沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能练习题

九年级物理上册第十一章机械功与机械能难点解析

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、北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精

彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。如图所示，某次比赛系统呈现运

动员上升（ab）及下落（be）瞬间，下列说法中正确的是（）

b

A.运动员在ab段重力势能增大，动能减小

B.运动员在段重力势能减小，动能增大

C.运动员在6c段重力势能减小，动能减小

D.运动员在加段重力势能增大，动能增大

2、某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼，他提鸡蛋的力做的功最接近于（）

A.6JB.30JC.60JD.90J

3、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

4、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

5、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。处静止释放，下落到夕处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从。处到一处的下落

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

6、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"的拉力为凡配重水泥块（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42G

C.拉力厂做的功为3仍

D.拉力尸移动的速度与配重G上升的速度相同

7、高空坠物危害大，就算一个苹果从十层高楼自由落下都可能把汽车玻璃砸烂。下列说法正确的是

（）

A.运动的苹果具有动能B.高空的苹果没有重力势能

C.下落过程中苹果的动能减小D.下落过程中苹果的重力势能增大

8、在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳

子的拉力为200N,建筑材料在5s内匀速上升5m,不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是

（）

\\\\\\\\

A.动滑轮所受重力为IONB.滑轮组所做的有用功为2000J

C.工人所用拉力的功率为380WD.滑轮组的机械效率为95%

9、如图所示，是2022年北京冬奥会上使用的全高清4K轨道摄像机一“猎豹”。它是我国自主研发

的一款高速摄像设备，设计技术标准能达到25m/s。在速滑比赛中，顶尖运动员速度可达到70kni/h,

“猎豹”工作时不仅能实时追踪运动员的位置，还能根据要求进行加速、减速、超越等动作。下列说

法中正确的是（）

A.“猎豹”能快速移动，其最高速度为70km/h

B.“猎豹”匀速转弯过程中，其运动状态保持不变

C.“猎豹”在水平轨道上加速运动,其动能逐渐增大

D.“猎豹”在水平轨道上减速运动,其重力势能逐渐减小

10、下列物体具有动能的是（)

A.悬挂在天花板上的吊灯B.静止在山顶上的大石头

C.飞行的飞机D.拉开的弹弓

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、如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中

的______（选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于______（选填“省力”、“费力”或“省

功”）机械。

3、中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自由下落，不

计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为_____能，重力对鸡蛋所做的功为Jo

4、用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了5m。在此过程中，购物车的重

力做功_____J,水平推力对购物车做功_____J。

5、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”）。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）

1、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。

物体

2、小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直

匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m,密度为2.5xl()3kg/m3,石料上升时速度恒为

0.4m/s,圆柱形水池的底面积为0.2m?,动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：(不计绳重和摩

33

擦，pzk=l.OxlOkg/m,g取10N/kg)：

(1)石料露出水面前受到的浮力；

(2)石料的重力；

(3)石料露出水面前滑轮组的机械效率；

(4)石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率尸(单

位：W)与时间t(单位：s)的函数关系式。

3、小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是

1x10"cn?。装修工人用500N的拉力/通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m,用时20s。

(g=1ON/kg)求：

(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强;

(2)拉力厂的功率；

(3)滑轮组的机械效率。

\\\、\\\

△

JCOL,

4、如图所示是某导弹护卫舰，该导弹护卫舰排水量为2800t,全长120m,最大宽度达14.4m,满载

时的吃水深度为3.87m,最大航速为51.84km/h。(。海行1.OXlO'kg/mD求：

(1)该护卫舰满载时受到的浮力是多少？

(2)在水面下3.5m深处，舰体受到海水的压强是多少？

(3)若护卫舰满载时以最大航速匀速直线航行时所受海水阻力为自身重力的0.1倍，则推力做功的

功率是多少？

5、如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车，登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行

