沪粤版初中九年级物理第十一章机械功与机械能素养综合检测课件

第十一章

素养综合检测(满分100分,限时45分钟)一、选择题(每小题4分,共28分)1.(新独家原创)在水平地面上有三块质量、大小均相同的正

方体木块(如图甲),某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来,如

图乙所示。小孩叠起这堆木块时对木块做的功

(

)A.对木块1做的功最多B.对木块2做的功最多C.对木块3做的功最多D.一样多C解析小孩叠起这堆木块过程中,木块1没有提升高度,所以

对1没有做功,对木块2和3都克服重力做了功,且木块3提升的

高度最大,所以对木块3做的功最多。故选C。2.(2024广东惠州水口中学月考)建筑工地上,起重机几分钟

内就能把所需的砖送到楼顶,如果人直接用滑轮组来提升则

需要几个小时,其原因是

(

)A.起重机的功率大,做功多B.起重机的功率大,做功快C.起重机的机械效率高,做功慢D.起重机的机械效率高,做功多B解析起重机和人对砖做功相同,起重机用时少,做功快,功

率大。起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶,做功相同,

A、D不符合题意;起重机和人对砖做功相同,起重机用时少,

做功快,功率大,B符合题意;起重机和人做的有用功相同,起

重机做的额外功多,有用功与总功的比值小,机械效率低,C不

符合题意。3.(2023江西九江柴桑四校模拟)如图所示是跳伞运动员在匀

速下落过程中,下落的速度v、下落的路程s、重力做的功W

和重力做功的功率P随时间t变化的图像,其中正确的是(

)

A解析跳伞运动员在匀速下落过程中,其运动的速度v不随

时间变化,在v-t图像中为平行于时间轴的直线,A正确;跳伞运

动员在匀速下落过程中,路程和时间成正比,在s-t图像中为过

原点的倾斜直线,B错误;重力做的功W=Gh=Gvt,其中重力G、速度v都是定值,所以重力做的功W与时间t成正比,其图像为过原点的倾斜直线,C错误;重力做功的功率P=

=

=Gv,其中重力G、速度v都是定值,故功率P也为定值,其图像为平行于时间轴的直线,D错误。4.(2024广东惠州河南岸中学期中)如图所示,用相同的滑轮

安装成甲、乙两种装置,用它们分别将同一物体匀速向上提

升,在相同的时间内物体升高了相同的距离,不计绳重和摩

擦,下列说法正确的是

(

)A.甲装置中拉力F做的总功多B.甲装置中拉力F做的有用功多C.两次提升物体拉力F所做功的功率相同D.甲装置的机械效率大于乙装置的机械效率D解析图甲使用的是定滑轮,拉力端移动距离s甲=h,图乙使用

的是动滑轮,拉力端移动距离s乙=2h,不计绳重和摩擦,使用定

滑轮甲时,拉力F甲=G,拉力做功W甲=F甲s甲=Gh;使用动滑轮乙

时,拉力F乙=

(G+G动),所以拉力做功W乙=F乙s乙=

(G+G动)×2h=(G+G动)h>Gh,甲装置中拉力F做的总功少,A错误;提升同一物

体,重力相等,在相同的时间内物体升高了相同的距离,由W有用

=Gh可知两次提升物体所做的有用功相等,B错误;由P=

可知两次提升物体拉力F所做功的功率不相同,C错误;不计绳重和摩擦,使用定滑轮时,额外功为0J,机械效率为100%;使用

动滑轮时,要提升动滑轮做额外功,机械效率小于100%,所以

两种装置的机械效率η甲>η乙,D正确。5.(2024广东广州天省实验学校月考)如图所示,沿着斜面用F甲匀速拉升物体M,利用杠杆用F乙匀速提升同一物体M,物体M的重力GM和各拉力大小如表所示,则

(

)

GMF甲F乙6N8N6NCA.图甲中利用斜面拉升物体M起到省力的作用B.图乙中利用杠杆提升物体M起到省力的作用C.图甲中利用斜面拉升物体M的机械效率为37.5%D.图乙中利用杠杆提升物体M的机械效率为100%解析由表格数据可知,F甲>GM,拉力大于重力,故斜面没有起

到省力的作用,A错误;由表格数据可知,F乙=GM,动力等于阻

力,故杠杆没有起到省力的作用,B错误;斜面的机械效率为η=

×100%=

×100%=

×100%=37.5%,C正确;利用杠杆提升物体M时,由于额外功的存在,杠杆的效率不可能达到100%,D错误。6.(新课标·模型建构)(2024广东广州南海中学期中)小明玩

