资源描述
九年级物理上册第十一章机械功与机械能章节训练
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、如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重的物体固定在无人机上，并控制无人机完成以的速度匀速上升、在空中悬停、以的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（ ）
①匀速上升阶段，物体相对于地面是运动的
②匀速上升阶段，物体的机械能不变
③匀速下降阶段，物体的重力势能转化为动能
④物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
A．只有①③正确 B．只有②④正确
C．只有①④正确 D．只有①②③正确
2、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%
3、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%
4、成语“水滴石穿”，比喻力量虽小，但只要坚持，功到自然成｡从物理的角度分析∶①力改变了石头的形状；②水滴冲击石头时，石头对水滴没有作用力；③水滴加速下落过程，重力对水滴做了功；④水滴加速下落过程，受到了平衡力的作用｡完全正确的一组是
A．①③ B．①② C．①④ D．②④
5、如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（ ）
A．F＝ f＝ B．F＝ f＝
C．F＝ f＝ D．F＝ f＝
6、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
7、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
8、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
9、2022年2月，我国成功举办了第24届冬奥会。图甲是2022年北京冬奥会会徽：它以汉字冬为灵感来源，运用中国书法艺术形态来展现出滑雪运动员的英姿。图乙是中国滑雪运动员谷爱凌在U形场地比赛的图片，关于比赛过程中的能量变化，其中叙述正确的是（ ）
A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点时，动能将达到最大
B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中机械能逐渐增大
C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中动能越来越小
D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中重力势能越来越小
10、在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重，在绳子自由端用的拉力把货物匀速提高，不计摩擦和绳重，则货物的重力和滑轮组的机械效率分别是（ ）
A．； B．；
C．； D．；
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，在整修寺庙的过程中，甲和尚用较大的力将一捆木料匀速提到3米高的庙墙上，乙和尚用较小的力将一篮瓦片匀速提到了8米高的房檐上。根据以上情景，小明和小红就甲、乙两个和尚所做功的多少进行了讨论。
小明的观点是：“甲和尚做功多，因为他用的力大”。
小红的观点是：“乙和尚做的功多，因为他提起的距离大”。
你认为小明的观点______，小红的观点______（选填“正确”或“错误”）；
根据现有条件，______（选填“能”或“不能”）准确比较两个和尚做功的多少。
2、如图所示，分别将质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度。若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力F甲______F乙，机械效率η甲______η乙，拉力的功率P甲______P乙。（均选填“>”、“=”或“<”）
3、一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率仅为40%，再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则重物B的重力为________N（不计滑轮组中的绳重和摩擦）。
4、假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时，小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处，小汽车______（选填“已经”或“没有”）超速；若此时小汽车的功率为80kW，它受到的阻力为______N。（此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”）
5、如图所示，工人用500N的力F将底面积为100cm2，重为800N的物体在10s内匀速提升了2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为______。若改用300N的力来拉这个物体，物体未被拉起，则物体对地面的压强为为______Pa。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。
2、如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
3、某工人利用如图所示的滑轮组提升重900N的物体，物体在18s内匀速上升了3m，绳子末端的拉力为400N，不计绳重和摩擦，求：
（1）工人做功的总功率；
（2）动滑轮的重力；
（3）若用此滑轮组匀速吊起另一物体时，该滑轮组的机械效率达到80%，求此时工人所用的拉力。
4、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。
5、如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用F=400N的拉力在1min内将总重为900N的泥土匀速提升10m。在这段时间内：
（1）拉力F所做的功是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小明想利用如图所示的实验装置（斜面、木块、不同质量的小钢球）“研究动能的大小与哪些因素有关”，请你帮助他完成如下实验方案：
（1）小球进入水平面时的动能是由 _____转化来的，实验时通过 _____来比较动能大小；
（2）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块 _____ ；
（3）实验中小明进行了如图中4步操作，由甲、乙两图可探究动能的大小与物体的 _____有关 ；
（4）由 _____三图可初步判断，在质量和速度这两个因素中，对物体动能影响较大的是速度。
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、C
【详解】
①匀速上升阶段，物体相对于地面的位置发生了变化，故物体相对于地面是运动的，故①符合题意；
②匀速上升阶段，物体的质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，故机械能变大，故②不符合题意；
③匀速下降阶段，速度不变，动能不变，因高度变小，重力势能变小，物体的重力势能没有转化为动能，故③不符合题意；
④根据已知条件，物体匀速上升的速度大于下降的速度，故物体匀速上升时的动能大，即物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能，故④符合题意。
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2、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。
3、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。
4、A
【详解】
①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的形状逐渐改变，故①正确；
②力的作用是相互的，水滴冲击石头时，石头对水滴也有相互作用的力，故②错误；
