资源描述
九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节训练
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、 “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
2、如图，用大小相等的拉力F，分别沿竖直方向和水平方向拉物体，物体的运动方向始终和拉力方向保持一致。已知运动时间tab>tcd，运动距离sab=scd，比较（a）（b）两种情况下拉力所做的功和功率（ ）
A．ab段做的功较多
B．ab段和cd段做的功一样多
C．ab段功率较大
D．ab段和cd段功率一样大
3、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＝
4、手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．每次发声的时间间隔相等
B．整个过程中乒乓球的机械能不变
C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小
D．乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
5、2022年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌。如图所示，是他在比赛中的情景。下列对他加速下滑过程分析正确的是（ ）
A．运动状态始终保持不变 B．相对于地面他是静止的
C．高度下降重力势能减小 D．受到惯性作用持续下滑
6、如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的距离是1m B．有用功为0.6J
C．总功为5J D．该装置的机械效率为80%
7、2022年5月20日，我市文化体育新地标一临沂奥体中心体育场钢结构主体顺利完成合拢。履带式起重机是该项工程的重要施工机械，施工现场的履带式起重机（ ）
A．水平移动时其重力不做功 B．吊臂前端的定滑轮能省力
C．粗糙的履带可以减小摩擦 D．宽大的履带可以增大压强
8、在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（ ）
A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功
B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功
C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功
D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功
9、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
10、下列有关中学生的估测符合实际的是（ ）
A．眨眼一次的时间约为3s
B．正常步行的速度约为1.4km/h
C．游泳时受到的浮力约为500N
D．完成一次引体向上做的功约为2000J
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，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______。
2、2022年北京冬奥会上智能设备广泛应用，一款智能送餐机器人的重力是，如果机器人在水平路面上以的速度沿直线匀速运动，它所受到的阻力为。机器人的重力做功___________，牵引力对机器人做功___________。
3、2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送人天和核心舱，中国空间站有人长期驻留的时代到来。发射时火箭周围产生大量“白气”，这是__________现象（填一种物态变化名称）；飞船加速升空时（忽略飞船质量的变化），机械能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
4、工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为____________J，该滑轮组的机械效率为____________。
5、如图所示，是一个回转“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，在速度越来越慢的过程中 ______转化为 ______能，而后它 ______自动滚回来（选填“能”或“不能”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，拉力，物体重，经过的时间，物体被匀速提高的距离。求：
（1）有用功；
（2）拉力做功的功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
2、2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星，实现了我国首次地外行星著陆。已知在火星上，着陆器总重约为4880N，“祝融号”火星车重力约为900N。
（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功多少焦？
（2）着陆后，“祝融号”火星车从着陆器中驶出（如图）。已知火星车共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为，求火星车对火星水平平整表面的压强。
3、频闪拍摄是研究物体运动的最好方式之一、如图所示，是小亮用相机每隔0.5s曝光一次，拍摄的汽车在平直公路上行驶时的频闪照片。拍摄过程中汽车的总质量约为1.6t，所受阻力约为车重的0.3倍。搜集汽车信息得知车身长3m，静止时车轮与地面的总接触面积为.求：（g取10N/kg）
（1）汽车静止时对水平地面的压强；
（2）拍摄过程中汽车的输出功率。
4、如图所示，用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。已知斜面长s=10m，高h=4m。求：
（1）运动过程中所做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力F大小。
5、如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）
（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。
（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。让同一钢球分别从斜面的不同高度由静止开始滚下，撞击木块。
（1）该实验是通过观察______来判断______（选填“钢球”或“木块”）动能的大小。这种探究方法称为______；
（2）利用图中的器材可以探究物体动能的大小与物体______的关系，得到的结论是：______。
2、在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验时，某小组利用重力不同的两个动滑轮进行了如图所示的三次测量，数据记录如下:
实验序号
钩码重/N
动滑轮重/N
拉力/N
钩码上升的高度/m
测力计移动的距离/m
有用功/J
总功/J
机械效率/%
①
4
0.5
2.3
0.2
0.4
0.8
0.92
87.0
②
4
0.9
2.5
0.2
0.4
0.8
1.0
80.0
③
6
0.5
3.3
0.2
0.4
1.2
1.32
90.9
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上______拉动弹簧测力计；
（2）第②次实验中的机械效率是______；
（3）通过比较______两次实验数据（选填实验序号），可知动滑轮的机械效率与动滑轮的自重______（选填“有关”或“无关”）；
（4）小明认为“同一个机械,它的机械效率是不变的”，通过比较______两次实验数据（选填实验序号）。可知他的观点是______的（选填“正确”或“错误”）。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2、B
【详解】
AB．根据可知，拉力相同，在力的方向上移动的距离相同，故ab段和cd段做的功一样多，故A不符合题意；B符合题意；
CD．可知，ab段和cd段做的功一样多，运动时间tab>tcd，故ab段功率较小，故CD不符合题意。
故选B。
3、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。
4、C
【详解】
A．由图可知，第1次碰撞的时间是1.12s，第2次碰撞的时间是1.58s，第3次碰撞的时间是2.00s，第4次碰撞的时间是2.40s，第5次碰撞的时间是2.78s，第1、2次时间间隔为0.4s，第2、3次时间间隔为0.42s，第3、4次时间间隔为0.4s，第4、5次时间间隔为0.38s，每次发声的时间间隔不相等，故A错误；
