重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专项攻克试题

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专项攻克考试时间：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，用一平行于斜面向上的力将质量为80kg的木箱从2m长的斜面底端匀速拉到顶端（可以把木箱看作质点），斜面的倾斜角为30°，木箱受到的摩擦力是木箱重力力的0.1倍，则下列说法正确的是（）A．木箱克服摩擦力做功80J B．拉力大小为480NC．斜面的机械效率80% D．拉力做功为880J2、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、如图所示，勤劳的工人借用滑轮匀速提升重物，这样做（）A．省力，同时可以省功B．省力，但降低了做功效率C．既省力，也改变施力的方向D．既不省力，也不改变施力的方向4、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（）A．两车所做功之比是2:1B．两车所做功之比是1:1C．两车所受牵引力之比是2:1D．两车速度之比是1:25、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（）A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲、乙两车的重力势能相等C．经过8秒，甲、乙两车相距10米 D．运动10米，甲车比乙车少用4秒6、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7、由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（）A．M是动滑轮B．拉力F=2GC．拉力F做的功为3FhD．拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同8、如图所示，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（）A．适当减小木箱重力 B．增大木箱上升高度C．增大提升木箱的速度 D．换用质量较小的动滑轮9、在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（）A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．始终不变10、在图所示的四种情景中，人对物体做功的是（）A．运动员举着杠铃不动 B．工人推汽车，车没动C．人将箱子从地面搬起来 D．大力士顶住轮胎不动第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、小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。2、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。3、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。4、立定跳远是河南省中考体育项目之一。如图甲所示，是小宇进行立定跳远测试时的情景，若小宇的体重为50kg，每只脚与地面的接触面积为，他从起跳到最高点的过程中，用时0.5s，立定跳远时的相关数据如图乙所示（图中虚线表示小宇的运动轨迹，A、O、B表示重心的位置，，，）。求：（1）小宇起跳后仍能继续向前运动，是因为他具有__________，地球自西向东自转，他向西跳远_________（选填“能”或“不能”）跳的更远，在腾空跳到最高点位置时，是否处于平衡状态？__________（选填“是”或“否”）；（2）小宇双脚站立时对水平地面的压强__________；（3）小宇克服重力做功的功率__________。5、2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用，一款智能送餐机器人的重力是，如果机器人在水平路面上以的速度沿直线匀速运动，它所受到的阻力为。机器人的重力做功___________，牵引力对机器人做功___________。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、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。2、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。3、如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（）4、用如图所示滑轮组提升重为240N物体，已知物体在10s内匀速上升3m，拉力F的功率是90W，求：（1）滑轮组的机械效率η；（2）拉力F的大小。5、某工人利用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，物体在18s内匀速上升了3m，绳子末端的拉力为400N，不计绳重和摩擦，求：（1）工人做功的总功率；（2）动滑轮的重力；

