强化训练-沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步测试试题(解析卷)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步测试考试时间：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、如图所示，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（）A．适当减小木箱重力 B．增大木箱上升高度C．增大提升木箱的速度 D．换用质量较小的动滑轮2、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）A． B．C． D．3、为迎接2022年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（）A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力4、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．① B．①② C．①②③ D．①②③④5、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6、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7、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8、关于功和机械能及其转化，下列说法正确的是（）A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大C．电梯匀速上升过程中，电梯的动能转化为重力势能D．功率越大，做功越多9、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（）A．两车所做功之比是2:1B．两车所做功之比是1:1C．两车所受牵引力之比是2:1D．两车速度之比是1:210、一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资．该飞机在此过程中A．动能不变 B．动能减小C．重力势能不变 D．重力势能增大第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、一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为______，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为______。2、如图所示，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、小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。4、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组匀速提起相同的重物。每个滑轮的重量相同，不计绳重及摩擦，甲、乙机械效率的大小关系为η1______η2（选填“＞”、“＜”或“=”）。5、如图所示，是一个回转“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，在速度越来越慢的过程中______转化为______能，而后它______自动滚回来（选填“能”或“不能”）。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、如图甲，宜昌市某中学学生在课外实践活动中对滑轮组进行了探究。他们自制滑轮组的简化图如图乙所示，小华利用此滑轮组用时10s将小军匀速提升了50cm，称得小军的质量为54kg，动滑轮组的质量为6kg。g=10N/kg，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，求：（1）小华的拉力是多少？（2）小华拉力的功率是多少？（3）此过程中滑轮组的机械效率是多少？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，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，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P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。3、新冠疫情期间，为更好的收治重症患者，武汉市集结了约4万名建设者，仅用10天左右时间就使火神山、雷神山医院成功交付使用，再次让世界见证了“中国速度”。如图所示，工人用滑轮组装置沿水平轨道运送建筑工件，用力F拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度v=0.5m/s，经t=20s将工件送到目的地。已知工件的质量m1=600kg，与轨道的接触面积S=1.2m2，运动过程中所受阻力f是重力的k=0.2倍；若滑轮组的绳保持竖直方向，不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，滑轮组装置的机械效率η=96%，取g=10N/kg。求：（1）工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p；（2）工人拉力F做功的功率P；（3）动滑轮的质量m。4、电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是效率高、噪声小、无废气排放、无油污，如图是我市某景区的电动观光车，该车空载时的质量是1080kg，轮胎与水平地面的接触面积是0.1m2；正常行驶时的牵引力是320N，1.8km的路程只需要3min的时间。（g取10N/kg），求：（1）电动观光车的重力；（2）电动观光车静止时对地面的压强；（3）电动观光车正常行驶时牵引力做功的功率。5、科技慢慢融入人们的日常生活。如图所示，临沂某餐厅的送餐机器人质量为30kg，它与地面的接触面积为0.01m2。某次在水平路面上送餐的过程中，托着2kg的物体受到的阻力是总重的0.05倍，10s内匀速运动了5m。（g=10N/kg）求：（1）送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的。有一小块玻璃钢材的质量为90g，体积为50cm3，该材料的密度是多少；（2）此时机器人对水平地面的压强；（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、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：_____。2、在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。（g取10N/kg）试验次数钢球的质量/g钢球下摆的高度/cm木块滑行的距离/cm1203035240306536030（1）从上表数据可以看出，实验中控制了钢球的______相同，从而探究动能与______的关系；（2）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做______J的功；第3次实验时，木块被撞后在木板滑行无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，若要将第三次实验数据与前两次比较，你认为应当采用______同学的建议。由上述实验数据和现象可得出结论：______；（3）小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小与______的关系；（4）小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是______（正确/错误）的。-参考答案-一、单选题1、D【详解】A．由公式可知，减小木箱的重力，在提升相同的高度时，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A不符合题意；BC．由公式可知，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，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改变机械效率，故BC不符合题意；D．由公式可知，换用质量较小的动滑轮，在提升相同高度时，额外功会减少，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D符合题意。故选D。2、B【详解】A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。3、A【详解】A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。故选A。4、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A。5、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。6、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。7、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。8、B【详解】A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，方向不一致，所以吊车的拉力对重物没有做功，故A错误；B．卫星在大气层外运行，不受空气阻力，其机械能是守恒的，卫星从远地点运行到近地点过程中，质量不变，相对高度减小，所以重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B正确；C．电梯匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，高度增大，所以电梯的动能保持不变，重力势能增大，但是不是动能转化来的，故C错误；D．功率大，是做功快，不一定做功多，故D错误。故选B。9、B【详解】AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为故C错误；D．由可得故D错误。故选B。10、B【详解】一架飞机在高空中水平匀速飞行，高度不变．速度不变，向灾区投放救灾物资时，飞机的质量减小，所以飞机的动能和重力势能都减小，故B正确，ACD错误．二、填空题1、

