综合解析沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题攻克试卷(含答案详解版).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题攻克
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、日常生活中有很多现象都与我们学习过的物理知识有关。下列说法正确的是（　　）
A．自行车前后轮安装在滚动轴承上，可以增大摩擦
B．投掷出去的铅球在空中飞行的过程中，运动员对铅球做了功
C．短跑运动员在到达终点后不会立即停下来，是因为受到惯性的作用
D．高压锅是利用液体的沸点随液面上方气压增大而升高的原理工作的
2、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
3、用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有

A．增加物体被提升的高度
B．增大动滑轮的重力
C．改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的段数
D．增加物体的重力
4、小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼．假设他上楼的速度相同，则这两种方法中
A．第一种所做的总功多一些 B．第二种对书做的功多一些
C．第一种搬书的功率大一些 D．第二种搬书的效率大一些
5、如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　）

A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
6、如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重的物体固定在无人机上，并控制无人机完成以的速度匀速上升、在空中悬停、以的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（　　）
①匀速上升阶段，物体相对于地面是运动的
②匀速上升阶段，物体的机械能不变
③匀速下降阶段，物体的重力势能转化为动能
④物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能

A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有①④正确 D．只有①②③正确
7、下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　）
A．功率大的机械做功一定快
B．功率大的机械做功一定多
C．机械做功少，机械效率一定低
D．做有用功多的机械，机械效率一定高
8、如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　　）

A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
9、关于功和机械能及其转化，下列说法正确的是（　　）
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大
C．电梯匀速上升过程中，电梯的动能转化为重力势能
D．功率越大，做功越多
10、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
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、福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时______h；列车减速进站时，动能变______。
2、司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的______（选填“质量”、“惯性”或“动能”）。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿水平街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将______，车的重力势能将______（后两空选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。
3、如图所示，王老师用10N的水平推力推着推车，10s前进了5m，则王老师对推车做的功为______J，此时的功率为______W。

4、用大小相同的水平推力分别推动甲、乙两物体在水平地面上做匀速直线运动，v甲>v乙，两物体沿推力方向都移动了2米，则推力对物体所做的功W 甲______W 乙，推力的功率P甲___________P 乙（以上两空均选填“大于”“等于” 或“小于”）。若甲的重力为10牛，则甲的重力做功为__________ 焦。
5、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______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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？

2、最近，公交公司更换了一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车总质量为，车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，内行驶了（取），求：
（1）该公交车受到的牵引力。
（2）公交车在内牵引力所做的功。
（3）公交车这段时间内做功的功率。

3、2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星，实现了我国首次地外行星著陆。已知在火星上，着陆器总重约为4880N，“祝融号”火星车重力约为900N。
（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功多少焦？
（2）着陆后，“祝融号”火星车从着陆器中驶出（如图）。已知火星车共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为，求火星车对火星水平平整表面的压强。

4、如图，李明用20N的力F拉动绳子，使重500N的物体A在水平面上做匀速直线运动。已知物体A所受水平面的摩擦力为其重力的0.1倍，经过20s绳端移动的距离为150cm。求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数）

5、小杨同学品学兼优，全面发展，热爱劳动，周末，他从超市采购归来，手提一袋大米，站在匀速竖直上升的电梯内。
（1）若小杨及所带物品的总重为700N，在电梯上升10m的过程中，求电梯对他的支持力做的功；
（2）若这袋大米总质量为5kg，手的受力面积为2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的压强。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，与放在水平面上的木块相碰，铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）铁球撞击木块，通过___________的大小来判断铁球具有的动能大小；
（2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用__________两图；实验中应保证__________相同。为了达到这一目的所采取的具体操作方法是_______；
（3）选用甲，乙两次实验可以得出的结论是_____________。
2、为探究物体的重力势能与哪些因素有关，某小组同学根据生活经验，提出猜想，他们认为：物体的重力势能可能与物体的重力、质量以及离地高度三个因素有关。