（3）若用此滑轮组匀速吊起另一物体时，该滑轮组的机械效率达到80%，求此时工人所用的拉力。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图甲、乙所示，实验数据记录如下：实验次数物体重力/N提升高度/m拉力/N绳端移动的距离/m机械效率η130.12.00.350%260.1①0.3②（1）实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计，使物体升高；（2）图乙中弹簧测力计的示数为______N，表格中②处数据应为______%；（3）如图丙所示，将滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。2、在探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验中，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。实验次数钩码重力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120.11.20.3220.21.20.6340.11.90.3440.11.30.5（1）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计；（2）分析表中数据可知，第4次实验是用图______所示装置来完成的；（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度_______（选填“有关”或“无关”）；（4）通过比较__两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率_____（选填“越高”、“越低”或“不变”）。-参考答案-一、单选题1、B【详解】A．木箱的质量为80kg，则木箱的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N则摩擦力的大小f=0.1×800N=80N木箱从底端匀速运动到顶端，克服摩擦力做的功Wf=fs=80N×2m=160J故A错误；BD．木箱长为2m，斜面的倾斜角为30°，则斜面的高度木箱从底端匀速运动到顶端，有用功为W有=Gh=800N×1m=800J拉力做的功W总=W有+Wf=800J+160J=960J故D错误；则拉力大小故B正确；C．斜面的机械效率故C错误。故选B。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、B【详解】动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，使用任何机械都不能省功，在提升重物时还要提升动滑轮，做一部分额外功，所以省了力但降低了做功效率，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4、B【详解】AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为故C错误；D．由可得故D错误。故选B。5、D【详解】由图可知，甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度A．动能与质量和速度有关，甲车的速度大于乙车的速度，由于甲乙两车的质量未知，甲车的动能不一定大于乙车的动能，故A不符合题意；B．重力势能与质量和高度有关，由于甲乙两车的质量和高度未知，甲、乙两车的重力势能不一定相等，故B不符合题意；C．甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙两车的运动方向相反，则此时甲车与乙车相距20m+10m=30m故C不符合题意；D．运动10米，甲车的时间是4s，乙车的时间是8s，甲车比乙车少用4s，故D符合题意。故选D。6、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。7、B【详解】A．在拉力F的作用下，N会随着拉力一起移动，M不动，所以M是定滑轮，N是动滑轮，故A错误；B．由于N是动滑轮，且n=2，不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦，拉力为F=2G故B正确；C．拉力F做的功为故C错误；D．配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍，故D错误。故选B。8、D【详解】A．由公式可知，减小木箱的重力，在提升相同的高度时，有用功会减小，而额外功不变，所以有用功所占总功的比值会减小，所以机械效率会减小，故A不符合题意；BC．由公式可知，机械效率的大小与物体上升的高度和物体上升的速度无关，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改变机械效率，故BC不符合题意；D．由公式可知，换用质量较小的动滑轮，在提升相同高度时，额外功会减少，而有用功不变，所以有用功占总功的比值会增大，所以机械效率会增大，故D符合题意。故选D。9、D影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。【详解】在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。【点睛】掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。10、C【详解】A．运动员举着杠铃不动，有力没有距离，故人不做功，故A不符合题意；B．工人推汽车，车没动，有力但是没有距离，不做功，故B不符合题意；C．人将箱子从地面搬起来，有力，并且在力的方向上移动距离，故人做了功，故C符合题意；D．大力士顶住轮胎不动，有力但是没有距离，不做功，故D不符合题意。故选C。二、填空题1、

360

24【详解】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率2、

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。3、

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4、

惯性

不能

否

【详解】（1）[1]小宇起跳后仍能继续向前运动，是因为他具有保持原来运动状态的性质，即惯性。[2]地球自西向东自转，他向西跳远不能跳的更远，因为小宇有随地球一起向东运动的惯性，他无论向哪个方向跳，都不会因为地球的转动跳的更远。[3]在腾空跳到最高点位置时，小宇只受重力作用，小宇不是处于平衡状态。（2）[4]小宇双脚站立时对水平地面的压强（3）[5]由图可知CD=AD,小宇重心升高的高度小宇克服重力做功的功率5、

0

3000【详解】[1]重力的方向是竖直向下的，机器人在水平路面上运动，没有在重力的方向上通过一定的距离，重力没有做功，即重力做功为零。[2]机器人匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力F=f=60N牵引力对机器人做功W=Fs=60N×50m=3000J三、计算题1、(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。2、（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。3、（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）【详解】解：（1）物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据可知，其对地面的压强其对地面的压强是4000Pa。（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作用，则滑轮组对物体A的拉力滑轮组对物体A的拉力是3350N；根据得动滑轮的重力提升重物过程中所做有用功提升重物过程中所做的额外功滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率约是88.5%。（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率，由得，物体B未接触水面前绳端的拉力由可得，物体B的重力又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力物体B在水中所受浮力根据可知，物体B的体积由得，物体B的质量再根据可知物体B的密度物体B的密度是。答：（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；（2）此时整个机械的机械效率约是88.5%；（3）物体B的密度是。4、（1）80%；（2）100N【详解】解：（1）提升物体做的有用功W有=Gh=240N×3m=720J由功率公式可得，拉力所做的总功W总=Pt=90W×10s=900J滑轮组的机械效率（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3则绳端移动的距离s=nh=3×3m=9m由W＝Fs可得，拉力答：（1）滑轮组的机械效率为80%；（2）拉力F的大小为100N。5、（1）200W；（2）300N；（3）500N【详解】解：（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m使用滑轮组做的总功W总=Fs=400N×9m=3600J工人做功的总功率（2）不计绳重和摩擦力，绳子自由端的拉力则动滑轮的