彈簧處于拉伸狀態(tài)；①小球從A運動到O的過程中，彈簧逐漸恢復原狀，彈性形變程度變小，彈性勢能變小，水平臺面光滑，則小球不受摩擦力；該過程中小球所受彈力方向向右，其速度不斷增大，動能變大，所以此過程中彈性勢能轉化為動能；②到達O點時，彈簧恢復原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時小球的速度最大，動能最大；③小球從O運動到B的過程中，彈簧被拉長，彈性形變程度變大，彈性勢能變大，該過程中小球所受彈力方向向左，其速度不斷減小，動能變小，所以此過程中動能轉化為彈性勢能；則小球從A位置運動到B位置的過程中：A．小球的動能先增加后減少，在B點時小球的動能最小，彈簧的彈性勢能最大，故A正確，不符合題意；B．彈簧的彈性勢能先減少后增大，故B正確，不符合題意；C．小球運動到O點時的動能（最大）與此時彈簧的彈性勢能（為零）不相等，故C錯誤，符合題意；D．由于整體的機械能守恒，所以任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變，故D正確，不符合題意。故選C。8、A【詳解】A．衛(wèi)星在遠地點時，高度最大，故重力勢能越大，動能轉化為重力勢能，此時的動能最小，但由于衛(wèi)星繼續(xù)運動，說明有速度，動能不為零，故A錯誤，A符合題意；B．衛(wèi)星在近地點的高度最小，勢能最小，將重力勢能轉化為動能，動能最大，故B正確，B不符合題意；C．衛(wèi)星從近地點向遠地點運動過程中，高度增大，重力勢能變大，動能轉化為重力勢能，速度減小，故C正確，C不符合題意；D．衛(wèi)星從遠地點向近地點運動過程中，高度減小，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能，動能變大，故D正確，D不符合題意。故選A。9、A【詳解】B．動滑輪上有三段繩子，則n=3，5s內繩子自由端移動的距離s繩=ns物=3×100×10-2m=3m繩子自由端移動的速度故B正確，不符合題意；AC．物體克服摩擦力做的有用功W有=fs物=12N×100×10-2m=12J拉力做的總功拉力F大小拉力F做功的功率故A錯誤，符合題意；C正確，不符合題意。D．拉力F在5s內對滑輪組做的額外功W額=W總-W有=15J-12J=3J故D正確，不符合題意。故選A。10、A【詳解】AB．功率是單位時間內做的功，表示的是做功的快慢；機械效率是有用功與總功的比值。所以，功率大的機械，做功快，但不一定多，故A正確，B錯誤；C．機械做功少，做功不一定慢，與機械效率無關，故C錯誤；D．由知道，有用功多，機械效率的大小還要看總功的大小，故D錯誤。故選A。二、填空題1、

有

具有

不變【詳解】[1]在投擲過程中，實心球在力的方向上有位移，所以小明對實心球做了功。[2]實心球在最高點時，有向右的速度，所以實心球有動能。[3]從最高點到落地點的過程中，質量不變，速度增大，高度降低，所以動能增加，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能，由于不計空氣阻力，機械能是守恒的，即實心球的機械能保持不變。2、

120

12

75%【詳解】[1][2]物體移動的距離為s1=vt=0.2m/s×10s=2m由圖可知，動滑輪上有三股繩，則繩子自由端移動的距離為s2=3s1=3×2m=6m則F所做的功為W=Fs2=20N×6m=120J功率為[3]根據(jù)題意可得，有用功為W有=fs1=45N×2m=90J機械效率為3、

>

>

<【詳解】[1]甲圖中為定滑輪，若不計繩重與摩擦，滑輪比物體輕，則所用的拉力F甲=G乙圖中為動滑輪，不計繩重與摩擦，滑輪比物體輕，作用在繩子自由端的力為故有F甲>F乙[2]質量相同的物體在相同的時間內勻速提升相同的高度，根據(jù)W=Gh，甲、乙做的有用功相同。因不計繩重與摩擦，故甲圖中沒有做額外功，所做的總功等于有用功，乙中要克服動滑輪的重力做額外功，有用功小于總功，根據(jù)可知，機械效率η甲>η乙[3]質量相同的物體在相同的時間內勻速提升相同的高度，根據(jù)有，可知拉力的功率P甲<P乙4、

