单元11 功和机械能
过关测试
（时间：60分钟 分值：100分 ）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（共10小题，每小题3分，共30分）
1．（2022·河南·金明中小学一模）下列是同学们参加体育活动时的一些场景，其中解释正确的是（ ）
A．“暴扣排球”时，手痛是因为人对球施加的力大于球对人施加的力
B．“三步上篮”时，篮球向上运动是由于人一直做功
C．“大力抽射”时，足球最终落地是由于重力的原因
D．“助跑跳远”时，跑得越快惯性越大跳得就越远
2．（2022·上海·八年级课时练习）物体A和B叠放在不光滑的水平面上，A的质量为1kg，B的质量为2kg，在B上作用一个水平向右的3N的拉力，使AB一起匀速前进了4m，在这个过程中B对A做功（ ）
A．4J B．12J C．0 D．6J
3．（2022·全国·九年级专题练习）体育运动场景中蕴含了大量的物理知识，对于如图所示的事例，下列说法中正确的是（ ）
A． 运动员大力扣球时，手给球的力大于球给手的力
B． 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃做了功
C． 运动的足球会慢慢停止下来，这是因为足球受到了重力
D． 运动员使用撑杆跳高时，力的作用使杆发生了形变
4．（2022·江苏泰州·九年级期末）体重较小的小明与体重较大的爸爸同时从一楼步行上楼回四楼的家，小明先到四楼。关于他们上楼的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．小明的功率一定比爸爸的功率大
B．小明的功率一定比爸爸的功率小
C．小明的功率可能等于爸爸的的功率
D．小明做的功可能比爸爸做的功多
5．（2022·广西河池·九年级期末）如图，中学生小丽和爷爷同时从一楼出发，爬到约10m高的四楼，小丽用时50s，爷爷用时60s，爷爷质量比小丽大，下列说法正确的是（ ）
A．小丽做的功约为500J
B．小丽做功的功率约为100W
C．小丽和爷爷爬相同的楼梯，两人做功相同
D．功和功率的大小关系都无法判断
6．（2022·湖北鄂州·九年级阶段练习）2022年第24届冬奥会在北京召开，我国健儿积极备战。如图是高台跳雪运动员由高处急速滑下，在即将到达赛道底部时，他双膝弯曲，使劲一蹬，顺势跃向空中。为减小空气阻力影响，他上身前倾，双臂后摆，整个身体就像一架飞机，向前滑翔。有关滑雪中的相关物理知识说法正确的是（ ）
A．双膝弯曲，不但降低了重心，而且减小了重力势能，转化为更多的动能
B．运动员使用撑杆向后用力撑地增大下滑速度，目的是为了增大惯性，从而利用惯性跳得更远
C．由于运动员背上的空气流速小于滑雪板下面的空气流速，从而产生向上的升力
D．雪橇板有较大面积目的是为了减小运动员脚对雪道的压力
7．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示，下列判断不正确的是（ ）
A．甲图中国旗冉冉升起，相对于地面国旗是运动的
B．乙图中冰壶离开运动员后会滑很远，是因为它有惯性
C．丙图中运动员受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力
D．丁图中高空抛下的物体越高其重力势能就越大，对砸中物体的危害程度就越大
8．（2022·全国·九年级专题练习）小于同学利用如图1所示的实验器材进行实验探究，下列描述正确的是（ ）
A．砝码撞击桌子的过程中对桌子没有做功
B．砝码撞击桌子的瞬间，具有最大的重力势能
C．该探究实验中用到了转换法
D．砝码下落过程中速度越来越快
9．（2022·四川乐山·模拟预测）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，是我国奥运新兴优势项目，也是深受广大青少年喜爱的健身运动，如图所示是蹦床 运动员运动到最高点后竖下落的情景，不计空气阻力，下列分析正确的是（ ）
A．运动员在最高点时，只受重力并且不具有惯性；
B．运动员在接触蹦床前下落过程中，重力势能转化为动能；
C．运动员下落压缩蹦床过程中，运动员的动能不变；
D．运动员静止站立在蹦床上时，他的重力与对蹦床的压力是一对平衡力
10．（2022·四川省内江市第六中学一模）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
二、填空题（每空1分，共计26分）
11．（2022·上海·八年级课时练习）2021年9月17日，我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，图乙是其阶段Ⅲ飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）图乙中t1～t2时段，返回舱在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是______；（不计大气阻力）
（2）飞船返回舱的质量约为300kg，其重力在t2～t4时段做功______J。
12．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。
13．（2022·全国·九年级专题练习）光滑的水平桌面上放着一个长为1m，重为100N的质量分布均匀，粗细均匀的软铁链，当在其一端用拉力F将其缓慢提起，使此铁链刚好竖直时，这个过程中拉力至少做功________J；如果将拉力F作用在此铁链的中点上，那么当此铁链刚好竖直时，这个过程中拉力至少做功________J。
14．（2022·全国·九年级专题练习）小明从如图甲所示的位置，开始练习操作无人机的起飞和悬停，无人机获得的升力F与时间t的关系如图乙所示，5s后悬停在4m高度。若整个过程不计空气阻力（g取10N/kg）。
（1）无人机上升途中突然断电，无人机 _____（选填“会”或“不会”）立即下落。第3～3.5s内，无人机做 _____运动（选填“加速上升”、“减速上升”、“加速下降”或“减速下降”）。
（2）无人机从开始上升到悬停的过程中，克服重力做功的功率为 _____W.
