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综合测评试卷(详解版)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合测评考试时间：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、如图，用大小相等的拉力F，分别沿竖直方向和水平方向拉物体，物体的运动方向始终和拉力方向保持一致。已知运动时间tab>tcd，运动距离sab=scd，比较（a）（b）两种情况下拉力所做的功和功率（）A．ab段做的功较多B．ab段和cd段做的功一样多C．ab段功率较大D．ab段和cd段功率一样大2、关于功和机械能及其转化，下列说法正确的是（）A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大C．电梯匀速上升过程中，电梯的动能转化为重力势能D．功率越大，做功越多3、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2000J4、在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．她从a点运动到c点的过程中，其惯性不断变小B．她从b点运动到c点，其动能减小且机械能也减小C．她从a点向b点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能D．她在d点和e点的动能为零，且在d点和e点她的机械能相等5、如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于水平地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力。则下列分析正确的是（）A．小球运动至最高点时，受平衡力作用B．小球被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能D．从A点向上运动到O点的过程中，小球所受重力的功率先减小后增大6、体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（

）A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大7、小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼．假设他上楼的速度相同，则这两种方法中A．第一种所做的总功多一些 B．第二种对书做的功多一些C．第一种搬书的功率大一些 D．第二种搬书的效率大一些8、如图所示，将小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长状态。现将小球推至A点，松手后小球在AB间运动。（不考虑空气阻力）下列说法正确的是（）。A．小球在O点时，受到弹簧向右的弹力 B．小球在O点时，动能最大C．小球在B点时，动能最大 D．小球的机械能越来越小，最终会停下来9、在2022年北京冬奥会自由式滑雪比赛中，我国运动员谷爱凌获得冠军，她在雪道上自由下滑的过程中，如果不计雪道阻力和空气阻力，下列说法中正确的是（）A．动能不变，重力势能不变，机械能不变B．动能增大，重力势能增大，机械能不变C．动能增大，重力势能减少，机械能不变D．动能减少，重力势能减少，机械能减少10、为迎接2022年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（）A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力第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、“歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能______，重力势能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的______能转化为小球的______能。2、2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送人天和核心舱，中国空间站有人长期驻留的时代到来。发射时火箭周围产生大量“白气”，这是__________现象（填一种物态变化名称）；飞船加速升空时（忽略飞船质量的变化），机械能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。3、2021年8月5日，中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军，如图甲所示，在下落过程中忽略空气阻力，她的重力势能转化为___________能。2022年2月16日、中国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，如图乙所示，他离开大跳台后由于___________，仍能在空中继续“飞行”。4、如图所示，是一个回转“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，在速度越来越慢的过程中______转化为______能，而后它______自动滚回来（选填“能”或“不能”）。5、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“=”）。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、用平行于斜面、大小为800N的拉力把质量为100kg的物体沿斜面从A点匀速拉至B点，用时20s，g=10N/kg。求：（1）物体的重力；（2）拉力对物体所做的功和功率；（3）物体的运动速度；（4）画出此过程物体的s-t图。2、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_______？3、质量为2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。v-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g=10N/kg）求：(1)全程中汽车的所受阻力大小；(2)整个过程中发动机做的功；(3)汽车的最大速度v最大。4、如图甲所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA∶OB=3∶5，细绳BC能承受的最大拉力为2000N。重600N的工人用完全相同的两个滑轮绕成的滑轮组提升货物，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示。