強化訓(xùn)練-滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能同步測試試題(解析卷)

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能同步測試考試時間：90分鐘；命題人：物理教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務(wù)必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題20分）一、單選題（10小題，每小題2分，共計20分）1、如圖所示，小桂利用動滑輪豎直勻速提升木箱。以下做法可以提高動滑輪機械效率的是（）A．適當(dāng)減小木箱重力 B．增大木箱上升高度C．增大提升木箱的速度 D．換用質(zhì)量較小的動滑輪2、如圖所示，物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動。物塊的相關(guān)科學(xué)量隨時間變化規(guī)律的圖像正確的是（）A． B．C． D．3、為迎接2022年北京冬奧會，運動員積極訓(xùn)練。關(guān)于圖中的項目，下列說法正確的是（）A．跳臺滑雪運動員在下落過程中，重力對運動員做功B．短道速滑運動員在轉(zhuǎn)彎滑行過程中，運動狀態(tài)不變C．花樣滑冰運動員向前滑行，是由于受到慣性的作用D．?dāng)S出后的冰壺對冰面的壓力與其重力是相互作用力4、小明在探究影響滑輪組機械效率的因素時，猜想滑輪組機械效率與下列因素有關(guān)：①被提升的物體的重力；②物體被提升的高度；③動滑輪的重力；④承重繩子的段數(shù)。他用相同的滑輪設(shè)計了如圖所示的兩個滑輪組，將重物提升相同高度做對比實驗來驗證猜想，該實驗驗證的猜想是（）A．① B．①② C．①②③ D．①②③④5、下列物體具有動能的是（）A．懸掛在天花板上的吊燈 B．靜止在山頂上的大石頭C．飛行的飛機 D．拉開的彈弓6、中國開展月球探測工程，命名為“嫦娥工程”，中國整個探月工程分為“繞”、“落”、“回”三步走，“嫦娥五號”月球探測器從月球土壤中取樣，再返回地球，標(biāo)志中國“嫦娥工程”取得偉大的勝利。關(guān)于“嫦娥五號”月球探測器下列說法正確的是（）A．“嫦娥五號”從地面升空過程中重力勢能增大，機械能不變B．“嫦娥五號”勻速環(huán)繞月球時，受到平衡力的作用C．“嫦娥五號”攜帶的著陸器可以通過降落傘減速著陸在月球表面D．從月球返回地球的過程中，點火向后噴氣，產(chǎn)生一個向前的力，離開月球表面根據(jù)的是物體間力的作用是相互的7、如圖所示，是2022年北京冬奧會上使用的全高清4K軌道攝像機—“獵豹”。它是我國自主研發(fā)的一款高速攝像設(shè)備，設(shè)計技術(shù)標(biāo)準能達到25m/s。在速滑比賽中，頂尖運動員速度可達到70km/h，“獵豹”工作時不僅能實時追蹤運動員的位置，還能根據(jù)要求進行加速、減速、超越等動作。下列說法中正確的是（

