2022-2023學(xué)年滬粵版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能專題練習(xí)試題(含詳解)

九年級物理上冊第十一章機械功與機械能專題練習(xí)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(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20分）1、在臺球比賽中，選手在水平臺面推動球桿撞擊白球，白球運動后碰撞其它球，以下說法正確的是（）A．手推動球桿前進(jìn)時，手的推力對球桿做了功B．白球運動時，水平臺面對球的支持力做了功C．球在水平臺面滾動的過程中，球的重力對它做了功D．白球撞擊黑球后沒有靜止，是因為球桿還在對白球做功2、下列四幅圖中，力有對物體做功的是（）A．推車未推動 B．提著滑板水平前行C．搬石未搬起 D．用繩子提升物體3、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點是彈簧保持原長時小球的位置。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)運動（已知AO＝OB）。小球從A位置運動到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．小球運動到O點時的動能與此時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4、作為國際通用測量語言的國際單位制，極大地方便了國際交流。在國際單位制中，功率的單位是（）A．千克 B．牛頓 C．焦耳 D．瓦特5、下面四幅圖中所描述的力，對物體做了功的是（）A．使小車向前運動了一段距離的推力B．搬石頭但沒有搬動，手對石頭的力C．托著貨物停在水平地面上，叉車對貨物的力D．提著滑板在水平路面上前行，手提滑板的力6、下列幾種情況中，人對物體做了功的是（）A．運動員用力舉著杠鈴不動 B．用力拉繩勻速提升重物C．用力搬石頭沒搬動 D．用力提著水桶在水平方向移動7、物塊在水平拉力F（大小未知）的作用下，在水平直線軌道上運動（如圖），其中AB=CD=10m。已知物塊在AB段和CD段分別以2m/s和5m/s的速度勻速運動，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分別為1N和2N，則以下判斷正確的是（）A．該物塊在CD段的慣性比AB段大B．該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為2∶5C．拉力F在AB段所做的功為20JD．拉力F在CD段做功的功率為10W8、在常吉高速某段平直路面上勻速行駛的小汽車，其動能大小的情況是（）A．一直變大 B．一直變小 C．先變大后變小 D．始終不變9、如圖，滑雪運動員正在比賽，下列分析正確的是（）A．雪地上的影子是光的折射形成的B．運動員在沿傾斜賽道下滑過程中，重力勢能不變C．滑雪板可以減小運動員對雪地的壓強D．運動員在沿傾斜賽道加下滑過程中，運動狀態(tài)保持不變10、籃球運動深受同學(xué)們的喜愛。在投籃時，下列分析正確的是（）A．籃球離手后，手還對籃球做功B．籃球離手后，上升過程機械能變大C．手對籃球施力，球才向籃筐運動，說明力是維持物體運動的原因D．假如正在上升的籃球所受的力全部消失，它將做勻速直線運動第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，人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行，衛(wèi)星在大氣層外運行不受空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，因此機械能___________（選填“守恒”或“不守恒”）：當(dāng)衛(wèi)星從近地點向遠(yuǎn)地點運行時，動能會___________（選填“增大”、“不變”或“減小”）。2、假期，小明坐客車去旅游。當(dāng)客車行駛到高速公路保持車距標(biāo)識牌“0m”處時，恰好后面一輛小汽車行駛到客車旁，此時客車上速度計顯示為“80km/h”。當(dāng)客車勻速行駛到標(biāo)識牌“100m”處時，小汽車勻速行駛到了標(biāo)識牌“200m”處，小汽車______（選填“已經(jīng)”或“沒有”）超速；若此時小汽車的功率為80kW，它受到的阻力為______N。（此高速路段限定小汽車最高速度為“120km/h”）3、放在水平地面上的物體，質(zhì)量為5kg，在30N的水平拉力作用下，沿水平方向運動了10m，所用時間為20s，那么重力做功______J，拉力的功率是______W（g=10N/kg）?4、如圖所示，利用滑輪組勻速提升重為8N的物體，動滑輪重2N，物體被提升了0.5m，不計繩重和摩擦，則繩子自由端的拉力F為___N，拉這次重物，滑輪組的機械效率為___。5、如圖所示，有一斜面長L=4m，高h(yuǎn)=2.5m。劉利同學(xué)用平行于斜面向上F=150N的拉力，將200N重的物體從底端勻速拉到斜面頂端。那么劉利同學(xué)對物體做的總功為___________J；物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力為___________N。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、如圖所示，是某工作隊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，還未露出水面時受到的浮力；（2）物體M上表面在水面下0.2m時，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，此滑輪組的機械效率。2、某建筑工人用300N的拉力，在25s內(nèi)將重力為800N的水泥利用滑輪組勻速提高4m，如圖所示。若不計摩擦和繩重，請你完成下列計算：（1）動滑輪的重力；（2）工人做功的功率；（3）該裝置的機械效率。3、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，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，滑輪組的機械效率是多少？