解析卷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题

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、在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，我国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得金牌。下列说法中正确的是（）A．她在空中受到重力和惯性力的作用B．她离开轨道末端时速度越大，惯性越大C．她的惯性越大，上升的高度越高D．她运动到最高点时仍具有惯性2、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．力F1和F2做的总功相同 B．力F1和F2做功的功率相同C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高3、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4、一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠如图，同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（）A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和5、为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（）A．该装置使用滑轮是为了更加省力B．此过程中物块的动能转化为重力势能C．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下D．若绳子突然断开，物块将立即下滑6、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7、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1.1×104J8、一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（）A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变9、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10、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＜P2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、假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时，小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处，小汽车______（选填“已经”或“没有”）超速；若此时小汽车的功率为80kW，它受到的阻力为______N。（此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”）2、某工人在水平地面上，用100N的水平推力推动重为500N的物体匀速直线前行了2m，用时5s，则此过程中推力做的功为______J，功率为______W。3、如图所示，在200N的拉力F作用下，物体A沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组的机械效率为75%，则地面对物体A的摩擦力是______N。（忽略绳子和滑轮的重力）4、在水平地面上铺一张白纸，将皮球的表面涂黑，使其分别从不同高度自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，这一过程可探究重力势能与______的关系，其中圆斑______（选填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。若皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，这一过程中将______能转化为______能。5、如图所示，固定的斜面长s=1.2m，高h=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为______W，斜面的机械效率为______。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、你知道水陆两用坦克吗？水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，能在水中浮动，有的利用特制的履带划水前进，有的用螺旋桨推进，有的用推进器喷水前进。中国某型号的水陆两用坦克（如图所示），它的总质量是22吨，配备发动机的额定功率为，水上的最大速度为，陆地最大速度为。请你根据文中的信息，解答下列问题：（）（1）水陆两用坦克在水上航行时，排开水的体积约为，则所受的浮力约为多少N？（）（2）该水陆两用坦克停在地面上时，履带着地总面积为，坦克对地面的压强是多少？（3）该水陆两用坦克在陆地上以最大速度匀速行驶（发动机正常工作），行驶过程中受到的牵引力多大？2、一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如图所示，在第10s时速度达到20m/s，前10s通过的路程为120m。求：（1）在0～10s内汽车的平均速度。（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N，那么在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是多少J？3、某正在测试中的一款无人汽车，其质量为1.6×103kg，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min，消耗汽油6.4kg，所受的阻力是汽车总重的0.05倍，汽油的热值是4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力；（2）汽车发动机的功率；（3）在测试汽车的加速性能时，该汽车从静止开始以大小为a的匀加速直线运动（若一物体沿直线运动，且在运动的过程中加速度保持不变且大于0，则称这一物体在做匀加速直线运动），汽车通过的距离与加速度、时间关系为：s=（s为运动的距离，单位为m；v0为初始速度，单位为m/s；a为匀加速度，单位为m，t为加速时间，单位为s），求：此汽车从静止开始，以10m匀加速直线运动2s通过的距离。4、如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：（1）潜水器漂浮时受到的浮力；（2）下沉全过程潜水器重力所做的功；（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。5、一辆质量为2t的四轮新能源汽车，每个车轮与地面的接触面积为50cm，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动了200m，恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后，关闭发动机，滑行100m停下，其图像如图所示，已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍（g取10N/kg），求：（1）汽车静止在水平路面上对路面的压强；（2）整个过程中发动机所做的功；（3）汽车运动的最大速度。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、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”）。-参考答案-一、单选题1、D【详解】A．她在空中受到重力的作用，惯性不是力，故A错误；B．惯性大小只与质量有关，与速度无关，故B错误；C．惯性大小只与质量有关，她上升时动能转化为重力势能，故她滑出时速度越大，上升的高度越高，故C错误；D．任何物体在任何状态下都具有惯性，故她运动到最高点时仍具有惯性，故D正确。故选D。2、D【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为s甲=3h，s乙=4h甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总F13h乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总F24h已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P可知，P甲总＜P乙总，故A错误；CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为甲100%同理可得，乙滑轮组的机械效率为乙所以甲＞乙，故C错误，D正确。故选D。3、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。4、B【详解】若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时，番茄具有一定的速度，具有一定的动能，所有减少的势能一部分转化为动能，另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能，所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。故选B。5、C【详解】A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。故选C。6、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。7、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。8、C【详解】A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。故选C。9、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。10、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。二、填空题1、

