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定向练习试卷(附答案详解)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向练习考试时间：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、在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（）A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变C．运动员的重力势能减小 D．运动员的动能转化为重力势能2、如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是（）A．F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P23、“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4、如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（）A．绳子自由端移动的距离是1m B．有用功为0.6JC．总功为5J D．该装置的机械效率为80%5、2022年5月20日，我市文化体育新地标一临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢。履带式起重机是该项工程的重要施工机械，施工现场的履带式起重机（）A．水平移动时其重力不做功 B．吊臂前端的定滑轮能省力C．粗糙的履带可以减小摩擦 D．宽大的履带可以增大压强6、一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资．该飞机在此过程中A．动能不变 B．动能减小C．重力势能不变 D．重力势能增大7、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8、下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（）A．功率大的机械做功一定快B．功率大的机械做功一定多C．机械做功少，机械效率一定低D．做有用功多的机械，机械效率一定高9、下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（）A．使小车向前运动了一段距离的推力B．搬石头但没有搬动，手对石头的力C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力10、2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球（）A．在B点时受力平衡B．在A、D两点动能可能相等C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化第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，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。2、如图所示，斜面长s=0.5m，高h=0.2m，用平行于斜面大小为的2.5N拉力，可以将重为5N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端。则该斜面的机械效率是______；斜面对物体摩擦力为______N。3、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）4、如图所示是一种小型千斤项的示意图，往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是______m/s，人做的功为______J，千斤项的效率是______%。5、在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上（水平支架固定不动），工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m，已知物体A重400N，该工人重600N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%，在该过程中，工人对水平面的压力为___________N，人对绳子拉力的功率为___________W。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、快递业务服务提升了生活质量。为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物流机器人完成最后三公里的快速智能配送，若空载时该物流机器人质量为600kg，在某平直道路上匀速行驶100s，牵引力做功为4.8×104J，已知机器人所受阻力是重力的0.02倍。当该物流机器人空载时，求：（1）匀速行驶时受到的牵引力；（2）匀速行驶时牵引力的功率；（3）匀速行驶时的速度。2、如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3，体积为0.01m3。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）合金块下表面距水面5m时，求合金块下表面所受水的压强。（2）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力。（3）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力及其功率。3、如图所示，是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油，奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3，1L=1dm3。（1）请通过计算判断奶奶说的话是否正确；（1千克等于2斤）；（2）该同学提着这桶油在水平路面上走了10m，求此过程中拉力对油做的功；（3）该同学提油时感觉到很勒手，请你提出一种解决该问题的方法，并简述其中所运用的物理知识。4、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？5、重量为600N的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，问：（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；（2）动滑轮受到的重力；（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、小华用图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/cm拉力F/N机械效率η/%12101.023101.471.436102.580.0（1）实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计；（2）第一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，可以采取的措施是______；（4）小华用该滑轮组再次匀速提高同样多的钩码，但钩码上升的高度比原来高，则该滑轮组的机械效率将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。2、兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：（1）提出问题：汽车的动能大小跟什么因素有关？（2）猜想假设：由“十次车祸九次快”可猜想汽车的动能可能跟_____有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想汽车的动能可能跟_____有关；（3）进行实验：他们做了如图所示的三次实验，用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，撞击到水平面上同一位置的相同物块，将物块撞出一段距离（已知s1＞s2＞s3）。物块被撞击得越远，说明_____（填序号）越大；A．金属球在斜槽上时的动能B．金属球撞击物块时的动能C．金属球撞击物块后的动能（4）分析论证：分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是_____；（5）实践应用：分析甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可用来解释汽车_____（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。-参考答案-一、单选题1、C【详解】A．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，速度变大，故其动能变大，故A错误；BC．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，高度降低，故其重力势能减小，故B错误，C正确；D．从陡坡加速下滑的过程，因运动员的重力势能减小，动能变大，故可知是运动员的重力势能转化为动能，故D错误。故选C。2、D【详解】AB．由图知，斜面AB的倾斜角度小于斜面AC，且分别拉动同一物体，所以物体沿AB运动时拉力F1较小，即F1＜F2故AB错误；CD．斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功，由W＝Gh可知，拉力做的功相同，即W1＝W2从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式可知，物体沿AB运动时拉力F1的功率较小，即P1＜P2，故C错误；D正确。答案D。3、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。4、D【详解】A．由图可知，承担物重的绳子段数为n=3，当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离是故A错误；B．有用功为故B错误；C．拉力做的总功为故C错误；D．该装置的机械效率为故D正确。故选D。5、A【详解】A．水平移动时其重力方向与移动方向垂直，重力不做功，故A符合题意；

