粤沪版物理九年级上册课课练：第11章 机械功与机械能 自我综合评价（含答案）

第十一章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列不属于功的单位的是 (　　)
A.J B.W
C.N·m D.W·s
2.如图所示,运动员在投实心球的过程中,下列说法中正确的是 (　　)
A.实心球从状态1到状态2的过程中,运动员对实心球没有做功
B.实心球从状态2到状态3的过程中,运动员对实心球没有做功
C.实心球从状态3到状态4的过程中,运动员对实心球没有做功
D.实心球离开手后,运动员对实心球没有做功
3.下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是 (　　)
A.做功越多,功率越大 B.做功越快,功率一定越大
C.做功时间越短,功率一定越大 D.机械效率越高,功率越大
4.一个人先后用同样大小的力F将不同质量的物体分别在光滑水平地面、粗糙水平地面和粗糙斜面上沿力的方向移动相同的距离s(如图所示),该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,关于它们之间的大小关系,下列说法中正确的是 (　　)
A.W1=W2=W3 B.W1C.W15.如图所示,用50 N的水平拉力F拉着物体在2 s内沿水平方向前进了4 m,下列说法中正确的是 (　　)
A.拉力做功为零 B.拉力的功率为零
C.拉力做功为100 J D.拉力的功率为100 W
6.人造地球卫星广泛应用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。如图所示,当卫星从远地点向近地点运动时,它的 (　　)
A.重力势能增大 B.速度减小
C.机械能增大 D.重力势能转化为动能
7.如图所示,运动员在一端固定、一端有弹性的跳板上起跳,下列说法正确的是(　　)
A.人压弯跳板时,动能不变,跳板具有弹性势能
B.人离开跳板瞬间,动能最小,重力势能最大
C.人离开跳板上升过程中,动能转化为重力势能
D.人在最高点时,动能最大,重力势能最小
8.在同样的条件下,小明利用两个不同的动滑轮把木料拉上四楼时,他发现利用较轻的动滑轮在提升木料时机械效率较高,这是因为 (　　)
A.可以减少有用功 B.在总功不变的情况下增加有用功
C.在总功不变的情况下减少额外功 D.在有用功不变的情况下减少总功
9.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的钩码匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则 (　　)
A.η甲=η乙,W甲=W乙 B.η甲>η乙,W甲>W乙
C.η甲<η乙,W甲η乙,W甲10.如图所示,用沿斜面向上的力F将重为100 N的物体匀速拉到4 m高的斜面顶端,所用时间为20 s,克服摩擦所做的额外功为100 J。下列说法中正确的是(　　)
A.整个过程中克服物体重力做的功为100 J B.整个过程中拉力F做的总功为400 J
C.斜面的机械效率为80% D.拉力F的功率为20 W
二、填空题(每空2分,共30分)
11.根据机械功原理可知,使用任何机械都不能省功,但我们现在仍然使用各种机械的原因是 　 。
12.小明的爸爸驾驶总质量为1200 kg的汽车,在平直的公路上用5 min的时间匀速行驶了
6 km,汽车行驶的速度为　　　　m/s,在此过程中汽车所受阻力恒为重力的0.1,则牵引力做的功为　　　　J。(g取10 N/kg)
13.如图所示为一个地下立体停车场,可提供120个停车泊位,而地上占地仅一个车位面积。使用时只需将车辆停放到地上的指定位置,然后刷卡或者手机扫码即可实现全自动操作,单程存取车时间在1 min左右,省时、省力、方便快捷,实现了“智慧泊车”。在轿车从地下停车位匀速上升至地面的过程中,轿车的动能　　　　,重力势能　　　　。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
14.如图所示,一滑轮下端悬吊一个重50 N的物体,在拉力F的作用下使物体在2 s内上升了2 m,则拉力F=　　　　N,动滑轮上升的速度v=　　　　m/s,拉力F所做的功W=
　　　　J。(不计滑轮重、绳重和摩擦)
