2022-2023學(xué)年滬粵版九年級物理上冊第十一章機(jī)械功與機(jī)械能單元測評試題(詳解版)

九年級物理上冊第十一章機(jī)械功與機(jī)械能單元測評考試時(shí)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(shí)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(zhǔn)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(jì)20分）1、如圖所示，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定.右端連接一金屬小球，O點(diǎn)是彈簧保持原長時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動（已知AO＝OB）。小球從A位置運(yùn)動到B位置的過程中，下列判斷不正確的是（）A．小球的動能先增大后減小B．彈簧的彈性勢能先減小后增大C．小球運(yùn)動到O點(diǎn)時(shí)的動能與此時(shí)彈簧的彈性勢能相等D．任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變2、如圖所示，將小球與固定在豎直墻壁上的輕質(zhì)彈簧相連，小球可以在光滑的水平面上滑動。當(dāng)小球在O點(diǎn)時(shí)，彈簧處于自然伸長狀態(tài)?，F(xiàn)將小球推至A點(diǎn)，松手后小球在AB間運(yùn)動。（不考慮空氣阻力）下列說法正確的是（）。A．小球在O點(diǎn)時(shí)，受到彈簧向右的彈力 B．小球在O點(diǎn)時(shí)，動能最大C．小球在B點(diǎn)時(shí)，動能最大 D．小球的機(jī)械能越來越小，最終會停下來3、2022年2月8日，中國美少女谷愛凌在北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺決賽中獲得金牌。如圖所示是她在此次比賽中的場景，她在雪地上加速下滑的過程中（）A．重力勢能不變 B．動能減小C．重力對她做了功 D．支持力對她做了功4、如圖所示，甲運(yùn)動員比乙運(yùn)動員高，若他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時(shí)間相等，則（）A．甲做功較多，功率較大B．甲做功較多，功率較小C．甲做功較多，甲、乙功率相等D．甲、乙做功相等，甲的功率較大5、高空墜物危害大，就算一個蘋果從十層高樓自由落下都可能把汽車玻璃砸爛。下列說法正確的是（）A．運(yùn)動的蘋果具有動能 B．高空的蘋果沒有重力勢能C．下落過程中蘋果的動能減小 D．下落過程中蘋果的重力勢能增大6、如圖，用大小相等的拉力F，分別沿豎直方向和水平方向拉物體，物體的運(yùn)動方向始終和拉力方向保持一致。已知運(yùn)動時(shí)間tab>tcd，運(yùn)動距離sab=scd，比較（a）（b）兩種情況下拉力所做的功和功率（）A．a(chǎn)b段做的功較多B．a(chǎn)b段和cd段做的功一樣多C．a(chǎn)b段功率較大D．a(chǎn)b段和cd段功率一樣大7、體育課上，同學(xué)們進(jìn)行投擲鉛球的練習(xí)。鉛球在空中下落時(shí)，鉛球的（

