解析卷沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能达标测试试题(解析版).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能达标测试
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、 “嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（　　）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
2、如图所示，用一平行于斜面向上的力将质量为80kg的木箱从2m长的斜面底端匀速拉到顶端（可以把木箱看作质点），斜面的倾斜角为30°，木箱受到的摩擦力是木箱重力力的0.1倍，则下列说法正确的是（　　）

A．木箱克服摩擦力做功80J B．拉力大小为480N
C．斜面的机械效率80% D．拉力做功为880J
3、如图，用40N的拉力，在10s内将重100N的物体匀速提升3m，则该滑轮组（　　）

A．绳端移动的距离为6m B．有用功为120J
C．拉力做功的功率为36W D．机械效率为80%
4、在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（　　）

A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变
C．运动员的重力势能减小 D．运动员的动能转化为重力势能
5、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/h
B．“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
6、同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（　　）

A．实心球从B→C过程中，动能逐渐减小
B．实心球到达最高点C时，它将处于静止状态
C．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功
D．实心球从A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
7、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
8、下列有关中学生的估测符合实际的是（　　）
A．眨眼一次的时间约为3s
B．正常步行的速度约为1.4km/h
C．游泳时受到的浮力约为500N
D．完成一次引体向上做的功约为2000J
9、如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，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，则小球（　　）

A．运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大
D．从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小
10、一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠如图，同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）

A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
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、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“=”）。

2、一小球从水平桌面A点滚动到B点，然后落到地面弹起，其运动轨迹如图中的虚线所示，其中D和E的高度相同，则小球从A到B点的过程中重力势能 ___________，从C点到D点小球的动能 ___________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

3、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。

4、小明新购了一批书，将书从一楼搬到三楼，小红想测定小明一次全部搬完书的过程中对书做功的功率。于是小红进行了如下的实验步骤：（A）测出所有书的总质量m；（B）测出楼梯的总长度L；（C）测出一楼到三楼的竖直高度h；（D）测出小明搬书上楼所用的时间t；（E）计算出小明搬书的功率P．小红的实验步骤中多余的是：____。（填写步骤前的字母即可）实际中由于书较多，小明采用分两批将书搬上三楼的办法搬完了书，两种搬书的方法：①是把所有书一次搬上楼；②是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设小明搬书上楼的速度相同，两种方法中功率大的是__；机械效率高的是__。（填序号①或②）
5、在水平地面上有一长方体木箱，小林用水平推力 F 把木箱向前推动，如图甲所示，此过程中， 推力 F 随时间 t 的变化情况如图乙所示，木块前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化情况如图丙所示， 则从 3s 至 5s 内，推力对木块所做的功______J，从 0s 至 1s 内，推力对木块所做的功的功率为______。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、济南市环保部门为了保持城市的清洁，定期使用洒水车对主干道洒水保洁。已知洒水车自身的质量为500kg，满载时可以装水10m3，某日清晨，洒水车满载时在马路上匀速行驶，2min内行驶了1200m，已知洒水车满载行驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，g取10N/kg。求上述过程中：
（1）洒水车满载时所装水的质量是多少？
（2）牵引力对洒水车做了多少功？
（3）牵引力对洒水车做功的功率是多少？
2、工人师傅用如图所示的装置把质量为60 kg物体以0.1m/s的速度匀速提升20s。已知拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）工人师傅匀速拉动绳子的功率；
（3）滑轮组的机械效率。

3、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。

4、如图甲所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA∶OB=3∶5，细绳BC能承受的最大拉力为2000N。重600N的工人用完全相同的两个滑轮绕成的滑轮组提升货物，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示。（不计支架和细绳的重力，不计滑轮组的摩擦和绳重，g=10N/kg）
求：（1）动滑轮的重力；
（2）当工人用400N的力在5s内匀速提升货物，货物升高了2m，工人的功率多大？
（3）通过计算说明，此工人用上面的装置能否提起1000N的货物？

