考点解析-沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节训练试题(含详细解析).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节训练
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、北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升（ab）及下落（bc）瞬间，下列说法中正确的是（　　）

A．运动员在ab段重力势能增大，动能减小
B．运动员在ab段重力势能减小，动能增大
C．运动员在bc段重力势能减小，动能减小
D．运动员在bc段重力势能增大，动能增大
2、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%
3、在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是（　　）

A．转轴加润滑油 B．增加提升高度 C．增大提升速度 D．减小物体质量
4、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
5、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
6、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
7、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
8、高空坠物危害大，就算一个苹果从十层高楼自由落下都可能把汽车玻璃砸烂。下列说法正确的是（　　）
A．运动的苹果具有动能 B．高空的苹果没有重力势能
C．下落过程中苹果的动能减小 D．下落过程中苹果的重力势能增大
9、如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）

A．小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能
B．小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用
C．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小
D．小球在B点时受到平衡力的作用
10、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
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、在北京冬奥会冰壶比赛中，我国运动员有时需要努力地刷冰，这是通过减小______（选填“压力”或“接触面的粗糙程度”）来减小滑动摩擦力的；运动的冰壶A与静止的冰壶B相碰，结果冰壶A停了下来，冰壶B却运动了起来，此时发生了能量的______（选填“转移”或“转化”）。

2、我国第一艘航空母舰“辽宁号”正常行驶的功率约为 1.5×108 瓦，在一次测试过程中，“辽宁号”以该功率在海面上5分钟内匀速直线行驶了 4500 米，此过程中“辽宁号”的行驶速度为______米/秒，牵引力所做的功为______焦，航空母舰在海水中受到的阻力为______牛。
3、 “歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能______，重力势能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的______能转化为小球的______能。

4、某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为______N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能______（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。

5、中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、滑轮组在建筑中应用广泛，如图所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升2m，拉力F＝125N。（不考虑绳重和摩擦）求：
（1）拉力F的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重力。

2、如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。（g取10N/kg）求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。

3、为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。
4、如图所示，在科普节目《加油 向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上，滑轮组将平衡板提升至一定高度后，两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg，且质量分布均匀，重心在点O。（g取10N/kg）
（1）甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组在25s内将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处。提升过程中平衡板始终保持水平平衡，拉力F为6250N。求在此过程中：
① 滑轮组所做的有用功为多少？
② 拉力F的功率多大？滑轮组的机械效率为多少？
（2）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左、右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC和BD之比为多少？

5、如图所示，用滑轮组将重为G＝1800N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W，金属块浸没在水中时被匀速提起的速度为v1＝0.8m/s，金属块的密度为8×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）金属块未露出水面以前的机械效率η；
（2）金属块被提出水面后匀速上升的速度v2（计算结果保留两位小数）。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图甲所示是小磊测动滑轮的机械效率的示意图，他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码和10g动滑轮从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的位置匀速竖直上升到位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据小磊做的实验完成下列问题：

（1）在实验过程中，小磊应_______、________拉动弹簧测力计；
（2）弹簧测力计的示数是________N；
（3）滑轮组的机械效率为：_______（保留3位有效数字）
2、小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选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）该实验中物体的动能是指___________（选填“钢球”或“木块”）的动能；实验中观察到木块B移动的距离越长，则说明钢球对木块___________越多，动能就越大。
（2）比较___________两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系，并由此得出结论：当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制___________相同，探究钢球的动能大小与___________的关系。
（4）小明根据甲、丙两图可得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的结论是否正确？___________（选填“正确”或“错误”）
（5）木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（6）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的___________两次进行比较；

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
AB．由图可知，运动员在ab段上升时，高度变大，速度减小，说明运动员重力势能增大，动能减小，故A正确，B错误。
CD．运动员在bc段下落时，高度变小，速度变大，明运动员重力势能减小，动能增大，故CD错误。
故选A。
2、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。
3、A
【详解】
A．转轴加润滑油，减小摩擦力，减小额外功，可以提升滑轮组的机械效率，故A符合题意；
B．有3段绳子分担动滑轮和物重，故滑轮组的机械效率为

