綜合解析滬粵版九年級物理上冊第十一章機(jī)械功與機(jī)械能定向測試試卷(解析版)

九年級物理上冊第十一章機(jī)械功與機(jī)械能定向測試考試時間：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(wù)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(nèi)相應(yīng)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(zhǔn)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(jì)20分）1、在如圖所示的滑輪組中，每個滑輪重，在繩子自由端用的拉力把貨物勻速提高，不計(jì)摩擦和繩重，則貨物的重力和滑輪組的機(jī)械效率分別是（）A．； B．；C．； D．；2、北京冬奧會引入的AI評分系統(tǒng)，能逐幀抓取運(yùn)動員從起跳到落地之間的空中姿態(tài)，將運(yùn)動員的精彩表現(xiàn)在最短時間內(nèi)真切地呈現(xiàn)給觀眾，為裁判評分提供可視依據(jù)。如圖所示，某次比賽系統(tǒng)呈現(xiàn)運(yùn)動員上升（ab）及下落（bc）瞬間，下列說法中正確的是（）A．運(yùn)動員在ab段重力勢能增大，動能減小B．運(yùn)動員在ab段重力勢能減小，動能增大C．運(yùn)動員在bc段重力勢能減小，動能減小D．運(yùn)動員在bc段重力勢能增大，動能增大3、2022年2月8日，谷愛凌摘得冬奧會自由式滑雪大跳臺金牌的比賽場景如圖所示。圖中的運(yùn)動員從低處向高處躍起后下落的過程中，下列說法正確的是（

