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九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合测评
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、在测量滑轮组机械效率的活动中，装置如图所示，欲使所测机械效率提高，下列措施可行的是（ ）
A．转轴加润滑油 B．增加提升高度 C．增大提升速度 D．减小物体质量
2、 “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
3、下列几种情况中，人对物体做了功的是（ ）
A．运动员用力举着杠铃不动
B．用力拉绳匀速提升重物
C．用力搬石头没搬动
D．用力提着水桶在水平方向移动
4、如图所示，甲运动员比乙运动员高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（ ）
A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，甲的功率较大
5、如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，物体克服摩擦力所做的功为（ ）
A．10J B．30J C．50J D．80J
6、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%
7、同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（ ）
A．实心球从B→C过程中，动能逐渐减小
B．实心球到达最高点C时，它将处于静止状态
C．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功
D．实心球从A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
8、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
9、如图，用40N的拉力，在10s内将重100N的物体匀速提升3m，则该滑轮组（ ）
A．绳端移动的距离为6m B．有用功为120J
C．拉力做功的功率为36W D．机械效率为80%
10、如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是（ ）
A． B． C． D．无法确定
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、在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上（水平支架固定不动），工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m，已知物体A重400N，该工人重600N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%，在该过程中，工人对水平面的压力为___________N，人对绳子拉力的功率为___________W。
2、如图所示，利用滑轮组匀速提升重为8N的物体，动滑轮重2N，物体被提升了0.5m，不计绳重和摩擦，则绳子自由端的拉力F为___N，拉这次重物，滑轮组的机械效率为___。
3、小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时10s，则推力做的功等于______J，推力的功率等于______W｡
4、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”）。
5、物理学中常用“比值”来定义物理量。例如用物体所做的功与其时间的比值，定义“单位时间”内做的功，这个比值叫做______。这种方法，实质上是用______（选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”）来比较物体做功快慢的。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、研究物理问题时，往往需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。如图所示，需要把一重量为400N，边长为1m，质量分布均匀的实心立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离（已知；计算结果保留一位小数）。求：
（1）请在图甲中画出缓慢向右翻滚立方体时，使该立方体下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的示意图，并计算出最小力F的大小；
（2）利用翻滚的方法使立方体翻滚一次（即使原下底面变为左侧面）克服立方体的重力所做功的大小；
（3）如果利用翻滚的方法使该立方体沿水平地面直线缓慢翻滚了10m，用了20s，则在这一过程中克服该立方体重力做功的功率大小是多少？
2、大明驾驶额定功率为100kW，质量为3t的某小型载重汽车，把装在车上的6t砂石运送到山顶上的施工现场，若g取10N/kg。请完成以下问题：
（1）汽车先以20kW的功率在平直公路上匀速行驶了10min，速度为10m/s。该过程汽车受到的阻力为多少？
（2）然后汽车从山坡底沿如图所示的山路，又以额定功率行驶了2min，将砂石运送到50m高的坡顶。该过程汽车运送砂石所做的有用功为多少？
（3）汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率是多少？
3、一辆货车以的速度在平直公路上匀速前进，已知货车行驶时受到的阻力大小为，求：
（1）货车发动机工作时的功率；
（2）货车行驶发动机做的功。