（不计支架和细绳的重力，不计滑轮组的摩擦和绳重，g=10N/kg）求：（1）动滑轮的重力；（2）当工人用400N的力在5s内匀速提升货物，货物升高了2m，工人的功率多大？（3）通过计算说明，此工人用上面的装置能否提起1000N的货物？5、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？四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、如图甲所示是小磊测动滑轮的机械效率的示意图，他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码和10g动滑轮从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据小磊做的实验完成下列问题：（1）在实验过程中，小磊应_______、________拉动弹簧测力计；（2）弹簧测力计的示数是________N；（3）滑轮组的机械效率为：_______（保留3位有效数字）2、六一儿童节前夕，小明妹妹所在的幼儿园将要举办“亲子滑草”比赛，比赛须知如图所示。为了赢得比赛，他们全家进行了讨论。小明认为：高度一定，越陡的坡用时应越短，要选择最陡的坡；妈妈认为：体重越大，滑行用时越少，应让体重最大的爸爸和妹妹参加。请你选择小明或小明妈妈的观点设计一个实验进行探究，为优化参赛方案提供建议。答案一：选择小明的观点设计实验（1）实验器材：___________（2）实验步骤：______________________。（3）实验结论：______________________。答案二：选择妈妈的观点设计实验（1）实验器材：___________（2）实验步骤：______________________。（3）实验结论：___________-参考答案-一、单选题1、B【详解】AB．根据可知，拉力相同，在力的方向上移动的距离相同，故ab段和cd段做的功一样多，故A不符合题意；B符合题意；CD．可知，ab段和cd段做的功一样多，运动时间tab>tcd，故ab段功率较小，故CD不符合题意。故选B。2、B【详解】A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，方向不一致，所以吊车的拉力对重物没有做功，故A错误；B．卫星在大气层外运行，不受空气阻力，其机械能是守恒的，卫星从远地点运行到近地点过程中，质量不变，相对高度减小，所以重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B正确；C．电梯匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，高度增大，所以电梯的动能保持不变，重力势能增大，但是不是动能转化来的，故C错误；D．功率大，是做功快，不一定做功多，故D错误。故选B。3、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。4、B【详解】A．从a点到c点过程中，她的质量不变，所以惯性不变，惯性只与质量有关，故A错误；B．她从b点运动到c点，高度增大，所以重力势能增大，速度减小，动能一部分转化为重力势能，一部分转化为摩擦力做功，所以这个过程中，动能减小，机械能减小，故B正确；C．她从a点向b点运动的过程中，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，该过程中还需要克服摩擦力做功，一部分重力势能转化为摩擦力做功，故C错误；D．她在d点还具有速度，所以动能不为0，从d点到e点，克服摩擦力做功，所以机械能减小，故D错误。故选B。5、C【详解】A．小球脱离弹簧运动到最高点时，小球只受到重力的作用，所以不是受平衡力作用，故A说法错误；B．由于用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加上向下的压力，小球重力小于弹簧弹力，故B错误；C．从A点释放，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球离开弹簧继续运动，只受重力作用，动能转化为重力势能，到达最高点，小球只具有重力势能，因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒。故整个过程中，重力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故C正确；D．不计空气阻力，小球从A点向上运动到O点的过程中，小球的重力不变，但弹簧的弹性形变减小，弹力减小；在前一段时间内小球受到的弹力大于重力，小球向上做加速运动；在后一段时间内小球受到的弹力小于重力，小球向上做减速运动，即小球的速度先增大后减小，根据可知，小球所受重力的功率先增大后减小，故D错误。故选C。6、D【详解】铅球在空中下落时，其高度降低、速度不断增大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能不断向动能转化。故选D。7、C【详解】AB．这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次对书所做的有用功相等；第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，因此第二种所做的额外功大于第一种所做的额外功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功，故AB不符合题意；C．因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次，所以第二种所用时间长;两次搬书对书做的功相同，由P=可知P1>P2，故C符合题意；D．由η=×100%可知，η1>η2，故D不符合题意．8、B【详解】A．由图知，当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，没有发生弹性形变，弹簧没有弹力，故A错误；BC．若将小球推至A点，弹簧被压缩，发生弹性形变，产生弹力（推力），小球在推力作用下加速运动，当小球到O点时，弹簧处于自然伸长的状态，弹簧的推力为零，小球的速度达到最大，动能最大，过O点后弹簧被拉伸，对小球产生拉力，小球在拉力的作用下减速运动，到B点时速度为零，动能最小，故B正确，C错误；D．由于不考虑空气阻力且小球在光滑的水平面上滑动，只有弹力做功，所以机械能守恒，不会停下来。故D错误。故选B。9、C【详解】运动员在雪道上自由下滑时，不计雪道阻力和空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒。下滑过程，质量不变，速度变大，高度降低，所以动能增大，重力势能减少。故选C。10、A【详解】A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。故选A。二、填空题1、

