粤沪版物理九年级上册阶段综合练习：第十一章　机械功与机械能 单元测试（Word有答案）

第十一章　
一、选择题(每题3分,共30分)
1.如图示的情境中,人对物体做了功的是 (　　)
2.小爱用塑料袋提着20个鸡蛋从一楼到五楼的家里,她提鸡蛋的力做的功最接近 (　　)
A.12 J B.15 J C.120 J D.400 J
3.甲、乙、丙、丁四名同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图示。若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是 (　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
4.如图示,八年级的小明同学课间在单杠上做“引体向上”锻炼身体,根据图片信息可知,小明一次“引体向上”做的功约为 (　　)
A.30 J B.300 J C.3000 J D.30000 J
5.功率相同的甲、乙两辆汽车,在相等时间内匀速通过的距离之比是2∶1,则 (　　)
A.甲、乙两汽车牵引力之比为1∶2
B.甲、乙两汽车做功之比为1∶2
C.甲、乙两汽车速度之比为1∶2
D.上述说法都不正确
6.跳伞运动员在匀速下落的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.重力势能增大,动能减小,机械能不变
B.重力势能减小,动能不变,机械能减小
C.重力势能减小,动能增大,机械能不变
D.重力势能增大,动能不变,机械能增大
7.跳远运动的几个阶段如图示,则运动员 (　　)
A.助跑过程中机械能不变
B.起跳后升空的过程中,动能转化为重力势能
C.经过最高点时动能为零
D.经过最高点时重力势能最小
8.用如图示的滑轮组提起重为300 N的货物,人所用的拉力为200 N,绳子的自由端被拉下1 m,在此过程中,下列说法中不正确的是 (　　)
A.拉力所做的总功为200 J B.滑轮组提升货物所做的有用功为100 J
C.额外功为50 J D.滑轮组的机械效率为75%
9.如图示,用F1的力将物体B匀速提升0.5 m,F1做的功为3 J,若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度,F2做的功为5 J。下列说法正确的是(不计绳重、摩擦和空气阻力) (　　)
A.滑轮组的机械效率为60%
B.F2做功的功率比F1做功的功率大
C.使用滑轮组过程中,绳子移动距离是物体上升高度的2倍
D.两个过程物体B都做匀速直线运动,机械能不变
10.关于下列几个实验的说法不正确的是 (　　)
A.探究影响动能的因素时,依次让体积相同的实心铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块,一定是铜球把木块推出的距离更远
B.测量斜面的机械效率时,弹簧测力计必须拉着物体做匀速运动
C.为了探究重力势能与高度的关系,可以把同一个铜球从不同的高度用力扔下撞击地面
D.探究影响弹性势能的因素时,可以通过观察橡皮筋把纸团弹开的距离判断弹性势能的大小
二、填空题(每空2分,共26分)
11.如图示是小李同学投掷实心球的情景(包含四个过程)。其中,手对球做功的过程是　　　　。
12.一辆货车匀速上坡时,其动能　　　,机械能　　　;装满水的洒水车,在平直的马路上一边洒水,一边匀速前行,在它洒水过程中,洒水车的动能将　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
13.某建筑工地用如图示的滑轮组将建筑材料匀速吊起,工人所用的拉力为150 N,滑轮组的机械效率为80%,则被吊起的建筑材料重　　　　N。
14.如图示,质量为50 g的金属小球从a处自由下滑,经过b处,到达c处,恰好停下。如图果小球从a到b的过程用了4 s的时间,重力做功的功率为　　　　W;在整个运动过程中,小球克服摩擦消耗的机械能为　　　　J。(空气阻力忽略不计,g取10 N/kg)
15.如图所示,一根均匀的细木棒OC,支点为O,OA=OC,B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180 N的物体匀速提升0.2 m,木棒的机械效率为90%,提升该物体做的有用功是　　　　J,木棒重为　　　　N。(不计摩擦)
16.如图所示,小强在30 s内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动6 m,已知物体A重为800 N,它受到的滑动摩擦力为60 N,小强所用拉力为25 N,有用功W有用=　　　　J,此滑轮组的机械效率为　　　　。
17.如图所示,某工人沿斜面将重物匀速拉升h=2 m,已知工人所用拉力做的功为1000 J,斜面的机械效率为60%,则物体的重力G=　　　　N,在此过程中,工人克服斜面摩擦所做的额外功为　　　　J。
三、实验探究题(共28分)
18.(16分)某小组在“测量滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如图下表所示,实验装置如图所示。
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5 　　　 　　　