已经

1.8×103N【详解】[1]由可得，客车从标识牌0m处行驶至100m处所用的时间由题意可知，小汽车从标识牌0m行驶至200m所用时间小汽车的速度高速公路限速120km/h，即小汽车已经超速。[2]由可得小汽车此时的牵引力2、

200

40【详解】[1][2]推力做功为W=Fs=100N×2m=200J推力的功率为3、450N【详解】设物体移动的距离为s，由图可知，连在动滑轮上的绳子股数n=3，则绳子自由端移动的距离为3s，滑轮对物体做的有用功W有=fs拉力做的总功W总=Fs绳=3Fs则，机械效率代入数据，可得f=450N4、

高度

B

重力势

内【详解】[1]同一皮球分别从不同高度处自由下落，皮球质量相同，下落高度不同，目的是探究重力势能大小与高度的关系。[2]由图可知，黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是该球从较高处下落，原来球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大。[3][4]皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，质量不变高度变小，故皮球的重力势能变小，由于和空气摩擦，重力势能转化为皮球的内能。5、

3

80%【详解】[1]拉力的功率为[2]斜面的机械效率为三、计算题1、（1）2.2×105N；（2）5.5×104Pa；（3）1.008×105N【详解】解：（1）坦克所受浮力F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×22m3×10N/kg=2.2×105N（2）该坦克的质量m=22t=2.2×104kg该坦克的重力G=mg=2.2×104kg×10N/kg=2.2×105N该坦克对地面的压强=5.5×104Pa（3）该坦克的功率和陆地最大速度分别为P=420kW=4.2×105W，v=15km/h=根据公式P=Fv可得该坦克受到的牵引力=1.008×105N答：（1）所受的浮力约为2.2×105N；（2）坦克对地面的压强是5.5×104Pa；（3）行驶过程中受到的牵引力为1.008×105N。2、（1）12m/s；（2）8×105J【详解】解：（1）前10s通过的路程为120m，在0～10s内汽车的平均速度（2）从图中可以看出，10s后，汽车以20m/s做匀速直线运动，物体的牵引力汽车的功率为在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是答：（1）在0～10s内汽车的平均速度为12m/s；（2）在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是8×105J。3、（1）800N；（2）1.6；（3）20m【详解】解：（1）汽车总重力汽车行驶时受到的阻力是由于汽车在平直公路上匀速行驶，即汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为（2）汽车的速度汽车的功率为（3）汽车的初速度为0m/s，所以v0=0m/s，汽车2s通过的距离为答：（1）汽车发动机的牵引力为800N；（2）汽车发动机的功率为1.6×104W；（3）汽车从静止开始，匀加速直线运动2s通过的距离为20m。4、（1）5N；（2）1J；（3）2700Pa【详解】解：（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力（2）潜水器的底面积由能够得出，漂浮时浸入水中的深度潜水器下降的距离潜水器的重力所做的功（3）潜水器匀速下沉时，随的变化关系式为解得依题意，潜水器浸没后加速下沉，随的变化关系不变即潜水器沉底静止时，，受到的吸力，潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重等于容器中只装25cm深的水重，容器的底面积潜水器和水的总重潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力由得，容器对铁板的压强答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；（2）下沉全过程潜水器重力所做的功1J；（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。5、（1）1.6×10Pa；