考点攻克沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题训练试卷(含答案详解).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题训练
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、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
2、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（　　）
A．两车所做功之比是2:1
B．两车所做功之比是1:1
C．两车所受牵引力之比是2:1
D．两车速度之比是1:2
3、如图所示，甲运动员比乙运动员高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（　　）

A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，甲的功率较大
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、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
7、在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重，在绳子自由端用的拉力把货物匀速提高，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是（　　）

A．； B．；
C．； D．；
8、下列四幅图中，力有对物体做功的是（　　）
A．推车未推动 B．提着滑板水平前行
C．搬石未搬起 D．用绳子提升物体
9、2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会。图甲是2022年北京冬奥会会徽：它以汉字冬为灵感来源，运用中国书法艺术形态来展现出滑雪运动员的英姿。图乙是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场地比赛的图片，关于比赛过程中的能量变化，其中叙述正确的是（　　）

A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大
B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中机械能逐渐增大
C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中动能越来越小
D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中重力势能越来越小
10、小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（　　）

①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
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、如图所示，是一个回转“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，在速度越来越慢的过程中 ______转化为 ______能，而后它 ______自动滚回来（选填“能”或“不能”）。

2、2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻的金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），重力势能转化___________能，机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

3、如图所示，小伟玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中：小伟的重力势能__________________，小伟的动能________________；在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹性势能___________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。

4、用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，若物体A与地面的摩擦力为9N，则克服摩擦力所做的有用功是_______J；若该滑轮组的机械效率为75%，则拉力F的大小为为_______N．

5、如图所示，冬奥会冰壶比赛上，冰壶从出发点A被运动员推着运动6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。冰壶离开手后还能够继续向前运动，是因为冰壶具有______，从A点到O点运动过程中，若运动员对冰壶的推力是10N，运动员对冰壶做的功是______J。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，工人沿斜面用一定大小的力F把一重为1000N的物体从斜面底部匀速推到顶部（不计物体本身大小），该过程中斜面的效率为80%，已知斜面长L=5m，高h=2m。求：
（1）推力F做的功大小；
（2）物体受到斜面对它的摩擦力大小；
（3）若斜面光滑没有摩擦，请分析推理说明随着斜面倾斜角度的增大，推力F大小的变化情况。（斜面长度一定时，斜面高度增加）

2、小明在科技博览会上参加义务劳动，需要把一个质量为12kg的展品从地面搬到高1.2m的展台上，如图所示。g取10N/kg。
（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做多少功？
（2）展台台面承受的压强不能超过40kPa，如果把展品放到水平台面上，展品与台面的接触面积是40cm2，台面会不会被压坏？请通过计算说明。
（3）展品展示时，要求台面水平。请你简述一种检验台面是否水平的操作方法。

3、如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用F=400N的拉力在1min内将总重为900N的泥土匀速提升10m。在这段时间内：
（1）拉力F所做的功是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？

4、如图所示，盛有12kg水的水桶放置于水平地面上，水桶的质量忽略不计，水桶与地面的接触面积为300cm2。小明同学用图示滑轮组在6s内将这桶水匀速提升2m，所用拉力为50N（g＝10N/kg）。求：
（1）水桶对地面的压强；
（2）小明做的有用功；
（3）小明所用拉力的功率。

5、如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车，登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。求：
（1）月球车在测试过程中的速度；
（2）月球车受到的重力；
（3）月球车对水平地面的压强；
（4）月球车在测试过程中的功率。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示为“探究物体动能大小跟哪些因素有关”的实验装置示意图；

（1）原理：运动的钢球A碰上木块B后，能将木块B撞出一段距离s；在同样的水平面上，木块B被撞得越远，钢球A对木块B做的功就越______，钢球A的动能就越大，通过木块B被撞的远近来反映钢球A动能大小的方法在物理学中属于______（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（2）步骤：①让同一钢球A分别从不同高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越 ______，木块B被撞得越远；②改变钢球的质量，让不同的钢球从 ______（选填“同一”或“不同”）高度由静止开始滚下，质量越大的钢球将木块B撞得越远；
（3）结论：通过多次实验表明，质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越 ______；
（4）某同学用如图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 ______的（选填“正确”或“错误”），原因是______。
2、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：______。

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、B
【详解】
AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；
C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为

故C错误；
D．由可得

故D错误。
故选B。
3、A
【详解】
因为杠铃的质量相等，根据功的定义，举起杠铃的高度越高，所做的功就越多，甲比乙高，所以甲做的功大；两人举起杠铃所用时间相同，由功率定义可知，相同时间内所做的功越多，功率就越大，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
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、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、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。
7、C
【详解】
A B．如图所示，两段绳子分担动滑轮和物重，故重物重

故AB不符合题意；
C D．不计绳重和摩擦力，故滑轮组的机械效率是

故C符合题意；D不符合题意。
故选C。
8、D
【详解】
A．推车未推动，有力但是没有距离，劳而无功，故A不符合题意；
B．提着滑板水平前行，力与物体运动距离垂直，垂直无功，故B不符合题意；
C．搬石未搬起，有力但是没有距离，劳而无功，故C不符合题意；
D．用绳子提升物体，有力作用在物体上，并且在力的方向上移动了距离，故这个力做了功，故D符合题意。
故选D。
9、D
【详解】
A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点的过程中，动能转化为重力势能，所以在最高点时，动能最小，故A错误；
B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中需克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，故B错误；
C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中，速度越来越大，质量不变，所以动能越来越大，故C错误；
D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中，高度越来越低，质量不变，所以重力势能越来越小，故D正确。
故选D。
10、B
【详解】
①如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为