15．（2022·上海·八年级课时练习）家用汽车长安CS75plus的发动机有2.0T和1.5T两种排量，最大功率分别是171kW和131kW。为了测试这两款车的加速能力，在车重和阻力相同的情况下，让它们以最大功率从静止加速到100km/h，测试结果分别是用时7.9s和10.2s，则它们这段在加速过程中，发动机功率较大的是 ______（选填“2.0T”或“1.5T”，下同）、牵引力较大的是 ______；观察到2.0T的加速距离较短，说明 ______的发动机做功较多。
16．（2022·全国·九年级专题练习）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。
17．（2022·上海市罗星中学九年级期中）如图所示是我校的教工趣味运动会中“毛毛虫赛跑”，老师坐在“毛毛虫”上时，其表面凹陷，那是因为力能使物体发生______，在老师加速冲向终点的过程中，以地面为参照物，“毛毛虫”是______的（选填“运动”或“静止”），此过程中，老师的动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．（2022·上海·八年级）如图所示的纸带记录了一个物体在竖直方向的运动情况，0为起始点，分析纸带可知物体的动能______变大，物体的重力势能______变大（均选填“一定”或“不一定”） 。
19．（2022·江苏泰州·九年级期末）体育课上，小明抛出甲篮球，运动轨迹如图所示；小华在相同高度以相同的速度竖直向上抛出质量相同的乙篮球。不考虑空气阻力，当篮球到达最高点时，甲篮球的重力势能______乙篮球的重力势能；当篮球下落至同一高度时，甲篮球的动能______乙篮球的动能，甲篮球的机械能______ （均选填“大于”“等于”或“小于”）乙篮球的机械能。
20．（2022·江苏连云港·模拟预测）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 ___________好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 ___________能转化为箭的 ___________能。
三、实验题（每空1分，共计30分）
21．（2022·四川省荣县中学校九年级阶段练习）探究物体的动能与什么因素有关，将小球放在斜面上，由静止开始滑下，撞击水平面上的木块。
（1）本实验中的研究对象是______（选填“小球”或“木块”），通过观察______来反映物体动能的大小；
（2）若是选择质量不同的两个小球来实验，是想探究物体动能的大小与______的关系，实验时必须让两球从同一斜面的______由静止滚下，目的是让小球碰撞木块前的______相同，由______两图可得：在______时，物体的质量越大，其动能______；
（3）本实验中采用的研究方法有______法和______法。
22．（2022·辽宁葫芦岛·一模）相关资料表明，大部分重大交通事故是汽车超载、超速造成的。物理兴趣小组的同学由此想到运动物体的动能大小与其质量和速度有关，于是决定探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1=h3＞h2，mA=mB＜mC。
（1）为了探究动能大小与质量的关系，实验中要控制小球到达水平面起始端的速度相同，则应让小球从斜面________由静止开始滚下；
（2）探究动能大小与速度的关系时，选择甲、乙、丙三次实验中的________进行比较；
（3）实验中，动能的大小是通过________来反映的；
（4）完成上述实验后，兴趣小组的同学想探究阻力对物体运动的影响，实验过程如图：丁、戊、己三次实验中是通过改变接触面________来改变小车所受阻力大小的；实验中发现，接触面越光滑，小车受到的阻力________，小车的速度减小得越慢；由此推理得出：运动物体如果不受力，将保持________运动状态。
23．（2022·全国·九年级专题练习）在学习了弹性势能的物理知识之后小丽想自己设计实验探究弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关，实验前她先提出了以下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
为实验探究小丽准备了多根弹簧，还有小球、木块和长刻度尺。请你帮助小丽一起完成下面的实验。
（1）在验证猜想一时，小丽用同一根弹簧设计了如图甲、乙所示的实验。实验中弹性势能的大小可以间接比较 ___________来实现，这里用到了研究方法叫 ___________。
（2）为验证猜想二，需选用粗细 ___________的两根弹簧，将两根弹簧压缩 ___________（均填“相同”或“不同”）的长度，再让小球碰到同一位置的相同木块比较木块运动的距离来得出结论。
