重难点解析沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向练习试题(含详细解析).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向练习
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、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
2、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
3、牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是（　　）
A．重力势能转化为动能，动能增加
B．动能转化为重力势能，动能减小
C．动能转化为重力势能，重力势能增加
D．无能量的转化，重力势能和动能不变
4、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
5、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
6、 “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
7、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
8、在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．她从a点运动到c点的过程中，其惯性不断变小
B．她从b点运动到c点，其动能减小且机械能也减小
C．她从a点向b点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能
D．她在d点和e点的动能为零，且在d点和e点她的机械能相等
9、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
10、如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（　　）

A．拉力F大小为4N B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．拉力F做功的功率为3W D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
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、用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。

2、如图所示，在测量滑轮组的机械效率的实验装置中，动滑轮重0.6N，物重2.4N，不计绳重和各处摩擦，将物体匀速提升1m时，绳的自由端在竖直方向上的拉力F为___________N，拉力做的功为___________J。

3、如图所示是一种小型千斤项的示意图，往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是______m/s，人做的功为______J，千斤项的效率是______%。

4、如图所示，一跳伞运动员在降落伞张开后，他匀速下降，此时他具有的重力势能将_______，他具有的机械能将_______。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

5、物理学中常用“比值”来定义物理量。例如用物体所做的功与其时间的比值，定义“单位时间”内做的功，这个比值叫做______。这种方法，实质上是用______（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较物体做功快慢的。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某实心铜雕像，现要用蜡将其复制成大小一样的蜡制雕像，测得蜡雕像的质量为90kg（，）。求：
(1)制作铜雕像所用铜的质量；
(2)将这个铜雕像整体匀速提升2m需要做的功。
2、如图已知斜面长为L=5m，斜面高为h=3m。小虎同学用绳子沿斜面将重为G=500N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为F=400N，绳重、滑轮摩擦不计。求：
（1）小虎对木箱做的有用功W有；
（2）斜面的机械效率η；
（3）木箱受到斜面的摩擦力f。

3、如图，吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼项D处。货物从C到D用时50s，路程随时间变化图象如图所示，g取10N/kg。
（1）求货物的质量。
（2）求BC段吊机对货物的拉力做的功。
（3）求CD段货物所受重力做功的功率。
（4）在图中作出货物从A到B的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）。

4、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。

5、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。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小聪在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
4
0.1
1.8
0.3
74.1
2
6
0.1
2.4
0.3

3
4
0.1
1.4
0.5
57.1
4
4
0.2
1.4
1.0
57.1

（1）在实验中，测绳端拉力大小时，应使弹簧测力计竖直向上________状态进行读数（选填“缓慢拉动”或“静止”）。
（2）分析表中数据可知：第3次和第________次实验是按丙图装置测机械效率的，分析以上两组实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度________。
（3）请你帮助小聪计算出第2次滑轮组的机械效率为________%（保留1位小数），在第2次实验中，拉力F所做的额外功为________J。
（4）根据实验数据推测，使用图丙滑轮组将重6N的物体匀速提升0.1m，此时滑轮组的机械效率可能为________（只填序号）。
A．52.2%　　B．57.1%　　C．64.3%　　D．83.3%
2、小强发现力学中有很多相似实验，他找了如下器材；①表面平整的长木板（带斜面）、②刻度尺、③弹簧测力计、④小车、⑤木块、⑥毛巾、⑦棉布、⑧钩码。

（1）为了探究“阻力对物体运动的影响”，他选择了一些器材，如图所示，让小车从同一斜面相同高度由静止滑下，是为了使小车___________相同。实验发现水平表面越光滑，小车运动距离越长，经过推理得出：运动的物体如果不受力将___________；
（2）在丙图实验的基础上只需要再选择序号⑤的器材，让同一小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则还可以探究小车___________（填字母）的关系；
A． 重力势能与质量       B． 重力势能与高度     C． 动能与质量   D． 动能与速度
（3）为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”，他选择了序号①、⑤、⑧以及___________（填序号）的器材，下列事例中，用到上述探究结论的是___________（填字母）。
A．在行李箱下安装滚轮       B．向自行车转轴处加润滑油
C． 自行车刹车时用力捏闸       D．压路机配备的碾子质量很大

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、A
【详解】
苹果从树上落下过程中，质量不变，速度变大，故动能增加，同时其高度降低，故重力势能减小，故A正确，BCD错误。
故选A。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、B
【详解】
A．从a点到c点过程中，她的质量不变，所以惯性不变，惯性只与质量有关，故A错误；
B．她从b点运动到c点，高度增大，所以重力势能增大，速度减小，动能一部分转化为重力势能，一部分转化为摩擦力做功，所以这个过程中，动能减小，机械能减小，故B正确；
C．她从a点向b点运动的过程中，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，该过程中还需要克服摩擦力做功，一部分重力势能转化为摩擦力做功，故C错误；
D．她在d点还具有速度，所以动能不为0，从d点到e点，克服摩擦力做功，所以机械能减小，故D错误。
故选B。
9、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.
10、A
【详解】
B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离
s绳=ns物=3×100×10-2m=3m
绳子自由端移动的速度

故B正确，不符合题意；
AC．物体克服摩擦力做的有用功
W有=fs物=12N×100×10-2m=12J
拉力做的总功

拉力F大小

拉力F做功的功率

故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功
W额=W总-W有=15J-12J=3J
故D正确，不符合题意。
故选A。
二、填空题
1、     1.2×104     40     大
【详解】
[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为
W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J
[2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为
W总=Pt=3000W× 10s= 3×104J
起重机的机械效率为