“蹦极”游戏,图中a点是弹性绳自然下垂时的位置,c点是小

明所到达的最低点,在小明由跳台至c点的过程中,空气阻力

不计,下列说法正确的是

(

)A.弹性绳在a点的弹性势能最大B.小明重力势能的减小量等于他的动能增加量C.小明在c点时重力势能最大D.小明的动能先增大后减小D解析

a点是弹性绳自然下垂时的位置,此时弹性绳没有发

生形变,所以没有弹性势能,A错误;在小明由跳台至c点的过

程中,空气阻力不计,整个系统能量是守恒的,但减小的重力

势能一部分转化为动能,还有一部分转化为弹性绳的弹性势

能,故重力势能的减小量不等于他的动能增加量,B错误;小明

由跳台至c点,在c点时位置最低,重力势能最小,C错误;在到达

a点前,小明的重力势能转化为动能,动能逐渐增加;到达a、c

点之间的某一点,重力等于弹力之后,动能才会减小,故整个

过程中,动能先增加后减小,D正确。7.(新课标·模型建构)(2024广东东莞翰林实验学校期中)我国

已成功发射的“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样

返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆

过程的部分轨迹简化为如图所示。关于此过程(只考虑空气

阻力和重力的影响),下列说法正确的是

(

)A.AB段返回器的动能变大B.BC段返回器的机械能减小C.CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量D.A到D的全过程中返回器机械能守恒C解析

AB段返回器的质量不变,高度变大,重力势能变大,是

返回器的动能转化为重力势能,所以返回器的动能变小,A错

误;BC段没有受到空气的阻力,机械能是守恒的,保持不变,B

错误;CD段返回器的质量不变,高度变小,重力势能减小,速度

变大,动能变大,是重力势能转化为动能,由于克服空气阻力

做功,一部分重力势能转化为内能,所以CD段返回器动能增

加量小于重力势能的减小量,C正确;除BC段外,A到D的过程

中,由于克服空气阻力做功,使机械能减小,返回器机械能不

守恒,D错误。二、填空题(每空2分,共22分)8.(2024江西修水期中)小聪利用斜面把木箱推上车的情景如

图所示,在此过程中,斜面的支持力对木箱

(选填

“不做功”或“做了功”)。若小聪借助斜面把木箱从地面

推上车和直接用手把木箱搬上车做的功分别为W1和W2,则W1

(选填“>”“=”或“<”)W2。不做功>解析用斜面把木箱推上车的过程中,斜面的支持力垂直于

斜面,木箱在斜面上运动,在支持力的方向上没有运动距离,

故支持力不做功;小聪借助斜面把木箱从地面推上车,此过程

克服摩擦力做额外功,而直接用手把木箱搬上车,不需要做额

外功,做的全部是有用功,故W1>W2。9.(跨学科·数学)(2024广东惠州河南岸中学期中)如图甲所示,

在“探究斜面机械效率”的小组活动中,分别将A、B两个完

全相同的物体拉到斜面顶端,做功情况如图乙所示,对物体A

做的总功是

J,对物体A做的有用功是

J,对物

体B做功的机械效率是

。3280%解析由图乙知,对物体A做的总功是3J,对物体A做的额外

功是1J。有用功与额外功的和叫总功,则对物体A做的有用

功WA有用=WA总-WA额外=3J-1J=2J。如图甲,分别将A、B两个完

全相同的物体拉到斜面顶端,G和h相等,则做的有用功相等,

即WB有用=WA有用=2J。由图乙知,对物体B做的总功是2.5J。则

对物体B做功的机械效率是ηB=

×100%=

×100%=80%。10.(2024江西修水期中)如图甲所示,物体在水平地面上做直

线运动,当物体运动的路程-时间图像如图乙所示时,物体受

到的水平推力为F1;当物体运动的速度-时间图像如图丙所示

时,物体受到的水平推力为F2。两次物体运动的速度分别为v1、v2,两次推力的功率分别为P1、P2,则F1

F2,P1

P2。(均选填“>”“=”或“<”)=<解析由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为v1=

=

=2m/s;由图丙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v2=4m/s;因为两次都是匀速直线运动,

根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,摩擦力没变,故

受到的水平推力为F1=F2;已知v1<v2,由P=

=

=Fv可得,两次推力的功率P1<P2。11.(2024江西南昌月考)如图,让小球从光滑轨道AOB的A点由静止开始自由滑下。A点的高度H大于B点的高度h,沿轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)。则小球自由滑下时,轨道AO对小球的支持力做功

