重難點解析滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能單元測試試卷(含答案解析)

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能單元測試考試時間：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、由于熱脹冷縮，戶外的導線在夏天會變得松弛，冬天又拉得很緊。某些地方用如圖所示的滑輪組來控制導線的松緊程度。某次導線對滑輪N的拉力為F，配重水泥塊（重為G）被勻速拉升的高度為h（不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦）。下列說法中正確的是（）A．M是動滑輪B．拉力F=2GC．拉力F做的功為3FhD．拉力F移動的速度與配重G上升的速度相同2、如圖所示，工人利用滑輪組將質量為57kg的建筑材料勻速提升，繩子自由端移動的速度為0.4m/s，動滑輪的質量為3kg，忽略繩重和摩擦，則（）A．經過10s建筑材料被提升4m B．工人對繩子的拉力為300NC．經過10s工人做的有用功為2280J D．此過程中該滑輪組的機械效率為90%3、高空墜物危害大，就算一個蘋果從十層高樓自由落下都可能把汽車玻璃砸爛。下列說法正確的是（）A．運動的蘋果具有動能 B．高空的蘋果沒有重力勢能C．下落過程中蘋果的動能減小 D．下落過程中蘋果的重力勢能增大4、2021年4月，中國女足通過奮勇拼搏，晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖分析可知，足球（）A．在B點時受力平衡B．在A、D兩點動能可能相等C．在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態(tài)將不斷改變D．在運動過程中，只存在動能和勢能的相互轉化5、僅用8天就建成的武漢火神山醫(yī)院，彰顯的不僅是中國速度，更是戰(zhàn)勝疫情的堅強決心。如圖所示，為了在最短的時間完成地面基礎建設，上百臺挖掘機同時工作，其目的是增大所有挖掘機總的（）A．機械效率 B．功率 C．功 D．有用功6、如圖，在2022年北京冬奧會開幕式上，質量約為的奧運五環(huán)緩緩升起。若將升起過程看成勻速直線運動，則該過程中奧運五環(huán)的（）A．重力勢能不變 B．動能增大C．機械能不變 D．機械能增大7、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．運動員從低處運動到高處時，動能不斷增加B．運動員從高處運動到低處時，動能轉化為重力勢能C．運動員運動到最高點時重力勢能最大D．運動員運動到最高點時不具有慣性8、下列有關機械做功、功率、機械效率的說法，正確的是（）A．效率越高的機械，功率越大 B．做功越多的機械，功率越大C．做有用功越多的機械，效率越高 D．功率越大的機械，做功越快9、一端封閉的兩個完全相同的玻璃管（如圖所示）甲中裝水乙中裝食用油。兩個完全相同的金屬小球從O處靜止釋放，下落到P處，小球在食用油中下落的時間更長。比較兩小球從O處到P處的下落情況，則小球（）A．重力勢能變化量不相同 B．獲得的動能相同C．在食用油中重力做功慢 D．機械能不變10、2020年11月，我國用“長征五號”遙五運載火箭成功發(fā)射“增娥五號”。如圖所示為“娣娥五號”繞月球做橢圓軌跡飛行的示意圖，此時在大氣層外運行，不受空氣阻力。下列說法正確的是（）A．“嫦嫦五號”從遠月點運行到近月點，勢能減小，動能增大B．“嫦嫦五號”從遠月點運行到近月點，勢能增大，動能減小C．“嫦嫦五號”從近月點運行到遠月點，勢能增大，動能增大D．“嫦嫦五號”從近月點運行到遠月點，動能減小，機械能不守恒第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、如圖所示，有一斜面長L=4m，高h=2.5m。劉利同學用平行于斜面向上F=150N的拉力，將200N重的物體從底端勻速拉到斜面頂端。那么劉利同學對物體做的總功為___________J；物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力為___________N。2、如圖所示，現在很多地方設有輪椅專用通道，為殘疾人通行提供方便。它實際上就是簡單機械中的______（選填“杠桿”、“滑輪”或“斜面”）；屬于______（選填“省力”、“費力”或“省功”）機械。3、如圖所示，一位同學用120N的拉力將30kg的物體勻速吊起，則滑輪組的機械效率為_________。若他用2min將物體提高10m，拉力的功率是__________W。（g=10N/kg）4、如圖甲所示，滑輪組在豎直向上的拉力F作用下，將重為105N的物體勻速提起，在5s時間內繩子自由端移動的距離為s=3m。圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩自由端移動距離s的關系圖，若繩重和摩擦力不計，則動滑輪為______N，圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是______，該滑輪組提升此重物時的機械效率為______。5、如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力。將重為2000N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4m、高1.5m，則此過程中的有用功為______J，斜面的機械效率為______。使用斜面可以______（選填“省力”或“省功”）。

