强化训练-沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向训练试题(解析卷).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向训练 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、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2、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）ABCD3、 “嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（）A动能减小，势能减小，机械能减小B动能不变，势能减小，机械能减小C动能不变，势能减小，机械能不变D动能增大，势能减小，机械能不变4、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、在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（）A排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性B排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力C排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小D排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小7、关于功和机械能及其转化，下列说法正确的是（）A吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功B卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大C电梯匀速上升过程中，电梯的动能转化为重力势能D功率越大，做功越多8、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（）A甲车的动能大于乙车的动能B甲、乙两车的重力势能相等C经过8秒，甲、乙两车相距10米D运动10米，甲车比乙车少用4秒9、如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则（）A经过10s建筑材料被提升4mB工人对绳子的拉力为300NC经过10s工人做的有用功为2280JD此过程中该滑轮组的机械效率为90%10、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、如图所示，工人用500N的力F将底面积为100cm2，重为800N的物体在10s内匀速提升了2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为_。若改用300N的力来拉这个物体，物体未被拉起，则物体对地面的压强为为_Pa。2、2020年9月19日，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，在天津泰达航母主题公园精准降落在“基辅号”航母甲板的跳靶上，完成了全球首次航母翼装飞行。当其从直升机上一跃而下时，重力势能逐渐_；打开降落伞后匀速下降时，其动能_；在整个下降过程中，张树鹏的机械能_（均选填“增大”“减小”或“不变”）。3、如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为_J ，斜面的机械效率为_。使用斜面可以_ （选填“省力”或“省功”）。4、如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图，若绳重和摩擦力不计，则动滑轮为_N，图乙中阴影部分的面积表示的物理量是_，该滑轮组提升此重物时的机械效率为_。5、用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越_，比较、可知：物体重力势能的大小与物体的_有关；比较_可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、快递业务服务提升了生活质量。为了提高快递配送效率，可使用如图所示的物流机器人完成最后三公里的快速智能配送，若空载时该物流机器人质量为600kg，在某平直道路上匀速行驶100 s，牵引力做功为4.8104 J，已知机器人所受阻力是重力的0.02倍。当该物流机器人空载时，求：（1）匀速行驶时受到的牵引力；（2）匀速行驶时牵引力的功率；（3）匀速行驶时的速度。2、如图所示，当某人自由站在水平地面上时，他对地面的压强p0=1.5104Pa；当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强p1=1.875104Pa；当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的 A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强p2=5.25104Pa，假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向，加挂重物前后他对杠杆A端施加的举力分别为F1、F2，已知F2=1500N，（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g取10N/kg）求：（1）人与地面接触面积S的大小？（2）当重物G被匀速提升过程中，滑轮组的机械效率？3、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；（3）木箱受到斜面的摩擦力f。4、如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该长艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小_；（2）充满氢气后气囊受到的浮力是多少?（空气密度取1.29kg/m3）( )（3）这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少? ( )5、如图所示，斜面长s2m，高h0.8m，建筑工人将重G500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F250N，不计绳重力。求：（1）该过程拉力F做的总功是多少？（2）该过程拉力F做的额外功是多少？（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少？