（3）如图丙所示，为更好地研究弹性势能与动能的之间的转化，小丽将弹簧的左端固定，右端连接小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中小球速度最大的位置是 ___________（选填“a”“b”或“c”）。由a点运动到b点的过程中能量转化的过程是 ___________。
24．（2022·上海·八年级课时练习）如图所示，将悬线缠绕在滚摆的轴上，让摆轮上升到顶端，然后松开手，发现：
（1）摆轮从最高处下降到最低处的过程中，摆轮的旋转方向不变，且表面不同色块的图案越来越模糊，这说明它的转速越来越_____，因此，它的重力势能逐渐____，动能逐渐___。
（2）摆轮接着从最低处上升到最高处的过程中，由于_______，摆轮的转动方向不变，但转速越来越____，因此它的动能逐渐______，重力势能逐渐_____。
（3）经过几次上次，摆轮所能上升的最高位置比最初时候的位置低，这是由于在这过程中，____的缘故。
四、计算题（每小题7分，共计14分）
25．（2022·新疆乌鲁木齐·一模）“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器，它将祝融号火星车降落到火星表面。火星距离地球约3.9亿千米，表面气压大约是地球大气压1 %，“祝融号”身高约1.85 m，质量为240kg，在火星上它受到的重力是其在地球上所受重力的；截至8月30日，火星车累计行驶1072m。假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，火星车是匀速直线行驶的。求：
（1）一束光从地球到达火星的时间；
（2）作用在祝融号火星车1cm2 表面上的火星大气压力；
（3）祝融号火星车在这段时间里牵引力做的功。
26．（2022·全国·九年级专题练习）如图，吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼项D处。货物从C到D用时50s，路程随时间变化图象如图所示，g取10N/kg。
（1）求货物的质量。
（2）求BC段吊机对货物的拉力做的功。
（3）求CD段货物所受重力做功的功率。
（4）在图中作出货物从A到B的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）。单元11 功和机械能
过关测试
（时间：60分钟 分值：100分 ）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（共10小题，每小题3分，共30分）
1．（2022·河南·金明中小学一模）下列是同学们参加体育活动时的一些场景，其中解释正确的是（ ）
A．“暴扣排球”时，手痛是因为人对球施加的力大于球对人施加的力
B．“三步上篮”时，篮球向上运动是由于人一直做功
C．“大力抽射”时，足球最终落地是由于重力的原因
D．“助跑跳远”时，跑得越快惯性越大跳得就越远
【答案】C
【解析】
【详解】
A．“暴扣排球”时，手痛是因为手受到力的作用。人对球施加的力与球对人施加的力是一对相互作用力，大小相等。故A错误；
B．“三步上篮”时，篮球向上运动是由于人在篮球脱离手之前一直做功，然后由于惯性，篮球继续向上运动，此时人不再做功。故B错误；
C．“大力抽射”时，足球最终落地是由于受到重力的作用向下运动。故C正确；
D．惯性是物体固有的性质，惯性的大小仅由自身的质量决定，与速度无关。“助跑跳远”时，跑得越快，跳得就越远，但惯性没有变大。故D错误。
故选C。
2．（2022·上海·八年级课时练习）物体A和B叠放在不光滑的水平面上，A的质量为1kg，B的质量为2kg，在B上作用一个水平向右的3N的拉力，使AB一起匀速前进了4m，在这个过程中B对A做功（ ）
A．4J B．12J C．0 D．6J
【答案】C
【解析】
【详解】
A做匀速直线运动，A在水平方向不受力，故B对A没有水平方向的作用力，且A在竖直方向上没有移动距离，故在这个过程中B对A做功为0。
故选C。
3．（2022·全国·九年级专题练习）体育运动场景中蕴含了大量的物理知识，对于如图所示的事例，下列说法中正确的是（ ）
A． 运动员大力扣球时，手给球的力大于球给手的力
B． 举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃做了功
C． 运动的足球会慢慢停止下来，这是因为足球受到了重力
D． 运动员使用撑杆跳高时，力的作用使杆发生了形变
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．运动员大力扣球时，手给球的力等于球给手的力，故A错误；
B．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员施加了力，但杠铃没移动距离，所以运动员对杠铃不做功，故B错误；
