2022年沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能必考点解析练习题(含答案详解).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能必考点解析
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、如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　　）

A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
2、小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（　　）

A．① B．①② C．①②③ D．①②③④
3、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%
4、小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，以下符合实际的是（　　）
A．电梯对小杰做功约3.6×103J
B．小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功
C．电梯对小杰做功的功率约1200W
D．小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W
5、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
6、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
7、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
8、一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资．该飞机在此过程中
A．动能不变 B．动能减小
C．重力势能不变 D．重力势能增大
9、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
10、2020年7月23日12时41分，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射火星探测任务的“天问一号”探测器，迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的“天问一号”探测器，下列叙述正确的是（　　）

A．探测器的机械能总量不变 B．探测器的机械能总量增加
C．探测器的动能增加，重力势能不变 D．探测器的动能不变，重力势能增加
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，斜面长s=0.5m，高h=0.2m，用平行于斜面大小为的2.5N拉力，可以将重为5N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端。则该斜面的机械效率是______；斜面对物体摩擦力为______N。

2、如图甲，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F＝3N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系如图乙所示，则铁块受到的摩擦力为 _____N，0～5s内拉力F做的功是 _____J（取g＝10N/kg）。

3、如图所示是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。若该机器人工作时功率为75W，在10s内沿直线匀速清扫的距离为5m，则该机器人在10s内所做的功是_____J，该机器人在沿直线匀速清扫过程中受到的阻力为_____N。

4、福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时______h；列车减速进站时，动能变______。
5、中学生要养成文明的行为习惯，严禁高空抛物。如果一个重0.5N的鸡蛋从20m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为______能，重力对鸡蛋所做的功为______J。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。

2、如图为某国产新能源汽车，深受广大市民喜爱。司机与车的总质量为700 kg，在平直公路上匀速行驶过程中受到的阻力是总重的0.1倍，匀速行驶18 km，所用时间0.5h。求：
（1）该车匀速行驶的速度；
（2）司机和车的总重力；
（3）车匀速行驶18 km过程中牵引力做功。

3、最近，公交公司更换了一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车总质量为，车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，内行驶了（取），求：
（1）该公交车受到的牵引力。
（2）公交车在内牵引力所做的功。
（3）公交车这段时间内做功的功率。

4、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g=10N/kg）。求：
（1）动滑轮的重力为多少N？
（2）内拉力F的功率为多少W？
（3）此装置提升重物的最大机械效率约为多大？

5、滑轮组在建筑中应用广泛，如图所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升2m，拉力F＝125N。（不考虑绳重和摩擦）求：
（1）拉力F的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重力。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。

（1）实验中通过比较木块______来判断钢球动能的大小，这里运用的研究方法是______。
（2）用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的__相同；通过比较甲、丙两次实验可知，在速度相同时，_____越大，动能越大。
（3）通过比较甲、乙两次实验可知，在质量相同时，_____越大，动能越大。
（4）木块被撞击后到停下来是因为受到______的作用，若水平面表面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。
2、如图所示实验（h1大于h2）是探究物体动能大小与 ___________的关系，实验中观察到s、s2的长短比较接近，为使实验现象更明显，下列措施一定可行的是 ___________。
A．增大h2
B．增大h1
C．图（a）实验用质量更小的木块
D．图（b）实验用更粗糙的水平面

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；
B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；
C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；
D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。
故选A。
2、A
【详解】
如图所示，两动滑轮的重力相同，承重绳子段数相同，重物上升的高度相同，所提升的物体重力不同，由控制变量法可知，该实验验证的猜想是滑轮组的机械效率与被提升的重物重力的关系，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3、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。
4、C
【详解】
A．小杰与书包的总重力大约为600N，1楼到21楼的高度
h＝20×3m＝60m
电梯对小杰做的功
W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J
故A不符合题意；
B．小杰乘坐电梯上升时，书包在力的方向上移动了距离，所以对书包做了功，故B不符合题意；
C．电梯对小杰做功的功率
P===1200W
故C符合题意；
D．小杰在水平路面行走时，重力没有做功，功率也为0，故D不符合题意。
故选C。
5、D
【详解】
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。
故选D。
6、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。
7、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。
8、B
【详解】
一架飞机在高空中水平匀速飞行，高度不变．速度不变，向灾区投放救灾物资时，飞机的质量减小，所以飞机的动能和重力势能都减小，故B正确，ACD错误．
9、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。
10、B
【详解】
当火箭推动探测器加速上升时，探测器的质量不，其速度与高度都增大，所以探测器的动能和重力势能都增加；因机械能等于动能与势能之和，所以探测器的机械能也增加。
故选B。
二、填空题
1、     80%     0.5
【详解】
[1]总功
W总=Fs=2.5N×0.5m=1.25J
有用功
W有用=Gh=5N×0.2m=1J
斜面的机械效率

[2]由W总=W有用+W额外可得，额外功
W额外=W总-W有用=1.25J-1J=0.25J
由W额外=fs得，摩擦力

2、     1     3
【详解】
[1]由图乙可知铁块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力，在竖直方向上对铁块进行受力分析，受到竖直向上的拉力F，竖直向下的摩擦力f和重力G；重力为

