2024年滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能定向測評試卷（含答案詳解版）

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能定向測評考試時間：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(nèi)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、如圖，滑雪運動員正在比賽，下列分析正確的是（）A．雪地上的影子是光的折射形成的B．運動員在沿傾斜賽道下滑過程中，重力勢能不變C．滑雪板可以減小運動員對雪地的壓強D．運動員在沿傾斜賽道加下滑過程中，運動狀態(tài)保持不變2、如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面高為h，斜面長為s，且s＝3h，物體所受重力為G，斜面的機械效率為50%，若物體受到的拉力和摩擦力分別用F和f表示，則（）A．F＝

f＝ B．F＝

f＝ C．F＝

f＝ D．F＝

f＝3、2022年2月，我國成功舉辦了第24屆冬奧會。圖甲是2022年北京冬奧會會徽：它以漢字冬為靈感來源，運用中國書法藝術形態(tài)來展現(xiàn)出滑雪運動員的英姿。圖乙是中國滑雪運動員谷愛凌在U形場地比賽的圖片，關于比賽過程中的能量變化，其中敘述正確的是（）A．谷愛凌在U形場地滑行向上沖擊到最高點時，動能將達到最大B．谷愛凌從U形場地空中的高點開始下落過程中機械能逐漸增大C．谷愛凌在U形場地出發(fā)點加速下滑的過程中動能越來越小D．谷愛凌從U形場地出發(fā)點加速下滑的過程中重力勢能越來越小4、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5、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6、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7、東京奧運會上，14歲的全紅嬋獲得女子10米跳臺跳水冠軍。如圖所示，正在比賽中的全紅嬋（）A．起跳過程中運動狀態(tài)保持不變 B．上升過程中重力勢能轉化為動能C．下落過程中動能保持不變 D．入水過程中所受水的浮力逐漸增大8、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，不計摩擦和繩重，則貨物的重力和滑輪組的機械效率分別是（）A．； B．；C．； D．；9、如圖所示，將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點A，已知AB＞AC，施加的力分別為F1、F2，拉力做的功為W1、W2，拉力做功的功率分別為P1、P2，則它們的關系正確的是（）A．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，P1＞P2B．F1＝F2，W1＞W(wǎng)2，P1＝P2C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P210、下列物體具有動能的是（）A．懸掛在天花板上的吊燈 B．靜止在山頂上的大石頭C．飛行的飛機 D．拉開的彈弓第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，斜面長s=0.5m，高h=0.2m，用平行于斜面大小為的2.5N拉力，可以將重為5N的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端。則該斜面的機械效率是______；斜面對物體摩擦力為______N。2、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。3、如圖所示，冬奧會冰壺比賽上，冰壺從出發(fā)點A被運動員推著運動6m后，在B點被推出，沿冰道運動30m到O點停下來。冰壺離開手后還能夠繼續(xù)向前運動，是因為冰壺具有______，從A點到O點運動過程中，若運動員對冰壺的推力是10N，運動員對冰壺做的功是______J。4、用如圖所示的電動起重機將3000N的貨物提高4m，起重機對貨物做的有用功是___________J；它的電動機功率為3000W，此過程用時10s，起重機的機械效率為___________%；若減小動滑輪的重力，起重機的機械效率將變___________。5、如圖所示，一木塊沿固定光滑斜面下滑，木塊（不計大?。┑闹亓?，所受支持力為，則木塊由斜面頂端滑到底端的過程中，重力做功為______，支持力做功為______。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、如圖所示為我國首輛“玉兔號”月球車，登月前，在水平地面上進行了測試，月球車勻速直線行駛180m用時60min，若車的質量為140kg，受到地面的摩擦阻力為500N，網(wǎng)狀輪子與地面接觸的總面積為0.02m2。求：（1）月球車在測試過程中的速度；（2）月球車受到的重力；（3）月球車對水平地面的壓強；（4）月球車在測試過程中的功率。2、“節(jié)能減排，低碳生活”旨在倡導節(jié)約能源和減少二氧化碳排放。小明同學堅持騎自行車上下學，他的質量為50kg，所騎自行車質量為10kg，若他在平直公路上2min內(nèi)勻速行駛了600m。則：（1）在他騎行這2min內(nèi)，騎行的速度是多少米每秒？（2）若他勻速騎行時所受阻力是總重的0.1倍，則他騎行這2min內(nèi)克服阻力做了多少功？3、如圖所示，質量50kg、體積0.02m3的長方體石塊沉在水底，工人師傅用滑輪組將石塊從水底勻速提到地面，已知水深3m，從水面到地面的距離為2m，兩個動滑輪總重為100N（不計繩重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）石塊浸沒在水中時，受到的浮力是多少？（2）石塊完全露出水面后，繼續(xù)勻速上升的過程中，工人的拉力大小是多少？（3）石塊從離開水面到地面的過程中，工人做了多少功？（4）在石塊離開水面后，滑輪組的機械效率是多少？4、2020年12月8日，中尼兩國共同宣布珠峰的最新高程為8848.86m。體重為500N的小海同學想一睹珠峰的雄偉魅力，從重慶坐火車經(jīng)過約40h行駛了約3080km到達拉薩，然后坐汽車到達珠峰大本營。（1）求火車的平均速度；（2）從拉薩到珠峰大本營海拔升高了1600m，求該過程中克服小海重力做的功。5、如圖是物流中用到的無人搬運車（AGV），該車能按照程序設定自動完成包裹分揀，搬運車質量為3kg，輪子與地面總接觸面積為100cm2，搬運車能以0.5m/s的速度把包裹沿水平方向勻速運送到預設目標區(qū)域，求：（1）搬運車空載時對地面的壓強？（2）在運送過程中，搬運車受到的阻力為300N，求搬運車的功率？四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、在“探究動滑輪工作時的特點”活動中，小明用如圖所示的動滑輪提升鉤碼，改變鉤碼的數(shù)量，在正確操作的情況下，測得的實驗數(shù)據(jù)如下。實驗序號鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動的距離s/cm①1.0101.120②2.0101.720③3.0102.320（1）分析表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，使用動滑輪提升物體時，拉力不等于物體重力的一半，而是大于物體重力的一半，其主要原因是_______。（2）在某一次測量中，彈簧測力計不是沿豎直向上拉，而是斜向上拉，其他條件不變，動滑輪的機械效率將_______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（3）小明進一步研究，測出動滑輪的質量為100g，計算出每一組總功與有用功和克服動滑輪重力的功的差值△W=W總-W有-W輪，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)重物的重力越大，差值△W_______（選“越大”、“越小”或“不變”），請你利用所學知識對此作出解釋_______。（4）某次實驗時將繩子自由端勻速拉動時彈簧測力計的讀數(shù)記為F，鉤碼重記為G，動滑輪重記為G′，繩自由端移動距離記為s，鉤碼提升高度記為h，不計繩子重及摩擦。則下列關于滑輪組機械效率的計算關系中正確的是______。（多選）A．