）A．“獵豹”能快速移動，其最高速度為70km/hB．“獵豹”勻速轉(zhuǎn)彎過程中，其運動狀態(tài)保持不變C．“獵豹”在水平軌道上加速運動，其動能逐漸增大D．“獵豹”在水平軌道上減速運動，其重力勢能逐漸減小8、關(guān)于功和機械能及其轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是（）A．吊車吊著重物沿水平方向勻速運動一段距離時，吊車的拉力對重物做了功B．衛(wèi)星從遠地點運行到近地點，重力勢能減小，動能增大C．電梯勻速上升過程中，電梯的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D．功率越大，做功越多9、以相同功率正常勻速行駛的兩輛汽車，在相同時間內(nèi)兩車通過的路程之比為2:1，下列說法正確的是（）A．兩車所做功之比是2:1B．兩車所做功之比是1:1C．兩車所受牽引力之比是2:1D．兩車速度之比是1:210、一架飛機在高空中水平勻速飛行，向災(zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資．該飛機在此過程中A．動能不變 B．動能減小C．重力勢能不變 D．重力勢能增大第Ⅱ卷（非選擇題80分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計20分）1、一輛汽車在平直的公路上勻速行駛，內(nèi)通過的路程是，它的速度為______，汽車受到的牽引力為，牽引力做功的功率為______。2、如圖所示，斜面長s=0.5m，高h=0.2m，用平行于斜面大小為的2.5N拉力，可以將重為5N的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端。則該斜面的機械效率是______；斜面對物體摩擦力為______N。3、小明用20N的水平推力，將重為150N的購物車沿水平地面向前推動了10m，在此過程中，推力對購物車做功___________J，支持力對購物車做功___________J。4、某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組勻速提起相同的重物。每個滑輪的重量相同，不計繩重及摩擦，甲、乙機械效率的大小關(guān)系為η1______η2（選填“＞”、“＜”或“=”）。5、如圖所示，是一個回轉(zhuǎn)“魔罐”，橡皮筋兩頭分別固定在罐子的頂部和底部，中間系個鉤碼，當(dāng)你將“魔罐”在水平地面上滾出后，在速度越來越慢的過程中______轉(zhuǎn)化為______能，而后它______自動滾回來（選填“能”或“不能”）。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、如圖甲，宜昌市某中學(xué)學(xué)生在課外實踐活動中對滑輪組進行了探究。他們自制滑輪組的簡化圖如圖乙所示，小華利用此滑輪組用時10s將小軍勻速提升了50cm，稱得小軍的質(zhì)量為54kg，動滑輪組的質(zhì)量為6kg。g=10N/kg，不計繩重和滑輪與繩之間的摩擦，求：（1）小華的拉力是多少？（2）小華拉力的功率是多少？（3）此過程中滑輪組的機械效率是多少？2、小超與同學(xué)到某工地參觀，看到工人操作電動機通過如圖所示滑輪組將正方體石料從水池底豎直勻速吊起。他們通過調(diào)查得知：石料的邊長為0.2m，密度為，石料上升時速度恒為0.4m/s，圓柱形水池的底面積為，動滑輪重為30N。請根據(jù)他們的調(diào)查數(shù)據(jù)求：（不計繩重和摩擦，，g取10N/kg）：（1）石料露出水面前受到的浮力；（2）石料的重力；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間；并推導(dǎo)出該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數(shù)關(guān)系式。3、新冠疫情期間，為更好的收治重癥患者，武漢市集結(jié)了約4萬名建設(shè)者，僅用10天左右時間就使火神山、雷神山醫(yī)院成功交付使用，再次讓世界見證了“中國速度”。如圖所示，工人用滑輪組裝置沿水平軌道運送建筑工件，用力F拉繩使工件沿水平軌道勻速運動的速度v=0.5m/s，經(jīng)t=20s將工件送到目的地。