4、一輛汽車以恒定的功率在平直的公路上做直線運動，其v﹣t圖像如圖所示，在第10s時速度達(dá)到20m/s，前10s通過的路程為120m。求：（1）在0～10s內(nèi)汽車的平均速度。（2）設(shè)汽車在行駛過程中所受阻力不變，大小為f＝4000N，那么在0～10s內(nèi)汽車發(fā)動機的牽引力所做的功是多少J？5、頻閃拍攝是研究物體運動的最好方式之一、如圖所示，是小亮用相機每隔0.5s曝光一次，拍攝的汽車在平直公路上行駛時的頻閃照片。拍攝過程中汽車的總質(zhì)量約為1.6t，所受阻力約為車重的0.3倍。搜集汽車信息得知車身長3m，靜止時車輪與地面的總接觸面積為.求：（g取10N/kg）（1）汽車靜止時對水平地面的壓強；（2）拍攝過程中汽車的輸出功率。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、小明在實驗室看到一科學(xué)玩具——牛頓擺，如圖1甲所示，它由支架、細(xì)線和5個完全相同的鋼球組成，每個鋼球通過兩根無彈性細(xì)線固定在支架上，并緊挨著排列在同一水平直線上。拉起最左側(cè)的鋼球，釋放后，它像單擺一樣向右擺動撞擊相鄰鋼球，僅把最右側(cè)的鋼球撞出，其他球幾乎靜止不動。這引發(fā)了小明的思考：為什么碰撞后僅有一個球擺動，而其余球仍然保持靜止？于是他提出問題：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與哪些因素有關(guān)？接著他做出以下猜想：①可能與撞擊球撞擊時的速度大小有關(guān)；②可能與撞擊球的數(shù)量多少有關(guān)；將牛頓擺等效為單擺模型，如圖1乙所示是一個鋼球撞擊其它鋼球的情形，五個鋼球自左向右標(biāo)為球。若不考慮能量損失，請回答下列問題：（1）將A球作為撞擊球拉至一定的高度（保持細(xì)線繃直），由靜止開始釋放。釋放后，A球向右擺動過程中，將___________能轉(zhuǎn)化為動能。（2）探究猜想①時，必須先控制每次撞擊球的___________相等，為了改變撞擊球撞擊時的速度，你的操作辦法是：___________。釋放后，當(dāng)鋼球A以不同速度發(fā)生碰撞時，每次均僅有E球被撞出，由此可判斷：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球的速度___________（選填：“有關(guān)”或“無關(guān)”）。（3）通過上述實驗，小明還是不明白為什么僅有一個球被撞出，于是他向老師請教，老師說：牛頓擺的鋼球間發(fā)生碰撞時，撞擊球的速度被大小不變地依次“傳遞”給下一個球，所以最終只有一個鋼球被撞出。根據(jù)老師的講解，小明繼續(xù)探究猜想②，將A、B兩球作為撞擊球緊挨著，拉起一定高度后同時釋放，A、B球向右擺動并與C球相撞，則此時可觀察到的現(xiàn)象是如圖2中的___________（選填：“甲”、“乙”或“丙”）；請闡述你選擇的理由：___________。2、如圖所示，在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，將不同金屬球從斜面的某一高度由靜止開始滾下，推動同一小木塊向前移動一段距離s后停下，完成甲、乙、丙所示的三次實驗。（1）金屬球在滾下斜面的過程中，它的___________能轉(zhuǎn)化為動能；（2）做了甲、乙、丙三次實驗：讓不同金屬球從斜面的某一高度由靜止開始滾下，碰到水平面上的物塊，將物塊撞出一段距離。物塊被撞擊得越遠(yuǎn)，說明金屬球到達(dá)水平面時的動能就越___________；這種比較動能大小的研究方法是___________；（3）要探究動能與速度的關(guān)系應(yīng)選用___________圖，結(jié)論是___________；（4）甲，乙兩圖中讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是小球在水平面___________，結(jié)論是___________；（5）如圖丁所示是交通管理部門對不同車型設(shè)定的最高速度，由“十次車禍九次快”、“安全駕駛莫超載”可知事故的原因是超載或超速。用甲、丙兩圖的實驗現(xiàn)象所得到的結(jié)論，可以解釋汽車_________（選填“超載”或“超速”）行駛時危險性大的原因。-參考答案-一、單選題1、A【詳解】做功必須的兩個因素，有力F，在力的方向上通過一段距離s，功；A．手推動球桿前進(jìn)時，有力也有距離，所以手對球桿做了功，故A正確；B．桌面支持力與小球的運動方向垂直，小球在支持力的方向上沒有移動距離，支持力對小球不做功，故B錯誤；C．重力與小球運動的方向垂直，重力對小球不做功，故C錯誤；D．手對白球沒有力的作用，白球繼續(xù)運動是因為白球具有慣性，故D錯誤。故選A。2、D【詳解】A．推車未推動，有力但是沒有距離，勞而無功，故A不符合題意；B．提著滑板水平前行，力與物體運動距離垂直，垂直無功，故B不符合題意；C．搬石未搬起，有力但是沒有距離，勞而無功，故C不符合題意；D．用繩子提升物體，有力作用在物體上，并且在力的方向上移動了距離，故這個力做了功，故D符合題意。故選D。3、C【詳解】由題知，O點是彈簧保持原長時小球的位置，則小球位于A點時彈簧處于壓縮狀態(tài)，位于B點時彈簧處于拉伸狀態(tài)；①小球從A運動到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點時，彈簧恢復(fù)原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時小球的速度最大，動能最大；③小球從O運動到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位置運動到B位置的過程中：A．小球的動能先增加后減少，在B點時小球的動能最小，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．小球運動到O點時的動能（最大）與此時彈簧的彈性勢能（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。4、D【詳解】A．千克（kg）是質(zhì)量的單位，

