综合解析沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能单元测试试卷(附答案详解).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能单元测试
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、为迎接 2022 年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
3、如图所示，勤劳的工人借用滑轮匀速提升重物，这样做（　　）

A．省力，同时可以省功
B．省力，但降低了做功效率
C．既省力，也改变施力的方向
D．既不省力，也不改变施力的方向
4、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
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，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
7、2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球
（　　）

A．在B点时受力平衡
B．在A、D两点动能可能相等
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
8、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
9、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
10、如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　）

A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
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，小伟玩蹦蹦杆的情景，蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中：小伟的重力势能__________________，小伟的动能________________；在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹性势能___________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。

2、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组匀速提起相同的重物。每个滑轮的重量相同，不计绳重及摩擦，甲、乙机械效率的大小关系为η1______η2（选填“＞”、“＜”或“=”）。

3、如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是______；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为______N。

4、如图所示，有一斜面长L=4m，高h=2.5m。刘利同学用平行于斜面向上F=150N的拉力，将200N重的物体从底端匀速拉到斜面顶端。那么刘利同学对物体做的总功为___________J；物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力为___________N。

5、如图所示是一种小型千斤项的示意图，往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是______m/s，人做的功为______J，千斤项的效率是______%。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，将边长为5cm的正方体G1通过轻质细绳系于正上方杠杆的A点，物体G2重为40N，将G2放在B点时，G1对地面的压强为2×104Pa，已知OA＝0.2m，OB＝0.1m，求：
（1）此时细绳作用于A的拉力是多大？
（2）正方体G1的重力是多少？
（3）现用F＝5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动，经过多长时间可使G1对地面的压力恰好为零；此过程拉力做了多少功？

2、如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：
（1）工人对物体做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。

3、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。

4、在一次跳伞表演中，运动员在的时间内竖直向下匀速降落了。若运动员和降落伞作为整体受到的重力为，求这个整体在该过程中：
（1）所受阻力的大小；
（2）所受重力做功的功率。
5、如图，塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时，所用的拉力为 5×103N，重物升高 2m，此过程中滑轮组的机械效率为80%，g 取 10N/kg。求：
（1）拉力做的总功；
（2）有用功与物重；
（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功为 5.0×103J，求动滑轮重。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图是小明探究”动能大小与哪些因素有关”的实验装置。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车________不变，使小车多次从________（选填“相同”或“不同”）高度下滑进行实验。小明两次实验操作，第一次木块被撞得近，木块受到的摩擦力为f1；第二次木块被撞得远，木块受到的摩擦力为f2，则f1________f2（选填“>”“=”或“<”）。

2、如图甲所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置，郑翁彦同学猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小悦猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。表格是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。

实验次数
斜面的倾斜程度
物块重力G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长s/m
机械效率η
1
较缓
10
0.2
5.5
1
38.4%
2
较陡
10
0.4
7.0
1
57.0%
3
最陡
10
0.8
8.5
1

（1）为了验证小悦的猜想，实验数据如表所示，表中空格处应填_______，由此得出的结论是：在其它条件一定时，斜面_______机械效率越高；
（2）请你进一步分析实验数据，解决下列关于斜面的物理问题。图乙中斜面1的长度小于斜面2的长度，木块从斜面项端由静止释放后沿着斜面下滑，木块到达斜面1、2底端时的速度大小分别为v1、v1，若斜面光滑，则v1____v2；（选填“大于”、“小于”或“等于”）

-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】
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。
故选A。
3、B
【详解】
动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，使用动滑轮时能省力，但不能改变施力的方向，使用任何机械都不能省功，在提升重物时还要提升动滑轮，做一部分额外功，所以省了力但降低了做功效率，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4、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。
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、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。
7、B
【详解】
A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；
B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；
D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。
故选B。
8、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。
9、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。
10、C
【详解】
A．拉力F的功率为

故A不符合题意；
B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为

1min内物体移动的距离为

故B不符合题意；
C．物体与地面间的滑动摩擦力为

1min内所做的有用功为

故C符合题意；
D．1min内所做的总功为

该滑轮组的机械效率为

故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、     增大     减小     增大
【详解】
[1] 蹦蹦杆由地面弹起，在空中升高的过程中，小伟的质量不变，高度增大，其重力势能增大。
[2]同时速度减小，其动能减小。
[3]在下落后，从杆尖触地到弹簧压缩至最短，弹簧的形变变大，则弹簧的弹性势能增大。
2、=
【详解】
不计绳重及摩擦，甲、乙两个滑轮组匀速提起相同的重物时，所做的有用功与总功都相同，根据效率的公式，故甲、乙机械效率的大小关系为。
3、     改变力的方向     1600
【详解】
[1]滑轮B工作时位置不发生改变，因此该滑轮为定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。
[2]汽车被匀速拉动时处于平衡状态，所受的牵引力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。动滑轮上有两端绳子，则n=2，由滑轮组的机械效率可得

