强化训练-沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节测试试题(含详解).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节测试 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、十年磨剑，载誉归来！2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆。返回舱进入大气层离地面一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的（）A动能不变，重力势能减少B动能减少，重力势能减少C动能增加，重力势能减少D动能不变，机械能不变2、在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（）A一直变大B一直变小C先变大后变小D始终不变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、中国开展月球探测工程，命名为“嫦娥工程”，中国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”三步走，“嫦娥五号”月球探测器从月球土壤中取样， 再返回地球，标志中国“嫦娥工程”取得伟大的胜利。关于“嫦娥五号”月球探测器下列说法正确的是（）A“嫦娥五号”从地面升空过程中重力势能增大，机械能不变B“嫦娥五号”匀速环绕月球时，受到平衡力的作用C“嫦娥五号”携带的着陆器可以通过降落伞减速着陆在月球表面D从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，产生一个向前的力，离开月球表面根据的是物体间力的作用是相互的5、生活中处处有物理。对下列生活情景，分析正确的是（）A飞行员跳伞时，在减速下降过程中，重力势能转化为动能B公交车紧急刹车时，乘客容易向前倾倒，是因为乘客具有惯性C用水平推力推木箱，没有推动，是因为水平推力小于木箱受到的摩擦力D用高压锅煮饭，锅内气压升高时，水的沸点降低，更容易把饭煮熟6、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（）A时刻小球的动能最大B时刻小球的重力势能最大C时刻小球的机械能等于时刻小球的机械能D从开始下落到第一次到达最低点，小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量7、如图所示，将小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长状态。现将小球推至A点，松手后小球在AB间运动。（不考虑空气阻力）下列说法正确的是（）。A小球在O点时，受到弹簧向右的弹力B小球在O点时，动能最大C小球在B点时，动能最大D小球的机械能越来越小，最终会停下来8、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）ABCD9、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ABAC，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（）AF1F2，W1W2，P1P2BF1F2，W1W2，P1P2CF1F2，W1W2，P1P2DF1F2，W1W2，P1P210、如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（）A绳子自由端移动距离为4mB物体与地面间的滑动摩擦力大小为120NC额外功的功率为12WD若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低第卷（非选择题 80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、利用如图所示的斜面，小李用300N的力沿斜面向上把重为500N的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，耗时20s，在这过程中克服货物重力做的功是_J；推力做的功是_J；推力做功的功率为_W。2、如图是某市轨道交通车站的示意图。在车进站时，要刹车慢慢停下来，而车此时是有很大的_能的，若刹车，这些能量转化为内能而损耗了，若进站时让车上坡，把_能转化为_能贮存起来，这样就减小因刹车消耗的机械能；出站时利用下坡，则可以把重力势能转化为动能，便于启动，节省了燃料，起到节能的作用。3、如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为_J ，斜面的机械效率为_。使用斜面可以_ （选填“省力”或“省功”）。4、我国设计的“中华月球车”今年登陆月球。如图所示为该车的模型。物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的，月球车的质量为120kg，它在月球表面受到的重力为_N（g=10N/kg）。若它在月球表面上方竖直下落4m，则重力对它做的功为_J。5、我国第一艘航空母舰“辽宁号”正常行驶的功率约为 1.5108 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。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、电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是效率高、噪声小、无废气排放、无油污，如图是我市某景区的电动观光车，该车空载时的质量是1080kg，轮胎与水平地面的接触面积是0.1m2；正常行驶时的牵引力是320N，1.8km的路程只需要3min的时间。（g取10N/kg），求：（1）电动观光车的重力；（2）电动观光车静止时对地面的压强；（3）电动观光车正常行驶时牵引力做功的功率。3、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。4、新能源汽车是未来汽车发展的趋势。如图，威马W6是一款纯电动汽车，整车质量为1800kg。若该车在某水平路段匀速直线行驶了500m，耗时20s，受到水平方向的阻力为车自重的0.1倍（车上人员的重力忽略不计）求：（1）该车行驶的速度；（2）牵引力在此路段所做的功。5、如图所示，用滑轮组将重为G1800N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v10.8m/s，金属块的密度为8103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）金属块未露出水面以前的机械效率；（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、在探究“阻力对物体运动的影响”时，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。 （1）实验时要固定斜面，并将小车从斜面上_（选填“同一”或“不同”)位置由静止释放；（2）分析小车运动情况可知，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越_，由此推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上_；（3）如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，是否需要重做本实验以获取可靠的证据？答：_ （选填“需要”或“不需要”）； （4）不考虑空气阻力，三次实验中小车克服摩擦力所做的功_（选填“相等”或“不相等”），在小车凹槽中放入质量不同的砝码，从同一斜面的同一高度处由静止释放，撞击放置在水平面上的同一位置处的木块，可探究物体的_大小与质量的关系。2、如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面由静止开始滚下，撞击木块。（1）该实验是通过观察木块移动的距离来判断_（选填“钢球”或“木块”）动能的大小；（2）利用如图所示的实验情景，可以得到的结论是：_；（3）在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，要继续完成此实验，下列措施中可行的是：_（选填序号）；换质量更大的木块；降低第二次钢球的高度；换质量更大的钢球；换质量更小的钢球；（4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功_（选填“相等”或“不相等”）。小车在毛巾和玻璃表面克服阻力做功的功率分别是 P1、P2，则 P1_P2；（选填“”或“”或“”）（5）小明同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案：实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；关于小明的实验方案，_。（填序号）A只有实验方案一可行B只有实验方案二可行C两个实验方案均可行D两个实验方案均不可行-参考答案-一、单选题1、A【详解】降落伞在匀速下落的过程中，质量不变速度不变，则动能不变；质量不变高度减小，则重力势能减小，故A符合题意， BCD不符合题意。故选A。【点睛】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。2、D影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。【详解】在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。【点睛】掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。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=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：=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、D【详解】A“嫦娥五号”从地面升空过程中，质量不变，速度和高度都增大，因此动能和重力势能都增大，机械能变大，故A错误；B“嫦娥五号”匀速环绕月球时，速度方向不断发生改变，是非平衡状态，受到的力不是平衡力，故B错误；C由于月球上处于真空状态，没有空气，降落伞起不到作用，因此“嫦娥五号”携带的着陆器不可以通过降落伞减速着陆在月球表面，而是通过自身推进器的反推力着陆在月球表面，故C错误；D从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，同时高压气流也会对探测器产生一个向前的力，离开月球表面正是利用了物体间力的作用是相互的，故D正确。故选D。5、B【详解】A物体的动能与质量和速度有关；在减速下降的过程中，速度变小，动能减小，重力势能没有转化为动能，故A错误；B公交车刹车时，乘客下半身随着公交车停下来，上半身由于惯性保持向前运动，从而发生了向前倾倒的现象，故B正确；C没有推动木箱，木箱处于静止状态，受到平衡力，推力等于摩擦力，故C错误；D水的沸点随着水面气压的升高而增大，高压锅内气压升高时，水的沸点增大，故D错误。故选B。6、D【详解】ABt1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，故AB不符合题意；C时刻弹簧具有弹性势能，时刻弹簧没有弹簧弹性势能，所以小球机械能变小，故C不符合题意；D从开始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，故D符合题意。故选D。7、B【详解】A由图知，当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，没有发生弹性形变，弹簧没有弹力，故A错误；BC若将小球推至A点，弹簧被压缩，发生弹性形变，产生弹力（推力），小球在推力作用下加速运动，当小球到O点时，弹簧处于自然伸长的状态，弹簧的推力为零，小球的速度达到最大，动能最大，过O点后弹簧被拉伸，对小球产生拉力，小球在拉力的作用下减速运动，到B点时速度为零，动能最小，故B正确，C错误；D由于不考虑空气阻力且小球在光滑的水平面上滑动，只有弹力做功，所以机械能守恒，不会停下来。故D错误。故选B。8、B【详解】A物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；B物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；C物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；D运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。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F1F2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WGh可知，拉力做的功相同，即W1W2从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1F2，根据公式可知，物体沿AB运动时拉力F1的功率较小，即P1P2，故C错误；D正确。答案D。10、C【详解】A物体移动距离s物=v物t=0.1m/s20s=2m由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离s=3s物=32m=6m故A错误；B拉力做功为W总=Fs=100N6m=600J由=得有用功W有用=W总=60%600J=360J由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力f=180N故B错误；C拉力做的额外功W额=W总-W有用=600J-360J=240J额外功的功率P=12W故C正确；D如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。