沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步训练试卷（详解版）.pdf

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1、九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步训练考试时间：9 0 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H卷（非选择题）两部分，满分10 0 分，考试时间9 0 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2 0 分）1、十年磨剑，载誉归来！2 0 2 0 年 12 月 17日1 时 5 9 分，嫦娥五号返

2、回器携带月球样品成功着陆。返回舱进入大气层离地面一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的（）A.动能不变，重力势能减少 B.动能减少，重力势能减少C.动能增加，重力势能减少 D.动能不变，机械能不变用力提着水桶在水平方向移动3、如图甲所示，物体在水平拉力尸的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0 6 s 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 4 s 内，物体克服摩擦力所做的功为()A.10 J B.3 0 JC.5 0 J D.8 0 J4、2 0 2 2 年 2月 15 日，中国选手苏翊鸣夺得北京2 0 2 2 年东奥会单板滑雪男子大跳台

3、冠军，实现了中国单板滑雪在东奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点4 由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他 的（）A.重力势能增大，动能减小 B.重力势能减小，动能增大C.重力势能减小，动能减小 D.重力势能增大，动能增大5、2 0 2 2 年 2 月8 日，谷爱凌摘得冬奥会自由式滑雪大跳台金牌的比赛场景如图所示。图中的运动员从低处向高处跃起后下落的过程中，下列说法正确的是（）A.运动员从低处运动到高处时，动能不断增加B.运动员从高处运动到低处时，动能转化为重力势能C.运动员运动到最高点时重力势能最大D.运动员运动到最高点时不具有惯性6、北京冬奥会引入的A I 评分系统，能逐帧抓

4、取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升Qab)及下落(be)瞬间，下列说法中正确的是()bA.运动员在段重力势能增大，动能减小B.运动员在a b 段重力势能减小，动能增大C.运动员在A段重力势能减小，动能减小D.运动员在6c 段重力势能增大，动能增大7、在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380 N 的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为2 0 0 N,建筑材料在5s 内匀速上升5m,不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是()A.动滑轮所受重力为I O N B.滑轮组所

5、做的有用功为2 0 0 0 JC.工人所用拉力的功率为380 W D.滑轮组的机械效率为95%8、在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重2 0 N,在绳子自由端用1 0 0 N 的拉力把货物匀速提高1 m,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.2 0 N；80%B.2 0 N；90%C.1 80 N；90%D.1 80 N；80%9、如图为小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是（）A.小孩在力点具有的动能最大B.小孩从6 荡到C 的过程中，动能转化为势能C.小孩从。荡到6 的过程中，动能转化为势能D.小孩从力荡到6 的过程中，在 6 点的机械能大于4 点的机械能1 0、小明在探究

6、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：被提升的物体的重力；物体被提升的高度；动滑轮的重力；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.B.C.D.第n卷（非 选 择 题80分）二、填空题（5 小题，每小题4 分，共计2 0 分）1、2 0 2 2 年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，1 7 岁中国小将苏翊鸣摘得金牌，成为冬奥历史上该项目最年轻的金牌获得者。比赛场地简化如图所示，力 C 为助滑道，8 为 4 c 的最低点。运动员某次从/点由静止开始下滑到达6 点的过程中（不考虑一切阻力），重力

7、势能转化 能，机械能（选 填“增大”、“减小”或“不变”）o2、如图所示，王老师用1 0 N 的水平推力推着推车，1 0 s 前进了 5 m,则王老师对推车做的功为J,此时的功率为一3、如图所示物体重1 0 0 N,用滑轮组使物体沿水平面以0.2 m/s 的速度匀速运动1 0 s,所用水平拉力尸为 2 0 N,若物体水平运动时受到的摩擦力为4 5 N,在运动过程中拉力厂所做的功为 J,拉力厂的功率为 W,该 滑 轮 组 的 机 械 效 率 为。4、如图所示，用平行于斜面、大小为2.5 N 的拉力凡 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7 2%,则斜面高度为 mo5、如图

8、所示，是我国神舟1 3 号载人飞船返回舱于2 0 2 2 年 4月 1 6 日返回地面下落的情景。在此过程中 返 回 舱 的 重 力 势 能 （选 填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，坐在返回舱里的航 天 员 王 亚 平 是 （选 填“运动”或“静止”）的。三、计算题（5 小题，每小题8 分，共计4 0 分）1、如图所示，用沿斜面方向的推力凡将一个重为1 0 0 N 的物体由斜面底端4 匀速推到顶端6,运动过程中物体克服摩擦力做了 1 0 0 J 的功。已知斜面长f l O m,高炉4 m。求：（1）运动过程中所做的有用功；（2）斜面的机械效率;（3）推力/大小。2、最近，公交公司更换了

