九年级物理上册 第十一章　机械功与机械能 单元测试卷（沪粤版 2024年秋）

九年级物理上册第十一章机械功与机械能单元测试卷（沪粤版2024年秋）一、填空题(每空2分，共20分)1.如图所示，杂技演员在表演蹦床节目。某次她被蹦床弹起，在离开蹦床之前的C到B过程中，弹性势能________(填“增加”“减少”或“不变”)。(第1题)(第2题)2.如图所示，当足球离开同学的脚后，足球在空中下落过程中，重力对足球________(填“做”或“没有做”)功。3.如图所示，质量为1kg的物体放在水平面上，用绳通过动滑轮拉物体使物体在水平面上以0.5m/s的速度做匀速直线运动，水平拉力F为2N，拉力做功的功率为________W。(第3题)(第5题)4.一台功率为90kW的发动机装到汽车上，汽车速度可达到108km/h，若将该发动机装到汽船上，汽船的速度只能达到12m/s，则汽车和汽船行驶时所受阻力之比为________。5.为积极践行“碳达峰”和“碳中和”理念，合肥市公交集团全面采用新能源纯电动公交车。如图所示，一辆纯电动公交车在平直的公路上匀速行驶100m，所用时间为10s，该公交车、乘客以及司机所受的总重力为5×104N，公交车匀速行驶时受到的阻力是车、乘客和司机总重的0.2。该公交车的牵引力做功的功率为________W。(g取10N/kg)6.为了响应国家“节能减排”的号召，小明帮爸爸卸下汽车后备箱放置的不常用物品，使汽车负载减少。假设汽车以20m/s的速度匀速直线行驶，负载改变前汽车受到的阻力为2000N，如果汽车在负载改变后实际功率减少了1000W，则汽车在负载改变后受到的阻力为________N。7.如图所示的滑轮组，在不计绳重和摩擦的情况下，均将重为G的物体匀速提升h的高度，且每个滑轮的重力都等于G0且小于物体的重力G，甲装置机械效率η1与乙装置机械效率η2的大小关系为__________。(第7题)8.小海利用如图所示的装置，将物体匀速提升1m，不计绳重和摩擦，如图乙为拉力做的功和有用功的柱状图。则动滑轮的重力为________N。(第8题)9.利用斜面把重60N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面长1.5m，高0.4m，机械效率为80%，则物体受到的摩擦力f＝________N。10.如图，小明在探究杠杆机械效率的实验中，将重为G的物体挂在一粗细相同、质量均匀的长硬棒的中点，在棒的另一端用竖直向上的拉力将物体缓慢匀速提升时效率为η，若不计摩擦，杠杆自重为________(用题干中给的字母表示)。(第10题)二、选择题(每题2分，共14分)题序11121314151617答案11.下列四种情景，人对物体做功的是()A.提着水桶水平行走B.推着小车水平前进C.举着杠铃原地不动D.用力却推不动石头12.八年级2班的小王同学用20s的时间从教学楼一楼走到三楼，则他上楼消耗的功率最接近()A.1.8W B.18WC.180W D.1800W13.质量是40kg的小点同学用重10N的水桶，提起重为100N的水，沿楼梯从一楼送到三楼，每层楼高3m，完成一次提水，他对水做的功为有用功，则他做的有用功和额外功分别是(g取10N/kg)()A.600J、2400J B.600J、2460JC.600J、60J D.3000J、60J14.如图是跳板跳水运动员跳水过程中的几个瞬间，不计空气阻力，其中①位置时运动员把跳板压到最低处。关于该过程，下列判断正确的是()(第14题)A.①位置到②位置的过程中重力势能转化为弹性势能B.②位置到③位置的过程中运动员减小的动能等于运动员增加的重力势能C.③位置时运动员的动能为零D.④位置时运动员的动能等于③位置时运动员的重力势能15.跳远是通过高速助跑的冲击，迅速地改变运动方向，以争取更大远度效果的运动。经常从事跳远运动，可以发展练习者的速度、弹跳、意志力以及协调性。跳远运动的几个阶段如图所示，不能忽略空气阻力，则运动员()(第15题)A.助跑时机械能不变B.起跳后升空的过程中，重力势能转化为动能C.经过最高点时动能为零D.起跳离开地面一瞬间的速度大于落地前一瞬间的速度16.小明用如图所示滑轮组将一个放在水平地面上的物体匀速拉动4m，用时2s，物体重力为2000N，运动过程中物体受到的摩擦力为450N，绳子自由端受到的拉力F为200N。下列说法正确的是()(第16题)A.绳端移动了12mB.该装置的有用功是8000JC.拉力的功率是400WD.该装置的机械效率为70%17.如图所示，为了把两件相同的货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面AB的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面CD搬运。下列说法正确的是()(第17题)A.沿斜面AB推动更省力B.沿斜面CD推动，工人克服货物重力做的功更多C.无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同D.沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大三、实验题(第18题4分，第19题4分，第20题8分，共16分)18.李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点后从静止释放。当物体M运动到O点时，弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到Q点停止。请补充完成他们的探究过程。(第18题)(1)该实验是通过观察比较________________来判断弹簧弹性势能大小的。(2)若探究弹性势能与弹簧长度变化量的关系则应选择相同的弹簧进行实验，并先后改变________的距离。19.如图所示，某同学在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将质量不同(mA＝mB＜mC)的三个小球先后从同一装置的不同高度处(hA＝hC＞hB)由静止滑下，分别推动同一木盒运动一段距离后静止。(第19题)(1)小球到达水平面时，三个小球速度vA、vB、vC的大小关系是____________。(2)在上述情景中，我们认为C球所具有的动能最大，其依据是__________________________________________________________________。