与提升高度高度无关，故B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率与速度无关，故C不符合题意；
D．若减小物体的质量，根据

可知，滑轮组的机械效率将变小，故D不符合题意。
故选A。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、A
【详解】
A．物体由于运动而具有的能叫做动能，所以运动的苹果具有动能，故A正确；
B．物体由于处在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力势能，高空的苹果具有重力势能，故B错误；
CD．苹果下落过程中质量不变，速度越来越快，所以动能增大，高度降低，所以重力势能减小，故CD错误。
故选A。
9、A
【详解】
AB．小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误；
C．小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误；
D．小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。
故选A。
10、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．
二、填空题
1、     接触面的粗糙程度     转移
【详解】
[1]运动员刷冰时，冰面变得越来越光滑，通过减小接触面的粗糙程度减小冰壶受到的滑动摩擦力。
[2]运动的冰壶A具有机械能，与冰壶B相碰，冰壶A的机械能转移给冰壶B而静止，冰壶B获得机械能运动了起来。
2、     15     4.5×1010     1×107
【详解】
[1]由知道，此过程中“辽宁号”的行驶速度为

[2]由 知道，此过程牵引力所做的功为

[3]航空母舰在海水中匀速直线行驶，受到的阻力与牵引力是平衡力，大小相等，由知道，受到的阻力

3、     变大     变小     弹性势     机械
【详解】
[1][2]当飞机在空中加速向下俯冲时，飞机的速度增大，则其动能增大；在向下俯冲的过程中，飞机高度不断减小，则其重力势能也不断减小。
[3][4]由图可知，当松手时，弹簧由紧绷状态变成放松状态，其弹性势能减小；此时弹簧上的小球由静止变成运动状态，速度增大，则其动能增大，故小球被弹簧弹起，弹簧的弹性势能转化成小球的机械能（动能和重力势能）。
4、     10     增大
【详解】
[1]原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为
11cm-10cm=1cm
因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为
11.5cm-10cm=1.5cm
那么弹簧的弹力大小为
FB=1.5×20N=30N
在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为
F合=FB-G=30N-20N=10N
[2]由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。
5、     动     10
【详解】
[1]物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。
[2]重力对鸡蛋所做的功为
W=Gh=0.5N×20m=10J
三、计算题
1、（1）75w；（2）80%；（3）75N
【详解】
解：（1）由图可知承担物体绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
拉力做的总功
W总=Fs=125N×6m=750J
则拉力做功的功率

（2）滑轮组的机械效率

（3）不考虑绳重和摩擦时

所以动滑轮的重力
G动=nF-G=3×125N-300N=75N
所以动滑轮的重力75N。
答：（1）拉力F的功率为75N；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重力为75N。
2、（1）2N；（2）2N；（3）1.2W
【详解】
解：（1）物体质量为2kg时，其重力
G1=m1g=2kg×10N/kg=20N
水平方向上受到的滑动摩擦力
f1=0.1G1=0.1×20N=2N
（2）不计绳重及滑轮间摩擦时，拉动2kg物体时，有

解得，动滑轮的重力
G动=2N
（3）物体质量为10kg时，其重力
G2=m2g=10kg×10N/kg=100N
水平方向上受到的滑动摩擦力
f2=0.1G2=0.1×100N=10N
由图示知，滑轮组承重绳子为3根，不计绳重与滑轮间摩擦时有

绳子端移动的速度
v绳子=nv=3×0.1m/s=0.3m/s
所以拉力F的功率

答：（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力为2N；
（2）动滑轮的重力为2N；
（3）拉力F的功率为1.2W。
3、（1）750N；（2）；（3）75W
【详解】
解：（1）小明和自行车的总重力
G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
（2）他骑行时自行车对地面的压强

（3）阻力为
f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速，所以动力等于15N，速度为

他骑行时的功率是
P=Fv=15N×5m/s=75W
答：（1）小明和自行车的总重力750N；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。
4、（1）①；②2500W；80%；（2）9：11
【详解】
解：（1）① 由题意可知，甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg，则甲、乙和平衡板的总重力是

