2024年度沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节测试试卷（解析版含答案）

九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节测试考试时间：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、2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年东奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在东奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（）A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大2、如图所示，甲运动员比乙运动员高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（）A．甲做功较多，功率较大B．甲做功较多，功率较小C．甲做功较多，甲、乙功率相等D．甲、乙做功相等，甲的功率较大3、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4、同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（）A．实心球从B→C过程中，动能逐渐减小B．实心球到达最高点C时，它将处于静止状态C．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功D．实心球从A→B过程中，说明力可以改变物体的形状5、如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（）A．拉力F的功率为3WB．1min内物体移动的距离为36mC．1min内所做的有用功为1440JD．该滑轮组的机械效率为85%6、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7、2022年2月8日，中国美少女谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中获得金牌。如图所示是她在此次比赛中的场景，她在雪地上加速下滑的过程中（）A．重力势能不变 B．动能减小C．重力对她做了功 D．支持力对她做了功8、“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（）A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变9、手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）A．每次发声的时间间隔相等B．整个过程中乒乓球的机械能不变C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小D．乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同10、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、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______。2、如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能___________（选填“增大”“不变”“减小”），N___________比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P___________比N高（选填“可能”“不可能”）。3、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______W。4、嫦娥五号的返回器返回地球时如图所示，采用“打水漂”的方式，先从A点高速进入大气层然后反弹从B点跃出实现减速，然后再次从C点进入大气层实现着陆，完美避开“燃烧”的风险，从位置A到位置C的过程返回器质量不变。虚线下方为大气层，上方为真空，虚线与地面之间的高度相同。（1）返回器在A点的动能______B点的动能（选填“>”、“<”或“=”）；（2）返回器在B点的重力势能______C点的重力势能（选填“>”、“<”或“=”）；（3）返回器在A点的机械能______B点的机械能（选填“>”、“<”或“=”）。5、如图所示，某工人师傅用平行于斜面向上、大小为500N的推力，把木箱从长4m的斜面底端推到顶端用时10s，整个过程木箱的平均速度为________m/s，推力的平均功率为_________W。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、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_______？2、在某建筑工地有一块质量为43.2kg的长方体重物，竖立在水平地面上（如图甲所示），高1.6m，底面边长均为1.2m，（重物重心在几何中心位置，g取10N/kg）求：（1）重物所受重力的大小；（2）欲将重物沿着一条底边向右推倒，我们可将图甲简化为图乙所示的杠杆，请在图乙中画出最小推力的示意图，并求出最小推力的大小；（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为多少？3、如图所示，在科普节目《加油向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上，滑轮组将平衡板提升至一定高度后，两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点O。（g取10N/kg）（1）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组在25s内将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处。提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力F为6250N。求在此过程中：①滑轮组所做的有用功为多少？②拉力F的功率多大？滑轮组的机械效率为多少？（2）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左、右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC和BD之比为多少？4、如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。（g取10N/kg）求：（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；（2）动滑轮的重力；（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。5、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；(3)滑轮组的机械效率．四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、据《天工开物》记载，3000多年前，我们的祖先在弓的基础上，又研发了能从容瞄准目标击发的弩，如图甲所示。实践小组的同学们模拟弩的结构，把一橡皮筋纸卷根稍许绷紧的橡皮筋两端固定在卫生纸卷芯开口处两边，在纸卷芯内安装带凹槽的固定装置，制作了发射器，并用吸管代替弩箭，如图乙所示。利用这个自制发射器，同学们探究吸管飞行的距离与发射角度的关系。（1）同学们在吸管上每隔1cm标注记号，其目的是___________。（2）请你帮助小组同学设计记录实验数据的表格。()（3）结合弩的材料、结构特征，请你猜想吸管飞行的距离还跟自制发射器的什么因素有关？()2、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。实验次数钩码重量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%480.12.580%（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”）；（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______（填“高”或“低”）；（4）若每个滑轮的质量为100g，第三次实验中克服摩擦做的额外功为______J（不计绳重）。-参考答案-一、单选题1、B【详解】苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。2、A【详解】因为杠铃的质量相等，根据功的定义，举起杠铃的高度越高，所做的功就越多，甲比乙高，所以甲做的功大；两人举起杠铃所用时间相同，由功率定义可知，相同时间内所做的功越多，功率就越大，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。3、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。4、A【详解】A．实心球从B→C过程中，位置越来越高，速度越来越小，动能转化为重力势能，动能减小，故A正确；B．实心球做的是弧线运动，到达最高点C时，仍具有向右的速度，并没有处于静止状态，故B错误；C．实心球从B→C→D过程中，高度不断变化，重力对它做了功，故C错误；D．实心球从A→B过程中，受到重力的作用，改变了实心球的运动状态，故D错误。故选A。5、C【详解】A．拉力F的功率为故A不符合题意；B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为1min内物体移动的距离为故B不符合题意；C．物体与地面间的滑动摩擦力为1min内所做的有用功为故C符合题意；D．1min内所做的总功为该滑轮组的机械效率为故D不符合题意。故选C。6、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。7、C【详解】A．雪地上加速下滑的过程中，高度降低，故重力势能减小，故A不符合题意；B．加速下滑，速度变大，动能变大，故B不符合题意；C．她受到了重力，且在竖直方向上移动了距离，故重力对她做了功，故C符合题意；D．支持力的方向与运动的方向垂直，故支持力不做功，故D不符合题意。故选C。8、A【详解】返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。故选A。9、C【详解】A．由图可知，第1次碰撞的时间是1.12s，第2次碰撞的时间是1.58s，第3次碰撞的时间是2.00s，第4次碰撞的时间是2.40s，第5次碰撞的时间是2.78s，第1、2次时间间隔为0.4s，第2、3次时间间隔为0.42s，第3、4次时间间隔为0.4s，第4、5次时间间隔为0.38s，每次发声的时间间隔不相等，故A错误；BC．整个过程中乒乓球和空气摩擦，并且与台面碰撞，它的机械能减小，所以每次弹起时的动能减小，故B错误，C正确；D．由于乒乓球的机械能减小，乒乓球每次与台面碰撞转化的弹性势能减小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度不同，故D错误。故选C。10、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。二、填空题1、

