2022年滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能重點解析試題(詳解)

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能重點解析考試時間：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、僅用8天就建成的武漢火神山醫(yī)院，彰顯的不僅是中國速度，更是戰(zhàn)勝疫情的堅強決心。如圖所示，為了在最短的時間完成地面基礎建設，上百臺挖掘機同時工作，其目的是增大所有挖掘機總的（）A．機械效率 B．功率 C．功 D．有用功2、如圖為小孩蕩秋千的示意圖，下列分析正確的是（）A．小孩在A點具有的動能最大B．小孩從B蕩到C的過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能C．小孩從C蕩到B的過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能D．小孩從A蕩到B的過程中，在B點的機械能大于A點的機械能3、某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）在相同時間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．力F1和F2做的總功相同 B．力F1和F2做功的功率相同C．兩個滑輪組機械效率一樣大 D．甲滑輪組的機械效率比乙滑輪組高4、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。物塊的相關科學量隨時間變化規(guī)律的圖像正確的是（）A． B．C． D．5、如圖所示，物理項目化學習小組在空曠的室外測試某型號無人機負重飛行能力。測試時將重的物體固定在無人機上，并控制無人機完成以的速度勻速上升、在空中懸停、以的速度勻速下降三個階段的測試項目，同時利用系統(tǒng)軟件記錄多次測量的相關信息，并做出測評報告。下列說法中（）①勻速上升階段，物體相對于地面是運動的②勻速上升階段，物體的機械能不變③勻速下降階段，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能④物體勻速下降階段的動能小于勻速上升階段的動能A．只有①③正確 B．只有②④正確C．只有①④正確 D．只有①②③正確6、如圖所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物體沿水平地面做勻速直線運動，物體與地面間的滑動摩擦力是自身重力的0.2倍，繩子自由端向前移動的速度為0.6m/s。則（）A．拉力F的功率為3WB．1min內(nèi)物體移動的距離為36mC．1min內(nèi)所做的有用功為1440JD．該滑輪組的機械效率為85%7、牛頓坐在蘋果樹下深思，一個熟透的蘋果掉在地上。關于蘋果加速下落的過程，下列分析正確的是（）A．重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加B．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，動能減小C．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，重力勢能增加D．無能量的轉(zhuǎn)化，重力勢能和動能不變8、2021年4月，中國女足通過奮勇拼搏，晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖分析可知，足球（）A．在B點時受力平衡B．在A、D兩點動能可能相等C．在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態(tài)將不斷改變D．在運動過程中，只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化9、下面關于功、功率、機械效率說法正確的是（）A．功率大的機械做功一定快B．功率大的機械做功一定多C．機械做功少，機械效率一定低D．做有用功多的機械，機械效率一定高10、如圖所示，甲運動員比乙運動員高，若他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時間相等，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、如圖所示，用滑輪組將重力為540N的重物勻速提升2m，所用拉力F為200N，則滑輪組的機械效率為___________，如果要提高滑輪組的機械效率，你的做法是___________。（答出一條即可）2、如圖為某商場內(nèi)的自動扶梯，若小明同學站在以1m/s速度勻速向上運行的自動扶梯上，通過10m的路程，需_____s，運行過程中他的動能將_____，機械能將______.（后兩空選填“增加”、“不變”或“減少”）.3、在“探究影響重力勢能大小因素”的實驗中，小明在水平地面上鋪一張白紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自由下落，目的是探究重力勢能大小與______的關系。如圖所示，在紙上留下黑色圓斑A、B，圓斑______（填“A”或“B”）是皮球從較高處下落形成的。4、福廈高鐵預計明年6月建成運營。若高鐵列車以350km/h的設計時速行駛210km，需用時______h；列車減速進站時，動能變______。5、小勇放學后，背著重40N的書包沿水平路面走了200m，用時3min，又用1min爬上了大約9m高的四樓回到了家，小勇的重力為600N。則他在回家過程中對書包所做的功為______J，他所做總功的功率是______W。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、如圖，塔式起重機上的滑輪組勻速吊起重物時，所用的拉力為5×103N，重物升高2m，此過程中滑輪組的機械效率為80%，g取10N/kg。求：（1）拉力做的總功；（2）有用功與物重；（3）若克服摩擦和鋼繩重所做的功為5.0×103J，求動滑輪重。2、為響應國家提出的“節(jié)能減排，低碳生活”的號召。質(zhì)量為60kg的小明同學每天堅持騎自行車上學，他所騎自行車質(zhì)量為15kg，輪胎與水平地面的總接觸面積為30cm2，在水平路面上勻速騎行時所受阻力為總重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：（1）小明和自行車的總重力；（2）他騎行時自行車對地面的壓強；（3）若他在水平路面上5min內(nèi)勻速騎行了1500m，則他騎行時的功率是多大。3、將重為24N的重物用圖示滑輪組勻速提升3m，所用拉力F=10N。不計輪與軸間的摩擦及繩重。求：（1）該過程中的有用功；（2）滑輪組的機械效率；（3）動滑輪的重力。