沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专项攻克练习题(含答案解析).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专项攻克
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、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
2、2022年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌。如图所示，是他在比赛中的情景。下列对他加速下滑过程分析正确的是（　　）

A．运动状态始终保持不变 B．相对于地面他是静止的
C．高度下降重力势能减小 D．受到惯性作用持续下滑
3、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
4、篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（　　）
A．篮球离手后，手还对篮球做功
B．篮球离手后，上升过程机械能变大
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因
D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
5、如图所示，用一平行于斜面向上的力将质量为80kg的木箱从2m长的斜面底端匀速拉到顶端（可以把木箱看作质点），斜面的倾斜角为30°，木箱受到的摩擦力是木箱重力力的0.1倍，则下列说法正确的是（　　）

A．木箱克服摩擦力做功80J B．拉力大小为480N
C．斜面的机械效率80% D．拉力做功为880J
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、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
8、如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于水平地面，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。则下列分析正确的是（　　）

A．小球运动至最高点时，受平衡力作用
B．小球被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D．从A点向上运动到O点的过程中，小球所受重力的功率先减小后增大
9、下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（　　）
A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快
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、如图所示，小球从A处落下，在B处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到D处停下，其中C点为BD之间的中点，此过程中斜面对小球的支持力______（选填“有”或“没有”）做功，BC段木块受到的摩擦力功率为P1，CD段木块受到的摩擦力功率为P2，大小关系是P1______ P2（选填“＜”“＝”或“＞”）。

2、一名建筑工人用如图所示的滑轮组，将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是______J，建筑工人做功的功率是______W，该滑轮组的机械效率是______。

3、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。

4、如图所示，在整修寺庙的过程中，甲和尚用较大的力将一捆木料匀速提到3米高的庙墙上，乙和尚用较小的力将一篮瓦片匀速提到了8米高的房檐上。根据以上情景，小明和小红就甲、乙两个和尚所做功的多少进行了讨论。

小明的观点是：“甲和尚做功多，因为他用的力大”。
小红的观点是：“乙和尚做的功多，因为他提起的距离大”。
你认为小明的观点______，小红的观点______（选填“正确”或“错误”）；
根据现有条件，______（选填“能”或“不能”）准确比较两个和尚做功的多少。
5、如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、在某建筑工地有一块质量为43.2kg的长方体重物，竖立在水平地面上（如图甲所示），高1.6m，底面边长均为1.2m，（重物重心在几何中心位置，g取10N/kg）求：
（1）重物所受重力的大小；
（2）欲将重物沿着一条底边向右推倒，我们可将图甲简化为图乙所示的杠杆，请在图乙中画出最小推力的示意图，并求出最小推力的大小；
（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为多少？

2、某建筑工人用300N的拉力，在25s内将重力为800N的水泥利用滑轮组匀速提高4m，如图所示。若不计摩擦和绳重，请你完成下列计算：
（1）动滑轮的重力；
（2）工人做功的功率；
（3）该装置的机械效率。

3、如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，将边长为5cm的正方体G1通过轻质细绳系于正上方杠杆的A点，物体G2重为40N，将G2放在B点时，G1对地面的压强为2×104Pa，已知OA＝0.2m，OB＝0.1m，求：
（1）此时细绳作用于A的拉力是多大？
（2）正方体G1的重力是多少？
（3）现用F＝5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动，经过多长时间可使G1对地面的压力恰好为零；此过程拉力做了多少功？

4、大明驾驶额定功率为100kW，质量为3t的某小型载重汽车，把装在车上的6t砂石运送到山顶上的施工现场，若g取10N/kg。请完成以下问题：
（1）汽车先以20kW的功率在平直公路上匀速行驶了10min，速度为10m/s。该过程汽车受到的阻力为多少？
（2）然后汽车从山坡底沿如图所示的山路，又以额定功率行驶了2min，将砂石运送到50m高的坡顶。该过程汽车运送砂石所做的有用功为多少？
（3）汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率是多少？

5、如图为某国产新能源汽车，深受广大市民喜爱。司机与车的总质量为700 kg，在平直公路上匀速行驶过程中受到的阻力是总重的0.1倍，匀速行驶18 km，所用时间0.5h。求：
（1）该车匀速行驶的速度；
（2）司机和车的总重力；
（3）车匀速行驶18 km过程中牵引力做功。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在“探究滑轮组的机械效率”时，小惠利用两组滑轮组进行了5次测量，用其中一个滑轮组测得前4组数据，用另一个滑轮组测得第5组数据，测得数据如下表：
实验次数
动滑轮重
G动/N
物重
G/N
钩码上升
高度h/m
动力
F/N
动力作用点
移动距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.7
0.3
47.6
2
0.5
1
0.2
0.7
0.6
47.6
3
0.5
2
0.1
1.1
0.3
60.6
4
0.5
4
0.1
2
0.3
①
5
1
4
0.1
②
0.5