所以，铁块受到的摩擦力为

[2]由图乙知，铁块运动的速度为0.2m/s；则5s拉力移动的距离为

则拉力做功为

3、     750     150
知道机器人工作时功率和时间，根据求出在10s内所做的功；知道牵引力做的功和该机器人在沿直线匀速清扫过程中前进的距离，根据求出牵引力的大小，该机器人沿直线匀速清扫过程中处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，二力的大小相等。
【详解】
[1]由可知，该机器人在10s内所做的功：
；
[2]由可得，该机器人在沿直线匀速清扫过程中的牵引力：
，
因该机器人沿直线匀速清扫过程中处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，则在此过程中受到的阻力：
。
4、     0.6     小
【详解】
[1]高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时

[2]列车减速进站时，质量不变，速度减小，所以动能变小。
5、     动     10
【详解】
[1]物体的下落的过程中，不计空气阻力，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能。
[2]重力对鸡蛋所做的功为
W=Gh=0.5N×20m=10J
三、计算题
1、（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。
2、（1）36 km/h；（2）7000N；（3）1.26 × 107J
【详解】
解：（1）该车匀速行驶的速度

（2）司机和车的总重力
G=mg=700kg×10N/kg=7000N
（3）在平直公路上匀速行驶过程中，汽车的牵引力大小等于阻力大小，故
F牵=f=0.1G=0.1×7000N=700N
车匀速行驶18 km过程中牵引力做功
W=F牵s=700N×18×103m=1.26 × 107J
答：（1）该车匀速行驶的速度为36 km/h；
（2）司机和车的总重力为7000N；
（3）车匀速行驶18 km过程中牵引力做功为1.26 × 107J。
3、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）公交车的重力

车匀速行驶时，牵引力和阻力是平衡力，牵引力

（2）公交车内牵引力所做的功

（3）公交车这段时间内的功率

答：（1）该公交车受到的牵引力是；
（2）公交车在内牵引力所做的功是；
（3）公交车这段时间内做功的功率。
4、（1）10N；（2）4W；（3）81.8%。
【详解】
解：（1）由图丙可知，在内，A被匀速提升，由图乙可知拉力

由图甲可知绳子

忽略绳重及摩擦，根据滑轮组拉力公式

则动滑轮的重力为

（2）由图丙可知，内，A上升的速度为

则拉力端移动速度为

内拉力F的功率为

（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力为

则由上式可知，当绳子C最大拉力为60N时，绳子B拉力为110N>100N，则B处的绳子会被拉断；当绳子B最大拉力为100N时，绳子C的拉力为55N＜60N，此时两绳子都不会被拉断；所以要以B处最大拉力100N为准（此时FC最大=55N），且绳子B的拉力为

则此装置最多能匀速运载货物的重力为

此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率为

答：（1）动滑轮的重力为10N；
（2）内拉力F的功率为4W；
（3）此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。
5、（1）75w；（2）80%；（3）75N
【详解】
解：（1）由图可知承担物体绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
拉力做的总功
W总=Fs=125N×6m=750J
则拉力做功的功率

（2）滑轮组的机械效率

（3）不考虑绳重和摩擦时

所以动滑轮的重力
G动=nF-G=3×125N-300N=75N
所以动滑轮的重力75N。
答：（1）拉力F的功率为75N；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重力为75N。
四、实验探究
1、     被推动的距离     转换法     速度     质量     速度     摩擦力     不能
【详解】
（1）[1][2]实验中，我们不能直接来判断钢球动能的大小，通过比较木块被推动的距离来判断钢球动能的大小，运用的研究方法是转换法，钢球对木块做功的多少体现了钢球动能的大小，对木块做功的多少可以由木块移动距离来体现，实验时易观察，可操作性强。
（2）[3]用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的速度相同，控制小球的速度小同，研究动能与质量的关系。
（2）[4]通过比较甲、丙两次实验可知，质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下,撞击木块时速度相同，但丙实验钢球质量大，木块被撞击移动的距离远，可见丙实验钢球动能大，说明速度相同时，质量越大，动能越大。
（3）[5]通过比较甲、乙两次实验可知，两次实验钢球质量相同，但甲实验钢球在斜面下落的高度高，撞击木块时速度大，木块被撞击移动的距离远，可见甲实验钢球动能大，说明在质量相同时，速度越大，动能越大。
（4）[6] [7]力是改变物体运动状态的原因，木块被撞击后到停下来是因为受到摩擦力的作用，若水平面表面绝对光滑，木块不受阻力作用，钢球撞击木块后，木块将以被钢球撞击获得的速度一直匀速运动下去，就不能比较木块被推动的距离，本实验将不能达到实验探究目的。
2、     速度     A
【详解】
[1]由图可知
h1＞h2
小车的质量不变，小车到达斜面底端的速度不同，探究动能大小与速度的关系。
[2]由图可知，（a）中小车下滑的高度大于（b）中小车下滑的高度，实验中观察到木块移动的距离s1、s2接近，这表明小车的动能接近。
AB．为了使现象更明显，可以增大h1来增大小车的动能，从而使s1更大，故A符合题意，B不符合题意。
CD．探究动能大小与速度的关系时，需要控制小车的质量以及木块的质量均相同、水平面的粗糙程度相同，故CD不符合题意。