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综合训练试题(含答案解析).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合训练
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，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
2、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
3、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
4、2022年2月8日，谷爱凌摘得冬奥会自由式滑雪大跳台金牌的比赛场景如图所示。图中的运动员从低处向高处跃起后下落的过程中，下列说法正确的是（     ）

A．运动员从低处运动到高处时，动能不断增加
B．运动员从高处运动到低处时，动能转化为重力势能
C．运动员运动到最高点时重力势能最大
D．运动员运动到最高点时不具有惯性
5、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
6、体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（     ）
A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小
C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大
7、如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是（　　）

A． B． C． D．无法确定
8、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＝
9、如图所示，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（　　）

A．适当减小木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量较小的动滑轮
10、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
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，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。

2、如图所示，明明同学用20牛的水平推力推动重为200牛的超市购物车，购物车在20秒内沿水平方向前进了10米，松手后购物车继续滑行1米，在整个过程中推力做功为______焦，重力做功为_____焦。

3、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。

4、嫦娥五号的返回器返回地球时如图所示，采用“打水漂”的方式，先从A点高速进入大气层然后反弹从B点跃出实现减速，然后再次从C点进入大气层实现着陆，完美避开“燃烧”的风险，从位置A到位置C的过程返回器质量不变。虚线下方为大气层，上方为真空，虚线与地面之间的高度相同。
（1）返回器在A点的动能______B点的动能（选填“>”、“<”或“=”）；
（2）返回器在B点的重力势能______C点的重力势能（选填“>”、“<”或“=”）；
（3）返回器在A点的机械能______B点的机械能（选填“>”、“<”或“=”）。

5、在北京冬奥会冰壶比赛中，我国运动员有时需要努力地刷冰，这是通过减小______（选填“压力”或“接触面的粗糙程度”）来减小滑动摩擦力的；运动的冰壶A与静止的冰壶B相碰，结果冰壶A停了下来，冰壶B却运动了起来，此时发生了能量的______（选填“转移”或“转化”）。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，用滑轮组将重为G＝1800N的金属块打捞出水面，不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力，作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W，金属块浸没在水中时被匀速提起的速度为v1＝0.8m/s，金属块的密度为8×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）金属块未露出水面以前的机械效率η；
（2）金属块被提出水面后匀速上升的速度v2（计算结果保留两位小数）。

2、 “节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。小明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为50kg ，所骑自行车质量为10kg ，若他在平直公路上2min内匀速行驶了600m。则：
（1）在他骑行这2min内，骑行的速度是多少米每秒？
（2）若他匀速骑行时所受阻力是总重的0.1倍，则他骑行这2min内克服阻力做了多少功？
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、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。
5、如图是我省江淮汽车集团推出的一款新型汽车，总质量为1.8×103kg，在性能测试中，沿平直公路匀速直线行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为总重的0.02倍，在180s的测试时间内汽车匀速行驶了1800m。 求：
（1）测试过程中汽车受到的牵引力大小；
（2）此过程中汽车牵引力做功的功率。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、为了研究拉力做功的快慢，某同学设计了如下所述的实验．他把不同质量的物体匀速提升不同的高度，同时测出相应高度的所用时间，记录的实验数据如表一、表二、表三所示。已知表一所示实验拉力做功最快，表三所示实验拉力做功最慢，每一个表格所示的三次实验拉力做功快慢相同：
（1）分析比较实验序号______，可得出的初步结论是：在时间相同的情况下，拉力所做的功越多，做功就越快；
（2）分析比较实验序号 1、5、9（或2、6或4、8），可得出的初步结论是；______
（3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论；
（a）分析比较表一、表二或表三中的数据及所给已知条件，可初步得出；______
（b）分析比较表一、表二和表三中的数据及所给已知条件，可初步得出。______
表一
实验序号
拉力
（牛）
提升高度
（米）
功
（焦）
所用时间
（秒）
1
25
0.80
20
2
2
60
0.50
30
3
3
200
0.20
40
4
表二
实验序号
拉力
（牛）
提升高度
（米）
功
（焦）
所用时间
（秒）
4
50
0.20
10
2
5
80
0.25
20
4
6
100
0.30
30
6
表三
实验序号
拉力
（牛）
提升高度
（米）
功（焦）
所用时间（秒）
7
10
0.50
5
2
8
40
0.25
10
4
9
100
0.20
20
8

2、如图所示是某同学“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。

（1）要探究动能与物体的质量是否有关时，要保持______相同，就是要小钢球从静止开始从______高度滚下（选填“相同”或“不同”）；
（2）在探究动能与物体的速度是否有关时，要保持______不变，让小钢球从______的高度滚下（选填“相同”或“不同”）；
（3）实验中通过比较______，来比较小钢球具有动能的大小，这种物理研究的方法是转换法。

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、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。
4、C
【详解】
A．运动员从低处运动到高处时，质量不变，速度变小，动能不断减小，故A错误；
B．运动员从高处运动到低处时，运动员在重力的方向上通过了距离，重力做功，重力势能转化为动能，故B错误；
C．运动员运动到最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，故C正确；
D．一切物体都有惯性，运动员的惯性运动员运动到最高点时，其运动状态时刻发生变化，但仍具有惯性，故D错误。
故选C。
5、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。
6、D
【详解】
铅球在空中下落时，其高度降低、速度不断增大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能不断向动能转化。
故选D。
7、C
【详解】
由题知，两球的质量相同，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球达到正下方K点时，甲球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，这样，在最低点时，甲球的动能大，其速度较大，即v甲＞v乙，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
8、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。
9、D
【详解】
A．由公式