15.甲、乙两人在相同的水平路面上,分别以1 m/s和0.5 m/s的速度将两个完全相同的木箱沿直线匀速推动了10 m。在此过程中,甲推木箱的力　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)乙推木箱的力;　　　　(选填“甲”或“乙”)做功的功率更大。
16.如图所示,一根均匀的细木棒OC,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%,这里的木棒是一种简单机械,称为　　　　,提升该物体做的有用功是　　　　J,木棒重为　　　　N(不计摩擦)。
17.如图所示,在50 N的水平拉力F作用下,重800 N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为120 N,则滑轮组的机械效率为　　　　。若物体移动的速度为0.1 m/s,则1 min内拉力做的功为　　　　J。
三、实验探究题(共18分)
18.(8分)小明和几名同学想测一测他们各自爬楼的功率。
(1)实验中除需分别测量几名同学的质量m、爬楼的高度h外,还需要测的物理量为　 。
(2)他们各自爬楼的功率表达式为P=　　　　　　(用测量量和已知量的符号表示)。
(3)下列选项中是某同学上楼的功率,其中合理的一项是 (　　)
A.2 W B.20 W C.200 W D.2000 W
(4)他们设计了三套方案:①测量出各自的质量,爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的质量和爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的质量和爬楼所用的时间,算出质量和时间的比值并进行比较,可行的是 (　　)
A.只有① B.只有①② C.只有②③ D.①②③都可以
19.(10分)是小松同学测定滑轮组机械效率的实验装置,小松同学实验中测量的有关数据如图下表:
　　　
实验 次数 钩码重 G/N 钩码上 升的高 度h/m 拉力 F/N 细线自由 端移动的 距离s/m 机械 效率 η
1 2.0 0.03 1.6 0.06 　
2 3.0 0.05 　 0.1 75%
(1)请你根据表中数据在图中画出实验时滑轮组的绕线情况,并将表中的空格补充完整。
(2)若提升的钩码重增加到6 N,则该滑轮组的机械效率将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)小松在实验过程中,应当在竖直方向上　　　　缓慢拉动弹簧测力计,才能通过弹簧测力计准确读出拉力的大小。
四、计算题(共22分)
20.(10分)如图甲所示是一台汽车起重机的示意图,起重钩的升降使用的是滑轮组,如图图乙所示,滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。某次作业中,起重机将200 kg的货物由地面起吊到5 m的高度处,所用时间为20 s,钢丝绳的拉力F为800 N。(g取10 N/kg)
(1)求起吊过程中起重机起吊货物的机械效率。
(2)求卷扬机做功的功率。
(3)请列举一条提高起重机机械效率的方法。
21.(12分)如图所示是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中,工人用400 N的拉力F在1 min内将总重为900 N的泥土匀速提升5 m。在这段时间内:
(1)拉力F所做的有用功是多少
(2)拉力F做功的功率是多少
(3)滑轮组的机械效率是多少
　　
答案
1.B
2.D　 实心球从状态1到状态2的过程中,运动员对球有推力,且球的运动方向与推力的方向相同,运动员对实心球做功,故A错误;实心球从状态2到状态3的过程中,运动员对球有推力,且球的运动方向与推力的方向相同,运动员对实心球做功,故B错误;实心球从状态3到状态4的过程中,运动员对球有推力,且球的运动方向与推力的方向相同,运动员对实心球做功,故C错误;实心球离开手后,不再受手的推力,虽然有移动的距离,但运动员对实心球没有做功,故D正确。
3.B　
4.A　 某人先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s,该力在这三个过程中所做的功分别为W1、W2、W3,三个功的大小都为W=Fs,与物体质量、水平地面粗糙与否等因素无关,即W1=W2=W3,故A正确。