汽车受到的摩擦力

4、     600     25
【详解】
[1]刘利同学对物体做的总功为

[2] 刘利同学对物体做的有用功为

刘利克服摩擦力做的功就是物体被匀速拉到斜面顶端所做的额外功，额外功

物体沿斜面匀速向上运动时所受的摩擦阻力

5、     0.04     100     80
【详解】
[1]由题知，2s时间内重物被匀速抬高
h=8cm=0.08m
所以重物上升的速度

[2]所做的有用功
W有=Gh=1000N×0.08m=80J
人做的功是总功
W总=Fs=100N×1m=100J
[3]所以千斤顶的机械效率

三、计算题
1、（1）20N；（2）70N；（3）5s，1.25J
【详解】
解：（1）由杠杆的平衡条件可得
FA·OA=G2·OB
则绳子的拉力

（2）G1对地面的压力
F1=pS1=2×104Pa×(0.05m)2=50N
由力的作用相互性可知，地面对G1的支持力
F支=F1=50N
正方体G1的重力
G1=F支+FA=50N+20N=70N
（3）G1对地面的压力恰好为零时，绳子的拉力
FA′=G1=70N
设此时G2向右运动到D位置，由杠杆的平衡条件可得
FA′·OA=G2·OD

G2向右运动的距离
s=OD-OB=0.35m-0.1m=0.25m
G2向右匀速直线运动的时间

此过程拉力做的功
W=Fs=5N×0.25m=1.25J
答：（1）此时细绳作用于A的拉力是20N；
（2）正方体G1的重力是70N；
（3）经过5s后，可使G1对地面的压力恰好为零，此过程拉力做功是1.25J。
2、（1）800J；（2）100W；（3）90%
【详解】
解：（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离
s=2h
克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
（2）拉力F移动的距离
s=2h=2×2m=4m
拉力F所做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
拉力做功的功率

（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是

将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功

所做的总功

由知道 ，此滑轮组的机械效率

答：（1）工人对物体做的有用功800J；
（2）拉力F做功的功率100W；
（3）将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率90%。
3、（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。
4、（1）1000N；（2）6000W
【详解】
解：（1）有题可知，运动员在做匀速直线运动，故受到的阻力与重力是一对平衡力，故阻力为

（2）重力做的功为

所受重力做功的功率为

答：（1）所受阻力的大小1000N；
（2）所受重力做功的功率为6000W。
5、（1）3×104J；（2）2.4×104J； 1.2×104N；（3）500N
【详解】
解：（1）由图可知，物体由3根绳承担，所以
s=3h=3×2m=6m
拉力做的总功为
W总=Fs=5×103N×6m=3×104J
（2）根据公式 可得，拉力所做的有用功为
W有用=ηW总=80%×3×104J=2.4×104J
物重为

（3）拉力所做的额外功为
W额外=W总-W有用=3×104J-2.4×104J=6×103J
其中克服动滑轮的重所做的额外功为
W额动=6.0×103J-5.0×103J=1.0×103J
动滑轮的重为

答：（1）拉力做的总功为3×104J；
（2）有用功为2.4×104J；物重为1.2×104N；
（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功为 5.0×103J，动滑轮重为500N。
四、实验探究
1、     质量     不同     =
【详解】
[1][2]物体的动能大小与物体的质量和速度大小有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车质量不变，只改变速度大小。因小车下滑到水平面的速度大小取决于小车从斜面自由下滑的高度，故要使小车多次从斜面不同高度下滑进行实验。
[3]影响滑动摩擦力大小的因素为压力大小和接触面的粗糙程度。小明两次实验操作中因木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，故两次实验中木块受到的摩擦力大小相同。
2、          越陡     等于
【详解】
（1）[1]第3次实验的机械效率为

[2]由表中实验数据可知：较缓时机械效率为38.4%，较陡时机械效率为57.0%，最陡时机械效率为94.11%，所以在其它条件一定时，斜面倾斜程度越大（或越陡），斜面的机械效率越高。
（2）[3]斜面1的长度小于斜面2的长度，木块从斜面项端由静止释放后沿着斜面下滑，摩擦力的方向与物体移动的方向相反，故该过程中斜面对木块的摩擦力做功；若斜面光滑，木块从斜面顶端由静止释放后沿着斜面下滑时，重力势能全部转化为动能，同一木块在斜面1和2上的高度相同，重力势能相同，故到达斜面底端时动能相同，则速度相同，即v1等于v2。