C．在地面上滚动的足球慢慢停下来，是因为足球受到了摩擦阻力的作用，是摩擦阻力改变了足球的运动状态，而不是因为受到重力的作用，故C错误；
D．运动员使用撑杆跳高时，力的作用使杆发生了形变，故D正确。
故选D。
4．（2022·江苏泰州·九年级期末）体重较小的小明与体重较大的爸爸同时从一楼步行上楼回四楼的家，小明先到四楼。关于他们上楼的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．小明的功率一定比爸爸的功率大
B．小明的功率一定比爸爸的功率小
C．小明的功率可能等于爸爸的的功率
D．小明做的功可能比爸爸做的功多
【答案】C
【解析】
【详解】
D．由题意知，小明的体重小于爸爸的体重，据W=Gh知，从一楼步行上四缕所走的距离相等，所做的功的大小关系为
W小明故D错误；
ABC．而小明先到四楼，说明小明所用的时间比爸爸的少，据知，小明的功率可能大于、等于或小于爸爸的功率，故AB错误，C正确。
故选C。
5．（2022·广西河池·九年级期末）如图，中学生小丽和爷爷同时从一楼出发，爬到约10m高的四楼，小丽用时50s，爷爷用时60s，爷爷质量比小丽大，下列说法正确的是（ ）
A．小丽做的功约为500J
B．小丽做功的功率约为100W
C．小丽和爷爷爬相同的楼梯，两人做功相同
D．功和功率的大小关系都无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】
A．小丽的质量约为50kg，重力约为
小丽做的功约为
故A错误；
B．小丽做功的功率约为
故B正确；
CD．依题意得，小丽和爷爷的质量不同，小丽和爷爷的重力不同，爬相同高度的楼梯，两人做功不同，爷爷做功更多，但由于不知道具体做功的多少，所以不能判断二人功率的大小，故CD错误。
故选B。
6．（2022·湖北鄂州·九年级阶段练习）2022年第24届冬奥会在北京召开，我国健儿积极备战。如图是高台跳雪运动员由高处急速滑下，在即将到达赛道底部时，他双膝弯曲，使劲一蹬，顺势跃向空中。为减小空气阻力影响，他上身前倾，双臂后摆，整个身体就像一架飞机，向前滑翔。有关滑雪中的相关物理知识说法正确的是（ ）
A．双膝弯曲，不但降低了重心，而且减小了重力势能，转化为更多的动能
B．运动员使用撑杆向后用力撑地增大下滑速度，目的是为了增大惯性，从而利用惯性跳得更远
C．由于运动员背上的空气流速小于滑雪板下面的空气流速，从而产生向上的升力
D．雪橇板有较大面积目的是为了减小运动员脚对雪道的压力
【答案】A
【解析】
【详解】
A．重心越低，更容易保持平衡，双膝弯曲，降低了重心，减小了重力势能，可以将重力势能转化为动能，动能越大，速度越快，向前滑行越远，故A正确；
B．惯性大小只与质量有关，运动员使用撑杆向后用力撑地增大下滑速度，惯性不变，目的是为了增大初始速度，从而利用惯性跳得更远，故B错误；
C．运动员滑行的过程，由于运动员背上的空气流速大于滑雪板下面的空气流速，而流速越大，压强越小，从而产生向上的升力，故C错误；
D．在压力一定时，压强大小与受力面积有关。雪橇板有较大面积目的是为了减小运动员脚对雪道的受力面积，运动员总重力不变，压强变上，故D错误。
故选A。
7．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示，下列判断不正确的是（ ）
A．甲图中国旗冉冉升起，相对于地面国旗是运动的
B．乙图中冰壶离开运动员后会滑很远，是因为它有惯性
C．丙图中运动员受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力
D．丁图中高空抛下的物体越高其重力势能就越大，对砸中物体的危害程度就越大
【答案】C
【解析】
【详解】
A．甲图中国旗冉冉升起，相对于地面国旗的位置发生了改变，因此是运动的，故A正确，符合题意；
B．冰壶离开运动员的手后，能够继续往前滑动，是因为冰壶具有惯性，故B正确，符合题意；
C．丙图中运动员静止时受到的重力与地面对他的支持力大小不相等，所以不是一对平衡力，故C错误，不符合题意；
D．重力势能的大小跟物体质量和被举得高度有关，因此高空抛下的物体越高其重力势能就越大，对砸中物体的危害程度就越大，故D正确，符合题意。
故选C。
8．（2022·全国·九年级专题练习）小于同学利用如图1所示的实验器材进行实验探究，下列描述正确的是（ ）
A．砝码撞击桌子的过程中对桌子没有做功
B．砝码撞击桌子的瞬间，具有最大的重力势能
C．该探究实验中用到了转换法
D．砝码下落过程中速度越来越快
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．砝码撞击桌子的过程中，桌子在力的方向上通过了距离，所以对桌子做了功，故A错误；
