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综合测评试题(含答案及解析).docx

九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合测评
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、2022年2月8日，谷爱凌摘得冬奥会自由式滑雪大跳台金牌的比赛场景如图所示。图中的运动员从低处向高处跃起后下落的过程中，下列说法正确的是（     ）

A．运动员从低处运动到高处时，动能不断增加
B．运动员从高处运动到低处时，动能转化为重力势能
C．运动员运动到最高点时重力势能最大
D．运动员运动到最高点时不具有惯性
2、2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年东奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在东奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（　　）

A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大
C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大
3、北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升（ab）及下落（bc）瞬间，下列说法中正确的是（　　）

A．运动员在ab段重力势能增大，动能减小
B．运动员在ab段重力势能减小，动能增大
C．运动员在bc段重力势能减小，动能减小
D．运动员在bc段重力势能增大，动能增大
4、在图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　）
A．运动员举着杠铃不动 B．工人推汽车，车没动
C．人将箱子从地面搬起来 D．大力士顶住轮胎不动
5、如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　）

A．小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能
B．小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用
C．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小
D．小球在B点时受到平衡力的作用
6、如图所示，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（　　）

A．适当减小木箱重力 B．增大木箱上升高度
C．增大提升木箱的速度 D．换用质量较小的动滑轮
7、在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（　　）
A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．始终不变
8、如图所示，滑轮组下面悬挂一重为12N的物体，在竖直向上的拉力F的作用下，该物体在10s内被匀速提升了0.5m，拉力F的大小为5N。关于该滑轮组，下列计算结果正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离是1m B．有用功为0.6J
C．总功为5J D．该装置的机械效率为80%
9、如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　）

A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
10、如图所示，甲运动员比乙运动员高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（　　）

A．甲做功较多，功率较大
B．甲做功较多，功率较小
C．甲做功较多，甲、乙功率相等
D．甲、乙做功相等，甲的功率较大
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、跳伞是一项极具挑战的运动，越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经20s下落220m后，开始做匀速直线运动直至落地，整个过程用时40s。则运动员在整个下降过程中的平均速度是______m/s，重力做的功为______J。

2、如图所示，是一个回转“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，在速度越来越慢的过程中 ______转化为 ______能，而后它 ______自动滚回来（选填“能”或“不能”）。

3、跳伞运动员在空中匀速下落时，其动能______；扫地车匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
4、如图所示，工人师傅用沿斜面向上、大小为300N的拉力，将重为600N的物体A从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则斜面的机械效率是______。

5、用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F，则拉力F的功率为______，额外功为______。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、济南市环保部门为了保持城市的清洁，定期使用洒水车对主干道洒水保洁。已知洒水车自身的质量为500kg，满载时可以装水10m3，某日清晨，洒水车满载时在马路上匀速行驶，2min内行驶了1200m，已知洒水车满载行驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，g取10N/kg。求上述过程中：
（1）洒水车满载时所装水的质量是多少？
（2）牵引力对洒水车做了多少功？
（3）牵引力对洒水车做功的功率是多少？
2、经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：
（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?
（2）小汽车的速度v是多少km/h?
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?

3、滑轮组在建筑中应用广泛，如图所示为建筑工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升2m，拉力F＝125N。（不考虑绳重和摩擦）求：
（1）拉力F的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）动滑轮的重力。

4、如图，在北京冬残奥会轮椅冰壶比赛中，中国队夺冠成功卫冕！若队员用10N的水平推力把质量为20kg的冰壶石匀速向前推动1m，用时0.5s，已知冰壶石和冰面接触面积为0.04m2，求：
（1）冰壶石对冰面的压强；
（2）队员推力的功率。

5、如图是物流中用到的无人搬运车（AGV），该车能按照程序设定自动完成包裹分拣，搬运车质量为3kg，轮子与地面总接触面积为100cm2，搬运车能以0.5m/s的速度把包裹沿水平方向匀速运送到预设目标区域，求：
（1）搬运车空载时对地面的压强？
（2）在运送过程中，搬运车受到的阻力为300N，求搬运车的功率？

