沪粤版九年级物理上册机械功与机械能重点解析试题(含详解)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能重点解析考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生留意：1、本卷分第I〔选择题〕和其次卷〔非选择题〕两局部，总分值1009020.53、答案必需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〔选择题20〕一、单项选择题〔10220〕1、在如以下图的滑轮组中，每个滑轮重20N，在绳子自由端用100N的拉力把货物匀速提高1m，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是〔 〕A．20N；80%C．180N；90%

B．20N；90%D．180N；80%2、如以下图，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是〔 〕适当减小木箱重力C．增大提升木箱的速度

增大木箱上上升度D．换用质量较小的动滑轮3、小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。无视绳重和机械之间的一切摩擦。以下说法中正确的选项是〔 〕F2850J50NF600J④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。A．①③ B．②④ C．①② D．③④4、20232242023感来源，运用中国书法艺术形态来呈现出滑雪运发动的英姿。图乙是中国滑雪运发动谷爱凌在U地竞赛的图片，关于竞赛过程中的能量变化，其中表达正确的选项是〔〕谷爱凌在U谷爱凌从U谷爱凌在U谷爱凌从U5、成语“水滴石穿”，比方力气虽小，但只要坚持，功到自然成从物理的角度分析∶①力转变了石头的外形；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；A．①③ B．①② C．①④ D．②④6、如以下图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动〔AO＝O。小球从A位置运动到B位置的过程中，以下推断不正确的选项是〔 〕A．小球的动能先增大后减小B．弹簧的弹性势能先减小后增大C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D．任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变7、以一样功率正常匀速行驶的两辆汽车，在一样时间内两车通过的路程之比为2:1，以下说法正确的选项是〔 〕2:1两车所做功之比是1:12:1D．1:28、如图为小孩荡秋千的示意图，以下分析正确的选项是〔 〕小孩在A点具有的动能最大小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能小孩从C荡到B的过程中，动能转化为势能小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能9、如以下图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于水平地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力。则以下分析正确的选项是〔 〕A．小球运动至最高点时，受平衡力作用B．小球被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧削减的弹性势能D．A点向上运动到O点的过程中，小球所受重力的功领先减小后增大10、如以下图，利用滑轮组将重为80N的物体在30s内匀速提升3m，拉力F为50N，假设不计绳重和摩擦。以下说法正确的选项是〔 〕绳端移动的速度为0.3m/sC．拉力做功的功率为40W