B．砝码撞击桌子的瞬间，具有较大的速度，动能较大，由于砝码的高度变小了，所以此时砝码的重力势能不是最大，故B错误；
C．实验中通过桌子移动的距离可以判定重力势能的大小，这是转换法的应用，故C正确；
D．砝码下落过程中未撞击小桌前，速度越来越快，撞击小桌后，砝码的速度会变小，直至速度为0，故D错误。
故选C。
9．（2022·四川乐山·模拟预测）蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，是我国奥运新兴优势项目，也是深受广大青少年喜爱的健身运动，如图所示是蹦床 运动员运动到最高点后竖下落的情景，不计空气阻力，下列分析正确的是（ ）
A．运动员在最高点时，只受重力并且不具有惯性；
B．运动员在接触蹦床前下落过程中，重力势能转化为动能；
C．运动员下落压缩蹦床过程中，运动员的动能不变；
D．运动员静止站立在蹦床上时，他的重力与对蹦床的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】
A．运动员在最高点时，只受重力，但仍具有惯性，故A错误；
B．运动员在接触蹦床前下落过程中，质量不变，高度降低，速度增大，他的动能重力势能减小，动能增大，所以重力势能转化为动能，故B正确；
C．运动员下落压缩蹦床过程中，其速度是变化的，所以运动员的动能也是变化的，故C错误；
D．运动员静止站立在蹦床上时，他的重力与对蹦床的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故D错误。
故选B。
10．（2022·四川省内江市第六中学一模）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
【答案】C
【解析】
【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。
二、填空题（每空1分，共计26分）
11．（2022·上海·八年级课时练习）2021年9月17日，我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，图乙是其阶段Ⅲ飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）图乙中t1～t2时段，返回舱在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是______；（不计大气阻力）
（2）飞船返回舱的质量约为300kg，其重力在t2～t4时段做功______J。
【答案】
【解析】
【详解】
（1）返回舱在竖直方向上受到推力F和重力G的作用，在这两个力的作用下，返回舱竖直下落的速度减小，运动状态发生改变，说明这两个力不平衡，而且合力的方向与运动方向相反，由于运动方向向下，则合力方向向上，故推力F大于重力G。
（2）返回舱受到的重力为
由图可知，返回舱下落的高度h＝100m，则返回舱重力在t2～t4时段所做的功为
12．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示，一木块沿固定光滑斜面下滑，木块（不计大小）的重力为，所受支持力为，则木块由斜面顶端滑到底端的过程中，重力做功为______，支持力做功为______。
【答案】 0.6 0
【解析】
【分析】
【详解】
物体沿光滑斜面下滑，支持力的方向与物体运动的方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，故支持力做功为0。
13．（2022·全国·九年级专题练习）光滑的水平桌面上放着一个长为1m，重为100N的质量分布均匀，粗细均匀的软铁链，当在其一端用拉力F将其缓慢提起，使此铁链刚好竖直时，这个过程中拉力至少做功________J；如果将拉力F作用在此铁链的中点上，那么当此铁链刚好竖直时，这个过程中拉力至少做功________J。
【答案】 50 25
【解析】
【分析】
【详解】
当在其一端用拉力F将其缓慢提起使此铁链刚好竖直时，软铁链的重心上升为0.5m，根据二力平衡可知拉力大小至少为重力大小，则这个过程中拉力至少做功
拉中点使其竖直，此时铁链呈对折状态，中点是最高点，在桌面上0.5m处，所以整个铁链重心在0.25m处，拉力大小不变，这个过程中拉力至少做功
14．（2022·全国·九年级专题练习）小明从如图甲所示的位置，开始练习操作无人机的起飞和悬停，无人机获得的升力F与时间t的关系如图乙所示，5s后悬停在4m高度。若整个过程不计空气阻力（g取10N/kg）。
（1）无人机上升途中突然断电，无人机 _____（选填“会”或“不会”）立即下落。第3～3.5s内，无人机做 _____运动（选填“加速上升”、“减速上升”、“加速下降”或“减速下降”）。
（2）无人机从开始上升到悬停的过程中，克服重力做功的功率为 _____W.
