考点解析-沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步测试试卷(含答案详解).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步测试 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2022年北京冬奥会自由式滑雪比赛中，我国运动员谷爱凌获得冠军，她在雪道上自由下滑的过程中，如果不计雪道阻力和空气阻力，下列说法中正确的是（）A动能不变，重力势能不变，机械能不变B动能增大，重力势能增大，机械能不变C动能增大，重力势能减少，机械能不变D动能减少，重力势能减少，机械能减少2、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3、小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼假设他上楼的速度相同，则这两种方法中A第一种所做的总功多一些B第二种对书做的功多一些C第一种搬书的功率大一些D第二种搬书的效率大一些4、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3WB1min内物体移动的距离为36mC1min内所做的有用功为1440JD该滑轮组的机械效率为85%5、一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如图所示）甲中装水乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（）A重力势能变化量不相同B获得的动能相同C在食用油中重力做功慢D机械能不变6、如图，滑雪运动员正在比赛，下列分析正确的是（）A雪地上的影子是光的折射形成的B运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能不变C滑雪板可以减小运动员对雪地的压强D运动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，运动状态保持不变7、牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是（）A重力势能转化为动能，动能增加B动能转化为重力势能，动能减小C动能转化为重力势能，重力势能增加D无能量的转化，重力势能和动能不变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，06s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24s内，物体克服摩擦力所做的功为（）A10JB30JC50JD80J9、如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）A小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能B小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用C小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小D小球在B点时受到平衡力的作用10、如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则（）A经过10s建筑材料被提升4mB工人对绳子的拉力为300NC经过10s工人做的有用功为2280JD此过程中该滑轮组的机械效率为90%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、在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。在投掷的过程中，小明_（选填“有”或“没有”）对实心球做功，实心球在最高点时_（选填“具有”或“不具有”）动能。球从最高点到落地点的过程中，忽略空气阻力，球的机械能_（选填“增大”“减小”或“不变”）。2、如图所示，用平行于斜面、大小为2.5N的拉力F，将重为3.6 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，如果机械效率是72%，则斜面高度为_m。3、小明新购了一批书，将书从一楼搬到三楼，小红想测定小明一次全部搬完书的过程中对书做功的功率。于是小红进行了如下的实验步骤：（A）测出所有书的总质量m；（B）测出楼梯的总长度L；（C）测出一楼到三楼的竖直高度h；（D）测出小明搬书上楼所用的时间t；（E）计算出小明搬书的功率P小红的实验步骤中多余的是：_。（填写步骤前的字母即可）实际中由于书较多，小明采用分两批将书搬上三楼的办法搬完了书，两种搬书的方法：是把所有书一次搬上楼；是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设小明搬书上楼的速度相同，两种方法中功率大的是_；机械效率高的是_。（填序号或）4、一攀岩爱好者体重为490N，背着质量为5kg的背包用20min登上10m高的峭壁，在此过程中，攀岩者对背包做功_J，他对自己和背包在上升过程中做功的平均功率是_W。（g取10N/kg）5、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。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、将重为20N的重物用图示滑轮组匀速提升3m，所用拉力F=8N。不计轮与轴间的摩擦及绳重。求：（1）该过程中的有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）动滑轮的重力。2、如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（）3、如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在300N的拉力作用下，使质量为63kg的建筑材料以0.2m/s的速度匀速竖直上升，不计绳重和摩擦，求：（1）请你画出滑轮组的绕线；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重力。4、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。5、科技慢慢融入人们的日常生活。如图所示，临沂某餐厅的送餐机器人质量为30kg，它与地面的接触面积为0.01m2。某次在水平路面上送餐的过程中，托着2kg的物体受到的阻力是总重的0.05倍，10s内匀速运动了5m。（g=10N/kg）求：（1）送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的。有一小块玻璃钢材的质量为90g，体积为50cm3，该材料的密度是多少；（2）此时机器人对水平地面的压强；（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟_有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟_有关。【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越_；【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：_；【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车_（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。2、某实验小组利用如图装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：竖直向上拉动弹簧测力计匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺测出A上升的高度为h。若本次实验中，提升的钩码重G一定，如果只将钩码的悬挂点由A移至C处，但O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度h，则有用功为_，杠杆的机械效率将_（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。-参考答案-一、单选题1、C【详解】运动员在雪道上自由下滑时，不计雪道阻力和空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒。下滑过程，质量不变，速度变大，高度降低，所以动能增大，重力势能减少。故选C。2、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。