）A．重力勢能變大，速度變小 B．重力勢能變小，速度變小C．重力勢能變大，速度變大 D．重力勢能變小，速度變大8、在測量滑輪組機(jī)械效率的活動中，裝置如圖所示，欲使所測機(jī)械效率提高，下列措施可行的是（）A．轉(zhuǎn)軸加潤滑油 B．增加提升高度 C．增大提升速度 D．減小物體質(zhì)量9、甲、乙兩車同時(shí)同地沿同一直線做勻速直線運(yùn)動，它們的圖像如圖所示，則（）A．甲車的動能大于乙車的動能 B．甲、乙兩車的重力勢能相等C．經(jīng)過8秒，甲、乙兩車相距10米 D．運(yùn)動10米，甲車比乙車少用4秒10、十年磨劍，載譽(yù)歸來！2020年12月17日1時(shí)59分，嫦娥五號返回器攜帶月球樣品成功著陸。返回艙進(jìn)入大氣層離地面一定高度時(shí)打開降落傘，一段時(shí)間后勻速下落，在勻速下落過程中，返回艙的（）A．動能不變，重力勢能減少 B．動能減少，重力勢能減少C．動能增加，重力勢能減少 D．動能不變，機(jī)械能不變第Ⅱ卷（非選擇題80分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計(jì)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、在體育考試中，小明投出的實(shí)心球在空中的運(yùn)動軌跡如圖所示。在投擲的過程中，小明______（選填“有”或“沒有”）對實(shí)心球做功，實(shí)心球在最高點(diǎn)時(shí)______（選填“具有”或“不具有”）動能。球從最高點(diǎn)到落地點(diǎn)的過程中，忽略空氣阻力，球的機(jī)械能______（選填“增大”“減小”或“不變”）。3、如圖所示，在拉力F=50N的作用下，一個重600N的物體以0.1m/s的速度沿水平地面向右勻速直線運(yùn)動10s，已知滑輪組的機(jī)械效率為80%，則物體與地面間的滑動摩擦力為______N，拉力F做功的功率為______W。4、一質(zhì)量為10kg的重物A放在水平地面上，利用如圖所示的裝置將它勻速提升0.1m，此時(shí)的機(jī)械效率僅為40%，再用該滑輪組提升重物B的機(jī)械效率為80%，則重物B的重力為________N（不計(jì)滑輪組中的繩重和摩擦）。5、凝聚著我國古代勞動人民智慧的世界文化遺產(chǎn)——都江堰水利工程，由分水魚嘴、寶瓶口、飛沙堰等組成（如圖所示），其在引水灌溉，防洪減災(zāi)方面發(fā)揮著重要作用?？菟竟?jié)，由于內(nèi)江河床較低，在水受到的___________力作用下，大量的水落入內(nèi)江，其重力勢能___________（選填“增大“減小”或“不變”）；洪水季節(jié)，由于寶瓶口的限流作用，導(dǎo)致內(nèi)江水的流速較小，外江水的流速較大、壓強(qiáng)較___________，大量的水涌入外江。三、計(jì)算題（5小題，每小題8分，共計(jì)40分）1、重量為600N的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力變化的圖像如圖乙，機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì)，問：（1）若工人在1min內(nèi)將貨物勻速向上提高了6m，作用在鋼繩上的拉力為400N，拉力的功率是多大；（2）動滑輪受到的重力；（3）該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí)，若要工人不被拉離地面，此滑輪組機(jī)械效率最大值是多少？2、如圖所示，水平地面上M點(diǎn)有一質(zhì)量為60kg的箱子，現(xiàn)用水平向左的推力將箱子沿直線勻速推至N點(diǎn)，所用時(shí)間30s，MN間的距離為15m（g=10N/kg）。求：(1)箱子所受的重力；(2)箱子運(yùn)動的速度；(3)若箱子在運(yùn)動過程中所受阻力為自身重力的0.2倍，則從M點(diǎn)推至N點(diǎn)的過程中推力對箱子做功的功率。3、如圖所示，是某工作隊(duì)用滑輪組從水中打撈正方體物體M的情景。物體M的棱長為1m，密度為2.8×103kg/m3，用7500N的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升2m。忽略繩重、繩與滑輪的摩擦和滑輪與軸的摩擦。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物體M上升后，還未露出水面時(shí)受到的浮力；（2）物體M上表面在水面下0.2m時(shí)，它的下表面受到水的壓力；（3）物體M上升后，在未露出水面前，此滑輪組的機(jī)械效率。4、如圖甲，宜昌市某中學(xué)學(xué)生在課外實(shí)踐活動中對滑輪組進(jìn)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(shí)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(jì)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(jī)械效率是多少？