（1）实验时，小惠用弹簧测力计拉着绳的自由端________竖直向上运动，然后读出弹簧测力计示数；
（2）请分析表格数据，第2次实验是利用________滑轮组进行实验的；（选填“甲”或“乙”）
（3）表格中①处数据应为________；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为________；
（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与________无关；
（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与________有关；
（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”，小惠认为这句话是错误的。她是用________两组数据对照分析来判断的。

2、如图是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等．

（1）为完成实验，应使两个质量____的小球从轨道上____高度由静止释放（均选填“相同”或“不同”）
（2）由图甲场景可知，小球____（选填“①”或“②”）碰撞木块前瞬间，小球的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为f1、f2，则f1____f2，滑行中，木块的___能转化成内能；
（3）图乙是某次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块①从水平木板的右端滑出，小丽用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块③未滑出木板，小丽的实验改进有一处遗漏，它是___．

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、C
【详解】
A．他加速下滑过程，速度变大，所以运动状态发生改变，故A错误；
B．相对于地面他的位置在不断改变，所以相对于地面他是运动的，故B错误；
C．下滑过程中他的高度减小，则重力势能减小，故C正确；
D．惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。
故选C。
3、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。
4、D
【详解】
A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；
B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；
D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
5、B
【详解】
A．木箱的质量为80kg，则木箱的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
则摩擦力的大小
f=0.1×800N=80N
木箱从底端匀速运动到顶端，克服摩擦力做的功
Wf=fs=80N×2m=160J
故A错误；
BD．木箱长为2m，斜面的倾斜角为30°，则斜面的高度

木箱从底端匀速运动到顶端，有用功为
W有=Gh=800N×1m=800J
拉力做的功
W总=W有+Wf=800J+160J=960J
故D错误；
则拉力大小

故B正确；
C．斜面的机械效率

故C错误。
故选B。
6、D
【详解】
AB．t1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】
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。
8、C
【详解】
A．小球脱离弹簧运动到最高点时，小球只受到重力的作用，所以不是受平衡力作用，故A说法错误；
B．由于用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加上向下的压力，小球重力小于弹簧弹力，故B错误；
C．从A点释放，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球离开弹簧继续运动，只受重力作用，动能转化为重力势能，到达最高点，小球只具有重力势能，因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒。故整个过程中，重力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故C正确；
D．不计空气阻力，小球从A点向上运动到O点的过程中，小球的重力不变，但弹簧的弹性形变减小，弹力减小；在前一段时间内小球受到的弹力大于重力，小球向上做加速运动；在后一段时间内小球受到的弹力小于重力，小球向上做减速运动，即小球的速度先增大后减小，根据

可知，小球所受重力的功率先增大后减小，故D错误。
故选C。
9、D
【详解】
A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；
B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，故B错误；
C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C错误；
D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，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、     没有     ＞
【详解】
[1]由于支持力与小球运动的方向是垂直的，故支持力没有做功。
[2]BC和CD段的压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力不变，BC段速度大于CD段速度，由
P＝＝Fv
可知，BC段木块受到的摩擦力功率为P1大于CD段的木块受到的摩擦力功率P2。
2、     1800     240     75%
【详解】
[1]将一个重为450N的货物，在10s内沿竖直方向匀速提升了4m，该建筑工人所做的有用功是

[2] 绳子的有效段数为2，物体匀速提升了4m，则绳子自由端移动的距离

工人所做的总功是

建筑工人做功的功率是

[3]该滑轮组的机械效率是
＝75%
3、     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=500N×5m=2500J
[2]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=300N×10m=3000J
[3]t=20s，推力做功的功率为

4、     错误     错误     不能
【详解】
[1][2]小明和小红的观点都是错误的，根据W=Fs，只明确一个物理量，无法比较做功的大小。
[3]仅知道物体移动的距离，不知道对物体施加力的大小，不能准确比较两个和尚做功的多少。
5、     0.6     0
【详解】
[1]重力做功为

[2]物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。
三、计算题
1、（1）432N；（2）；129.6N；（3）86.4J
【详解】
解：（1）重物的重力

（2）在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，使物体向右翻转时，物体右下端与地面的接触点C是支点，AC是最大动力臂，当推力作用在A点时，推力最小，如图所示：

将重物看做以C为支点的杠杆，当力臂最长即为斜边长时，推力最小，推力F的力臂

重力G的力臂为底边的一半

根据杠杆的平衡条件可得，则最小推力

（3）如图所示

推倒重物过程中，重物重心上升的高度

所以克服重力做的功

答：（1）重物所受重力的大小是432N；
（2）如上图所示，最小推力的大小是129.6N；
（3）用力将重物推到图丙虚线位置的过程中，克服重物重力做功为86.4J。
2、（1）100N；（2）144W；（3）89%
【详解】
解：（1）由图可知，绳子的有效股数n=3，不计摩擦和绳重，动滑轮的重力
G动=3F-G=3×300N-800N=100N
（2）当水泥提升4m时，绳子自由端所移动的距离
s=3×4m=12m
工人做的总功
W总=Fs=300N×12m=3600J
工人做功的功率

