2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能单元测评试题(详解版)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能单元测评考试时间：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，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2、如图所示，将小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长状态。现将小球推至A点，松手后小球在AB间运动。（不考虑空气阻力）下列说法正确的是（）。A．小球在O点时，受到弹簧向右的弹力 B．小球在O点时，动能最大C．小球在B点时，动能最大 D．小球的机械能越来越小，最终会停下来3、2022年2月8日，中国美少女谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中获得金牌。如图所示是她在此次比赛中的场景，她在雪地上加速下滑的过程中（）A．重力势能不变 B．动能减小C．重力对她做了功 D．支持力对她做了功4、如图所示，甲运动员比乙运动员高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（）A．甲做功较多，功率较大B．甲做功较多，功率较小C．甲做功较多，甲、乙功率相等D．甲、乙做功相等，甲的功率较大5、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6、如图，用大小相等的拉力F，分别沿竖直方向和水平方向拉物体，物体的运动方向始终和拉力方向保持一致。已知运动时间tab>tcd，运动距离sab=scd，比较（a）（b）两种情况下拉力所做的功和功率（）A．ab段做的功较多B．ab段和cd段做的功一样多C．ab段功率较大D．ab段和cd段功率一样大7、体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（

）A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大8、在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是（）A．转轴加润滑油 B．增加提升高度 C．增大提升速度 D．减小物体质量9、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10、十年磨剑，载誉归来！2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆。返回舱进入大气层离地面一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的（）A．动能不变，重力势能减少 B．动能减少，重力势能减少C．动能增加，重力势能减少 D．动能不变，机械能不变第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、在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。在投掷的过程中，小明______（选填“有”或“没有”）对实心球做功，实心球在最高点时______（选填“具有”或“不具有”）动能。球从最高点到落地点的过程中，忽略空气阻力，球的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。3、如图所示，在拉力F=50N的作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知滑轮组的机械效率为80%，则物体与地面间的滑动摩擦力为______N，拉力F做功的功率为______W。4、一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率仅为40%，再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则重物B的重力为________N（不计滑轮组中的绳重和摩擦）。5、凝聚着我国古代劳动人民智慧的世界文化遗产——都江堰水利工程，由分水鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰等组成（如图所示），其在引水灌溉，防洪减灾方面发挥着重要作用。枯水季节，由于内江河床较低，在水受到的___________力作用下，大量的水落入内江，其重力势能___________（选填“增大“减小”或“不变”）；洪水季节，由于宝瓶口的限流作用，导致内江水的流速较小，外江水的流速较大、压强较___________，大量的水涌入外江。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、重量为600N的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计，问：（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；（2）动滑轮受到的重力；（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？2、如图所示，水平地面上M点有一质量为60kg的箱子，现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点，所用时间30s，MN间的距离为15m（g=10N/kg）。求：(1)箱子所受的重力；(2)箱子运动的速度；(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍，则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。3、如图所示，是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。物体M的棱长为1m，密度为2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物体M上升后，还未露出水面时受到的浮力；（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面受到水的压力；（3）物体M上升后，在未露出水面前，此滑轮组的机械效率。4、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？5、如图所示，质量50kg、体积0.02m3的长方体石块沉在水底，工人师傅用滑轮组将石块从水底匀速提到地面，已知水深3m，从水面到地面的距离为2m，两个动滑轮总重为100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）石块浸没在水中时，受到的浮力是多少？（2）石块完全露出水面后，继续匀速上升的过程中，工人的拉力大小是多少？（3）石块从离开水面到地面的过程中，工人做了多少功？（4）在石块离开水面后，滑轮组的机械效率是多少？四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。（1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上______（选填“同一”或“不同”)位置由静止释放；（2）分析小车运动情况可知，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越_______，由此推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上_______；（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：______（选填“需要”或“不需要”）；（4）不考虑空气阻力，三次实验中小车克服摩擦力所做的功______（选填“相等”或“不相等”），在小车凹槽中放入质量不同的砝码，从同一斜面的同一高度处由静止释放，撞击放置在水平面上的同一位置处的木块，可探究物体的________大小与质量的关系。2、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_____。-参考答案-一、单选题1、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。2、B【详解】A．由图知，当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，没有发生弹性形变，弹簧没有弹力，故A错误；BC．若将小球推至A点，弹簧被压缩，发生弹性形变，产生弹力（推力），小球在推力作用下加速运动，当小球到O点时，弹簧处于自然伸长的状态，弹簧的推力为零，小球的速度达到最大，动能最大，过O点后弹簧被拉伸，对小球产生拉力，小球在拉力的作用下减速运动，到B点时速度为零，动能最小，故B正确，C错误；D．由于不考虑空气阻力且小球在光滑的水平面上滑动，只有弹力做功，所以机械能守恒，不会停下来。故D错误。故选B。3、C【详解】A．雪地上加速下滑的过程中，高度降低，故重力势能减小，故A不符合题意；B．加速下滑，速度变大，动能变大，故B不符合题意；C．她受到了重力，且在竖直方向上移动了距离，故重力对她做了功，故C符合题意；D．支持力的方向与运动的方向垂直，故支持力不做功，故D不符合题意。故选C。4、A【详解】因为杠铃的质量相等，根据功的定义，举起杠铃的高度越高，所做的功就越多，甲比乙高，所以甲做的功大；两人举起杠铃所用时间相同，由功率定义可知，相同时间内所做的功越多，功率就越大，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。5、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。6、B【详解】AB．根据可知，拉力相同，在力的方向上移动的距离相同，故ab段和cd段做的功一样多，故A不符合题意；B符合题意；CD．可知，ab段和cd段做的功一样多，运动时间tab>tcd，故ab段功率较小，故CD不符合题意。故选B。7、D【详解】铅球在空中下落时，其高度降低、速度不断增大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能不断向动能转化。故选D。8、A【详解】A．转轴加润滑油，减小摩擦力，减小额外功，可以提升滑轮组的机械效率，故A符合题意；B．有3段绳子分担动滑轮和物重，故滑轮组的机械效率为与提升高度高度无关，故B不符合题意；C．滑轮组的机械效率与速度无关，故C不符合题意；D．若减小物体的质量，根据可知，滑轮组的机械效率将变小，故D不符合题意。故选A。9、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。10、A【详解】降落伞在匀速下落的过程中，质量不变速度不变，则动能不变；质量不变高度减小，则重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。【点睛】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。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、

