2022年沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能重点解析试题(详解).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能重点解析 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、仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（）A机械效率B功率C功D有用功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、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A力F1和F2做的总功相同B力F1和F2做功的功率相同C两个滑轮组机械效率一样大D甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高4、如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）ABCD5、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（）匀速上升阶段，物体相对于地面是运动的匀速上升阶段，物体的机械能不变匀速下降阶段，物体的重力势能转化为动能物体匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能A只有正确B只有正确C只有正确D只有正确6、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%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、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9、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10、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，用滑轮组将重力为540N的重物匀速提升2m，所用拉力F为200N，则滑轮组的机械效率为_，如果要提高滑轮组的机械效率，你的做法是_。（答出一条即可）2、如图为某商场内的自动扶梯，若小明同学站在以1m/s速度匀速向上运行的自动扶梯上，通过10m的路程，需_s，运行过程中他的动能将_，机械能将_.（后两空选填“增加”、“不变”或“减少”）.3、在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与_的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑_（填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。4、福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时_h；列车减速进站时，动能变_。5、小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为_J，他所做总功的功率是_W。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、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 5103N，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 5.0103J，求动滑轮重。2、为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：（1）小明和自行车的总重力；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。3、将重为24N的重物用图示滑轮组匀速提升3m，所用拉力F=10N。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。 4、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；（2）拉力F的大小。5、某同学用如图所示的装置匀速提升重力为200牛的物体，滑轮重力和摩擦不计，若物体在以0.3m/s的速度匀速上升0.6米。求：（1）拉力做的功 W；（2）所用的时间t；（3）拉力的功率P。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选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）该实验中物体的动能是指_（选填“钢球”或“木块”）的动能。（2）比较_两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系。（3）图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制_相同，探究钢球的动能大小与_的关系。（4）选择甲、乙两次实验进行比较，可以研究_（选填“超载”或“超速”）带来的危害。2、测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表，请问答以下问题：次数钩码重力G/N钩码上升的高度h/cm拉力F/N绳端移动的距离s/cm机械效率11.0100.63055.6%21.5100.83032.0101.03066.7%42.0201.06066.7%（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运动，第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为_N；（2）第2次实验时，滑轮组的机械效率是_；（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越_。滑轮组的机械效率越高；（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率是_。A增大绳重B减轻动滑轮重C加快物体提升的速度-参考答案-一、单选题1、B【详解】建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。故选B。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、D【详解】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。AB若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为s甲=3h，s乙=4h甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总F13h乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总F24h已知F1=F2，所以W甲总W乙总，故B错误；已知时间相同，由公式P 可知，P甲总P乙总，故A错误；CD甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为甲100%同理可得，乙滑轮组的机械效率为乙所以甲乙，故C错误，D正确。故选D。4、B【详解】A物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；B物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；C物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；D运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。5、C【详解】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，故符合题意；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，故不符合题意；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，故不符合题意；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，故符合题意。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。6、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。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】AB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。9、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。10、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。二、填空题1、 90% 增加重物的重力【详解】1由图示知，滑轮组承重绳子为3根，重物提升2m，绳子端移动的距离s=3h=32m=6m滑轮组的机械效率2要提高滑轮组的机械效率，可增加提升重物的重力，此时，提升重物所做的有用功增大，机械效率增大。2、 10 不变 增加【详解】小明通过10m的路程需要的时间是： ；由于在小明上升过程中，其质量不变，速度不变，即动能不变；但其高度变大，即他的重力势能变大，由于机械能等于动能和势能之和，故机械能变大3、 高度 B【详解】1相同的皮球质量不变，由于从不同高度自由下落，则目的是探究重力势能与高度的关系。2当皮球从较高的地方下落时，落地时的动能更大，则与地面撞击后形变量更大，形成的黑色圆斑更大，故B是皮球从较高处下落形成的。4、 0.6 小【详解】1高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时2列车减速进站时，质量不变，速度减小，所以动能变小。5、 360 24【详解】1小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功2上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率三、计算题1、（1）3104J；（2）2.4104J； 1.2104N；（3）500N【详解】解：（1）由图可知，物体由3根绳承担，所以s=3h=32m=6m拉力做的总功为W总=Fs=5103N6m=3104J（2）根据公式 可得，拉力所做的有用功为W有用=W总=80%3104J=2.4104J物重为（3）拉力所做的额外功为W额外=W总-W有用=3104J-2.4104J=6103J其中克服动滑轮的重所做的额外功为W额动=6.0103J-5.0103J=1.0103J动滑轮的重为答：（1）拉力做的总功为3104J；（2）有用功为2.4104J；物重为1.2104N；（3）若克服摩擦和钢绳重所做的功为 5.0103J，动滑轮重为500N。2、（1）750N；（2）；（3）75W【详解】解：（1）小明和自行车的总重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)10N/kg=750N（2）他骑行时自行车对地面的压强（3）阻力为f=0.02G=0.02750N=15N因为匀速，所以动力等于15N，速度为他骑行时的功率是P=Fv=15N5m/s=75W答：（1）小明和自行车的总重力750N；（2）他骑行时自行车对地面的压强；（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。3、（1）72J；（2）80%；（3）6N【详解】解：（1）该过程中的有用功W有=Gh=24N3m=72J（2）由图知，n=3，绳子自由端被拉下的距离s=3h=33m=9m拉力做的总功W总=Fs=10N9m=90J滑轮组的机械效率（3）不计轮轴间摩擦及绳重时，动滑轮重力G动=3F-G=310N-24N=6N答：（1）该过程中的有用功是72J；（2）滑轮组的机械效率是80%；（3）动滑轮的重力是6N。4、（1）80%；（2）100N【详解】解：（1）提升物体做的有用功W有=Gh=240N3m=720J由功率公式可得，拉力所做的总功W总=Pt=90W10s=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=33m=9m由WFs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。5、（1）120J；（2）2s；（3）60W【详解】解：（1）物体的重力G=200N，物体上升的速度v=0.3m/s，上升的高度h=0.6m，由图可知滑轮组绳子段数为2，则人对绳子的拉力为绳子自由端移动的距离s=2h=0.6m2=1.2m则拉力做的功为W=Fs=100N1.2m=120J（2）物体上升所用的时间为（3）拉力的功率为 答：（1）拉力做的功W等于120J；（2）所用的时间t为2s；（3）拉力的功率P等于60W。四、实验探究1、 钢球 甲、乙 速度 质量 超速【详解】（1）1该实验中所探究物体的动能是指钢球的动能，该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近来反映的，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大，这里采用了转换法。（2）2探究小球的动能与速度的关系时，需要控制小球的质量相同，速度不同，即让质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滑下，钢球到达斜面底端时速度不同，故需要对比甲、乙两次实验。（3）34换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，由于高度相同，则到达水平面的速度是相同的，所以目的是控制速度相同，由于质量是不同的，所以探究钢球的动能大小与钢球质量的关系。（4）5选择甲、乙两次实验进行比较，质量相同的钢球到达水平面时的速度不同，可以研究超速带来的危害，一旦发生事故，速度越大，危害越大。2、 0.6 62.5% 大 B【详解】（1）1第1次实验时，如图所示，弹簧测力计示数分度值是0.1N，示数为0.6N。（2）2第2次实验时，滑轮组的机械效率 （3）3分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组，钩码的重力不同，滑轮组的机械效率不同，可以得到使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。（4）4A增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故A不符合题意。B减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大，故B符合题意。C机械效率与物体提升的速度无关，加快物体提升的速度，滑轮组的机械效率不变，故C不符合题意。故选B。