動

10【詳解】[1]物體的下落的過程中，不計空氣阻力，高度降低，速度增大，將重力勢能轉化為動能。[2]重力對雞蛋所做的功為W=Gh=0.5N×20m=10J5、

動

彈性勢

能【詳解】[1][2][3]魔罐在開始滾動的時候，具有動能，滾動的過程中，罐子動能轉化為橡皮筋的彈性勢能，故它在水平面上滾動的速度會越來越慢，當動能為0時，彈性勢能最大，魔罐開始向回滾動。三、計算題1、（1）3.6×105J；（2）1.8×104W【詳解】(1)由于轎車沿水平方向做勻速直線運動處于平衡態(tài)，所以F＝f＝1200N小轎車牽引力所做的功W＝Fs＝1200N×300m＝3.6×105J(2)行駛過程中小轎車的功率答：(1)在水平路面行駛時小轎車牽引力所做的功是3.6×105J；(2)行駛過程中小轎車的功率是1.8×104W。2、（1）1.5W；（2）83.3%【詳解】解：（1）20s內拉力F所做的功為拉力F做功的功率（2）由圖可知，n=3，物體A移動的距離物體A受到的摩擦力為有用功滑輪組的機械效率為答：（1）拉力F做功的功率為1.5W；（2）滑輪組的機械效率為83.3%。3、（1）10N；（2）4W；（3）81.8%?！驹斀狻拷猓海?）由圖丙可知，在內，A被勻速提升，由圖乙可知拉力由圖甲可知繩子忽略繩重及摩擦，根據(jù)滑輪組拉力公式則動滑輪的重力為（2）由圖丙可知，內，A上升的速度為則拉力端移動速度為內拉力F的功率為（3）忽略繩重及摩擦，C處繩子拉力為則由上式可知，當繩子C最大拉力為60N時，繩子B拉力為110N>100N，則B處的繩子會被拉斷；當繩子B最大拉力為100N時，繩子C的拉力為55N＜60N，此時兩繩子都不會被拉斷；所以要以B處最大拉力100N為準（此時FC最大=55N），且繩子B的拉力為則此裝置最多能勻速運載貨物的重力為此裝置提升重物的機械效率隨提升物重的增大而增大，則此裝置提升重物的最大機械效率為答：（1）動滑輪的重力為10N；（2）內拉力F的功率為4W；（3）此裝置提升重物的最大機械效率約為81.8%。4、

空氣阻力

27090N

3.5h，2.772×107J，990N【詳解】解：（1）飛艇的氣囊形狀像一個橄欖，可以減小迎風面積，從而減小前進過程中受到的空氣阻力。（2）充滿氫氣后氣囊受到空氣的浮力是F浮=ρ空氣gV排=ρ空氣gV=1.29kg/m3×10N/kg×2100m3=27090N（3）這次飛行，飛行所需時間為t=3.5h=1.26×104s蒸汽機做的功為W=Pt=2.2×103W×1.26×104s=2.772×107J飛行時受到的平均阻力為f=F=990N答：（1）飛艇的氣囊形狀像一個橄欖，在前進過程中可以減小空氣阻力；（2）充滿氫氣后氣囊受到的浮力是27090N；（3）這次飛行，飛行所需時間為3.5h，蒸汽機做的功為2.772×107J，飛行時受到的平均阻力為990N。5、(1)5000Pa；(2)625W；(3)5kg【詳解】解：(1)工件在軌道上勻速前進時，對軌道的壓力F壓=GM=m1g=600kg×10N/kg=6000N對軌道的壓強(2)運動過程中所受的阻力f=0.2GM=0.2×6000N=1200N由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2則滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=96%解得F=625N繩端移動的速度v繩=nv=2×0.5m/s=1m/s則拉力的功率P===Fv繩=625N×1m/s=625W(3)不計繩重和滑輪與繩間的摩擦，由F＝(f+G動)可得，動滑輪的重力G動=nF-f=2×625N-1200N=50N由G=mg可得，動滑輪的質量m===5kg答：(1)工件在軌道上勻速前進時對軌道的壓強p為5000Pa；(2)工人拉力F做功的功率P為625W；(3)動滑輪的質量m為5kg。四、實驗探究1、

勻速緩慢

66.7%

增加提升物體的重力

不變【詳解】（1）[1]實驗中應豎直向上勻速緩慢拉動彈簧測力計，此時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，彈簧測力計示數(shù)等于拉力的大小。（2）[2]上圖中，繩子的有效段數(shù)為3，繩子自由端移動的距離為s=