可知，减小木箱的重力，在提升相同的高度时，有用功会减小，而额外功不变，所以有用功所占总功的比值会减小，所以机械效率会减小，故A不符合题意；
BC．由公式

可知，机械效率的大小与物体上升的高度和物体上升的速度无关，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改变机械效率，故BC不符合题意；
D．由公式

可知，换用质量较小的动滑轮，在提升相同高度时，额外功会减少，而有用功不变，所以有用功占总功的比值会增大，所以机械效率会增大，故D符合题意。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、     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
2、     200     0
【详解】
[1]明明同学用20牛的水平推力推动超市购物车沿水平方向前进了10米。松手后车继续向前滑行一米是由于惯性向前运动，此过程人对车没有推力，不做功，整个过程中推力做功为
W=Fs=20N×10m=200J
[2]重力的方向是竖直向下的，购物车沿水平方向上运动，在竖直方向上没有发生位置的移动，故重力不做功，即做功0。
3、     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

4、     >     =     >
【详解】
（1）[1]返回器由A点至B点速度减小，故返回器在A点的动能大于B点的动能。
（2）[2]A、B、C三点的高度相同，质量不变，则重力势能相等，故返回器在B点的重力势能等于C点的重力势能。
（3）[3]机械能等于物体动能和势能的总和，由于A点和B点重力势能相等，A点的动能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能。
5、     接触面的粗糙程度     转移
【详解】
[1]运动员刷冰时，冰面变得越来越光滑，通过减小接触面的粗糙程度减小冰壶受到的滑动摩擦力。
[2]运动的冰壶A具有机械能，与冰壶B相碰，冰壶A的机械能转移给冰壶B而静止，冰壶B获得机械能运动了起来。
三、计算题
1、（1）75%；（2）0.72m/s
【详解】
解：（1）由图可知，连接动滑轮绳子的段数为3，绳自由端移动速度为物体上升速度的三倍，绳自由端移动距离是物体上升高度的三倍。由公式P＝Fv可得，绳自由端拉力

由于该金属块重1800N，故该物体的质量为

该金属块密度为8×103kg/m3，则该金属块的体积为

则该金属块未露出水面受到的浮力为

则金属块未露出水面以前的机械效率为

（2）已知金属块未露出水面时，绳自由端拉力、金属块重力、金属块受到的浮力、连接动滑轮绳子段数，则可求得动滑轮重为

金属块离开水面后绳自由端拉力为

由公式P＝Fv可得，金属块离开水面后绳自由端的移动速度为

则物体被提出水面后的上升速度为

答：（1）金属块未露出水面以前的机械效率为75%；
（2）金属块被提出水面后匀速上升的速度为0.72m/s。
2、（1）5m/s；（2）3.6×104J
【详解】
解：（1）在平直公路上2min内匀速行驶了600m，这段时间他骑行的速度

（2）他匀速骑行时人与车的总重力为
G总=m总g=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N
则他匀速骑行时所受阻力
f=0.1G总=0.1×600N=60N
所以他骑行这2min内克服阻力做的功
W=fs=60N×600m=3.6×104J
答：（1）他骑行的速度是5m/s；
（2）他骑行这2min内克服阻力做了3.6×104J的功。
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)；(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。
5、（1）360N；（2）3600W
【详解】
解：（1）因为汽车匀速行驶，所以汽车所受的牵引力与汽车所受的阻力是一对平衡力，即
F牵=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.8×103kg×10N/kg=360N
（2）在此过程中汽车牵引力做的功
W=F牵s=360N×1800m=6.48×105J
在此过程中汽车牵引力做功的功率

答：（1）牵引力大小为360N；
（2）牵引力做功的功率是3600W。
四、实验探究
1、     1、4、7（或3、5、8）     在做功相同的情况下，所用时间越少，做功越快     拉力做功与所用时间的比值相同，拉力做功快慢相同     拉力做功与所用时间的比值越大，拉力做功越快
【详解】
（1）[1]要得到“在时间相同情况下，拉力所做的功越多，做功越快。”的结论，就要让做功时间相同，而做功多少不同，分析表中数据可知，实验次数1、4、7或3、5、8符合要求。
（2）[2]分析实验次数1、5、9的数据可知，拉力做的功都是20J，而做功时间是不同的，所用时间越少，做功越快。结合题意得出结论：在做功相同的情况下，所用时间越少，做功越快。
（3）[3]单独分析表一、表二或表三可知，在做功时间和做功多少都不一样的情况下，做功的快慢是一样的，表一、表二或表三中依次求出功与时间的比值为10J/s、5J/s、2.5J/s，即同一个表中的功与时间的比值是相同的，由此得出：拉力做功与所用时间的比值相同，拉力做功快慢相同。
[4]综合分析发现表一、表二、表三中功和时间的比值是不同的，而做功的快慢也不同，比值大的做功快，由此得出：拉力做功与所用时间的比值越大，拉力做功越快。
2、     速度     相同     质量     不同     木块移动的距离s
【详解】
（1）[1][2]根据控制变量法，要探究动能与物体的质量是否有关时，需用不同质量的物体进行实验，同时保持其他量不变，因此要让小钢球从相同的高度由静止滚下，以保证小钢球到达水平面时的速度相同。
（2）[3][4]根据控制变量法，在探究动能与物体的速度是否有关时，要改变物体到达水平面时的速度，因此让小钢球从不同的高度由静止滚下，同时保持其他量不变，由动能大小与物体的质量、速度有关可知，要保持质量不变。
（3）[5]根据转换法，实验中将动能的大小转换为木块移动的距离长短。故通过比较木块移动的距离s，来比较小钢球具有动能的大小。