三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、工人師傅用如圖所示的裝置把質量為60kg物體以0.1m/s的速度勻速提升20s。已知拉力F的大小為400N，在此過程中不計繩重和摩擦，g取10N/kg。求：（1）繩子自由端移動的距離；（2）工人師傅勻速拉動繩子的功率；（3）滑輪組的機械效率。2、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大??；（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。3、大明駕駛額定功率為100kW，質量為3t的某小型載重汽車，把裝在車上的6t砂石運送到山頂上的施工現場，若g取10N/kg。請完成以下問題：（1）汽車先以20kW的功率在平直公路上勻速行駛了10min，速度為10m/s。該過程汽車受到的阻力為多少？（2）然后汽車從山坡底沿如圖所示的山路，又以額定功率行駛了2min，將砂石運送到50m高的坡頂。該過程汽車運送砂石所做的有用功為多少？（3）汽車以額定功率從坡底向坡頂運送砂石時的機械效率是多少？4、一輛汽車以恒定的功率在平直的公路上做直線運動，其v-t圖象如圖所示，在第10s時速度達到20m/s，通過的路程為120m。求：（1）在010s內汽車的平均速度；（2）設汽車在行駛過程中所受阻力不變，大小為f＝4000N，那么在1020s內汽車發(fā)動機產生的牽引力所做的功是多少焦耳？5、將重為20N的重物用圖示滑輪組勻速提升3m，所用拉力F=8N。不計輪與軸間的摩擦及繩重。求：（1）該過程中的有用功；（2）滑輪組的機械效率；（3）動滑輪的重力。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，選用質量不同的兩個鋼球m和M（M的質量大于m），分別從不同的高度h和H（H>h）由靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示：（1）該實驗中物體的動能是指___________（選填“鋼球”或“木塊”）的動能；實驗中觀察到木塊B移動的距離越長，則說明鋼球對木塊___________越多，動能就越大。（2）比較___________兩圖進行的實驗，可以探究小球的動能與速度的關系，并由此得出結論：當物體質量相同時，速度越大，動能越大。（3）圖乙和圖丙換用質量不同的鋼球從斜面的相同高度由靜止開始滾下，目的是控制___________相同，探究鋼球的動能大小與___________的關系。（4）小明根據甲、丙兩圖可得出結論：物體的動能大小與質量有關，他的結論是否正確？___________（選填“正確”或“錯誤”）（5）木塊在水平面上滑動時，受到水平面的摩擦力___________（選填“變大”、“變小”或“不變”），克服摩擦力做功的功率___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（6）研究超載帶來的危害時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的___________兩次進行比較；2、某同學用如圖所示的實驗裝置測量滑輪組的機械效率，相關數據記錄在表中。實驗次數鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/m繩端的拉力F/N繩端移動的距離s/m機械效率140.101.80.3260.102.50.3360.152.5（1）實驗中，使用滑輪組提升重物時，應豎直向上_____拉動彈簧測力計；（2）第二次實驗中，2s內鉤碼上升的高度為0.1m，則它運動的速度為_____m/s；（3）第三次實驗中，繩端移動的距離為_____m；（4）分析比較第一、二兩次實驗數據，有用功_____,滑輪組的機械效率η1_____η2（兩空均選填“＞”“＝”“＜”）．