沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能必解析试题（含详细解析）

九年级物理上册第十一章机械功与机械能必考点解析

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H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、仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所

示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的

（）

A.机械效率B.功率C.功D.有用功

2、物理学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示某物理量的是

（）

功率P」功率P

。功JFO时间,

c.

3、东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵

)

A.起跳过程中运动状态保持不变B.上升过程中重力势能转化为动能

C.下落过程中动能保持不变D.入水过程中所受水的浮力逐渐增大

4、成语''水滴石穿"，比喻力量虽小，但只要坚持，功到自然成。从物理的角度分析：①力改变了石

头的形状；②水滴冲击石头时，石头对水滴没有作用力；③水滴加速下落过程，重力对水滴做了功；

④水滴加速下落过程，受到了平衡力的作用。完全正确的一组是

水滴石穿

A.①③B.①②C.①④D.②④

5、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.①B.①②C.①②③D.①②③④

6、2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，也标志着中国第一次地外天体

采样返回任务取得圆满成功。返回舱在落向地面时，为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出

高压气体，做减速运动，则此过程（）

A.返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小

B.返回舱动能增加，重力势能减小，机械能不变

C.返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小

D.返回舱动能减小,重力势能增加，机械能不变

7、如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速

直线运动，则该过程中奥运五环的（）

A.重力势能不变B.动能增大

C.机械能不变D.机械能增大

8、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50nl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

9、2020年7月23日12时41分，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射火星探测任务的“天问一

号”探测器，迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的“天问一号”探

测器，下列叙述正确的是（）

A.探测器的机械能总量不变B.探测器的机械能总量增加

C.探测器的动能增加，重力势能不变D.探测器的动能不变，重力势能增加

10、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

6

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

第n卷（非选择题80分）

二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）

1、2021年8月5日，中国14岁的全红婵以创奥运纪录的高分夺得东京奥运会10米跳台冠军，如图

甲所示，在下落过程中忽略空气阻力，她的重力势能转化为能。2022年2月16日、中

国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，如图乙所示，他离开大跳台后由

于,仍能在空中继续“飞行”。

甲乙

2、小明在超市购物时，用1ON的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m,用时10s,则推力

做的功等于______J,推力的功率等于______Wo

3、跳伞运动员在空中打开降落伞后做匀速直线下落，跳伞运动员受到的重力_____阻力，此时，他

感觉到地面上的房屋向上运动，这是以_____为参照物。在能量转化过程，运动员机械能。

4、如图所示，分别将质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重与摩擦，滑

轮比物体轻，则所用的拉力尸甲/Z,机械效率n甲___________nz,拉力的功率（均

选填“〉”、“=”或）

乙

5、如图所示物体重100N,用滑轮组使物体沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动10s,所用水平拉力夕

为20N,若物体水平运动时受到的摩擦力为45N,在运动过程中拉力厂所做的功为J,拉力Q的

功率为_____W,该滑轮组的机械效率为_____。

三、计算题(5小题，每小题8分，共计40分)

1、如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满

氢气后，长44m,直径11.9m,体积ZlOOm：形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐

该长艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。

(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小_____；

(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少？(空气密度取1.29kg/m3)()

(3)这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少？()

2、大明驾驶额定功率为lOOkW,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lOmin,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？

3、如图，李明用20N的力厂拉动绳子，使重500N的物体A在水平面上做匀速直线运动。已知物体A

所受水平面的摩擦力为其重力的0.1倍，经过20s绳端移动的距离为150cm。求：

(1)拉力/做功的功率;

(2)滑轮组的机械效率。(百分号前保留一位小数)

4、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.lm/s的速度匀速运动时，拉力厂的功率。

5、水平地面上放置重为300N、边长为0.2m正方体物块，如图甲所示。现用斜面将物块由底端匀速

拉到顶端，如图乙所示。已知平行于斜面的拉力厂为180N,物体移动的距离为5m,升高2m,用时

5s»g取10N/kgo求:

(1)物块对水平地面的压强;

(2)拉力的功率;

(3)斜面的机械效率。

四、实验探究(2小题，每小题10分，共计20分)

1、在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。

旦/O/7曰

毛巾棉布木板

(1)实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______(选填“同一”或“不同”)位置由静止释放；

