难点解析-沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题攻克试题(解析版)

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Ⅱ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、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（）A．两车所做功之比是2:1B．两车所做功之比是1:1C．两车所受牵引力之比是2:1D．两车速度之比是1:22、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．力F1和F2做的总功相同 B．力F1和F2做功的功率相同C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高3、如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动距离为4mB．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120NC．额外功的功率为12WD．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低4、下列几种情况中，人对物体做了功的是（）A．运动员用力举着杠铃不动 B．用力拉绳匀速提升重物C．用力搬石头没搬动 D．用力提着水桶在水平方向移动5、用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有A．增加物体被提升的高度B．增大动滑轮的重力C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数D．增加物体的重力6、2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过3个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（）A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能7、将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，下列说法正确的是（）A．皮球落地后又弹起，在此过程中只发生了动能和势能的相互转化B．如图乙所示，能反映皮球动能E随时间t变化的关系C．若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑D．皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等8、如图所示，用滑轮组拉动重为70N的物体A，用10秒时间使物体A在水平方向匀速移动了5m，所用拉力F为20N，地面对物体A的摩擦力为30N。以下说法不正确的是（）A．绳子自由端移动的距离是10mB．克服摩擦做的有用功是150JC．滑轮组的机械效率为75%D．拉力F做功的功率为10W9、在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（）A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功10、下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（）A．使小车向前运动了一段距离的推力B．搬石头但没有搬动，手对石头的力C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力第Ⅱ卷（非选择题80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、利用如图所示的斜面，小李用300N的力沿斜面向上把重为500N的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，耗时20s，在这过程中克服货物重力做的功是______J；推力做的功是______J；推力做功的功率为______W。2、假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时，小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处，小汽车______（选填“已经”或“没有”）超速；若此时小汽车的功率为80kW，它受到的阻力为______N。（此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”）3、在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上（水平支架固定不动），工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m，已知物体A重400N，该工人重600N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%，在该过程中，工人对水平面的压力为___________N，人对绳子拉力的功率为___________W。4、福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时______h；列车减速进站时，动能变______。5、在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的动能______，球的机械能______（以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能______（选填“大于”或“等于”）零。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、平直高速公路上一辆汽车以30m/s的速度行驶，汽车的质量为1t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍。求：（1）1分钟内，汽车运动的路程为多少m；（2）汽车在1分钟内牵引力做的功。2、小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。3、如图，李明用20N的力F拉动绳子，使重500N的物体A在水平面上做匀速直线运动。已知物体A所受水平面的摩擦力为其重力的0.1倍，经过20s绳端移动的距离为150cm。求：（1）拉力F做功的功率；（2）滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数）4、某工人利用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，物体在18s内匀速上升了3m，绳子末端的拉力为400N，不计绳重和摩擦，求：（1）工人做功的总功率；（2）动滑轮的重力；

（3）若用此滑轮组匀速吊起另一物体时，该滑轮组的机械效率达到80%，求此时工人所用的拉力。5、经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?（2）小汽车的速度v是多少km/h?（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、如图是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。（1）实验中通过比较木块______来判断钢球动能的大小，这里运用的研究方法是______。（2）用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的__相同；通过比较甲、丙两次实验可知，在速度相同时，_____越大，动能越大。（3）通过比较甲、乙两次实验可知，在质量相同时，_____越大，动能越大。（4）木块被撞击后到停下来是因为受到______的作用，若水平面表面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。2、在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。试验次数钢球的质量/g钢球下摆的高度h/cm木块滑行的距离/cm120202524020453602062（1）实验中控制了钢球的___________相同，从而探究动能与___________的关系。（2）小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小与___________的关系。（3）小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是___________（选填“正确”或“错误”）。-参考答案-一、单选题1、B【详解】AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为故C错误；D．由可得故D错误。故选B。2、D【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为s甲=3h，s乙=4h甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总F13h乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总F24h已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P可知，P甲总＜P乙总，故A错误；CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为甲100%同理可得，乙滑轮组的机械效率为乙所以甲＞乙，故C错误，D正确。故选D。3、C【详解】A．物体移动距离s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3s物=3×2m=6m故A错误；B．拉力做功为W总=Fs=100N×6m=600J由η=得有用功W有用=ηW总=60%×600J=360J由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力f===180N故B错误；C．拉力做的额外功W额=W总-W有用=600J-360J=240J额外功的功率P===12W故C正确；D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。故选C。4、B【详解】A．运动员用力举着杠铃不动，只有力而没有距离，不做功，故A不符合题意；B．用力拉绳匀速提升重物，重物在受到拉力的方向上移动了距离，力对重物做功，故B符合题意；C．用力搬石头没搬动，只有力而没有距离，不做功，故C不符合题意；D．用力提着水桶在水平方向移动，在提水桶的力的方向上没有移动距离，不做功，故D不符合题意。故选B。5、D忽略绳重及摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%进行解答．【详解】忽略绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为：η=×100%=×100%=×100%=×100%A.由表达式可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，故A错误；B.由表达式可知,增大动滑轮的重力G动,变大，滑轮组的机械效率变小，故B错误；C.由表达式可知，滑轮组的机械效率与承担重物的绳子的段数无关，故C错误；D.由表达式可知,增加物体的重力G,变小，滑轮组的机械效率变大，故D正确．故选D.6、A【详解】A．飞机在升空过程中，高度增大，质量不变，所以飞行员的重力势能逐渐增大，故A正确；B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，速度是变化的，质量不变，所以飞行员的动能会发生变化，故B错误；C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，质量不变，高度、速度会发生变化，重力势能、动能会发生变化，所以飞机的机械能也会发生变化，故C错误；D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的高度不变重力势能不变，所以飞机的动能没有转化为重力势能，故D错误。故选A。7、B【详解】A．由图可知，每次皮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在此过程中不只发生了动能和势能的相互转化，机械能转化为内能，故A错误；B．皮球在下落的过程中速度变大，动能变大，反弹后上升的过程中，速度变小，动能变小；由图可知，由于反弹的高度减小，故机械能减小，即小球的最大动能会逐渐减小，乙图能反映皮球动能E随时间t变化的关系，故B正确；C．由于皮球运动过程中机械能减小，球在C点的机械能大于D点的机械能；当皮球落到A、B两点，且皮球达到最大形变时，其动能与重力势能都为零，又因为小球在C点的机械能大于D点的机械能，所以小球在A点的弹性势能大于在B点的弹性势能，则在A点的圆斑要大于在B点的圆斑，故C错误；D．小球的机械能逐渐变小，且C点在D点之前，所以小球在C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在C、D两点高度相同则重力势能相同，所以小球在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。故选B。8、D【详解】A．由图可知，n=2，则绳子自由端移动的距离故A正确，不符合题意；B．地面对物体A的摩擦力f=30N，s物=5m，克服摩擦做的有用功故B正确，不符合题意；C．拉力F做的功滑轮组的机械效率故C正确，不符合题意；D．拉力做功的功率故D错误，符合题意。故选D。9、A【详解】做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功；A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。故选A。10、A【详解】A．推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；B．搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。故选A。二、填空题1、