9、一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车总质量为4 x 1 03k g ,车匀速行驶时所受阻力是总重的0.5 倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，2 m i n 内行驶了 1 2 0 0 m （g 取1 0 N/k g）,求：（1）该公交车受到的牵引力。（2）公交车在2 m i n 内牵引力所做的功。（3）公交车这段时间内做功的功率。3、小超与同学到某工地参观，看到工人操作电动机通过如图所示滑轮组将正方体石料从水池底竖直匀速吊起。他们通过调查得知：石料的边长为0.2 m,密度为2.5 x 1 O k g/n?,石料上升时速度恒为0.4 m/s,圆柱形水池的底面

10、积为0.2 m?,动滑轮重为3 0 N。请根据他们的调查数据求：（不计绳重和摩擦，x ,=1.0 x 03k g/m3,g 取 1 0 N/k g）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑轮组的机械效率；（4）石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间；并推导出该过程中电动机的输出功率单位：W）与时间力（单位：s）的函数关系式。4、“共建卫生城市，构建美好家园”，如图所示是“雾炮车”喷洒水雾以减少扬尘的情段。某次喷酒完后，该车在4 x l O N 的牵引力作用下，匀速通过2 0 0 m 的平直道路用时2 0 s。求：(1)此过程中该车的速度；(2)此过程中该车牵

11、引力的功率。5、将重为2 4 N 的重物用图示滑轮组匀速提升3 m,所用拉力片1 0 N。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。四、实验探究(2 小题，每小题1 0 分，共计2 0 分)1、如图是小明探究”动能大小与哪些因素有关”的实验装置。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车_ _ _ _ _ _ _ 不变，使小车多次从_ _ _ _ _ _ _ _ _（选 填“相同”或“不同”）高度下滑进行实验。小明两次实验操作，第一次木块被撞得近，木块受到的摩擦力为第二次木块被撞得远，木块受到的摩擦力为分 则 f.6（选填“”“二”或）。

12、小车木板2、在“探究滑轮组的机械效率”时，小惠利用两组滑轮组进行了 5次测量，用其中一个滑轮组测得前4组数据，用另一个滑轮组测得第5组数据，测得数据如下表：实验次数动滑轮重G动N物重6/N钩码上升高度A/m动力丹N动力作用点移动距离s/ID滑轮组的机械效率n/%10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.360.640.540.120.35140.10.5（1）实验时，小惠用弹簧测力计拉着绳的自由端 竖直向上运动，然后读出弹簧测力计示数；（2）请分析表格数据，第2次实验是利用_ _ _ _ _ _ _滑轮组进行实验的；（选 填“甲”或“乙”

13、）（3）表 格 中 处 数 据 应 为；根 据 图 乙 中 弹 簧 测 力 计 可 知 编 号 数 据 应 为；（4）由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 无关；（5）由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与 有关；（6）有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”，小惠认为这句话是错误的。她是用两组数据对照分析来判断的。甲 乙-参考答案-一、单选题1、A【详解】降落伞在匀速下落的过程中，质量不变速度不变，则动能不变；质量不变高度减小，则重力势能减小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选Ao【点睛】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，据此分析判断。2、B【详解

14、】A.运动员用力举着杠铃不动，只有力而没有距离，不做功，故A不符合题意；B.用力拉绳匀速提升重物，重物在受到拉力的方向上移动了距离，力对重物做功，故B符合题意;C.用力搬石头没搬动，只有力而没有距离，不做功，故C不符合题意；D.用力提着水桶在水平方向移动，在提水桶的力的方向上没有移动距离，不做功，故D不符合题-1V.后、o故选Bo3、B【详解】由图丙可知，在2 4 s内物体运动的速度是5 m/s,由 口 =上得，在24s内物体通过得路程是ts=vt=5m/s x 2s=10m由图乙可知，在2 2 s内拉力的大小是3 N,物体克服摩擦力所做的功为W=Fs=3Nxl0m=30J故选B。4、B【详解

15、】苏翊鸣在助滑区从起点力由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。5、C【详解】A.运动员从低处运动到高处时，质量不变，速度变小，动能不断减小，故A错误；B.运动员从高处运动到低处时，运动员在重力的方向上通过了距离，重力做功，重力势能转化为动能，故B错误；C.运动员运动到最高点时;质量不变，高度最高，重力势能最大，故C正确；D.一切物体都有惯性，运动员的惯性运动员运动到最高点时，其运动状态时刻发生变化，但仍具有惯性，故D错误。故选C。6、A【详解】A B.由图可知，运动员在助段上升时，高度变大，速度减小，说

