2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节测评试题.docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节测评
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、在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（　　）
A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．始终不变
2、如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则它们的关系正确的是（　　）

A．F1＝F2，W1＞W2，P1＞P2
B．F1＝F2，W1＞W2，P1＝P2
C．F1＜F2，W1＝W2，P1＝P2
D．F1＜F2，W1＝W2，P1＜P2
3、如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（　　）

A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B．增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小
C．物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J
D．物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J
4、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
5、在图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　）
A．运动员举着杠铃不动 B．工人推汽车，车没动
C．人将箱子从地面搬起来 D．大力士顶住轮胎不动
6、关于功和机械能及其转化，下列说法正确的是（　　）
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
B．卫星从远地点运行到近地点，重力势能减小，动能增大
C．电梯匀速上升过程中，电梯的动能转化为重力势能
D．功率越大，做功越多
7、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
8、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
9、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
10、如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（　　）

A．观光屋上升时重力势能增加、动能减小
B．观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动
C．由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变
D．摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力
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，王老师用10N的水平推力推着推车，10s前进了5m，则王老师对推车做的功为______J，此时的功率为______W。

2、如图所示，某工人师傅用平行于斜面向上、大小为500N的推力，把木箱从长4m的斜面底端推到顶端用时10s，整个过程木箱的平均速度为________m/s，推力的平均功率为_________W。

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，明明同学用20牛的水平推力推动重为200牛的超市购物车，购物车在20秒内沿水平方向前进了10米，松手后购物车继续滑行1米，在整个过程中推力做功为______焦，重力做功为_____焦。

5、如图所示，斜面长为s=2m，高为h=lm。装卸工人用沿斜面向上的拉力F将重1000N的货物从斜面底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为80%，则工人拉力F做的功为______J。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：
（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?
（2）小汽车的速度v是多少km/h?
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?

2、用如图所示滑轮组提升重为240N物体，已知物体在10s内匀速上升3m，拉力F的功率是90W，求：
（1）滑轮组的机械效率η；
（2）拉力F的大小。

3、一辆小轿车以15 m/s的速度在水平公路上匀速行驶300m，受到的阻力是1200N。求：
(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功；
(2)行驶过程中小轿车的功率。
4、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。
5、木块在大小为20牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进5米，求此过程中拉力做的功W及功率P。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在测滑轮组的机械效率时，老师给小红和小明同样的滑轮，他们却连成了不同的滑轮组，如图所示，小红说：我的滑轮组绳子段数多，所以更省力，因此机械效率也更大。小明说：我不信，我们通过实验看看吧。他们实验的数据如下：
次数
钩码重/N
钩码上升的高度/cm
弹簧测力计的示数/N
弹簧测力计移动的距离/cm
小红
2
10
0.8
40
小明
2
10
1.0
30
（1）小红测得滑轮组的机械效率为______，小明测得滑轮组的机械效率______（填“大于”、“小于”或“等于”）小红滑轮组的机械效率，比较小红和小明所测得的两个滑轮组的机械效率可知：______应该是影响滑轮组机械效率高低的主要因素；
（2）实验后小明想：对于同一个滑轮组，它的机械效率是否不变呢？思考后他认为：即使象图甲那样已绕好的滑轮组，机械效率也不是固定的，还应该与______有关，并用实验验证了自己的猜想是正确的。小明的实验方法是：______。

2、如图所示，测量小强做引体向上的功率，需要的测量工具有磅秤、刻度尺和_________。需要测的物理量有小强质量m、做n个引体向上所用的时间t和身体向上运动的高度h，则功率的表达式P= _______。小强同学共做了10个引体向上，做前5个较快，后5个做得较慢，则他做前5个引体向上时做的功 _______（大于/小于/等于）后5个引体向上时做的功。

-参考答案-
一、单选题
1、D
影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
【详解】
在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【点睛】
掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。
2、D
【详解】
AB．由图知，斜面AB的倾斜角度小于斜面AC，且分别拉动同一物体，所以物体沿AB运动时拉力F1较小，即
F1＜F2
故AB错误；
CD．斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有做额外功，所以拉力在两斜面上做功都等于克服物体重力做的功，由W＝Gh可知，拉力做的功相同，即
W1＝W2
从底部匀速拉到顶点A物体的速度相同，且F1＜F2，根据公式

可知，物体沿AB运动时拉力F1的功率较小，即P1＜P2，故C错误；D正确。
答案D。
3、B
【详解】
A．由图可知，起重机的吊臂可以视为支点在O点，力臂分别为OA、OB的杠杆，故A正确，不符合题意；
B．滑轮组的机械效率

增加起吊物体的质量时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值变大，则滑轮组的机械效率变大，故B错误，符合题意；
C．物体上升2m，滑轮组所做有用功
W有=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J
故C正确，不符合题意；
D．滑轮组所做总功

