考点解析沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能攻克试卷（含答案详解版）

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题攻克

考试时间：90分钟；命题人：物理教研组

考生注意：

1、本卷分第I卷（选择题）和第H卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟

2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上

3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新

的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题20分）

一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）

1、2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，也标志着中国第一次地外天体

采样返回任务取得圆满成功。返回舱在落向地面时，为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出

高压气体，做减速运动，则此过程（）

A.返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小

B.返回舱动能增加，重力势能减小，机械能不变

C.返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小

D.返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变

2、如图所示，利用滑轮组将重为8ON的物体在30s内匀速提升3m,已知拉力/为5ON,若不计绳重

和摩擦。下列说法正确的是（)

由

A.绳端移动的速度为0.3m/sB.动滑轮重力为50N

C.拉力做功的功率为40WD.滑轮组的机械效率为80%

3、在图所示的四种情景中，人对物体做功的是（）

A.运动员举着杠铃不动B.善巴例工人推汽车,车没动

人将箱子从地面搬起来D.大力士顶住轮胎不动

4、在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确

的是（）

A.排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性

B.排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力

C.排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小

D.排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小

5、2020年7月23日12时41分，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射火星探测任务的“天问一

号”探测器，迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的“天问一号”探

测器，下列叙述正确的是（）

A.探测器的机械能总量不变B.探测器的机械能总量增加

C.探测器的动能增加，重力势能不变D.探测器的动能不变，重力势能增加

6、2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会。图甲是2022年北京冬奥会会徽：它以汉字冬为灵

感来源，运用中国书法艺术形态来展现出滑雪运动员的英姿。图乙是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场

地比赛的图片，关于比赛过程中的能量变化，其中叙述正确的是（）

芝

BEIJING20辽

甲乙

A.谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大

B.谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中机械能逐渐增大

C.谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中动能越来越小

D.谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中重力势能越来越小

7、如图所示，摆球由4点静止释放，经过最低点。到达6点，4、6两点等高。关于摆球，下列说法

中正确的是（）

A.从力点到6点的过程中机械能守恒

B.在8点时处于平衡状态

C.在。点时重力势能最大

D.从力点到。点动能转化为重力势能

8、一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一

点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，下列说法中错误的是（）

A.卫星在远地点的势能最大、动能为零

B.卫星在近地点的动能最大、势能最小

C.卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大、速度减小

D.卫星从远地点向近地点运动过程中，动能增大、势能减小

9、2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可

知，足球

（）

A.在6点时受力平衡

B.在东。两点动能可能相等

C.在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变

D.在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化

10、体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（）

A.重力势能变大，速度变小B.重力势能变小，速度变小

C.重力势能变大，速度变大D.重力势能变小，速度变大

第n卷（非选择题8。分）

二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）

1、如图所示，利用滑轮组匀速提升重为8N的物体，动滑轮重2N,物体被提升了0.5m,不计绳重和

摩擦，则绳子自由端的拉力尸为__N,拉这次重物，滑轮组的机械效率为

1

2、我国设计的“中华月球车”今年登陆月球。如图所示为该车的模型。物体在月球表面附近受到的

重力仅为在地球表面附近所受重力的!，月球车的质量为120kg,它在月球表面受到的重力为1

0

（齐10N/kg）。若它在月球表面上方竖直下落4m,则重力对它做的功为Jo

3、2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用，一款智能送餐机器人的重力是5OON,如果机器人在水

平路面上以O.8m/s的速度沿直线匀速运动50m,它所受到的阻力为60N。机器人的重力做功

J,牵引力对机器人做功Jo

4、2021年8月5日，中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军，如图

甲所示，在下落过程中忽略空气阻力，她的重力势能转化为能。2022年2月16日、中

国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，如图乙所示，他离开大跳台后由

于,仍能在空中继续“飞行”。

甲乙

5、如图所示，王老师用10N的水平推力推着推车，10s前进了5m,则王老师对推车做的功为

_____J,此时的功率为______限

三、计算题(5小题，每小题8分，共计40分)

1、用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N,动滑轮的重为50N,5s内可使物体匀速上升

2m,不计绳重和摩擦.求：

(1)拉力所做的功;

（2）拉力的功率;

⑶滑轮组的机械效率.