4、用如圖所示滑輪組提升重為240N物體，已知物體在10s內(nèi)勻速上升3m，拉力F的功率是90W，求：（1）滑輪組的機械效率η；（2）拉力F的大小。5、某同學用如圖所示的裝置勻速提升重力為200牛的物體，滑輪重力和摩擦不計，若物體在以0.3m/s的速度勻速上升0.6米。求：（1）拉力做的功W；（2）所用的時間t；（3）拉力的功率P。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，選用質(zhì)量不同的兩個鋼球m和M（M的質(zhì)量大于m），分別從不同的高度h和H（H>h）由靜止開始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離，實驗過程如圖所示∶（1）該實驗中物體的動能是指___________（選填“鋼球”或“木塊”）的動能。（2）比較___________兩圖進行的實驗，可以探究小球的動能與速度的關系。（3）圖乙和圖丙換用質(zhì)量不同的鋼球從斜面的相同高度由靜止開始滾下，目的是控制___________相同，探究鋼球的動能大小與___________的關系。（4）選擇甲、乙兩次實驗進行比較，可以研究___________（選填“超載”或“超速”）帶來的危害。2、測量如圖所示滑輪組的機械效率，部分實驗數(shù)據(jù)如表，請問答以下問題：次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升的高度h/cm拉力F/N繩端移動的距離s/cm機械效率η11.0100.63055.6%21.5100.83032.0101.03066.7%42.0201.06066.7%（1）實驗過程中，應緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼豎直向上做勻速直線運動，第1次實驗時，彈簧測力計示數(shù)如圖所示，為_______N；（2）第2次實驗時，滑輪組的機械效率是_______；（3）分析1、2、3次實驗的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物重力越_______?；喗M的機械效率越高；（4）結(jié)合生產(chǎn)生活實際，用滑輪組提升重物時，下列選項中也可提高機械效率是_______。A．增大繩重B．減輕動滑輪重C．加快物體提升的速度-參考答案-一、單選題1、B【詳解】建成一所醫(yī)院所做的有用功是相同的，為了減小做功的時間（縮短工期），根據(jù)P=可知，需要增大挖掘機的功率，所以，上百臺挖掘機同時工作，其目的是增大所有挖掘機總的功率，故B正確，ACD錯誤。故選B。2、B【詳解】蕩秋千時，從A點到B點和從C點到B點都是下降過程，都是將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，在這個過程中，A點和C點位置最高，重力勢能最大，此時小孩是靜止的，故動能為0；B點的動能最大，由于B點位置最低，所以重力勢能最小。從B點到C點和B點到A點的過程中都是將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程。A．小孩在A點時，位置最高，重力勢能最大，動能為零，故A錯誤；B．小孩從B蕩到C的過程中，高度增加，重力勢能增大，速度減小，動能減小，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的過程，故B正確；C．小孩從C蕩到B的過程中，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程，故C錯誤；D．小孩從A蕩到B的過程中，需要克服空氣阻力做功，由一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故在B點的機械能小于A點的機械能，故D錯誤。故選B。3、D【詳解】由圖知，甲滑輪組中承擔物重的繩子段數(shù)n=3，乙滑輪組中承擔物重的繩子段數(shù)n=4。AB．若重物上升高度為h，則兩滑輪組中繩端移動的距離分別為s甲=3h，s乙=4h甲滑輪組中拉力做的總功為W甲總F13h乙滑輪組中拉力做的總功為W乙總F24h已知F1=F2，所以W甲總＜W乙總，故B錯誤；已知時間相同，由公式P可知，P甲總＜P乙總，故A錯誤；CD．甲、乙兩滑輪組提升的物重G相同，設一個動滑輪的重為G動，不計繩重及摩擦，則甲滑輪組的機械效率為甲100%同理可得，乙滑輪組的機械效率為乙所以甲＞乙，故C錯誤，D正確。故選D。4、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。5、C【詳解】①勻速上升階段，物體相對于地面的位置發(fā)生了變化，故物體相對于地面是運動的，故①符合題意；②勻速上升階段，物體的質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，高度變大，重力勢能變大，故機械能變大，故②不符合題意；③勻速下降階段，速度不變，動能不變，因高度變小，重力勢能變小，物體的重力勢能沒有轉(zhuǎn)化為動能，故③不符合題意；④根據(jù)已知條件，物體勻速上升的速度大于下降的速度，故物體勻速上升時的動能大，即物體勻速下降階段的動能小于勻速上升階段的動能，故④符合題意。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。6、C【詳解】A．拉力F的功率為故A不符合題意；B．如圖滑輪組，一共有3段繩子分擔動滑輪所受的拉力，故物體移動的速度為1min內(nèi)物體移動的距離為故B不符合題意；C．物體與地面間的滑動摩擦力為1min內(nèi)所做的有用功為故C符合題意；D．1min內(nèi)所做的總功為該滑輪組的機械效率為故D不符合題意。故選C。7、A【詳解】蘋果從樹上落下過程中，質(zhì)量不變，速度變大，故動能增加，同時其高度降低，故重力勢能減小，故A正確，BCD錯誤。故選A。8、B【詳解】A．B點只受重力，不平衡，故A不符合題意；B．運動過程中有空氣阻力，所以AD速度可能相同，動能可能相同，故B符合題意；C．在C點時，若所受力全部消失，其運動狀態(tài)將不變，故C不符合題意；D．在運動過程中，機械能不守恒，不可能只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，故D不符合題意。故選B。9、A【詳解】AB．功率是單位時間內(nèi)做的功，表示的是做功的快慢；機械效率是有用功與總功的比值。所以，功率大的機械，做功快，但不一定多，故A正確，B錯誤；C．機械做功少，做功不一定慢，與機械效率無關，故C錯誤；D．由知道，有用功多，機械效率的大小還要看總功的大小，故D錯誤。故選A。10、A【詳解】因為杠鈴的質(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間相同，由功率定義可知，相同時間內(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。二、填空題1、