5.D
6.D　 卫星从远地点向近地点运动的过程中,质量不变,速度变大,高度减小,则动能增大,重力势能减小,重力势能转化为动能;卫星在太空中运动时不受阻力的作用,所以此过程中机械能守恒。
7.C　 人压弯跳板时,人的速度会慢慢的变小,质量不变,动能变小;人的高度减小,重力势能减小,跳板发生了弹性形变,跳板具有弹性势能,故A错误;人离开跳板瞬间,人的速度最大,动能最大,高度最小,重力势能最小,在上升的过程中,动能转化为重力势能,故B错误,C正确;人在最高点时,高度最高,重力势能最大,速度最小,动能最小,故D错误。
8.D
9.A　 此题中钩码的重力相同,钩码上升的高度也相同,由W有用=Gh可知,所做的有用功相同;不计绳重和摩擦,此时对动滑轮做的功是额外功,动滑轮相同,即额外功相同,由W总=W有用+W额外可知,W总相同,故拉力做的功相同,即W甲=W乙,机械效率:η=×100%也相同,即η甲=η乙。
10.C　
11.使用机械可以省力或给我们带来方便
虽然使用机械不能省功,但使用机械有许多好处,如图:①使用机械可以改变动力的大小,如图起重机上的滑轮组可以省力;②使用机械还可以省距离,如图钓鱼杆使用时,手移动较小的距离就可以使鱼钩一端移动较大的距离;③使用机械可以改变动力的方向,如图升旗时所用的定滑轮可改变用力的方向。
12.20　7.2×106
(1)汽车行驶的速度:
v===20 m/s。
(2)因为汽车在平直的公路上匀速行驶过程中处于平衡状态,水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,汽车受到的牵引力:F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1200 kg×10 N/kg=1200 N,
牵引力所做的功:
W=Fs=1200 N×6000 m=7.2×106 J。
13.不变　增大　 汽车在匀速上升的过程中,质量不变,速度不变,所以汽车的动能不变;同时高度增加,则汽车的重力势能增大。
14.100　0.5　100　 由题图可知,该滑轮是动滑轮的特殊使用,根据动滑轮的特点可知,F=2G,则F=2×50 N=100 N;拉力F移动的距离是物体移动距离的二分之一,则滑轮在2 s内移动的距离为1 m,故动滑轮上升的速度:v===0.5 m/s;拉力所做的功:W=Fs=100 N×1 m=100 J。
15.等于　甲　 由题意可知,木箱在这两种情况下受到的摩擦力相同,又因为均做匀速直线运动,所以对木箱的推力相等。由P==Fv可知,甲、乙两人对木箱的推力相等,甲的速度大于乙的速度,所以甲的功率大于乙的功率。
16.杠杆　36　10　 根据图示可知,木棒可以绕O点转动,故该木棒相当于杠杆;有用功W有用=Gh=180 N×0.2 m=36 J;因为OA=OC,B为OC的中点(即B点为杠杆的重心),所以,由相似三角形的知识可知,当物体上升0.2 m时,重心B点将上升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。
17.80%　900
18.(1)各自爬楼所用的时间t
(2)　(3)C　(4)D
19.(1)如图图所示　62.5%　2.0
(2)变大　(3)匀速
(1)第1次实验时,滑轮组的机械效率:
η= ×100%=×100%=×100%=62.5%。
第2次实验时,滑轮组的机械效率:
η'= ×100%=×100%,
则F'===2.0 N。
20.(1)货物的重力:
G=mg=200 kg×10 N/kg=2000 N,
起重机起吊货物的机械效率:
η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%≈83.3%。
(2)拉力移动的距离:s=3h=3×5 m=15 m,
拉力做的总功:W总=Fs=800 N×15 m=12000 J,
卷扬机做功的功率:
P===600 W。
(3)减小吊钩等起吊部分的机械自重(或减小滑轮摩擦,提升重力较大的货物等)。
21.(1)拉力F所做的有用功:
W有用=Gh=900 N×5 m=4500 J。
(2)由题图知n=3,绳端移动的距离:
s=3h=3×5 m=15 m,
拉力F所做的总功:
W总=Fs=400 N×15 m=6000 J,
拉力F做功的功率:
P总===100 W。
(3)滑轮组的机械效率:
η=×100%=×100%=75%。