3、C【详解】AB这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次对书所做的有用功相等； 第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，因此第二种所做的额外功大于第一种所做的额外功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功，故AB不符合题意；C因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次，所以第二种所用时间长;两次搬书对书做的功相同，由P=可知P1P2，故C符合题意；D由=100%可知，12，故D不符合题意4、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；D1min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。5、C【详解】A重力做功为W=Gh，所以重力做功相同，重力势能变化量相同，故A错误；B获得的动能不同，在煤油中阻力更大，动能小，故B错误；C根据可知，在水和食用油中重力做功相等，食用油中时间长，重力做功慢，故C选项正确；D由于液体有阻力，机械能会减小，故D错误。故选C。6、C【详解】A雪地上的影子是光的直线传播形成的，故A错误；B运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，高度逐渐降低，重力势能逐渐变小，故B错误；C滑雪板一般比较宽，是通过增大受力面积的方法从而来减小运动员对雪地的压强，故C正确；D动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，由重力势能转化为动能，运动速度在加快，运动状态发生改变，故D错误。故选C。7、A【详解】苹果从树上落下过程中，质量不变，速度变大，故动能增加，同时其高度降低，故重力势能减小，故A正确，BCD错误。故选A。8、B【详解】由图丙可知，在24s内物体运动的速度是，由得，在24s内物体通过得路程是由图乙可知，在24s内拉力的大小是3N，物体克服摩擦力所做的功为故选B。9、A【详解】AB小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误；C小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误；D小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。故选A。10、B【详解】A两根绳子分担动滑轮重，故建筑材料移动的速度为经过10s建筑材料被提升故A错误；B工人对绳子的拉力为故B正确；C经过10s工人做的有用功为故C错误；D此过程中该滑轮组的机械效率为故D错误。故选B。二、填空题1、 有 具有 不变【详解】1在投掷过程中，实心球在力的方向上有位移，所以小明对实心球做了功。2实心球在最高点时，有向右的速度，所以实心球有动能。3从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低，所以动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，机械能是守恒的，即实心球的机械能保持不变。2、0.2【详解】由图可知所做的总功根据得所做的有用功斜面高度为3、 B 【详解】1测量小红同学搬运器材过程中对箱子做功的功率，需结合公式P=； m为箱子的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间。所以需要台秤测量箱子的质量 m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t，由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度，即步骤B是多余的； 2这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W=Gh可知，两次所做的有用功相等，即W1=W2；方法所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法的额外功大于方法的额外功，故方法的总功（W书+2W人）大于方法的总功（ W书+W人）；因上楼的速度相同，方法需要上楼二次，所以方法所用时间是第一次的两倍，由P=可知P1P2，即方法功率大；3两次所做的有用功相等，方法做的总功较少，由=可知， 12即机械效率高的是方法。4、 500 4.5【详解】1 背包所受的重力在此过程中，攀岩者克服重力做功2人和背包的总重力 人对自己和背包做的功做功的平均功率5、 0.4 200【详解】1木箱的平均速度2推力的平均功率三、计算题1、（1）60J；（2）83.3%；（3）4N【详解】解：（1）该过程中的有用功（2）由图知，承重绳子股数拉力做的总功滑轮组的机械效率（3）不计轮轴间摩擦及绳重时，拉力所以动滑轮的重力答：（1）该过程中的有用功60J； （2）滑轮组的机械效率83.3%；（3）动滑轮的重力4N。2、（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）【详解】解：（1）物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据可知，其对地面的压强其对地面的压强是4000Pa。（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作用，则滑轮组对物体A的拉力滑轮组对物体A的拉力是3350N；根据得动滑轮的重力提升重物过程中所做有用功提升重物过程中所做的额外功滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率约是88.5%。（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率，由得，物体B未接触水面前绳端的拉力由可得，物体B的重力又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力物体B在水中所受浮力根据可知，物体B的体积由得，物体B的质量再根据可知物体B的密度物体B的密度是。答：（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；（2）此时整个机械的机械效率约是88.5%；（3）物体B的密度是。3、（1） ；（2）180W；（3）70%；（4）270N【详解】解：（1）由题意可知，建筑材料的重力不计绳重和摩擦，根据可知，承担物重的绳子段数由此可推测承担物重的绳子段数n为3，故滑轮组的连接方式如下：（2）由可知，拉力的功率（3）由题意可知，滑轮组的机械效率（4）根据可知，动滑轮的重力答：（1）见解析；（2）拉力的功率为180W；（3）滑轮组的机械效率为70%；（4）动滑轮的重力为270N。4、（1）3.6105 J；（2）1.8104 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WFs1200N300m3.6105 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3.6105 J；(2)行驶过程中小轿车的功率是1.8104 W。5、（1）1.8g/cm3；（2）3.2104Pa；（3）8W【详解】解：（1）有一小块玻璃钢材的质量为90g，体积为50cm3，该材料的密度为（2）机器人对水平地面的压力为F=G总=m总g=(30kg+2kg)10N/kg=320N则机器人对水平地面的压强为（3）送餐的过程中，托着2kg的物体受到的阻力是总重的0.05倍，则受到的阻力为f=0.05G总=0.05320N=16N因为送餐机器人做匀速运动，所以送餐机器人的牵引力为F牵=f=16N送餐机器人10s内匀速运动了5m，则送餐机器人运动的速度为送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率为P=F牵v=16N0.5m/s=8W答：（1）该材料的密度是1.8g/cm3；（2）此时机器人对水平地面的压强为3.2104Pa；（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率为8W。四、实验探究1、 速度 质量 大 质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大 超载【详解】1“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。2“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。3物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。4分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。5甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。2、 Gh 变大【详解】1杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，G不变，h不变，则有用功为W有Gh2易知有用功不变，实验中要克服杠杆重力做额外功，因W有+W额W总设杠杆重心升高的距离为h，所以有Gh+G杠hFh1G不变，h不变，G杠不变，钩码从A点到C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆重心升高的距h变小，所以Gh+G杠h变小，所以Fh1也变小，根据分母变小，分子不变，所以杠杆的机械效率变大。