粤沪版九年级物理上册 第十一章 机械功与机械能单元测试(有答案)

《机械功与机械能》复习检测题
（满分：100分）
一、单项选择题（每小题2分，共24分）
1．如图1所示，用挖掘机提升泥土过程中，所做的有用功是（ ）
A．克服挖掘机零件间的摩擦力做的功
B．提升泥土和抓斗所做的功
C．克服泥土重力所做的功
D．克服抓斗的重力所做的功
2．如图2是李娜澳网比赛中的情景，她接住网球并将其打出去，则下列判断正确的是（ ）
A．网球在飞行过程中，李娜对球做了功
B．网球在下落过程中，重力对球做了功
C．网球在下落过程中，没有力对球做功
D．网球在水平飞行过程中，重力对球做了功
3．把一瓶质量为46kg的液化石油气罐从居民住宅的一楼搬到二楼，人做的功最接近于（ ）
A.1.4×102J B.1.4×103J C.1.4×104J D.无法估计
4．粗糙水平面上有一个重为50N的物体，用10N的水平推力使其在10s内匀速前进了20m，则在此过程中（ ）
A．推力做了1000J的功
B．重力做了100J的功
C．推力的功率为20W
D．摩擦力为50N
5．如图3为我国某地的等高线图，若把甲、乙两个物体分别放在a点和b点时，它们的重力势能相等，则比较两个物体的质量，可推知（ ）
A．甲物体的质量较大
B．乙物体的质量较大
C．甲、乙两个物体的质量相等
D．条件不足，无法判断
6．下列关于机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．利用机械越省力，机械效率越高
B．机械做功越快，机械效率越高
C．额外功相同，有用功越大的机械效率越高
D．有用功相同，总功越大的机械效率越高
7．提高机车的额定功率是铁路进一步提速要解决的一个重要课题。机车的输出功率等于牵引力与速度的乘积。若列车所受阻力与速度成正比，那么，列车提速前后分别以最高时速120 km和180 km在平直轨道上匀速行驶时，机车的输出功率之比为（ ）
A．2：3 B．3：2 C．9：4 D．4：9
8．从雪山上匀速下滚的雪球越滚越大，则下列说法正确的是（ ）
A．雪球的动能一定增大
B．雪球的势能一定减小
C．雪球的机械能一定不变
D．雪球的动能一定不变
9．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%。则下列选项错误的是（ ）
A．有用功一定是150J
B．拉力大小一定是125N
C．总功一定是250J
D．动滑轮重一定是100N
10．如图4所示，小物块A和弹簧放在光滑的水平面上，弹簧左端固定于竖直墙面。向左移动物块A并压缩弹簧至B处，静止释放物块A，此后物块的动能（ ）
A．一直变大 B．一直不变
C．先变大后不变 D．先变大后变小
11．将一重为1000N的建筑材料匀速运送到6m高的楼上，站在楼上时，一个人可产生的平均拉力为150N。建筑工人用一个重100N的滑轮和一根足够长的绳子，用图5所示的滑轮将建筑材料匀速拉到楼上。如果不计绳重和摩擦，以下说法中正确的是（ ）
A．需要4个人，机械效率为91%
B．需要4个人，机械效率为83%
C．需要3个人，机械效率为91%
D．需要3个人，机械效率为83%
12．“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图6所示，人将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在跳台上。人从跳台跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．从A点到B点，绳子弹性势能增大，重力做功的功率变小
B．到达C点时，人的动能最大，人的重力势能最小
C．从B点到C点，人的重力势能转化为动能
D．从B点到C点，人的动能和重力势能一直在减少
二、 填空题（每空1分，共25分）
13．如图7所示，运送同样多的砖到同样高的地方，通过比较_____________________得出用_______（选填“滑轮组”或“起重机”）做功快。
14．放在水平桌面上的书重为3N，现用1N的水平拉力，在水平面内沿直线匀速拉动书0.5m。则书的重力做功________J，水平拉力做功________J。
15．体重相同的王刚和李明都从教学楼的一楼上到三楼，王刚是走上去的，李明是跑上去的；则他们上楼所做的功W王刚________（选填“>”“=”或“<”）W李明；他们上楼的功率P王刚________（选填“>”“=”或“<”）P李明。
16．“歼20”是我国自主研制的新一代隐身歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向上运动时，动能________，重力势能________。（均选填“增大” “减小”或“不变”）
17．如图8所示，有一重为10N的小球在水平桌面上滚动了80cm后从桌面滚下，0.5s后落在离桌面边缘水平方向上2m的地面上。若桌高1.25m，则小球在整个运动过程中，重力做了________J的功，其功率是________W。