(2)分析小车运动情况可知，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越,由此推理可知，若

水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上；

(3)如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？

答：(选填“需要”或“不需要”)；

(4)不考虑空气阻力，三次实验中小车克服摩擦力所做的功(选填“相等”或“不相等”)，

在小车凹槽中放入质量不同的祛码，从同一斜面的同一高度处由静止释放，撞击放置在水平面上的同

一位置处的木块，可探究物体的大小与质量的关系。

2、为探究物体的重力势能与哪些因素有关，某小组同学根据生活经验，提出猜想，他们认为：物体

的重力势能可能与物体的重力、质量以及离地高度三个因素有关。

(1)对猜想进行梳理后，他们认为：上述三个因素无需全部研究，只需研究重力势能跟物体的质量

和离地高度的关系即可。不研究“物体的重力”的理由是：；

(2)该小组同学制订了实验计划：如图所示，将钢球从某一高度静止释放，落在沙面上。实验中，

通过观察来比较重力势能的大小。

（3）若要研究重力势能跟质量的关系，该组同学应将质量_____的钢球从_____高度静止释放来做

实验。（均选填“相同”或“不同”）

-参考答案-

一、单选题

1、B

【详解】

建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据丹巴可知，需要增大

t

挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD

错误。

故选B。

2、B

【详解】

A.横坐标表示功，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故A不符合题意；

B.横坐标表示时间，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功率和时间乘积，表示功，故B符合题意；

C.横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故C不符合题意；

D.横坐标表示时间，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和时间乘积，无意义，故D不符合题意。

故选B。

3、D

【详解】

A.起跳过程中，是跳台的弹性势能转化为全红婵的动能，动能变大，速度变大，运动状态发生改

变，故A不符合题意；

B.上升过程中，全红婵的质量不变，速度变小，高度变大，动能减少，重力势能增大，是动能转化

为重力势能，故B不符合题意；

C.下落过程中，质量不变，速度变大，动能增大，故c不符合题意；

D.入水过程中，排开水的体积变大，据阿基米德原理知，受到的浮力变大，故D符合题意。

故选Do

4、A

【详解】

①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的形状逐渐改变，故①正确；

②力的作用是相互的，水滴冲击石头时，石头对水滴也有相互作用的力，故②错误；

③水滴加速下落过程，重力的方向竖直向下，水滴下降的方向竖直向下，所以，重力对水滴做了功，

故③正确；

④水滴下降的过程中，重力大于空气的阻力，做加速下落运动，受到的是非平衡力的影响，故④错

误。

故选Ao

5、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Ao

6、C

【详解】

返回舱落向地面时，做减速运动，其高度也在减小，而质量不变，所以动能减小，重力势能也减小，

那么机械能也减小了，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选Co

7、D

【详解】

A.重力势能与物体的质量和高度有关，被提升的过程中，质量不变，高度增大，所以重力势能增

大，故A不符合题意；

B.动能与物体的质量和速度有关，物体匀速提升，质量不变，速度不变，所以动能不变，故B不符

合题意；

CD.物体动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故C不符合题意，D符合题意；

故选D。

8、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Do

9、B

【详解】

当火箭推动探测器加速上升时，探测器的质量不，其速度与高度都增大，所以探测器的动能和重力势

能都增加；因机械能等于动能与势能之和，所以探测器的机械能也增加。

故选Bo

10、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

%GhG

上「工

n=肃X100%=70X100%=rxr-X100%进行解答.

%.(G+G动"G+G动

【详解】

忽略绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为：

%GhG—!—

」

n=肃xioo%=x100%=77777-x100%=,G,(Jx100%

%(G+G"JhG+G动1+U

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，7+导变大，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,7+多变小，滑轮组的机械效率变大，故D正确.

G

故选D.