(1)实验中应沿着竖直方向　　　　缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小组某位同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数。你认为他的想法　　　(选填“正确”或“错误”),因为他没有考虑　　　对滑轮组机械效率的影响。
(3)用图丁装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中数据填写完整。
(4)通过比较　　　　两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关。
(5)通过比较　　　　两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论:　　　　　　　　　　　　　　　　 　。
19.(12分)利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将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。图中的摆长L都相同,θ1<θ2,球A、B的质量mA(1)如图图甲、乙所示,同时释放A、B,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的任一时刻的速度大小与小球的　　　　无关。
(2)如图图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:　 。
(3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度　　 　　(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度;如图图乙、丙所示,图丙中木块C滑行得更远些,由此可得出结论:　 。
(4)若水平面绝对光滑,该实验还能得出结论吗 　　　 　,理由是　 。
四、计算题(16分)
20.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105 N的物体匀速提起,在10 s时间内绳子自由端移动的距离为s=3 m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳子自由端移动距离s的关系图。(g取10 N/kg)
(1)计算物体上升的速度。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的是哪个物理量 并计算出该物理量的大小。
(3)计算滑轮组提升该物体时的机械效率。
(4)若克服绳重和摩擦做的额外功为10 J,求动滑轮的质量。
1.B
2.C　 由题知,托起两个鸡蛋的力大约是1 N,则提20个鸡蛋的力大约为F=10 N;
每层楼的高度大约为3 m,从一楼到五楼,则小爱实际爬楼的高度h=3 m×4=12 m;小爱提鸡蛋的力做的功约为W=Fs=10 N×12 m=120 J。
3.A　 在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快。由图像知,当时间相同时,甲同学做功最多,所以由公式P=知,甲同学功率最大,做功最快。
4.B　 小明的体重在G=600 N左右,引体向上的高度在h=50 cm=0.5 m左右,做一次引体向上克服自身的重力做的功约为W=Gh=600 N×0.5 m=300 J,故B正确。
5.A　 由题知,P1=P2,t1=t2,s1∶s2=2∶1,由P=可得,甲、乙两汽车做功之比:==1∶1,故B错误;由W=Fs可得,甲、乙两汽车牵引力之比:==×=×=1∶2,故A正确,D错误;由P===Fv可得,甲、乙两汽车速度之比:==×=×=2∶1,故C错误。
6.B　7.B
8.B　 由题图知,n=2,则绳子的自由端移动的距离s=2h,物体上升高度h=s=×1 m=0.5 m,则提起货物所做的有用功:W有用=Gh=300 N×0.5 m=150 J,故B错误;提起货物所做的总功:W总=Fs=200 N×1 m=200 J,故A正确;提起货物所做的额外功:W额外=W总-W有用=200 J-150 J=50 J,故C正确;滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=75%,故D正确。
9.A　 用F1的力将物体B匀速提升h做的功为有用功,所以W有用=3 J,滑轮组把物体B匀速提升相同高度,F2做的功是总功,即W总=5 J,所以滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=60%,故A正确;由题知,F2做功多,但不知将物体提升相同高度的时间关系,根据P=知无法确定两个做功的功率大小,故B错误;由图知,承担物重的绳子段数n=3,由s=nh可知绳子移动距离是物体上升高度的3倍,故C错误;两个过程物体B都做匀速直线运动,速度不变,质量不变,动能不变;高度增加,重力势能增加,其机械能增加,故D错误。