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、在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。（g取10N/kg）

试验次数
钢球的质量/g
钢球下摆的高度/cm
木块滑行的距离/cm

1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30

（1）从上表数据可以看出，实验中控制了钢球的______相同，从而探究动能与______的关系；
（2）第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做______J的功；第3次实验时，木块被撞后在木板滑行无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，若要将第三次实验数据与前两次比较，你认为应当采用______同学的建议。由上述实验数据和现象可得出结论：______；
（3）小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小与______的关系；
（4）小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是______（正确/错误）的。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．运动员从低处运动到高处时，质量不变，速度变小，动能不断减小，故A错误；
B．运动员从高处运动到低处时，运动员在重力的方向上通过了距离，重力做功，重力势能转化为动能，故B错误；
C．运动员运动到最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，故C正确；
D．一切物体都有惯性，运动员的惯性运动员运动到最高点时，其运动状态时刻发生变化，但仍具有惯性，故D错误。
故选C。
2、B
【详解】
苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3、A
【详解】
AB．由图可知，运动员在ab段上升时，高度变大，速度减小，说明运动员重力势能增大，动能减小，故A正确，B错误。
CD．运动员在bc段下落时，高度变小，速度变大，明运动员重力势能减小，动能增大，故CD错误。
故选A。
4、C
【详解】
A．运动员举着杠铃不动，有力没有距离，故人不做功，故A不符合题意；
B．工人推汽车，车没动，有力但是没有距离，不做功，故B不符合题意；
C．人将箱子从地面搬起来，有力，并且在力的方向上移动距离，故人做了功，故C符合题意；
D．大力士顶住轮胎不动，有力但是没有距离，不做功，故D不符合题意。
故选C。
5、A
【详解】
AB．小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误；
C．小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误；
D．小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。
故选A。
6、D
【详解】
A．由公式

可知，减小木箱的重力，在提升相同的高度时，有用功会减小，而额外功不变，所以有用功所占总功的比值会减小，所以机械效率会减小，故A不符合题意；
BC．由公式

可知，机械效率的大小与物体上升的高度和物体上升的速度无关，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改变机械效率，故BC不符合题意；
D．由公式

可知，换用质量较小的动滑轮，在提升相同高度时，额外功会减少，而有用功不变，所以有用功占总功的比值会增大，所以机械效率会增大，故D符合题意。
故选D。
7、D
影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
【详解】
在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【点睛】
掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。
8、D
【详解】
A．由图可知，承担物重的绳子段数为n=3，当物体上升0.5m时，绳子自由端移动的距离是

故A错误；
B．有用功为

故B错误；
C．拉力做的总功为

故C错误；
D．该装置的机械效率为

故D正确。
故选D。
9、C
【详解】
A．拉力F的功率为

故A不符合题意；
B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为

1min内物体移动的距离为

故B不符合题意；
C．物体与地面间的滑动摩擦力为

1min内所做的有用功为

故C符合题意；
D．1min内所做的总功为

该滑轮组的机械效率为

故D不符合题意。
故选C。
10、A
【详解】
因为杠铃的质量相等，根据功的定义，举起杠铃的高度越高，所做的功就越多，甲比乙高，所以甲做的功大；两人举起杠铃所用时间相同，由功率定义可知，相同时间内所做的功越多，功率就越大，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
二、填空题
1、     8     1.6×105
【详解】
[1][2]由图可知匀速运动时速度为5m/s，后20s匀速下降高度为
h2=v2t2=5m/s×20s=100m
总高度为
h=h1+h2=220m+100m=320m
则全程平均速度为

重力做功为
W=Gh=500N×320m=1.6×105J
2、     动     弹性势     能
【详解】
[1][2][3]魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，故它在水平面上滚动的速度会越来越慢，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动。
3、     不变     增大
【详解】
[1]跳伞运动员在空中匀速下落时，由于速度和质量不变，故其动能不变。
[2]扫地车在平直的路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，由于车的质量变大，速度不变，故扫地车的动能增大。
4、75%
【详解】
已知斜面长4m、高1.5m，将重为600N的物体A从斜面底端匀速推至斜面顶端，此过程所做有用功
W有=Gh=600N×1.5m=900J
拉力的大小为300N，所做总功为
W总=Fs=300N×4m=1200J
机械效率