）A．運(yùn)動員從低處運(yùn)動到高處時，動能不斷增加B．運(yùn)動員從高處運(yùn)動到低處時，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C．運(yùn)動員運(yùn)動到最高點(diǎn)時重力勢能最大D．運(yùn)動員運(yùn)動到最高點(diǎn)時不具有慣性4、如圖所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動，物體與地面間的滑動摩擦力是自身重力的0.2倍，繩子自由端向前移動的速度為0.6m/s。則（）A．拉力F的功率為3WB．1min內(nèi)物體移動的距離為36mC．1min內(nèi)所做的有用功為1440JD．該滑輪組的機(jī)械效率為85%5、在測量滑輪組機(jī)械效率的活動中，裝置如圖所示，欲使所測機(jī)械效率提高，下列措施可行的是（）A．轉(zhuǎn)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(zhì)量6、物塊在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直線軌道上運(yùn)動（如圖），其中AB=CD=10m。已知物塊在AB段和CD段分別以2m/s和5m/s的速度勻速運(yùn)動，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分別為1N和2N，則以下判斷正確的是（）A．該物塊在CD段的慣性比AB段大B．該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為2∶5C．拉力F在AB段所做的功為20JD．拉力F在CD段做功的功率為10W7、中國開展月球探測工程，命名為“嫦娥工程”，中國整個探月工程分為“繞”、“落”、“回”三步走，“嫦娥五號”月球探測器從月球土壤中取樣，再返回地球，標(biāo)志中國“嫦娥工程”取得偉大的勝利。關(guān)于“嫦娥五號”月球探測器下列說法正確的是（）A．“嫦娥五號”從地面升空過程中重力勢能增大，機(jī)械能不變B．“嫦娥五號”勻速環(huán)繞月球時，受到平衡力的作用C．“嫦娥五號”攜帶的著陸器可以通過降落傘減速著陸在月球表面D．從月球返回地球的過程中，點(diǎn)火向后噴氣，產(chǎn)生一個向前的力，離開月球表面根據(jù)的是物體間力的作用是相互的8、成語“水滴石穿”，比喻力量雖小，但只要堅(jiān)持，功到自然成?從物理的角度分析∶①力改變了石頭的形狀；②水滴沖擊石頭時，石頭對水滴沒有作用力；③水滴加速下落過程，重力對水滴做了功；④水滴加速下落過程，受到了平衡力的作用?完全正確的一組是A．①③ B．①② C．①④ D．②④9、如圖，在2022年北京冬奧會開幕式上，質(zhì)量約為的奧運(yùn)五環(huán)緩緩升起。若將升起過程看成勻速直線運(yùn)動，則該過程中奧運(yùn)五環(huán)的（）A．重力勢能不變 B．動能增大C．機(jī)械能不變 D．機(jī)械能增大10、在2022年北京冬奧會自由式滑雪比賽中，我國運(yùn)動員谷愛凌獲得冠軍，她在雪道上自由下滑的過程中，如果不計(jì)雪道阻力和空氣阻力，下列說法中正確的是（）A．動能不變，重力勢能不變，機(jī)械能不變B．動能增大，重力勢能增大，機(jī)械能不變C．動能增大，重力勢能減少，機(jī)械能不變D．動能減少，重力勢能減少，機(jī)械能減少第Ⅱ卷（非選擇題80分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計(jì)20分）1、凝聚著我國古代勞動人民智慧的世界文化遺產(chǎn)——都江堰水利工程，由分水魚嘴、寶瓶口、飛沙堰等組成（如圖所示），其在引水灌溉，防洪減災(zāi)方面發(fā)揮著重要作用?？菟竟?jié)，由于內(nèi)江河床較低，在水受到的___________力作用下，大量的水落入內(nèi)江，其重力勢能___________（選填“增大“減小”或“不變”）；洪水季節(jié)，由于寶瓶口的限流作用，導(dǎo)致內(nèi)江水的流速較小，外江水的流速較大、壓強(qiáng)較___________，大量的水涌入外江。2、用40N水平拉力拉著重為100N的物體，在10s內(nèi)由靜止開始沿水平直線移動了5m。此過程中，重力對物體做的功為______J，水平拉力對物體做功的功率為______W。3、如圖所示，固定的斜面長s=1.2m，高h(yuǎn)=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s內(nèi)把一個重16N的物體從斜面底端勻速拉到頂端，拉力的功率為______W，斜面的機(jī)械效率為______。4、在“探究影響重力勢能大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明在水平地面上鋪一張白紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自由下落，目的是探究重力勢能大小與______的關(guān)系。如圖所示，在紙上留下黑色圓斑A、B，圓斑_(dá)_____（填“A”或“B”）是皮球從較高處下落形成的。5、如圖所示滑輪組提升重物（不計(jì)繩重和摩擦），重600N的物體在10s內(nèi)勻速上升1m。已知拉繩子的力F為400N，則在這一過程中做的有用功______J，滑輪組的機(jī)械效率是______，拉力的功率為______W。