18．用定滑轮匀速提升重为400N的物体，物体在5s内匀速上升了2m，此时定滑轮的机械效率为80%。此过程中，拉力做的有用功为________J，拉力做功的功率为________W，拉力的大小为________N。
19．如图9甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块做直线运动。两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为Pl、P2，两次木块的动能分别为El、E2，则F1________F2，Pl________P2，El________E2。（均选填“＜”“＝”或“＞”）
20．如图10所示，小明做了一个“魔罐”玩具，在金属罐的盖子和罐底各开两个小孔，用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，然后将橡皮筋穿过盖子和罐底的小孔并固定起来。他将“魔罐”在水平桌面上向前滚出后将看到的现象是________。你对此现象的解释是________能转化为________能。
21．如图11所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为0.25m。拉力所做的功为________J，有用功为________J，杠杆的机械效率为________%。
22．如图12所示为建设工地上常用的铲车，铲车的机械手臂是利用杠杆原理工作的。机械手臂是用液压顶将手臂、铲斗向上举起的，若液压顶杆的功率为80kW，用20s时间将铲车内10t的货物向上匀速举高4m，则这段时间内顶杆所做的功为________J，机械手臂的效率为_______%，货物的机械能________（选填“增大”“不变”或“减小”）。
三、实验探究题（共24分）
23．（6分）小明同学在探究重力势能的大小跟哪些因素有关时，设计了如图13所示的实验。将三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同，取三个重物从空中由静止释放后撞击木桩，木桩陷入沙坑。实验结果如图所示。
（1）在此实验中，我们可以通过观察____________________来比较重物重力势能的大小。
（2）若重物离沙坑表面的高度关系为hA= hC < hB，重物的质量关系为mA=mB（3）实验得出的结论是：物体被举得越______，质量越______，它具有的重力势能就越大。
24．（10分）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小兰认为可能影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的重力、物体的重力、与动滑轮相连绳子的股数。小兰用如图14所示的装置对某个因素进行探究所得的实验数据如表所示。
实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 测力计的示数F/N 机械效率η/%
1 2 8 1.0 66.7
2 4 8 1.7 78.4
3 6 8 2.5
（1）在测拉力时，应________拉动弹簧测力计，使物体上升一定高度。
（2）第3次实验中滑轮组的机械效率是__________%。
（3）分析表格中数据得出的结论：动滑轮重力相同时，_______________________________。
（4）若仍用此滑轮组提升重为5N的钩码时，此时滑轮组的机械效率在________________的范围内。
（5）如果要研究滑轮组的机械效率和动滑轮重力的关系，如何进行实验 请简要写出实验方案。
25．（8分）泥石流是由于暴雨或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流，具有极强的破坏力。
为了比较水流和泥石流的破坏力，小宇进行了如下探究：如图15所示，将两辆相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让速度相等的水流和泥沙流分别通过这两个管道2秒钟，小车分别被推动一段距离，实验记录如下表所示。
流体 水流 泥沙流
小车被推动的距离/cm 68 102
（1）实验中，通过________________________来比较水流和泥沙流的破坏力。由实验数据可知，在相同的时间内，相同的横截面积上，小车被________（选填“水流”或“泥沙流”）推动时获得的能量较多。
（2）在单位时间内、单位面积上，从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度，这是评价能源优劣的重要指标之一。若水的流速为v，密度是ρ，质量为m的水在流动时具有的能量（动能）为mv2，请你推导出水能的能流密度A的表达式：A=________。据此可推知，在流速相等的情况下，风能的能流密度比水能的能流密度________（选填“大”或“小”）。