5、         
【详解】
[1]由图可知，连接动滑轮的绳子的段数为2，则拉力F移动的距离为

则拉力做功为

拉力的功率为

[2]由题可知，有用功为

则额外功为

三、计算题
1、（1）1×104kg；（2）1.26×107J；（3）1.05×105W
【详解】
解：（1）洒水车满载时所装水的质量
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×10m3=1×104kg
（2）载满水时总质量
m总=m车+m水=500kg+1×104kg=1.05×104kg
总重力
G总=m总g=1.05×104kg×10N/kg=1.05×105N
洒水车满载行驶时的牵引力
F=0.1G总=0.1×1.05×105N=1.05×104N
牵引力做功
W=Fs=1.05×104N×1200m=1.26×107J
（3）牵引力对洒水车做功的功率

答：（1）洒水车满载时所装水的质量是1×104kg；
（2）牵引力对洒水车做了1.26×107J的功；
（3）牵引力对洒水车做功的功率是1.05×105W。
2、（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】
解：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强

（2）小汽车的速度v是

（3）小汽车通过AB段时，牵引力

小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1

（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力

通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和

小汽车牵引力的功率P1与P2之比

答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；
（2）小汽车的速度v是60km/h；
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。
3、（1）75w；（2）80%；（3）75N
【详解】
解：（1）由图可知承担物体绳子的段数n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
拉力做的总功
W总=Fs=125N×6m=750J
则拉力做功的功率

（2）滑轮组的机械效率

（3）不考虑绳重和摩擦时

所以动滑轮的重力
G动=nF-G=3×125N-300N=75N
所以动滑轮的重力75N。
答：（1）拉力F的功率为75N；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重力为75N。
4、（1） 5000Pa；（2） 20W
【详解】
解：（1）冰壶石匀速运动，则冰壶石受力平衡，重力等于冰壶石对地面的压力，冰壶石的质量为20kg，则
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N
冰壶石和冰面接触面积为0.04m2，冰壶石对冰面的压强

（2）队员用10N的水平推力把质量为20kg的冰壶石匀速向前推动1m，用时0.5s，则推力做的功
W=Fs=10N×1m=10J
则功率为

答：（1）冰壶石对冰面的压强为 5000Pa；
（2）队员推力的功率为20W。
5、（1）3×103Pa；（2）180W
【详解】
解：（1）该搬运车对水平地面的压力
F=G=mg=3kg×10N/kg=30N
对水平地面的压强

（2）根据题意知道，搬运车受到的牵引力

搬运车的功率

答：（1）搬运车空载时对地面的压强是3×103Pa；
（2）搬运车的功率是180W。
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、     速度     质量     0.06     甲     速度一定时，物体的质量越大，动能越大     速度     错误
【详解】
（1）[1][2]由表格中数据得，实验中改变了钢球的质量，控制钢球下摆的高度，即控制钢球的速度不变，探究动能与质量的关系。
（2）[3]第1次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做的功为

[4]若要将第三次实验数据与前两次比较，应该控制钢球下摆的高度，撞击的木块、木板的摩擦力相同，因此应该采取甲同学的建议。
[5]由表格中数据得，钢球下摆的高度相同时，质量越大，木块被撞击的距离越远，钢球对木块做的功越多，说明速度一定时，物体的质量越大，动能越大。
（3）[6]小华将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，弹簧将弹性势能转化为铁球的动能，弹簧的弹性势能越大，铁球的动能越大，铁球的速度越大。铁球撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，木块被撞出的距离越远，说明铁球的动能越大，本实验是用来研究铁球动能大小与速度的关系。
（4）[7]小华还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，实验中，弹簧的弹性势能相同，铁球的动能相同，但铁球的质量不同，因此铁球的速度也不同，没有控制变量，因此这个设计方案是错误的。