动滑轮重力为50N80%其次卷〔非选择题80〕二、填空题〔5420〕1、2023年9月19日，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，在天津泰达航母主题公园精准降落在“基辅号”航母甲板的跳靶上，完成了全球首次航母翼装飞行。当其从直升机上一跃而下时，重力势能渐渐 ；翻开降落伞后匀速下降时，其动能 ；在整个下降过程中，张树鹏的机械能 〔均选填“增大”“减小”或“不变”。2、如以下图，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、小明购了一批书，将书从一楼搬到三楼，小红想测定小明一次全部搬完书的过程中对书做功的功率。于是小红进展了如下的试验步骤A〕测出全部书的总质量〔〕测出楼梯的总长度；〔C〕测出一楼到三楼的竖直高度〔〕测出小明搬书上楼所用的时间〔E〕计算出小明搬书的功中多余的是： 〔填写步骤前的字母即可〕实际中由于书较多，小明承受分两批将书搬上三楼的方法搬完了书，两种搬书的方法：①是把全部书一次搬上楼；②是先搬一局部书上楼，再搬剩下的局部。假设小明搬书上楼的速度一样，两种方法中功率大的是 ；机械效率高的是 〔填序号①或②〕4、如以下图，某工人师傅用平行于斜面对上、大小为500N的推力，把木箱从长4m的斜面底端推到顶端用时10s，整个过程木箱的平均速度为 m/s，推力的平均功率为 W。50.2kgF＝3Nv与时间t的关系如图乙所示，则铁块受到的摩擦力为 ，～5s内拉力F做的功是 〔取＝10N/kg。三、计算题〔5840〕1、纯电动汽车具有节能减排、绿色环保的特点，备受人们的青睐。某型号电动汽车在水平路面以20米/5×103千瓦，求：经过900秒，电动汽车行驶的距离s；电动机在900秒内对电动汽车做的功W；电动汽车匀速行驶时受到的阻力F。阻2、如以下图，在科普节目《加油向将来》中，有一项对抗性试验，甲、乙两人站在平衡板上，滑轮组将平衡板提升至确定高度后，两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。假设甲的质量为55kg，乙45kg，900kg，且质量分布均匀，重心在点O〔g10N/kg〕25s5m过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力F6250N。求在此过程中：①滑轮组所做的有用功为多少？F的功率多大？滑轮组的机械效率为多少？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、右两侧沿同始终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ACBD之比为多少？空车质量1180kg空车质量1180kg满载人员12满载时轮胎与地接触面积4×250cm2最大车速45km/h依据以上技术参数，解答以下问题〔g取10N/k〕60kg，求满载时车对水平路面的压强？假设观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103，求观光车匀速行驶5×13m引力所做的功和功率？4、如以下图为我国首辆“玉兔号”月球车，登月前，在水平地面上进展了测试，月球车匀速直线行180m60min140kg500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.022。求：月球车在测试过程中的速度；月球车受到的重力；月球车对水平地面的压强；月球车在测试过程中的功率。5、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，自动调整电磁铁电流大小，转变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂移状态。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Fl变化的关系保持不变，水深变化的影响无视不计。潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm，水深为25cm。求：潜水器漂移时受到的浮力；下沉全过程潜水器重力所做的功；潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。四、试验探究〔21020〕1、小南在探究“动能大小与哪些因素有关”的试验中，设计了图甲所示的试验方案，并进展了如下的试验：l：让钢球从斜面A点由静止开头下滑，到达水平面时速度为v，撞击木块并使木块移动，登记1木块移动的距离s；12：让钢球从斜面B点由静止开头下滑，到达水平面时速度为v，撞击木块并使木块移动，登记2木块移动的距离s；23：转变钢球的质量让钢球从A点由静止开头下滑，撞击木块使木块移动，登记木块移动的距离s；3比较v、v，可知v v〔选填“＞”、“＜”或“=”，缘由：钢球的重力势能越大，1 2 l 2转化为钢球的 能越大；设计步骤l和步骤2的目的是探究动能大小与 的关系；钢球从斜面上滑下后，碰撞到斜面底端水平放置的木块后连续向前运动，木块在水平木板上滑行一段距离后停下，如图甲所示，设木块抑制摩擦力所做的功为W，钢球与木块碰撞前的动能为E，k则 E〔选填“＞”、“＜”或“=”；k以下实例中与此试验比较物体动能大小的方法一样的有( )A．生疏电流大小时，用水流进展类比；B．用红墨水在水中的集中现象来生疏分子是运动的；C．探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应把握接触面粗糙程度一样；试验完毕后，小南拿走木块，先后将同一小球从同一斜面的不同高度处静止释放，记录小球在一样外表上滑行到静止的距离，如图乙所示，依据此现象，小南得出了动能与速度有关的结论。你认为该同学试验方案是否合理 〔选填“合理”或“不合理”。为了让质量不同的甲、乙两球获得一样的初速度，有同学认为可以不用让两球都从同一斜面的同一高度处滚下，而是设计了如丙图装置，只要每次让两球压缩弹簧到同样的形变程度后自然释放即可〔不考虑各种能量损耗。通过争论觉察该方法不合理，缘由是：由于小球的质量不同，所以弹簧恢复原状，弹性势能全部转化为小球的动能后，小球获得的 是不同的，是不合理的。2、在探究“影响滑轮组机械效率因素”的试验中，用到的装置如以下图，试验数据记录如表所示。试验次数钩码重力G/N钩码上上升度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%试验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；分析表中数据可知，第4次试验是用图 所示装置来完成的；通过比较1、2两次试验数据可得出：使用同一滑轮组提升一样重物，滑轮组的机械效率与重物上上升 〔选填“有关”或“无关”；通过比较 两次试验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；3、4〔选填“越高”、“越低”或“不变”。-参考答案-一、单项选择题1、C【详解】AB．如以下图，两段绳子分担动滑轮和物重，故重物重G 2F-G物

=2100N-20N=180NABCD．不计绳重和摩擦力，故滑轮组的机械效率是W Gh G

180N 100%=W总

物GhG物

100%= 物h GGh G物

= =90%180N+20NC。2、D【详解】A．由公式W 有W

W 有W W总 有 额可知，减小木箱的重力，在提升一样的高度时，有用功会减小，而额外功不变，所以有用功所占总功的比值会减小，所以机械效率会减小，故ABC．由公式W Gh G 有 物 物W Fs nF总可知，机械效率的大小与物体上升的高度和物体上升的速度无关，所以增大木箱的上上升度和增大提升木箱的速度不能转变机械效率，故BCD．由公式W 有W

W 有W W总 有 额可知，换用质量较小的动滑轮，在提升一样高度时，额外功会削减，而有用功不变，所以有用功占总功的比值会增大，所以机械效率会增大，故D3、B【详解】①如以下图，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为s 2h绳 物