B．

C．

D．2、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(jīng)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-參考答案-一、單選題1、C【詳解】A．雪地上的影子是光的直線傳播形成的，故A錯誤；B．運動員在沿傾斜賽道下滑過程中，高度逐漸降低，重力勢能逐漸變小，故B錯誤；C．滑雪板一般比較寬，是通過增大受力面積的方法從而來減小運動員對雪地的壓強，故C正確；D．動員在沿傾斜賽道加下滑過程中，由重力勢能轉化為動能，運動速度在加快，運動狀態(tài)發(fā)生改變，故D錯誤。故選C。2、C【詳解】根據(jù)題意知道，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的總功W總＝Fs＝F×3h＝3Fh斜面的機械效率解得拉力克服摩擦力所做的額外功則摩擦力故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。3、D【詳解】A．谷愛凌在U形場地滑行向上沖擊到最高點的過程中，動能轉化為重力勢能，所以在最高點時，動能最小，故A錯誤；B．谷愛凌從U形場地空中的高點開始下落過程中需克服空氣阻力做功，機械能逐漸減小，故B錯誤；C．谷愛凌在U形場地出發(fā)點加速下滑的過程中，速度越來越大，質量不變，所以動能越來越大，故C錯誤；D．谷愛凌從U形場地出發(fā)點加速下滑的過程中，高度越來越低，質量不變，所以重力勢能越來越小，故D正確。故選D。4、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(jù)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。5、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。6、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。7、D【詳解】A．起跳過程中，是跳臺的彈性勢能轉化為全紅嬋的動能，動能變大，速度變大，運動狀態(tài)發(fā)生改變，故A不符合題意；B．上升過程中，全紅嬋的質量不變，速度變小，高度變大，動能減少，重力勢能增大，是動能轉化為重力勢能，故B不符合題意；C．下落過程中，質量不變，速度變大，動能增大，故C不符合題意；D．入水過程中，排開水的體積變大，據(jù)阿基米德原理知，受到的浮力變大，故D符合題意。故選D。8、C【詳解】AB．如圖所示，兩段繩子分擔動滑輪和物重，故重物重故AB不符合題意；CD．不計繩重和摩擦力，故滑輪組的機械效率是故C符合題意；D不符合題意。故選C。9、D【詳解】AB．由圖知，斜面AB的傾斜角度小于斜面AC，且分別拉動同一物體，所以物體沿AB運動時拉力F1較小，即F1＜F2故AB錯誤；CD．斜面光滑說明摩擦力為0，即使用光滑的斜面沒有做額外功，所以拉力在兩斜面上做功都等于克服物體重力做的功，由W＝Gh可知，拉力做的功相同，即W1＝W2從底部勻速拉到頂點A物體的速度相同，且F1＜F2，根據(jù)公式可知，物體沿AB運動時拉力F1的功率較小，即P1＜P2，故C錯誤；D正確。答案D。10、C【詳解】A．懸掛在天花板上的吊燈處于靜止狀態(tài)，不具有動能，故A不符合題意；B．靜止在山頂上的大石頭處于靜止狀態(tài)，不具有動能，故B不符合題意；C．飛行的飛機處于運動狀態(tài)，具有動能，故C符合題意；D．拉開的彈弓具有彈性勢能，故D不符合題意。故選C。二、填空題1、