5、一辆货车以的速度在平直公路上匀速前进，已知货车行驶时受到的阻力大小为，求：
（1）货车发动机工作时的功率；
（2）货车行驶发动机做的功。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小明在“探究物体的动能大小跟速度是否有关”的实验中，在同一斜面的不同高度h和H（H＞h）处，分别将质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m）由静止开始释放，到达水平面后推动同一个纸盒在水平面上前进，观察到图乙中的纸盒被推动的距离更长，实验过程如图甲、乙所示。

（1）小明通过观察______，来比较两球动能的大小，若水平面绝对光滑，则比较两个小球动能大小的目的______（选填“能”或“不能”）实现；
（2）小明得出的实验结论是“物体的动能大小与速度有关”，你认为他的结论是______（选填“正确”或“错误”）的，理由是：______。
2、小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。

（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种研究方法是______（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的；
（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与______有关；
（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？______（选填“正确”或“错误” ），理由是：______；
（4）钢球沿斜面滚下过程中，动能______；（选填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是______（选填“正确的”或“错误的”）。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2、B
【详解】
A．木箱的质量为80kg，则木箱的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
则摩擦力的大小
f=0.1×800N=80N
木箱从底端匀速运动到顶端，克服摩擦力做的功
Wf=fs=80N×2m=160J
故A错误；
BD．木箱长为2m，斜面的倾斜角为30°，则斜面的高度

木箱从底端匀速运动到顶端，有用功为
W有=Gh=800N×1m=800J
拉力做的功
W总=W有+Wf=800J+160J=960J
故D错误；
则拉力大小

故B正确；
C．斜面的机械效率

故C错误。
故选B。
3、C
【详解】
A．将物体匀速提升3m，则绳端移动的距离为

故A不符合题意；
B．有用功为

故B不符合题意；
C．拉力做的功为总功，总功为

拉力做功的功率为

故C符合题意；
D．滑轮组的机械效率为

故D不符合题意。
故选C。
4、C
【详解】
A．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，速度变大，故其动能变大，故A错误；
BC．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，高度降低，故其重力势能减小，故B错误，C正确；
D．从陡坡加速下滑的过程，因运动员的重力势能减小，动能变大，故可知是运动员的重力势能转化为动能，故D错误。
故选C。
5、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。
6、A
【详解】
A．实心球从B→C过程中，位置越来越高，速度越来越小，动能转化为重力势能，动能减小，故A正确；
B．实心球做的是弧线运动，到达最高点C时，仍具有向右的速度，并没有处于静止状态，故B错误；
C．实心球从B→C→D过程中，高度不断变化，重力对它做了功，故C错误；
D．实心球从A→B过程中，受到重力的作用，改变了实心球的运动状态，故D错误。
故选A。
7、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。
8、C
【详解】
A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；
B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；
C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；
D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为

故D不符合题意。
故选C。
9、D
【详解】
A．不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A不符合题意；
B．小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B不符合题意；
CD．不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故D符合题意；C不符合题意。
故选D。
10、B
【详解】
若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时，番茄具有一定的速度，具有一定的动能，所有减少的势能一部分转化为动能，另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能，所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。
故选B。
二、填空题
1、=
【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。
2、     不变     变小
【详解】
[1]小球从A点运动到B点过程中，质量不变，所处高度不变，故重力势能不变。
[2]从C点到D点过程中，质量不变，所处高度增加，动能转化为重力势能，则速度变小，动能变小。
3、     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

4、     B     ①     ①
【详解】
[1]测量小红同学搬运器材过程中对箱子做功的功率，需结合公式P=； m为箱子的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间。所以需要台秤测量箱子的质量 m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t，由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度，即步骤B是多余的；
[2]这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次所做的有用功相等，即W1=W2；方法①所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法②所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法②的额外功大于方法①的额外功，故方法②的总功（W书+2W人）大于方法①的总功（ W书+W人）；
因上楼的速度相同，方法②需要上楼二次，所以方法②所用时间是第一次的两倍，由P=可知P1＞P2，即方法①功率大；
[3]两次所做的有用功相等，方法①做的总功较少，由η=可知， η1＞η2即机械效率高的是方法①。
5、     120J     0
【详解】
[1]由乙图可知在3s至5s内推力F=60N，这一时间段速度为v=1.0m/s，时间t=2s，可知推力做功为
W=Fs=Fvt=60N×1.0m/s×2s=120J
[2]由丙图可知， 0s 至 1s 内，物体速度为0，物体静止不动，此时推力对木块未做功，W推=0，有

