基础强化沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题练习试卷(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、如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（　　）

A．F＝    f＝ B．F＝   f＝
C．F＝    f＝ D．F＝     f＝
2、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
3、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AB＞AC，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（　　）

A．F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2
B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2
D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
4、如图，滑雪运动员正在比赛，下列分析正确的是（）

A．雪地上的影子是光的折射形成的
B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能不变
C．滑雪板可以减小运动员对雪地的压强
D．运动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，运动状态保持不变
5、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
6、将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，下列说法正确的是（　　）

A．皮球落地后又弹起，在此过程中只发生了动能和势能的相互转化
B．如图乙所示，能反映皮球动能E随时间t变化的关系
C．若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D．皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等
7、如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（　　）

A．小球的动能先增大后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D．任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
8、仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（　　）

A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
9、如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（　　）

A．观光屋上升时重力势能增加、动能减小
B．观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动
C．由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变
D．摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力
10、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
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，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星在大气层外运行不受空气阻力，只有动能和势能的相互转化，因此机械能 ___________（选填“守恒”或“不守恒”）：当卫星从近地点向远地点运行时，动能会 ___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

2、如图所示，分别将质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力F甲______F乙，机械效率η甲______η乙，拉力的功率P甲______P乙。（均选填“>”、“=”或“<”）

3、在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与______的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑______（填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。

4、2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送人天和核心舱，中国空间站有人长期驻留的时代到来。发射时火箭周围产生大量“白气”，这是__________现象（填一种物态变化名称）；飞船加速升空时（忽略飞船质量的变化），机械能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
5、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。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、 “天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器。着陆火星的“祝融号”，质量为，在牵引力的驱使下，匀速运动了100m，假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，已知，火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取。
求：
（1）祝融号所受的阻力；
（2）在这段时间内牵引力做的功；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。
2、某同学用如图所示的装置匀速提升重力为200牛的物体，滑轮重力和摩擦不计，若物体在以0.3m/s的速度匀速上升0.6米。求：
（1）拉力做的功 W；
（2）所用的时间t；
（3）拉力的功率P。

3、将重为24N的重物用图示滑轮组匀速提升3m，所用拉力F=10N。不计轮与轴间的摩擦及绳重。求：
（1）该过程中的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重力。

4、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。

5、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？

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，将小球沿着同一斜面由静止释放，并与同一水平面上的同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题：

(1)实验所探究的“物体的动能”是指___________(选填“小球”或“木块”）___________（选填“A”、“B”或“C”）位置的动能；
(2)由实验___________可知：物体的动能大小与物体的质量大小有关。
2、如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验。

（1）实验中小车动能的大小是通过_______来反映，小车到达水平面时的动能是由_______能转化而来的；
（2）（a）和（b）两次实验是探究物体动能大小与_______的关系，高速公路对货车的限制可用该结论解释的是_______；
（3）上述实验时，如只将图（b）中的木块换成质量较大的，使S2与S1的差距大些，现象更明显，这样做是否合理？_______，理由是_______。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
根据题意知道，拉力做的有用功
W有用＝Gh
拉力做的总功
W总＝Fs＝F×3h＝3Fh
斜面的机械效率

解得拉力

克服摩擦力所做的额外功

则摩擦力

故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
2、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。
3、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
F1＜F2
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W＝Gh可知，拉力做的功相同，即
W1＝W2
从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式

可知，物体沿AB运动时拉力F1的功率较小，即P1＜P2，故C错误；D正确。
答案D。
4、C
【详解】
A．雪地上的影子是光的直线传播形成的，故A错误；
B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，高度逐渐降低，重力势能逐渐变小，故B错误；
C．滑雪板一般比较宽，是通过增大受力面积的方法从而来减小运动员对雪地的压强，故C正确；
D．动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，由重力势能转化为动能，运动速度在加快，运动状态发生改变，故D错误。
故选C。
5、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。
6、B
【详解】
A．由图可知，每次皮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在此过程中不只发生了动能和势能的相互转化，机械能转化为内能，故A错误；
B．皮球在下落的过程中速度变大，动能变大，反弹后上升的过程中，速度变小，动能变小；由图可知，由于反弹的高度减小，故机械能减小，即小球的最大动能会逐渐减小，乙图能反映皮球动能E随时间t变化的关系，故B正确；
C．由于皮球运动过程中机械能减小，球在C点的机械能大于D点的机械能；当皮球落到A、B两点，且皮球达到最大形变时，其动能与重力势能都为零，又因为小球在C点的机械能大于D点的机械能，所以小球在A点的弹性势能大于在B点的弹性势能，则在A点的圆斑要大于在B点的圆斑，故C错误；
D．小球的机械能逐渐变小，且C点在D点之前，所以小球在C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在C、D两点高度相同则重力势能相同，所以小球在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。
故选B。
7、C
【详解】
由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则小球位于A点时弹簧处于压缩状态，位于B点时弹簧处于拉伸状态；①小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；②到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球的速度最大，动能最大；③小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小，所以此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：
A．小球的动能先增加后减少，在B点时小球的动能最小，弹簧的弹性势能最大，故A正确，不符合题意；
B．弹簧的弹性势能先减少后增大，故B正确，不符合题意；
C．小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误，符合题意；
D．由于整体的机械能守恒，所以任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确，不符合题意。
故选C。
8、B
【详解】
建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。
故选B。
9、D
【详解】
A．观光屋上升时，速度大小不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大；故A不正确；
B．观光屋上升到最高点，依然是匀速运动状态；突然所有外力消失，由于惯性，观光屋会做匀速直线运动，故B不正确；
C．匀速圆周运动，运动的方向一直在发生改变，所以人的运动状态也一直在改变，故C不正确；
D．摩天轮静止时，观光屋在缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力的作用下处于平衡状态，所以缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、     守恒     减小
【详解】
[1]卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。
[2]由近地点向远地点运动过程中，卫星的质量不变，高度变大，其重力势能变大，由于机械能守恒，所以卫星的动能会减小。
2、     >     >     <
【详解】
[1]甲图中为定滑轮，若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力
F甲=G
乙图中为动滑轮，不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，作用在绳子自由端的力为

