第十一章 机械功与机械能 单元测试 2024-2025学年沪粤版物理九年级上册（含解析）

第十一章机械功与机械能单元测试一、单选题1．如图所示，拉力F=80N，物体重力G=120N，不计摩擦和绳重．若将物体匀速提高1m，以下说法错误的是()A．拉力做的有用功为80J B．动滑轮的重力为40NC．拉力做的总功为160J D．该滑轮组的机械效率为75℅2．将一个定滑轮和挂有一个重60N钩码的动滑轮分别组装成如图甲和乙所示的两种滑轮组。在图甲滑轮组，用大小为36N的竖直向下的拉力F1把钩码匀速提升了0.3m；在图乙滑轮组，用竖直向上的拉力F2把钩码匀速提升了0.6m。不计摩擦和绳重。设图甲滑轮组的机械效率为η甲，图乙滑轮组的机械效率为η乙，则A．η甲＞η乙 B．η甲＜η乙 C．η甲≈55.5% D．η乙≈83.3%3．如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球从A点静止释放，小球会在A、C两点之间来回摆动，最终静止下来。下列说法正确的是（）A．小球从A点摆动到B点，动能转化为重力势能B．小球能从B点摆动到C点是由于受到惯性C．小球每次经过B点，其动能都比上一次小D．小球最终静止在A点4．下列说法正确的是（）A．踢足球时，脚对足球的力和足球对脚的力是一对平衡力B．当足球从高处落下时，它的重力势能转化为动能C．如果所有的力突然全部消失，在空中飞行的足球将保持静止状态D．踢出去的足球最终停止运动，是由于没有受到力的作用5．在苹果从树上落向地面的过程中，下列说法正确的是（）A．苹果的势能增大，动能减小 B．苹果的势能减小，动能增大C．苹果的势能不变，动能增大 D．苹果的势能减小，动能减小6．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果不正确的是（）A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10NB．1s～2s内，物体在做加速运动C．2s～3s内，拉力F的功率是100WD．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%7．如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（）A．动能减少 B．重力势能增大C．机械能减少 D．机械能增大8．月日，神舟十三号载人飞船顺利返回，返回过程中利一个面积为的巨“伞”匀速下降，神舟十三号载人飞船在匀速下降过程中（）A．动能不断增加 B．重力势能不断增加C．机械能不断减少 D．重力势能转化为动能9．在探究“物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量相同的小车从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法不正确的是（）A．小车在斜面上下滑时重力势能转化成动能B．该实验的目的是探究小车在水平面上的动能大小与质量的关系C．小车在斜面上自由释放时位置越高，到达水平面时初速度越快D．木块被撞击后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同10．如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体。若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（）A． B． C． D．二、多选题11．下列说法中正确的是（）A．只要物体的位置发生变化，物体的机械能就发生变化B．以行驶的汽车为参照物，路边的树木是运动的C．悬浮在盐水中的鸡蛋，受到盐水的作用力为零D．用锤子将铁钉钉入木板，锤子对铁钉的作用力与铁钉对锤子的作用力大小相等12．如图所示，质量为m的小球从O处静止下落在与A点等高、竖直静止放置的轻弹簧上，到达与B点等高时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（）A．下落到A点，小球的动能最大 B．从A到C，小球重力势能减小C．到达C点时，小球的弹性势能为零 D．从A到C，小球与弹簧的总能量不变13．如图为运动员投掷实心球的过程。实心球在b点离手，c点是实心球运动的最高点，不计空气阻力，在实心球从a到d的整个过程中，下列说法正确的是（）A．从a到b的过程中，运动员对实心球做了功B．在b到d的过程中，实心球的机械能保持不变C．在a到d的过程中，实心球的运动状态不断变化D．在c到d的过程中，实心球的动能转化为重力势能14．如图所示，将小钢球竖直向上抛出，经过点、点到达最高点时速度变为零．忽略空气阻力的作用，则下列判断中正确的是A．小钢球在点的动能比在点的动能大B．小钢球运动到最高点时所受的合力为零C．小钢球在点的重力势能比在点的重力势能小D．就三点而言，小钢球在点的机械能最大三、填空题15．俯卧撑是一项常见的健身项目，如图所示是某同学做俯卧撑时的情景，此同学的身体可视为杠杆，身高1.75m，体重为60kg，脚与地的接触点为A点，人的重心O点距A点1.2m，两手位置B点距A点1.5m。