难点详解沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题测评试卷(含答案详解)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题测评考试时间：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、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2000J3、下列四幅图中，力有对物体做功的是（）A．推车未推动 B．提着滑板水平前行C．搬石未搬起 D．用绳子提升物体4、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5、中国开展月球探测工程，命名为“嫦娥工程”，中国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”三步走，“嫦娥五号”月球探测器从月球土壤中取样，再返回地球，标志中国“嫦娥工程”取得伟大的胜利。关于“嫦娥五号”月球探测器下列说法正确的是（）A．“嫦娥五号”从地面升空过程中重力势能增大，机械能不变B．“嫦娥五号”匀速环绕月球时，受到平衡力的作用C．“嫦娥五号”携带的着陆器可以通过降落伞减速着陆在月球表面D．从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，产生一个向前的力，离开月球表面根据的是物体间力的作用是相互的6、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7、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）A． B．C． D．8、用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有A．增加物体被提升的高度B．增大动滑轮的重力C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数D．增加物体的重力9、物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是（）A．该物块在CD段的惯性比AB段大B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5C．拉力F在AB段所做的功为20JD．拉力F在CD段做功的功率为10W10、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、2021年12月28日，扬州城市快速路内环全线通车。某市民将上班过程的汽车行驶信息列于表中，他开车走快速路上班的优点是除节省时间外还节省___________。汽车下高架时减速行驶，其动能___________，机械能___________。行驶里程行驶时间油耗不走快速路9.1km30min9.0L/100km走快速路14.0km20min5.5L/100km2、如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。3、“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。4、跳伞运动员在空中匀速下落时，其动能______；扫地车匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）5、如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力。将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______（选填“省力”或“省功”）。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约4万名建设者，仅用10天左右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度”。如图所示，工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件，用力F拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度v=0.5m/s，经t=20s将工件送到目的地。已知工件的质量m1=600kg，与轨道的接触面积S=1.2m2，运动过程中所受阻力f是重力的k=0.2倍；若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率η=96%，取g=10N/kg。求：（1）工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p；（2）工人拉力F做功的功率P；（3）动滑轮的质量m。2、济南市环保部门为了保持城市的清洁，定期使用洒水车对主干道洒水保洁。已知洒水车自身的质量为500kg，满载时可以装水10m3，某日清晨，洒水车满载时在马路上匀速行驶，2min内行驶了1200m，已知洒水车满载行驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，g取10N/kg。求上述过程中：（1）洒水车满载时所装水的质量是多少？（2）牵引力对洒水车做了多少功？（3）牵引力对洒水车做功的功率是多少？3、平直高速公路上一辆汽车以30m/s的速度行驶，汽车的质量为1t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍。求：（1）1分钟内，汽车运动的路程为多少m；（2）汽车在1分钟内牵引力做的功。4、如图所示，用滑轮组将重为G＝1800N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W，金属块浸没在水中时被匀速提起的速度为v1＝0.8m/s，金属块的密度为8×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）金属块未露出水面以前的机械效率η；（2）金属块被提出水面后匀速上升的速度v2（计算结果保留两位小数）。5、如图是我省江淮汽车集团推出的一款新型汽车，总质量为1.8×103kg，在性能测试中，沿平直公路匀速直线行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重的0.02倍，在180s的测试时间内汽车匀速行驶了1800m。求：（1）测试过程中汽车受到的牵引力大小；（2）此过程中汽车牵引力做功的功率。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______（选填“同一”或“不同”）位置由静止释放；（2）分析图中小车运动情况可知，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越______，由此推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上______，说明运动的物体______力来维持（选填“需要”、“不需要”）；（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：______（选填“需要”或“不需要”）；（4）不考虑空气阻力，三次实验中小车克服摩擦力所做的功______（选填“相等”或“不相等”），在小车凹槽中放入质量不同的砝码，从同一斜面的同一高度处由静止释放，撞击放置在水平面上的同一位置处的木块，可探究物体的______大小与质量的关系。2、小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N机械效率η11.00.10.566.7%21.50.10.771.4%32.00.10.8（1）实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计；（2）第3次实验的机械效率为______%；（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采用的措施是______物重（填“增大”或“减小”）；（4）在一次测量中，小华斜向上拉弹簧测力计，其他条件不变，这个滑轮组的机械效率将______（填“变大”“变小”或“不变”）。-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、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。3、D【详解】A．推车未推动，有力但是没有距离，劳而无功，故A不符合题意；B．提着滑板水平前行，力与物体运动距离垂直，垂直无功，故B不符合题意；C．搬石未搬起，有力但是没有距离，劳而无功，故C不符合题意；D．用绳子提升物体，有力作用在物体上，并且在力的方向上移动了距离，故这个力做了功，故D符合题意。故选D。4、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。5、D【详解】A．“嫦娥五号”从地面升空过程中，质量不变，速度和高度都增大，因此动能和重力势能都增大，机械能变大，故A错误；B．“嫦娥五号”匀速环绕月球时，速度方向不断发生改变，是非平衡状态，受到的力不是平衡力，故B错误；C．由于月球上处于真空状态，没有空气，降落伞起不到作用，因此“嫦娥五号”携带的着陆器不可以通过降落伞减速着陆在月球表面，而是通过自身推进器的反推力着陆在月球表面，故C错误；D．从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，同时高压气流也会对探测器产生一个向前的力，离开月球表面正是利用了物体间力的作用是相互的，故D正确。故选D。6、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。7、B【详解】A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。8、D忽略绳重及摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%进行解答．【详解】忽略绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为：η=×100%=×100%=×100%=×100%A.由表达式可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，故A错误；B.由表达式可知,增大动滑轮的重力G动,变大，滑轮组的机械效率变小，故B错误；C.由表达式可知，滑轮组的机械效率与承担重物的绳子的段数无关，故C错误；D.由表达式可知,增加物体的重力G,变小，滑轮组的机械效率变大，故D正确．故选D.9、D【详解】A．惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；B．由题知，物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2，故B错误；C．物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C错误；D．物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正确。故选D。10、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．二、填空题1、