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丙_（填“”“P2，故C符合题意；D由=100%可知，12，故D不符合题意二、填空题1、 80% 40000【详解】1对物体做的有用功由图可知，动滑轮由2段绳子吊着，所以n=2，则s=2h=22m=4m，拉力做的总功为则滑轮组的机械效率为2工人用500N的力拉物体，物体匀速上升，处于平衡状态，受到的绳子的拉力和重力大小相等；若改用300N的力来拉这个物体，物体未被拉起，此时物体也处于平衡状态，受到的绳子的拉力、地面的支持力和重力三力平衡，则此时物体受到的支持力为减小的拉力，即此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力为相互作用力，大小相等，则物体的底面积为S=100cm2=0.01m2，物体对地面的压强为2、 减小 不变 减小【详解】1当其从直升机上一跃而下时，高度减小，质量不变，则重力势能逐渐减小。2打开降落伞后匀速运动时，其速度不变，质量不变，则动能不变。3在整个下降过程中，张树鹏需要克服空气阻力做功，机械能转化为内能，则机械能减小。3、 3103 75 % 省力【详解】1斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此 2总功等于推力做的功，因此所以，机械效率为 3任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。4、 45 功 70%【详解】1物体在5s内的移动距离s=3m，连接动滑轮的绳子段数n=3，则物体及动滑轮移动的距离绳重和摩擦力不计，物体被匀速提起，则可列出得出动滑轮受重力2图乙中的阴影面积为Fs，而功W=Fs，故图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功。3机械效率是机械做的有用功和无用功之比，则该滑轮组提升重物时的机械效率5、 多 高度 a、c【详解】1物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法。2由、两图可知，物体的质量，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关。3比较、两图可知，物体的质量，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。三、计算题1、（1）120N；（2）480W；（3）4m/s【详解】解：（1）机器人匀速运动时所受的阻力f=0.02G=0.02mg=0.02600kg10N/kg=120N机器人匀速运动时所受的牵引力和阻力是平衡力，牵引力F=f=120N（2）机器人匀速行驶时牵引力的功率（3）由得机器人匀速行驶时的速度答：（1）匀速行驶时受到的牵引力是120N；（2）匀速行驶时牵引力的功率是480W；（3）匀速行驶时的速度是4m/s。2、（1）0.04m2；（2）90%【详解】解：（1）人自由站在水平地面上，人的重力等于对于对地面的压力，由可得G人=F=p0S当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，人对杠杆的举力为F2，由可得F2+G人=p2S由此得出F2 =p2Sp0S=(5.25104Pa1.5104Pa)S=3.75104PaS=37500S已知F2=1500N，即37500S=1500N解得S=0.04m2即人与地面接触面积0.04m2。（2）当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，人对杠杆的举力为F1，由可得F1+G人=p1S由此得出F1=p1Sp0S=(1.875104Pa1.5104Pa)S=0.375104PaS=3750S当滑轮下未挂重物时，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，假设人使杠杆A端上升高度h，则F做的功为W1=F1h=3750Sh这时，因没有提升任何物体，所的功为额外功。当滑轮下加挂重物G后，他用力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，假设人使杠杆A端上升高度h，则F做的总功为W2 =F2h=37500Sh故滑轮组的机械效率即滑轮组的机械效率为90%。答：（1）人与地面接触面积为0.04m2；（2）当重物G被匀速提升过程中，滑轮组的机械效率为90%。3、（1）1500J；（2）75%；（3）100N【详解】解：（1）小虎对木箱做的有用功W有=Gh=500N3m=1500J（2）拉力做的总功W总=FL=400N5m=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。4、 空气阻力 27090N 3.5h，2.772107J，990N【详解】解：（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，可以减小迎风面积，从而减小前进过程中受到的空气阻力。（2）充满氢气后气囊受到空气的浮力是F浮=空气gV排=空气gV=1.29kg/m310N/kg2100m3=27090N（3）这次飞行，飞行所需时间为t=3.5h=1.26104s蒸汽机做的功为W=Pt=2.2103W1.26104s=2.772107J飞行时受到的平均阻力为f=F=990N答：（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力；（2）充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；（3）这次飞行，飞行所需时间为3.5h，蒸汽机做的功为2.772107J，飞行时受到的平均阻力为990N。5、（1）500J；（2）100J；（3）50N【详解】解：（1）所做总功为W总Fs250N2m500J（2）所做有用功为W有Gh500N0.8m400J额外功为W额W总W有500J400J100J（3）由W额fs得摩擦力为答：（1）该过程拉力F做的总功是500J；（2）该过程拉力F做的额外功是100J；（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是50N。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、 匀速 丙 无关 1、3 越低【详解】（1）1实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小不变。（2）2在第4次实验中s4=0.5m，h4=0.1m由s=nh可得n=5，即承担物重的绳子股数n=5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的。（3）3比较实验1、2数据，使用同一滑轮组提升相同重物，物体上升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。（4）41、3两次实验s=0.3m，h=0.1m由s=nh可得n=3，使用同样的滑轮组，即使用的甲、乙两图，通过实验数据可知，第3次实验物体的重力较大，滑轮组的机械效率较高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。（5）5比较3、4两次实验数据，第3次实验使用的是乙图滑轮组，第4次实验使用的是丙图滑轮组，提升相同的重物，第4次实验动滑轮的重力较大，滑轮组的机械效率较低，可以得到不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。