16、明运动员重力势能增大，动能减小，故A正确，B 错误。C D.运动员在历段下落时，高度变小，速度变大，明运动员重力势能减小，动能增大，故 C D 错误。故选A o7、D【详解】B.建筑材料上升的高度A=5 m,所以有用功为%=Gh=380N x5m=l 900J故B 错误；C.由图可知，绳子股数炉2,绳端移动的距离为产 2 7/=2 X 5 m=1 0 m工人所用拉力的功为皿 也=Fs=200N xlOm=2000J拉力的功率为p=Wk=2000J=4(x)wt 5s故c 错误；A.不计绳重及摩擦，所做的额外功为%,=W&-W,-=2000J-1900J=100J动滑轮所受重力为%=幽=2如动

17、h 5m故A 错误;D.滑轮组的机械效率为n =L x l 0 0%=-x l 0 0%=9 5%唯 2 0 0 0 J故D正确。故选D。8、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G物=2 尸-G动=2 x l 00N-2 0N=18 0N故A B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7=%x 100%=纽 一x 100%=%一%G物 人+G*G物+G动18 0N18 0N+2 0N=9 0%故C符合题意；D不符合题意。故选C9、B【详解】荡秋千时，从4点到8点和从C点到6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，力点和。点位置最高，重

18、力势能最大，此时小孩是静止的，故动能为0；8点的动能最大，由于6点位置最低，所以重力势能最小。从6点到。点和6点到/点的过程中都是将动能转化为重力势能的过程。A.小孩在1点时，位置最高，重力势能最大，动能为零，故A错误；B.小孩从6荡到。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，荡到8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.小孩从荡到8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6点的机械能小于4点的机械能，故D错误。故选B。10、A【详解】如图所示，两动滑轮

19、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Ao二、填空题1、动 不变【详解】1运动员某次从点由静止开始下滑到达6点的过程中，运动员质量保持不变，高度变小，重力势能能变小；速度增大，动能变大，重力势能转化动能。2因不考虑一切阻力，故机械能守恒，即机械能不变。2、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W=Fy=10Nx5m=50J 2功率为3、12 0127 5%【详解】1 2 物体移

20、动的距离为s尸 vt=Q.2 m/s X 10s=2 m由图可知，动滑轮上有三股绳，则绳子自由端移动的距离为s k 3 s尸 3 X 2 m=6 m则分所做的功为监 用2 0N X 6 n l =12 0J功率为n W 12 0JP=-=12 Wt 10s 3 根据题意可得.，有用功为/F /s/=4 5 N X 2 m=9 0J机械效率为W nn I77=_L x l 00%=-x l 0 0%=7 5%W 12 0J4、0.2【详解】由图可知所做的总功%=凡=2.5 N x 4 0 x 0.01 m =1JW根据=请得所做的有用功叫=%x =l J x 7 2%=0.7 2 J斜面高度为G

21、 3.6N5、减小运动【详解】1我国神舟13号载人飞船返回舱于2 02 2年4月16日返回地面下落的情景。在此过程中返回舱的质量不变，高度变小，重力势能减小。2 坐在返回舱里的航天员王亚平相对于地面的位置是变化的，故若以地面为参照物，坐在返回舱里的航天员王亚平是运动的。三、计算题1、(1)4 00J；(2)8 0%；(3)5 0N【详解】(1)运动过程中所做的有用功即为克服重力做的功，即W存 用=G/?=100Nx4m=400J(2)做的总功为V V 1=吗，.用+%外=400J+100J=500J则斜面的机械效率为7=1 x 1 0 0%=80%以 500J(3)根据功的计算公式可知推力尸大

22、小为l%500JF=一 =-=50Ns 10m答：(1)运动过程中所做的有用功为40 0 J；(2)斜面的机械效率为80%；(3)推力厂大小为50 N。2、(1)2X1 04N；(2)2.4X1 07J；(3)2 x lO5W【详解】解：(1)公交车的重力G =/n；?=4x l03k g x l0 N/k g =4x l04N车匀速行驶时，牵引力和阻力是平衡力，牵引力F =/=0.5G =0.5X4X1 04N =2X1 04N(2)公交车2 m i n内牵引力所做的功lV =F v =2 x l04N x l2 0 0 m =2.4x l07J(3)公交车这段时间内的功率 W 2.4X1

23、07J，八P=-=2X1 05Wt 60 s x 2答：该公交车受到的牵引力是2X1 04N；(2)公交车在2 m i n内牵引力所做的功是2.4x 1 0,J；(3)公交车这段时间内做功的功率2 x l()5w。3、(1)80 N；(2)2 0 0 N；(3)80%；(4)0.4s,P =80 f +60 (0 W t W O.4s)【详解】解：(1)石料的体积片(0.2 m 尸=0.0 0 8m3石料露出水面前受到的浮力F行 P 水g W p /g 片 1.O X 1 03k g/m：!X 1 0 N/k g X 0.0 0 8m3=80 N(2)石料的重力小 叱 Og片2.5 X 1 0

