强化训练沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题练习试卷(含答案详解版).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题练习
考试时间：90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Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90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20分）
1、 “嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（　　）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
2、下列有关中学生的估测符合实际的是（　　）
A．眨眼一次的时间约为3s
B．正常步行的速度约为1.4km/h
C．游泳时受到的浮力约为500N
D．完成一次引体向上做的功约为2000J
3、如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（　　）

A．拉力F大小为4N B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．拉力F做功的功率为3W D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
4、中国开展月球探测工程，命名为“嫦娥工程”，中国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”三步走，“嫦娥五号”月球探测器从月球土壤中取样， 再返回地球，标志中国“嫦娥工程”取得伟大的胜利。关于“嫦娥五号”月球探测器下列说法正确的是（　　）
A．“嫦娥五号”从地面升空过程中重力势能增大，机械能不变
B．“嫦娥五号”匀速环绕月球时，受到平衡力的作用
C．“嫦娥五号”携带的着陆器可以通过降落伞减速着陆在月球表面
D．从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，产生一个向前的力，离开月球表面根据的是物体间力的作用是相互的
5、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车，在相同时间内两车通过的路程之比为2:1，下列说法正确的是（　　）
A．两车所做功之比是2:1
B．两车所做功之比是1:1
C．两车所受牵引力之比是2:1
D．两车速度之比是1:2
6、如图所示，用一平行于斜面向上的力将质量为80kg的木箱从2m长的斜面底端匀速拉到顶端（可以把木箱看作质点），斜面的倾斜角为30°，木箱受到的摩擦力是木箱重力力的0.1倍，则下列说法正确的是（　　）

A．木箱克服摩擦力做功80J B．拉力大小为480N
C．斜面的机械效率80% D．拉力做功为880J
7、2020年7月23日12时41分，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射火星探测任务的“天问一号”探测器，迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的“天问一号”探测器，下列叙述正确的是（　　）

A．探测器的机械能总量不变 B．探测器的机械能总量增加
C．探测器的动能增加，重力势能不变 D．探测器的动能不变，重力势能增加
8、如图为小孩荡秋千的示意图，下列分析正确的是（　　）

A．小孩在A点具有的动能最大
B．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能
C．小孩从C荡到B的过程中，动能转化为势能
D．小孩从A荡到B的过程中，在B点的机械能大于A点的机械能
9、十年磨剑，载誉归来！2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返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
10、物理学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示某物理量的是（　　）
A． B．
C． D．
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，用平行于斜面、大小为2.5N的拉力F，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72%，则斜面高度为_________m。

2、在水平地面上有一长方体木箱，小林用水平推力 F 把木箱向前推动，如图甲所示，此过程中， 推力 F 随时间 t 的变化情况如图乙所示，木块前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化情况如图丙所示， 则从 3s 至 5s 内，推力对木块所做的功______J，从 0s 至 1s 内，推力对木块所做的功的功率为______。

3、如图所示，一位同学用120N的拉力将30kg的物体匀速吊起，则滑轮组的机械效率为_________。若他用2min将物体提高10m，拉力的功率是__________W。（g=10N/kg）

4、利用如图所示的斜面，小李用300N的力沿斜面向上把重为500N的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，耗时20s，在这过程中克服货物重力做的功是______J；推力做的功是______J；推力做功的功率为______W。

5、一质量为10kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m，此时的机械效率仅为40%，再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则重物B的重力为________N（不计滑轮组中的绳重和摩擦）。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，2021年5月22日，“祝融号”火星车安全到达火星表面，在某次观测时，“祝融号”的质量为240kg，先用50s时间将车体重心升高1m，然后用1h的时间在一段平直火星面AB上匀速直线行驶了36m，在AB上行驶消耗了1.08×104J的电能。已知“祝融号”将电能转化为机械能的效率为60%；物体在火星表面上的重力是地球表面上的，地球表面上g取10N/kg。求：
（1）“祝融号”在AB段上运动的速度；
（2）车体重心升高1m的过程中，克服重力做的功和功率；
（3）“祝融号”在AB上匀速直线行驶时所受的阻力。