若利用該裝置提升重為1000N的物體，則該滑輪組機(jī)械效率將______（選填“變大”“變小”或“不變”）。三、計(jì)算題（5小題，每小題8分，共計(jì)40分）1、如圖所示，是“江淮牌”某型號新能源汽車，其總重量為1.46×10N，汽車以72km/h的速度沿水平路而勻速直線行駛時，受到的阻力為其總重量的10%，每個輪胎與路而的接觸而積為5dm，求：（1）汽車靜止時對水平路面的壓強(qiáng)大小；（2）汽車以72km/h的速度沿水平路面勻速直線行駛時，其牽引力做功的功率大小。2、研究物理問題時，往往需要突出研究對象的主要因素，忽略次要因素，將其簡化為物理模型。如圖所示，需要把一重量為400N，邊長為1m，質(zhì)量分布均勻的實(shí)心立方體，利用翻滾的方法沿直線移動一段距離（已知；計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）。求：（1）請?jiān)趫D甲中畫出緩慢向右翻滾立方體時，使該立方體下底面剛剛離開水平地面所施加的最小力F的示意圖，并計(jì)算出最小力F的大?。唬?）利用翻滾的方法使立方體翻滾一次（即使原下底面變?yōu)樽髠?cè)面）克服立方體的重力所做功的大?。唬?）如果利用翻滾的方法使該立方體沿水平地面直線緩慢翻滾了10m，用了20s，則在這一過程中克服該立方體重力做功的功率大小是多少？3、“一分鐘仰臥起坐”是中考體育選考（女生）項(xiàng)目之一，滿分為52個。某同學(xué)質(zhì)量為50kg，她上半身的質(zhì)量約為全身質(zhì)量的，仰臥起坐時上半身重心上升距離均為0.3m，取g=10N/kg。某同學(xué)要想取得滿分，試計(jì)算：（1）克服重力做功至少為多少J？（2）做功的功率至少為多少W？4、負(fù)壓救護(hù)車是一款利用技術(shù)手段使車內(nèi)氣壓低于外界大氣壓的特種車輛，空氣在自由流動時只能由車外流向車內(nèi)，這樣在救治和轉(zhuǎn)運(yùn)新冠患者時，可以最大限度地減少醫(yī)務(wù)人員交叉感染的機(jī)率。一輛負(fù)壓救護(hù)車在平直公路上以30m/s的速度將病人運(yùn)送到醫(yī)院，用時10min。已知該救護(hù)車連同車上人員總質(zhì)量為2t，行駛時阻力為車重的0.15倍。g取10N/kg，求：（1）此次運(yùn)送過程救護(hù)車行駛的路程；（2）救護(hù)車的牽引力所做的功；（3）按照衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)壓艙內(nèi)外氣壓差在10～30Pa之間，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，該車負(fù)壓倉0.9m2的面積上內(nèi)外氣體壓力差為18N，通過計(jì)算判斷負(fù)壓艙內(nèi)外氣壓差是否符合標(biāo)準(zhǔn)。5、如圖所示，盛有12kg水的水桶放置于水平地面上，水桶的質(zhì)量忽略不計(jì)，水桶與地面的接觸面積為300cm2。小明同學(xué)用圖示滑輪組在6s內(nèi)將這桶水勻速提升2m，所用拉力為50N（g＝10N/kg）。求：（1）水桶對地面的壓強(qiáng)；（2）小明做的有用功；（3）小明所用拉力的功率。四、實(shí)驗(yàn)探究（2小題，每小題10分，共計(jì)20分）1、小明想利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置（斜面、木塊、不同質(zhì)量的小鋼球）“研究動能的大小與哪些因素有關(guān)”，請你幫助他完成如下實(shí)驗(yàn)方案：（1）小球進(jìn)入水平面時的動能是由_____轉(zhuǎn)化來的，實(shí)驗(yàn)時通過_____來比較動能大小；（2）第一次實(shí)驗(yàn)的情景如圖甲所示，在進(jìn)行第二次實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先將撞出的木塊_____；（3）實(shí)驗(yàn)中小明進(jìn)行了如圖中4步操作，由甲、乙兩圖可探究動能的大小與物體的_____有關(guān)；（4）由_____三圖可初步判斷，在質(zhì)量和速度這兩個因素中，對物體動能影響較大的是速度。2、高空拋物現(xiàn)象被稱為“懸在城市上空的痛”，此行為已于2021年3月1日正式入刑。物理科技小組的同學(xué)認(rèn)為高空拋物的危害程度是與物體的重力勢能大小有關(guān)的，于是他們進(jìn)行了如下探究：【提出問題】物體重力勢能大小與什么因素有關(guān)？【猜想假設(shè)】同學(xué)們列舉了幾個生產(chǎn)、生活中的常識，分別提出了兩個猜想，如下表所示。其中由常識1提出的是猜想___________（填序號）。常識猜想常識1：下雨時，雨滴和冰雹落在傘面上效果不同猜想1：與物體的下落高度有關(guān)常識2：打樁機(jī)工作時總是將重錘高高舉起猜想2：與物體的質(zhì)量大小有關(guān)【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】科技小組的同學(xué)用圖所示器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓A、B、C三個金屬塊（mA>mB>mC）多次分別從不同高度處落下，測出金屬塊將木桌打入沙中的深度，實(shí)驗(yàn)記錄如下表。