2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合测评试题(含详解)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合测评考试时间：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、日常生活中有很多现象都与我们学习过的物理知识有关。下列说法正确的是（）A．自行车前后轮安装在滚动轴承上，可以增大摩擦B．投掷出去的铅球在空中飞行的过程中，运动员对铅球做了功C．短跑运动员在到达终点后不会立即停下来，是因为受到惯性的作用D．高压锅是利用液体的沸点随液面上方气压增大而升高的原理工作的2、生活中处处有物理。对下列生活情景，分析正确的是（）A．飞行员跳伞时，在减速下降过程中，重力势能转化为动能B．公交车紧急刹车时，乘客容易向前倾倒，是因为乘客具有惯性C．用水平推力推木箱，没有推动，是因为水平推力小于木箱受到的摩擦力D．用高压锅煮饭，锅内气压升高时，水的沸点降低，更容易把饭煮熟3、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4、小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，以下符合实际的是（）A．电梯对小杰做功约3.6×103JB．小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功C．电梯对小杰做功的功率约1200WD．小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W5、篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（）A．篮球离手后，手还对篮球做功B．篮球离手后，上升过程机械能变大C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动6、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7、小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（）A．① B．①② C．①②③ D．①②③④8、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1:29、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10、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、放在水平地面上的物体，质量为5kg，在30N的水平拉力作用下，沿水平方向运动了10m，所用时间为20s，那么重力做功______J，拉力的功率是______W（g=10N/kg）｡2、在北京冬奥会冰壶比赛中，我国运动员有时需要努力地刷冰，这是通过减小______（选填“压力”或“接触面的粗糙程度”）来减小滑动摩擦力的；运动的冰壶A与静止的冰壶B相碰，结果冰壶A停了下来，冰壶B却运动了起来，此时发生了能量的______（选填“转移”或“转化”）。3、如图所示，利用滑轮组匀速提升重为8N的物体，动滑轮重2N，物体被提升了0.5m，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力F为___N，拉这次重物，滑轮组的机械效率为___。4、我国第一艘航空母舰“辽宁号”正常行驶的功率约为1.5×108瓦，在一次测试过程中，“辽宁号”以该功率在海面上5分钟内匀速直线行驶了4500米，此过程中“辽宁号”的行驶速度为______米/秒，牵引力所做的功为______焦，航空母舰在海水中受到的阻力为______牛。5、如图所示，是一个回转“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，在速度越来越慢的过程中______转化为______能，而后它______自动滚回来（选填“能”或“不能”）。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、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。2、在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他将重为360N的材料提升了10m，他在此过程中克服动滑轮重力做的功为400J，不计绳重和摩擦，g＝10N/kg，求：（1）李博克服材料重力做的功是多少？（2）此滑轮组的机械效率是多少？（3）李博同学对绳子的拉力是多少？3、如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时，所用的拉力为5×103N，重物升高2m，此过程中滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。求：（1）拉力做的总功；（2）有用功与物重；（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功为5.0×103J，求动滑轮重。4、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？5、大明驾驶额定功率为100kW，质量为3t的某小型载重汽车，把装在车上的6t砂石运送到山顶上的施工现场，若g取10N/kg。请完成以下问题：（1）汽车先以20kW的功率在平直公路上匀速行驶了10min，速度为10m/s。该过程汽车受到的阻力为多少？（2）然后汽车从山坡底沿如图所示的山路，又以额定功率行驶了2min，将砂石运送到50m高的坡顶。该过程汽车运送砂石所做的有用功为多少？（3）汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率是多少？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、如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验。（1）实验中小车动能的大小是通过_______来反映，小车到达水平面时的动能是由_______能转化而来的；（2）（a）和（b）两次实验是探究物体动能大小与_______的关系，高速公路对货车的限制可用该结论解释的是_______；（3）上述实验时，如只将图（b）中的木块换成质量较大的，使S2与S1的差距大些，现象更明显，这样做是否合理？_______，理由是_______。-参考答案-一、单选题1、D【详解】A．自行车前后轮的滚动轴承能将滑动摩擦变成滚动摩擦，从而减小摩擦，故A错误；B．在空中飞行的铅球，已经离开手，不再受到运动员的作用力，所以此过程运动员对铅球没做功，故B错误；C．到达终点，运动员不会立即停下，是因为运动员具有惯性，惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能受到惯性的作用，故C错误；D．高压锅因为密封性好，沸腾时锅内气压增大，沸点随着气压的增大而升高，故D正确。故选D。2、B【详解】A．物体的动能与质量和速度有关；在减速下降的过程中，速度变小，动能减小，重力势能没有转化为动能，故A错误；B．公交车刹车时，乘客下半身随着公交车停下来，上半身由于惯性保持向前运动，从而发生了向前倾倒的现象，故B正确；C．没有推动木箱，木箱处于静止状态，受到平衡力，推力等于摩擦力，故C错误；D．水的沸点随着水面气压的升高而增大，高压锅内气压升高时，水的沸点增大，故D错误。故选B。3、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。4、C【详解】A．小杰与书包的总重力大约为600N，1楼到21楼的高度h＝20×3m＝60m电梯对小杰做的功W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J故A不符合题意；B．小杰乘坐电梯上升时，书包在力的方向上移动了距离，所以对书包做了功，故B不符合题意；C．电梯对小杰做功的功率P===1200W故C符合题意；D．小杰在水平路面行走时，重力没有做功，功率也为0，故D不符合题意。故选C。5、D【详解】A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。故选D。6、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.7、A【详解】如图所示，两动滑轮的重力相同，承重绳子段数相同，重物上升的高度相同，所提升的物体重力不同，由控制变量法可知，该实验验证的猜想是滑轮组的机械效率与被提升的重物重力的关系，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8、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。9、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。10、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。二、填空题1、