24、 k g/m叹 lO N/k g X O.0 0 8m3=2 0 0 N(3)由图可知，绳子承重段数后2,不计绳重和摩擦，绳子的拉力尸=g (G F浮+G动)=g x (2 0 0 N -80 N+3 0 N)=75N石料露出水面前滑轮组的机械效率%Fx2h 2F(4)拉出水面后，水面下降的高度=竺 婴=0.0 4mS 0.2 m2石料上升的实际距离/?=L-A/?=0.2 m -0.0 4m=0.1 6m石料从刚露出水面到完全露出水面的时间h 0.1 6m 八，=-=0.4sv 0.4m/s石料经过 秒上升的高度石料的底面积S 行0.2 m X 0.2 m=0.0 4m2水面下降的高度h,=

25、vtS工G=-0-.-4-m-/-s,-x-z-x-0-.-0-4-m2=0八.1，/S-5有 0.2 m2-0.0 4m2露出水面的高度h 后 hi+hW,4 C+0.1 4 0.51此时排开水的体积Vf 行(L-hQS声(0.2-0.5t)X O.0 4m2=-0.0 2 2+0.0 0 8浮力F 击 P 次g1 l X 1 03X 1 0 X (0.0 0 8-0.0 2 f)=-2 0 0 t+80自由端的拉力_ G-用+G动 2 0 0-(80-2 0 0/)+3 0扣 n 2自由端的速度v 折2 k2 X 0.4m/s=O.8m/s电动机功率尸=子=午=/拉%=(75+1 0 0

26、r)x 0.8=80 r +60综上P =8O f +6O(0 W t W 0.4s)答：(1)石料露出水面前受到的浮力是80 N；(2)石料的重力是2 0 0 N；(3)石料露出水面前滑轮组的机械效率是80机(4)石料从刚露出水面到完全露出水面所用的时间是0.4s；该过程中电动机的输出功率尸(单位:W)与时间t(单位：s)的函数关系式是P =80 r +60(O W t W 0.4s)4、1 0 m/s；(2)4 X 1 O1W【详解】解：由题意可知，根据公式宁可得此过程车的速度为v =2 0 0 m2 0 s=lO m/s(2)根据公式户列可得，该车牵引力的功率为尸产尸 4X 1 0 N

27、X 1 0 m/s=4 义 1 0 W答(1)此过程中该车的速度为lO m/s；(2)此过程中该车牵引力的功率为4X 1 O W。5、(1)72 J；(2)80%；(3)6N【详解】解：(1)该过程中的有用功“行劭=2 4N X 3 m=72 J(2)由图知，炉3,绳子自由端被拉下的距离s=3 7?=3 X 3 m=9m拉力做的总功肌 行 尸FIONX 9m=90 J滑轮组的机械效率皿 72 1 =x l0 0%=x 1 0 0%=80%W&90 J(3)不计轮轴间摩擦及绳重时，动滑轮重力G 才3 户年3 X 1 0 N-2 4N=6N答：(1)该过程中的有用功是72 J；(2)滑轮组的机械效

28、率是80%；(3)动滑轮的重力是6N。四、实验探究1、质量 不同=【详解】1 2 物体的动能大小与物体的质量和速度大小有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。在探究小车速度对其动能的影响时，应保持小车质量不变，只改变速度大小。因小车下滑到水平面的速度大小取决于小车从斜面自由下滑的高度，故要使小车多次从斜面不同高度下滑进行实验。3 影响滑动摩擦力大小的因素为压力大小和接触面的粗糙程度。小明两次实验操作中因木块对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，故两次实验中木块受到的摩擦力大小相同。2、匀速 甲 6 6.7 1.6 物体被提升的高度 被提升的物重 4 和 5【详解】(1

29、)口 实验中应匀速竖直向上拉动弹簧测力计，整个装置处于平衡状态，这样才能准确测出拉力的大小。(2)2 实验2,物体升高0.2 m,绳子自由端移动0.6 m,承担物重的绳子段数为说明物体和动滑轮有3 段绳子承担，所以实验2 数据是由甲滑轮组测量得出的。(3)3 第 4 次实验的机械效率7 =-x l 0 0%=x l 0 0%=x l 0 0%6 6.7%W 总 Fs 2 N x O.3 m4 由图知，测力计的分度值为0.2 N,其示数为L 6 N。(4)5 由第1、2 组数据可知，动滑轮重、钩码重均相同，钩码被提升的高度不同，但机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。(5)6 由第3、4 组数据可知，动滑轮重、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关。(6)7 由表格数据可知，第 5 组数据中滑轮组由5 段绳子承担物重，此时的机械效率/-x lO O%-X 1 0 0%-叫 Fs4NxO.lm1.6NxO.5mxlOO%=5O%由表格数据和计算可知，在提升物重相同的情况下，第五组比第四组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法错误。