强化训练沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向测评试卷(解析版).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能定向测评 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、小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（）拉力F做功为2850J动滑轮的重力为50N拉力F做的额外功为600J如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。ABCD2、下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（）A功率大的机械做功一定快B功率大的机械做功一定多C机械做功少，机械效率一定低D做有用功多的机械，机械效率一定高3、将皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图甲所示，下列说法正确的是（）A皮球落地后又弹起，在此过程中只发生了动能和势能的相互转化B如图乙所示，能反映皮球动能E随时间t变化的关系C若将皮球表面涂黑，则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑D皮球经过同一高度C、D两点时，动能相等4、在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（）A运动员的动能不变B运动员的重力势能不变C运动员的重力势能减小D运动员的动能转化为重力势能5、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6、如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（）A运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用B被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大D从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小7、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tabtcd，运动距离sab=scd，比较（a）（b）两种情况下拉力所做的功和功率（）Aab段做的功较多Bab段和cd段做的功一样多Cab段功率较大Dab段和cd段功率一样大8、2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（）A垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功B排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大C排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态D手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力9、如图为小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是（）A小孩在A点具有的动能最大B小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能C小孩从C荡到B的过程中，动能转化为势能D小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能10、如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定于水平地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力。则下列分析正确的是（）A小球运动至最高点时，受平衡力作用B小球被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力C运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能D从A点向上运动到O点的过程中，小球所受重力的功率先减小后增大第卷（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、用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是_J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为_%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变_。3、用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F，则拉力F的功率为_，额外功为_。4、如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能_（选填“增大”“不变”“减小”），N_ 比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P_比N高（选填“可能”“不可能”）。5、如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为_，支持力做功为_。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、如图所示，质量50kg、体积0.02m3的长方体石块沉在水底，工人师傅用滑轮组将石块从水底匀速提到地面，已知水深3m，从水面到地面的距离为2m，两个动滑轮总重为100N （不计绳重、摩擦和水的阻力， 水=1.0103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）石块浸没在水中时，受到的浮力是多少？（2）石块完全露出水面后，继续匀速上升的过程中，工人的拉力大小是多少？（3）石块从离开水面到地面的过程中，工人做了多少功？（4）在石块离开水面后，滑轮组的机械效率是多少？2、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。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、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。5、如图，李明用20N的力F拉动绳子，使重500N的物体A在水平面上做匀速直线运动。已知物体A所受水平面的摩擦力为其重力的0.1倍，经过20s绳端移动的距离为150cm。求：（1）拉力F做功的功率；（2）滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数）四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%（1）第1次实验测得的机械效率为_ ，（结果保留两位小数）若不计绳重与摩擦，动滑轮重为_N；（2）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组可以通过_来提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_；（3）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_。2、小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（Hh）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。 （1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断钢球动能的大小，这种研究方法是_（选填“控制变量法”或“转换法”）。若水平面绝对光滑，本实验将_（选填“能”或“不能”）达到探究目的；（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与_有关；（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，他的看法是否正确？_（选填“正确”或“错误” ），理由是：_；（4）钢球沿斜面滚下过程中，动能_；（选填“增大”、“减小”或“不变”）（5）另一同学用图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是_（选填“正确的”或“错误的”）。-参考答案-一、单选题1、B【详解】如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为拉力F做功为故错误；动滑轮的重力为故正确；拉力F做的额外功为故错误；如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为故正确，故综上所述，正确，B正确。故选B。2、A【详解】AB功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值。所以，功率大的机械，做功快，但不一定多，故A正确，B错误；C机械做功少，做功不一定慢，与机械效率无关，故C错误；D由知道，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。故选A。