驶180m用时60min,若车的质量为140kg,受到地面的摩擦阻力为500N,网状轮子与地面接触的总

面积为0.02m2。求：

(1)月球车在测试过程中的速度；

(2)月球车受到的重力；

(3)月球车对水平地面的压强；

(4)月球车在测试过程中的功率。

£32933

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）

1、在24届冬奥会上，中国自由式滑雪运动谷爱凌在女子大跳台决穿中获得金牌，小红观看了电视播

放比赛的实况，对运动员落地点感到好奇。小明猜想：影响运动员离开跳台后沿水平方向运动距离的

因素有三个：

猜想A：运动员的质量；

猜想B：运动员离地高度；

猜想C：运动员水平运动的速度。

为了验证猜想，小红进行了如图所示的实验；让钢球从光滑斜槽上的4点自由滚下，经抛出点C后离

开斜槽，最后落在地面上的夕点，用刻度尺分别测出抛出点离最高点的高度力”抛出点离地高度必，

落地点尸离抛出点。的水平距离s,实验表格如表所示。

序钢球质量抛出点离最高点的高度抛出点离地的高度落地点与抛出点的水平距离

号m/gh1/e力z/ms/m

1100.0520.64

2200.0520.64

3100.22L28

4100.241.82

（I）不计空气阻力，离开抛出点C后的钢球只受力的作用，离开抛出点。后，钢球沿如图所

示的路径运动，说明钢球的运动状态是（选填“改变”成“不变”）的；

（2）为了研究猜想A是否正确，应选用实验序号为_____和两组实验进行对比分析可得，钢

球水平运动的距离与钢球质量_____（选填“有关”或“无关”）；

（3）进行实验序号为3、4两组实验，第4次钢球离开抛出点C的速度______（选填“大于”、“等

于”或“小于”）第3次钢球离开抛出点。的速度；对比这两组实验数据，可证明猜想B是—

（选填“正确”或“错误”）的。

2、如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面

由静止开始滚下，撞击木块。

（1）该实验是通过观察木块移动的距离来判断（选填“钢球”或“木块”）动能的大小；

（2）利用如图所示的实验情景，可以得到的结论是：；

（3）在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，要继

续完成此实验，下列措施中可行的是：（选填序号）；

①换质量更大的木块;②降低第二次钢球的高度;

③换质量更大的钢球;④换质量更小的钢球;

（4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静

止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面运动的

整个过程中，克服摩擦力做的功_____（选填“相等”或“不相等”）。小车在毛巾和玻璃表面克服

阻力做功的功率分别是月、月，则Q2；（选填“>”或“=”或"V”）

（5）小明同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以

下两个实验方案:

k>1

◎

内

实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞

击同一木块，比较木块被撞击的距离；

实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释

放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；

关于小明的实验方案，______。（填序号）

A.只有实验方案一可行B.只有实验方案二可行

C.两个实验方案均可行D.两个实验方案均不可行

-参考答案-

一、单选题

1、A

【详解】

AB.由图可知，运动员在a6段上升时，高度变大，速度减小，说明运动员重力势能增大，动能减

小，故A正确，B错误。

CD.运动员在6c,段下落时，高度变小，速度变大，明运动员重力势能减小，动能增大，故CD错误。

故选Ao

2、C

【详解】

一个鸡蛋的质量约为50g,20个鸡蛋的质量约为

w=20?50g=1000g=lkg

20个鸡蛋的重约为

G=wg=lkg?lON/kg=1ON

1楼到3楼的高度为6m,把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼，他提鸡蛋的力做的功约为

W=G/z=10N?6r

故选C。

3、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。

4、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。

5、C

【详解】

A.重力做功为胜劭，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.根据户=?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

6、B

【详解】

A.在拉力厂的作用下，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，且炉2,不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦，拉力为