变大

变小

弹性势

机械【详解】[1][2]当飞机在空中加速向下俯冲时，飞机的速度增大，则其动能增大；在向下俯冲的过程中，飞机高度不断减小，则其重力势能也不断减小。[3][4]由图可知，当松手时，弹簧由紧绷状态变成放松状态，其弹性势能减小；此时弹簧上的小球由静止变成运动状态，速度增大，则其动能增大，故小球被弹簧弹起，弹簧的弹性势能转化成小球的机械能（动能和重力势能）。2、

液化

增大【详解】[1]白气是小水珠，是水蒸气遇冷后变为的液态，是液化现象。[2]飞船加速升空时，速度变大，飞船的动能增大，高度增大，说明飞船的重力势能增大，故机械能增大。3、

动

惯性【详解】[1]全红婵在下落过程中忽略空气阻力，高度降低，质量不变，所以重力势能减小；而速度增大，质量不变，所以动能增大，故全红婵在下落过程中重力势能转化为动能。[2]齐广璞在离开大跳台时是运动的，由于惯性，他离开大跳台后仍保持原来的运动状态，在空中继续“飞行”。4、

动

弹性势

能【详解】[1][2][3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，故它在水平面上滚动的速度会越来越慢，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动。5、

>

=

>【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。三、计算题1、（1）1000N；（2）8000J；400W；（3）0.5m/s；（4）【详解】解：（1）物体的重力G=mg=100kg×10N/kg=1000N（2）拉力对物体所做的功W=Fs=800N×10m=8000J拉力对物体所做的功率（3）物体的运动速度（4）物体做匀速直线运动，图像如下：答：（1）物体的重力为1000N；（2）拉力对物体所做的功为8000J，功率为400W；（3）物体的运动速度为0.5m/s；（4）2、

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。3、(1)4×103N；(2)3.2×106J；(3)20m/s【详解】(1)全程中汽车的所受阻力f=0.2G=0.2mg=0.2×2×103kg×10N/kg=4×103N(2)由题意可知，整个过程中发动机的工作时间40s，且在这段时间内发动机的功率不变，由可得，整个过程中发动机做的功W=Pt=8×104W×40s=3.2×106J(3)因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车的牵引力F=f=4×103N由可得，汽车的最大速度答：(1)全程中汽车的所受阻力为4×103N；(2)整个过程中发动机做的功为3.2×106J；(3)汽车的最大速度为20m/s。4、（1）100N；（2）320W；（3）此工人用上面的装置不能提起1000N的货物，计算说明见解析【详解】解：（1）由图甲可知，该滑轮组的绳子承重段数n=2，由图乙可知，当物重为400N时，滑轮组的机械效率为80%，若不计滑轮组的绳重与摩擦，根据公式可得，动滑轮的重力为（2）由题意可得，绳子自由端移动的距离为s=nh=2×2m=4m所以拉力做功为W=Fs=400N×4m=1600J所以工人的功率为（3）由题意可知，当提升1000N的重物时，此时的拉力将滑轮组与重物看作一个整体，所以此时A点受到的拉力为FA=G+2G动+F拉=1000N+2×100N+550N=1750N将OAB视为一个杠杆，作OD垂直于BC，则OD为BC对支架的拉力FB的力臂，因为细绳与支架夹角为30°，所以又因为OA∶OB=3∶5所以FA的力臂，根据杠杆的平衡条件，可得出即可得所以此工人用上面的装置不能提起1000N的货物。答：（1）动滑轮的重力为100N。（2）工人的功率为320W。（3）此工人用上面的装置不能提起1000N的货物。5、（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。四、实验探究1、

匀速

竖直向上

1.2

【详解】（