5、如圖所示，質(zhì)量50kg、體積0.02m3的長方體石塊沉在水底，工人師傅用滑輪組將石塊從水底勻速提到地面，已知水深3m，從水面到地面的距離為2m，兩個動滑輪總重為100N（不計(jì)繩重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：（1）石塊浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是多少？（2）石塊完全露出水面后，繼續(xù)勻速上升的過程中，工人的拉力大小是多少？（3）石塊從離開水面到地面的過程中，工人做了多少功？（4）在石塊離開水面后，滑輪組的機(jī)械效率是多少？四、實(shí)驗(yàn)探究（2小題，每小題10分，共計(jì)20分）1、在探究“阻力對物體運(yùn)動的影響”時(shí)，使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小車。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要固定斜面，并將小車從斜面上______（選填“同一”或“不同”)位置由靜止釋放；（2）分析小車運(yùn)動情況可知，小車受到的阻力越小，小車運(yùn)動的距離越_______，由此推理可知，若水平面絕對光滑，則運(yùn)動的小車將在水平面上_______；（3）如圖，若實(shí)驗(yàn)中小車僅在木板上滑行時(shí)滑出了右端，是否需要重做本實(shí)驗(yàn)以獲取可靠的證據(jù)？答：______（選填“需要”或“不需要”）；（4）不考慮空氣阻力，三次實(shí)驗(yàn)中小車克服摩擦力所做的功______（選填“相等”或“不相等”），在小車凹槽中放入質(zhì)量不同的砝碼，從同一斜面的同一高度處由靜止釋放，撞擊放置在水平面上的同一位置處的木塊，可探究物體的________大小與質(zhì)量的關(guān)系。2、小明在“探究斜面的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)”的活動中，提出了以下猜想：A．對于同一個斜面，是不是所推的物體越重，機(jī)械效率越高呢？B．斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)為了驗(yàn)證自己的猜想，小紅用木板搭成了如圖所示的裝置進(jìn)行探究，記錄數(shù)據(jù)如表：實(shí)驗(yàn)次序斜面傾角物重G/N拉力F/N斜面高度h/m斜面長度s/m有用功W有/J總功W總/J斜面機(jī)械效率η130°32.50.61.21.8360%230°54.20.61.235.04342°32.80.81.22.43.3671%（1）在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)沿斜面向上_____拉動木塊，此時(shí)的繩子對物體的拉力和斜面對木塊的摩擦力_____（選填“是”或“不是”）平衡力；（2）第2次實(shí)驗(yàn)中斜面的機(jī)械效率η=_____；（3）對比實(shí)驗(yàn)1、2的數(shù)據(jù)可以用來驗(yàn)證猜想_____，細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn)第2次實(shí)驗(yàn)中的額外功大于第1次實(shí)驗(yàn)中的額外功，你認(rèn)為可能是_____變大的原因造成的；（4）對比1、3兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可初步得出的結(jié)論是_____。-參考答案-一、單選題1、C【詳解】由題知，O點(diǎn)是彈簧保持原長時(shí)小球的位置，則小球位于A點(diǎn)時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，位于B點(diǎn)時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài)；①小球從A運(yùn)動到O的過程中，彈簧逐漸恢復(fù)原狀，彈性形變程度變小，彈性勢能變小，水平臺面光滑，則小球不受摩擦力；該過程中小球所受彈力方向向右，其速度不斷增大，動能變大，所以此過程中彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；②到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，彈簧恢復(fù)原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時(shí)小球的速度最大，動能最大；③小球從O運(yùn)動到B的過程中，彈簧被拉長，彈性形變程度變大，彈性勢能變大，該過程中小球所受彈力方向向左，其速度不斷減小，動能變小，所以此過程中動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；則小球從A位置運(yùn)動到B位置的過程中：A．