0

15【详解】[1]物体在水平方向移动，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。[2]拉力做的功W=Fs=30N×10m=300J拉力的功率2、

接触面的粗糙程度

转移【详解】[1]运动员刷冰时，冰面变得越来越光滑，通过减小接触面的粗糙程度减小冰壶受到的滑动摩擦力。[2]运动的冰壶A具有机械能，与冰壶B相碰，冰壶A的机械能转移给冰壶B而静止，冰壶B获得机械能运动了起来。3、

5

80%【详解】[1]当滑轮匀速上升时，因不计绳重与摩擦，所以阻碍装置上升的力为物体和动滑轮的总重。有两段绳子与动滑轮接触，则作用在绳子自由端的拉力为[2]滑轮组的机械效率为4、

15

4.5×1010

1×107【详解】[1]由知道，此过程中“辽宁号”的行驶速度为[2]由知道，此过程牵引力所做的功为[3]航空母舰在海水中匀速直线行驶，受到的阻力与牵引力是平衡力，大小相等，由知道，受到的阻力5、

动

弹性势

能【详解】[1][2][3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，故它在水平面上滚动的速度会越来越慢，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动。三、计算题1、（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。2、（1）3600J；（2）90%；（3）200N【详解】解：（1）克服材料重力做的功W有=Gh=360N×10m＝3600J（2）不计绳重和摩擦时，额外功为克服动滑轮重力做的功，则总功W总=W有+W额=3600J+400J＝4000J滑轮组的机械效率（3）由图可知绳子的有效段数为n=2绳子自由端移动的距离s=nh=2×10m=20m因为W总＝Fs，所以李博同学对绳子的拉力答：（1）李博克服材料重力做的功是3600J；（2）此滑轮组的机械效率是90%；（3）李博同学对绳子的拉力是200N。3、（1）3×104J；（2）2.4×104J；1.2×104N；（3）500N【详解】解：（1）由图可知，物体由3根绳承担，所以s=3h=3×2m=6m拉力做的总功为W总=Fs=5×103N×6m=3×104J（2）根据公式可得，拉力所做的有用功为W有用=ηW总=80%×3×104J=2.4×104J物重为（3）拉力所做的额外功为W额外=W总-W有用=3×104J-2.4×104J=6×103J其中克服动滑轮的重所做的额外功为W额动=6.0×103J-5.0×103J=1.0×103J动滑轮的重为答：（1）拉力做的总功为3×104J；（2）有用功为2.4×104J；物重为1.2×104N；（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功为5.0×103J，动滑轮重为500N。4、（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%。5、（1）2×103N；（2）3×106J；（3）25%【详解】解：（1）汽车在平直公路上匀速行驶时，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f阻，由P=F牵v可知，所受牵引力故汽车受到的阻力为f阻=F牵=2×103N（2）汽车将6t砂石运送到50m高的坡顶，该过程汽车运送砂石所做的有用功为W有=Gh=mgh=6×103kg×10N/kg×50m=3×106J（3）汽车以额定功率运行2min，发动机所做的总功为W总=P额t=100×103W×2×60s=1.2×107J汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率为答