解析卷沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题测评试卷(解析版含答案).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题测评 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，是2022年北京冬奥会上使用的全高清4K轨道摄像机“猎豹”。它是我国自主研发的一款高速摄像设备，设计技术标准能达到25m/s。在速滑比赛中，顶尖运动员速度可达到70km/h，“猎豹”工作时不仅能实时追踪运动员的位置，还能根据要求进行加速、减速、超越等动作。下列说法中正确的是（）A“猎豹”能快速移动，其最高速度为70km/hB“猎豹”匀速转弯过程中，其运动状态保持不变C“猎豹”在水平轨道上加速运动，其动能逐渐增大D“猎豹”在水平轨道上减速运动，其重力势能逐渐减小2、如图所示，利用滑轮组将重为的物体在内匀速提升，已知拉力为，若不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）A绳端移动的速度为B动滑轮重力为C拉力做功的功率为D滑轮组的机械效率为80%3、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、图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中（）A动能减少B重力势能不变C机械能增大D机械能不变6、小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼假设他上楼的速度相同，则这两种方法中A第一种所做的总功多一些B第二种对书做的功多一些C第一种搬书的功率大一些D第二种搬书的效率大一些7、如图所示，将小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长状态。现将小球推至A点，松手后小球在AB间运动。（不考虑空气阻力）下列说法正确的是（）。A小球在O点时，受到弹簧向右的弹力B小球在O点时，动能最大C小球在B点时，动能最大D小球的机械能越来越小，最终会停下来8、在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（）A动滑轮所受重力为10NB滑轮组所做的有用功为2000JC工人所用拉力的功率为380WD滑轮组的机械效率为95%9、2022 年 2 月 8 日，中国美少女谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中获得金牌。如图所示是她在此次比赛中的场景，她在雪地上加速下滑的过程中（）A重力势能不变B动能减小C重力对她做了功D支持力对她做了功10、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A力F1和F2做的总功相同B力F1和F2做功的功率相同C两个滑轮组机械效率一样大D甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高第卷（非选择题 80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱披挂着红白色大伞飘然于天际，在全世界的瞩目下，在东风着陆场预定区域成功着陆。如图所示，返回舱正在减速下降，此时身在内部的王亚平航天员相对于返回舱_（选填“运动”或“静止”）；在此过程中，返回舱的机械能_（选填“增大”或“减小”）。2、图甲所示，超超在平地上用水平向右的力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，3s6s内木箱所受摩擦力大小为_N，9s12s内推力做功的功率大小为_W。3、用如图所示滑轮组拉着重为30N的物体A匀速前进0.2m，若物体A与地面的摩擦力为9N，则克服摩擦力所做的有用功是_J；若该滑轮组的机械效率为75%，则拉力F的大小为为_N4、一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为_，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为_。5、放在水平地面上的物体，质量为5kg，在30N的水平拉力作用下，沿水平方向运动了10m，所用时间为20s，那么重力做功_J，拉力的功率是_W（g=10N/kg）三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、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： 滑轮组所做的有用功为多少？ 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？2、在九年级物理拓展课上，李博同学模拟某建筑工地上塔吊的工作情景，设置了如图所示的滑轮组来提升装修材料，若他将重为360N的材料提升了10m，他在此过程中克服动滑轮重力做的功为400J，不计绳重和摩擦，g10N/kg，求：（1）李博克服材料重力做的功是多少？（2）此滑轮组的机械效率是多少？（3）李博同学对绳子的拉力是多少？3、济南市环保部门为了保持城市的清洁，定期使用洒水车对主干道洒水保洁。已知洒水车自身的质量为500kg，满载时可以装水10m3，某日清晨，洒水车满载时在马路上匀速行驶，2min内行驶了1200m，已知洒水车满载行驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，g取10N/kg。求上述过程中：（1）洒水车满载时所装水的质量是多少？（2）牵引力对洒水车做了多少功？（3）牵引力对洒水车做功的功率是多少？