小球的動能先增加后減少，在B點(diǎn)時(shí)小球的動能最小，彈簧的彈性勢能最大，故A正確，不符合題意；B．彈簧的彈性勢能先減少后增大，故B正確，不符合題意；C．小球運(yùn)動到O點(diǎn)時(shí)的動能（最大）與此時(shí)彈簧的彈性勢能（為零）不相等，故C錯誤，符合題意；D．由于整體的機(jī)械能守恒，所以任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變，故D正確，不符合題意。故選C。2、B【詳解】A．由圖知，當(dāng)小球在O點(diǎn)時(shí)，彈簧處于自然伸長的狀態(tài)，沒有發(fā)生彈性形變，彈簧沒有彈力，故A錯誤；BC．若將小球推至A點(diǎn)，彈簧被壓縮，發(fā)生彈性形變，產(chǎn)生彈力（推力），小球在推力作用下加速運(yùn)動，當(dāng)小球到O點(diǎn)時(shí)，彈簧處于自然伸長的狀態(tài)，彈簧的推力為零，小球的速度達(dá)到最大，動能最大，過O點(diǎn)后彈簧被拉伸，對小球產(chǎn)生拉力，小球在拉力的作用下減速運(yùn)動，到B點(diǎn)時(shí)速度為零，動能最小，故B正確，C錯誤；D．由于不考慮空氣阻力且小球在光滑的水平面上滑動，只有彈力做功，所以機(jī)械能守恒，不會停下來。故D錯誤。故選B。3、C【詳解】A．雪地上加速下滑的過程中，高度降低，故重力勢能減小，故A不符合題意；B．加速下滑，速度變大，動能變大，故B不符合題意；C．她受到了重力，且在豎直方向上移動了距離，故重力對她做了功，故C符合題意；D．支持力的方向與運(yùn)動的方向垂直，故支持力不做功，故D不符合題意。故選C。4、A【詳解】因?yàn)楦茆彽馁|(zhì)量相等，根據(jù)功的定義，舉起杠鈴的高度越高，所做的功就越多，甲比乙高，所以甲做的功大；兩人舉起杠鈴所用時(shí)間相同，由功率定義可知，相同時(shí)間內(nèi)所做的功越多，功率就越大，故BCD不符合題意，A符合題意。故選A。5、A【詳解】A．物體由于運(yùn)動而具有的能叫做動能，所以運(yùn)動的蘋果具有動能，故A正確；B．物體由于處在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力勢能，高空的蘋果具有重力勢能，故B錯誤；CD．蘋果下落過程中質(zhì)量不變，速度越來越快，所以動能增大，高度降低，所以重力勢能減小，故CD錯誤。故選A。6、B【詳解】AB．根據(jù)可知，拉力相同，在力的方向上移動的距離相同，故ab段和cd段做的功一樣多，故A不符合題意；B符合題意；CD．可知，ab段和cd段做的功一樣多，運(yùn)動時(shí)間tab>tcd，故ab段功率較小，故CD不符合題意。故選B。7、D【詳解】鉛球在空中下落時(shí)，其高度降低、速度不斷增大，所以它的重力勢能減小，動能增大，重力勢能不斷向動能轉(zhuǎn)化。故選D。8、A【詳解】A．轉(zhuǎn)軸加潤滑油，減小摩擦力，減小額外功，可以提升滑輪組的機(jī)械效率，故A符合題意；B．有3段繩子分擔(dān)動滑輪和物重，故滑輪組的機(jī)械效率為與提升高度高度無關(guān)，故B不符合題意；C．滑輪組的機(jī)械效率與速度無關(guān)，故C不符合題意；D．若減小物體的質(zhì)量，根據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率將變小，故D不符合題意。故選A。9、D【詳解】由圖可知，甲乙經(jīng)過8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度A．動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，甲車的速度大于乙車的速度，由于甲乙兩車的質(zhì)量未知，甲車的動能不一定大于乙車的動能，故A不符合題意；B．重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，由于甲乙兩車的質(zhì)量和高度未知，甲、乙兩車的重力勢能不一定相等，故B不符合題意；C．甲乙經(jīng)過8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙兩車的運(yùn)動方向相反，則此時(shí)甲車與乙車相距20m+10m=30m故C不符合題意；D．運(yùn)動10米，甲車的時(shí)間是4s，乙車的時(shí)間是8s，甲車比乙車少用4s，故D符合題意。故選D。10、A【詳解】降落傘在勻速下落的過程中，質(zhì)量不變速度不變，則動能不變；質(zhì)量不變高度減小，則重力勢能減小，故A符合題意，BCD不符合題意。故選A?！军c(diǎn)睛】動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，據(jù)此分析判斷。二、填空題1、