月2G

故B正确；

C.拉力尸做的功为

..._hFh

W=Fs=rx—=——

22

故c错误；

D.配重G上升的速度是拉力/移动的速度的2倍，故D错误。

故选B。

7、A

【详解】

A.物体由于运动而具有的能叫做动能，所以运动的苹果具有动能，故A正确；

B.物体由于处在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力势能，高空的苹果具有重力势能，故B错

误；

CD.苹果下落过程中质量不变，速度越来越快，所以动能增大，高度降低，所以重力势能减小，故

CD错误。

故选Ao

8、D

【详解】

B.建筑材料上升的高度生5m,所以有用功为

%=Gh=380Nx5m=1900J

故B错误；

C.由图可知，绳子股数止2,绳端移动的距离为

s^2/?=2X5m=10m

工人所用拉力的功为

W&=Fs=200NxlOm=2000J

拉力的功率为

/,=Wk=2000J=400w

t5s

故c错误；

A.不计绳重及摩擦，所做的额外功为

Ws=W&-%=2000J-1900J=100J

动滑轮所受重力为

GW^=J00J=20N

动〃5m

故A错误;

D.滑轮组的机械效率为

%xlOO%=^221xlOO%=95%

唯2000J

故D正确。

故选Do

9、C

【详解】

A.由题意可知，猎豹的最高速度为25m/s=90km/h,速滑比赛中运动员的最高速度为70km/h,故A错

、口

吠；

B.猎豹匀速转弯过程中，速度方向在改变，所以其运动方向在改变，故B错误；

C.猎豹在水平轨道上加速运动，质量不变，速度增加，所以其动能逐渐增大，故C正确；

D.猎豹在水平轨道上减速运动，质量和高度没有发生变化，所以其重力势能不变，故D错误。

故选Co

10、C

【详解】

A.悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；

B.静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；

C.飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故C符合题意；

D.拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。

故选C。

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”。

2、斜面省力

【详解】

［1］轮椅专用通道是一条与水平面成一定角度的倾斜平面，这样的倾斜平面利用的就是斜面，可以省

力。

［2］根据功的原理可知，使用斜面时要费距离，但同时省了力，故斜面属于省力机械。

3、动10

【详解】

［1］物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。

［2］重力对鸡蛋所做的功为

W=Gh4.5NX20m=10J

4、0100

【详解】

［1］购物车在水平地面上移动s=5m,没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为

0,

［2］水平推力F=20N,推力对购物车做功

W=A=2ONx5m=1OOJ

5、接触面的粗糙程度转移

【详解】

口］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。

三、计算题

1、(1)2N；(2)2N；(3)1.2W

【详解】

解：(1)物体质量为2kg时，其重力

Gkm斤2kgX10N/kg=20N

水平方向上受到的滑动摩擦力

f,=0.lft=O.1X2ON=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航2N

(3)物体质量为10kg时，其重力

6>/zt^l0kgX10N/kg=100N

水平方向上受到的滑动摩擦力

16^0.lX100N=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

尸/+G动)=gx(10N+2N)=4N

绳子端移动的速度

/缩产〃片3X0.lm/s=0.3m/s

所以拉力尸的功率

P=7=j=F/子=4NxO.3m=1.2W

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)拉力一的功率为1.2WO

2、(1)80N；(2)200N；(3)80%；(4)0.4s,P=80r+60(0WIWO.4s)

【详解】

解：(1)石料的体积

片(0.2m尸=0.008m3

石料露出水面前受到的浮力

F后P木gV方P*g^l.OX103kg/m3X10N/kgX0.008m3=80N

(2)石料的重力

G=mg=Pg®2.5XlO'kg/m'XlON/kgXO.008m3=200N

(3)由图可知，绳子承重段数炉2,不计绳重和摩擦，绳子的拉力

F=g(G—七+G,；J)=^x(200N-80N+30N)=75N

石料露出水面前滑轮组的机械效率

=(G-%)h=G-Fn_=200N-80N=8()%

/%FsFx2h2F2x75N

(4)拉出水面后，水面下降的高度

V0.008m3

<►/?=—=0.04m

S0.2m2

石料上升的实际距离

h!=L-Ah=0.2m-0.04m=0.16m

石料从刚露出水面到完全露出水面的时间

〃0.16m_.