汽油

减小

减小【详解】[1]不走快速路的油耗为走快速路的油耗为故开车走快速路上班的优点是除节省时间外还节省汽油。[2]汽车下高架时减速行驶，速度变小，质量不变，故动能变小。[3]下高架，高度减小，则重力势能减小，动能也减小，故汽车的机械能减小。2、

600

25【详解】[1]刘利同学对物体做的总功为[2]刘利同学对物体做的有用功为刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力3、

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）。4、

不变

增大【详解】[1]跳伞运动员在空中匀速下落时，由于速度和质量不变，故其动能不变。[2]扫地车在平直的路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，由于车的质量变大，速度不变，故扫地车的动能增大。5、

3×103

75%

省力【详解】[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此[2]总功等于推力做的功，因此所以，机械效率为[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。三、计算题1、(1)5000Pa；(2)625W；(3)5kg【详解】解：(1)工件在轨道上匀速前进时，对轨道的压力F压=GM=m1g=600kg×10N/kg=6000N对轨道的压强(2)运动过程中所受的阻力f=0.2GM=0.2×6000N=1200N由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2则滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=96%解得F=625N绳端移动的速度v绳=nv=2×0.5m/s=1m/s则拉力的功率P===Fv绳=625N×1m/s=625W(3)不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，由F＝(f+G动)可得，动滑轮的重力G动=nF-f=2×625N-1200N=50N由G=mg可得，动滑轮的质量m===5kg答：(1)工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p为5000Pa；(2)工人拉力F做功的功率P为625W；(3)动滑轮的质量m为5kg。2、（1）1×104kg；（2）1.26×107J；（3）1.05×105W【详解】解：（1）洒水车满载时所装水的质量m水=ρ水V水=1×103kg/m3×10m3=1×104kg（2）载满水时总质量m总=m车+m水=500kg+1×104kg=1.05×104kg总重力G总=m总g=1.05×104kg×10N/kg=1.05×105N洒水车满载行驶时的牵引力F=0.1G总=0.1×1.05×105N=1.05×104N牵引力做功W=Fs=1.05×104N×1200m=1.26×107J（3）牵引力对洒水车做功的功率答：（1）洒水车满载时所装水的质量是1×104kg；（2）牵引力对洒水车做了1.26×107J的功；（3）牵引力对洒水车做功的功率是1.05×105W。3、（1）1800m；（2）5.4×106J【详解】解：（1）根据可知，汽车在1分钟内运动的路程s=vt=30m/s×60s=1800m（2）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，则牵引力F牵=f=0.3G=0.3mg=0.3×1×103kg×10N/kg=3000N汽车在1分钟内牵引力做的功W=F牵s=3000N×1800m=5.4×106J答：（1）1分钟内，汽车运动的路程为1800m；（2）汽车在1分钟内牵引力做的功为5.4×106J。4、（1）75%；（2）0.72m/s【详解】解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的段数为3，绳自由端移动速度为物体上升速度的三倍，绳自由端移动距离是物体上升高度的三倍。由公式P＝Fv可得，绳自由端拉力由于该金属块重1800N，故该物体的质量为该金属块密度为8×103kg/m3，则该金属块的体积为则该金属块未露出水面受到的浮力为则金属块未露出水面以前的机械效率为（2）已知金属块未露出水面时，绳自由端拉力、金属块重力、金属块受到的浮力、连接动滑轮绳子段数，则可求得动滑轮重为金属块离开水面后绳自由端拉力为由公式P＝Fv可得，金属块离开水面后绳自由端的移动速度为则物体被提出水面后的上升速度为答：（1）金属块未露出水面以前的机械效率为75%；（2）金属块被提出水面后匀速上升的速度为0.72m/s。5、（1）360N；（2）3600W【详解】解：（1）因为汽车匀速行驶，所以汽车所受的牵引力与汽车所受的阻力是一对平衡力，即F牵=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.8×103kg×10N/kg=360N（2）在此过程中汽车牵引力做的功W=F牵s=360N×18