解析卷-滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能單元測評試題(解析卷)

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能單元測評考試時間：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、在老舊小區(qū)改造中，工人利用滑輪組將重380N的建筑材料提升到樓頂，如圖所示。已知工人對繩子的拉力為200N，建筑材料在5s內勻速上升5m，不計繩重及摩擦。此過程中，下列說法正確的是（）A．動滑輪所受重力為10N B．滑輪組所做的有用功為2000JC．工人所用拉力的功率為380W D．滑輪組的機械效率為95%2、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3J3、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4、如圖所示，物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動。物塊的相關科學量隨時間變化規(guī)律的圖像正確的是（）A． B．C． D．5、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%6、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7、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8、2020年12月17日，“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品成功著陸，也標志著中國第一次地外天體采樣返回任務取得圓滿成功?返回艙在落向地面時，為安全著陸，在距地面一定高度時，將向下噴出高壓氣體，做減速運動，則此過程（）A．返回艙動能不變，重力勢能減小，機械能減小B．返回艙動能增加，重力勢能減小，機械能不變C．返回艙動能減小，重力勢能減小，機械能減小D．返回艙動能減小，重力勢能增加，機械能不變9、以相同功率正常勻速行駛的兩輛汽車，在相同時間內兩車通過的路程之比為2:1，下列說法正確的是（）A．兩車所做功之比是2:1B．兩車所做功之比是1:1C．兩車所受牽引力之比是2:1D．兩車速度之比是1:210、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%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，小球從A處落下，在B處與小木塊碰撞，并與小木塊共同運動到D處停下，其中C點為BD之間的中點，此過程中斜面對小球的支持力______（選填“有”或“沒有”）做功，BC段木塊受到的摩擦力功率為P1，CD段木塊受到的摩擦力功率為P2，大小關系是P1______P2（選填“＜”“＝”或“＞”）。2、在水平地面上鋪一張白紙，將皮球的表面涂黑，使其分別從不同高度自由下落，在紙上留下黑色圓斑A、B，這一過程可探究重力勢能與______的關系，其中圓斑______（選填“A”或“B”）是皮球從較高處下落形成的。若皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度會越來越小，這一過程中將______能轉化為______能。3、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______。4、跳傘運動員在空中勻速下落時，其動能______；掃地車勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，掃地車的動能______。（均選填“增大”“減小”或“不變”）5、如圖所示，工人師傅用沿斜面向上、大小為300N的拉力，將重為600N的物體A從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4m、高1.5m，則斜面的機械效率是______。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、如圖所示，盛有12kg水的水桶放置于水平地面上，水桶的質量忽略不計，水桶與地面的接觸面積為300cm2。小明同學用圖示滑輪組在6s內將這桶水勻速提升2m，所用拉力為50N（g＝10N/kg）。求：（1）水桶對地面的壓強；（2）小明做的有用功；（3）小明所用拉力的功率。2、小楊同學品學兼優(yōu)，全面發(fā)展，熱愛勞動，周末，他從超市采購歸來，手提一袋大米，站在勻速豎直上升的電梯內。（1）若小楊及所帶物品的總重為700N，在電梯上升10m的過程中，求電梯對他的支持力做的功；（2）若這袋大米總質量為5kg，手的受力面積為2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的壓強。3、某電動觀光車的技術參數(shù)如下表：空車質量1180kg滿載人員12人滿載時輪胎與地接觸面積4×250cm2最大車速45km/h根據(jù)以上技術參數(shù)，解答下列問題：（g取10N/kg）（1）設乘員質量平均為60kg，求滿載時車對水平路面的壓強？（2）若觀光車在水平路面勻速行駛時受到的阻力為2×103N，求觀光車勻速行駛5×103m過程中，牽引力所做的功和功率？4、小超與同學到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起。他們通過調查得知：石料的邊長為0.2m，密度為，石料上升時速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為，動滑輪重為30N。請根據(jù)他們的調查數(shù)據(jù)求：（不計繩重和摩擦，，g取10N/kg）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間；并推導出該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數(shù)關系式。5、某同學用如圖所示的裝置勻速提升重力為200牛的物體，滑輪重力和摩擦不計，若物體在以0.3m/s的速度勻速上升0.6米。求：（1）拉力做的功W；（2）所用的時間t；（3）拉力的功率P。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、烏海湖大橋建筑工地上矗立的塔吊，是用電動機來帶動滑輪組提升重物的設備。如何提高滑輪組機械效率，節(jié)約電能呢？為此同學們進行了“影響滑輪組機械效率因素”的實驗探究，用到的裝置如圖所示，實驗數(shù)據(jù)記錄如表所示。實驗次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%（1）實驗中應沿豎直方向______拉動彈簧測力計；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實驗是用圖______所示裝置來完成的；（3）通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：使用同一滑輪組提升相同重物，滑輪組的機械效率與重物上升高度______；（4）通過比較______兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：同一滑輪組提升的物體越重，滑輪組機械效率越高；（5）通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可得出：不同滑輪組提升相同重物，動滑輪越重機械效率______；（6）為提高滑輪組機械效率、節(jié)約電能，根據(jù)以上結論和生活經驗，你建議可采取的措施有______。A．減輕動滑輪重