拉力F做功为

故①错误；
②动滑轮的重力为

故②正确；
③拉力F做的额外功为

故③错误；
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为

故④正确，故综上所述，②④正确，B正确。
故选B。
二、填空题
1、     动     弹性势     能
【详解】
[1][2][3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，故它在水平面上滚动的速度会越来越慢，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动。
2、     动     不变
【详解】
[1]运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中，运动员质量保持不变，高度变小，重力势能能变小；速度增大，动能变大，重力势能转化动能。
[2]因不考虑一切阻力，故机械能守恒，即机械能不变。
3、     增大     减小     增大
【详解】
[1] 蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小伟的质量不变，高度增大，其重力势能增大。
[2]同时速度减小，其动能减小。
[3]在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧的形变变大，则弹簧的弹性势能增大。
4、     1.8     4
【详解】
第一空．克服摩擦力所做的有用功：
W有用=fs物=9N×0.2m=1.8J；
第二空．拉力做的功（总功）：
W总===2.4J；
由图知绳子股数n=3，则绳子自由端移动的距离：
s=3×0.2m=0.6m，
拉力的大小：
F===4N．
5、     惯性     60
【详解】
[1]冰壶被推出后仍向前滑行是因为冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态。
[2]由图可知，从出发点A被运动员推着运动6m，到达投掷线，冰壶受到推力的作用，并且在推力的方向上通过了距离，所以做了功；而在其它阶段冰壶虽然通过了一定距离，但不再受到推力的作用，运动员对冰壶不做功，所以，运动员对冰壶做功
W=Fs=10N×6m=60J
三、计算题
1、（1）2500J；（2）100N；（3）推力F变大
【详解】
解：（1）有用功为

由可得，推力F做的功为

（2）摩擦力所做的功为

由可得，摩擦力为

（3）若斜面光滑，则由可知，摩擦力所做的功为，所以，即

所以

故当斜面倾斜角度增大时，会增大，所以推力F也会变大。
答：（1）推力F做的功大小为2500J；
（2）物体受到斜面对它的摩擦力大小为100N；
（3）若斜面光滑没有摩擦，随着斜面倾斜角度的增大，推力F变大。
2、（1）144J；（2）台面不会被压坏；（3）利用水平仪检测平面是否水平
【详解】
解：（1）由 知道，展品的重力

把此产品抬上展台做的功为
W=Gh=120N×1.2m=144J
（2）由 知道，展品的台面的压强

展品对展台的压强小于展台所能承受的压强，所以，台面会不会被压坏。
（3）利用水平仪检测平面是否水平。
答：（1）要把展品从地面搬到展台上，他至少需要对展品做功144J；
（2）台面不会被压坏；
（3）利用水平仪检测平面是否水平。
3、（1）12000J；（2）200W；（3）75%
【详解】
解：（1）由图可知n=3，绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×10m=30m
拉力做的总功为
W总=Fs=400N×30m=12000J
（2）拉力做功的功率为

（3）有用功为
W有=Gh=900N×10m=9000J
滑轮组的机械效率为       

答：（1）拉力F所做的功是12000J；
（2）拉力F做功的功率是200W；
（3）滑轮组的机械效率是75%。
4、（1）4000Pa；（2）240J；（5）50W
【详解】
解：（1）水桶的质量忽略不计，水的重力

水桶对地面的压力

水桶对地面的压强

(2)小明做的有用功

（3）从图中可知n=3，绳子自由端移动的距离

拉力做的功

拉力做功的功率:

答：（1）水桶对地面的压强为4000Pa；
（2）小明做的有用功为240J；
（3）小明所用拉力的功率为50W。
5、（1）0.05m/s；（2）1400N；（3）7×104Pa；（4）25W
【详解】
解：（1）月球车的速度

（2）月球车受到的重力
G=mg=140kg×10N/kg=1400N
（3）月球车对地面的压力
F=G=1400N
月球车对水平地面的压强

（4）因月球车月球车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，月球车受到的牵引力
F牵=F阻=500N
月球车在测试过程中的功率

答：（1）月球车的速度为0.05m/s；
（2）月球车受到的重力1400N；
（3）月球车对水平地面的压强7×104Pa；
（4）月球车在测试过程中的功率25W。
四、实验探究
1、     多     转换法     大     同一     大     错误     没有控制接触面的粗糙程度相同，无法通过移动距离表现小球对木块做功的多少
【详解】
（1）[1][2]在同样的水平面上，木块B被撞得越远，钢球A对木块B做的功就越多；通过容易观察到的木块B被撞的远近来反映看不见的钢球A动能大小的方法称为转换法。
（2）[3][4]高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，因为高度越高，更多的重力势能转化为动能，故速度更大；②改变钢球的质量，让不同的钢球从同一高度静止滑下，因为同一高度滑下时，控制了速度相同，保证了质量这单一变量的原则。
（3）[5]运动速度相同的物体，质量越大，能够将木块撞得更远，故它的动能越大。
（4）[6][7] 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，这种方法是错误的，有多个变量；没有控制接触面的粗糙程度相同，无法通过移动距离表现小球对木块做功的多少。
2、     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。