故A不符合題意；B．牛頓（N）是力的單位，故B不符合題意；

C．焦耳（J）是功、熱量、能量的單位，故C不符合題意；D．瓦特（W）是功率的單位，故D符合題意。故選D。5、A【詳解】A．推著小車向前移動一段距離，對物體施加了力，并在力的方向上移動了一段距離，故A符合題意；B．搬而未起，有力但是無距離，不做功，故B不符合題意；C．托著貨物停在水平地面上，叉車對貨物有力但是無距離，不做功，故C不符合題意；D．提著滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上沒有距離，即力的方向與運動的方向垂直，不做功，故D不符合題意。故選A。6、B【詳解】A．運動員用力舉著杠鈴不動，只有力而沒有距離，不做功，故A不符合題意；B．用力拉繩勻速提升重物，重物在受到拉力的方向上移動了距離，力對重物做功，故B符合題意；C．用力搬石頭沒搬動，只有力而沒有距離，不做功，故C不符合題意；D．用力提著水桶在水平方向移動，在提水桶的力的方向上沒有移動距離，不做功，故D不符合題意。故選B。7、D【詳解】A．慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度大小無關(guān)，故A錯誤；B．由題知，物塊在AB段和CD段的速度之比為2∶5，AB和CD距離相等，則該物塊通過AB段和CD段所用的時間之比為5∶2，故B錯誤；C．物塊在AB段勻速運動，拉力等于摩擦阻力，拉力F在AB段所做的功W=FABsAB=fABsAB=1N10m=10J故C錯誤；D．物塊在CD段勻速運動，拉力等于摩擦阻力，拉力F在CD段做功的功率P=FCDvCD=fCDvCD=2N5m/s=10W故D正確。故選D。8、D影響動能大小的因素：質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，動能越大?！驹斀狻吭诔＜咚倌扯纹街甭访嫔蟿蛩傩旭偟男∑?，速度不變，質(zhì)量不變，動能不變。故ABC不符合題意，D符合題意。故選D?！军c睛】掌握影響動能、重力勢能、彈性勢能大小的因素。會判斷動能、重力勢能、彈性勢能、機械能的大小變化以及能量的相互轉(zhuǎn)化。9、C【詳解】A．雪地上的影子是光的直線傳播形成的，故A錯誤；B．運動員在沿傾斜賽道下滑過程中，高度逐漸降低，重力勢能逐漸變小，故B錯誤；C．滑雪板一般比較寬，是通過增大受力面積的方法從而來減小運動員對雪地的壓強，故C正確；D．動員在沿傾斜賽道加下滑過程中，由重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，運動速度在加快，運動狀態(tài)發(fā)生改變，故D錯誤。故選C。10、D【詳解】A．做功的兩個必要條件是：有力作用在物體上，物體在力的方向上移動了一端距離，籃球離手后，手沒有對籃球施加力的作用，手不再對籃球做功，故A錯誤；B．籃球離手后，高度變大，速度減小，重力勢能增大，動能減小，籃球上升過程中，沒有其它力對籃球做功，機械能是動能和勢能之和，籃球的機械能不變，故B錯誤；C．手對籃球施力，球才向籃筐運動，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)，不能說明力是維持物體運動的原因，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第一定律，假如正在上升的籃球所受的力全部消失，它將保持原來的運動狀態(tài)不變，將一直做勻速直線運動，故D正確。故選D。二、填空題1、