B．增加所提物體重

C．機械加潤滑油

D．增加重物上升高度2、在“探究物體的動能大小與哪些因素有關”的實驗中，同學們做了如圖所示三個實驗，將小球沿著同一斜面由靜止釋放，并與同一水平面上的同一木塊相碰，木塊在水平面上移動一段距離后靜止。請回答下列問題：(1)實驗所探究的“物體的動能”是指___________(選填“小球”或“木塊”）___________（選填“A”、“B”或“C”）位置的動能；(2)由實驗___________可知：物體的動能大小與物體的質量大小有關。-參考答案-一、單選題1、D【詳解】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功為故B錯誤；C．由圖可知，繩子股數(shù)n=2，繩端移動的距離為s=2h=2×5m=10m工人所用拉力的功為拉力的功率為故C錯誤；A．不計繩重及摩擦，所做的額外功為動滑輪所受重力為故A錯誤；D．滑輪組的機械效率為故D正確。故選D。2、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。3、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。4、B【詳解】A．物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動，路程與時間成正比，圖像應為正比例函數(shù)，故A錯誤；B．物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動，速度不變，動能不變，故B正確；C．物塊在斜面的位置逐漸升高，重力勢能隨時間的增加而增大，故C錯誤；D．運動過程中，物塊動能不變，重力勢能增加，則機械能增加，故D錯誤。故選B。5、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。6、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。7、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。8、C【詳解】返回艙落向地面時，做減速運動，其高度也在減小，而質量不變，所以動能減小，重力勢能也減小，那么機械能也減小了，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。9、B【詳解】AB．兩車功率相同，根據(jù)可知，在相等的時間內做的功相等，即兩車所做的功之比為1:1，故A錯誤，B正確；C．由W＝Fs可得，兩車所受牽引力之比為故C錯誤；D．由可得故D錯誤。故選B。10、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。二、填空題1、

沒有

＞【詳解】[1]由于支持力與小球運動的方向是垂直的，故支持力沒有做功。[2]BC和CD段的壓力和接觸面粗糙程度不變，則摩擦力不變，BC段速度大于CD段速度，由P＝＝Fv可知，BC段木塊受到的摩擦力功率為P1大于CD段的木塊受到的摩擦力功率P2。2、

高度

B

重力勢

內【詳解】[1]同一皮球分別從不同高度處自由下落，皮球質量相同，下落高度不同，目的是探究重力勢能大小與高度的關系。[2]由圖可知，黑色圓斑B較大，說明B球的形變大，原因是該球從較高處下落，原來球的重力勢能較大，皮球與地面接觸時，轉化為的彈性勢能大，球的形變大。[3][4]皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度會越來越小，質量不變高度變小，故皮球的重力勢能變小，由于和空氣摩擦，重力勢能轉化為皮球的內能。3、