已知工件的質(zhì)量m1=600kg，與軌道的接觸面積S=1.2m2，運動過程中所受阻力f是重力的k=0.2倍；若滑輪組的繩保持豎直方向，不計繩重和滑輪與繩間的摩擦，滑輪組裝置的機械效率η=96%，取g=10N/kg。求：（1）工件在軌道上勻速前進時對軌道的壓強p；（2）工人拉力F做功的功率P；（3）動滑輪的質(zhì)量m。4、電動汽車是綠色環(huán)保型交通工具，它的特征是效率高、噪聲小、無廢氣排放、無油污，如圖是我市某景區(qū)的電動觀光車，該車空載時的質(zhì)量是1080kg，輪胎與水平地面的接觸面積是0.1m2；正常行駛時的牽引力是320N，1.8km的路程只需要3min的時間。（g取10N/kg），求：（1）電動觀光車的重力；（2）電動觀光車靜止時對地面的壓強；（3）電動觀光車正常行駛時牽引力做功的功率。5、科技慢慢融入人們的日常生活。如圖所示，臨沂某餐廳的送餐機器人質(zhì)量為30kg，它與地面的接觸面積為0.01m2。某次在水平路面上送餐的過程中，托著2kg的物體受到的阻力是總重的0.05倍，10s內(nèi)勻速運動了5m。（g=10N/kg）求：（1）送餐機器人的外殼是由玻璃鋼材料制作的。有一小塊玻璃鋼材的質(zhì)量為90g，體積為50cm3，該材料的密度是多少；（2）此時機器人對水平地面的壓強；（3）送餐機器人此次送餐的過程中牽引力做功的功率。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、小紅猜想動能的大小可能與物體質(zhì)量和運動速度有關(guān)，于是設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗，探究動能的大小與哪些因素有關(guān)。（1）讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示。（2）讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示。上述甲、乙兩組實驗中：①實驗中通過_____來表示小球動能的大小。②乙圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的_____。③選用圖甲探究的是動能與_____的關(guān)系，理由是：兩球_____相等；得出的結(jié)論是：_____。2、在探究“物體動能與質(zhì)量和速度的關(guān)系”實驗中，如圖甲所示，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。（g取10N/kg）試驗次數(shù)鋼球的質(zhì)量/g鋼球下擺的高度/cm木塊滑行的距離/cm1203035240306536030（1）從上表數(shù)據(jù)可以看出，實驗中控制了鋼球的______相同，從而探究動能與______的關(guān)系；（2）第1次實驗時若不考慮能量損失，鋼球?qū)δ緣K最多可做______J的功；第3次實驗時，木塊被撞后在木板滑行無法記錄數(shù)據(jù)，需要重做第三次實驗，甲同學(xué)建議換用同樣較長的木板，乙同學(xué)建議換一個較大的木塊，丙同學(xué)建議降低鋼球下擺的高度，若要將第三次實驗數(shù)據(jù)與前兩次比較，你認為應(yīng)當(dāng)采用______同學(xué)的建議。由上述實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象可得出結(jié)論：______；（3）小華將實驗裝置改進成圖乙所示，利用質(zhì)量相同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s不同程度后靜止釋放，撞擊同一木塊，將木塊撞出一段距離進行比較，來研究鐵球動能大小與______的關(guān)系；（4）小華還想用質(zhì)量不同的鐵球?qū)⑼粡椈蓧嚎s相同程度后由靜止釋放，撞擊同一木塊，探究鐵球的動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，這個設(shè)計方案是______（正確/錯誤）的。-參考答案-一、單選題1、D【詳解】A．由公式可知，減小木箱的重力，在提升相同的高度時，有用功會減小，而額外功不變，所以有用功所占總功的比值會減小，所以機械效率會減小，故A不符合題意；BC．