③水滴加速下落过程，重力的方向竖直向下，水滴下降的方向竖直向下，所以，重力对水滴做了功，故③正确；
④水滴下降的过程中，重力大于空气的阻力，做加速下落运动，受到的是非平衡力的影响，故④错误。
故选A。
5、C
【详解】
根据题意知道，拉力做的有用功
W有用＝Gh
拉力做的总功
W总＝Fs＝F×3h＝3Fh
斜面的机械效率
解得拉力
克服摩擦力所做的额外功
则摩擦力
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
6、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。
7、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。
8、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。
9、D
【详解】
A．谷爱凌在U形场地滑行向上冲击到最高点的过程中，动能转化为重力势能，所以在最高点时，动能最小，故A错误；
B．谷爱凌从U形场地空中的高点开始下落过程中需克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，故B错误；
C．谷爱凌在U形场地出发点加速下滑的过程中，速度越来越大，质量不变，所以动能越来越大，故C错误；
D．谷爱凌从U形场地出发点加速下滑的过程中，高度越来越低，质量不变，所以重力势能越来越小，故D正确。
故选D。
10、C
【详解】
A B．如图所示，两段绳子分担动滑轮和物重，故重物重
故AB不符合题意；
C D．不计绳重和摩擦力，故滑轮组的机械效率是
故C符合题意；D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、 错误 错误 不能
【详解】
[1][2]小明和小红的观点都是错误的，根据W=Fs，只明确一个物理量，无法比较做功的大小。
[3]仅知道物体移动的距离，不知道对物体施加力的大小，不能准确比较两个和尚做功的多少。
2、 > > <
【详解】
[1]甲图中为定滑轮，若不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，则所用的拉力
F甲=G
乙图中为动滑轮，不计绳重与摩擦，滑轮比物体轻，作用在绳子自由端的力为
故有
F甲>F乙
[2]质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，根据W=Gh，甲、乙做的有用功相同。因不计绳重与摩擦，故甲图中没有做额外功，所做的总功等于有用功，乙中要克服动滑轮的重力做额外功，有用功小于总功，根据可知，机械效率
η甲>η乙
[3]质量相同的物体在相同的时间内匀速提升相同的高度，根据有
，
可知拉力的功率
P甲<P乙
3、600
【详解】
重物A的重力
GA=mAg=10kg×10N/kg=100N
绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率
则提升重物A时，滑轮组的机械效率
解得动滑轮重力
G动=150N
再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则
解得重物B的重力GB=600N。
4、 已经 1.8×103N
【详解】
[1]由可得，客车从标识牌0m处行驶至100m处所用的时间
由题意可知，小汽车从标识牌0m行驶至200m所用时间
小汽车的速度
高速公路限速120km/h，即小汽车已经超速。
[2]由
可得小汽车此时的牵引力
5、 80% 40000
【详解】
[1]对物体做的有用功
由图可知，动滑轮由2段绳子吊着，所以n=2，则s=2h=2×2m=4m，拉力做的总功为
则滑轮组的机械效率为
[2]工人用500N的力拉物体，物体匀速上升，处于平衡状态，受到的绳子的拉力和重力大小相等；若改用300N的力来拉这个物体，物体未被拉起，此时物体也处于平衡状态，受到的绳子的拉力、地面的支持力和重力三力平衡，则此时物体受到的支持力为减小的拉力，即
此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力为相互作用力，大小相等，则
物体的底面积为S=100cm2=0.01m2，物体对地面的压强为
三、计算题
1、（1）1.8g/cm3；（2）3.2×104Pa；（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=0.05×320N=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=16N×0.5m/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3.2×104Pa；
（3）送餐机器人此次送餐的过程中牵引力做功的功率为8W。
2、（1）5N；（2）1J；（3）2700Pa
【详解】
解：（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力
（2）潜水器的底面积
由
能够得出，漂浮时浸入水中的深度
潜水器下降的距离
潜水器的重力所做的功
（3）潜水器匀速下沉时，随的变化关系式为
解得
依题意，潜水器浸没后加速下沉，随的变化关系不变
即
潜水器沉底静止时，，受到的吸力，潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重等于容器中只装25cm深的水重，容器的底面积
潜水器和水的总重
潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力
由得，容器对铁板的压强
答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功1J；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。
3、（1）200W ；（2）300N；（3）500N
【详解】
解：（1）由图可知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3h=3×3m=9m
使用滑轮组做的总功
W总=Fs=400N×9m=3600J
工人做功的总功率
（2）不计绳重和摩擦力，绳子自由端的拉力
则动滑轮的重力
G动=3F-G物=3×400N-900N=300N
（3）不计绳重和摩擦，由
机械效率为80%时，物体的重力
工人所用的拉力
答：（1）工人做功的总功率为200W；
（2）动滑轮的重力为300N；
（3）工人所用的拉力为500N。
4、（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。
5、（1）12000J；（2）200W；（3）75%
【详解】
解：（1）由图可知n=3，绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×10m=30m
拉力做的总功为
W总=Fs=400N×30m=12000J
（2）拉力做功的功率为
（3）有用功为
W有=Gh=900N×10m=9000J
滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F所做的功是12000J；
（2）拉力F做功的功率是200W；
（3）滑轮组的机械效率是75%。
四、实验探究
1、 重力势能 木块被推动的距离大小 恢复到原位置 质量 甲、乙、丁
【详解】
（1）[1]由图知，同一小钢球分别从同一斜面不同高度由静止滑下，小钢球的质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。
[2]根据转换法可知，实验中通过小钢球推动木块移动的距离来反映动能的大小。
（2）[3]在实验的过程中，通过木块滑动的距离来判定动能的大小，故重新实验时，应把木块恢复到原位置。
（3）[4]由图可知，甲、乙中小钢球的高度相同，质量不同，推动木块移动的距离不同，所以探究的是动能与质量的关系。
（4）[5]由甲、丁可知质量不变时，速度变为原来的2倍，木块移动的距离要大于乙图中木块移动的距离，这说明丁中物体的动能大，即速度对动能的影响大，故由甲、乙、丁三图可初步判断，在质量和速度这两个因素中，对物体动能影响较大的是速度。
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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