三、计算题
1、（1）1×104kg；（2）1.26×107J；（3）1.05×105W
【详解】
解：（1）洒水车满载时所装水的质量
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×10m3=1×104kg
（2）载满水时总质量
m总=m车+m水=500kg+1×104kg=1.05×104kg
总重力
G总=m总g=1.05×104kg×10N/kg=1.05×105N
洒水车满载行驶时的牵引力
F=0.1G总=0.1×1.05×105N=1.05×104N
牵引力做功
W=Fs=1.05×104N×1200m=1.26×107J
（3）牵引力对洒水车做功的功率

答：（1）洒水车满载时所装水的质量是1×104kg；
（2）牵引力对洒水车做了1.26×107J的功；
（3）牵引力对洒水车做功的功率是1.05×105W。
2、（1）4m；（2）80W；（3）75%
【详解】
解：（1）从图中可知，提升重物绳子的股数为n=2，绳子自由端移动的距离
s=nvt=2×0.1m/s×20s=4m
（2）拉力F功率

（3）滑轮组的机械效率

答：（1）绳子自由端移动的距离为4m；
（2）工人师傅匀速拉动绳子的功率为80W；
（3）滑轮组的机械效率为75%。
3、（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。
4、（1）100N；（2）320W；（3）此工人用上面的装置不能提起1000N的货物，计算说明见解析
【详解】
解：（1）由图甲可知，该滑轮组的绳子承重段数n=2，由图乙可知，当物重为400N时，滑轮组的机械效率为80%，若不计滑轮组的绳重与摩擦，根据公式

可得，动滑轮的重力为

（2）由题意可得，绳子自由端移动的距离为
s=nh=2×2m=4m
所以拉力做功为
W=Fs=400N×4m=1600J
所以工人的功率为

（3）由题意可知，当提升1000N的重物时，此时的拉力

将滑轮组与重物看作一个整体，所以此时A点受到的拉力为
FA=G+2G动+F拉=1000N+2×100N+550N=1750N
将OAB视为一个杠杆，作OD垂直于BC，则OD为BC对支架的拉力FB的力臂，因为细绳与支架夹角为30°，所以

又因为
OA∶OB=3∶5
所以FA的力臂，根据杠杆的平衡条件，可得出

即

可得

所以此工人用上面的装置不能提起1000N的货物。
答：（1）动滑轮的重力为100N。
（2）工人的功率为320W。
（3）此工人用上面的装置不能提起1000N的货物。
5、（1）；（2）
【详解】
解：（1）货车以的速度在平直公路上匀速前进，由二力平衡知，货车的牵引力等于阻力，则牵引力的功率为

（2）货车行驶发动机的牵引力做功为

答：（1）货车发动机工作时的功率为；
（2）货车行驶发动机做的功。
四、实验探究
1、     纸盒移动的距离长短     不能     错误     没有控制小球质量不变
【详解】
（1）[1]小球到达水平面后，会推动纸盒前进，小球到达水平面的速度越大，纸盒被推动的距离越长，故通过观察纸盒移动的距离长短可以比较两球动能的大小。
[2]若水平面绝对光滑，则无论小球以多大的速度推动纸盒，纸盒都将一直做匀速直线运动，故比较两个小球动能大小的目的不能实现。
（2）[3][4]要探究物体的动能大小与速度的关系，应控制物体的质量不变，而图中两个钢球的质量不同，故该结论是错误的。
2、     转换法     不能     速度     错误     没有控制两个钢球的速度一定     增大     错误的
【详解】
（1）[1]实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
[2]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
（2）[3]甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面时的速度不同，对木块做功多少不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。
（3）[4][5]小明的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。
（4）[6] 钢球沿斜面滚下过程中，速度变大，质量不变，动能增大。
（5）[7]图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故错误的。