26m12mF做功为W =Fs475N12m5.7103J总故①错误；②动滑轮的重力为G 2F-G动

2475N900N50N故②正确；F做的额外功为W G额 动

h50N6m300J故③错误；950NW Gh G

950N 100%=W总

物GhG物

100%= 物h GGh G物

= 95%950N50N故④正确，故综上所述，②④正确，B4、D【详解】谷爱凌在U能最小，故A谷爱凌从UB误；谷爱凌在UC谷爱凌从UD5、A【详解】①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的外形渐渐转变，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。6、C【详解】由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则小球位于A点时弹簧处于压缩状态，位于B点时弹簧处于拉伸状态；①小球从A运动到O的过程中，弹簧渐渐恢复原状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；②到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球的速度最大，动能最大；③小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小，所以此过程中动能转化为弹性势能；则小球从AB小球的动能先增加后削减，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故A题意；弹簧的弹性势能先削减后增大，故B小球运动到O点时的动能〔最大〕与此时弹簧的弹性势能〔为零〕不相等，故C意；由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D不符合题意。7、B【详解】AB．两车功率一样，依据WPt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，ABC．W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为F:F

W W 1: s s

W s 12

1 1 1:21 2 W s 1 21 2 2 1CD．由v

st可得v:v

s s s 1: 2

2:11 2 t t s2B。8、B【详解】荡秋千时，从AB点和从C点到B点都是下降过程，都是将重力势能转化为动能，在这个过程中，A点和C点位置最高，重力势能最大，此时小孩是静止的，故动能为0；B点的动能最大，由于B点位置最低，所以重力势能最小。从B点到C点和B点到A点的过程中都是将动能转化为重力势能的过程。小孩在A点时，位置最高，重力势能最大，动能为零，故A小孩从B荡到C的过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能转化为重力势能的过程，故B小孩从C荡到B的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能的过程，故C小孩从A荡到B的过程中，需要抑制空气阻力做功，由一局部机械能转化为内能，故在B点的机械能小于A点的机械能，故D9、C【详解】小球脱离弹簧运动到最高点时，小球只受到重力的作用，所以不是受平衡力作用，故A误；由于用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加上向下的压力，小球重力小于弹簧弹力，故BA点释放，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球离开弹簧连续运动，只受重力作用，动能转化为重力势能，到达最高点，小球只具有重力势能，由于小球和弹簧组成的系统机械能守恒。故整个过程中，重力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故C不计空气阻力，小球从A点向上运动到O点的过程中，小球的重力不变，但弹簧的弹性形变减小，弹力减小；在前一段时间内小球受到的弹力大于重力，小球向上做加速运动；在后一段时间内小球受到的弹力小于重力，小球向上做减速运动，即小球的速度先增大后减小，依据PWGhGvt t可知，小球所受重力的功领先增大后减小，故DC。10、D【详解】由图可知，有两段绳子吊着动滑轮，即n=2。绳端移动的距离为s=nh=2×3m=6m绳端移动的速度为vs=6m=0.2m/st 30sA无视绳子的重力和摩擦的状况下G n 物 动则G nF-G动G 2F-G=250N-80N=20N动BC．拉力做功为W Fs50N6m300J总拉力做功的功率为PW=300J=10Wt 30s故C错误；D．抑制物体的重力做的有用功为W Gh80N3m240J有用滑轮组的机械效率为W 100%=W总

240J300J

100%80%应选D。二、填空题1、 减小 不变 减小【详解】[1]当其从直升机上一跃而下时，高度减小，质量不变，则重力势能渐渐减小。[2]翻开降落伞后匀速运动时，其速度不变，质量不变，则动能不变。[3]在整个下降过程中，张树鹏需要抑制空气阻力做功，机械能转化为内能，则机械能减小。2、 80% 0.5【详解】[1]总功有用功斜面的机械效率=W

1J100%=80%W 1.25J总[2]W总=W有用+W额外可得，额外功W额外=W总-W有用=1.25J-1J=0.25JW额外=fs得，摩擦力fW0.25J0.5Ns 0.5m3、 B ① ①【详解】测量小红同学搬运器材过程中对箱子做功的功率，需结合公式Pmgh；m为箱子的质量，h为一t楼到三楼的竖直高度，tm、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t，由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度，即步B这箱书的重力确定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次所做的有用功相等，即W=W；方法1 2①所做的额外功为一次抑制自身重力所做的功，而方法②所做的额外功是两次抑制自身重力所做的〔W

+2W书

〕大于方法①的总功〔W人+W；书 人因上楼的速度一样，方法②需要上楼二次，所以方法②所用时间是第一次的两倍，由PWP＞t 1P，即方法①功率大；2W两次所做的有用功相等，方法①做的总功较少，由η=有