80%

0.5【詳解】[1]總功W總=Fs=2.5N×0.5m=1.25J有用功W有用=Gh=5N×0.2m=1J斜面的機械效率[2]由W總=W有用+W額外可得，額外功W額外=W總-W有用=1.25J-1J=0.25J由W額外=fs得，摩擦力2、

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3、

慣性

60【詳解】[1]冰壺被推出后仍向前滑行是因為冰壺具有慣性，要保持原來的運動狀態(tài)。[2]由圖可知，從出發(fā)點A被運動員推著運動6m，到達投擲線，冰壺受到推力的作用，并且在推力的方向上通過了距離，所以做了功；而在其它階段冰壺雖然通過了一定距離，但不再受到推力的作用，運動員對冰壺不做功，所以，運動員對冰壺做功W=Fs=10N×6m=60J4、

1.2×104

40

大【詳解】[1]將3000N的貨物提高4m，起重機對貨物做的有用功為W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J[2]電動機功率為3000W，此過程用時10s，做的總功為W總=Pt=3000W×10s=3×104J起重機的機械效率為[3]若減小動滑輪的重力，將重物提升同樣的高度，做的額外功變小，做的有用功不變，總功變小，根據(jù)機械效率的公式，起重機的機械效率將變大。5、

0.6

0【詳解】[1]重力做功為[2]物體沿光滑斜面下滑，支持力的方向與物體運動的方向垂直，物體在支持力的方向上沒有移動距離，故支持力做功為0。三、計算題1、（1）0.05m/s；（2）1400N；（3）7×104Pa；（4）25W【詳解】解：（1）月球車的速度（2）月球車受到的重力G=mg=140kg×10N/kg=1400N（3）月球車對地面的壓力F=G=1400N月球車對水平地面的壓強（4）因月球車月球車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以，月球車受到的牽引力F牽=F阻=500N月球車在測試過程中的功率答：（1）月球車的速度為0.05m/s；（2）月球車受到的重力1400N；（3）月球車對水平地面的壓強7×104Pa；（4）月球車在測試過程中的功率25W。2、（1）5m/s；（2）3.6×104J【詳解】解：（1）在平直公路上2min內(nèi)勻速行駛了600m，這段時間他騎行的速度（2）他勻速騎行時人與車的總重力為G總=m總g=(m人+m車)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N則他勻速騎行時所受阻力f=0.1G總=0.1×600N=60N所以他騎行這2min內(nèi)克服阻力做的功W=fs=60N×600m=3.6×104J答：（1）他騎行的速度是5m/s；（2）他騎行這2min內(nèi)克服阻力做了3.6×104J的功。3、（1）200N；（2）150N；（3）1200J；（4）83.3%【詳解】解：（1）石塊浸沒在水中時，排開水的體積是石塊的體積，則受到的浮力是F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N（2）石塊的質量50kg，則石塊的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N完全露出水面后，滑輪組提升的重力即石塊的重力，兩個動滑輪總重為100N，動滑輪上的繩子段數(shù)是4段，即n=4，不計繩重和摩擦，則工人的拉力（3）水面到地面的距離為2m，石塊從離開水面到地面的過程中，工人做的功W=Fs=4Fh=4×150N×2m=1200J（4）石塊離開水面到地面滑輪組做的有用功W有=Gh=500N×2m=1000J則滑輪組的機械效率答：（1）石塊浸沒在水中時，受到的浮力是200N；（2）工人的拉力大小是150N；（3）從離開水面到地面的過程中，工人做的功是1200J；（4）在石塊離開水面后，滑輪組的機械效率是83.3%。4、（1）77km/h；（2）8×105J【詳解】解：（1）火車的平均速度v===77km/h（2）克服小海重力做的功W=Gh=500N×1600m=8×105J答：（1）求火車的平均速度是77km/h；（2）該過程中克服小海重力做的功是8×105J。5、（1）3×103Pa；（2）180W【詳解】解：（1）該搬運車對水平地面的壓力F=G=mg=3kg×10N/kg=30N對水平地面的壓強（2）根據(jù)題意知道，搬運車受到的牽引力搬運車的功率答：（1）搬運車空載時對地面的壓強是3×103Pa；（2）搬運車的功率是180W。四、實驗探究1、

還要克服動滑輪的重力及摩擦

減小

越大

見解析

AB【詳解】（1）[1]不計動滑輪重力、繩重及摩擦時，使用動滑輪提升物體時，拉力等于物體重力的一半，而實際情況還要克服動滑輪重、繩重及摩擦，拉力大于物體重力的一半。（2）[2]彈簧測力計不是沿豎直向上拉，而是斜向上拉，此時動力臂變小，拉力變大。動滑輪的機械效率當其他條件不變時，拉力F變大，動滑輪的機械效率會減小。（3）[3]第一次實驗△W1=W總1-W有1-W輪=F1s1-G1h1-G動h1=1.1N×0.2m-1N×0.1m-0.1kg×10N/kg×0.1m=0.02J同理可求第二次、第三次實驗中△W2=0.04J