人在做俯卧撑时，地面对两手的支持力为N。若60s内做俯卧撑30次，每次人重心上升高度为0.2m，每次人做功为J，做功功率为W。16．冬奥会冰壶比赛中，若运动员用10N的水平推力推着冰壶运动了6m，松开手后冰壶沿冰道向前滑行了30m后停下来，整个过程中运动员对冰壶做的功是J。17．在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝300N，拉动的距离s＝4.5m，提升高度h＝1.8m，所用时间t＝30s。则拉力F做功的功率为W，此过程中物体受到的摩擦力为N，该斜面的机械效率是。18．人体就像一部复杂的机器，包含许多物理知识．（1）人的前臂是一个（省力/费力/等臂）杠杆．（2）正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5W，那么在3s内心脏做的功可把一个0.5N的鸡蛋匀速举高m．19．如图沿残疾人专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以（选填“省功”、“省力”或“省距离”）若将重900N的小车沿10m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，在此过程中所受斜面摩擦力大小为N，该斜面的机械效率为。20．小明同学用50N的水平推力推着重200N的箱子在水平地面上匀速前进了2m，松开手后，箱子继续向前滑行了2m，整个过程中小明做功J，克服箱子的重力做功J。四、实验题21．如图为测量滑轮组机械效率的实验装置。（1）实验时要竖直向上拉动弹簧测力计，由图1可知拉力大小为N；（2）下面是某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图2中的甲、乙、丙所示。次数钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J测力计拉力F/N测力计移动距离s/m总功W总/J机械效率η120.10.20.90.30.2774.1%240.10.41.60.30.4883.3%340.11.10.50.55①比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越；②第3次实验的机械效率η＝，因而由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮的有关；（3）如果在物体静止时读出测力计拉力F的大小，则测得的拉力F，机械效率。（两空均选填“偏大”或“偏小”）22．如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，钢球从同一斜面上由静止滚下，撞击同一水平长木板上的同一木块，木块移动一段距离后停下。(1)小球从斜面滚下的过程中，小球的能转化为动能；(2)实验中通过观察来比较动能的大小，这种实验方法叫做(3)比较甲、乙两次实验，可得出结论：质量相同的物体，越大，动能越大；(4)三次实验中木块移动时受到的摩擦力分别为f1、f2和f3三者的大小关系是23．如图是探究物体动能大小与物体的质量、速度的关系的示意图（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小球的不变，让小球从（填“相同”或“不同”）的高度滚下，以不同的速度推动木块移动（2）在探究动能与物体质量的关系时，要让质量不同的小球从斜面

的滚下，这样操作的目的是（3）物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法等．本实验运用了两种研究方法：一是法；二是转换法，就本题来说用来表示小球动能大小的方法就是转化法．24．某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中分别用图甲、乙、丙、丁所示实验装置测得四次数据如表所示。实验次数钩码重量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η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.12.5（1）实验中应沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计；（2）用丁图所示装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中的两个数据填写完整。、；（3）通过比较两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；（填实验次数的序号）（4）通过比较两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；（填实验次数的序号）（5）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越（选填“低”或“高”）。参考答案：题号12345678910答案ADCBBCCCBC题号11121314答案BDBDABCAC1．