【答案】 不会 加速上升 1.6
【解析】
【分析】
【详解】
（1）无人机上升途中突然断电后，由于惯性，要保持原来的运动状态继续上升，不会立即下落。
5s后悬停在4m高度，飞机悬停在空中时，升力等于重力，由图乙可知
F＝G＝2N
由图乙可知，3～3.5s时，升力
＞G
所以无人机加速上升。
5s后悬停在4m高度，无人机从开始上升到悬停的过程中上升的高度为4m，克服重力做功
W＝Gh＝2N×4m＝8J
克服重力做功的功率
15．（2022·上海·八年级课时练习）家用汽车长安CS75plus的发动机有2.0T和1.5T两种排量，最大功率分别是171kW和131kW。为了测试这两款车的加速能力，在车重和阻力相同的情况下，让它们以最大功率从静止加速到100km/h，测试结果分别是用时7.9s和10.2s，则它们这段在加速过程中，发动机功率较大的是 ______（选填“2.0T”或“1.5T”，下同）、牵引力较大的是 ______；观察到2.0T的加速距离较短，说明
______的发动机做功较多。
【答案】 2.0T 2.0T 2.0T
【解析】
【分析】
【详解】
由题可知，让两款车以最大功率从静止加速到100km/h，且P2.0T=171kW，P1.5T=131kW，故在加速过程中，发动机功率较大的是2.0T。
因2.0T的发动机功率较大，则由可知，在速度相同时，牵引力较大的是2.0T。
以最大功率从静止加速到100km/h，测试结果分别是用时7.9s和10.2s，则2.0T的发动机所做的功为
1.5T的发动机所做的功为
所以2.0T的发动机做功较多。
16．（2022·全国·九年级专题练习）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。
【答案】 0.52 200 5.4×106
【解析】
【分析】
【详解】
从泸州到内江列车需要的时间
内江到成都所需时间
从泸州经内江到成都的总路程
s=s1+s2=130km+150km=280km
则全程平均速度
该动车组的输出功率
P=Fv1=9×104N×216×m/s=5.4×106W
17．（2022·上海市罗星中学九年级期中）如图所示是我校的教工趣味运动会中“毛毛虫赛跑”，老师坐在“毛毛虫”上时，其表面凹陷，那是因为力能使物体发生______，在老师加速冲向终点的过程中，以地面为参照物，“毛毛虫”是______的（选填“运动”或“静止”），此过程中，老师的动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 形变 运动 变大
【解析】
【详解】
老师坐在“毛毛虫”上时，其表面凹陷，物体发生形变，说明力能使物体发生形变。
在老师加速冲向终点的过程中，以地面为参照物，“毛毛虫”的位置发生改变，“毛毛虫”是运动。
加速冲向终点的过程中，速度变大，老师的质量不变，老师的动能变大。
18．（2022·上海·八年级）如图所示的纸带记录了一个物体在竖直方向的运动情况，0为起始点，分析纸带可知物体的动能______变大，物体的重力势能______变大（均选填“一定”或“不一定”） 。
【答案】 一定 不一定
【解析】
【分析】
【详解】
分析纸带可知物体的速度变大，因此动能一定变大。
因为不能判断物体在竖直方向上是向上还是向下运动，所以不能判断物体的重力势能的变化情况。
19．（2022·江苏泰州·九年级期末）体育课上，小明抛出甲篮球，运动轨迹如图所示；小华在相同高度以相同的速度竖直向上抛出质量相同的乙篮球。不考虑空气阻力，当篮球到达最高点时，甲篮球的重力势能______乙篮球的重力势能；当篮球下落至同一高度时，甲篮球的动能______乙篮球的动能，甲篮球的机械能______ （均选填“大于”“等于”或“小于”）乙篮球的机械能。
【答案】 小于 等于 等于
【解析】
【详解】
不计空气阻力，甲、乙两个篮球从抛出到最高点的能量转化都是动能转化为重力势能，而两篮球的初始速度和初始高度相同，则两篮球在初始位置动能和重力势能相同，乙篮球到最高点时速度为零，则动能为零，动能全部转化为重力势能，而甲篮球在最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故甲篮球在最高点时动能不为零，甲篮球从抛出到最高点部分动能转化为重力势能，所以最高点时甲篮球重力势能小于乙篮球重力势能。
下落至同一高度时，两篮球的重力势能相同，不计空气阻力，运动过程中机械能守恒，所以两篮球的动能相同。
不计空气阻力，甲篮球和乙篮球从抛出到落地机械能守恒，所以下落至同一高度时，甲篮球的机械能等于乙篮球的机械能。
20．（2022·江苏连云港·模拟预测）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝 ___________好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的 ___________能转化为箭的 ___________能。
【答案】 弹性 弹性势 机械
【解析】
【详解】
弓的弦需要发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好。