2、工人师傅用如图所示的装置把质量为60 kg物体以0.1m/s的速度匀速提升20s。已知拉力F的大小为400N，在此过程中不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）工人师傅匀速拉动绳子的功率；
（3）滑轮组的机械效率。

3、某实心铜雕像，现要用蜡将其复制成大小一样的蜡制雕像，测得蜡雕像的质量为90kg（，）。求：
(1)制作铜雕像所用铜的质量；
(2)将这个铜雕像整体匀速提升2m需要做的功。
4、如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，将边长为5cm的正方体G1通过轻质细绳系于正上方杠杆的A点，物体G2重为40N，将G2放在B点时，G1对地面的压强为2×104Pa，已知OA＝0.2m，OB＝0.1m，求：
（1）此时细绳作用于A的拉力是多大？
（2）正方体G1的重力是多少？
（3）现用F＝5N的水平拉力使G2以0.05m/s的速度从B点向右匀速直线运动，经过多长时间可使G1对地面的压力恰好为零；此过程拉力做了多少功？

5、如图所示，用竖直向上的拉力 F 匀速提升重为800N的物体A，在10s内物体上升了2m，不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，求：
（1）物体 A 上升的速度；
（2）拉力 F 所做的功；
（3）保持拉力 F 做功的功率不变，绳子自由端移动的速度为 0.5m/s，匀速提升物体B时，物体B所受的重力。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。

（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 ______无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 ______反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 ______（选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 ______有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 ______直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 ______（选填“相等”或“不相等”），该方案 ______（选填“正确”或“错误”）。
2、如图所示，是“探究物体动能跟哪些因素有关”的实验过程。

（1）图1实验中要判断研究对象的动能大小需要比较 ___________；
（2）图1甲、乙两图是为了探究动能与 ___________的关系，得出的结论是：在速度相同时，___________越大动能越大；
（3）如图2将一弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开，若想增大弹簧最大压缩量，提出两点可行的做法：___________、___________；
（4）将图2中末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图3的轨道，再次将钢球沿轨道AOB到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能 ___________（选填“大于”“等于”或“小于”）在A点的机械能。若离开B点后钢球不受外力，通过B点后的运动轨迹是 ___________（选填字母序号）。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2、C
【详解】
A．眨一次眼的时间约是十分之一秒，故A不符合题意；
B．正常步行的速度约为1m/s，合3.6km/h，故B不符合题意；
C．人体重约500N，人密度与水相当，可认为悬浮在水中，浮力与重力相等，因此游泳时受到的浮力约为500N，故C符合题意；
D．人体重约500N，完成一次引体向上，上升高度为手臂长，约0.6m，因此做的功约为

故D不符合题意。
故选C。
3、A
【详解】
B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离
s绳=ns物=3×100×10-2m=3m
绳子自由端移动的速度

故B正确，不符合题意；
AC．物体克服摩擦力做的有用功
W有=fs物=12N×100×10-2m=12J
拉力做的总功

拉力F大小

拉力F做功的功率

故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功
W额=W总-W有=15J-12J=3J
故D正确，不符合题意。
故选A。
4、D
【详解】
A．“嫦娥五号”从地面升空过程中，质量不变，速度和高度都增大，因此动能和重力势能都增大，机械能变大，故A错误；
B．“嫦娥五号”匀速环绕月球时，速度方向不断发生改变，是非平衡状态，受到的力不是平衡力，故B错误；
C．由于月球上处于真空状态，没有空气，降落伞起不到作用，因此“嫦娥五号”携带的着陆器不可以通过降落伞减速着陆在月球表面，而是通过自身推进器的反推力着陆在月球表面，故C错误；
D．从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，同时高压气流也会对探测器产生一个向前的力，离开月球表面正是利用了物体间力的作用是相互的，故D正确。
故选D。
5、B
【详解】
AB．两车功率相同，根据可知，在相等的时间内做的功相等，即两车所做的功之比为1:1，故A错误，B正确；
C．由W＝Fs可得，两车所受牵引力之比为