A【详解】A、有用功W有用=Gh=120N×1m=120J；故A错误，符合题意；B、动滑轮的重力G动=2F-mg=2×80N-120N=40N；故B正确，不符合题意；C、总功W总=Fs=F2h=80N×2×1m=160J；故C正确，不符合题意；D、动滑轮的机械效率η=W有用/W总×100%="120J/160J"×100%=75%；故D正确，不符合题意；故选A．2．D【详解】由图可知，甲、乙滑轮组中n甲=2，n乙=3由可得G动=2F1-G=2×36N-60N=12N则由可得，甲滑轮组的机械效率乙滑轮组的机械效率即η甲=η乙故选D。3．C【详解】A．小球从A点摆动到B点，高度降低，速度增加，重力势能转化为动能，故A错误；B．惯性不是力，不能说受到惯性，故B错误；C．小球受到阻力的作用，机械能不断减小，小球每次经过B点时，重力势能不变，机械能减小，则动能减小，故C正确；D．小球最终静止时拉力和重力平衡，则小球最终静止在B点，故D错误。故选C。4．B【详解】A．踢足球时，脚对足球的力和足球对脚的力是一对相互作用力，故A错误；B．当足球从高处落下时，它质量不变，速度变大，高度降低，动能增大，重力势能减小，将重力势能转化为动能，故B正确；C．如果所有的力突然全部消失，在空中飞行的足球将保持匀速直线运动状态，故C错误；D．力可以改变物体的运动状态，踢出去的足球最终停止运动，是由于受到摩擦力的作用，故D错误。故选B。5．B【详解】苹果从树上落向地面的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度不断增大，动能增大，苹果下落过程中没有发生弹性形变，不考虑弹性势能。故B正确，ACD错误。故选B。6．C【详解】A．由图乙可知，在0∼1s内，拉力F＝30N。取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N故A正确，不符合题意；B．由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确，不符合题意；C．由图可知在2∼3s内，重物做匀速运动，v3＝2.50m/s，拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s拉力做功功率(总功率)P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W故C错误，符合题意；D．滑轮组的机械效率×100%＝×100%＝×100%83.33%故D正确，不符合题意。故选C。【点睛】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h。（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F拉＝（F′+G动）地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功。（3）由F-t图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及s与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率。7．C【详解】AB．小朋友从滑梯上匀速下滑的过程中，小朋友的质量不变，速度不变，故动能不变，同时质量不变，高度减小，重力势能变小，故AB错误；CD．机械能等于动能和重力势能的和，故机械能减小，故C正确，D错误。故选C。8．C【详解】神舟十三号载人飞船在匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，高度减小，所以动能不变，重力势能减小，则机械能减小。故选C。9．B【详解】A．小车在斜面上下滑时，质量不变，速度增大，高度降低，重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意；B．小车的质量不变，由不同高度释放，故探究的是动能大小与速度的关系，故B错误，符合题意；C．小车斜面上下滑时，重力势能转化为动能，位置越高，重力势能越大，到达水平面时初速度越快，故C正确，不符合题意；D．木块被撞击后滑行距离不同，但是木块对水平面的压力和接触面粗糙程度相同，所以滑行时所受摩擦力相同，故D正确，不符合题意。故选B。10．C【详解】如图，由2段绳子吊着动滑轮，滑轮组做的总功为拉力做的功，滑轮组做的有用功为克服地面摩擦力做的功，滑轮组的机械效率为故C正确，ABD错误。故选C。11．BD【详解】A．物体的位置发生变化，但物体的速度和高度不变，则物体的机械能就不会发生变化，故A错误；B．以行驶的汽车为参照物，汽车与树木之间有位置的变化，故路边的树木是运动的，故B正确；C．鸡蛋悬浮时，浮力等于重力，合力为0；但鸡蛋受到盐水的作用力为浮力，不为0，故C错误；D．用锤子将铁钉钉入木板，锤子对铁钉的作用力与铁钉对锤子的作用力是一对相互作用力，大小相等，故D正确。故选BD。12．BD【详解】A．