有

具有

不变【详解】[1]在投掷过程中，实心球在力的方向上有位移，所以小明对实心球做了功。[2]实心球在最高点时，有向右的速度，所以实心球有动能。[3]从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低，所以动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，机械能是守恒的，即实心球的机械能保持不变。3、

120

15【详解】[1]已知滑轮组的机械效率等于由此得出物体与地面间的滑动摩擦力为f=ηFn=80%×50N×3=120N[2]拉力F做功为W总=Fs=Fns物=Fnvt=50N×3×0.1m/s×10s=150J拉力F做功的功率为4、600【详解】重物A的重力GA=mAg=10kg×10N/kg=100N绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率则提升重物A时，滑轮组的机械效率解得动滑轮重力G动=150N再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则解得重物B的重力GB=600N。5、

重

减小

小【详解】[1][2]地球上的一切物体都要受到地球的吸引力，这个吸引力就是重力，水在受到重力的作用下从高处落下，这个过程中高度越来越低，重力势能越来越小，而速度越来越大，动能也越来越大。[3]流体流速越快，压强越小，外江水的流速较大、压强较小。三、计算题1、（1）120W；（2）200N；（3）【详解】解：（1）由图可知，n＝3，则绳端移动的距离s＝nh＝3×6m＝18m拉力做的功拉力的功率（2）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝60%，因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率解得G动＝200N（3）已知工人的重力为600N，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力F大＝G人＝600N由F＝（G+G动）可得，提升的最大物重则滑轮组的最大机械效率：答：（1）拉力的功率为120W；（2）动滑轮受到的重力为200N；（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。2、（1）；（2）；（3）60W【详解】(1)箱子受到的重力(2)箱子运动的速度(3)箱子所受阻力箱子向左匀速直线运动，由二力平衡可得推力的大小推力做的功推力做功的功率答：(1)箱子所受的重力是600N；(2)箱子运动的速度是；(3)推力对箱子做功的功率是60W。3、（1）；（2）；（3）80%【详解】解：（1）物体还未露出水面时，排开液体体积还未露出水面时受到的浮力（2）物体M上表面在水面下0.2m时，它的下表面处水的深度它的下表面受到水的压强它的下表面受到水的压力（3）物体M的重力此滑轮组的机械效率答：（1）还未露出水面时受到的浮力为；（2）它的下表面受到水的压力为；（3）此滑轮组的机械效率为80%。4、（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%。5、（1）200N；（2）150N；（3）1200J；（4）83.3%【详解】解：（1）石块浸没在水中时，排开水的体积是石块的体积，则受到的浮力是F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N（2）石块的质量50kg，则石块的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N完全露出水面后，滑轮组提升的重力即石块的重力，两个动滑轮总重为100N，动滑轮上的绳子段数是4段，即n=4，不计绳重和摩擦，则工人的拉力（3）水面到地面的距离为2m，石块从离开水面到地面的过程中，工人做的功W=Fs=4Fh=4×150N×2m=1200J（4）石块离开水面到地面滑轮组做的有用功W有=Gh=500N×2m=1000J则滑轮组的机械效率答：（1）石块浸没在水中时，受到的浮力是200N；（2）工人的拉力大小是150N；（3）从离开水面到地面的过程中，工人做的功是1200J；（4）在石块离开水面后，滑轮组的机械效率是83.3%。四、实验探究1、

同一

远

做匀速直线运动

不需要

相等

动能【详解】（1）[1]为使小车到达水平面时具有相同的速度，实验时要固定斜面，并将小车从斜面上同一位置由静止释放。（2）[2][3]由图得，小车在毛巾、棉布和木板上运动时受的摩擦力阻力依次减小，滑行距离依次边远。所以小