（1）对猜想进行梳理后，他们认为：上述三个因素无需全部研究，只需研究重力势能跟物体的质量和离地高度的关系即可。不研究“物体的重力”的理由是：______；
（2）该小组同学制订了实验计划：如图所示，将钢球从某一高度静止释放，落在沙面上。实验中，通过观察______来比较重力势能的大小。
（3）若要研究重力势能跟质量的关系，该组同学应将质量______的钢球从______高度静止释放来做实验。（均选填“相同”或“不同”）

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．自行车前后轮的滚动轴承能将滑动摩擦变成滚动摩擦，从而减小摩擦，故A错误；
B．在空中飞行的铅球，已经离开手，不再受到运动员的作用力，所以此过程运动员对铅球没做功，故B错误；
C．到达终点，运动员不会立即停下，是因为运动员具有惯性，惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能受到惯性的作用，故C错误；
D．高压锅因为密封性好，沸腾时锅内气压增大，沸点随着气压的增大而升高，故D正确。
故选D。
2、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。
3、D
忽略绳重及摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，根据η=×100%=×100%=×100%进行解答．
【详解】
忽略绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为：
η=×100%=×100%=×100%=×100%
A. 由表达式可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关，故A错误；
B. 由表达式可知, 增大动滑轮的重力G动,变大，滑轮组的机械效率变小，故B错误；
C. 由表达式可知，滑轮组的机械效率与承担重物的绳子的段数无关，故C错误；
D. 由表达式可知,增加物体的重力G,变小，滑轮组的机械效率变大，故D正确．
故选D.
4、C
【详解】
AB．这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次对书所做的有用功相等；
第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，因此第二种所做的额外功大于第一种所做的额外功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功，故AB不符合题意；
C．因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次，所以第二种所用时间长;两次搬书对书做的功相同，由P=可知P1>P2，故C符合题意；
D．由η=×100%可知，η1>η2，故D不符合题意．
5、C
【详解】
A．拉力F的功率为

故A不符合题意；
B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为

1min内物体移动的距离为

故B不符合题意；
C．物体与地面间的滑动摩擦力为

1min内所做的有用功为

故C符合题意；
D．1min内所做的总功为

该滑轮组的机械效率为

故D不符合题意。
故选C。
6、C
【详解】
①匀速上升阶段，物体相对于地面的位置发生了变化，故物体相对于地面是运动的，故①符合题意；
②匀速上升阶段，物体的质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，故机械能变大，故②不符合题意；
③匀速下降阶段，速度不变，动能不变，因高度变小，重力势能变小，物体的重力势能没有转化为动能，故③不符合题意；
④根据已知条件，物体匀速上升的速度大于下降的速度，故物体匀速上升时的动能大，即物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能，故④符合题意。
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7、A
【详解】
AB．功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值。所以，功率大的机械，做功快，但不一定多，故A正确，B错误；
C．机械做功少，做功不一定慢，与机械效率无关，故C错误；
D．由知道，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。
故选A。
8、A
【详解】
A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；
B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；
C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；
D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。
故选A。
9、B
【详解】
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，方向不一致，所以吊车的拉力对重物没有做功，故A错误；
B．卫星在大气层外运行，不受空气阻力，其机械能是守恒的，卫星从远地点运行到近地点过程中，质量不变，相对高度减小，所以重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B正确；
C．电梯匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，高度增大，所以电梯的动能保持不变，重力势能增大，但是不是动能转化来的，故C错误；
D．功率大，是做功快，不一定做功多，故D错误。
故选B。
10、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。
二、填空题
1、     0.6     小
【详解】
[1]高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时

[2]列车减速进站时，质量不变，速度减小，所以动能变小。
2、     动能     变大     变大
【详解】
[1]动能大小由物体的质量和速度两个因素决定，质量越大，速度越大，物体的动能就越大，开车上坡，车的质量不变，提高车速，则车的动能会增大。
[2][3]因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大；高度不变，重力势能变大。
3、     50     5
【详解】
[1]王老师推推车的力在水平方向，推车也在水平方向运动，所以王老师对推车做了功，王老师对推车做的功