3、B【详解】A由图可知，每次皮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，在此过程中不只发生了动能和势能的相互转化，机械能转化为内能，故A错误；B皮球在下落的过程中速度变大，动能变大，反弹后上升的过程中，速度变小，动能变小；由图可知，由于反弹的高度减小，故机械能减小，即小球的最大动能会逐渐减小，乙图能反映皮球动能E随时间t变化的关系，故B正确；C由于皮球运动过程中机械能减小，球在C点的机械能大于D点的机械能；当皮球落到A、B两点，且皮球达到最大形变时，其动能与重力势能都为零，又因为小球在C点的机械能大于D点的机械能，所以小球在A点的弹性势能大于在B点的弹性势能，则在A点的圆斑要大于在B点的圆斑，故C错误；D小球的机械能逐渐变小，且C点在D点之前，所以小球在C点的机械能大于在D点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在C、D两点高度相同则重力势能相同，所以小球在C点的动能大于在D点的动能，故D错误。故选B。4、C【详解】A从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，速度变大，故其动能变大，故A错误；BC从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，高度降低，故其重力势能减小，故B错误，C正确；D从陡坡加速下滑的过程，因运动员的重力势能减小，动能变大，故可知是运动员的重力势能转化为动能，故D错误。故选C。5、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。6、D【详解】A不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A不符合题意；B小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B不符合题意；CD不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故D符合题意；C不符合题意。故选D。7、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tabtcd，故ab段功率较小，故CD不符合题意。故选B。8、C【详解】A排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；B排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；C排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；D垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。故选C。9、B【详解】荡秋千时，从A点到B点和从C点到B点都是下降过程，都是将重力势能转化为动能，在这个过程中，A点和C点位置最高，重力势能最大，此时小孩是静止的，故动能为0；B点的动能最大，由于B点位置最低，所以重力势能最小。从B点到C点和B点到A点的过程中都是将动能转化为重力势能的过程。A小孩在A点时，位置最高，重力势能最大，动能为零，故A错误；B小孩从B荡到C的过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能转化为重力势能的过程，故B正确；C小孩从C荡到B的过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，是重力势能转化为动能的过程，故C错误；D小孩从A荡到B的过程中，需要克服空气阻力做功，由一部分机械能转化为内能，故在B点的机械能小于A点的机械能，故D错误。故选B。10、C【详解】A小球脱离弹簧运动到最高点时，小球只受到重力的作用，所以不是受平衡力作用，故A说法错误；B由于用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加上向下的压力，小球重力小于弹簧弹力，故B错误；C从A点释放，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球离开弹簧继续运动，只受重力作用，动能转化为重力势能，到达最高点，小球只具有重力势能，因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒。故整个过程中，重力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故C正确；D不计空气阻力，小球从A点向上运动到O点的过程中，小球的重力不变，但弹簧的弹性形变减小，弹力减小；在前一段时间内小球受到的弹力大于重力，小球向上做加速运动；在后一段时间内小球受到的弹力小于重力，小球向上做减速运动，即小球的速度先增大后减小，根据可知，小球所受重力的功率先增大后减小，故D错误。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、 1.2104 40 大【详解】1将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为W有用=Gh=3000N4m=1.2104J2电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为W总=Pt=3000W 10s= 3104J起重机的机械效率为3若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。3、 【详解】1由图可知，连接动滑轮的绳子的段数为2，则拉力F移动的距离为则拉力做功为拉力的功率为2由题可知，有用功为则额外功为4、 减小 可能 不可能【详解】1球经台面反弹后上升的过程中，质量不变，速度变小，高度升高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。2球以一定速度从M点抛出，下降过程，重力势能转化为动能，动能增大；球接触台面的过程，动能转化为弹性势能及内能；反弹过程，弹性势能转化为动能，但此时的动能比接触台面时的动能小；上升过程，动能转化为重力势能，到达M点时，重力势能与下降时相同，动能一定比下降时的小，但不一定为0，那么球仍可向上升，直到速度为0，所以N可能比M高。3小球从N点下降时，初速度为0，与台面接触的过程，有部分机械能转化内能，则再次上升过程，速度为0时，高度小于N点。5、 0.6 0【详解】1重力做功为2物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。三、计算题1、（1）200N；（2）150N；（3）1200J；（4）83.3%【详解】解：（1）石块浸没在水中时，排开水的体积是石块的体积，则受到的浮力是F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg0.02m3=200N（2）石块的质量50kg，则石块的重力G=mg=50kg10N/kg=500N完全露出水面后，滑轮组提升的重力即石块的重力，两个动滑轮总重为100N，动滑轮上的绳子段数是4段，即n=4，不计绳重和摩擦，则工人的拉力（3）水面到地面的距离为2m，石块从离开水面到地面的过程中，工人做的功W=Fs=4Fh=4150N2m=1200J（4）石块离开水面到地面滑轮组做的有用功W有=Gh=500N2m=1000J则滑轮组的机械效率答：（1）石块浸没在水中时，受到的浮力是200N；（2）工人的拉力大小是150N；（3）从离开水面到地面的过程中，工人做的功是1200J；（4）在石块离开水面后，滑轮组的机械效率是83.3%。2、（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。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）4.88105J；（2）3.75104Pa【详解】解：（1）着陆器下降100m其重力做功为W=Gh=4880N100m=4.88105J（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4.88105J；（2）着陆后，火星车对火星水平平整表面的压强为3.75104Pa。5、（1）1.5W；（2）83.3%【详解】解：（1）20s内拉力F所做的功为拉力F做功的功率（2）由图可知，n=3，物体A移动的距离物体A受到的摩擦力为有用功滑轮组的机械效率为答：（1）拉力F做功的功率为1.5W；（2）滑轮组的机械效率为83.3%。四、实验探究1、 74.07% 1.4 增加物体重力 越低 无关【详解】（1）1第1次实验测得的机械效率2弹簧测力计的示数为1.8N，动滑轮上的绳子段数是3段，不计绳重与摩擦，则实验中每个钩码重2N，则G=22N=4N则动滑轮重G动=3F-G=31.8N-4N=1.4N（2）3由第1、2次实验数据可知，提升重物不同，且提升重物越重，滑轮组的机械效率越高，即使用同一滑轮组，可以通过增加物体重力来提高滑轮组的机械效率。4由第1、3次实验数据可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。（3）5分析第3、4次实验数据可知，物体被提升的高度不同，滑轮组的机械效率相同，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。2、 转换法 不能 速度 错误 没有控制两个钢球的速度一定 增大 错误的【详解】（1）1实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。2若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。（2）3甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面时的速度不同，对木块做功多少不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。（3）45小明的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，则到达水平面的速度不同，故不能得出动能大小与质量的关系。（4）6 钢球沿斜面滚下过程中，速度变大，质量不变，动能增大。（5）7图丁、戊所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故错误的。