20

6×104【详解】[1]汽车的运动速度[2]牵引力做功的功率2、

80%

0.5【详解】[1]总功W总=Fs=2.5N×0.5m=1.25J有用功W有用=Gh=5N×0.2m=1J斜面的机械效率[2]由W总=W有用+W额外可得，额外功W额外=W总-W有用=1.25J-1J=0.25J由W额外=fs得，摩擦力3、

200

0【详解】[1]推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。4、=【详解】不计绳重及摩擦，甲、乙两个滑轮组匀速提起相同的重物时，所做的有用功与总功都相同，根据效率的公式，故甲、乙机械效率的大小关系为。5、

动

弹性势

能【详解】[1][2][3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，故它在水平面上滚动的速度会越来越慢，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动。三、计算题1、（1）100N；（2）30W；（3）90%【详解】解：（1）由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小华的拉力（2）绳子自由端移动的距离s=6h=6×50cm=300cm=3m拉力做的总功W总=Fs=100N×3m=300J拉力的功率（3）小华做的有用功滑轮组的机械效率答：（1）小华的拉力是100N；（2）小华拉力的功率是30W；（3）此过程中滑轮组的机械效率是90%。2、（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s)【详解】解：（1）石料的体积V=(0.2m)3=0.008m3石料露出水面前受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N（2）石料的重力G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N（3）由图可知，绳子承重段数n=2，不计绳重和摩擦，绳子的拉力石料露出水面前滑轮组的机械效率（4）拉出水面后，水面下降的高度石料上升的实际距离石料从刚露出水面到完全露出水面的时间石料经过t秒上升的高度h1=vt=0.4t石料的底面积S石=0.2m×0.2m=0.04m2水面下降的高度露出水面的高度h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t此时排开水的体积V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008浮力F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80自由端的拉力自由端的速度v绳=2v=2×0.4m/s=0.8m/s电动机功率综上(0≤t≤0.4s)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P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式是(0≤t≤0.4s)3、(1)5000Pa；(2)625W；(3)5kg【详解】解：(1)工件在轨道上匀速前进时，对轨道的压力F压=GM=m1g=600kg×10N/kg=6000N对轨道的压强(2)运动过程中所受的阻力f=0.2GM=0.2×6000N=1200N由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2则滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=96%解得F=625N绳端移动的速度v绳=nv=2×0.5m/s=1m/s则拉力的功率P===Fv绳=625N×1m/s=625W(3)不计绳重和滑轮与绳间的摩擦，由F＝(f+G动)可得，动滑轮的重力G动=nF-f=2×625N-1200N=50N由G=mg可得，动滑轮的质量m===5kg答：(1)工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强p为5000Pa；(2)工人拉力F做功的功率P为625W；(3)动滑轮的质量m为5kg。4、（1）1.08×104N；（2）1.08×105Pa；（3）3200W【详解】解：（1）电动观光车的重力（2）电动观光车静止时对地面的压强（3）电动观光车正常行驶时牵引力做功的功率答：（1）电动观光车的重力为1.08×104N；（2）电动观光车静止时对地面的压强1.08×105Pa；（3）电动观光车正常行驶时牵引力做功的功率3200W。5、（1）1.8g/cm3；（2）3.2×104Pa；（3）8W【详解】解：（1）有一小块玻璃钢材的质量为90g，体积为50cm3，该材料的密度为（2）机器人对水平地面的压力为F=G总=m总g=(30kg+2kg)×10N/kg=320N则机器人对水平地面的压强为（3）送餐的过程中，托着2kg的物体受到的阻力是总重的0.05倍，则受到的阻力为f=0.05G总=0.05×320N=16N因为送餐机器人做匀速运动，所以送餐机器人的牵引力为F牵=f=16N送餐机器人10s内匀速运动了5m，则送餐机器人运动的速度为送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率为P=F牵v=16N×0.5m/s=8W答：（1）该材料的密度是1.8g/cm3；（2）此时机器人对水平地面的压强为3.2×104Pa；（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率为8W。四、实验探究1、

小球推动纸盒在水平面上移动的距离长短

速度

速度

质量

在质量相同时，小球的速度越大，小球的动能越大【详解】（2）①[1