故选C。二、填空题1、 2500 3000 150【详解】1物体的重力G=500N，提升的高度h=5m，则货物克服重力做的功为W1=Gh=500N5m=2500J2推力大小F=300N，物体在推力的方向上移动的距离s=10m，可知推力做的功W2=Fs=300N10m=3000J3t=20s，推力做功的功率为2、 动 动 重力势【详解】1在车进站时，要刹车慢慢停下来，车的质量很大，此时仍具有很大的动能。23若进站时让车上坡，使车速度减小，高度增加，把动能转化为重力势能贮存起来，这样能减小因刹车消耗的机械能。3、 3103 75 % 省力【详解】1斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此 2总功等于推力做的功，因此所以，机械效率为 3任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。4、 200 800【详解】1月球车在地球上受到的重力为月球车在月球表面受到的重力为2若它在月球表面上方竖直下落4m，则重力对它做的功为5、 15 4.51010 1107【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，受到的阻力三、计算题1、（1）1104kg；（2）1.26107J；（3）1.05105W【详解】解：（1）洒水车满载时所装水的质量m水=水V水=1103kg/m310m3=1104kg（2）载满水时总质量m总=m车+m水=500kg+1104kg=1.05104kg总重力G总=m总g=1.05104kg10N/kg=1.05105N洒水车满载行驶时的牵引力F=0.1G总=0.11.05105N=1.05104N牵引力做功W=Fs=1.05104N1200m=1.26107J（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1104kg；（2）牵引力对洒水车做了1.26107J的功；（3）牵引力对洒水车做功的功率是1.05105W。2、（1）1.08104N；（2）1.08105Pa；（3）3200W【详解】解：（1）电动观光车的重力（2）电动观光车静止时对地面的压强（3）电动观光车正常行驶时牵引力做功的功率答：（1）电动观光车的重力为1.08104N；（2）电动观光车静止时对地面的压强1.08105Pa；（3）电动观光车正常行驶时牵引力做功的功率3200W。3、（1）77km/h；（2）8105J【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=500N1600m=8105J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8105J。4、（1）；（2）【详解】解：（1）由可知，该车行驶的速度为（2）该车所受阻力为由于该车做匀速运动，所以受平衡力，则该车所受牵引力为由可知，牵引力在此路段所做的功为答：（1）该车行驶的速度为；（2）牵引力在此路段所做的功为。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PFv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8103kg/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PFv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、 同一 远 做匀速直线运动 不需要 相等 动能【详解】（1）1为使小车到达水平面时具有相同的速度，实验时要固定斜面，并将小车从斜面上同一位置由静止释放。（2）23由图得，小车在毛巾、棉布和木板上运动时受的摩擦力阻力依次减小，滑行距离依次边远。所以小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远，由此推理可知，若水平面绝对光滑，则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。（3）4如图，若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端，已经可以说明阻力越小，物体运动距离越远，从而得出阻力对物体运动状态的影响，所以不需要重做本实验。（4）5不考虑空气阻力，小车到达水平面时速度相同，动能相同，小车最终都静止，动能为零，动能减小量相同。所以三次实验中小车克服摩擦力所做的功都等于小车的动能的减少量，所以三次实验中小车克服摩擦力所做的功相等。6在小车凹槽中放入质量不同的砝码，从同一斜面的同一高度处由静止释放，到达水平面的速度相同，撞击放置在水平面上的同一位置处的木块，可探究物体的动能大小与质量的关系。2、 钢球 质量相同时，速度越大，动能越大。 D 相等 A【详解】（1）1钢球从斜面滑下来，到达水平面时有速度，故有动能，对木块做功，木块移动的距离越大，钢球的动能越大。（2）2对比甲、乙实验，钢球的质量不同，不同高度静止释放，到底水平面的速度不同，推动木块移动的距离不同，甲实验中钢球到达水平面时速度大，对外做功多，故甲实验中钢球动能大，故结论为质量相同时，速度越大，动能越大。（3）3 A换质量更大的木块，多了一个变量影响木块移动距离，故无法根据木块移动的距离来判断动能与质量关系，故A不符合题意；B若降低高度，改变了小球的到达水平面的速度，多个变量影响实验结果，故B不符合题意；C换质量更大的钢球，钢球具有的动能更大，木块还是会冲出木板，没有解决实验问题，故C不符合题意；D换质量更小的钢球，钢球具有的动能变小了，木块可能不会冲出木板，故该方案可行，故D符合题意。故选D。（4）45让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动，小车的动能相同，在接触面不同的斜面滑行时，都是克服摩擦力做功，都是将动能全部转化为内能，故克服摩擦力做的功相等；小车在玻璃运动时间长，即克服摩擦力做功时间长，根据可知，克服摩擦力做的功相同，故小车在玻璃上的功率小于在毛巾上的功率。（5）6实验方案一用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，弹性势能转化为钢球的动能，弹簧形变程度不同，小球的速度不同，控制了质量相同，通过观察木块移动的距离来判断动能的大小，故是可行的；而实验方案二用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，相同的弹性势能转化为动能，故动能的大小相同，质量不同，钢球的速度不同，而本实验中，需要改变质量，控制速度相同，故方案二不可行，故综上所述，A符合题意；BCD不符合题意。故选A。