2022年沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节训练练习题(含答案解析)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节训练考试时间：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、如图所示，利用滑轮组将重为的物体在内匀速提升，已知拉力为，若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）A．绳端移动的速度为 B．动滑轮重力为C．拉力做功的功率为 D．滑轮组的机械效率为80%2、2022年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌。如图所示，是他在比赛中的情景。下列对他加速下滑过程分析正确的是（）A．运动状态始终保持不变 B．相对于地面他是静止的C．高度下降重力势能减小 D．受到惯性作用持续下滑3、2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会。图甲是2022年北京冬奥会会徽：它以汉字冬为灵感来源，运用中国书法艺术形态来展现出滑雪运动员的英姿。图乙是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场地比赛的图片，关于比赛过程中的能量变化，其中叙述正确的是（）A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中机械能逐渐增大C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中动能越来越小D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中重力势能越来越小4、如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（）A．观光屋上升时重力势能增加、动能减小B．观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动C．由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变D．摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力5、如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则（）A．经过10s建筑材料被提升4m B．工人对绳子的拉力为300NC．经过10s工人做的有用功为2280J D．此过程中该滑轮组的机械效率为90%6、在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重，在绳子自由端用的拉力把货物匀速提高，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是（）A．； B．；C．； D．；7、如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）A．小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能B．小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用C．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小D．小球在B点时受到平衡力的作用8、如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（）A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆B．增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小C．物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103JD．物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J9、在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（）A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小10、如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，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，则小球（）A．运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C．从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大D．从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小第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、某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为______N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。2、如图所示，用滑轮组将重力为540N的重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，则滑轮组的机械效率为___________，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是___________。（答出一条即可）3、如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图，若绳重和摩擦力不计，则动滑轮为______N，图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______，该滑轮组提升此重物时的机械效率为______。4、如图所示滑轮组提升重物（不计绳重和摩擦），重600N的物体在10s内匀速上升1m。已知拉绳子的力F为400N，则在这一过程中做的有用功______J，滑轮组的机械效率是______，拉力的功率为______W。若利用该装置提升重为1000N的物体，则该滑轮组机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。5、如图所示，小球从A处落下，在B处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到D处停下，其中C点为BD之间的中点，此过程中斜面对小球的支持力______（选填“有”或“没有”）做功，BC段木块受到的摩擦力功率为P1，CD段木块受到的摩擦力功率为P2，大小关系是P1______P2（选填“＜”“＝”或“＞”）。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。2、如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g=10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：（1）小华的拉力是多少？（2）小华拉力的功率是多少？（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？3、工人师傅用如图所示的装置把质量为60kg物体以0.1m/s的速度匀速提升20s。已知拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：（1）绳子自由端移动的距离；（2）工人师傅匀速拉动绳子的功率；（3）滑轮组的机械效率。4、如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：（1）工人对物体做的有用功；（2）拉力F做功的功率；（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。5、如图所示，用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。已知斜面长s=10m，高h=4m。求：（1）运动过程中所做的有用功；（2）斜面的机械效率；（3）推力F大小。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、探究利用动滑轮提升重物，“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力是否有关？”的实验时，小明选用带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：①用调好的弹簧测力计分别测出对一个钩码的拉力、一个动滑轮所受的重力，分别用T、表示。如图所示组装实验器材，用弹簧测力计___________拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h，并把测量数据记录在表格中；②用弹簧测力计测出另一动滑轮所受重力G动，保证__________不变，仿照步骤①分别测量对应的T、G动、F、s、h，并把测量数据记录在表格中；（2）利用公式，计算两次实验动滑轮的机械效率η，由η1_______η2（选填“=”或“≠”），可以得出“动滑轮的机械效率跟动滑轮所受重力有关”。2、如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面由静止开始滚下，撞击木块。（1）该实验是通过观察木块移动的距离来判断______（选填“钢球”或“木块”）动能的大小；（2）利用如图所示的实验情景，可以得到的结论是：______；（3）在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，要继续完成此实验，下列措施中可行的是：______（选填序号）；①换质量更大的木块；

②降低第二次钢球的高度；③换质量更大的钢球；

④换质量更小的钢球；（4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功______（选填“相等”或“不相等”）。小车在毛巾和玻璃表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1______P2；（选填“＞”或“＝”或“＜”）（5）小明同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案：实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；关于小明的实验方案，______。（填序号）A．只有实验方案一可行

B．只有实验方案二可行C．两个实验方案均可行

D．两个实验方案均不可行-参考答案-一、单选题1、D【详解】A．由图可知，有两段绳子吊着动滑轮，即n=2。绳端移动的距离为s=nh=2×3m=6m绳端移动的速度为故A错误；