2、滑轮组在建筑中应用广泛，如图所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组在10s内将重

为300N的物体匀速提升2m,拉力夕=125N。（不考虑绳重和摩擦）求：

（1）拉力少的功率；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）动滑轮的重力。

G

3、研究物理问题时，往往需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。如

图所示，需要把一重量为400N,边长为1巾，质量分布均匀的实心立方体，利用翻滚的方法沿直线移

动一段距离（已知a=1.414;计算结果保留一位小数）。求：

（1）请在图甲中画出缓慢向右翻滚立方体时，使该立方体下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力

厂的示意图，并计算出最小力厂的大小；

（2）利用翻滚的方法使立方体翻滚一次（即使原下底面变为左侧面）克服立方体的重力所做功的大

小；

（3）如果利用翻滚的方法使该立方体沿水平地面直线缓慢翻滚了10m,用了20s,则在这一过程中克

服该立方体重力做功的功率大小是多少？

4、”熊猫空中列车”是我国建造的世界第一列以锂电池动力包为牵引动力的空中悬挂式轨道列车

（如图所示），它牵引力的功率可达135kW,某次试验过程中，它以最大功率匀速行驶200s,完成

的距离为3km。求列车在该次试验过程中:

(1)行驶的速度；

(2)牵引力做的功;

(3)牵引力的大小?

5、我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试

现场。

(1)潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是一个下端开口

的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的简化示意图如图乙所示，它

由金属杆46、%和可以伸缩的液压杆力C组成，C点为机械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或

缩短时，会带动金属杆46绕着。点转动，金属杆6端就会向上提或向下压采样器；

①请在图乙中画出水平金属杆的6端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆力3的力的示意图；

②若勿、8和4c的长分别是18cm、24cm和30cm,如的长是72cm,这只机械手臂的液压杆/C对水

平金属杆A端的拉力是200N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉积物的接触面积是2cm2时，则竖直

状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是多少Pa?(不考虑金属杆46和采样器它们

受到的重力和浮力)

(2)总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的压载铁再上

浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者”号时，可以让潜水器在不能抛卸压载

铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采样篮等物体后再上浮。若某次深海

演练抛掉质量是L8t。体积是0.3m，的两只机械手臂和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多

少N?浮力比重力大多少N?

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）

1、在探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验中，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。

实验次数钩码重力6/N钩码上升高度h/m绳端拉力FIN绳端移动距离s/m机械效率〃

120.11.20.355.6%

220.21.20.655.6%

340.11.90.370.2%

440.11.30.561.5%

甲乙丙

（1）实验中应沿竖直方向_____拉动弹簧测力计；

（2）分析表中数据可知，第4次实验是用图_____所示装置来完成的；

（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物

上升高度（选填“有关”或“无关”）;

（4）通过比较一两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；

（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率—

（选填“越高”、“越低”或“不变”）»