故D正确，不符合题意。
故选B。
4、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。
5、C
【详解】
A．运动员举着杠铃不动，有力没有距离，故人不做功，故A不符合题意；
B．工人推汽车，车没动，有力但是没有距离，不做功，故B不符合题意；
C．人将箱子从地面搬起来，有力，并且在力的方向上移动距离，故人做了功，故C符合题意；
D．大力士顶住轮胎不动，有力但是没有距离，不做功，故D不符合题意。
故选C。
6、B
【详解】
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，方向不一致，所以吊车的拉力对重物没有做功，故A错误；
B．卫星在大气层外运行，不受空气阻力，其机械能是守恒的，卫星从远地点运行到近地点过程中，质量不变，相对高度减小，所以重力势能减小，同时速度增大，动能增大，故B正确；
C．电梯匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，高度增大，所以电梯的动能保持不变，重力势能增大，但是不是动能转化来的，故C错误；
D．功率大，是做功快，不一定做功多，故D错误。
故选B。
7、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。
8、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。
9、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。
10、D
【详解】
A．观光屋上升时，速度大小不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大；故A不正确；
B．观光屋上升到最高点，依然是匀速运动状态；突然所有外力消失，由于惯性，观光屋会做匀速直线运动，故B不正确；
C．匀速圆周运动，运动的方向一直在发生改变，所以人的运动状态也一直在改变，故C不正确；
D．摩天轮静止时，观光屋在缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力的作用下处于平衡状态，所以缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、     50     5
【详解】
[1]王老师推推车的力在水平方向，推车也在水平方向运动，所以王老师对推车做了功，王老师对推车做的功

[2]功率为

2、     0.4     200
【详解】
[1]木箱的平均速度

[2]推力的平均功率

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、     200     0
【详解】
[1]明明同学用20牛的水平推力推动超市购物车沿水平方向前进了10米。松手后车继续向前滑行一米是由于惯性向前运动，此过程人对车没有推力，不做功，整个过程中推力做功为
W=Fs=20N×10m=200J
[2]重力的方向是竖直向下的，购物车沿水平方向上运动，在竖直方向上没有发生位置的移动，故重力不做功，即做功0。
5、1250
【详解】
[1]将货物从斜面底端匀速拉到顶端，根据做功的计算公式可得，所做的有用功为
W有用=Gh=1000N×1m=1000J
由

可得，拉力做的总功为

三、计算题
1、（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】
解：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强

（2）小汽车的速度v是

（3）小汽车通过AB段时，牵引力

小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1

（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力

通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和

小汽车牵引力的功率P1与P2之比

答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；
（2）小汽车的速度v是60km/h；
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。
2、（1）80%；（2）100N
【详解】
解：（1）提升物体做的有用功
W有=Gh=240N×3m=720J
由功率公式可得，拉力所做的总功
W总=Pt=90W×10s=900J
滑轮组的机械效率

（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数
n=3
则绳端移动的距离
s=nh=3×3m=9m
由W＝Fs可得，拉力

答：（1）滑轮组的机械效率为80%；
（2）拉力F的大小为100N。
3、（1）3.6×105 J；（2）1.8×104 W
【详解】
(1)由于轿车沿水平方向做匀速直线运动处于平衡态，所以
F ＝f ＝1200 N
小轿车牵引力所做的功
W＝Fs＝1200N×300m＝3.6×105 J
(2)行驶过程中小轿车的功率　

答：(1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功是3.6×105 J；
(2)行驶过程中小轿车的功率是1.8×104 W。
4、（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。
5、100J，10W
【详解】
解：此过程中拉力做的功

功率为

答：此过程中拉力做的功W为100J，功率P为10W。
四、实验探究
1、     62.5%     大于     动滑轮的重力     物重     通过改变所挂钩码的重力，多次实验来测机械效率。
【详解】
（1）[1][2][3]根据表中数据，，钩码上升的高度为

根据有用功公式可得小红的有用功

由表中可知小红使用的滑轮组自由端拉力，自由端移动的距离

根据总功公式可得小红的总功

因此小红实验组的机械效率为

同理对小明的情况分析根据表中数据，，钩码上升的高度为

根据有用功公式可得小红的有用功

由表中可知小红使用的滑轮组自由端拉力，自由端移动的距离

根据总功公式可得小红的总功

因此小红实验组的机械效率为

故小明测得滑轮组的机械效率大于小红测的机械效率。比较小红和小明所测得的两个滑轮组的机械效率可知小明组实验的动滑轮比小红组的动滑轮的重力明显要小，因此可知应该是动滑轮的重力是影响滑轮组机械效率高低的主要因素。
（2）[4][5]对于同一个滑轮组在拉动不同重力的物体时，机械效率也是不一样的，当滑轮组不变时，所拉重物的重力越大，机械效率越高。验证的方式可以通过改变所挂钩码的重力，多次实验来测机械效率。
2、     秒表          等于
【详解】
[1]由

得，测量小强做引体向上的功率，需要测量小强的质量，身体向上的高度和所用的时间，因此需要的测量工具有磅秤、刻度尺和秒表。
[2]小强质量m、做n个引体向上所用的时间t和身体向上运动的高度h，则小强做的总功为
W=Gh总=nmgh
功率

[3]小强同学共做了10个引体向上，做前5个较快，后5个做得较慢，小强的重力大小不变，每次身体向上的高度相同，所以他做前5个引体向上时做的功等于后5个引体向上时做的功。