2500

3000

150【详解】[1]物体的重力G=500N，提升的高度h=5m，则货物克服重力做的功为W1=Gh=500N×5m=2500J[2]推力大小F=300N，物体在推力的方向上移动的距离s=10m，可知推力做的功W2=Fs=300N×10m=3000J[3]t=20s，推力做功的功率为2、

已经

1.8×103N【详解】[1]由可得，客车从标识牌0m处行驶至100m处所用的时间由题意可知，小汽车从标识牌0m行驶至200m所用时间小汽车的速度高速公路限速120km/h，即小汽车已经超速。[2]由可得小汽车此时的牵引力3、

350

100【详解】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率解得人对绳子的拉力F=250N，由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力，则地面对工人的支持力根据物体间力的作用是相互的，可知工人对水平面的压力F压=F支持=350N；[2]绳子自由端移动的距离拉力做的功则在5s内人对绳子拉力的功率4、

0.6

小【详解】[1]高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时[2]列车减速进站时，质量不变，速度减小，所以动能变小。5、

减小

不变

大于【详解】[1][2]离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能，所以动能减小；从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能；如果不考虑空气阻力，球的机械能总量保持不变。[3]球在最高点时，仍有向前的速度，所以动能大于零。三、计算题1、（1）1800m；（2）5.4×106J【详解】解：（1）根据可知，汽车在1分钟内运动的路程s=vt=30m/s×60s=1800m（2）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，则牵引力F牵=f=0.3G=0.3mg=0.3×1×103kg×10N/kg=3000N汽车在1分钟内牵引力做的功W=F牵s=3000N×1800m=5.4×106J答：（1）1分钟内，汽车运动的路程为1800m；（2）汽车在1分钟内牵引力做的功为5.4×106J。2、（1）144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平【详解】解：（1）由知道，展品的重力把此产品抬上展台做的功为W=Gh=120N×1.2m=144J（2）由知道，展品的台面的压强展品对展台的压强小于展台所能承受的压强，所以，台面会不会被压坏。（3）利用水平仪检测平面是否水平。答：（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做功144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平。3、（1）1.5W；（2）83.3%【详解】解：（1）20s内拉力F所做的功为拉力F做功的功率（2）由图可知，n=3，物体A移动的距离物体A受到的摩擦力为有用功滑轮组的机械效率为答：（1）拉力F做功的功率为1.5W；（2）滑轮组的机械效率为83.3%。4、（1）200W；（2）300N；（3）500N【详解】解：（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m使用滑轮组做的总功W总=Fs=400N×9m=3600J工人做功的总功率（2）不计绳重和摩擦力，绳子自由端的拉力则动滑轮的重力G动=3F-G物=3×400N-900N=300N（3）不计绳重和摩擦，由机械效率为80%时，物体的重力工人所用的拉力答：（1）工人做功的总功率为200W；（2）动滑轮的重力为300N；（3）工人所用的拉力为500N。5、（1）；（2）；（3）；（4）【详解】解：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强（2）小汽车的速度v是（3）小汽车通过AB段时，牵引力小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和小汽车牵引力的功率P1与P2之比答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；（2）小汽车的速度v是60km/h；（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。四、实验探究1、

被推动的距离