BC．整个过程中乒乓球和空气摩擦，并且与台面碰撞，它的机械能减小，所以每次弹起时的动能减小，故B错误，C正确；
D．由于乒乓球的机械能减小，乒乓球每次与台面碰撞转化的弹性势能减小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度不同，故D错误。
故选C。
5、C
【详解】
A．他加速下滑过程，速度变大，所以运动状态发生改变，故A错误；
B．相对于地面他的位置在不断改变，所以相对于地面他是运动的，故B错误；
C．下滑过程中他的高度减小，则重力势能减小，故C正确；
D．惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。
故选C。
6、D
【详解】
A．由图可知，承担物重的绳子段数为n=3，当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离是
故A错误；
B．有用功为
故B错误；
C．拉力做的总功为
故C错误；
D．该装置的机械效率为
故D正确。
故选D。
7、A
【详解】
A．水平移动时其重力方向与移动方向垂直，重力不做功，故A符合题意；
B．吊臂前端的定滑轮是等臂杠杆，不能省力，故B不符合题意；
C．粗糙的履带，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C不符合题意；
D．宽大的履带，增大了接触面积，可以减小压强，故D不符合题意。
故选A。
8、A
【详解】
做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功；
A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；
B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；
C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；
D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。
故选A。
9、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。
10、C
【详解】
A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；
B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；
C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；
D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为
故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 3 80%
【详解】
[1] 拉力的功率为
[2] 斜面的机械效率为
2、 0 3000
【详解】
[1]重力的方向是竖直向下的，机器人在水平路面上运动，没有在重力的方向上通过一定的距离，重力没有做功，即重力做功为零。
[2]机器人匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力
F=f=60N
牵引力对机器人做功
W=Fs=60N×50m=3000J
3、 液化 增大
【详解】
[1]白气是小水珠，是水蒸气遇冷后变为的液态，是液化现象。
[2]飞船加速升空时，速度变大，飞船的动能增大，高度增大，说明飞船的重力势能增大，故机械能增大。
4、 100 80%
【详解】
[1]由题意可知，不考虑绳重和摩擦，则工人师傅做的额外功，就是克服动滑轮的重力所做的功，动滑轮重为100N，动滑轮被匀速提升了1m，根据公式可知，工人师傅做的额外功
工人师傅做的额外功为100J。
[2]由题意可知，货物重为400N，被匀速提升了1m，所做的有用功
所做的有用功为400J，则总功
该滑轮组的机械效率
该滑轮组的机械效率为80%。
5、 动 弹性势 能
【详解】
[1][2][3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，故它在水平面上滚动的速度会越来越慢，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动。
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）拉力做的有用功
（2）由图可知，绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）有用功为；
（2）拉力做功的功率为；
（3）该滑轮组的机械效率为。
2、（1）4.88×105J；（2）3.75×104Pa
【详解】
解：（1）着陆器下降100m其重力做功为
W=Gh=4880N×100m=4.88×105J
（2）“祝融号”火星车对火星水平平整表面的压力为
F=G车=900N
则火星车对火星水平平整表面的压强为
p=
答：（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功4.88×105J；
（2）着陆后，火星车对火星水平平整表面的压强为3.75×104Pa。
3、（1） ；（2）
【详解】
解：（1）汽车静止在水平地面，对地面的压力
汽车对水平地面的压强
（2）如图，由汽车长3m可知，每个小格表示1m，汽车在平直公路上每0.5s通过的路程均为6m，在拍摄过程中做匀速直线运动，汽车在拍摄过程中受到的牵引力
拍摄过程中汽车的输出功率
答：（1）汽车静止时对水平地面的压强为；
（2）拍摄过程中汽车的输出功率为。
4、（1）400J；（2）80%；（3）50N
【详解】
（1）运动过程中所做的有用功即为克服重力做的功，即
（2）做的总功为
则斜面的机械效率为
（3）根据功的计算公式可知推力F大小为
答：（1）运动过程中所做的有用功为400J；
（2）斜面的机械效率为80%；
（3）推力F大小为50N。
5、（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）
【详解】
解：（1）物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力
物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据可知，其对地面的压强
其对地面的压强是4000Pa。
（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作用，则滑轮组对物体A的拉力
滑轮组对物体A的拉力是3350N；
根据得动滑轮的重力
提升重物过程中所做有用功
提升重物过程中所做的额外功
滑轮组的机械效率
滑轮组的机械效率约是88.5%。
（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度
从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率，由得，物体B未接触水面前绳端的拉力
由
可得，物体B的重力
又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力
所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力
物体B在水中所受浮力
根据
可知，物体B的体积
由得，物体B的质量
再根据可知物体B的密度
物体B的密度是。
答：（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；
（2）此时整个机械的机械效率约是88.5%；
（3）物体B的密度是。
四、实验探究
1、 木块移动的距离 钢球 转换法 速度 质量一定时，物体的速度越大，动能越大
【详解】
（1）[1][2][3]实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小，该方法是转换法。
（2）[4][5]根据图示可知，小球的质量不变，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能大小与速度的关系，钢球的速度越大，撞击木块移动的距离越大，动能越大；结论为：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
2、 匀速 80% ① ② 有关 ① ③ 错误
【详解】
（1）[1]在实验中，测绳端拉力F时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数。
（2）[2]由表可知，第二次实验的机械效率为80%。
（3）[3][4]通过对比①、②两次实验可知，用同一装置将相同的物体提升相同的高度，动滑轮越重，机械效率越低，故动滑轮的机械效率与动滑轮自重有关。
（4）[5][6]通过对比①、③两次实验可知，用同一装置提升不同的重物到相同的高度，物体越重机械效率越高，故小明的观点是错误的。
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