拉弯的弓具有弹性势能，拉弯的弓把箭射出去，将弹性势能转化为机械能。
三、实验题（每空1分，共计30分）
21．（2022·四川省荣县中学校九年级阶段练习）探究物体的动能与什么因素有关，将小球放在斜面上，由静止开始滑下，撞击水平面上的木块。
（1）本实验中的研究对象是______（选填“小球”或“木块”），通过观察______来反映物体动能的大小；
（2）若是选择质量不同的两个小球来实验，是想探究物体动能的大小与______的关系，实验时必须让两球从同一斜面的______由静止滚下，目的是让小球碰撞木块前的______相同，由______两图可得：在______时，物体的质量越大，其动能______；
（3）本实验中采用的研究方法有______法和______法。
【答案】 小球 木块在水平面滑行的距离 质量
同一高度 速度 甲、乙 速度 越大 控制变量 转换
【解析】
【详解】
（1）实验探究物体动能大小与什么因素有关，而小球从斜面滑下时，将重力势能转化为动能，在斜面底端推动木块向前运动，所以实验的研究对象是小球；小球的动能无法直接测量，所以通过小球推动木块做功，动能越大，做功本领越大，木块移动的距离越大，通过观察木块移动的距离来判断物体动能的大小。
（2）质量不同的两个小球实验时，控制小球从斜面的同一高度由静止滑下，则小球到达斜面底端时，具有的速度相同，是想探究物体动能的大小与质量的关系，由图甲、乙可知，两小球质量不同，可以探究动能大小和质量的关系，而小球甲推动木块滑行的距离大，即甲图中小球的动能大，可以得到的结论是，在速度相同时，物体的质量越大，动能越大。
（3）根据木块在水平面滑行的距离判断物体动能的大小，把不便于测量的物理量转换为便于测量的物理量，实验中用到了转换法，探究动能与质量的关系时，控制小球的速度相同，实验中用到了控制变量法。
22．（2022·辽宁葫芦岛·一模）相关资料表明，大部分重大交通事故是汽车超载、超速造成的。物理兴趣小组的同学由此想到运动物体的动能大小与其质量和速度有关，于是决定探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1=h3＞h2，mA=mB＜mC。
（1）为了探究动能大小与质量的关系，实验中要控制小球到达水平面起始端的速度相同，则应让小球从斜面________由静止开始滚下；
（2）探究动能大小与速度的关系时，选择甲、乙、丙三次实验中的________进行比较；
（3）实验中，动能的大小是通过________来反映的；
（4）完成上述实验后，兴趣小组的同学想探究阻力对物体运动的影响，实验过程如图：丁、戊、己三次实验中是通过改变接触面________来改变小车所受阻力大小的；实验中发现，接触面越光滑，小车受到的阻力________，小车的速度减小得越慢；由此推理得出：运动物体如果不受力，将保持________运动状态。
【答案】 同一高度 甲、乙 木块被撞击的距离 粗糙程度 越小 匀速直线
【解析】
【详解】
（1）探究动能大小与质量的关系，保持小球到达水平面的速度相同，让小球从斜面同一高度由静止滚下。
（2）探究动能大小与速度的关系时，小球的质量相同，小球到达水平面的速度不同，选择甲乙两次实验进行比较。
（3）实验中小球能够做功是体现在推动木块运动，推动的距离越远，表示小球能够做的功越多，具有的动能就越大，所以通过观察木块被推动的距离的大小，来判断小球动能的大小。
（4）给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻力对物体运动的影响，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小。
表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动。
23．（2022·全国·九年级专题练习）在学习了弹性势能的物理知识之后小丽想自己设计实验探究弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关，实验前她先提出了以下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
为实验探究小丽准备了多根弹簧，还有小球、木块和长刻度尺。请你帮助小丽一起完成下面的实验。
（1）在验证猜想一时，小丽用同一根弹簧设计了如图甲、乙所示的实验。实验中弹性势能的大小可以间接比较 ___________来实现，这里用到了研究方法叫 ___________。
（2）为验证猜想二，需选用粗细 ___________的两根弹簧，将两根弹簧压缩 ___________（均填“相同”或“不同”）的长度，再让小球碰到同一位置的相同木块比较木块运动的距离来得出结论。
（3）如图丙所示，为更好地研究弹性势能与动能的之间的转化，小丽将弹簧的左端固定，右端连接小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中小球速度最大的位置是 ___________（选填“a”“b”或“c”）。由a点运动到b点的过程中能量转化的过程是 ___________。
【答案】 木块被推动的距离 转换法 不同 相同 b 弹性势能转化为动能
