2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专项攻克试题(含详细解析)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专项攻克考试时间：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、2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（）A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力2、2022年2月8日，谷爱凌摘得冬奥会自由式滑雪大跳台金牌的比赛场景如图所示。图中的运动员从低处向高处跃起后下落的过程中，下列说法正确的是（

）A．运动员从低处运动到高处时，动能不断增加B．运动员从高处运动到低处时，动能转化为重力势能C．运动员运动到最高点时重力势能最大D．运动员运动到最高点时不具有惯性3、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4、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—“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70km/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/hB．“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5、如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为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6、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7、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（）A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲、乙两车的重力势能相等C．经过8秒，甲、乙两车相距10米 D．运动10米，甲车比乙车少用4秒8、2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年东奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在东奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（）A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大9、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10、如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（）A．拉力F大小为4N B．绳子自由端移动的速度为0.6m/sC．拉力F做功的功率为3W D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J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、如图所示，用滑轮组将重力为540N的重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，则滑轮组的机械效率为___________，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是___________。（答出一条即可）2、如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。3、如图所示，王老师用10N的水平推力推着推车，10s前进了5m，则王老师对推车做的功为______J，此时的功率为______W。4、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______。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、为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：（1）小明和自行车的总重力；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。2、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图像如图所示，在第10s时速度达到20m/s，前10s通过的路程为120m。求：（1）在0～10s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0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是多少J？3、质量为2t的汽车，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机，滑行100m停下。v-t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g=10N/kg）求：(1)全程中汽车的所受阻力大小；(2)整个过程中发动机做的功；(3)汽车的最大速度v最大。4、如图是物流中用到的无人搬运车（AGV），该车能按照程序设定自动完成包裹分拣，搬运车质量为3kg，轮子与地面总接触面积为100cm2，搬运车能以0.5m/s的速度把包裹沿水平方向匀速运送到预设目标区域，求：（1）搬运车空载时对地面的压强？（2）在运送过程中，搬运车受到的阻力为300N，求搬运车的功率？5、快递业务服务提升了生活质量。为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物流机器人完成最后三公里的快速智能配送，若空载时该物流机器人质量为600kg，在某平直道路上匀速行驶100s，牵引力做功为4.8×104J，已知机器人所受阻力是重力的0.02倍。当该物流机器人空载时，求：（1）匀速行驶时受到的牵引力；（2）匀速行驶时牵引力的功率；（3）匀速行驶时的速度。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、小华用图示装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如下：次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N机械效率η11.00.10.566.7%21.50.10.771.4%32.00.10.8（1）实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计；（2）第3次实验的机械效率为______%；（3）分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采用的措施是______物重（填“增大”或“减小”）；（4）在一次测量中，小华斜向上拉弹簧测力计，其他条件不变，这个滑轮组的机械效率将______（填“变大”“变小”或“不变”）。2、如图是小明探究”动能大小与哪些因素有关”的实验装置。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车________不变，使小车多次从________（选填“相同”或“不同”）高度下滑进行实验。小明两次实验操作，第一次木块被撞得近，木块受到的摩擦力为f1；第二次木块被撞得远，木块受到的摩擦力为f2，则f1________f2（选填“>”“=”或“<”）。-参考答案-一、单选题1、C【详解】A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。故选C。2、C【详解】A．运动员从低处运动到高处时，质量不变，速度变小，动能不断减小，故A错误；B．运动员从高处运动到低处时，运动员在重力的方向上通过了距离，重力做功，重力势能转化为动能，故B错误；C．运动员运动到最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，故C正确；D．一切物体都有惯性，运动员的惯性运动员运动到最高点时，其运动状态时刻发生变化，但仍具有惯性，故D错误。故选C。3、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A。4、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错误；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C。5、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。6、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P=可知，需要增大挖掘机的功率，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。7、D【详解】由图可知，甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度A．动能与质量和速度有关，甲车的速度大于乙车的速度，由于甲乙两车的质量未知，甲车的动能不一定大于乙车的动能，故A不符合题意；B．重力势能与质量和高度有关，由于甲乙两车的质量和高度未知，甲、乙两车的重力势能不一定相等，故B不符合题意；C．甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙两车的运动方向相反，则此时甲车与乙车相距20m+10m=30m故C不符合题意；D．运动10米，甲车的时间是4s，乙车的时间是8s，甲车比乙车少用4s，故D符合题意。故选D。8、B【详解】苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。9、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C。10、A【详解】B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离s绳=ns物=3×100×10-2m=3m绳子自由端移动的速度故B正确，不符合题意；AC．物体克服摩擦力做的有用功W有=fs物=12N×100×10-2m=12J拉力做的总功拉力F大小拉力F做功的功率故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功W额=W总-W有=15J-12J=3J故D正确，不符合题意。故选A。二、填空题1、

90%

增加重物的重力【详解】[1]由图示知，滑轮组承重绳子为3根，重物提升2m，绳子端移动的距离s=3h=3×2m=6m滑轮组的机械效率[2]要提高滑轮组的机械效率，可增加提升重物的重力，此时，提升重物所做的有用功增大，机械效率增大。2、

600

25【详解】[1]刘利同学对物体做的总功为[2]刘利同学对物体做的有用功为刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力3、

50

5【详解】[1]王老师推推车的力在水平方向，推车也在水平方向运动，所以王老师对推车做了功，王老师对推车做的功[2]功率为4、

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。5、

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。三、计算题1、（1）750N；（2）；（3）75W【详解】解：（1）小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N（2）他骑行时自行车对地面的压强（3）阻力为f=0.02G=0.02×750N=15N因为匀速，所以动力等于15N，速度为他骑行时的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W答：（1）小明和自行车的总重力750N；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。2、（1）12m/s；（2）8×105J【详解】解：（1）前10s通过的路程为120m，在0～10s内汽车的平均速度（2）从图中可以看出，10s后，汽车以20m/s做匀速直线运动，物体的牵引力汽车的功率为在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是答：（1）在0～10s内汽车的平均速度为12m/s；（2）在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是8×105J。3、(1)4×103N；(2)3.2×106J；(3)20m/s【详解】(1)全程中汽车的所受阻力f=0.2G=0.2mg=0.2×2×103kg×10N/kg=4×103N(2)由题意可知，整个过程中发动机的工作时间40s，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W=Pt=8×104W×40s=3.2×106J(3)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，所以汽车的牵引力F=f=4×103N由可得，汽车的最大速度答：(1)全程中汽车的所受阻力为4×103N；(2)整个过程中发动机做的功为3.2×106J；(3)汽车的最大速度为20m/s。4、（1）3×103Pa；（2）180W【详解】解：（1）该搬运车对水平地面的压力F=G=mg=3kg×10N/kg=30N对水平地面的压强（2）根据题