[2]功率为

4、     等于     大于     0
【详解】
[1]推力对物体所做的功，推力大小相同，物体在推力方向上移动的距离也相同，所以推力对物体所做的功也相同。
[2]推力的功率，推力对物体所做的功相同；物体移动的距离相同，但甲物体的速度大于乙物体的速度，物体运动的时间，故甲物体所用时间较少，推力对甲物体做功的功率较大。
[3]重力的方向竖直向下，物体在水平方向移动，没有在重力的方向上移动，故重力对物体不做功，做功为0J。
5、     20     6×104
【详解】
[1]汽车的运动速度

[2]牵引力做功的功率

三、计算题
1、（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%。
2、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）公交车的重力

车匀速行驶时，牵引力和阻力是平衡力，牵引力

（2）公交车内牵引力所做的功

（3）公交车这段时间内的功率

答：（1）该公交车受到的牵引力是；
（2）公交车在内牵引力所做的功是；
（3）公交车这段时间内做功的功率。
3、（1）4.88×105J；（2）3.75×104Pa
【详解】
解：（1）着陆器下降100m其重力做功为
W=Gh=4880N×100m=4.88×105J
（2）“祝融号”火星车对火星水平平整表面的压力为
F=G车=900N
则火星车对火星水平平整表面的压强为
p=
答：（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功4.88×105J；
（2）着陆后，火星车对火星水平平整表面的压强为3.75×104Pa。
4、（1）1.5W；（2）83.3%
【详解】
解：（1）20s内拉力F所做的功为

拉力F做功的功率

（2）由图可知，n=3，物体A移动的距离

物体A受到的摩擦力为

有用功

滑轮组的机械效率为

答：（1）拉力F做功的功率为1.5W；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%。
5、（1）7×103J；（2）2.5×105Pa
【详解】
解：（1）由题意可知，电梯对小杨的支持力F等于小杨的总重力G总，即
F=G总=700N
电梯上升的高度为h=10m，故由W=Fs可得，电梯对他的支持力做的功为
W=Fs=G总h=700N×10m=7×103J
（2）由受力分析可知，大米对手的压力F压大小等于大米的重力G大小，即
F压=G=mg=5kg×10N/kg=50N
由可得，手受到的压强为

答：（1）电梯对他的支持力做的功为7×103J；
（2）他的手受到的压强为2.5×105Pa。
四、实验探究
1、     木块被推动的距离     甲、乙     速度     让小球从斜面同一高度滑下     见解析
【详解】
（1）[1]铁球从斜面上滚下后撞击木块，对木块做功，使木块在水平面上运动一段距离，根据木块在水平面上运动距离的远近判断铁球的动能大小。
（2）[2][3][4]要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，因此要选择甲、乙两图，具体的操作方法是使小球从斜面上同一高度滑下。
（3）[5]甲、乙两次实验可知，小球从斜面相同高度滚下，进入水平面时的速度相同；小球质量不同，撞击后木块运动的距离远近不同，甲图中小球质量大，撞击木块后，木块运动距离较远，则甲图中小球进入水平面时的动能较大，可以得到的结论是：速度相同时，质量越大，动能越大。
2、     见解析     钢球陷进沙坑的深度     不同     相同
【详解】
（1）[1]因为重力跟质量是成正比的，所以研究重力势能与质量的关系，也就知道重力势能与重力的关系。
（2）[2]将钢球从某一高度静止释放，落在沙面上，钢球会陷进沙坑一定的深度，观察钢球陷进沙坑的深度来比较重力势能的大小。
（3）[3][4]要研究重力势能跟质量的关系，保持高度不变，质量不同，所以应将质量不同的钢球从相同的高度静止释放。