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专题训练试卷(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、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
2、为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（　　）

A．该装置使用滑轮是为了更加省力
B．此过程中物块的动能转化为重力势能
C．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下
D．若绳子突然断开，物块将立即下滑
3、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
4、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
5、如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）

A．小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能
B．小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用
C．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小
D．小球在B点时受到平衡力的作用
6、2020年7月23日12时41分，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射火星探测任务的“天问一号”探测器，迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的“天问一号”探测器，下列叙述正确的是（　　）

A．探测器的机械能总量不变 B．探测器的机械能总量增加
C．探测器的动能增加，重力势能不变 D．探测器的动能不变，重力势能增加
7、小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，以下符合实际的是（　　）
A．电梯对小杰做功约3.6×103J
B．小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功
C．电梯对小杰做功的功率约1200W
D．小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W
8、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
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、2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（　　）

A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
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、跳伞运动员在空中打开降落伞后做匀速直线下落，跳伞运动员受到的重力______阻力，此时，他感觉到地面上的房屋向上运动，这是以______为参照物。在能量转化过程，运动员机械能______。
2、如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。

3、如图所示，固定的斜面长s=1.2m，高h=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为______W，斜面的机械效率为______。

4、小明新购了一批书，将书从一楼搬到三楼，小红想测定小明一次全部搬完书的过程中对书做功的功率。于是小红进行了如下的实验步骤：（A）测出所有书的总质量m；（B）测出楼梯的总长度L；（C）测出一楼到三楼的竖直高度h；（D）测出小明搬书上楼所用的时间t；（E）计算出小明搬书的功率P．小红的实验步骤中多余的是：____。（填写步骤前的字母即可）实际中由于书较多，小明采用分两批将书搬上三楼的办法搬完了书，两种搬书的方法：①是把所有书一次搬上楼；②是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设小明搬书上楼的速度相同，两种方法中功率大的是__；机械效率高的是__。（填序号①或②）
5、2021年12月28日，扬州城市快速路内环全线通车。某市民将上班过程的汽车行驶信息列于表中，他开车走快速路上班的优点是除节省时间外还节省___________。汽车下高架时减速行驶，其动能___________，机械能___________。

行驶里程
行驶时间
油耗
不走快速路
9.1km
30min
9.0L/100km
走快速路
14.0km
20min
5.5L/100km

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、木块在大小为20牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进5米，求此过程中拉力做的功W及功率P。
2、如图所示，用竖直向上的拉力 F 匀速提升重为800N的物体A，在10s内物体上升了2m，不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，求：
（1）物体 A 上升的速度；
（2）拉力 F 所做的功；
（3）保持拉力 F 做功的功率不变，绳子自由端移动的速度为 0.5m/s，匀速提升物体B时，物体B所受的重力。

3、平直高速公路上一辆汽车以30m/s的速度行驶，汽车的质量为1t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍。求：
（1）1分钟内，汽车运动的路程为多少m；
（2）汽车在1分钟内牵引力做的功。
4、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。

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、在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

（1）实验前，在没有挂钩码和弹簧测力计时，小明发现杠杆左端低、右端高，如图甲所示。此时杠杆处于______（填“平衡”或“非平衡）状态。为了忽略杠杆自重对实验的影响，他应将杠杆右端的平衡螺母向______调节；
（2）如图乙所示，经正确调节后，小明在杠杆左边B处挂2个钩码（实验中每个钩码的重量均为0.5N），为便于实验，在右边A处用弹簧测力计沿______方向拉动杠杆，当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数为______N；
（3）如图丙所示，改用弹簧测力计在C处竖直向上拉住杠杆，将拉力的方向逐渐向右倾斜如图丁，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（填“变大”“不变”或“变小”），现分别用丙、丁两种方式将相同钩码向上提升相同的高度，则两次杠杆的机械效率η丙______（填“>”“<”或“=”）η丁（不计摩擦）。
2、在“探究影响动滑轮机械效率的因素”的实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。
序号
动滑轮重
钩码总重
钩码上升的高度
测力计示数
绳自由端上升的高度
动滑轮的机械效率
1

1

2

2

3

4

实验时，小佳应沿___________ 方向匀速拉动弹簧测力计；
第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为___________ N，拉力所做的额外功为___________ J，动滑轮的机械效率为___________ ；
分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将___________ 选填“减小”、“不变”或“增大”，你认为其原因是___________ 。

