2024年度沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向测评练习题（详解）

九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向测评考试时间：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、东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（）A．起跳过程中运动状态保持不变 B．上升过程中重力势能转化为动能C．下落过程中动能保持不变 D．入水过程中所受水的浮力逐渐增大2、如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（）A．从A点到B点的过程中机械能守恒B．在B点时处于平衡状态C．在O点时重力势能最大D．从A点到O点动能转化为重力势能3、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4、如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重的物体固定在无人机上，并控制无人机完成以的速度匀速上升、在空中悬停、以的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（）①匀速上升阶段，物体相对于地面是运动的②匀速上升阶段，物体的机械能不变③匀速下降阶段，物体的重力势能转化为动能④物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能A．只有①③正确 B．只有②④正确C．只有①④正确 D．只有①②③正确5、下列有关中学生的估测符合实际的是（）A．眨眼一次的时间约为3sB．正常步行的速度约为1.4km/hC．游泳时受到的浮力约为500ND．完成一次引体向上做的功约为2000J6、生活中处处有物理。对下列生活情景，分析正确的是（）A．飞行员跳伞时，在减速下降过程中，重力势能转化为动能B．公交车紧急刹车时，乘客容易向前倾倒，是因为乘客具有惯性C．用水平推力推木箱，没有推动，是因为水平推力小于木箱受到的摩擦力D．用高压锅煮饭，锅内气压升高时，水的沸点降低，更容易把饭煮熟7、小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（）①拉力F做功为2850J②动滑轮的重力为50N③拉力F做的额外功为600J④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。A．①③ B．②④ C．①② D．③④8、为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（）A．该装置使用滑轮是为了更加省力B．此过程中物块的动能转化为重力势能C．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下D．若绳子突然断开，物块将立即下滑9、图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（）A．动能减少 B．重力势能不变 C．机械能增大 D．机械能不变10、仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（）A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功第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、用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越______，比较、可知：物体重力势能的大小与物体的______有关；比较______可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。2、学校的旗杆顶端都装有一个滑轮，升国旗时，升旗手向下缓缓拉动绳索，国旗就缓缓上升，这个滑轮的作用是_______；某校旗杆高12m，国旗重约1kg，要在唱一遍国歌的时间（约40秒）恰好将国旗从地面升到顶端，升旗手做有用功的功率约为_______W。3、如图所示物体重100N，用滑轮组使物体沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动10s，所用水平拉力F为20N，若物体水平运动时受到的摩擦力为45N，在运动过程中拉力F所做的功为______J，拉力F的功率为______W，该滑轮组的机械效率为______。4、凝聚着我国古代劳动人民智慧的世界文化遗产——都江堰水利工程，由分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰等组成（如图所示），其在引水灌溉，防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节，由于内江河床较低，在水受到的___________力作用下，大量的水落入内江，其重力势能___________（选填“增大“减小”或“不变”）；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、压强较___________，大量的水涌入外江。5、用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块，如图甲所示。现用斜面将物块由底端匀速拉到顶端，如图乙所示。已知平行于斜面的拉力F为180N，物体移动的距离为5m，升高2m，用时5s。g取10N/kg。求：（1）物块对水平地面的压强；（2）拉力的功率；（3）斜面的机械效率。2、一辆小轿车以15m/s的速度在水平公路上匀速行驶300m，受到的阻力是1200N。求：(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功；(2)行驶过程中小轿车的功率。3、2021年1月，吉利研发了一款会飞行汽车，车头模仿飞机的机头且显得较为圆润一些，当这款飞行汽车在陆地上行驶时，车身两边的机翼呈收缩状态，在空中飞行时，翅膀张开，汽车的质量为600kg，地面最大行驶速度可达150km/h，轮胎与地面接触的总面积约为1200cm2，空中最大飞行速度可达200km/h，发动机功率为75kW。每小时消耗汽油20kg（汽油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg）（1）该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶20min，通过的距离是_______m。（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少_______？（3）若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200km，汽车受到的牵引力是多少_______？4、如图是我国企业自主研发的新型电动汽车，表格中是该车的一些技术参数。在某次行驶测试中，该车以108km/h的速度沿平直公路行驶时，电动机恰好以最大电功率运转。汽车轮胎与地面接触的总面积为0.07m2，汽车受到的阻力恒为它对地面压力的0.1倍。（g取10N/kg）求：（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强；（2）该车以最大功率行驶，最多能行驶多少千米；（3）电动机将电能转化为机械能的效率是多少。整车总质量1400kg电动机最大电功率70kW最大续航里程300km电池容量（电能）5、如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时，所用的拉力为5×103N，重物升高2m，此过程中滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。求：（1）拉力做的总功；（2）有用功与物重；（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功为5.0×103J，求动滑轮重。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、如图（a）、（b）、（c）所示，小明研究“物体的重力势能与哪些因素有关”，他将A、B、C三个小球（质量关系为）先后从光滑轨道的某一高度开始滑下（高度关系为），当小球滑至轨道底端时，推动静止的同一滑块向前滑行一段距离s。（1）实验中，小明通过比较滑块___________的大小判断小球重力势能的大小，据此可判断小球___________的重力势能最大；（2）分析比较图（a）与（b）中的现象及相关条件可得出：___________；（3）分析比较图（a）与（c）中的现象及相关条件可得出：___________。2、如图是小明探究”动能大小与哪些因素有关”的实验装置。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车________不变，使小车多次从________（选填“相同”或“不同”）高度下滑进行实验。小明两次实验操作，第一次木块被撞得近，木块受到的摩擦力为f1；第二次木块被撞得远，木块受到的摩擦力为f2，则f1________f2（选填“>”“=”或“<”）。-参考答案-一、单选题1、D【详解】A．起跳过程中，是跳台的弹性势能转化为全红婵的动能，动能变大，速度变大，运动状态发生改变，故A不符合题意；B．上升过程中，全红婵的质量不变，速度变小，高度变大，动能减少，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故B不符合题意；C．下落过程中，质量不变，速度变大，动能增大，故C不符合题意；D．入水过程中，排开水的体积变大，据阿基米德原理知，受到的浮力变大，故D符合题意。故选D。2、A【详解】A．因为A、B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B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；D．小球从A点到O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A。3、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。4、C【详解】①匀速上升阶段，物体相对于地面的位置发生了变化，故物体相对于地面是运动的，故①符合题意；②匀速上升阶段，物体的质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，故机械能变大，故②不符合题意；③匀速下降阶段，速度不变，动能不变，因高度变小，重力势能变小，物体的重力势能没有转化为动能，故③不符合题意；④根据已知条件，物体匀速上升的速度大于下降的速度，故物体匀速上升时的动能大，即物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能，故④符合题意。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。5、C【详解】A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为故D不符合题意。故选C。6、B【详解】A．物体的动能与质量和速度有关；在减速下降的过程中，速度变小，动能减小，重力势能没有转化为动能，故A错误；B．公交车刹车时，乘客下半身随着公交车停下来，上半身由于惯性保持向前运动，从而发生了向前倾倒的现象，故B正确；C．没有推动木箱，木箱处于静止状态，受到平衡力，推力等于摩擦力，故C错误；D．水的沸点随着水面气压的升高而增大，高压锅内气压升高时，水的沸点增大，故D错误。故选B。7、B【详解】①如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为拉力F做功为故①错误；②动滑轮的重力为故②正确；③拉力F做的额外功为故③错误；④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为故④正确，故综上所述，②④正确，B正确。故选B。8、C【详解】A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。故选C。9、C【详解】A．小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，故A不符合题意；B．小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，故B不符合题意；CD．机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，故C符合题意，D不符合题意。故选C。10、B【详解】建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。故选B。二、填空题1、