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2、

减小

可能

不可能【详解】[1]球经台面反弹后上升的过程中，质量不变，速度变小，高度升高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。[2]球以一定速度从M点抛出，下降过程，重力势能转化为动能，动能增大；球接触台面的过程，动能转化为弹性势能及内能；反弹过程，弹性势能转化为动能，但此时的动能比接触台面时的动能小；上升过程，动能转化为重力势能，到达M点时，重力势能与下降时相同，动能一定比下降时的小，但不一定为0，那么球仍可向上升，直到速度为0，所以N可能比M高。[3]小球从N点下降时，初速度为0，与台面接触的过程，有部分机械能转化内能，则再次上升过程，速度为0时，高度小于N点。3、

50

5【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[2]功率为4、

>

=

>【详解】（1）[1]返回器由A点至B点速度减小，故返回器在A点的动能大于B点的动能。（2）[2]A、B、C三点的高度相同，质量不变，则重力势能相等，故返回器在B点的重力势能等于C点的重力势能。（3）[3]机械能等于物体动能和势能的总和，由于A点和B点重力势能相等，A点的动能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能。5、

0.4

200【详解】[1]木箱的平均速度[2]推力的平均功率三、计算题1、

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。2、（1）432N；（2）；129.6N；（3）86.4J【详解】解：（1）重物的重力（2）在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，使物体向右翻转时，物体右下端与地面的接触点C是支点，AC是最大动力臂，当推力作用在A点时，推力最小，如图所示：将重物看做以C为支点的杠杆，当力臂最长即为斜边长时，推力最小，推力F的力臂重力G的力臂为底边的一半根据杠杆的平衡条件可得，则最小推力（3）如图所示推倒重物过程中，重物重心上升的高度所以克服重力做的功答：（1）重物所受重力的大小是432N；（2）如上图所示，最小推力的大小是129.6N；（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为86.4J。3、（1）①；②2500W；80%；（2）9：11【详解】解：（1）①由题意可知，甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg，则甲、乙和平衡板的总重力是甲、乙和平衡板的总重力是，滑轮组在25s内将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，则根据可知，滑轮组所做的有用功是②由题意可知，平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，并从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，则绳端移动的距离是这个过程经历了25s的时间，根据可知，绳端移动的速度是绳端移动的速度是0.4m/s，拉力F为6250N，平衡板匀速提升，则绳端匀速移动，根据可知，拉力F的功率是拉力F的功率是2500W；由上述解析可知，滑轮组所做的有用功是，拉力F为6250N，绳端移动的距离是10m，那么滑轮组所做的总功是根据机械效率的公式，可知滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效率是80%。（2）由题意可知，当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡，平衡板可以看作是一个杠杆，甲的重力是乙的重力是根据杠杆的平衡条件可得代入数据解得；甲、乙两人缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件可得代入数据可得解得，两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。答：（1）①滑轮组所做的有用功为；②拉力F的功率是2500W；滑轮组的机械效率为80%；（2）两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。4、（1）2N；（2）2N；（3）1.2W【详解】解：（1）物体质量为2kg时，其重力G1=m1g=2kg×10N/kg=20N水平方向上受到的滑动摩擦力f1=0.1G1=0.1×20N=2N（2）不计绳重及滑轮间摩擦时，拉动2kg物体时，有解得，动滑轮的重力G动=2N（3）物体质量为10kg时，其重力G2=m2g=10kg×10N/kg=100N水平方向上受到的滑动摩擦力f2=0.1G2=0.1×100N=10N由图示知，滑轮组承重绳子为3根，不计绳重与滑轮间摩擦时有绳子端移动的速度v绳子=nv=3×0.1m/s=0.3m/s所以拉力F的功率答：（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力为2N；（2）动滑轮的重力为2N；（3）拉力F的功率为1.2W。5、(1)500J；(2)100W；(3)80%．【详解】（1）由图知，有两段绳子拉着动滑轮，即，不计绳重和摩擦时，拉力的大小为：，拉力做的功为：；（2）根据计算拉力的功率为：；（3）先求物体升高所做的有用功，再利用计算效率．有用功为：，滑轮组的机械效率为：．答：(1)拉力所做的功为500J；(2)拉力的功率为100W；(3)滑