[3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。
2、     1     3
【详解】
[1]与动滑轮连接有三段绳子，则绳端拉力为

[2]物体提升1m，则绳端移动距离为3m，拉力做功为

3、     0.04     100     80
【详解】
[1]由题知，2s时间内重物被匀速抬高
h=8cm=0.08m
所以重物上升的速度

[2]所做的有用功
W有=Gh=1000N×0.08m=80J
人做的功是总功
W总=Fs=100N×1m=100J
[3]所以千斤顶的机械效率

4、     变小     变小
【详解】
[1][2]跳伞运动员跳离飞机后，当降落伞张开后，他匀速下降，速度不变，位置降低，此时他具有的重力势能将减小，动能不变，机械能减小。
5、     功率     时间相同比较功
【详解】
[1]物体所做的功与其时间的比值，定义“单位时间”内做的功的多少，表示物体做功的快慢，这个比值叫做功率。
[2]功率是单位时间内物体做功的多少，故功率实质上是：用时间相同比较功的多少，来比较物体做功快慢的。
三、计算题
1、 (1)；(2)
【详解】
解：(1)雕像的体积是

制作铜雕像所用铜的质量是

(2)铜雕像所受的重力是

将这个铜雕像整体匀速提升2m需要做的功是

答：(1)制作铜雕像所用铜的质量是；
(2)将这个铜雕像整体匀速提升2m需要做的功是。
2、（1）1500J；（2）75%；（3）100N
【详解】
解：（1）小虎对木箱做的有用功
W有=Gh=500N×3m=1500J
（2）拉力做的总功
W总=FL=400N×5m=2000J
斜面的机械效率

（3）克服摩擦力所做的额外功
W额=W总-W有=2000J-1500J=500J
由W额=fL可得物体受到的摩擦力

答：（1）小明做的有用功为1500J；
（2）斜面的机械效率为75%；
（3）物体所受的摩擦力是100N。
3、（1）500kg；（2）零；（3）500W；（4）见解析
【详解】
解：（1）货物的质量

（2）BC段吊机对货物的拉力竖直向上，货物没有在拉力的方向上移动距离，所以拉力没有对货物做功，BC段吊机对货物的拉力做的功是零。
（3）由图可知，货物在CD段运动的距离是5m，CD段货物所受重力做功
W=Gh=5000N×5m=25000J
CD段货物所受重力做功
=500W
（4）由图可知，AB段的距离
hAB=5m+15m=20m
AB段的速度
=0.5m/s
货物从A到B的速度随时间变化图象

答：（1）货物的质量是500kg；
（2）BC段吊机对货物的拉力做的功是零；
（3）CD段货物所受重力做功的功率是500W；
（4）见解析。
4、（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。
5、（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。
四、实验探究
1、     缓慢拉动     4     无关     83.3     0.12     C
【详解】
(1)[1]考虑变化运动对装置运行的影响，应该在缓慢拉动时读数。
(2)[2]丙装置中有5段绳子与动滑轮接触，故其在工作时，绳子自由端移动的距离是物体上升距离的5倍。读数据表可以知道，第3次和第4次是测量丙装置的机械效率的。
[3]第3、4两组数据，物体上升的高度不同，但滑轮组的机械效率相同，这说明滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
(3)[4]第2次实验时，测得的机械效率为

[5]第2次实验拉力所做的额外功为

(4)[6]AB．物重增加了，在提升高度相同的情况下，有用功增加了，故滑轮组的机械效率要增大。故AB不符合题意；
CD．第2次实验中，同样是把6N重的物体提升0.1m，而被提升的动滑轮只有1个，机械效率是83.3%；而现在也把6N重的物体提升0.1m，被提升的动滑轮有2个，相对来讲额外功要多一些，机械效率是达不到83.3%的。故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
2、     到达水平面时速度     做匀速直线运动     BD     ③     C
【详解】
（1）[1]为了探究“阻力对物体运动的影响”，根据控制变量法，要控制初速度相同。他选择了一些器材，如图所示，让小车从同一斜面相同高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面的速度相同。
[2]实验发现水平表面越光滑，小车运动距离越长，经过推理可知：运动的小车如果不受力，小车将运动得无限长，即将做匀速直线运动。
（2）[3]同一小车（质量相同）从不同高度由静止滑下，通过小车通过推动木块运动的距离可判断小车具有能量的大小，所以可以探究小车重力势能与高度的关系；由于从不同高度滑下，到达水平面时的初速度不同，所以还可探究动能与速度的关系，故AC不符合题意，BD符合题意。
故选BD。
（3）[4]为了探究“滑动摩擦力大小与压力大小的关系”，需要测量拉力大大小，从而得出滑动摩擦力大小，所以还需要③弹簧测力计。
[5]A．在行李箱下安装滚轮，变滑动摩擦为滚动摩擦，减小摩擦力，故A不符合题意；
B．向自行车的转轴处加润滑油，是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力，故B不符合题意；
C．自行车刹车时用力捏闸，此时接触面粗糙程度一定，压力大，滑动摩擦力大，故C符合题意；
D．压路机配备的碾子质量很大是为了增大对地面的压力，故D不符合题意。
故选C。