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测评试卷（含答案详解版）

九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向测评考试时间：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，滑雪运动员正在比赛，下列分析正确的是（）A．雪地上的影子是光的折射形成的B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能不变C．滑雪板可以减小运动员对雪地的压强D．运动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，运动状态保持不变2、如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）A．F＝

f＝ B．F＝

f＝ C．F＝

f＝ D．F＝

f＝3、2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会。图甲是2022年北京冬奥会会徽：它以汉字冬为灵感来源，运用中国书法艺术形态来展现出滑雪运动员的英姿。图乙是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场地比赛的图片，关于比赛过程中的能量变化，其中叙述正确的是（）A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中机械能逐渐增大C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中动能越来越小D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中重力势能越来越小4、一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（）A．重力势能变化量不相同 B．获得的动能相同C．在食用油中重力做功慢 D．机械能不变5、一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，下列说法中错误的是（）A．卫星在远地点的势能最大、动能为零B．卫星在近地点的动能最大、势能最小C．卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大、速度减小D．卫星从远地点向近地点运动过程中，动能增大、势能减小6、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7、东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（）A．起跳过程中运动状态保持不变 B．上升过程中重力势能转化为动能C．下落过程中动能保持不变 D．入水过程中所受水的浮力逐渐增大8、在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重，在绳子自由端用的拉力把货物匀速提高，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是（）A．； B．；C．； D．；9、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＜P210、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，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。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，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。4、用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。5、如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车，登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。求：（1）月球车在测试过程中的速度；（2）月球车受到的重力；（3）月球车对水平地面的压强；（4）月球车在测试过程中的功率。2、“节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。小明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为50kg，所骑自行车质量为10kg，若他在平直公路上2min内匀速行驶了600m。则：（1）在他骑行这2min内，骑行的速度是多少米每秒？（2）若他匀速骑行时所受阻力是总重的0.1倍，则他骑行这2min内克服阻力做了多少功？3、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？4、2020年12月8日，中尼两国共同宣布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。（1）求火车的平均速度；（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。5、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？四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、在“探究动滑轮工作时的特点”活动中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验数据如下。实验序号钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm①1.0101.120②2.0101.720③3.0102.320（1）分析表中数据发现，使用动滑轮提升物体时，拉力不等于物体重力的一半，而是大于物体重力的一半，其主要原因是_______。（2）在某一次测量中，弹簧测力计不是沿竖直向上拉，而是斜向上拉，其他条件不变，动滑轮的机械效率将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）小明进一步研究，测出动滑轮的质量为100g，计算出每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值△W=W总-W有-W轮，根据表格中的数据，发现重物的重力越大，差值△W_______（选“越大”、“越小”或“不变”），请你利用所学知识对此作出解释_______。（4）某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦。则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是______。（多选）A．

B．

C．

D．2、乌海湖大桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η120.11.20.355.6%220.21.20.655.6%340.11.90.370.2%440.11.30.561.5%（1）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计；（2）分析表中数据可知：第4次实验是用图______所示装置来完成的；（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度______；（4）通过比较______两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率______；（6）为提高滑轮组机械效率、节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有______。A．减轻动滑轮重