4、小明家装修房屋，一箱质量为的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是。装修工人用的拉力通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升，用时。（）求：
（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
5、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。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示，是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。
（1）图1实验中要判断研究对象的动能大小需要比较 ___________；
（2）图1甲、乙两图是为了探究动能与 ___________的关系，得出的结论是：在速度相同时，___________越大动能越大；
（3）如图2将一弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开，若想增大弹簧最大压缩量，提出两点可行的做法：___________、___________；
（4）将图2中末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图3的轨道，再次将钢球沿轨道AOB到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能 ___________（选填“大于”“等于”或“小于”）在A点的机械能。若离开B点后钢球不受外力，通过B点后的运动轨迹是 ___________（选填字母序号）。
2、如图是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等．
（1）为完成实验，应使两个质量____的小球从轨道上____高度由静止释放（均选填“相同”或“不同”）
（2）由图甲场景可知，小球____（选填“①”或“②”）碰撞木块前瞬间，小球的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为f1、f2，则f1____f2，滑行中，木块的___能转化成内能；
（3）图乙是某次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块①从水平木板的右端滑出，小丽用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块③未滑出木板，小丽的实验改进有一处遗漏，它是___．
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．转轴加润滑油，减小摩擦力，减小额外功，可以提升滑轮组的机械效率，故A符合题意；
B．有3段绳子分担动滑轮和物重，故滑轮组的机械效率为
与提升高度高度无关，故B不符合题意；
C．滑轮组的机械效率与速度无关，故C不符合题意；
D．若减小物体的质量，根据
可知，滑轮组的机械效率将变小，故D不符合题意。
故选A。
2、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。
3、B
【详解】
A．运动员用力举着杠铃不动，只有力而没有距离，不做功，故A不符合题意；
B．用力拉绳匀速提升重物，重物在受到拉力的方向上移动了距离，力对重物做功，故B符合题意；
C．用力搬石头没搬动，只有力而没有距离，不做功，故C不符合题意；
D．用力提着水桶在水平方向移动，在提水桶的力的方向上没有移动距离，不做功，故D不符合题意。
故选B。
4、A
【详解】
因为杠铃的质量相等，根据功的定义，举起杠铃的高度越高，所做的功就越多，甲比乙高，所以甲做的功大；两人举起杠铃所用时间相同，由功率定义可知，相同时间内所做的功越多，功率就越大，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
5、B
【详解】
由图丙可知，在2~4s内物体运动的速度是，由得，在2~4s内物体通过得路程是
由图乙可知，在2~4s内拉力的大小是3N，物体克服摩擦力所做的功为
故选B。
6、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。
7、A
【详解】
A．实心球从B→C过程中，位置越来越高，速度越来越小，动能转化为重力势能，动能减小，故A正确；
B．实心球做的是弧线运动，到达最高点C时，仍具有向右的速度，并没有处于静止状态，故B错误；
C．实心球从B→C→D过程中，高度不断变化，重力对它做了功，故C错误；
D．实心球从A→B过程中，受到重力的作用，改变了实心球的运动状态，故D错误。
故选A。
8、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。
9、C
【详解】
A．将物体匀速提升3m，则绳端移动的距离为
故A不符合题意；
B．有用功为
故B不符合题意；
C．拉力做的功为总功，总功为
拉力做功的功率为
故C符合题意；
D．滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。
故选C。
10、C
【详解】
由题知，两球的质量相同，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球达到正下方K点时，甲球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，这样，在最低点时，甲球的动能大，其速度较大，即v甲＞v乙，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 350 100
【详解】
[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率
解得人对绳子的拉力F=250N，由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力，则地面对工人的支持力