由此可知，可采用_____的方法來提高滑輪組的機械效率。-參考答案-一、單選題1、B【詳解】A．在拉力F的作用下，N會隨著拉力一起移動，M不動，所以M是定滑輪，N是動滑輪，故A錯誤；B．由于N是動滑輪，且n=2，不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦，拉力為F=2G故B正確；C．拉力F做的功為故C錯誤；D．配重G上升的速度是拉力F移動的速度的2倍，故D錯誤。故選B。2、B【詳解】A．兩根繩子分擔動滑輪重，故建筑材料移動的速度為經過10s建筑材料被提升故A錯誤；B．工人對繩子的拉力為故B正確；C．經過10s工人做的有用功為故C錯誤；D．此過程中該滑輪組的機械效率為故D錯誤。故選B。3、A【詳解】A．物體由于運動而具有的能叫做動能，所以運動的蘋果具有動能，故A正確；B．物體由于處在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力勢能，高空的蘋果具有重力勢能，故B錯誤；CD．蘋果下落過程中質量不變，速度越來越快，所以動能增大，高度降低，所以重力勢能減小，故CD錯誤。故選A。4、B【詳解】A．B點只受重力，不平衡，故A不符合題意；B．運動過程中有空氣阻力，所以AD速度可能相同，動能可能相同，故B符合題意；C．在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態(tài)將不變，故C不符合題意；D．在運動過程中，機械能不守恒，不可能只存在動能和勢能的相互轉化，故D不符合題意。故選B。5、B【詳解】建成一所醫(yī)院所做的有用功是相同的，為了減小做功的時間（縮短工期），根據P=可知，需要增大挖掘機的功率，所以，上百臺挖掘機同時工作，其目的是增大所有挖掘機總的功率，故B正確，ACD錯誤。故選B。6、D【詳解】A．重力勢能與物體的質量和高度有關，被提升的過程中，質量不變，高度增大，所以重力勢能增大，故A不符合題意；B．動能與物體的質量和速度有關，物體勻速提升，質量不變，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，所以機械能增大，故C不符合題意，D符合題意；故選D。7、C【詳解】A．運動員從低處運動到高處時，質量不變，速度變小，動能不斷減小，故A錯誤；B．運動員從高處運動到低處時，運動員在重力的方向上通過了距離，重力做功，重力勢能轉化為動能，故B錯誤；C．運動員運動到最高點時，質量不變，高度最高，重力勢能最大，故C正確；D．一切物體都有慣性，運動員的慣性運動員運動到最高點時，其運動狀態(tài)時刻發(fā)生變化，但仍具有慣性，故D錯誤。故選C。8、D【詳解】A．功率指做功的快慢，取決于做功的多少和做這些功所用的時間；效率是有用功與總功之比。兩者沒有必然的聯(lián)系，故A錯誤；B．功率是由做功的多少和做這些功所用的時間共同決定的，做功多的機械，功率不一定大，故B錯誤；C．效率的高低取決于有用功占總功的比例，做有用功多的機械，效率不一定高，故C錯誤；D．功率就是表示機械做功的快慢，功率越大，表示機械做功越快，故D正確。故選D。9、C【詳解】A．重力做功為W=Gh，所以重力做功相同，重力勢能變化量相同，故A錯誤；B．獲得的動能不同，在煤油中阻力更大，動能小，故B錯誤；C．根據可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中時間長，重力做功慢，故C選項正確；D．由于液體有阻力，機械能會減小，故D錯誤。故選C。10、A【詳解】AB．“嫦嫦五號”從遠月點運行到近月點，速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，故A正確，B錯誤；CD．“嫦嫦五號”從近月點運行到遠月點，速度變小，動能減小，高度增大，重力勢能增大，太空中沒有空氣，則機械能守恒，故CD錯誤。故選A。二、填空題1、