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4、

不變

增大【詳解】[1]跳傘運動員在空中勻速下落時，由于速度和質量不變，故其動能不變。[2]掃地車在平直的路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，由于車的質量變大，速度不變，故掃地車的動能增大。5、75%【詳解】已知斜面長4m、高1.5m，將重為600N的物體A從斜面底端勻速推至斜面頂端，此過程所做有用功W有=Gh=600N×1.5m=900J拉力的大小為300N，所做總功為W總=Fs=300N×4m=1200J機械效率三、計算題1、（1）4000Pa；（2）240J；（5）50W【詳解】解：（1）水桶的質量忽略不計，水的重力水桶對地面的壓力水桶對地面的壓強(2)小明做的有用功（3）從圖中可知n=3，繩子自由端移動的距離拉力做的功拉力做功的功率:答：（1）水桶對地面的壓強為4000Pa；（2）小明做的有用功為240J；（3）小明所用拉力的功率為50W。2、（1）7×103J；（2）2.5×105Pa【詳解】解：（1）由題意可知，電梯對小楊的支持力F等于小楊的總重力G總，即F=G總=700N電梯上升的高度為h=10m，故由W=Fs可得，電梯對他的支持力做的功為W=Fs=G總h=700N×10m=7×103J（2）由受力分析可知，大米對手的壓力F壓大小等于大米的重力G大小，即F壓=G=mg=5kg×10N/kg=50N由可得，手受到的壓強為答：（1）電梯對他的支持力做的功為7×103J；（2）他的手受到的壓強為2.5×105Pa。3、（1）1.9×105Pa；（2）107J，25000W【詳解】解：（1）乘員質量平均為60kg，滿載時有12名人員，空車的質量是1180kg，則滿載時車的總質量為m總=nm人+m車=12×60kg+1180kg=1900kg滿載時車對水平路面的壓力等于車的總重力，大小為F=G=m總g=1900kg×10N/kg=19000N滿載時車對水平路面的壓強是（2）觀光車在水平路面勻速行駛時受到的阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等，故牽引力大小為F牽=f=2×103N觀光車勻速行駛5×103m過程中，牽引力所做的功是W=F牽s=2×103N×5×103m=107J觀光車勻速行駛5×103m所需時間為牽引力做功的功率為答：（1）滿載時車對水平路面的壓強是1.9×105Pa；（2）牽引力所做的功是107J，功率是25000W。4、（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s)【詳解】解：（1）石料的體積V=(0.2m)3=0.008m3石料露出水面前受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N（2）石料的重力G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N（3）由圖可知，繩子承重段數(shù)n=2，不計繩重和摩擦，繩子的拉力石料露出水面前滑輪組的機械效率（4）拉出水面后，水面下降的高度石料上升的實際距離石料從剛露出水面到完全露出水面的時間石料經過t秒上升的高度h1=vt=0.4t石料的底面積S石=0.2m×0.2m=0.04m2水面下降的高度露出水面的高度h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t此時排開水的體積V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008浮力F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80自由端的拉力自由端的速度v繩=2v=2×0.4m/s=0.8m/s電動機功率綜上(0≤t≤0.4s)答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N；（2）石料的重力是200N；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率是80%；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間是0.4s；該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數(shù)關系式是(0≤t≤0.4s)5、（1）120J；（2）2s；（3）60W【詳解】解：（1）物體的重力G=200N，物體上升的速度v=0.3m/s，上升的高度h=0.6m，由圖可知滑輪組繩子段數(shù)為2，則人對繩子的拉力為

繩子自由端移動的距離s=2h=0.6m2=1.2m則拉力做的功為W=Fs=100N1.2m=120J（2）物體上升所用的時間為

（3）拉力的功率為

答：（1）拉力做的功W等于120J；（2）所用的時間t為2s；（3）拉力的功率P等于60W。四、實驗探究1、

勻速

丙

無關

1、3

越低