10.C　 体积相同的实心铜球和钢球,铜球的质量大,当速度一定时,物体的质量越大,动能越大;铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块,铜球把木块推出的距离更远,所以A正确,不符合要求。为了保证弹簧测力计的示数稳定,必须让木块做匀速直线运动,所以B正确,不符合要求。研究重力势能大小和高度的关系时,保证质量一定,实验中采用质量一定的物体,用同一个铜球,改变铜球下落的高度,使铜球自由下落,观察地面泥变形的程度,而不是用力扔下撞击地面,所以C不正确,符合要求。弹簧将纸团弹开的过程中,是弹簧的弹性势能转化成纸团的动能,可通过观察橡皮筋把纸团弹开的距离判断弹性势能的大小,所以D正确,不符合要求。
11.①③　12.不变　增大　减小
13.360　 由图知,n=3,拉力端移动距离s=3h,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,建筑材料的重力:G=3Fη=3×150 N×80%=360 N。
14.0.05　0.1　 金属小球的重力:G=mg=50×10-3 kg×10 N/kg=0.5 N,从a到b小球下降的高度ha=40 cm=0.4 m,小球从a到b的过程中,重力做的功:W=Gha=0.5 N×0.4 m=0.2 J;
重力做功的功率:P===0.05 W;小球到达c时,减少的重力势能等于克服摩擦消耗的机械能:ΔE=G(ha-hc)=0.5 N×(0.4 m-0.2 m)=0.1 J。
15.36　10　 有用功:W有用=G物h=180 N×0.2 m=36 J;因为OA=OC,B为OC的中点,所以OB=2OA,故当物体上升0.2 m时,B点(杠杆的重心)将上升0.4 m;不计摩擦,由η==和W额外=G木h'可得,90%=,解得G木=10 N。
16.360　80%　 由题图知n=3,则绳端移动的距离:s=3s物=3×6 m=18 m,W总=Fs=25 N×18 m=450 J,克服摩擦力做的有用功:W有用=fs物=60 N×6 m=360 J,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%。
17.300　400　 拉力做的功为总功,由η=×100%=×100%得,G===300 N;W有用=ηW总=60%×1000 J=600 J,因为W总=W有用+W额外,所以W额外=W总-W有用=1000 J-600 J=400 J。
18.(1)匀速　(2)错误　摩擦力(或摩擦)
(3)0.4　80%　(4)1、2　(5)2、3
(6)使用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高(或使用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低)
(1)实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计示数才等于拉力大小。(2)在弹簧测力计静止时读出数据,由于没有克服摩擦,所以弹簧测力计示数会偏小,他的想法是错误的。
(3)图丁中,绳子的有效股数n=4,绳端移动距离s=nh=4×0.1 m=0.4 m,滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=80%。
(4)绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s=nh,所以,结合表中数据可知实验1、2、3中绳子的有效股数分别为2、3、3。再结合物体的重力可知,实验1、2、3分别是用图甲、乙、丙装置做的实验,根据控制变量法,研究同一滑轮组的机械效率与绳子绕法的关系时,要控制提升物体的重力、滑轮个数都相同,只改变绳子的有效股数,所以应比较1、2两次实验数据。通过比较1、2两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子绕法无关。
(5)研究同一滑轮组提升重物时,机械效率与物重的关系,要控制滑轮个数、绳子的绕法相同,只改变物体的重力,故通过比较2、3两次实验数据得出结论:使用同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
(6)通过比较3、4两次实验数据,即对应的图丙、图丁两装置,滑轮组不同,提升的重物相同,动滑轮越重,机械效率越小,故可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越高(或使用不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低)。
19.(1)质量
(2)速度相同时,质量越大,动能越大
(3)小于　质量相同时,速度越大,动能越大
(4)不能
木块将做匀速直线运动,无法比较动能大小
20.(1)由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=3,物体上升的高度:h===1 m,
则物体上升的速度:v===0.1 m/s。
(2)由图乙可知,横坐标表示绳子自由端移动的距离,纵坐标表示拉力,由W=Fs可知,图乙中阴影部分的面积表示拉力做的功,其大小:W总=Fs=50 N×3 m=150 J。
(3)拉力所做的有用功:
W有用=Gh=105 N×1 m=105 J,
滑轮组提升该物体时的机械效率:
η=×100%=×100%=70%。
(4)若克服绳重和摩擦做的额外功为10 J,则克服动滑轮重力做的额外功:
W额外1=W总-W有用-W额外2=150 J-105 J-10 J=35 J,
所以,由W额外1=G动h=m动gh可得,动滑轮的质量:m动===3.5 kg。