根据物体间力的作用是相互的，可知工人对水平面的压力F压=F支持=350N；
[2]绳子自由端移动的距离
拉力做的功
则在5s内人对绳子拉力的功率
2、 5 80%
【详解】
[1]当滑轮匀速上升时，因不计绳重与摩擦，所以阻碍装置上升的力为物体和动滑轮的总重。有两段绳子与动滑轮接触，则作用在绳子自由端的拉力为
[2]滑轮组的机械效率为
3、 100 10
【详解】
推力做的功
W=Fs=10N×10m=100J
推力的功率
4、 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。
5、 功率 时间相同比较功
【详解】
[1]物体所做的功与其时间的比值，定义“单位时间”内做的功的多少，表示物体做功的快慢，这个比值叫做功率。
[2]功率是单位时间内物体做功的多少，故功率实质上是：用时间相同比较功的多少，来比较物体做功快慢的。
三、计算题
1、（1），141.4N；（2）82.8J；（3）41.4W
【详解】
解：（1）翻滚时，以正方体的一条边为支点，以一个面的对角线为动力臂时，施加的力最小。阻力是物体的重力，边长的一半为阻力臂，如图所示：
由图可知阻力臂
动力臂
由杠杠平衡条件可得
施加的最小力为
（2）开始时，重心离地面高度为边长一半，翻滚到最高点，重心离地面高度为一个面的对角线的一半，所以翻滚一次，物体重心升高
所以翻滚一次克服立方体的重力所做功
（3）翻滚10m，则需要翻滚10次，所以整个过程中克服重力做功为
整个过程中克服重力做功功率为
答：（1）翻滚立方体时，下底面刚刚离开水平地面所施加的最小力F的示意图如图所示：
最小力为141.4N；
（2）翻滚一次克服立方体的重力所做功82.8J；
（3）翻滚10m，用了20s，克服该立方体重力做功的功率是41.4W。
2、（1）2×103N；（2）3×106J；（3）25%
【详解】
解：（1）汽车在平直公路上匀速行驶时，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f阻，由P=F牵v 可知，所受牵引力
故汽车受到的阻力为
f阻=F牵=2×103N
（2）汽车将6t 砂石运送到50m高的坡顶，该过程汽车运送砂石所做的有用功为
W有=Gh=mgh=6×103kg×10N/kg×50m=3×106J
（3）汽车以额定功率运行2min，发动机所做的总功为
W总=P额t=100×103W×2×60s=1.2×107J
汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率为
答：（1）该过程汽车受到的阻力为2×103N；
（2）该过程汽车运送砂石所做的有用功为3×106J；
（3）汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率是25%。
3、（1）；（2）
【详解】
解：（1）货车以的速度在平直公路上匀速前进，由二力平衡知，货车的牵引力等于阻力，则牵引力的功率为
（2）货车行驶发动机的牵引力做功为
答：（1）货车发动机工作时的功率为；
（2）货车行驶发动机做的功。
4、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）建筑材料的重力
建筑材料放在水平地面上时对地面的压强
（2）滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
（3）有用功为
滑轮组的机械效率
答：（1）建筑材料放在水平地面上时对地面的压强是；
（2）拉力的功率是；
（3）滑轮组的机械效率是。
5、（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。
四、实验探究
1、 木块移动的距离
质量 质量 见解析 见解析 小于 c
【详解】
（1）[1]动能越大，对外做功的本领越大，动能大小可以通过对外做功的多少来反映，实验时小球推动木块对它做功，所以可以通过木块被撞后移动的距离来比较动能的大小。
（2）[2]图-1甲、乙两图中，小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，根据控制变量法可知，探究的是动能大小与质量的关系。
[3]由图可知，小球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。
（3）[4][5]若想增大弹簧最大压缩量，即增大弹簧的弹性势能，就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能，可以采取的方法有：
①在其他条件不变时，换用质量更大的小球，增大小球动能；
②在其他条件不变时，提高小球的初始高度，使小球进入水平面时具有更大的速度，增大小球动能。
（4）[6]钢球沿轨道AOB到达B点时要克服钢球与轨道之间的摩擦做功，将部分机械能转化为内能，机械能减少，故钢球在B点的机械能小于在A点的机械能。
[7]小球到达B点时的速度方向沿着轨道方向斜向上，若此时小球受到的力消失，根据牛顿第一定律可知，小球将会以现在的速度做匀速直线运动，故通过B点后的运动轨迹是c。
2、 相同 不同 ① = 机械 没有控制两木块的质量相同
【详解】
第一空．探究动能大小与速度关系，应控制无关变量相同，因此应选择两个质量相等的小球；
第二空．探究动能大小与速度关系，应使小球到达斜面底端的初始速度不同，因此应使小球从轨道上不同高度由静止释放；
第三空．图甲中，小球质量相同，小球①将木块推动的距离远，做功多，因此碰撞木块前瞬间，动能较大；
第四空．由题意可知，两个相同木块①、②被撞击后在同一木板上运动，由于压力大小和接触面的粗糙程度均相同，故摩擦力的大小相同，即fA=fB；
第五空．滑行中，木块克服摩擦做功，木块的动能转化成内能；
第六空．实验研究的是动能大小与速度的关系，动能的大小是通过木块滑动的距离来反映的，因此应选用相同的木块，故实验的遗漏为：没有将木块②也更换为与木块③相同的木块．
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