达标测试沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向攻克试题(含答案及解析)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向攻克考试时间：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、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1.1×104J2、如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（）A．从A点到B点的过程中机械能守恒B．在B点时处于平衡状态C．在O点时重力势能最大D．从A点到O点动能转化为重力势能3、在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．她从a点运动到c点的过程中，其惯性不断变小B．她从b点运动到c点，其动能减小且机械能也减小C．她从a点向b点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能D．她在d点和e点的动能为零，且在d点和e点她的机械能相等4、将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，下列说法正确的是（）A．皮球落地后又弹起，在此过程中只发生了动能和势能的相互转化B．如图乙所示，能反映皮球动能E随时间t变化的关系C．若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑D．皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等5、如图所示，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（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（）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6、如图所示，勤劳的工人借用滑轮匀速提升重物，这样做（）A．省力，同时可以省功B．省力，但降低了做功效率C．既省力，也改变施力的方向D．既不省力，也不改变施力的方向7、下列几种情况中，人对物体做了功的是（）A．运动员用力举着杠铃不动 B．用力拉绳匀速提升重物C．用力搬石头没搬动 D．用力提着水桶在水平方向移动8、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＜P29、物块在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直线轨道上运动（如图），其中AB=CD=10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是（）A．该物块在CD段的惯性比AB段大B．该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5C．拉力F在AB段所做的功为20JD．拉力F在CD段做功的功率为10W10、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、某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是______；(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是______；(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功______。3、如图所示，小伟玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中：小伟的重力势能__________________，小伟的动能________________；在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹性势能___________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。4、小明用如图所示的动滑轮提起重140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），此时动滑轮的机械效率为________%；如果向水桶内再加入40N的水，该动滑轮的机械效率将_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。5、如图所示滑轮组提升重物（不计绳重和摩擦），重600N的物体在10s内匀速上升1m。已知拉绳子的力F为400N，则在这一过程中做的有用功______J，滑轮组的机械效率是______，拉力的功率为______W。若利用该装置提升重为1000N的物体，则该滑轮组机械效率将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、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。2、在某建筑工地有一块质量为43.2kg的长方体重物，竖立在水平地面上（如图甲所示），高1.6m，底面边长均为1.2m，（重物重心在几何中心位置，g取10N/kg）求：（1）重物所受重力的大小；（2）欲将重物沿着一条底边向右推倒，我们可将图甲简化为图乙所示的杠杆，请在图乙中画出最小推力的示意图，并求出最小推力的大小；（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为多少？3、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图象如图所示，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：（1）在010s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1020s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？4、如图所示，是“江淮牌”某型号新能源汽车，其总重量为1.46×10N，汽车以72km/h的速度沿水平路而匀速直线行驶时，受到的阻力为其总重量的10%，每个轮胎与路而的接触而积为5dm，求：（1）汽车静止时对水平路面的压强大小；（2）汽车以72km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时，其牵引力做功的功率大小。5、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。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：A．对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如表：实验次序斜面倾角物重G/N拉力F/N斜面高度h/m斜面长度s/m有用功W有/J总功W总/J斜面机械效率η130°32.50.61.21.8360%230°54.20.61.235.04342°32.80.81.22.43.3671%（1）在实验过程中，应沿斜面向上_____拉动木块，此时的绳子对物体的拉力和斜面对木块的摩擦力_____（选填“是”或“不是”）平衡力；（2）第2次实验中斜面的机械效率η=_____；（3）对比实验1、2的数据可以用来验证猜想_____，细心的小明发现第2次实验中的额外功大于第1次实验中的额外功，你认为可能是_____变大的原因造成的；（4）对比1、3两次实验数据，可初步得出的结论是_____。2、小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。上述甲、乙两组实验中：①实验中通过_____来表示小球动能的大小。②乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的_____。③选用图甲探究的是动能与_____的关系，理由是：两球_____相等；得出的结论是：_____。-参考答案-一、单选题1、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。2、A【详解】A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。故选A。3、B【详解】A．从a点到c点过程中，她的质量不变，所以惯性不变，惯性只与质量有关，故A错误；B．她从b点运动到c点，高度增大，所以重力势能增大，速度减小，动能一部分转化为重力势能，一部分转化为摩擦力做功，所以这个过程中，动能减小，机械能减小，故B正确；C．她从a点向b点运动的过程中，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，该过程中还需要克服摩擦力做功，一部分重力势能转化为摩擦力做功，故C错误；D．她在d点还具有速度，所以动能不为0，从d点到e点，克服摩擦力做功，所以机械能减小，故D错误。故选B。4、B【详解】A．由图可知，每次皮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在此过程中不只发生了动能和势能的相互转化，机械能转化为内能，故A错误；B．皮球在下落的过程中速度变大，动能变大，反弹后上升的过程中，速度变小，动能变小；由图可知，由于反弹的高度减小，故机械能减小，即小球的最大动能会逐渐减小，乙图能反映皮球动能E随时间t变化的关系，故B正确；C．由于皮球运动过程中机械能减小，球在C点的机械能大于D点的机械能；当皮球落到A、B两点，且皮球达到最大形变时，其动能与重力势能都为零，又因为小球在C点的机械能大于D点的机械能，所以小球在A点的弹性势能大于在B点的弹性势能，则在A点的圆斑要大于在B点的圆斑，故C错误；D．小球的机械能逐渐变小，且C点在D点之前，所以小球在C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在C、D两点高度相同则重力势能相同，所以小球在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。故选B。5、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，弹簧逐渐恢复原状，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A位置运动到B位置的过程中：A．小球的动能先增加后减少，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故A正确，不符合题意；B．弹簧的弹性势能先减少后增大，故B正确，不符合题意；C．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错误，符合题意；D．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正确，不符合题意。故选C。6、B【详解】动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，使用任何机械都不能省功，在提升重物时还要提升动滑轮，做一部分额外功，所以省了力但降低了做功效率，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。7、B【详解】A．运动员用力举着杠铃不动，只有力而没有距离，不做功，故A不符合题意；B．用力拉绳匀速提升重物，重物在受到拉力的方向上移动了距离，力对重物做功，故B符合题意；C．用力搬石头没搬动，只有力而没有距离，不做功，故C不符合题意；D．用力提着水桶在水平方向移动，在提水桶的力的方向上没有移动距离，不做功，故D不符合题意。故选B。8、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。9、D【详解】A．惯性的大小只与质量有关，与速度大小无关，故A错误；B．由题知，物块在AB段和CD段的速度之比为2∶5，AB和CD距离相等，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为5∶2，故B错误；C．物块在AB段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C错误；D．物块在CD段匀速运动，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正确。故选D。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.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、