2、在测滑轮组的机械效率时，老师给小红和小明同样的滑轮，他们却连成了不同的滑轮组，如图所

示，小红说：我的滑轮组绳子段数多，所以更省力，因此机械效率也更大。小明说：我不信，我们通

过实验看看吧。他们实验的数据如下：

次钩码重钩码上升弹簧测力计弹簧测力计移

数/N的高度/cm的示数/N动的距离/cm

小

2100.840

红

小

2101.030

明

（1）小红测得滑轮组的机械效率为，小明测得滑轮组的机械效率（填''大于"、“小

于”或“等于”）小红滑轮组的机械效率，比较小红和小明所测得的两个滑轮组的机械效率可知：

_____应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素；

（2）实验后小明想：对于同一个滑轮组，它的机械效率是否不变呢？思考后他认为：即使象图甲那

样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与有关，并用实验验证了自己的猜想是正

确的。小明的实验方法是：。

甲乙

小明小红

-参考答案-

一、单选题

1、C

【详解】

返回舱落向地面时，做减速运动，其高度也在减小，而质量不变，所以动能减小，重力势能也减小,

那么机械能也减小了，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选Co

2、D

【详解】

A.由图可知，有两段绳子吊着动滑轮，即炉2。绳端移动的距离为

s=nh=2X3m=6m

绳端移动的速度为

s6m八c,

v=—=--=0.2m/s

t30s

故A错误；

B.忽略绳子的重力和摩擦的情况下

F=：（G物+G动）

则

%="-G

由于炉2,则

G动=2尸-G=2x50N-80N=20N

故B错误；

C.拉力做功为

W总=R=50NX6m=300J

拉力做功的功率为

W_300J

P==10W

t30s

故C错误；

D.克服物体的重力做的有用功为

%用=Gh=80Nx3m=240J

滑轮组的机械效率为

WC240J

z?=_^xlOO%=——x100%-80%

%300J

故D正确。

故选Do

3、C

【详解】

A.运动员举着杠铃不动，有力没有距离，故人不做功，故A不符合题意；

B.工人推汽车，车没动，有力但是没有距离，不做功，故B不符合题意；

C.人将箱子从地面搬起来，有力，并且在力的方向上移动距离，故人做了功，故C符合题意；

D.大力士顶住轮胎不动，有力但是没有距离，不做功，故D不符合题意。

故选C

4、D

【详解】

A.排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错

误；

B.排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错

误；

C.排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；

D.排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。

故选D。

5、B

【详解】

当火箭推动探测器加速上升时，探测器的质量不，其速度与高度都增大，所以探测器的动能和重力势

能都增加；因机械能等于动能与势能之和，所以探测器的机械能也增加。

故选B。

6、D

【详解】

A.谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点的过程中，动能转化为重力势能，所以在最高点时，动

能最小，故A错误；

B.谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中需克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，故B错

误；

C.谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中，速度越来越大，质量不变，所以动能越来越大，故

C错误；

D.谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中，高度越来越低，质量不变，所以重力势能越来越

小，故D正确。

故选D。

7、A

【详解】

A.因为46两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；

B.小球摆到6点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；

C.在。点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在。点时重力势能最小，故C错误；

D.小球从/点到0点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D

错误。

故选Ao

8、A

【详解】

A.卫星在远地点时，高度最大，故重力势能越大，动能转化为重力势能，此时的动能最小，但由于

卫星继续运动，说明有速度，动能不为零，故A错误，A符合题意；

B.卫星在近地点的高度最小，势能最小，将重力势能转化为动能，动能最大，故B正确，B不符合

题意；

C.卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大，重力势能变大，动能转化为重力势能，速度减

小，故C正确，C不符合题意；

D.卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能变

大，故D正确，D不符合题意。

故选A„

9、B

【详解】

A.6点只受重力，不平衡，故A不符合题意；

B.运动过程中有空气阻力，所以4〃速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；

C.在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；

D.在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。

故选B。

10、D

【详解】

铅球在空中下落时，其高度降低、速度不断增大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能不断

向动能转化。

故选Do

二、填空题

1、580%

【详解】

口］当滑轮匀速上升时，因不计绳重与摩擦，所以阻碍装置上升的力为物体和动滑轮的总重。有两段

绳子与动滑轮接触，则作用在绳子自由端的拉力为

尸=:（G物+G动）=：（8N+2N）=5N

［2］滑轮组的机械效率为

』=维=旦旦=4=80%

%FsFx2h2F2x5N

2、200800

【详解】

［1］月球车在地球上受到的重力为

G=mg=120kgxlON/kg=1200N

月球车在月球表面受到的重力为

G,=-G=-xl200N=200N

66

［2］若它在月球表面上方竖直下落4m,则重力对它做的功为

W=G'/?=200Nx4m=800J

3、03000

【详解】

［1］重力的方向是竖直向下的，机器人在水平路面上运动，没有在重力的方向上通过一定的距离，重

力没有做功，即重力做功为零。

［2］机器人匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力

4户60N

牵引力对机器人做功

F/7s=60NX50m=3000J

4、动惯性

【详解】

[1]全红婵在下落过程中忽略空气阻力，高度降低，质量不变，所以重力势能减小；而速度增大，质

量不变，所以动能增大，故全红婵在下落过程中重力势能转化为动能。

[2]齐广璞在离开大跳台时是运动的，由于惯性，他离开大跳台后仍保持原来的运动状态，在空中继

续“飞行”。

5、505

【详解】

[1]王老师推推车的力在水平方向，推车也在水平方向运动，所以王老师对推车做了功，王老师对推

车做的功

IV=ft=10Nx5m=50J

[2]功率为

nW50J

P=—=-=5W

t10s

三、计算题

1、(1)500J；(2)100W；(3)80%.

【详解】

(1)由图知，有两段绳子拉着动滑轮，即〃=2,不计绳重和摩擦时，拉力的大小为：

尸=g(%+%)W(200N+50N)=125N,

拉力做的功为:

=F5=Fx2/2=125Nx2x2m=500J；

(2)根据产=?计算拉力的功率为:

「=四=侬3OOW；

t5s

(3)先求物体升高所做的有用功，再利用〃=学计算效率.有用功为:

必j用=Gh=200Nx2m=400J,

滑轮组的机械效率为:

^^=tooJxloo%=8O%

答：(1)拉力所做的功为500J；

(2)拉力的功率为100W；

(3)滑轮组的机械效率为80%.

