2024年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卷

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、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2、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．力F1和F2做的总功相同 B．力F1和F2做功的功率相同C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高3、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4、如图所示，利用滑轮组将重为的物体在内匀速提升，已知拉力为，若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）A．绳端移动的速度为 B．动滑轮重力为C．拉力做功的功率为 D．滑轮组的机械效率为80%5、如图所示，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。则下列分析正确的是（）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减少的弹性势能D．从A点向上运动到O点的过程中，小球所受重力的功率先减小后增大6、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7、2022年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌。如图所示，是他在比赛中的情景。下列对他加速下滑过程分析正确的是（）A．运动状态始终保持不变 B．相对于地面他是静止的C．高度下降重力势能减小 D．受到惯性作用持续下滑8、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9、在图所示的四种情景中，人对物体做功的是（）A．运动员举着杠铃不动 B．工人推汽车，车没动C．人将箱子从地面搬起来 D．大力士顶住轮胎不动10、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、在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与______的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑______（填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。2、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。3、某校学生乘校车到校外参加活动。该校车在某段平直公路上匀速行驶9km，用时15min。若发动机的功率为60kW，则此过程中发动机的牵引力所做的功为___________J，发动机的牵引力大小为___________N。4、如图所示，冬奥会冰壶比赛上，冰壶从出发点A被运动员推着运动6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。冰壶离开手后还能够继续向前运动，是因为冰壶具有______，从A点到O点运动过程中，若运动员对冰壶的推力是10N，运动员对冰壶做的功是______J。5、小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、将重为20N的重物用图示滑轮组匀速提升3m，所用拉力F=8N。不计轮与轴间的摩擦及绳重。求：（1）该过程中的有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的重力。2、2021年1月，吉利研发了一款会飞行汽车，车头模仿飞机的机头且显得较为圆润一些，当这款飞行汽车在陆地上行驶时，车身两边的机翼呈收缩状态，在空中飞行时，翅膀张开，汽车的质量为600kg，地面最大行驶速度可达150km/h，轮胎与地面接触的总面积约为1200cm2，空中最大飞行速度可达200km/h，发动机功率为75kW。每小时消耗汽油20kg（汽油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg）（1）该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶20min，通过的距离是_______m。（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少_______？（3）若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200km，汽车受到的牵引力是多少_______？3、某正在测试中的一款无人汽车，其质量为1.6×103kg，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min，消耗汽油6.4kg，所受的阻力是汽车总重的0.05倍，汽油的热值是4.5×107J/kg，g取10N/kg，求：（1）汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力；（2）汽车发动机的功率；（3）在测试汽车的加速性能时，该汽车从静止开始以大小为a的匀加速直线运动（若一物体沿直线运动，且在运动的过程中加速度保持不变且大于0，则称这一物体在做匀加速直线运动），汽车通过的距离与加速度、时间关系为：s=（s为运动的距离，单位为m；v0为初始速度，单位为m/s；a为匀加速度，单位为m，t为加速时间，单位为s），求：此汽车从静止开始，以10m匀加速直线运动2s通过的距离。4、负压救护车是一款利用技术手段使车内气压低于外界大气压的特种车辆，空气在自由流动时只能由车外流向车内，这样在救治和转运新冠患者时，可以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。一辆负压救护车在平直公路上以30m/s的速度将病人运送到医院，用时10min。已知该救护车连同车上人员总质量为2t，行驶时阻力为车重的0.15倍。g取10N/kg，求：（1）此次运送过程救护车行驶的路程；（2）救护车的牵引力所做的功；（3）按照卫生部标准，负压舱内外气压差在10～30Pa之间，经测量发现，该车负压仓0.9m2的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压舱内外气压差是否符合标准。5、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/秒的速度沿直线匀速行驶时，电动机的输出功率是5×103千瓦，求：（1）经过900秒，电动汽车行驶的距离s；（2）电动机在900秒内对电动汽车做的功W；（3）电动汽车匀速行驶时受到的阻力。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、在24届冬奥会上，中国自由式滑雪运动谷爱凌在女子大跳台决穿中获得金牌，小红观看了电视播放比赛的实况，对运动员落地点感到好奇。小明猜想：影响运动员离开跳台后沿水平方向运动距离的因素有三个：猜想A：运动员的质量；猜想B：运动员离地高度；猜想C：运动员水平运动的速度。为了验证猜想，小红进行了如图所示的实验；让钢球从光滑斜槽上的A点自由滚下，经抛出点C后离开斜槽，最后落在地面上的P点，用刻度尺分别测出抛出点离最高点的高度h1，抛出点离地高度h2，落地点P离抛出点C的水平距离s，实验表格如表所示。序号钢球质量m/g抛出点离最高点的高度h1/m抛出点离地的高度h2/m落地点与抛出点的水平距离s/m1100.0520.642200.0520.643100.221.284100.241.82（1）不计空气阻力，离开抛出点C后的钢球只受______力的作用，离开抛出点C后，钢球沿如图所示的路径运动，说明钢球的运动状态是______（选填“改变”成“不变”）的；（2）为了研究猜想A是否正确，应选用实验序号为______和______两组实验进行对比分析可得，钢球水平运动的距离与钢球质量______（选填“有关”或“无关”）；（3）进行实验序号为3、4两组实验，第4次钢球离开抛出点C的速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）第3次钢球离开抛出点C的速度；对比这两组实验数据，可证明猜想B是______（选填“正确”或“错误”）的。2、如图所示，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）分析图中小车运动情况可知，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______，说明运动的物体______力来维持（选填“需要”、“不需要”）；（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。-参考答案-一、单选题1、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。2、D【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为s甲=3h，s乙=4h甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总F13h乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总F24h已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P可知，P甲总＜P乙总，故A错误；CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为甲100%同理可得，乙滑轮组的机械效率为乙所以甲＞乙，故C错误，D正确。故选D。3、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。4、D【详解】A．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绳端移动的速度为故A错误；