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、C
【详解】
A．该装置使用的是定滑轮，只能改变力的方向，不能省力，故A错误；
B．物块沿斜面匀速向上运动，动能不变，物体的重力势能是拉力F做功增加的，故B错误；
C．物块相对斜面斜向上运动，受到的滑动摩擦力与其相对运动方向相反，所以摩擦力沿斜面向下，故C正确；
D．若绳子突然断开，物块由于惯性会先继续向上运动，故D错误。
故选C。
3、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。
4、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。
5、A
【详解】
AB．小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误；
C．小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误；
D．小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。
故选A。
6、B
【详解】
当火箭推动探测器加速上升时，探测器的质量不，其速度与高度都增大，所以探测器的动能和重力势能都增加；因机械能等于动能与势能之和，所以探测器的机械能也增加。
故选B。
7、C
【详解】
A．小杰与书包的总重力大约为600N，1楼到21楼的高度
h＝20×3m＝60m
电梯对小杰做的功
W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J
故A不符合题意；
B．小杰乘坐电梯上升时，书包在力的方向上移动了距离，所以对书包做了功，故B不符合题意；
C．电梯对小杰做功的功率
P===1200W
故C符合题意；
D．小杰在水平路面行走时，重力没有做功，功率也为0，故D不符合题意。
故选C。
8、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。
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、C
【详解】
A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、     等于     自己     减少
【详解】
[1]因为跳伞运动员匀速下降，做匀速直线运动，所以跳伞运动员受力平衡，其受到的重力与阻力是一对平衡力，则重力等于阻力。
[2]他感觉到地面上的房屋向上运动，是以自己为参照物，房屋的位置有变化。
[3]运动员在下落的过程中，要克服摩擦力做功，将部分机械能转化为内能，所以运动员的机械能减少。
2、     600     25
【详解】
[1]刘利同学对物体做的总功为

[2] 刘利同学对物体做的有用功为

刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功

物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力

3、     3     80%
【详解】
[1] 拉力的功率为

[2] 斜面的机械效率为

4、     B     ①     ①
【详解】
[1]测量小红同学搬运器材过程中对箱子做功的功率，需结合公式P=； m为箱子的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间。所以需要台秤测量箱子的质量 m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t，由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度，即步骤B是多余的；
[2]这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次所做的有用功相等，即W1=W2；方法①所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法②所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法②的额外功大于方法①的额外功，故方法②的总功（W书+2W人）大于方法①的总功（ W书+W人）；
因上楼的速度相同，方法②需要上楼二次，所以方法②所用时间是第一次的两倍，由P=可知P1＞P2，即方法①功率大；
[3]两次所做的有用功相等，方法①做的总功较少，由η=可知， η1＞η2即机械效率高的是方法①。
5、     汽油     减小     减小
【详解】
[1]不走快速路的油耗为

走快速路的油耗为

故开车走快速路上班的优点是除节省时间外还节省汽油。
[2]汽车下高架时减速行驶，速度变小，质量不变，故动能变小。
[3]下高架，高度减小，则重力势能减小，动能也减小，故汽车的机械能减小。
三、计算题
1、100J，10W
【详解】
解：此过程中拉力做的功

功率为

答：此过程中拉力做的功W为100J，功率P为10W。
2、（1）0.2m/s；（2）1600J；（3）640N
【详解】
解：（1）物体 A 上升的速度

（2）不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，则拉力F的大小为

拉力 F 所做的功

（3）拉力F做功的功率为

根据

保持拉力 F 做功的功率不变，拉力F的大小为

物体B所受的重力

答：（1）物体 A 上升的速度为0.2m/s；
（2）拉力 F 所做的功为1600J；
（3）物体B所受的重力为640N。
3、（1）1800m；（2）5.4×106J
【详解】
解：（1）根据可知，汽车在1分钟内运动的路程
s=vt=30m/s×60s=1800m
（2）汽车在平直公路上匀速行驶，处于平衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，则牵引力
F牵=f=0.3G=0.3mg=0.3×1×103kg×10N/kg=3000N
汽车在1分钟内牵引力做的功
W=F牵s=3000N×1800m=5.4×106J
答：（1）1分钟内，汽车运动的路程为1800m；
（2）汽车在1分钟内牵引力做的功为5.4×106J。
4、（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。
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、     平衡     右     竖直向下     1.5     变大     =
【详解】
（1）[1]图甲所示，此时杠杆处于静止状态，所以杠杠是平衡状态。
[2]实验前杠杆左端低、右端高，应将平衡螺母向右调节，直到杠杠在水平位置平衡，水平位置平衡时，杠杠重心在支点处，能忽略杠杆自重对实验的影响。
（2）[3]如图乙所示，B处受到竖直向下的拉力，要让杠杠在水平位置平衡，右边A处弹簧测力计应沿竖直向下拉杠杆。
[4] 每个钩码的重量为0.5N，B处受到竖直向下的拉力为

当杠杆在水平位置平衡时，由杠杠平衡条件得弹簧测力计的示数为

（3）[5]当C处的拉力的方向逐渐向右倾斜时，拉力的力臂lC变小，杠杆仍然在水平位置平衡，力和力臂乘积不变，由杠杠平衡条件可知弹簧测力计的示数将变大。
[6]图丙、丁中，将相同钩码向上提升相同的高度，则杠杠重心上升高度也相等，所以拉力做的有用功相等，克服杠杠重力做的额外功也相等。总功等于有用功加额外功，所以图丙、丁中拉力的总功也相等，由 可知两次杠杆的机械效率相等。
2、     竖直                    增大     摩擦力变大
【详解】
(1)[1]应该沿竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，才能便于测量刻度尺测量距离。
(2)[2][3][4]如图所示，分度值为0.1N，从零刻度线开始往下数，一共24格，故读数为2.4N；拉力所做的额外功为

那么拉力所做的额外功为0.16J；动滑轮的机械效率为

故动滑轮的机械效率为。
(3)[5][6]从图表中的数据可知，用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，第一次实验的额外功为

第二次实验的额外功为

从实验数据可知，额外功在增加；由于服动滑轮做的功相同，故可能的原因是摩擦力做功在增加。故摩擦力变大。