运动员和跳伞设备的总重力大于空气阻力

③

7×105J(1)根据跳伞运动员竖直降落过程中受到的重力和阻力大小关系得出结论。(2)图甲曲线中CD段，跳伞运动员匀速降落，受到平衡力作用，据此分析对应的情景图。(3)已知动员和跳伞设备的总重力，根据甲图确定跳伞运动员在AB段的速度和时间，根据s=vt计算出跳伞运动员AB段的高度，根据W=Gh计算出运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。【详解】(1)[1]由图甲可知，跳伞运动员在AB段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力。(2)[2]①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC段，故①不符合题意；②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0，与图甲曲线中CD段不符，故②不符合题意；③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，且运动员的速度较小，是图甲曲线中CD段，故③符合题意；④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，且运动员的速度较大，应该是图甲曲线中AB段，故④不符合题意。故选③。(3)[3]由图甲可知，运动员在AB段的速度为v=50m/s，时间为t=40s-20s=20s，则运动员在AB段下降的高度为h=s=vt=50m/s×20s=1000m则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为W=Gs=700N×1000m=7×105J【点睛】本题考查了物体的受力分析、对图像的分析能力以及速度公式和功的计算公式的应用，属于综合性题目。3、

增大

减小

增大【详解】[1]蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小伟的质量不变，高度增大，其重力势能增大。[2]同时速度减小，其动能减小。[3]在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧的形变变大，则弹簧的弹性势能增大。4、

87.5

变大【详解】[1]动滑轮的机械效率为[2]如果向水桶内再加入40N的水，水桶的重力变为180N，动滑轮的机械效率变为，故该动滑轮的机械效率变大。5、

600

75%

80

变大【详解】[1]这一过程中做的有用功W有=Gh=600N×1m=600J[2]由图可知，n=2，则绳端移动的距离s=nh=2×1m=2m拉力做的总功W总=Fs=400N×2m=800J滑轮组的机械效率[3]拉力的功率[4]不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率为用该装置提升重为1000N的物体，则提升物体的重力增大，动滑轮重不变，由上式可知，滑轮组的机械效率将变大。三、计算题1、（1）1.6×10Pa；

（2）3.2×106J；

（3）20m/s【详解】解：（1）汽车静止在水平路面上对路面的压力汽车静止在水平路面上对路面的压强（2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间且在这段时间内发动机的功率不变，由可得，整个过程中发动机做的功（3）全程中汽车的所受阻力因汽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，汽车的牵力由可得，汽车的最大速度答：（1）汽车静止在水平路面上对路面的压强为；（2）整个过程中发动机所做的功为；（3）汽车运动的最大速度为20m/s。2、（1）432N；（2）；129.6N；（3）86.4J【详解】解：（1）重物的重力（2）在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，使物体向右翻转时，物体右下端与地面的接触点C是支点，AC是最大动力臂，当推力作用在A点时，推力最小，如图所示：将重物看做以C为支点的杠杆，当力臂最长即为斜边长时，推力最小，推力F的力臂重力G的力臂为底边的一半根据杠杆的平衡条件可得，则最小推力（3）如图所示推倒重物过程中，重物重心上升的高度所以克服重力做的功答：（1）重物所受重力的大小是432N；（2）如上图所示，最小推力的大小是129.6N；（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为86.4J。3、（1）12m/s；（2）8×105J【详解】解：（1）根据题意知，汽车在10s内通过的路程是120m，所以，由知道，在0～10s内汽车的平均速度（2）由图象知道，10～20s内汽车做匀速直线运动，速度是v′＝20m/s，所以，在10～20s内汽车通过的路程s′＝v′t′＝20m/s×(20s－10s)＝200m由平衡条件知道，此时汽车受到的牵引力等于阻力，即F＝f＝4000N所以，在10～20s内牵引力所做的功W=Fs′＝4000N×200m＝8×105J答：（1）在0～10s内汽车的平均速度是12m/s；（2）在10～20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是8×105J。4、（1）7.3×10Pa；（2）2.92×104W【详解】解：（1）由题意可知，汽车总重力G=1.46×10N，每个轮胎与路而的接触而积为5dm，汽车共有四个轮胎，即总受力面积为汽车静止时，根据二力平衡，汽车对水平面的压力则汽车静止时对水平路面的压强为（2）汽车速度为v=72km/h=20m/s，受到的阻力为其总重量的10%，则受到的阻力当汽车沿水平路而匀速直线行驶时，根据二力平衡条件可知，牵引力则牵引力做功的功率为答：（1）汽车静止时对水平路面的压强大小为7.3×10Pa；（2）汽车以72km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时，其牵引力做功的功率大小为2.92×104W。5、（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