90%

增加重物的重力【詳解】[1]由圖示知，滑輪組承重繩子為3根，重物提升2m，繩子端移動的距離s=3h=3×2m=6m滑輪組的機械效率[2]要提高滑輪組的機械效率，可增加提升重物的重力，此時，提升重物所做的有用功增大，機械效率增大。2、

10

不變

增加【詳解】小明通過10m的路程需要的時間是：；由于在小明上升過程中，其質(zhì)量不變，速度不變，即動能不變；但其高度變大，即他的重力勢能變大，由于機械能等于動能和勢能之和，故機械能變大．3、

高度

B【詳解】[1]相同的皮球質(zhì)量不變，由于從不同高度自由下落，則目的是探究重力勢能與高度的關系。[2]當皮球從較高的地方下落時，落地時的動能更大，則與地面撞擊后形變量更大，形成的黑色圓斑更大，故B是皮球從較高處下落形成的。4、

0.6

小【詳解】[1]高鐵列車以350km/h的設計時速行駛210km，需用時[2]列車減速進站時，質(zhì)量不變，速度減小，所以動能變小。5、

360

24【詳解】[1]小勇回家過程中對書包的作用力沿豎直方向，所以他背著書包在水平路面行走時，他對書包不做功，只在爬樓過程對書包做了功。所做的功[2]上樓時，小勇不僅要克服書包的重力做功，還要克服自身重力做功?？朔陨碇亓ψ龅墓ψ龅目偣φ麄€過程所用時間所做總功的功率三、計算題1、（1）3×104J；（2）2.4×104J；1.2×104N；（3）500N【詳解】解：（1）由圖可知，物體由3根繩承擔，所以s=3h=3×2m=6m拉力做的總功為W總=Fs=5×103N×6m=3×104J（2）根據(jù)公式可得，拉力所做的有用功為W有用=ηW總=80%×3×104J=2.4×104J物重為（3）拉力所做的額外功為W額外=W總-W有用=3×104J-2.4×104J=6×103J其中克服動滑輪的重所做的額外功為W額動=6.0×103J-5.0×103J=1.0×103J動滑輪的重為答：（1）拉力做的總功為3×104J；（2）有用功為2.4×104J；物重為1.2×104N；（3）若克服摩擦和鋼繩重所做的功為5.0×103J，動滑輪重為500N。2、（1）750N；（2）；（3）75W【詳解】解：（1）小明和自行車的總重力G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N（2）他騎行時自行車對地面的壓強（3）阻力為f=0.02G=0.02×750N=15N因為勻速，所以動力等于15N，速度為他騎行時的功率是P=Fv=15N×5m/s=75W答：（1）小明和自行車的總重力750N；（2）他騎行時自行車對地面的壓強；（3）若他在水平路面上5min內(nèi)勻速騎行了1500m，則他騎行時的功率是75W。3、（1）72J；（2）80%；（3）6N【詳解】解：（1）該過程中的有用功W有=Gh=24N×3m=72J（2）由圖知，n=3，繩子自由端被拉下的距離s=3h=3×3m=9m拉力做的總功W總=Fs=10N×9m=90J滑輪組的機械效率（3）不計輪軸間摩擦及繩重時，動滑輪重力G動=3F-G=3×10N-24N=6N答：（1）該過程中的有用功是72J；（2）滑輪組的機械效率是80%；（3）動滑輪的重力是6N。4、（1）80%；（2）100N【詳解】解：（1）提升物體做的有用功W有=Gh=240N×3m=720J由功率公式可得，拉力所做的總功W總=Pt=90W×10s=900J滑輪組的機械效率（2）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n=3則繩端移動的距離s=nh=3×3m=9m由W＝Fs可得，拉力答：（1）滑輪組的機械效率為80%；（2）拉力F的大小為100N。5、（1）120J；（2）2s；（3）60W【詳解】解：（1）物體的重力G=200N，物體上升的速度v=0.3m/s，上升的高度h=0.6m，由圖可知滑輪組繩子段數(shù)為2，則人對繩子的拉力為

繩子自由端移動的距離s=2h=0.6m2=1.2m則拉力做的功為W=Fs=100N1.2m=120J（2）物體上升所用的時間為

（3）拉力的功率為

答：