4、 “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？5、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。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、如图所示，探究影响滑轮组机械效率的因素。选用相同的滑轮和钩码，组装多个滑轮组装置。（1）选择a、b装置是控制滑轮组的 _相同，探究的是 _对机械效率的影响；（2）选择b、d装置是控制 _相同，探究的是滑轮组的 _对机械效率的影响；（3）多次实验发现，使用滑轮组所做的额外功均相同。则装置 _ 的机械效率较高，_不影响滑轮组的机械效率。2、高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，此行为已于2021年3月1日正式入刑。物理科技小组的同学认为高空抛物的危害程度是与物体的重力势能大小有关的，于是他们进行了如下探究：【提出问题】物体重力势能大小与什么因素有关？【猜想假设】同学们列举了几个生产、生活中的常识，分别提出了两个猜想，如下表所示。其中由常识1提出的是猜想_（填序号）。常识猜想常识1：下雨时，雨滴和冰雹落在伞面上效果不同猜想1：与物体的下落高度有关常识2：打桩机工作时总是将重锤高高举起猜想2：与物体的质量大小有关【进行实验】科技小组的同学用图所示器材进行实验，让A、B、C三个金属块（mAmBmC）多次分别从不同高度处落下，测出金属块将木桌打入沙中的深度，实验记录如下表。金属块ABC实验编号金属块下落高度h/cm302030202010木桌下陷深度s/cm52.52.52.21.81.5【分析论证】分析比较_（填编号）这三次实验数据，可得出的初步结论是：当物体所处的高度相同时，质量越大，物体具有的重力势能越大。【拓展应用】我国的三峡水电站是世界最大的水力发电工程，修筑拦河大坝提高了上游水位、储存了更多的水，从而使水的_能更大，进而可得到更多的电能。-参考答案-一、单选题1、C【详解】A. 由题意可知，猎豹的最高速度为25m/s=90km/h，速滑比赛中运动员的最高速度为70km/h，故A错误；B.猎豹匀速转弯过程中，速度方向在改变，所以其运动方向在改变，故B错误；C.猎豹在水平轨道上加速运动，质量不变，速度增加，所以其动能逐渐增大，故C正确；D.猎豹在水平轨道上减速运动，质量和高度没有发生变化，所以其重力势能不变，故D错误。故选C。2、D【详解】A由图可知，有两段绳子吊着动滑轮，即n=2。绳端移动的距离为s=nh=23m=6m绳端移动的速度为故A错误；B忽略绳子的重力和摩擦的情况下则 由于n=2，则故B错误；C拉力做功为拉力做功的功率为故C错误；D克服物体的重力做的有用功为滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。3、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。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、C【详解】A小红的质量不变，乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变，故A不符合题意；B小红的质量不变，她从最低点上升到最高点的过程中高度升高，则重力势能变大，故B不符合题意；CD机械能等于动能与势能之和，从最低点上升到最高点的过程中，小红的动能不变，重力势能变大，则机械能变大，故C符合题意，D不符合题意。故选C。6、C【详解】AB这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次对书所做的有用功相等； 第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，因此第二种所做的额外功大于第一种所做的额外功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功，故AB不符合题意；C因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次，所以第二种所用时间长;两次搬书对书做的功相同，由P=可知P1P2，故C符合题意；D由=100%可知，12，故D不符合题意7、B【详解】A由图知，当小球在O点时，弹簧处于自然伸长的状态，没有发生弹性形变，弹簧没有弹力，故A错误；BC若将小球推至A点，弹簧被压缩，发生弹性形变，产生弹力（推力），小球在推力作用下加速运动，当小球到O点时，弹簧处于自然伸长的状态，弹簧的推力为零，小球的速度达到最大，动能最大，过O点后弹簧被拉伸，对小球产生拉力，小球在拉力的作用下减速运动，到B点时速度为零，动能最小，故B正确，C错误；D由于不考虑空气阻力且小球在光滑的水平面上滑动，只有弹力做功，所以机械能守恒，不会停下来。故D错误。故选B。8、D【详解】B建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为故B错误；C由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为s=2h=25m=10m工人所用拉力的功为拉力的功率为故C错误；A不计绳重及摩擦，所做的额外功为动滑轮所受重力为故A错误；D滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。9、C【详解】A雪地上加速下滑的过程中，高度降低，故重力势能减小，故A不符合题意；B加速下滑，速度变大，动能变大，故B不符合题意；C她受到了重力，且在竖直方向上移动了距离，故重力对她做了功，故C符合题意；D支持力的方向与运动的方向垂直，故支持力不做功，故D不符合题意。故选C。