金屬塊ABC實(shí)驗(yàn)編號①②③④⑤⑥金屬塊下落高度h/cm302030202010木桌下陷深度s/cm52.52.52.21.81.5【分析論證】分析比較___________（填編號）這三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)物體所處的高度相同時，質(zhì)量越大，物體具有的重力勢能越大?！就卣箲?yīng)用】我國的三峽水電站是世界最大的水力發(fā)電工程，修筑攔河大壩提高了上游水位、儲存了更多的水，從而使水的___________能更大，進(jìn)而可得到更多的電能。-參考答案-一、單選題1、C【詳解】AB．如圖所示，兩段繩子分擔(dān)動滑輪和物重，故重物重故AB不符合題意；CD．不計(jì)繩重和摩擦力，故滑輪組的機(jī)械效率是故C符合題意；D不符合題意。故選C。2、A【詳解】AB．由圖可知，運(yùn)動員在ab段上升時，高度變大，速度減小，說明運(yùn)動員重力勢能增大，動能減小，故A正確，B錯誤。CD．運(yùn)動員在bc段下落時，高度變小，速度變大，明運(yùn)動員重力勢能減小，動能增大，故CD錯誤。故選A。3、C【詳解】A．運(yùn)動員從低處運(yùn)動到高處時，質(zhì)量不變，速度變小，動能不斷減小，故A錯誤；B．運(yùn)動員從高處運(yùn)動到低處時，運(yùn)動員在重力的方向上通過了距離，重力做功，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故B錯誤；C．運(yùn)動員運(yùn)動到最高點(diǎn)時，質(zhì)量不變，高度最高，重力勢能最大，故C正確；D．一切物體都有慣性，運(yùn)動員的慣性運(yùn)動員運(yùn)動到最高點(diǎn)時，其運(yùn)動狀態(tài)時刻發(fā)生變化，但仍具有慣性，故D錯誤。故選C。4、C【詳解】A．拉力F的功率為故A不符合題意；B．如圖滑輪組，一共有3段繩子分擔(dān)動滑輪所受的拉力，故物體移動的速度為1min內(nèi)物體移動的距離為故B不符合題意；C．物體與地面間的滑動摩擦力為1min內(nèi)所做的有用功為故C符合題意；D．1min內(nèi)所做的總功為該滑輪組的機(jī)械效率為故D不符合題意。故選C。5、A【詳解】A．轉(zhuǎn)軸加潤滑油，減小摩擦力，減小額外功，可以提升滑輪組的機(jī)械效率，故A符合題意；B．有3段繩子分擔(dān)動滑輪和物重，故滑輪組的機(jī)械效率為與提升高度高度無關(guān)，故B不符合題意；C．滑輪組的機(jī)械效率與速度無關(guān)，故C不符合題意；D．若減小物體的質(zhì)量，根據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率將變小，故D不符合題意。故選A。6、D【詳解】A．慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度大小無關(guān)，故A錯誤；B．由題知，物塊在AB段和CD段的速度之比為2∶5，AB和CD距離相等，則該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為5∶2，故B錯誤；C．物塊在AB段勻速運(yùn)動，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C錯誤；D．物塊在CD段勻速運(yùn)動，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正確。故選D。7、D【詳解】A．“嫦娥五號”從地面升空過程中，質(zhì)量不變，速度和高度都增大，因此動能和重力勢能都增大，機(jī)械能變大，故A錯誤；B．“嫦娥五號”勻速環(huán)繞月球時，速度方向不斷發(fā)生改變，是非平衡狀態(tài)，受到的力不是平衡力，故B錯誤；C．由于月球上處于真空狀態(tài)，沒有空氣，降落傘起不到作用，因此“嫦娥五號”攜帶的著陸器不可以通過降落傘減速著陸在月球表面，而是通過自身推進(jìn)器的反推力著陸在月球表面，故C錯誤；D．從月球返回地球的過程中，點(diǎn)火向后噴氣，同時高壓氣流也會對探測器產(chǎn)生一個向前的力，離開月球表面正是利用了物體間力的作用是相互的，故D正確。故選D。8、A【詳解】①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石頭上，石頭的形狀逐漸改變，故①正確；②力的作用是相互的，水滴沖擊石頭時，石頭對水滴也有相互作用的力，故②錯誤；③水滴加速下落過程，重力的方向豎直向下，水滴下降的方向豎直向下，所以，重力對水滴做了功，故③正確；④水滴下降的過程中，重力大于空氣的阻力，做加速下落運(yùn)動，受到的是非平衡力的影響，故④錯誤。故選A。9、D【詳解】A．重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，被提升的過程中，質(zhì)量不變，高度增大，所以重力勢能增大，故A不符合題意；B．動能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，物體勻速提升，質(zhì)量不變，速度不變，所以動能不變，故B不符合題意；CD．物體動能不變，重力勢能增大，所以機(jī)械能增大，故C不符合題意，D符合題意；故選D。10、C【詳解】運(yùn)動員在雪道上自由下滑時，不計(jì)雪道阻力和空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。下滑過程，質(zhì)量不變，速度變大，高度降低，所以動能增大，重力勢能減少。故選C。二、填空題1、