20

6×104【詳解】[1]汽車的運(yùn)動速度[2]牽引力做功的功率2、

有

具有

不變【詳解】[1]在投擲過程中，實(shí)心球在力的方向上有位移，所以小明對實(shí)心球做了功。[2]實(shí)心球在最高點(diǎn)時(shí)，有向右的速度，所以實(shí)心球有動能。[3]從最高點(diǎn)到落地點(diǎn)的過程中，質(zhì)量不變，速度增大，高度降低，所以動能增加，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，由于不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能是守恒的，即實(shí)心球的機(jī)械能保持不變。3、

120

15【詳解】[1]已知滑輪組的機(jī)械效率等于由此得出物體與地面間的滑動摩擦力為f=ηFn=80%×50N×3=120N[2]拉力F做功為W總=Fs=Fns物=Fnvt=50N×3×0.1m/s×10s=150J拉力F做功的功率為4、600【詳解】重物A的重力GA=mAg=10kg×10N/kg=100N繩重和摩擦不計(jì)，滑輪組的機(jī)械效率則提升重物A時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率解得動滑輪重力G動=150N再用該滑輪組提升重物B的機(jī)械效率為80%，則解得重物B的重力GB=600N。5、

重

減小

小【詳解】[1][2]地球上的一切物體都要受到地球的吸引力，這個吸引力就是重力，水在受到重力的作用下從高處落下，這個過程中高度越來越低，重力勢能越來越小，而速度越來越大，動能也越來越大。[3]流體流速越快，壓強(qiáng)越小，外江水的流速較大、壓強(qiáng)較小。三、計(jì)算題1、（1）120W；（2）200N；（3）【詳解】解：（1）由圖可知，n＝3，則繩端移動的距離s＝nh＝3×6m＝18m拉力做的功拉力的功率（2）由圖乙可知，物重G＝300N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率η＝60%，因機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì)，克服物重做的功為有用功，克服動滑輪重力和物重做的功為總功，所以，滑輪組的機(jī)械效率解得G動＝200N（3）已知工人的重力為600N，則該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí)，繩子的最大拉力F大＝G人＝600N由F＝（G+G動）可得，提升的最大物重則滑輪組的最大機(jī)械效率：答：（1）拉力的功率為120W；（2）動滑輪受到的重力為200N；（3）該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí)，此滑輪組的機(jī)械效率最大值是88.9%。2、（1）；（2）；（3）60W【詳解】(1)箱子受到的重力(2)箱子運(yùn)動的速度(3)箱子所受阻力箱子向左勻速直線運(yùn)動，由二力平衡可得推力的大小推力做的功推力做功的功率答：(1)箱子所受的重力是600N；(2)箱子運(yùn)動的速度是；(3)推力對箱子做功的功率是60W。3、（1）；（2）；（3）80%【詳解】解：（1）物體還未露出水面時(shí)，排開液體體積還未露出水面時(shí)受到的浮力（2）物體M上表面在水面下0.2m時(shí)，它的下表面處水的深度它的下表面受到水的壓強(qiáng)它的下表面受到水的壓力（3）物體M的重力此滑輪組的機(jī)械效率答：（1）還未露出水面時(shí)受到的浮力為；（2）它的下表面受到水的壓力為；（3）此滑輪組的機(jī)械效率為80%。4、（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(jī)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(jī)械效率是90%。5、（1）200N；（2）150N；（3）1200J；（4）83.3%【詳解】解：（1）石塊浸沒在水中時(shí)，排開水的體積是石塊的體積，則受到的浮力是F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N（2）石塊的質(zhì)量50kg，則石塊的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N完全露出水面后，滑輪組提升的重力即石塊的重力，兩個動滑輪總重為100N，動滑輪上的繩子段數(shù)是4段，即n=4，不計(jì)繩重和摩擦，則工人的拉力（3）水面到地面的距離為2m，石塊從離開水面到地面的過程中，工人做的功W=Fs=4Fh=4×150N×2m=1200J（4）石塊離開水面到地面滑輪組做的有用功W有=Gh=500N×2m=1000J則滑輪組的機(jī)械效率答：（1）石塊浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是200N；（2）工人的拉力大小是150N；（3）從離開水面到地面的過程中，工人做的功是1200J；（4）在石塊離開水面后，滑輪組的機(jī)械效率是83.3%。四、實(shí)驗(yàn)探究1、

同一

遠(yuǎn)

做勻速直線運(yùn)動

不需要

相等

動能【詳解】（1）[1]為使小車到達(dá)水平面時(shí)具有相同的速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)要固定斜面，并將小車從斜面上同一位置由靜止釋放。（2）[2][3]由圖得，小車在毛巾、棉布和木板上運(yùn)動時(shí)受的摩擦力阻力依次減小，滑行距離依次邊遠(yuǎn)。所以小