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，该实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离，这种研究方法叫转换法。
（2）探究弹性势能的大小与弹簧的粗细有关时，同一根弹簧的形变是相同，粗细不同，故应选用粗细不同的两根弹簧，将两根弹簧压缩相同的长度。
（3）由于接触面是光滑的，所以不存在摩擦，此时弹性势能与小球的动能的和保持不变，当动能最大时，弹性势能是最小的，当弹簧位于b点时处于原长状态，此时弹性势能最小，故此时的动能是最大的。
由a点运动到b点的过程中弹性势能减小，动能增大，故是将弹性势能转化为动能。
24．（2022·上海·八年级课时练习）如图所示，将悬线缠绕在滚摆的轴上，让摆轮上升到顶端，然后松开手，发现：
（1）摆轮从最高处下降到最低处的过程中，摆轮的旋转方向不变，且表面不同色块的图案越来越模糊，这说明它的转速越来越_____，因此，它的重力势能逐渐____，动能逐渐___。
（2）摆轮接着从最低处上升到最高处的过程中，由于_______，摆轮的转动方向不变，但转速越来越____，因此它的动能逐渐______，重力势能逐渐_____。
（3）经过几次上次，摆轮所能上升的最高位置比最初时候的位置低，这是由于在这过程中，____的缘故。
【答案】 快 减小 增加 惯性 慢 减小 增加 克服空气阻力做功
【解析】
【分析】
【详解】
（1）摆轮从最高处下降到最低处的过程中，摆轮的旋转方向不变，且表面不同色块的图案越来越模糊，这说明它的转速越来越快。因此，动能逐渐增加，高度逐渐减小，它的重力势能逐渐减小。
（2）摆轮接着从最低处上升到最高处的过程中，由于惯性，摆轮的转动方向不变，但转速越来越慢。
滚摆质量不变，速度逐渐减小，动能逐渐减小。
它的高度逐渐增加，重力势能逐渐增大。
（3）经过几次实验，由于摆轮克服与空气和绳之间的摩擦做功，一部分机械能转化为内能，所以摆轮所能上升的最高位置比最初时候的位置低。
四、计算题（每小题7分，共计14分）
25．（2022·新疆乌鲁木齐·一模）“天问一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测器，它将祝融号火星车降落到火星表面。火星距离地球约3.9亿千米，表面气压大约是地球大气压1 %，“祝融号”身高约1.85 m，质量为240kg，在火星上它受到的重力是其在地球上所受重力的；截至8月30日，火星车累计行驶1072m。假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，火星车是匀速直线行驶的。求：
（1）一束光从地球到达火星的时间；
（2）作用在祝融号火星车1cm2 表面上的火星大气压力；
（3）祝融号火星车在这段时间里牵引力做的功。
【答案】（1）；（2）0.1N；（3）57888J
【解析】
【详解】
解：（1）一束光从地球到达火星的时间
（2）火星表面气压
p火=1% p0=1%×1×105Pa=1×103Pa
作用在祝融号火星车1cm2 表面上的火星大气压力
F气= p火S=1×103Pa×1×10-4m2=0.1N
（3）火星车的重力
G=mg=240kg×10N/kg=2400N
在火星上所受重力
祝融号在火星上受到的阻力
f=0.06G火=0.06×900N=54N
火星车是匀速直线行驶的，受到牵引力和阻力是平衡力，牵引力
F= f=54N
祝融号火星车在这段时间里牵引力做的功
W=Fs=54N×1072m=57888J
答：（1）一束光从地球到达火星的时间是；
（2）作用在祝融号火星车1cm2 表面上的火星大气压力是0.1N；
（3）祝融号火星车在这段时间里牵引力做的功是57888J。
26．（2022·全国·九年级专题练习）如图，吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼项D处。货物从C到D用时50s，路程随时间变化图象如图所示，g取10N/kg。
（1）求货物的质量。
（2）求BC段吊机对货物的拉力做的功。
（3）求CD段货物所受重力做功的功率。
（4）在图中作出货物从A到B的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）。
【答案】（1）500kg；（2）零；（3）500W；（4）见解析
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）货物的质量
（2）BC段吊机对货物的拉力竖直向上，货物没有在拉力的方向上移动距离，所以拉力没有对货物做功，BC段吊机对货物的拉力做的功是零。
（3）由图可知，货物在CD段运动的距离是5m，CD段货物所受重力做功
W=Gh=5000N×5m=25000J
CD段货物所受重力做功
=500W
（4）由图可知，AB段的距离
hAB=5m+15m=20m
AB段的速度
=0.5m/s
货物从A到B的速度随时间变化图象
答：（1）货物的质量是500kg；
（2）BC段吊机对货物的拉力做的功是零；
（3）CD段货物所受重力做功的功率是500W；
（4）见解析。