B．忽略绳子的重力和摩擦的情况下则由于n=2，则

故B错误；C．拉力做功为拉力做功的功率为故C错误；

D．克服物体的重力做的有用功为滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。5、C【详解】A．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说法错误；B．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B错误；C．从A点释放，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球离开弹簧继续运动，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，因为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正确；D．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，根据可知，小球所受重力的功率先增大后减小，故D错误。故选C。6、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．7、C【详解】A．他加速下滑过程，速度变大，所以运动状态发生改变，故A错误；B．相对于地面他的位置在不断改变，所以相对于地面他是运动的，故B错误；C．下滑过程中他的高度减小，则重力势能减小，故C正确；D．惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。故选C。8、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。9、C【详解】A．运动员举着杠铃不动，有力没有距离，故人不做功，故A不符合题意；B．工人推汽车，车没动，有力但是没有距离，不做功，故B不符合题意；C．人将箱子从地面搬起来，有力，并且在力的方向上移动距离，故人做了功，故C符合题意；D．大力士顶住轮胎不动，有力但是没有距离，不做功，故D不符合题意。故选C。10、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。二、填空题1、

高度

B【详解】[1]相同的皮球质量不变，由于从不同高度自由下落，则目的是探究重力势能与高度的关系。[2]当皮球从较高的地方下落时，落地时的动能更大，则与地面撞击后形变量更大，形成的黑色圆斑更大，故B是皮球从较高处下落形成的。2、

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3、

【详解】[1]由可知，发动机的牵引力所做的功为W=Pt=60×1000W×15×60s=5.4×107J[2]由W=Fs可知牵引力大小为4、

惯性

60【详解】[1]冰壶被推出后仍向前滑行是因为冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态。[2]由图可知，从出发点A被运动员推着运动6m，到达投掷线，冰壶受到推力的作用，并且在推力的方向上通过了距离，所以做了功；而在其它阶段冰壶虽然通过了一定距离，但不再受到推力的作用，运动员对冰壶不做功，所以，运动员对冰壶做功W=Fs=10N×6m=60J5、

360

24【详解】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率三、计算题1、（1）60J；（2）83.3%；（3）4N【详解】解：（1）该过程中的有用功（2）由图知，承重绳子股数拉力做的总功滑轮组的机械效率（3）不计轮轴间摩擦及绳重时，拉力所以动滑轮的重力答：（1）该过程中的有用功60J；（2）滑轮组的机械效率83.3%；（3）动滑轮的重力4N。2、

5×104

5×104Pa

1350N【详解】解：（1）由得，汽车通过的距离（2）汽车对地面的压力汽车对地面的压强（3）汽车在空中的飞行速度由可得，汽车的牵引力答：（1）该汽车在地面以最大行驶速度匀速行驶20min，通过的距离是5×104m；（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是5×104Pa；（3）若汽车在空中以最大飞行速度匀速飞行200km，汽车受到的牵引力是1350N。3、（1）800N；（2）1.6；（3）20m【详解】解：（1）汽车总重力汽车行驶时受到的阻力是由于汽车在平直公路上匀速行驶，即汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为（2）汽车的速度汽车的功率为（3）汽车的初速度为0m/s，所以v0=0m/s，汽车2s通过的距离为答：（1）汽车发动机的牵引力为800N；（2）汽车发动机的功率为1.6×104W；（3）汽车从静止开始，匀加速直线运动2s通过的距离为20m。4、（1）1.8×104m；（2）5.4×107J；（3）该车负压舱内外气压差符合标准【详解】解：（1）此次运送过程救护车行驶的路程s=vt=30m/s×10×60s=1.8×104m（2）救护车匀速前进，根据二力平衡原理可得,救护车的牵引力F牵=F阻=0.15G总=0.15mg=0.15×2×103kg×10N/kg=3000N救护车的牵引力所做的功W=Fs=3000N×1.8×104m=5.4×107J（3）负压舱内外气压差该负压舱内外气压差符合标准。答：（1）此次运送过程救护车行驶的路程为1.8×104m；（2）救护车的牵引力所做的功为5.4×107J；（3）该车负压舱内外气压差符合标准。5、（1）1.8×104m；（2）4.5×109J；（3）2.5×105N【详解】解：（1）经过900秒，电动汽车行驶的距离（2）电动机在900秒内对电动汽车做的功（3）根据W=Fs电动汽车匀速行驶时受到的阻力答：（1）经过900秒，电动汽车行驶的距离1.8×104m；（2）电动机在900秒内对电动汽车做的功4.5×109J；（3）电动汽车匀速行驶时受到的阻力为2.5×105N。四、实验探究1、

重

改变

1

2

无关

等于

正确【详解】（1）[1]离