B．忽略绳子的重力和摩擦的情况下则由于n=2，则

故B错误；C．拉力做功为拉力做功的功率为故C错误；

D．克服物体的重力做的有用功为滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。2、C【详解】A．他加速下滑过程，速度变大，所以运动状态发生改变，故A错误；B．相对于地面他的位置在不断改变，所以相对于地面他是运动的，故B错误；C．下滑过程中他的高度减小，则重力势能减小，故C正确；D．惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。故选C。3、D【详解】A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点的过程中，动能转化为重力势能，所以在最高点时，动能最小，故A错误；B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中需克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，故B错误；C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中，速度越来越大，质量不变，所以动能越来越大，故C错误；D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中，高度越来越低，质量不变，所以重力势能越来越小，故D正确。故选D。4、D【详解】A．观光屋上升时，速度大小不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大；故A不正确；B．观光屋上升到最高点，依然是匀速运动状态；突然所有外力消失，由于惯性，观光屋会做匀速直线运动，故B不正确；C．匀速圆周运动，运动的方向一直在发生改变，所以人的运动状态也一直在改变，故C不正确；D．摩天轮静止时，观光屋在缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力的作用下处于平衡状态，所以缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力是一对平衡力，故D正确。故选D。5、B【详解】A．两根绳子分担动滑轮重，故建筑材料移动的速度为经过10s建筑材料被提升故A错误；B．工人对绳子的拉力为故B正确；C．经过10s工人做的有用功为故C错误；D．此过程中该滑轮组的机械效率为故D错误。故选B。6、C【详解】AB．如图所示，两段绳子分担动滑轮和物重，故重物重故AB不符合题意；CD．不计绳重和摩擦力，故滑轮组的机械效率是故C符合题意；D不符合题意。故选C。7、A【详解】AB．小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误；C．小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误；D．小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。故选A。8、B【详解】A．由图可知，起重机的吊臂可以视为支点在O点，力臂分别为OA、OB的杠杆，故A正确，不符合题意；B．滑轮组的机械效率增加起吊物体的质量时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值变大，则滑轮组的机械效率变大，故B错误，符合题意；C．物体上升2m，滑轮组所做有用功W有=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J故C正确，不符合题意；D．滑轮组所做总功故D正确，不符合题意。故选B。9、D【详解】A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。故选D。10、D【详解】A．不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A不符合题意；B．小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B不符合题意；CD．不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故D符合题意；C不符合题意。故选D。二、填空题1、

10

增大【详解】[1]原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为11cm-10cm=1cm因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为11.5cm-10cm=1.5cm那么弹簧的弹力大小为FB=1.5×20N=30N在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为F合=FB-G=30N-20N=10N[2]由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。2、

90%

增加重物的重力【详解】[1]由图示知，滑轮组承重绳子为3根，重物提升2m，绳子端移动的距离s=3h=3×2m=6m滑轮组的机械效率[2]要提高滑轮组的机械效率，可增加提升重物的重力，此时，提升重物所做的有用功增大，机械效率增大。3、

45

功

70%【详解】[1]物体在5s内的移动距离s=3m，连接动滑轮的绳子段数n=3，则物体及动滑轮移动的距离绳重和摩擦力不计，物体被匀速提起，则可列出得出动滑轮受重力[2]图乙中的阴影面积为Fs，而功W=Fs，故图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功。[3]机械效率是机械做的有用功和无用功之比，则该滑轮组提升重物时的机械效率4、

600

75%

80

变大【详解】[1]这一过程中做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J[2]由图可知，n=2，则绳端移动的距离s=nh=2×1m=2m拉力做的总功W总=Fs=400N×2m=800J滑轮组的机械效率[3]拉力的功率[4]不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率为用该装置提升重为1000N的物体，则提升物体的重力增大，动滑轮重不变，由上式可知，滑轮组的机械效率将变大。5、

没有

＞【详解】[1]由于支持力与小球运动的方向是垂直的，故支持力没有做功。[2]BC和CD段的压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力不变，BC段速度大于CD段速度，由P＝＝Fv可知，BC段木块受到的摩擦力功率为P1大于CD段的木块受到的摩擦力功率P2。三、计算题1、（1）144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平【详解】解：（1）由知道，展品的重力把此产品抬上展台做的功为W=Gh=120N×1.2m=144J（2）由知道，展品的台面的压强展品对展台的压强小于展台所能承受的压强，所以，台面会不会被压坏。（3）利用水平仪检测平面是否水平。答：（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做功144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平。2、（1）100N；（2）30W；（3）90%【详解】解：（1）由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小华的拉力（2）绳子自由端移动的距离s=6h=6×50cm=300cm=3m拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J拉力的功率（3）小华做的有用功滑轮组的机械效率答：（1）小华的拉力是100N；（2）小华拉力的功率是30W；（3）此过程中滑轮组的机械效率是90%。3、（1）4m；（2）80W；（3）75%【详解】解：（1）从图中可知，提升重物绳子的股数为n=2，绳子自由端移动的距离s=nvt=2×0.1m/s×20s=4m（2）拉力F功率（3）滑轮组的机械效率答：（1）绳子自由端移动的距离为4m；（2）工人师傅匀速拉动绳子的功率为80W；（3）滑轮组的机械效率为75%。4、（1）800J；（2）100W；（3）90%【详解】解：（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J（2）拉力F移动的距离s=2h=2×2m=4m拉力F所做的总功W总=Fs=250N×4m=1000J拉力做功的功率（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功所做的总功由知道，此滑轮组的机械效率答：（1）工人对物体做的有用功800J；（2）拉力F做功的功率100W；（3）将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率90%。5、（1）400J；（2）80%；（3）50N【详解】（1）运动过程中所做的有用功即为克服重力做的功，即（2）做的总功为则斜面的机械效率为（3）根据功的计算公式可知推力F大小为答：（1）运动过程中所做的有用功为400J；（2）斜面的机械效率为80%；（3）推力F大小为50N。四、实验探究1、

竖直向上匀速

钩码所受重力

≠【详解】（1）①[1]用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，此时系统处