多

高度

a、c【详解】[1]物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法。[2]由、两图可知，物体的质量，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关。[3]比较、两图可知，物体的质量，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。2、

改变力的方向

3【详解】[1]旗杆顶部滑轮的轴是固定的，所以该滑轮为定滑轮；升旗时，向下拉绳子，国旗就向上运动，所以滑轮作用是改变力的方向。[2]不计摩擦和绳重，国旗顶端是一个定滑轮，故升旗手的拉力为人升旗做的功为升旗的功率约为3、

120

12

75%【详解】[1][2]物体移动的距离为s1=vt=0.2m/s×10s=2m由图可知，动滑轮上有三股绳，则绳子自由端移动的距离为s2=3s1=3×2m=6m则F所做的功为W=Fs2=20N×6m=120J功率为[3]根据题意可得，有用功为W有=fs1=45N×2m=90J机械效率为4、

重

减小

小【详解】[1][2]地球上的一切物体都要受到地球的吸引力，这个吸引力就是重力，水在受到重力的作用下从高处落下，这个过程中高度越来越低，重力势能越来越小，而速度越来越大，动能也越来越大。[3]流体流速越快，压强越小，外江水的流速较大、压强较小。5、

1.2×104

40

大【详解】[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J[2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为W总=Pt=3000W×10s=3×104J起重机的机械效率为[3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。三、计算题1、（1）7500Pa；（2）180W；（3）66.7%【详解】解：（1）物体放在水平地面上，对地面压力等于其重力，物块对水平地面的压强为（2）拉力的功率为（3）斜面的机械效率为答：（1）物块对水平地面的压强为7500Pa；（2）拉力的功率为180W；（3）斜面的机械效率为66.7%。2、（1）3.6×105J；（2）1.8×104W【详解】(1)由于轿车沿水平方向做匀速直线运动处于平衡态，所以F＝f＝1200N小轿车牵引力所做的功W＝Fs＝1200N×300m＝3.6×105J(2)行驶过程中小轿车的功率答：(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功是3.6×105J；(2)行驶过程中小轿车的功率是1.8×104W。3、

5×104

5×104Pa

1350N【详解】解：（1）由得，汽车通过的距离（2）汽车对地面的压力汽车对地面的压强（3）汽车在空中的飞行速度由可得，汽车的牵引力答：（1）该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶20min，通过的距离是5×104m；（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是5×104Pa；（3）若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200km，汽车受到的牵引力是1350N。4、（1）；（2）54km；（3）60%【详解】解：（1）汽车所受重力为汽车在水平路面行驶所受压强为（2）电动机以最大功率工作时，电池供电的最长时间为该车以最大功率行驶，最多能行驶的路程为（3）汽车做匀速直线运动牵引力为牵引力做功为电动机做功为电动机将电能转化为机械能的效率是答：（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强；（2）该车以最大功率行驶，最多能行驶54km；（3）电动机将电能转化为机械能的效率是60%。5、（1）3×104J；（2）2.4×104J；1.2×104N；（3）500N【详解】解：（1）由图可知，物体由3根绳承担，所以s=3h=3×2m=6m拉力做的总功为W总=Fs=5×