守恒

減小【詳解】[1]衛(wèi)星在大氣層外運動，不受空氣阻力作用，只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化，因此機械能守恒。[2]由近地點向遠(yuǎn)地點運動過程中，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，高度變大，其重力勢能變大，由于機械能守恒，所以衛(wèi)星的動能會減小。2、

已經(jīng)

1.8×103N【詳解】[1]由可得，客車從標(biāo)識牌0m處行駛至100m處所用的時間由題意可知，小汽車從標(biāo)識牌0m行駛至200m所用時間小汽車的速度高速公路限速120km/h，即小汽車已經(jīng)超速。[2]由可得小汽車此時的牽引力3、

0

15【詳解】[1]物體在水平方向移動，重力的方向豎直向下，物體在重力的方向上沒有移動距離，所以重力不做功，即重力做功為0J。[2]拉力做的功W=Fs=30N×10m=300J拉力的功率4、

5

80%【詳解】[1]當(dāng)滑輪勻速上升時，因不計繩重與摩擦，所以阻礙裝置上升的力為物體和動滑輪的總重。有兩段繩子與動滑輪接觸，則作用在繩子自由端的拉力為[2]滑輪組的機械效率為5、

600

25【詳解】[1]劉利同學(xué)對物體做的總功為[2]劉利同學(xué)對物體做的有用功為劉利克服摩擦力做的功就是物體被勻速拉到斜面頂端所做的額外功，額外功物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力三、計算題1、（1）；（2）；（3）80%【詳解】解：（1）物體還未露出水面時，排開液體體積還未露出水面時受到的浮力（2）物體M上表面在水面下0.2m時，它的下表面處水的深度它的下表面受到水的壓強它的下表面受到水的壓力（3）物體M的重力此滑輪組的機械效率答：（1）還未露出水面時受到的浮力為；（2）它的下表面受到水的壓力為；（3）此滑輪組的機械效率為80%。2、（1）100N；（2）144W；（3）89%【詳解】解：（1）由圖可知，繩子的有效股數(shù)n=3，不計摩擦和繩重，動滑輪的重力G動=3F-G=3×300N-800N=100N（2）當(dāng)水泥提升4m時，繩子自由端所移動的距離s=3×4m=12m工人做的總功W總=Fs=300N×12m=3600J工人做功的功率（3）有用功W有=Gh=800N×4m=3200J該裝置的機械效率答：（1）動滑輪的重力是100N；（2）工人做功的功率是144W；（3）該裝置的機械效率是89%。3、（1）200N；（2）150N；（3）1200J；（4）83.3%【詳解】解：（1）石塊浸沒在水中時，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則滑輪組的機械效率答：（1）石塊浸沒在水中時，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，滑輪組的機械效率是83.3%。4、（1）12m/s；（2）8×105J【詳解】解：（1）前10s通過的路程為120m，在0～10s內(nèi)汽車的平均速度（2）從圖中可以看出，10s后，汽車以20m/s做勻速直線運動，物體的牽引力汽車的功率為在0～10s內(nèi)汽車發(fā)動機的牽引力所做的功是答：（1）在0～10s內(nèi)汽車的平均速度為12m/s；（2）在0～10s內(nèi)汽車發(fā)動機的牽引力所做的功是8×105J。5、（1）；（2）【詳解】解：（1）汽車靜止在水平地面，對地面的壓力汽車對水平地面的壓強（2）如圖，由汽車長3m可知，每個小格表示1m，汽車在平直公路上每0.5s通過的路程均為6m，在拍攝過程中做勻速直線運動，汽車在拍攝過程中受到的牽引力拍攝過程中汽車的輸出功率答：（1）汽車靜止時對水平地面的壓強為；（2）拍攝過程中汽車的輸出功率為。四、實驗探究1、

重力勢

數(shù)量

將A球拉至不同的高度由靜止釋放

無關(guān)

乙

見解析【詳解】（1）[1]釋放后，A球向右擺動過程中，高度減小，速度變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。（2）[2][3]探究被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球撞擊時的速度大小有關(guān)時，需要控制