t=——=------=0.4s

v0.4m/s

石料经过C秒上升的高度

hrvt=Q.41

石料的底面积

S行0.2mX0.2m=0.04m2

水面下降的高度

咯0.4m/sxrx0.04m2_

3弓=0.2m。。.04m?=°”t

露出水面的高度

hQhi+h：p0.41+0.1i=0.51

此时排开水的体积

Vf沪(L-h#)S«=(0.2-0.5t)X0.04m2=-0.02^+0.008

浮力

3

F'声P次g，'/#=1X1OX1OX(0.008-0.02t)=-200t+80

自由端的拉力

=G-F^Gdl=200-(80-200/)+30=j+75

拉〃2

自由端的速度

v标2片2X0.4m/s=0.8m/s

电动机功率

p=?==绳=(75+ioor)xO.8=8Of+6O

综上

尸=80f+60(0〈tWO.4s)

答：(1)石料露出水面前受到的浮力是80N；

(2)石料的重力是200N；

(3)石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%；

(4)石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间是0.4s；该过程中电动机的输出功率0(单位:

W)与时间t(单位：s)的函数关系式是尸=80r+60(0W£W0.4s)

3、(1)8OOPa；(2)15OW；(3)80%

【详解】

解：(1)建筑材料的重力

G=mg=80依xlON/kg=800N

建筑材料放在水平地面上时对地面的压强

F800N

^-y-lxlO^lO^m2=800Pa

(2)滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离

s=nh=2x3m=6m

拉力做的总功

W&=Fs=500Nx6m=3000J

拉力F的功率

W=3OOOJ=15()W

t20s

(3)有用功为

=Gh=8OONx3m=2400J

滑轮组的机械效率

亚2400T

〃=』xl00%=----x100%=80%

喙3000J

答：(1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是8(X)Pa；

(2)拉力厂的功率是150W；

(3)滑轮组的机械效率是80%。

4,(1)2.8X10%；(2)3.5X10'Pa；(3)4.032xlO7W

【详解】

解：(1)由阿基米德原理可得，护卫舰满载时受到海水的浮力为

尸后G折卬/”=2800XlO'kgX10N/kg=2.8X107N

(2)舰底位于水面下3.5m时，根据液体压强的计算公式可得，舰底受到海水的压强为

3

p-p水gh=1.0xlO'kg/mx1ON/kgx3.5m=3.5x1°“Pa

(3)因护卫舰满载以最大航速匀速航行时处于漂浮状态，故护卫舰的重力为

孤尸桁2.8X107

因为护卫舰满载以最大速度匀速航行时处于平衡状态，推理和受到的阻力是一对平衡力，则护卫舰受

到的推力为

F=/=：0.1G=0.1X2.8X107N=2.8X106N

护卫舰的最大航速为

片51.84km/h=14.4m/s

根据功率的计算公式可得，推力的功率为

P=V=£l=Fv=2.8xl06Nxl4.4m/s=4.032xl07w

答：(1)该护卫舰满载时受到的浮力是2.8X10M

(2)在水面下3.5m深处，舰体受到海水的压强为3.5X10'Pa；

(3)若护卫舰满载时以最大航速匀速直线航行时所受海水阻力为自身重力的0.1倍，则推力做功的

功率为4.032xl()7w。

5、(1)0.05m/s；(2)MOON；(3)7X10'Pa；(4)25W

【详解】

解：(1)月球车的速度

s180m八八厂.

v=-=------=0.()5m/s

t60x60s

(2)月球车受到的重力

年侬=140kgX10N/kg=1400N

(3)月球车对地面的压力

六会1400N

月球车对水平地面的压强

F1400N

P=——=-----T=7x10"Pa

S0.02m2

(4)因月球车月球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，月球车

受到的牵引力

尸行厂后500N

月球车在测试过程中的功率

/>=>子=七v=500Nx0.05m/s=25W

答：⑴月球车的速度为0.05m/s；

(2)月球车受到的重力1400N；

(3)月球车对水平地面的压强7X10'Pa；

(4)月球车在测试过程中的功率25肌

四、实验探究