下落过程中，高度减小，小球重力势能减小；在OA段，小球的重力势能转化为动能，动能先增大；在AB段，向下的重力大于向上的弹力，合力向下，小球做加速运动，动能逐渐增大，同时弹簧的弹性势能增加；在BC段，向上的弹力大于向下的重力，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，同时弹簧的弹性势能增加；所以在B点的动能是最大的，故A错误；B．从A到C，小球的高度减小，重力势能减小，故B正确；C．到达C点时，小球受到弹簧向上的弹力，由力的作用相互性可知，弹簧受到小球的弹力，小球会发生弹性形变，小球的弹性势能不为零，故C错误；D．不计空气阻力，整个过程中无能量损耗，则小球与弹簧机械能守恒，故D正确。故选BD。13．ABC【详解】A．从a到b的过程中，运动员对实心球施加了作用力，实心球在力的方向上移动了一段距离，运动员对实心球做了功，故A正确；B．在b到d的过程中，不计空气阻力，则实心球只受到重力作用，实心球的机械能守恒，它的机械能保持不变，故B正确；C．在a到d的过程中，实心球的速度大小和运动方向不断变化，所以它的运动状态不断变化，故C正确；D．在c到d的过程中，实心球的质量不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，重力势能转化为动能，故D错误。故选ABC。14．AC【详解】AC．从a点到c点的过程中，质量不变，速度不断变小，动能不断变小，高度不断增大，重力势能不断变大，动能转化为重力势能，故动能减小，重力势能增加，故AC正确；B．不计空气阻力，小钢球运动到最高点只受到重力的作用，所受的合力不为零，故B错误；D．由于整个过程中，是不计空气阻力的，所以机械能守恒，故各点的机械能相同，故D错误；15．48012060【详解】[1]某同学的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N做俯卧撑时，地面对两手的支持力是动力，人的重力为阻力，据杠杆的平衡条件有F×1.5m=600N×1.2m解得，地面对两手的支持力F=480N。[2]每做一次俯卧撑所做的功W=Gh=600N×0.2m=120J[3]做一次俯卧撑需要的时间做功的功率16．60【详解】推力F＝10N，推着冰壶运动的距离s＝6m，松开手后冰壶滑行的过程中推力不做功，所以运动员对冰壶做的功W＝Fs＝10N×6m＝60J17．456080%【详解】[1]拉力所做的总功拉力做功的功率为总功率[2]拉力所做的有用功等于直接把物体匀速举高1.8m所做的功克服摩擦力做的额外功由得，物体所受斜面的摩擦力[3]此斜面的机械效率18．费力9【详解】(1)肱二头肌的拉力为动力，由下图知，动力臂小于阻力臂，所以人的前臂是一个费力杠杆，其好处是省距离．(2)在3s内心脏做的功：W=Pt=1.5W×3s=4.5J；由W=Gh可得,把一个0.5N的鸡蛋匀速举高的距离为：h===9m19．省力2090%【详解】[1]斜面是一种省力机械，且高度一定时，斜面越长越省力。专用通道相当于斜面，而使用斜面能够省力，所以沿专用通道至入口和直接上台阶相比较，可以省力，但要多移动距离，且使用任何机械都不能省功。[2]有用功为W有＝Gh＝900N×2m＝1800J总功为W总＝Fs＝200N×10m＝2000J额外功为W额＝W总－W有＝2000J－1800J＝200J由W额＝fs知，摩擦力为[3]机械效率为20．1000【详解】[1]小明做功[2]因箱子在重力的方向上没有移动距离，故克服箱子的重力做功为0J。21．匀速2.4大（高）72.7%自重偏小偏大【详解】（1）[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数。[2]由图知道，测力计的分度值为0.2N，所以拉力F=2.4N。（2）①[3]比较1、2两次实验数据知道，使用相同的滑轮组，第2次实验比第1次实验提升的钩码重，而第2次实验的效率比第1次实验的效率高，所以得出的结论是：使用同样的滑轮组，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高。②[4]由表格第3次实验数据知道，有用功W有=Gh=4N×0.1m=0.4J机械效率[5]由第2、3实验数据知道，使用不同滑轮组提升相同物体时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低，滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。（3）[6][7]如果在静止时读出测力计拉力大小，则测得的拉力F变小；由于没有了摩擦，额外功变小，在有用功不变的情况下，机械效率就会变大。22．(1)重力势(2)木块移动的距离转换法(3)速度(4)f1=f2=f3【详解】（1）小球从斜面滚下的过程中，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。（2）[1][2]该实验中钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大，被撞的越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法的思想。（3）比较甲、乙两次实验，钢球的质量相