B．吊臂前端的定滑轮是等臂杠杆，不能省力，故B不符合题意；C．粗糙的履带，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C不符合题意；

D．宽大的履带，增大了接触面积，可以减小压强，故D不符合题意。故选A。6、B【详解】一架飞机在高空中水平匀速飞行，高度不变．速度不变，向灾区投放救灾物资时，飞机的质量减小，所以飞机的动能和重力势能都减小，故B正确，ACD错误．7、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。8、A【详解】AB．功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值。所以，功率大的机械，做功快，但不一定多，故A正确，B错误；C．机械做功少，做功不一定慢，与机械效率无关，故C错误；D．由知道，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。故选A。9、A【详解】A．推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；B．搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。故选A。10、B【详解】A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、

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2、

80%

0.5【详解】[1]总功W总=Fs=2.5N×0.5m=1.25J有用功W有用=Gh=5N×0.2m=1J斜面的机械效率[2]由W总=W有用+W额外可得，额外功W额外=W总-W有用=1.25J-1J=0.25J由W额外=fs得，摩擦力3、

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。4、

0.04

100

80【详解】[1]由题知，2s时间内重物被匀速抬高h=8cm=0.08m所以重物上升的速度[2]所做的有用功W有=Gh=1000N×0.08m=80J人做的功是总功W总=Fs=100N×1m=100J[3]所以千斤顶的机械效率5、

350

100【详解】[1]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解得人对绳子的拉力F=250N，由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力，则地面对工人的支持力根据物体间力的作用是相互的，可知工人对水平面的压力F压=F支持=350N；[2]绳子自由端移动的距离拉力做的功则在5s内人对绳子拉力的功率三、计算题1、（1）120N；（2）480W；（3）4m/s【详解】解：（1）机器人匀速运动时所受的阻力f=0.02G=0.02mg=0.02×600kg×10N/kg=120N机器人匀速运动时所受的牵引力和阻力是平衡力，牵引力F=f=120N（2）机器人匀速行驶时牵引力的功率（3）由得机器人匀速行驶时的速度答：（1）匀速行驶时受到的牵引力是120N；（2）匀速行驶时牵引力的功率是480W；（3）匀速行驶时的速度是4m/s。2、（1）5×104Pa；（2）100N；（3）250N，200W【详解】解：（1）合金块下表面所受水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa（2）因为合金块完全浸没水中，所以合金块所受的浮力F浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N（3）合金块的质量m金=ρ合金V金=4×103kg/m3×0.01m3=40kg合金重力G金=m金g=40kg×10N/kg=400N完全露出水面后，人所用拉力绳子自由端移动的距离s=2h=2×2m=4m人的拉力做功W=Fs=250N×4m=1000J拉力的功率答：（1）合金块下表面所受水的压强为5×104Pa；（2）合金块受到的浮力为100N；（3）人的拉力为250N，其功率为200W。3、（1）不正确，计算过程见解析；（2）0；（3）见解析【详解】解：（1）由图可知，食用油的体积为V=5L=5dm3=5×10-3m3食用油的质量为m=ρV=0.92×103kg/m3×5×10-3m3=4.6kg4.6kg=4.6千克=9.2斤由于9.2斤<10斤，所以奶奶说的话是不正确的；（2）拉力的方向是竖直向上的，而该同学提着这桶油在水平路面上走了10m，油桶没有在拉力的方向上移动一段距离，所以此过程中拉力对油不做功，即做功为0。（3）该同学提油时感觉到很勒手，是由于压力一定，受力面积小，压强大的原因。要减小对手的压强，根据，在压力一定时，可以增大提手与手的接触面，比如可以将提手做的宽大些、抱着油桶行走等。4、（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。5、（1）120W；（2）200N；（3）【详解】解：（1）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离s＝nh＝3×6m＝18m拉力做的功拉力的功率（2）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率解得G动＝200N（3）已知工人的重力为600N，则该工人竖直向下拉绳子自由端