二、填空题

1、动惯性

【详解】

[1]全红婵在下落过程中忽略空气阻力，高度降低，质量不变，所以重力势能减小；而速度增大，质

量不变，所以动能增大，故全红婵在下落过程中重力势能转化为动能。

[2]齐广璞在离开大跳台时是运动的，由于惯性，他离开大跳台后仍保持原来的运动状态，在空中继

续“飞行”o

2、10010

【详解】

推力做的功

於％10NX10m=100J

推力的功率

3、等于自己减少

【详解】

[1]因为跳伞运动员匀速下降，做匀速直线运动，所以跳伞运动员受力平衡，其受到的重力与阻力是

一对平衡力，则重力等于阻力。

[2]他感觉到地面上的房屋向上运动，是以自己为参照物，房屋的位置有变化。

[3]运动员在下落的过程中，要克服摩擦力做功，将部分机械能转化为内能，所以运动员的机械能减

少。

4、>><

【详解】

[1]甲图中为定滑轮，若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力

F卡G

乙图中为动滑轮，不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，作用在绳子自由端的力为

七=G动滑轮+G<"=G

乙22

故有

F4>F乙

[2]质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，根据聆防，甲、乙做的有用功相同。因不

计绳重与摩擦，故甲图中没有做额外功，所做的总功等于有用功，乙中要克服动滑轮的重力做额外

功，有用功小于总功，根据V=》xl(X)%可知，机械效率

w&

n&n乙

[3]质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，根据户=一有

p_Wlv_Gh_W^_Gh+G^h

2丁7,也一7一―；~~~

可知拉力的功率

pWP乙

5、1201275%

【详解】

[1][2]物体移动的距离为

spvt^G.2m/sX10s=2m

由图可知，动滑轮上有三股绳，则绳子自由端移动的距离为

sk3s尸3X2m=6nl

则/所做的功为

生/220NX6nl=120J

功率为

nw120J

F=—=------=12W

t10s

[3]根据题意可得，有用功为

"%=拈尸45NX2m=90J

机械效率为

W901

〃=」xl00%=——xl00%=75%

W120J

三、计算题

1、空气阻力27090N3.5h,2.772X107J,990N

【详解】

解：（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，可以减小迎风面积，从而减小前进过程中受到的空气阻力。

（2）充满氢气后气囊受到空气的浮力是

F行P空气gV质P的'g片1.29kg/n?><10N/kgX2100nf=27090N

(3)这次飞行，飞行所需时间为

s28km

t————■=3.5h=1.26X10's

v8km/h

蒸汽机做的功为

胎尸片2.2义10'WX1.26X10's=2.772X10J

飞行时受到的平均阻力为

CLW2.772X1O7J

片片——=-----；——=990N

s28x10m

答：(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力；

(2)充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；

(3)这次飞行，飞行所需时间为3.5h,蒸汽机做的功为2.772X10，J,飞行时受到的平均阻力为

990No

2、(1)2X10%；(2)3X106J；(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，即尸布F留,

由尸夕溶丫可知，所受牵引力

尸P20X103W汽

F*.=—=-------=2xlO3N

v10m/s

故汽车受到的阻力为

F航尸行2义10爪

(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

%,=Gh=mgh=6义iNkgX10N/kgX50m=3X106J

(3)汽车以额定功率运行2min,发动机所做的总功为

«t=100X10;iWX2X60s=1.2X107J

汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率为

W3x106T

/7=--^xlOO%=,xl00%=25%

7

W&1.2xlOJ

答：(1)该过程汽车受到的阻力为2XIO'N；

(2)该过程汽车运送砂石所做的有用功为3X10fiJ；

(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25%»

3、⑴1.5W；(2)83.3%

【详解】

解：(1)20s内拉力尸所做的功为

W=Fs^=20Nxl.5m=30J

拉力夕做功的功率

P」=%,5W

t20s

(2)由图可知，n=3,物体A移动的距离

%=L绳=-xl.5m=0.5m

n3

物体A受到的摩擦力为

/=0.1G=0.1x500N=50N

有用功

%用=先人=50Nx0.5m=25J

滑轮组的机械效率为

7=—100%=—x100%=83.3%

W30J

答：(1)拉力尸做功的功率为1.5W；

(2)滑轮组的机械效率为83.3机

4、(1)2N；(2)2N；(3)1.2W

【详解】

解：(1)物体质量为2kg时，其重力

G=切点=2kgX10N/kg=20N

水平方向上受到的滑动摩擦力

/>0.lft=O.1X2ON=2N

(2)不计绳重及滑轮间摩擦时，拉动2kg物体时，有

2N

50%=—

工+%2N+G动

解得，动滑轮的重力

G42N

(3)物体质量为10kg时，其重力

铝几斤10kgX10N/kg=100N

水平方向上受到的滑动摩擦力

/>0.K-0.IXIOON=ION

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

F=g(6+G动)=gx(10N+2N)=4N

绳子端移动的速度

y纳产〃片3X0.lm/s=0.3m/s

所以拉力尸的功率

wFs

2=7=半=/％子=4NxO.3m=1.2W

答：（1）物体质