重

減小

小【詳解】[1][2]地球上的一切物體都要受到地球的吸引力，這個吸引力就是重力，水在受到重力的作用下從高處落下，這個過程中高度越來越低，重力勢能越來越小，而速度越來越大，動能也越來越大。[3]流體流速越快，壓強(qiáng)越小，外江水的流速較大、壓強(qiáng)較小。2、

0

20【詳解】[1]做功的兩個要素是：一是要有作用在物體上的力；二是物體沿受力方向移動一段距離。物體受到的重力方向豎直向下，而物體是沿水平方向運(yùn)動，所以重力沒有做功。[2]物體受到的水平拉力F=40N，沿水平直線移動了5m，所以拉力對物體做的功為W=Fs=40N×5m=200J拉力對物體做功的功率為3、

3

80%【詳解】[1]拉力的功率為[2]斜面的機(jī)械效率為4、

高度

B【詳解】[1]相同的皮球質(zhì)量不變，由于從不同高度自由下落，則目的是探究重力勢能與高度的關(guān)系。[2]當(dāng)皮球從較高的地方下落時，落地時的動能更大，則與地面撞擊后形變量更大，形成的黑色圓斑更大，故B是皮球從較高處下落形成的。5、

600

75%

80

變大【詳解】[1]這一過程中做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J[2]由圖可知，n=2，則繩端移動的距離s=nh=2×1m=2m拉力做的總功W總=Fs=400N×2m=800J滑輪組的機(jī)械效率[3]拉力的功率[4]不計(jì)繩重和摩擦，則滑輪組的機(jī)械效率為用該裝置提升重為1000N的物體，則提升物體的重力增大，動滑輪重不變，由上式可知，滑輪組的機(jī)械效率將變大。三、計(jì)算題1、（1）7.3×10Pa；（2）2.92×104W【詳解】解：（1）由題意可知，汽車總重力G=1.46×10N，每個輪胎與路而的接觸而積為5dm，汽車共有四個輪胎，即總受力面積為汽車靜止時，根據(jù)二力平衡，汽車對水平面的壓力則汽車靜止時對水平路面的壓強(qiáng)為（2）汽車速度為v=72km/h=20m/s，受到的阻力為其總重量的10%，則受到的阻力當(dāng)汽車沿水平路而勻速直線行駛時，根據(jù)二力平衡條件可知，牽引力則牽引力做功的功率為答：（1）汽車靜止時對水平路面的壓強(qiáng)大小為7.3×10Pa；（2）汽車以72km/h的速度沿水平路面勻速直線行駛時，其牽引力做功的功率大小為2.92×104W。2、（1），141.4N；（2）82.8J；（3）41.4W【詳解】解：（1）翻滾時，以正方體的一條邊為支點(diǎn)，以一個面的對角線為動力臂時，施加的力最小。阻力是物體的重力，邊長的一半為阻力臂，如圖所示：由圖可知阻力臂動力臂由杠杠平衡條件可得施加的最小力為（2）開始時，重心離地面高度為邊長一半，翻滾到最高點(diǎn)，重心離地面高度為一個面的對角線的一半，所以翻滾一次，物體重心升高所以翻滾一次克服立方體的重力所做功（3）翻滾10m，則需要翻滾10次，所以整個過程中克服重力做功為整個過程中克服重力做功功率為答：（1）翻滾立方體時，下底面剛剛離開水平地面所施加的最小力F的示意圖如圖所示：最小力為141.4N；（2）翻滾一次克服立方體的重力所做功82.8J；（3）翻滾10m，用了20s，克服該立方體重力做功的功率是41.4W。3、（1）4680J；（2）78W【詳解】解：（1）該同學(xué)的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N她上半身的重力做一次仰臥起坐克服重力做的功W=G上h=300N×0.3m=90J滿分為52個，做了52個仰臥起坐克服重力做的功W’=52W=52×90J=4680J（2）做功的功率至少為答：（1）克服重力做功至少為4680J；（2）做功的功率至少為78W。4、（1）1.8×104m；（2）5.4×107J；（3）該車負(fù)壓艙內(nèi)外氣壓差符合標(biāo)準(zhǔn)【詳解】解：（1）此次運(yùn)送過程救護(hù)車行駛的路程s=vt=30m/s×10×60s=1.8×104m（2）救護(hù)車勻速前進(jìn)，根據(jù)二力平衡原理可得,救護(hù)車的牽引力F牽=F阻=0.15G總=0.15mg=0.15×2×103kg×10N/kg=3000N救護(hù)車的牽引力所做的功W=Fs=3000N×1.8×104m=5.4×107J（3）負(fù)壓艙內(nèi)外氣壓差該負(fù)壓艙內(nèi)外氣壓差符合標(biāo)準(zhǔn)。答：