600

25【詳解】[1]劉利同學對物體做的總功為[2]劉利同學對物體做的有用功為劉利克服摩擦力做的功就是物體被勻速拉到斜面頂端所做的額外功，額外功物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力2、

斜面

省力【詳解】[1]輪椅專用通道是一條與水平面成一定角度的傾斜平面，這樣的傾斜平面利用的就是斜面，可以省力。[2]根據功的原理可知，使用斜面時要費距離，但同時省了力，故斜面屬于省力機械。3、

83.3%

30【詳解】[1]由圖可知，承擔物重的繩子股數n=3，則s=3h。物體的重力G=mg=30kg×10N/kg=300N滑輪組的機械效率[2]拉力做的總功W=Fs=F×3h=120N×3×10m=3600J拉力的功率4、

45

功

70%【詳解】[1]物體在5s內的移動距離s=3m，連接動滑輪的繩子段數n=3，則物體及動滑輪移動的距離繩重和摩擦力不計，物體被勻速提起，則可列出得出動滑輪受重力[2]圖乙中的陰影面積為Fs，而功W=Fs，故圖乙中陰影部分的面積表示的物理量是功。[3]機械效率是機械做的有用功和無用功之比，則該滑輪組提升重物時的機械效率5、

3×103

75%

省力【詳解】[1]斜面作為簡單機械使用時，有用功等于克服物體重力做的功，因此[2]總功等于推力做的功，因此所以，機械效率為[3]任何機械都不能省功，反而會需要做額外功。使用斜面的時候，推力比重力小，因此可以省力。三、計算題1、（1）4m；（2）80W；（3）75%【詳解】解：（1）從圖中可知，提升重物繩子的股數為n=2，繩子自由端移動的距離s=nvt=2×0.1m/s×20s=4m（2）拉力F功率（3）滑輪組的機械效率答：（1）繩子自由端移動的距離為4m；（2）工人師傅勻速拉動繩子的功率為80W；（3）滑輪組的機械效率為75%。2、（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%，則受到的阻力當汽車沿水平路而勻速直線行駛時，根據二力平衡條件可知，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。3、（1）2×103N；（2）3×106J；（3）25%【詳解】解：（1）汽車在平直公路上勻速行駛時，所受牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，即F牽=f阻，由P=F牽v可知，所受牽引力故汽車受到的阻力為f阻=F牽=2×103N（2）汽車將6t砂石運送到50m高的坡頂，該過程汽車運送砂石所做的有用功為W有=Gh=mgh=6×103kg×10N/kg×50m=3×106J（3）汽車以額定功率運行2min，發(fā)動機所做的總功為W總=P額t=100×103W×2×60s=1.2×107J汽車以額定功率從坡底向坡頂運送砂石時的機械效率為答：（1）該過程汽車受到的阻力為2×103N；（2）該過程汽車運送砂石所做的有用功為3×106J；（3）汽車以額定功率從坡底向坡頂運送砂石時的機械效率是25%。4、（1）12m/s；（2）8×105J【詳解】解：（1）根據題意知，汽車在10s內通過的路程是120m，所以，由知道，在0～10s內汽車的平均速度（2）由圖象知道，10～20s內汽車做勻速直線運動，速度是v′＝20m/s，所以，在10～20s內汽車通過的路程s′＝v′t′＝20m/s×(20s－10s)＝200m由平衡條件知道，此時汽車受到的牽引力等于阻力，即F＝f＝4000N所以，在10～20s內牽引力所做的功W=Fs′＝4000N×200m＝8×105J答：（1）在0～10s內汽車的平均速度是12m/s；（2）在10～20s內汽車發(fā)動機產生的牽引力所做的功是8×105J。5、（1）60J；（2）83.3%；（3）4N【詳解】解：（1）該過程中的有用功（2）由圖知，承重繩子股數拉力做的總功滑輪組的機械效率（3）不計輪軸間摩擦及繩重時，拉力所以動滑輪的重力答：（1）該過程中的有用功60J；（2）滑輪組的機械效率83.3%；（3）動滑輪的重力4N。四、實驗探究1、

鋼球