B．增加所提物体重

C．机械加润滑油

D．增加重物上升高度-参考答案-一、单选题1、C【详解】A．雪地上的影子是光的直线传播形成的，故A错误；B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，高度逐渐降低，重力势能逐渐变小，故B错误；C．滑雪板一般比较宽，是通过增大受力面积的方法从而来减小运动员对雪地的压强，故C正确；D．动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，由重力势能转化为动能，运动速度在加快，运动状态发生改变，故D错误。故选C。2、C【详解】根据题意知道，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的总功W总＝Fs＝F×3h＝3Fh斜面的机械效率解得拉力克服摩擦力所做的额外功则摩擦力故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。3、D【详解】A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点的过程中，动能转化为重力势能，所以在最高点时，动能最小，故A错误；B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中需克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，故B错误；C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中，速度越来越大，质量不变，所以动能越来越大，故C错误；D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中，高度越来越低，质量不变，所以重力势能越来越小，故D正确。故选D。4、C【详解】A．重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；B．获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；C．根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；D．由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。故选C。5、A【详解】A．卫星在远地点时，高度最大，故重力势能越大，动能转化为重力势能，此时的动能最小，但由于卫星继续运动，说明有速度，动能不为零，故A错误，A符合题意；B．卫星在近地点的高度最小，势能最小，将重力势能转化为动能，动能最大，故B正确，B不符合题意；C．卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大，重力势能变大，动能转化为重力势能，速度减小，故C正确，C不符合题意；D．卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能变大，故D正确，D不符合题意。故选A。6、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。7、D【详解】A．起跳过程中，是跳台的弹性势能转化为全红婵的动能，动能变大，速度变大，运动状态发生改变，故A不符合题意；B．上升过程中，全红婵的质量不变，速度变小，高度变大，动能减少，重力势能增大，是动能转化为重力势能，故B不符合题意；C．下落过程中，质量不变，速度变大，动能增大，故C不符合题意；D．入水过程中，排开水的体积变大，据阿基米德原理知，受到的浮力变大，故D符合题意。故选D。8、C【详解】AB．如图所示，两段绳子分担动滑轮和物重，故重物重故AB不符合题意；CD．不计绳重和摩擦力，故滑轮组的机械效率是故C符合题意；D不符合题意。故选C。9、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。10、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。二、填空题1、

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、

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=60J4、

1.2×104

40

大【详解】[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J[2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为W总=Pt=3000W×10s=3×104J起重机的机械效率为[3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。5、

0.6

0【详解】[1]重力做功为[2]物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。三、计算题1、（1）0.05m/s；（2）1400N；（3）7×104Pa；（4）25W【详解】解：（1）月球车的速度（2）月球车受到的重力G=mg=140kg×10N/kg=1400N（3）月球车对地面的压力F=G=1400N月球车对水平地面的压强（4）因月球车月球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，月球车受到的牵引力F牵=F阻=500N月球车在测试过程中的功率答：（1）月球车的速度为0.05m/s；（2）月球车受到的重力1400N；（3）月球车对水平地面的压强7×104Pa；（4）月球车在测试过程中的功率25W。2、（1）5m/s；（2）3.6×104J【详解】解：（1）在平直公路上2min内匀速行驶了600m，这段时间他骑行的速度（2）他匀速骑行时人与车的总重力为G总=m总g=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N则他匀速骑行时所受阻力f=0.1G总=0.1×600N=60N所以他骑行这2min内克服阻力做的功W=fs=60N×600m=3.6×104J答：（1）他骑行的速度是5m/s；（2）他骑行这2min内克服阻力做了3.6×104J的功。3、（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%。4、（1）77km/h；（2）8×105J【详解】解：（1）火车的平均速度v===77km/h（2）克服小海重力做的功W=Gh=500N×1600m=8×105J答：（1）求火车的平均速度是77km/h；（2）该过程中克服小海重力做的功是8×105J。5、（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）根据题意知道，搬运车受到的牵引力搬运车的功率答：（1）搬运车空载时对地面的压强是3×103Pa；（2）搬运车的功率是180W。四、实验探究1、

还要克服动滑轮的重力及摩擦

减小

越大

见解析

AB【详解】（1）[1]不计动滑轮重力、绳重及摩擦时，使用动滑轮提升物体时，拉力等于物体重力的一半，而实际情况还要克服动滑轮重、绳重及摩擦，拉力大于物体重力的一半。（2）[2]弹簧测力计不是沿竖直向上拉，而是斜向上拉，此时动力臂变小，拉力变大。动滑轮的机械效率当其他条件不变时，拉力F变大，动滑轮的机械效率会减小。（3）[3]第一次实验△W1=W总1-W有1-W轮=F1s1-G1h1-G动h1=1.1N×0.2m-1N×0.1m-0.1kg×10N/kg×0.1m=0.02J同理可求第二次、第三次实验中△W2=0.04J