四、综合应用题（共27分）
26．（6分）如图16所示，自从19世纪末德国建成世界上第一座水电站以来，水力发电成为水能利用的主要形式。如图是水能发电的示意图。
（1）修建拦河大坝，可以提高上游水的________能。
（2）上游的水从高处流下来的过程中，是________能转化为________能。这些水冲击水轮机叶片时，对水轮机做功，自身的________（选填“动能”或“重力势能”）减小。
（3）在利用水能发电时，水轮机都安装在靠近下游的地方。请你简述这样设计的理由。
27．（9分）如图17所示，塔式起重机上的滑轮组将重为9.0×103N的重物匀速吊起10m，作用在绳端的拉力为4.0×103N。则：
（1）求提升重物做的有用功。
（2）求滑轮组的机械效率。
（3）若克服摩擦力和钢丝绳重力所做的功为有用功的0.3倍，求动滑轮的重力。
28．（12分）小明发现在没有起重机的情况下，工人要将油桶搬运上汽车，常常用如图18所示的方法。小明想：为什么不直接将油桶抬上车呢？难道这样做可以省力吗？如果能省力，那么推力的大小与斜面长度有关吗？
如图19所示，为了探究推力大小与斜面长度的关系，小明选用弹簧测力计，重力为4N的铁块和长度分别为0.4m、0.6m、0.8m的木板进行了三次实验，斜面的高度均为 0.2m，而且实验用的木板粗糙程度相同。测得沿斜面向上的拉力大小分别为2.7N、2.2N和1.8N。如果用F表示拉力，用L表示斜面长度，每次都将铁块从斜面底部匀速拉到斜面的顶端，请完成下列问题。
（1）小明将铁块从斜面底端拉到顶端做的有用功是多少？第三次拉铁块的机械效率是多少？（机械效率计算百分号取整数即可）
（2）比较小明各次做功的多少，你能得出什么结论？
（3）假如斜面没有摩擦，图20所示的四幅图中，能正确反映F与L关系的图像是（ ）
（4）在如图18所示的实物图中，假定车箱高1m，木板长2m，油桶重力为800N，搬运工的手在油桶的上端施力，请你计算工人至少用多大的力才能推动油桶？
参考答案
一、单项选择题
1．C 2．B 3．B 4．C 5．B 6．C 7．D 8．A 9．B 10．C 11．A 12．D
二、 填空题
13．做相同的功所用的时间 起重机
14．0 0.5
15．= <
16．增大 增大
17．12.5 25
18．800 200 500
19．= > >
20．魔罐又滚了回来 弹性势 动
21．2.0 1.8 90
22．1.6×106 25 增大
三、实验探究题
23．（1）木桩陷入沙坑的深度
（2）物体的质量相同时，物体被举得越高，物体的重力势能越大 A、C （3）高 大
24．（1）竖直向上匀速 （2）80 （3）物体的重力越大，机械效率越大 （4）78.4%～80%
（5）用同一定滑轮和几个重力不同的动滑轮来组装如图所示的滑轮组，测出匀速提升相同重物下的机械效率并进行比较。
25．（1）小车被推动距离的远近 泥沙流 （2）ρv3 小
四、综合应用题
26．（1）重力势 （2）重力势 动 动 （3）靠近下游的地方，水的流速大，动能大，相同时间内对水轮机做的功多，可以让水轮机带动发电机，发出更多电能。
27．（1）9.0×104J （2）75% （3）3.0×102J
解：（1）匀速吊起重物过程做的有用功
W有用=Gh=9.0×103N×10m =9.0×104J。
（2）匀速吊起重物过程做的总功
W总=Fs=F·3h=4.0×103N×3×10m =1.2×105J，
滑轮组的机械效率
。
（3）克服摩擦力和钢丝绳重力做的额外功
W额外1=0.3W有用=0.3×9.0×104J=2.7×104J，
克服动滑轮重力做的额外功
W动2= W总-W有用-W额外1=1.2×105J-9.0×104J-2.7×104J =3.0×103J，
动滑轮的重力
。
28．（1）0.8J 56% （2）斜面越长越省力，但机械效率越低 （3）D （4）200N
解：（1）W有用=Gh=4N×0.2m=0.8J，
W3 =Fs=1.8N×0.8m=1.44J，
η=×100%=×100%≈56%。
（2）W1=F1s1=2.7N×0.4m=1.08J；
W2=F2s2=2.2N×0.6m=1.32J；
W3=F3s3=1.8N×0.8m=1.44J。
斜面越长越省力，做的总功（或额外功）越多，机械效率越低。
（3）D
（4）根据功的原理有W动力=W阻力，即F 2L=Gh，
F===200。
图1
图2
图3
A
B
图4
图5
图6
图7
图8
甲 乙
图9
图10
O
F
图11
图12
A
B
C
图13
图14
水
泥沙
图15
上游水位
下游水位
发电机
水轮机
进水闸门
拦污槽
图16
图17
图18
h
L
F
图19
F
F
F
F
L
L
L
A． B． C． D．
图20