即机械效率高的是方法①。4、 0.4 200【详解】木箱的平均速度

W 1 2总vs4m0.4m/st 10s推力的平均功率PWFsFv500N0.4m/s200Wt t5、 1 3【详解】由图乙可知铁块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力，在竖直方向上对铁块进展受力分析，受到竖直向上的拉力F，竖直向下的摩擦力fG；重力为Gmg0.2kg10N/kg2N所以，铁块受到的摩擦力为fFG3N2N=1N0.2m/s5ssvt0.2m/s5s1m则拉力做功为WFs3N1m=3J三、计算题1〔1〕1.8×1m〔〕4.5×19〔3〕2.5×1N【详解】〔〕经过900秒，电动汽车行驶的距离svt20m/s900s1.8104m电动机在900秒内对电动汽车做的功WPt5106W900s=4.5109J依据W=Fs电动汽车匀速行驶时受到的阻力F阻 牵

W 4.5109J 2.5105Ns 1.8?104m〔〕经过900秒，电动汽车行驶的距离1.8×1m；电动机在900秒内对电动汽车做的功4.5×19J；电动汽车匀速行驶时受到的阻力为2.5×1N2〔1〕①5104J；②2500W802〕：11【详解】〔〕①由题意可知，甲的质量为55k，乙的质量为45kg，平衡板质量为900k衡板的总重力是m总 甲

m g55kg45kg900kg10N/kg1104N板甲、乙和平衡板的总重力是1104N25s5mWGh可知，滑轮组所做的有用功是W有用功

Gh1104N5m5104J总5m则绳端移动的距离是s2h25m10m25sv

s可知，绳端移动的速度是tvs10m0.4m/st 25s0.4m/sF6250N，平衡板匀速提升，则绳端匀速移动，依据PFv可知，F的功率是PFv6250N0.4m/s2500WF2500W；由上述解析可知，滑轮组所做的有用功是5104J，拉力F6250N，绳端移10m，那么滑轮组所做的总功是W Fs6250N10m6.25104J总功依据机械效率的公式，可知滑轮组的机械效率是W 5104J 有用功100% 100%80%W 6.25104J总功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G m甲 甲

g55kg10N/kg550N乙的重力是G m乙 乙

g45kg10N/kg450N依据杠杆的平衡条件可得Gl Gl甲OA 乙OB代入数据解得l 9l

；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OA 11OB据杠杆的平衡条件可得Gl甲 OA

l G lAC 乙

l BD代入数据可得550N9l

l 450Nl

l 11OB

AC

OB BDlAClBD

9，两人挪动的距离ACBD9：11。11〔〕①滑轮组所做的有用功为510J；②拉力F的功率是2500；滑轮组的机械效率为80〔2〕两人挪动的距离ACBD9：11。3〔1〕1.9×1Pa〔〕107J25000W【详解】〔〕乘员质量平均为60kg，满载时有12名人员，空车的质量是1180k，则满载时车的总质量为m=nm+m总 人

=12×60kg+1180kg=1900kg车满载时车对水平路面的压力等于车的总重力，大小为F=G=mg=1900kg×10N/kg=19000N总满载时车对水平路面的压强是F19000NFp 1.9105PaS 425010-4m2〔2〕观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，故牵引力大小为F==2×13N牵观光车匀速行驶5×10m过程中，牵引力所做的功是=F=2×10N×5×13m=17J牵观光车匀速行驶5×10m所需时间为s 5103m 145kmht h400s45kmhv 9牵引力做功的功率为W 107JP 25000Wt 400s〔〕满载时车对水平路面的压强是1.9×15P；〔2〕牵引力所做的功是107J，功率是25000。4〔10.05m/〔2〕1400〔〕7×1Pa〔〕25W【详解】〔〕月球车的速度s 180mv = =0.05m/st 6060s月球车受到的重力G=mg=140kg×10N/kg=1400N月球车对地面的压力F=G=1400N月球车对水平地面的压强F 1400Np= = =7104PaS 0.02m2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F=F牵

=500N阻月球车在测试过程中的功率W FsP 牵 F

v500N0.05m/s=25Wt t 牵〔〕月球车的速度为0.05m/；1400N；25W。5〔15〔21J〔〕2700Pa【详解】〔〕潜水器处于漂移状态时，潜水器受到的浮力F G浮 潜

5N潜水器的底面积S10cm10cm100cm20.01m21由 V g Shg浮 液 排 水11能够得出，漂移时浸入水中的深度Fh 浮 5N 0.05mF1 Sg 1.0103kg/m30.01m210N/kg水1潜水器下降的距离hhh2 1

0.25m0.05m0.2m潜水器的重力所做的功WGh潜2

5N0.2m1JF随l的变化关系式为FF G浮 潜

gS水

hlG潜

1.0103kg/m310N/kg0.01m20.25ml5N解得F20100lNF随l的变化关系不变即F20100lN潜水器沉底静止时，l0，受到的吸力F20N，潜水器漂移时，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G 等于容器中只装25cm深的水重G ，容器的底面积总