甲、乙和平衡板的总重力是，滑轮组在25s内将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，则根据可知，滑轮组所做的有用功是

② 由题意可知，平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，并从图中可以看到，两条绳子托着动滑轮，则绳端移动的距离是

这个过程经历了25s的时间，根据可知，绳端移动的速度是

绳端移动的速度是0.4m/s，拉力F为6250N，平衡板匀速提升，则绳端匀速移动，根据可知，拉力F的功率是

拉力F的功率是2500W；由上述解析可知，滑轮组所做的有用功是，拉力F为6250N，绳端移动的距离是10m，那么滑轮组所做的总功是

根据机械效率的公式，可知滑轮组的机械效率是

滑轮组的机械效率是80%。
（2）由题意可知，当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡，平衡板可以看作是一个杠杆，甲的重力是

乙的重力是

根据杠杆的平衡条件可得

代入数据解得；甲、乙两人缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，根据杠杆的平衡条件可得

代入数据可得

解得，两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。
答：（1）① 滑轮组所做的有用功为；② 拉力F的功率是2500W；滑轮组的机械效率为80%；
（2）两人挪动的距离AC和BD之比为9：11。
5、（1）75%；（2）0.72m/s
【详解】
解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的段数为3，绳自由端移动速度为物体上升速度的三倍，绳自由端移动距离是物体上升高度的三倍。由公式P＝Fv可得，绳自由端拉力

由于该金属块重1800N，故该物体的质量为

该金属块密度为8×103kg/m3，则该金属块的体积为

则该金属块未露出水面受到的浮力为

则金属块未露出水面以前的机械效率为

（2）已知金属块未露出水面时，绳自由端拉力、金属块重力、金属块受到的浮力、连接动滑轮绳子段数，则可求得动滑轮重为

金属块离开水面后绳自由端拉力为

由公式P＝Fv可得，金属块离开水面后绳自由端的移动速度为

则物体被提出水面后的上升速度为

答：（1）金属块未露出水面以前的机械效率为75%；
（2）金属块被提出水面后匀速上升的速度为0.72m/s。
四、实验探究
1、     匀速     竖直向上     1.2    
【详解】
（1）[1][2]由于动滑轮只有竖直向上拉动，才能省一半的力，实验中匀速直线拉动，动滑轮与物才能处于平衡状态。故为准确读出弹簧测力计示数即绳子端的拉力，在实验过程中，小磊应匀速、竖直向上拉动弹簧测力计。
（2）[3]弹簧测力计每大格为1N，平均分成5小格，即分度值为0.2N，故读数为1.2N。
（3）[4]如图所示，刻度尺的每大格为10cm，平均分成10小格，即分度值为1cm，动滑轮从A位置匀速提升到B位置，则物体上升高的高度为

拉力F移动的距离为

物体的重力为

滑轮组的机械效率为

2、     钢球     做功     甲、乙     速度     质量     错误     不变     变小     甲、乙
【详解】
（1）[1][2]由题意可知实验中物体的动能是指钢球的动能；实验中运用转换法通过钢球对木块B做功的多少来体现钢球动能的大小，木块移动距离越远说明钢球对木块做功越多，钢球动能就越大。
（2）[3]根据控制变量法要探究小球的动能与速度的关系应该控制小球的质量相同，所以可比较甲、乙两图进行的实验，并由此得出结论：当物体质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）[4][5]钢球从斜面的相同高度滚下这样小球到达水平面时的速度相同，故图乙和图丙中目的是控制速度相同，探究钢球的动能大小与质量的关系。
（4）[6]根据甲、丙两图可得出结论：物体的动能大小与质量有关，结论是错误的， 因为他没有控制小球速度相同。
（5）[7][8]木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力，与压力大小和接触面粗糙程度有关，二者不变，滑动摩擦力不变；滑动摩擦力不变，速度减小，木根据克服摩擦力做功的功率P=Fv,知，木块在水平面上滑动时，克服摩擦力做功的功率变小。
（6）[9]超载时是指质量一定速度变大，故应选择三次实验中的甲、乙两次进行比较。