故有
F甲>F乙
[2]质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，根据W=Gh，甲、乙做的有用功相同。因不计绳重与摩擦，故甲图中没有做额外功，所做的总功等于有用功，乙中要克服动滑轮的重力做额外功，有用功小于总功，根据可知，机械效率
η甲>η乙
[3]质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，根据有
，
可知拉力的功率
P甲<P乙
3、     高度     B
【详解】
[1]相同的皮球质量不变，由于从不同高度自由下落，则目的是探究重力势能与高度的关系。
[2]当皮球从较高的地方下落时，落地时的动能更大，则与地面撞击后形变量更大，形成的黑色圆斑更大，故B是皮球从较高处下落形成的。
4、     液化     增大
【详解】
[1]白气是小水珠，是水蒸气遇冷后变为的液态，是液化现象。
[2]飞船加速升空时，速度变大，飞船的动能增大，高度增大，说明飞船的重力势能增大，故机械能增大。
5、     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

三、计算题
1、（1）54.72N；（2）；（3）5000:19
【详解】
解：（1）“祝融号”，质量为240kg，受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，祝融号所受的阻力为

（2）30min匀速运动了100m，根据二力平衡，牵引力与阻力相等，为54.72N，因此在这段时间内牵引力做的功为

（3）火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为

答：（1）祝融号所受的阻力为；
（2）在这段时间内牵引力做的功为；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比为5000:19。
2、（1）120J；（2）2s；（3）60W
【详解】
解：（1）物体的重力G=200N，物体上升的速度v=0.3m/s，上升的高度h=0.6m，由图可知滑轮组绳子段数为2，则人对绳子的拉力为

绳子自由端移动的距离
s=2h=0.6m´2=1.2m
则拉力做的功为
W=Fs=100N´1.2m=120J
（2）物体上升所用的时间为

（3）拉力的功率为

答：（1）拉力做的功W等于120J；
（2）所用的时间t为2s；
（3）拉力的功率P等于60W。
3、（1）72J；（2）80%；（3）6N
【详解】
解：（1）该过程中的有用功
W有=Gh=24N×3m=72J
（2）由图知，n=3，绳子自由端被拉下的距离
s=3h=3×3m=9m
拉力做的总功
W总=Fs=10N×9m=90J
滑轮组的机械效率

（3）不计轮轴间摩擦及绳重时，动滑轮重力
G动=3F-G=3×10N-24N=6N
答：（1）该过程中的有用功是72J；
（2）滑轮组的机械效率是80%；
（3）动滑轮的重力是6N。
4、（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。
5、（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。
四、实验探究
1、     小球     C     甲、丙
【详解】
(1)[1][2]在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，实验所探究的“物体的动能”是指小球滚到C位置的动能。
(2)[3]实验要探究物体的动能大小与物体的质量大小有关，要保证小球滚到水平面的初速度相同，即小球下落的高度相同。故由实验甲、丙可知：物体的动能大小与物体的质量大小有关。
2、     木块滑行距离     重力势     速度     货车不能超速行驶     不合理     没有控制变量
【详解】
（1）[1]实验中，小车从斜面上滑下，撞击木块对木块做功，使木块向前滑行，小车的动能越大，木块滑行的距离越远，所以实验中小车动能的大小是通过木块滑行的距离来反映。
[2]小车从斜面上滑下时，小车所处高度越来越小，小车的重力势能变小，动能增加，所以小车到达水平面时的动能是由重力势能转化而来的。
（2）[3]（a）和（b）两次实验中，小车的质量相同，小车从不同的高度滑下，小车到达水平面时的速度不同，所以（a）和（b）两次实验是探究物体动能大小与速度的关系。
[4]实验的结论是，当质量一定时，物体的速度越大则动能越大；高速公路对货车的限制可用该结论解释的是，货车不能超速行驶，因为货车的质量一定时，速度越大，动能越大，发生交通事故时造成的破坏也越严重。
（3）[5][6]如只将图（b）中的木块换成质量较大的，则（a）和（b）两次实验中小车的质量以及小车到达水平面时的速度均不相同，不能通过控制变量法得出实验结论，所以这样做不合理，理由是没有控制变量。