故C错误；
D．由可得

故D错误。
故选B。
6、B
【详解】
A．木箱的质量为80kg，则木箱的重力
G=mg=80kg×10N/kg=800N
则摩擦力的大小
f=0.1×800N=80N
木箱从底端匀速运动到顶端，克服摩擦力做的功
Wf=fs=80N×2m=160J
故A错误；
BD．木箱长为2m，斜面的倾斜角为30°，则斜面的高度

木箱从底端匀速运动到顶端，有用功为
W有=Gh=800N×1m=800J
拉力做的功
W总=W有+Wf=800J+160J=960J
故D错误；
则拉力大小

故B正确；
C．斜面的机械效率

故C错误。
故选B。
7、B
【详解】
当火箭推动探测器加速上升时，探测器的质量不，其速度与高度都增大，所以探测器的动能和重力势能都增加；因机械能等于动能与势能之和，所以探测器的机械能也增加。
故选B。
8、B
【详解】
荡秋千时，从A点到B点和从C点到B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，A点和C点位置最高，重力势能最大，此时小孩是静止的，故动能为0；B点的动能最大，由于B点位置最低，所以重力势能最小。从B点到C点和B点到A点的过程中都是将动能转化为重力势能的过程。
A．小孩在A点时，位置最高，重力势能最大，动能为零，故A错误；
B．小孩从B荡到C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C荡到B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A荡到B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B点的机械能小于A点的机械能，故D错误。
故选B。
9、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A。
【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。
10、B
【详解】
A．横坐标表示功，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故A不符合题意；
B．横坐标表示时间，纵坐标表示功率，阴影部分面积是功率和时间乘积，表示功，故B符合题意；
C．横坐标表示功率，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和功率乘积，无意义，故C不符合题意；
D．横坐标表示时间，纵坐标表示功，阴影部分面积是功和时间乘积，无意义，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、0.2
【详解】
由图可知所做的总功

根据得所做的有用功

斜面高度为

2、     120J     0
【详解】
[1]由乙图可知在3s至5s内推力F=60N，这一时间段速度为v=1.0m/s，时间t=2s，可知推力做功为
W=Fs=Fvt=60N×1.0m/s×2s=120J
[2]由丙图可知， 0s 至 1s 内，物体速度为0，物体静止不动，此时推力对木块未做功，W推=0，有

3、     83.3%     30
【详解】
[1]由图可知，承担物重的绳子股数n=3，则s=3h。物体的重力
G=mg=30kg×10N/kg=300N
滑轮组的机械效率

[2]拉力做的总功
W=Fs=F×3h=120N×3×10m=3600J
拉力的功率

4、     2500     3000     150
【详解】
[1]物体的重力G=500N，提升的高度h=5m，则货物克服重力做的功为
W1=Gh=500N×5m=2500J
[2]推力大小F=300N，物体在推力的方向上移动的距离s=10m，可知推力做的功
W2=Fs=300N×10m=3000J
[3]t=20s，推力做功的功率为

5、600
【详解】
重物A的重力
GA=mAg=10kg×10N/kg=100N
绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率

则提升重物A时，滑轮组的机械效率

解得动滑轮重力
G动=150N
再用该滑轮组提升重物B的机械效率为80%，则

解得重物B的重力GB=600N。
三、计算题
1、（1）；（2），；（3）180N
【详解】
解：（1）“祝融号”在AB段上运动的速度

（2）车体重心升高1m的过程中，克服重力做的功为

克服重力做的功率为

（3）有用的机械能为

“祝融号”在AB上匀速直线行驶时牵引力为

由于匀速行驶，所受的阻力

答：（1）“祝融号”在AB段上运动的速度为；
（2）车体重心升高1m的过程中，克服重力做的功为，克服重力做的功率为；
（3）“祝融号”在AB上匀速直线行驶时所受的阻力为180N。
2、（1）4m；（2）80W；（3）75%
【详解】
解：（1）从图中可知，提升重物绳子的股数为n=2，绳子自由端移动的距离
s=nvt=2×0.1m/s×20s=4m
（2）拉力F功率