（3）有用功
W有=Gh=800N×4m=3200J
该装置的机械效率

答：（1）动滑轮的重力是100N；
（2）工人做功的功率是144W；
（3）该装置的机械效率是89%。
3、（1）20N；（2）70N；（3）5s，1.25J
【详解】
解：（1）由杠杆的平衡条件可得
FA·OA=G2·OB
则绳子的拉力

（2）G1对地面的压力
F1=pS1=2×104Pa×(0.05m)2=50N
由力的作用相互性可知，地面对G1的支持力
F支=F1=50N
正方体G1的重力
G1=F支+FA=50N+20N=70N
（3）G1对地面的压力恰好为零时，绳子的拉力
FA′=G1=70N
设此时G2向右运动到D位置，由杠杆的平衡条件可得
FA′·OA=G2·OD

G2向右运动的距离
s=OD-OB=0.35m-0.1m=0.25m
G2向右匀速直线运动的时间

此过程拉力做的功
W=Fs=5N×0.25m=1.25J
答：（1）此时细绳作用于A的拉力是20N；
（2）正方体G1的重力是70N；
（3）经过5s后，可使G1对地面的压力恰好为零，此过程拉力做功是1.25J。
4、（1）2×103N；（2）3×106J；（3）25%
【详解】
解：（1）汽车在平直公路上匀速行驶时，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f阻，由P=F牵v 可知，所受牵引力

故汽车受到的阻力为
f阻=F牵=2×103N
（2）汽车将6t 砂石运送到50m高的坡顶，该过程汽车运送砂石所做的有用功为
W有=Gh=mgh=6×103kg×10N/kg×50m=3×106J
（3）汽车以额定功率运行2min，发动机所做的总功为
W总=P额t=100×103W×2×60s=1.2×107J
汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率为

答：（1）该过程汽车受到的阻力为2×103N；
（2）该过程汽车运送砂石所做的有用功为3×106J；
（3）汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率是25%。
5、（1）36 km/h；（2）7000N；（3）1.26 × 107J
【详解】
解：（1）该车匀速行驶的速度

（2）司机和车的总重力
G=mg=700kg×10N/kg=7000N
（3）在平直公路上匀速行驶过程中，汽车的牵引力大小等于阻力大小，故
F牵=f=0.1G=0.1×7000N=700N
车匀速行驶18 km过程中牵引力做功
W=F牵s=700N×18×103m=1.26 × 107J
答：（1）该车匀速行驶的速度为36 km/h；
（2）司机和车的总重力为7000N；
（3）车匀速行驶18 km过程中牵引力做功为1.26 × 107J。
四、实验探究
1、     匀速     甲     66.7     1.6     物体被提升的高度     被提升的物重     4和5
【详解】
（1）[1]实验中应匀速竖直向上拉动弹簧测力计，整个装置处于平衡状态，这样才能准确测出拉力的大小。
（2）[2]实验2，物体升高0.2m，绳子自由端移动0.6m，承担物重的绳子段数为

说明物体和动滑轮有3段绳子承担，所以实验2数据是由甲滑轮组测量得出的。
（3）[3]第4次实验的机械效率

[4]由图知，测力计的分度值为0.2N，其示数为1.6N。
（4）[5]由第1、2组数据可知，动滑轮重、钩码重均相同，钩码被提升的高度不同，但机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
（5）[6]由第3、4组数据可知，动滑轮重、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关。
（6）[7]由表格数据可知，第5组数据中滑轮组由5段绳子承担物重，此时的机械效率

由表格数据和计算可知，在提升物重相同的情况下，第五组比第四组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法错误。
2、     相同     不同     ①     =     机械     没有控制两木块的质量相同
【详解】
第一空．探究动能大小与速度关系，应控制无关变量相同，因此应选择两个质量相等的小球；
第二空．探究动能大小与速度关系，应使小球到达斜面底端的初始速度不同，因此应使小球从轨道上不同高度由静止释放；
第三空．图甲中，小球质量相同，小球①将木块推动的距离远，做功多，因此碰撞木块前瞬间，动能较大；
第四空．由题意可知，两个相同木块①、②被撞击后在同一木板上运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度均相同，故摩擦力的大小相同，即fA=fB；
第五空．滑行中，木块克服摩擦做功，木块的动能转化成内能；
第六空．实验研究的是动能大小与速度的关系，动能的大小是通过木块滑动的距离来反映的，因此应选用相同的木块，故实验的遗漏为：没有将木块②也更换为与木块③相同的木块．