由公式可知，機械效率的大小與物體上升的高度和物體上升的速度無關(guān)，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改變機械效率，故BC不符合題意；D．由公式可知，換用質(zhì)量較小的動滑輪，在提升相同高度時，額外功會減少，而有用功不變，所以有用功占總功的比值會增大，所以機械效率會增大，故D符合題意。故選D。2、B【詳解】A．物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動，路程與時間成正比，圖像應(yīng)為正比例函數(shù)，故A錯誤；B．物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動，速度不變，動能不變，故B正確；C．物塊在斜面的位置逐漸升高，重力勢能隨時間的增加而增大，故C錯誤；D．運動過程中，物塊動能不變，重力勢能增加，則機械能增加，故D錯誤。故選B。3、A【詳解】A．跳臺滑雪運動員在下落過程中，受重力，并且在重力的方向上移動了距離，故重力對運動員做功，故A正確；B．短道速滑運動員在轉(zhuǎn)彎滑行過程中，速度方向發(fā)生變化，故運動狀態(tài)發(fā)生變化，故B錯誤；C．花樣滑冰運動員向前滑行，是由于慣性，慣性不是力，不能用作用，故C錯誤；D．?dāng)S出后的冰壺對冰面的壓力與地面對冰壺的支持力是相互作用力，故D錯誤。故選A。4、A【詳解】如圖所示，兩動滑輪的重力相同，承重繩子段數(shù)相同，重物上升的高度相同，所提升的物體重力不同，由控制變量法可知，該實驗驗證的猜想是滑輪組的機械效率與被提升的重物重力的關(guān)系，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。5、C【詳解】A．懸掛在天花板上的吊燈處于靜止?fàn)顟B(tài)，不具有動能，故A不符合題意；B．靜止在山頂上的大石頭處于靜止?fàn)顟B(tài)，不具有動能，故B不符合題意；C．飛行的飛機處于運動狀態(tài)，具有動能，故C符合題意；D．拉開的彈弓具有彈性勢能，故D不符合題意。故選C。6、D【詳解】A．“嫦娥五號”從地面升空過程中，質(zhì)量不變，速度和高度都增大，因此動能和重力勢能都增大，機械能變大，故A錯誤；B．“嫦娥五號”勻速環(huán)繞月球時，速度方向不斷發(fā)生改變，是非平衡狀態(tài)，受到的力不是平衡力，故B錯誤；C．由于月球上處于真空狀態(tài)，沒有空氣，降落傘起不到作用，因此“嫦娥五號”攜帶的著陸器不可以通過降落傘減速著陸在月球表面，而是通過自身推進器的反推力著陸在月球表面，故C錯誤；D．從月球返回地球的過程中，點火向后噴氣，同時高壓氣流也會對探測器產(chǎn)生一個向前的力，離開月球表面正是利用了物體間力的作用是相互的，故D正確。故選D。7、C【詳解】A.由題意可知，獵豹的最高速度為25m/s=90km/h，速滑比賽中運動員的最高速度為70km/h，故A錯誤；B.獵豹勻速轉(zhuǎn)彎過程中，速度方向在改變，所以其運動方向在改變，故B錯誤；C.獵豹在水平軌道上加速運動，質(zhì)量不變，速度增加，所以其動能逐漸增大，故C正確；D.獵豹在水平軌道上減速運動，質(zhì)量和高度沒有發(fā)生變化，所以其重力勢能不變，故D錯誤。故選C。8、B【詳解】A．吊車吊著重物沿水平方向勻速運動一段距離時，力的方向豎直向上，距離的方向水平向前，方向不一致，所以吊車的拉力對重物沒有做功，故A錯誤；B．衛(wèi)星在大氣層外運行，不受空氣阻力，其機械能是守恒的，衛(wèi)星從遠地點運行到近地點過程中，質(zhì)量不變，相對高度減小，所以重力勢能減小，同時速度增大，動能增大，故B正確；C．電梯勻速上升的過程中，質(zhì)量不變、速度不變，高度增大，所以電梯的動能保持不變，重力勢能增大，但是不是動能轉(zhuǎn)化來的，故C錯誤；D．功率大，是做功快，不一定做功多，故D錯誤。故選B。9、B【詳解】AB．兩車功率相同，根據(jù)可知，在相等的時間內(nèi)做的功相等，即兩車所做的功之比為1:1，故A錯誤，B正確；C．由W＝Fs可得，兩車所受牽引力之比為故C錯誤；D．由可得故D錯誤。故選B。10、B【詳解】一架飛機在高空中水平勻速飛行，高度不變．速度不變，向災(zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資時，飛機的質(zhì)量減小，所以飛機的動能和重力勢能都減小，故B正確，ACD錯誤．二、填空題1、