（3）滑轮组的机械效率

答：（1）绳子自由端移动的距离为4m；
（2）工人师傅匀速拉动绳子的功率为80W；
（3）滑轮组的机械效率为75%。
3、 (1)；(2)
【详解】
解：(1)雕像的体积是

制作铜雕像所用铜的质量是

(2)铜雕像所受的重力是

将这个铜雕像整体匀速提升2m需要做的功是

答：(1)制作铜雕像所用铜的质量是；
(2)将这个铜雕像整体匀速提升2m需要做的功是。
4、（1）20N；（2）70N；（3）5s，1.25J
【详解】
解：（1）由杠杆的平衡条件可得
FA·OA=G2·OB
则绳子的拉力

（2）G1对地面的压力
F1=pS1=2×104Pa×(0.05m)2=50N
由力的作用相互性可知，地面对G1的支持力
F支=F1=50N
正方体G1的重力
G1=F支+FA=50N+20N=70N
（3）G1对地面的压力恰好为零时，绳子的拉力
FA′=G1=70N
设此时G2向右运动到D位置，由杠杆的平衡条件可得
FA′·OA=G2·OD

G2向右运动的距离
s=OD-OB=0.35m-0.1m=0.25m
G2向右匀速直线运动的时间

此过程拉力做的功
W=Fs=5N×0.25m=1.25J
答：（1）此时细绳作用于A的拉力是20N；
（2）正方体G1的重力是70N；
（3）经过5s后，可使G1对地面的压力恰好为零，此过程拉力做功是1.25J。
5、（1）0.2m/s；（2）1600J；（3）640N
【详解】
解：（1）物体 A 上升的速度

（2）不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，则拉力F的大小为

拉力 F 所做的功

（3）拉力F做功的功率为

根据

保持拉力 F 做功的功率不变，拉力F的大小为

物体B所受的重力

答：（1）物体 A 上升的速度为0.2m/s；
（2）拉力 F 所做的功为1600J；
（3）物体B所受的重力为640N。
四、实验探究
1、     质量     木块移动的距离     转换法     速度     匀速     相同     错误
【详解】
（1）[1]图甲、乙中，小球A、B的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
（2）[2][3]小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
（3）[4]因为θ1＜θ2，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。
（4）[5]若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞击后，它将做匀速直线运动。
（5）[6][7]将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。
2、     木块移动的距离
     质量     质量     见解析     见解析     小于     c
【详解】
（1）[1]动能越大，对外做功的本领越大，动能大小可以通过对外做功的多少来反映，实验时小球推动木块对它做功，所以可以通过木块被撞后移动的距离来比较动能的大小。
（2）[2]图-1甲、乙两图中，小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，根据控制变量法可知，探究的是动能大小与质量的关系。
[3]由图可知，小球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故结论为：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。
（3）[4][5]若想增大弹簧最大压缩量，即增大弹簧的弹性势能，就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能，可以采取的方法有：
①在其他条件不变时，换用质量更大的小球，增大小球动能；
②在其他条件不变时，提高小球的初始高度，使小球进入水平面时具有更大的速度，增大小球动能。
（4）[6]钢球沿轨道AOB到达B点时要克服钢球与轨道之间的摩擦做功，将部分机械能转化为内能，机械能减少，故钢球在B点的机械能小于在A点的机械能。
[7]小球到达B点时的速度方向沿着轨道方向斜向上，若此时小球受到的力消失，根据牛顿第一定律可知，小球将会以现在的速度做匀速直线运动，故通过B点后的运动轨迹是c。