20.小张同学测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。实验序号钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%(第20题)(1)实验过程中需要竖直向上________拉动弹簧测力计；第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为________N。(2)第2次实验时，滑轮组的机械效率是______。(3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越________(填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高。四、计算与推导题(第21题6分，第22题6分，第23题8分，共20分；解答要有必要的公式和过程)21.如下表是一张出租车的乘车发票的一部分，若该出租车重力为2×104N，在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为4×103N。求该过程中：(1)出租车重力所做的功。(2)牵引力做功的平均功率。TAXI车费发票上车09：11下车09：21里程7.5km22.用滑轮组提升重物时，我们可以用参数“M”(M＝eq\f(G,F))来衡量滑轮组的省力程度，M越大，此时滑轮组越省力。如图所示，当被提升物体的重力G＝300N时，M＝1.5(绳重和摩擦忽略不计)。(1)求滑轮组的机械效率η。(2)若物体上升速度为0.1m/s，求此时拉力F的功率。(3)请推导：该滑轮组提升不同物体时，被提升的物体越重，滑轮组越省力。(第22题)23.如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为600N的物体从斜面底部匀速推到顶部(不考虑物体的大小)。已知斜面长s＝3m，高h＝1.5m。(1)若该过程中斜面的效率为60%，求工人所做的额外功。(2)若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F的变化情况。(3)若物体重力为G，与斜面之间的摩擦力为f，试根据有用功、额外功和总功之间的关系，证明推力F＞f。(第23题)答案一、1.减少2.做3.24.255．1×105点拨：该公交车行驶时受到的阻力为f＝0.2G＝0.2×5×104N＝1×104N，公交车匀速直线行驶，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力F牵＝f＝1×104N，牵引力做的功W＝F牵s＝1×104N×100m＝1×106J，该公交车的牵引力做功的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1×106J,10s)＝1×105W。6．19507．η1<η2点拨：不计绳重和摩擦的情况下，有用功相同时，甲滑轮组比乙滑轮组要多克服动滑轮的重力做功，甲的总功大于乙的总功，根据η＝eq\f(W有用,W总)×100%可知η1<η2。8．50点拨：由图乙可知，不计绳重和摩擦，额外功为W额外＝W总－W有用＝250J－200J＝50J，动滑轮的重力为G动＝eq\f(W额外,h)＝eq\f(50J,1m)＝50N。9．410.eq\f(G,η)－G二、11.B12.C13．B点拨：提水桶上楼，该同学上升的高度h＝2×3m＝6m，对水做的功W有用＝G水h＝100N×6m＝600J，该同学的重力G人＝mg＝40kg×10N/kg＝400N，该同学做的额外功W额外＝G人h＋G桶h＝400N×6m＋10N×6m＝2460J。14．B15.D16．A点拨：由图可知，n＝3，绳端移动的距离s绳＝ns物＝3×4m＝12m，故A正确；该装置的有用功为物体克服摩擦力做的功，即W有用＝fs物＝450N×4m＝1800J，故B错误；拉力做的功W总＝Fs绳＝200N×12m＝2400J，拉力的功率P＝eq\f(W总,t)＝eq\f(2400J,2s)＝1200W，故C错误；该装置的机械效率η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(1800J,2400J)×100%＝75%，故D错误。17．D三、18.(1)物体M被弹出的距离(2)AP19．(1)vA＝vC>vB(2)C球把木盒推动的距离最远20．(1)匀速；0.6(2)62.5%(3)大四、21.解：(1)出租车在平直的公路上匀速行驶，出租车在重力的方向上没有移动距离，重力不做功，即重力做功为0J；(2)出租车行驶的路程s＝7.5km＝7500m，牵引力F＝f＝4×103N，牵引力做功W＝Fs＝4×103N×7500m＝3×107J，出租车行驶的时间t＝09：21－09：11＝10min＝600s，牵引力做功的平均功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(3×107J,600s)＝50000W。22．解：(1)当被提升物体的重力G＝300N时，绳子自由端的拉力F＝eq\f(G,M)＝eq\f(300N,1.5)＝200N，由图可知n＝2，滑轮组的机械效率η＝eq\f(W有用,W总)×100%＝eq\f(Gh,Fs)×100%＝eq\f(Gh,Fnh)×100%＝eq\f(G,nF)×100%＝eq\f(300N,2×200N)×100%＝75%；(2)绳子自由端移动的速度v＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，则拉力的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fs,t)＝Fv＝200N×0.2m/s＝40W；(3)不计绳重和摩擦时，F＝eq\f(1,n)(G＋G动)，M＝eq\f(G,F)＝eq\f(G,\f(1,2)（G＋G动）)＝eq\f(2,1＋\f(G动,G))，动滑轮的重力一定，被提升的物体越重，M越大，滑轮组越省力。23．解：(1)此过程所做有用功为W有用＝Gh＝600N×1.5m＝900J；总功为W总＝eq\f(W有用,η)＝eq\f(