20

6×104【詳解】[1]汽車的運動速度[2]牽引力做功的功率2、

80%

0.5【詳解】[1]總功W總=Fs=2.5N×0.5m=1.25J有用功W有用=Gh=5N×0.2m=1J斜面的機械效率[2]由W總=W有用+W額外可得，額外功W額外=W總-W有用=1.25J-1J=0.25J由W額外=fs得，摩擦力3、

200

0【詳解】[1]推力對購物車做功W=Fs=20N×10m=200J[2]支持力的方向豎直向上，沒有在支持力的方向上移動距離，所以支持力對購物車不做功，做功為零。4、=【詳解】不計繩重及摩擦，甲、乙兩個滑輪組勻速提起相同的重物時，所做的有用功與總功都相同，根據(jù)效率的公式，故甲、乙機械效率的大小關(guān)系為。5、

動

彈性勢

能【詳解】[1][2][3]魔罐在開始滾動的時候，具有動能，滾動的過程中，罐子動能轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能，故它在水平面上滾動的速度會越來越慢，當(dāng)動能為0時，彈性勢能最大，魔罐開始向回滾動。三、計算題1、（1）100N；（2）30W；（3）90%【詳解】解：（1）由圖乙可知，與動滑輪連接的繩子有6段，則小華的拉力（2）繩子自由端移動的距離s=6h=6×50cm=300cm=3m拉力做的總功W總=Fs=100N×3m=300J拉力的功率（3）小華做的有用功滑輪組的機械效率答：（1）小華的拉力是100N；（2）小華拉力的功率是30W；（3）此過程中滑輪組的機械效率是90%。2、（1）80N；（2）200N；（3）80%；（4），(0≤t≤0.4s)【詳解】解：（1）石料的體積V=(0.2m)3=0.008m3石料露出水面前受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N（2）石料的重力G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=200N（3）由圖可知，繩子承重段數(shù)n=2，不計繩重和摩擦，繩子的拉力石料露出水面前滑輪組的機械效率（4）拉出水面后，水面下降的高度石料上升的實際距離石料從剛露出水面到完全露出水面的時間石料經(jīng)過t秒上升的高度h1=vt=0.4t石料的底面積S石=0.2m×0.2m=0.04m2水面下降的高度露出水面的高度h露=h1+h2=0.4t+0.1t=0.5t此時排開水的體積V′排=(L-h露)S石=(0.2-0.5t)×0.04m2=-0.02t+0.008浮力F′浮=ρ水gV′排=1×103×10×(0.008-0.02t)=-200t+80自由端的拉力自由端的速度v繩=2v=2×0.4m/s=0.8m/s電動機功率綜上(0≤t≤0.4s)答：（1）石料露出水面前受到的浮力是80N；（2）石料的重力是200N；（3）石料露出水面前滑輪組的機械效率是80%；（4）石料從剛露出水面到完全露出水面所用的時間是0.4s；該過程中電動機的輸出功率P（單位：W）與時間t（單位：s）的函數(shù)關(guān)系式是(0≤t≤0.4s)3、(1)5000Pa；(2)625W；(3)5kg【詳解】解：(1)工件在軌道上勻速前進時，對軌道的壓力F壓=GM=m1g=600kg×10N/kg=6000N對軌道的壓強(2)運動過程中所受的阻力f=0.2GM=0.2×6000N=1200N由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=2則滑輪組的機械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=96%解得F=625N繩端移動的速度v繩=nv=2×0.5m/s=1m/s則拉力的功率P===Fv繩=625N×1m/s=625W(3)不計繩重和滑輪與繩間的摩擦，由F＝(f+G動)可得，動滑輪的重力G動=nF-f=2×625N-1200N=50N由G=mg可得，動滑輪的質(zhì)量m===5kg答：(1)工件在軌道上勻速前進時對軌道的壓強p為5000Pa；(2)工人拉力F做功的功率P為625W；(3)動滑輪的質(zhì)量m為5kg。4、（1）1.08×104N；（2）1.08×105Pa；（3）3200W【詳解】解：（1）電動觀光車的重力（2）電動觀光車靜止時對地面的壓強（3）電動觀光車正常行駛時牽引力做功的功率答：（1）電動觀光車的重力為1.08×104N；（2）電動觀光車靜止時對地面的壓強1.08×105Pa；（3）電動觀光車正常行駛時牽引力做功的功率3200W。5、（1）1.8g/cm3；（2）3.2×104Pa；（3）8W【詳解】解：（1）有一小塊玻璃鋼材的質(zhì)量為90g，體積為50cm3，該材料的密度為（2）機器人對水平地面的壓力為F=G總=m總g=(30kg+2kg)×10N/kg=320N則機器人對水平地面的壓強為（3）送餐的過程中，托著2kg的物體受到的阻力是總重的0.05倍，則受到的阻力為f=0.05G總=0.05×320N=16N因為送餐機器人做勻速運動，所以送餐機器人的牽引力為F牽=f=16N送餐機器人10s內(nèi)勻速運動了5m，則送餐機器人運動的速度為送餐機器人此次送餐的過程中牽引力做功的功率為P=F牽v=16N×0.5m/s=8W答：（1）該材料的密度是1.8g/cm3；（2）此時機器人對水平地面的壓強為3.2×104Pa；（3）送餐機器人此次送餐的過程中牽引力做功的功率為8W。四、實驗探究1、

小球推動紙盒在水平面上移動的距離長短

速度

速度

質(zhì)量

在質(zhì)量相同時，小球的速度越大，小球的動能越大【詳解】（2）①[1