2、(1)75w；(2)80%；(3)75N

【详解】

解：(1)由图可知承担物体绳子的段数户3,绳子自由端移动的距离

X2m=6m

拉力做的总功

%所％125NX6nl=750J

则拉力做功的功率

(2)滑轮组的机械效率

二皿仃二Gh二GhG300N

~nF=80%

"皈一77一前3xl25N

(3)不考虑绳重和摩擦时

T(G+G动)

所以动滑轮的重力

G犷nF-G=3>X125N-300N=75N

所以动滑轮的重力75N。

答：(1)拉力厂的功率为75N；

(2)滑轮组的机械效率为80%；

(3)动滑轮的重力为75N。

141.4N；(2)82.8J；(3)41.4W

【详解】

解：(1)翻滚时，以正方体的一条边为支点，以一个面的对角线为动力臂时，施加的力最小。阻力是

物体的重力，边长的一半为阻力臂，如图所示：

由图可知阻力臂

/=—/=0.5m

922

动力臂

4=+尸=A/(1IH)2+(Im)2=>/2m=1.414m

由杠杠平衡条件可得

Fl】=G/2

施加的最小力为

„Gl,400NxO.5m,...

F=--=----------=141.4N

/,1.414m

(2)开始时，重心离地面高度为边长一半，翻滚到最高点，重心离地面高度为一个面的对角线的一

半，所以翻滚一次，物体重心升高

h=m-—m=0.207m

22

所以翻滚一次克服立方体的重力所做功

W=Gh=400Nx0.207m=82.8J

(3)翻滚10m,则需要翻滚10次，所以整个过程中克服重力做功为

W&=10W=10x82.8J=828J

整个过程中克服重力做功功率为

p=Bk=828J=414W

t20s

答：(1)翻滚立方体时，下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力厂的示意图如图所示:

最小力为141.4N；

(2)翻滚一次克服立方体的重力所做功82.8J；

(3)翻滚10m,用了20s,克服该立方体重力做功的功率是41.4限

4、(1)15m/s；⑵2.7X10)；(3)9000N

【详解】

解：（1）由题意知，列车的行驶速度

3000m

V=­=15m/s

t200s

(2)牵引力所做的功

F/,Z=135X10：iWX200s=2.7X10?J

（3）据片/知，牵引力的大小

3

广P135X10W

r=—=-------=--9--0-00N

v15m/s

答：（1）行驶的速度为15m/s；

（2）牵引力做的功为2.7义10）；

解：（1）①水平金属杆的6端竖直向下压采样器时，根据力的作用是相互的，采样器对杠杆有一个竖

直向上的力，其大小为凡故如图所示：

采样器勺

（2）②根据勾股定理可知

AC=yjAO2+OC2=^(18cm)'+(24cm)2=-s/900cm2=30cm

该三角形是直角三角形，4c为斜边，根据三角形的面积公式可知，液压杆力。对水平金属杆/端拉力

的力臂

AOxOC18cmx24cm

4r==14.4cm

AC30cm

金属杆6端对采样器的压力

200Nx14.4cm…

耳二万=小1-------------------=40N

1OB72cm

圆环形管口对海底沉积物产生的压强

P=9擀厂2x@Pa

(3)潜水器处于悬浮状态，总浮力为

3

/=G&=m&g=36xl0kgxl0N/kg=3.6x1tfN

潜水器抛掉机械手臂等物体后，减小的浮力

AF,j.=p^g/W^=1.0xl0,kg/m,xl0N/kgx0.3m,3X103N

减小的重力

△G=mg=1.8xUkgx10N/kg=1.8x104N

潜水器剩下的重力

545

G=Ga-AG=3.6xl0N-1.8xl0N=3.42xl0N

抛掉机械手臂等物体后潜水器受到的浮力

535

F；=F淳-A号=3.6X10N-3X10N=3.57X10N

抛掉机械手臂等物体后浮力比重力大

aF=E*-G=3.57X105N-3.42X105N=L5X104N

答：（1）①见解析，

②竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是2xK)，Pa；

(2)潜水器受到的浮力是3.57x107,浮力比重力大1.5x10'N。

四、实验探究

1、