10、D【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为s甲=3h，s乙=4h甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总F13h乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总F24h已知F1=F2，所以W甲总W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P 可知，P甲总P乙总，故A错误；CD甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为甲100%同理可得，乙滑轮组的机械效率为乙所以甲乙，故C错误，D正确。故选D。二、填空题1、 静止 减小【详解】1返回舱在减速下降过程中，在内部的王亚平航天员相对于返回舱的位置没有发生变化，所以王亚平是静止的。2返回舱在减速下降过程中，速度减小，质量不变，动能减小；高度降低，质量不变，重力势能减小，所以机械能减小。2、 6 6【详解】1由图丙所示，9s12s内木箱做匀速直线，此时推力与木箱所受摩擦力是一对平衡力。由图乙知，9s12s内木箱所受推力6N，所以木箱所受摩擦力大小为6N。3s6s内木箱做加速运动，压力和接触面的粗糙程度不变，所受摩擦力大小不变，3s6s内木箱所受摩擦力是6N。29s12s内木箱的速度为1m/s，推力做功的功率大小为3、 1.8 4【详解】第一空克服摩擦力所做的有用功：W有用=fs物=9N0.2m=1.8J；第二空拉力做的功（总功）：W总=2.4J；由图知绳子股数n=3，则绳子自由端移动的距离：s=30.2m=0.6m，拉力的大小：F=4N4、 20 6104【详解】1汽车的运动速度2牵引力做功的功率5、 0 15【详解】1物体在水平方向移动，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。2拉力做的功W=Fs=30N10m=300J拉力的功率三、计算题1、（1）；2500W；80%；（2）9：11【详解】解：（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 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） 滑轮组所做的有用功为； 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。2、（1）3600J；（2）90%；（3）200N【详解】解：（1）克服材料重力做的功W有=Gh=360N10m3600J（2）不计绳重和摩擦时，额外功为克服动滑轮重力做的功，则总功W总=W有+W额=3600J+400J4000J滑轮组的机械效率（3）由图可知绳子的有效段数为n=2绳子自由端移动的距离s=nh=210m=20m因为W总Fs，所以李博同学对绳子的拉力答：（1）李博克服材料重力做的功是3600J；（2）此滑轮组的机械效率是90%；（3）李博同学对绳子的拉力是200N。3、（1）1104kg；（2）1.26107J；（3）1.05105W【详解】解：（1）洒水车满载时所装水的质量m水=水V水=1103kg/m310m3=1104kg（2）载满水时总质量m总=m车+m水=500kg+1104kg=1.05104kg总重力G总=m总g=1.05104kg10N/kg=1.05105N洒水车满载行驶时的牵引力F=0.1G总=0.11.05105N=1.05104N牵引力做功W=Fs=1.05104N1200m=1.26107J（3）牵引力对洒水车做功的功率答：（1）洒水车满载时所装水的质量是1104kg；（2）牵引力对洒水车做了1.26107J的功；（3）牵引力对洒水车做功的功率是1.05105W。4、（1）5m/s；（2）3.6104J【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=0.1600N=60N所以他骑行这2min内克服阻力做的功W=fs=60N600m=3.6104J答：（1）他骑行的速度是5m/s；（2）他骑行这2min内克服阻力做了3.6104J的功。5、（1）1800m；（2）5.4106J【详解】解：（1）根据可知，汽车在1分钟内运动的路程s=vt=30m/s60s=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=0.31103kg10N/kg=3000N汽车在1分钟内牵引力做的功W=F牵s=3000N1800m=5.4106J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5.4106J。四、实验探究1、 组装（连接）方式 提升物体重 滑轮组提升物体重 组装方式 b、d 组装方式【详解】（1）12图a、b装置中，滑轮组的绕线相同，即组装方式相同，但提升的物体的重力不同，所以探究的是提升物重对机械效率的影响。（2）34b、d装置中，提升的物重相同，滑轮组的绕线不同即组装方式不同，所以探究的是滑轮组组装方式对机械效率的影响。（3）5实验中使用滑轮组所做的额外功相同，提升重物的高度相同时，据知，提升的物重越重，机械效率越高，所以装置b、d的机械效率较高。6滑轮组的组装方式不影响有用功和额外功，据知，滑轮组的组装方式不影响滑轮组的机械效率。2、 2 重力势【详解】1 常识1：下雨时，雨滴和冰雹落在伞面上效果不同，雨滴和冰雹的质量不同，故提出猜想重力势能与物体的质量大小有关，即猜想2。2 分析比较可知，当物体所处的高度相同时，质量越大，木桌下陷深度越深，即物体具有的重力势能越大。3 我国的三峡水电站是世界最大的水力发电工程，修筑拦河大坝提高了上游水位、储存了更多的水，从而增加了水的高度和质量，使水的重力势能更大，进而可得到更多的电能。