解析卷-沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能单元测评试题(解析卷).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能单元测评
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、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10N B．滑轮组所做的有用功为2000J
C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%
2、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
3、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
4、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（　　）

A． B．
C． D．
5、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%
6、一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，下列说法中错误的是（　　）

A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能最小
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大、速度减小
D．卫星从远地点向近地点运动过程中，动能增大、势能减小
7、2020年11月，我国用“长征五号”遥五运载火箭成功发射“增娥五号”。如图所示为“娣娥五号”绕月球做椭圆轨迹飞行的示意图，此时在大气层外运行，不受空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．“嫦嫦五号”从远月点运行到近月点，势能减小，动能增大
B．“嫦嫦五号”从远月点运行到近月点，势能增大，动能减小
C．“嫦嫦五号”从近月点运行到远月点，势能增大，动能增大
D．“嫦嫦五号”从近月点运行到远月点，动能减小，机械能不守恒
8、2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品成功着陆，也标志着中国第一次地外天体采样返回任务取得圆满成功｡返回舱在落向地面时，为安全着陆，在距地面一定高度时，将向下喷出高压气体，做减速运动，则此过程（　　）

A．返回舱动能不变，重力势能减小，机械能减小
B．返回舱动能增加，重力势能减小，机械能不变
C．返回舱动能减小，重力势能减小，机械能减小
D．返回舱动能减小，重力势能增加，机械能不变
9、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（　　）
A．两车所做功之比是2:1
B．两车所做功之比是1:1
C．两车所受牵引力之比是2:1
D．两车速度之比是1:2
10、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4m B．工人对绳子的拉力为300N
C．经过10s工人做的有用功为2280J D．此过程中该滑轮组的机械效率为90%
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、在水平地面上铺一张白纸，将皮球的表面涂黑，使其分别从不同高度自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，这一过程可探究重力势能与______的关系，其中圆斑______（选填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。若皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，这一过程中将______能转化为______能。

3、如图所示物体重100N，用滑轮组使物体沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动10s，所用水平拉力F为20N，若物体水平运动时受到的摩擦力为45N，在运动过程中拉力F所做的功为______J，拉力F的功率为______W，该滑轮组的机械效率为______。

4、跳伞运动员在空中匀速下落时，其动能______；扫地车匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
5、如图所示，工人师傅用沿斜面向上、大小为300N的拉力，将重为600N的物体A从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则斜面的机械效率是______。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，盛有12kg水的水桶放置于水平地面上，水桶的质量忽略不计，水桶与地面的接触面积为300cm2。小明同学用图示滑轮组在6s内将这桶水匀速提升2m，所用拉力为50N（g＝10N/kg）。求：
（1）水桶对地面的压强；
（2）小明做的有用功；
（3）小明所用拉力的功率。

2、小杨同学品学兼优，全面发展，热爱劳动，周末，他从超市采购归来，手提一袋大米，站在匀速竖直上升的电梯内。
（1）若小杨及所带物品的总重为700N，在电梯上升10m的过程中，求电梯对他的支持力做的功；
（2）若这袋大米总质量为5kg，手的受力面积为2cm2，g取10N/kg，求他的手受到的压强。
3、某电动观光车的技术参数如下表：
空车质量
1180kg
满载人员
12人
满载时轮胎与地接触面积
4×250cm2
最大车速
45km/h
根据以上技术参数，解答下列问题：（g取10N/kg）
（1）设乘员质量平均为60kg，求满载时车对水平路面的压强？
（2）若观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力为2×103N，求观光车匀速行驶5×103m过程中，牵引力所做的功和功率？
4、小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2m，密度为，石料上升时速度恒为0.4m/s，圆柱形水池的底面积为，动滑轮重为30N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，，g取10N/kg）：
（1）石料露出水面前受到的浮力；
（2）石料的重力；
（3）石料露出水面前滑轮组的机械效率；
（4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式。

5、某同学用如图所示的装置匀速提升重力为200牛的物体，滑轮重力和摩擦不计，若物体在以0.3m/s的速度匀速上升0.6米。求：
（1）拉力做的功 W；
（2）所用的时间t；
（3）拉力的功率P。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、乌海湖大桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。