(选填“为零”或“不为零”);小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是

(选填“a”“b”或“c”)。为零c解析小球自由滑下时,轨道AO对小球有支持力,但在支持

力的方向上小球没有移动距离,由做功的两个必要因素可知,

小球自由滑下时,轨道AO对小球的支持力做功为零。根据题

意,小球从A点由静止滑下,所以小球的机械能等于在A点时

的重力势能,整个过程中,轨道光滑,不计空气阻力,机械能守

恒。a的最高点超过了A点的高度,这是不可能的;b的最高点

与A点的高度相同,而在最高点时,小球仍具有向右运动的速

度,即小球还具有动能,所以小球在b的最高点的机械能大于在A点的机械能;c的最高点低于A点,由于在c的最高点时小球仍运动,有一定动能,小球在c的最高点的机械能可能与开

始时的机械能相等,c轨迹最符合实际。12.(2024江西宜春期中)科技实践是提高学生核心素养的重

要途径,如图是某科技实践小组制作的水火箭的运动轨迹,运

动到A点后不再喷水,B点是最高点,则在B点时水火箭的动能

(选填“为零”或“不为零”),从B运动到C,水火箭

重力势能

(选填“增大”或“减小”)。不为零减小解析水火箭在最高点B点时,在水平方向上有一定的速度,

具有动能,即动能不为零;在B到C的过程中,水火箭质量不变,

高度降低,重力势能减小。三、实验探究题(第13题12分,第14题16分,共28分)13.(新考法·设计实验)(2024广东惠州江南学校期中)某小组

在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示,实

验装置如图所示。实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5

80%

(1)实验中应沿竖直方向

缓慢拉动弹簧测力计,某同

学在该实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会

(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。匀速偏小(2)通过比较

(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率

与绳子段数无关;比较2、3两次实验得出结论:同一滑轮组,

越大,滑轮组的机械效率越高。(3)表格中第4次实验空格中数值:绳端移动距离s=

m;通过比较3、4两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越

(选填“高”或“低”)。1、2物重0.4低解析

(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体匀

速升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数才等于拉力大小;某同学在该实验中加速向上提升重物,提升物体的力变大,总功变大,而有用功不变,故滑轮组的机械效率变小;(2)第1次实验,h1=0.1m,s1=0.2m,可知由2段绳子承担物重;第2次实验,h2=0.1m,s2=0.3m,可知由3段绳子承担物重;第3次实验,h3=0.1m,s3=0.3m,可知由3段绳子承担物重;比较1、2两次的实验数据,同一滑轮组,绳子段数不同,机械效率相同,可得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;比较2、3两次的实验数据,同一滑轮组提升不同

重物,物重不同,机械效率不同,可得出结论:同一滑轮组,物重

越大,滑轮组的机械效率越高;(3)由图丁可知绳子的有效段数为4,绳端移动距离:s4=4h4=4×0.1m=0.4m;比较3、4两次的实验数据,不同滑轮组提升相同重物,动滑轮重不同,机械效率不同,可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。14.(新考法·分析论证)(2024广西柳州二十八中期中)如图所

示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢

球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木

块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次

实验,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。

(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的

能转化为动能,

该实验是通过观察

来比较小钢球动

能的大小,这样的研究方法叫作

。(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有

,小木块最终会停下来是因为受到

力的作用。(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越

大,动能越

。重力势小木块向前移动距离的大小转换法

惯性大阻(4)分析比较

两组实验可得出物体的动能与质量的

关系。(5)综合上述,图丁所示的交通标志牌是交通管理部门对不同

车型设定不同的最高

。甲、丙速度解析

(1)小钢球在滚下斜面的过程中,高度变小,重力势能

变小,它的重力势能转化为动能,该实验是通过观察小木块向

前移动距离的大小来比较小钢球动能的大小,这样的研究方

法叫作转换法;(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为

小钢球具有惯性,小木块最终会停下来是因为受到阻力的作

用;(3)分析比较甲和乙两组实验可得,甲中小钢球初始位置

的高度大,运动到水平面的速度大,小钢球的动能大,故得出:

物体质量相同时,速度越大,动能越大;(4)研究动能与质量的关系要控制速度相同,故要小钢球从斜面的相同高度由静止下滑,故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量

的关系;(5)图丁所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车

型设定的最高速度,质量越大的车,限速越低。四、计算题(第15题8分,第16题14分,共22分)15.(跨学科·物理学与日常生活)(2024山西长治实验中学月

考)假期是大家外出旅游的大好机会,近年来房车旅游更是得到了大众的青睐,如图是小恒一家人乘坐房车旅游时的情形。该车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶了60km,行驶中人和车的总质量为4×103kg,车受到的阻力是总重的0.1倍,则:(g=10N/kg)(1)房车行驶过程中牵引力所做的功是多少?(2)房车的功率是多少?解析

(1)该房车的总重力G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N。房车匀速行驶时受到的阻力f=0.1G=0.1×4×104N=4000N。由题知汽车匀速行驶时牵引力等于阻