实验次数
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
（1）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计；
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用图______所示装置来完成的；
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度______；
（4）通过比较______两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高；
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率______；
（6）为提高滑轮组机械效率、节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有______。
A．减轻动滑轮重                            B．增加所提物体重   
C．机械加润滑油                            D．增加重物上升高度
2、在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图所示三个实验，将小球沿着同一斜面由静止释放，并与同一水平面上的同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。请回答下列问题：

(1)实验所探究的“物体的动能”是指___________(选填“小球”或“木块”）___________（选填“A”、“B”或“C”）位置的动能；
(2)由实验___________可知：物体的动能大小与物体的质量大小有关。

-参考答案-
一、单选题
1、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=2×5m=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。
2、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。
3、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。
4、B
【详解】
A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；
B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；
C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；
D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。
故选B。
5、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=2×3m=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。
6、A
【详解】
A．卫星在远地点时，高度最大，故重力势能越大，动能转化为重力势能，此时的动能最小，但由于卫星继续运动，说明有速度，动能不为零，故A错误，A符合题意；
B．卫星在近地点的高度最小，势能最小，将重力势能转化为动能，动能最大，故B正确，B不符合题意；
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，高度增大，重力势能变大，动能转化为重力势能，速度减小，故C正确，C不符合题意；
D．卫星从远地点向近地点运动过程中，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能变大，故D正确，D不符合题意。
故选A。
7、A
【详解】
AB．“嫦嫦五号”从远月点运行到近月点，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，故A正确，B错误；
CD．“嫦嫦五号”从近月点运行到远月点，速度变小，动能减小，高度增大，重力势能增大，太空中没有空气，则机械能守恒，故CD错误。
故选A。
8、C
【详解】
返回舱落向地面时，做减速运动，其高度也在减小，而质量不变，所以动能减小，重力势能也减小，那么机械能也减小了，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9、B
【详解】
AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；
C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为

故C错误；
D．由可得

故D错误。
故选B。
10、B
【详解】
A．两根绳子分担动滑轮重，故建筑材料移动的速度为

经过10s建筑材料被提升

故A错误；
B．工人对绳子的拉力为

故B正确；
C．经过10s工人做的有用功为

故C错误；
D．此过程中该滑轮组的机械效率为

故D错误。
故选B。
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、     高度     B     重力势     内
【详解】
[1]同一皮球分别从不同高度处自由下落，皮球质量相同，下落高度不同，目的是探究重力势能大小与高度的关系。
[2]由图可知，黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是该球从较高处下落，原来球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大。
[3][4]皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，质量不变高度变小，故皮球的重力势能变小，由于和空气摩擦，重力势能转化为皮球的内能。
3、     120     12     75%
【详解】
[1][2]物体移动的距离为
s1=vt=0.2m/s×10s=2m
由图可知，动滑轮上有三股绳，则绳子自由端移动的距离为
s2=3s1=3×2m=6m
则F所做的功为
W=Fs2=20N×6m=120J
功率为

[3]根据题意可得，有用功为
W有=fs1=45N×2m=90J
机械效率为

4、     不变     增大
【详解】
[1]跳伞运动员在空中匀速下落时，由于速度和质量不变，故其动能不变。
[2]扫地车在平直的路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，由于车的质量变大，速度不变，故扫地车的动能增大。
5、75%
【详解】
已知斜面长4m、高1.5m，将重为600N的物体A从斜面底端匀速推至斜面顶端，此过程所做有用功
W有=Gh=600N×1.5m=900J
拉力的大小为300N，所做总功为
W总=Fs=300N×4m=1200J
机械效率

三、计算题
1、（1）4000Pa；（2）240J；（5）50W
【详解】
解：（1）水桶的质量忽略不计，水的重力

水桶对地面的压力

水桶对地面的压强

(2)小明做的有用功

（3）从图中可知n=3，绳子自由端移动的距离

拉力做的功

拉力做功的功率:

答：（1）水桶对地面的压强为4000Pa；
（2）小明做的有用功为240J；
（3）小明所用拉力的功率为50W。
2、（1）7×103J；（2）2.5×105Pa
【详解】
解：（1）由题意可知，电梯对小杨的支持力F等于小杨的总重力G总，即
F=G总=700N
电梯上升的高度为h=10m，故由W=Fs可得，电梯对他的支持力做的功为
W=Fs=G总h=700N×10m=7×103J
（2）由受力分析可知，大米对手的压力F压大小等于大米的重力G大小，即
F压=G=mg=5kg×10N/kg=50N
由可得，手受到的压强为

答：（1）电梯对他的支持力做的功为7×103J；
（2）他的手受到的压强为2.5×105Pa。
3、（1）1.9×105Pa；（2）107J，25000W
【详解】
解：（1）乘员质量平均为60kg，满载时有12名人员，空车的质量是1180kg，则满载时车的总质量为
m总=nm人+m车=12×60kg+1180kg=1900kg
满载时车对水平路面的压力等于车的总重力，大小为
F=G=m总g=1900kg×10N/kg=19000N
满载时车对水平路面的压强是

（2）观光车在水平路面匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，故牵引力大小为
F牵=f=2×103N
观光车匀速行驶5×103m过程中，牵引力所做的功是
W=F牵s=2×103N×5×103m=107J
观光车匀速行驶5×103m所需时间为

牵引力做功的功率为

答：（1）满载时车对水平路面的压强是1.9×105Pa；
（2）牵引力所做的功是107J，功率是25000W。
4、（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s)
【详解】
解：（1）石料的体积
V=(0.2m)3=0.008m3
石料露出水面前受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N
（2）石料的重力
G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N
（3）由图可知，绳子承重段数n=2，不计绳重和摩擦，绳子的拉力

石料露出水面前滑轮组的机械效率

（4）拉出水面后，水面下降的高度

石料上升的实际距离

石料从刚露出水面到完全露出水面的时间

石料经过t秒上升的高度
h1=vt=0.4t
石料的底面积
S石=0.2m×0.2m=0.04m2
水面下降的高度

露出水面的高度
h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t
此时排开水的体积
V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008
浮力
F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80
自由端的拉力

自由端的速度
v绳=2v=2×0.4m/s=0.8m/s
电动机功率

综上
(0≤t≤0.4s)
答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N；
（2）石料的重力是200N；
（3）石料露出水面前滑轮组的机械效率是80%；
（4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间是0.4s；该过程中电动机的输出功率P（单位：W）与时间t（单位：s）的函数关系式是(0≤t≤0.4s)
5、（1）120J；（2）2s；（3）60W
【详解】
解：（1）物体的重力G=200N，物体上升的速度v=0.3m/s，上升的高度h=0.6m，由图可知滑轮组绳子段数为2，则人对绳子的拉力为

绳子自由端移动的距离
s=2h=0.6m´2=1.2m
则拉力做的功为
W=Fs=100N´1.2m=120J
（2）物体上升所用的时间为

（3）拉力的功率为

答：（1）拉力做的功W等于120J；
（2）所用的时间t为2s；
（3）拉力的功率P等于60W。
四、实验探究
1、     匀速     丙     无关     1、3     越低     ABC
【详解】
（1）[1]为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动，此时弹簧测力的示数才等于其对绳子自由端的拉力。
（2）[2]由数据表知，在第四次实验中绳端移动距离s＝0.5m，钩码上升高度h ＝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]通过比较实验1、2数据可得出：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）[4]由1、3两次实验，绳端移动距离s＝0.3m，钩码上升高度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，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，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]通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮的重力不同，机械效率不同，动滑轮越重机械效率越低。
（6）[6]要提高滑轮组的机械效率，可以
A．减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故A正确；
B．由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B正确；
C．机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故C正确；
D．滑轮组的机械效率

可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率，故D错误。
故选ABC。
2、     小球     C     甲、丙
【详解】
(1)[1][2]在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，实验所探究的“物体的动能”是指小球滚到C位置的动能。
(2)[3]实验要探究物体的动能大小与物体的质量大小有关，要保证小球滚到水平面的初速度相同，即小球下落的高度相同。故由实验甲、丙可知：物体的动能大小与物体的质量大小有关。