第十一章 机械功与机械能 单元测试卷（含答案） 2022-2023学年沪粤版九年级上册物理

第十一章　机械功与机械能
一、填空题(每空2分,共32分)
1.用细线将铁锁系好后,固定在天花板上,如图所示,忽略空气阻力,铁锁从A点摆动到最低点的过程中,　　　　　能转化为　　　　能.
第1题图 第3题图
2.公路上都有限制汽车速度的标志以减少交通事故,这是因为汽车的速度越大,　　　　能越大;大卡车的最高限速相对于小轿车的最高限速　　　　(选填“大一些”“小一些”或“一样大”).
3.生活中,人们通常用两种方法来比较做功的快慢:方法①为相同的时间比较做功的多少,方法②为　　　　　　　.如图表示的是用挖土机挖土比人力挖土快得多,所用的是判断方法　　　　(选填“①”或“②”).物理学中用功率描述做功的快慢,公式为P=　　　　.
4.如图所示,在拉力F的作用下,重10 N的物体A匀速上升了1 m,不考虑摩擦和绳重,若滑轮的重力为2 N,则拉力F的大小为　　　　N;提升物体A做的有用功为　　　　J.
第4题图 第5题图
5.一颗子弹从枪膛里水平射出,子弹在枪膛里受到的气体作用力为600 N,枪膛长60 cm,射出的子弹在空气中飞行了50 m,则气体在枪膛里对子弹做的功为　　　　J.如图是子弹快速击穿酒杯的瞬间,说明子弹具有较大的　　　　能.
6.如图所示,用拉力F匀速提起重力为20 N的物体A,不计摩擦,拉力F的大小为　　　　N.若物体A在20 s内上升了8 m,则此过程中拉力F做的功为　　　　J,功率为　　　　W.
第6题图 第7题图
7.如图所示,汽车车厢到地面的高度h=1.5 m,斜面的长度s=3 m,现有一工人师傅用F=1 200 N的力沿斜面把重力G=1 800 N 的汽油桶匀速推到车上.则工人师傅所做的有用功为　　　　J,斜面的机械效率为　　　　.
二、选择题(每小题3分,共27分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
8.下列关于功和能的叙述中,正确的是 (　　)
A.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能
B.吊在天花板上的吊灯静止,所以没有能
C.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多
D.没有做功的物体不具有能
9.如图所示,在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球开始运动,然后碰撞其他球.以下说法正确的是 (　　)
A.在水平桌面上滚动的球受到了重力,重力对它做了功
B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功
C.桌面对球的支持力对球做了功
D.白球撞击其他球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功
10.随着社会的发展,城市高楼林立,高空抛物致人受伤事件频频发生.2021年1月1日起,我国《民法典》将高空抛物列入违法行为.物体在下落过程中速度逐渐增大,每下落1 m,重力做功的平均功率将 (　　)
A.逐渐变大 B.逐渐变小
C.保持不变 D.无法判断
11.在篮球训练中,小戴把篮球竖直向上抛出,篮球在运动过程中动能Ek随时间t变化的关系图像最接近下列选项中的(　　)
　　　　　A　　　　　　　　B
　　　　　C　　　　　　　　D
12.一个滑轮组经改进后机械效率提高了,若用它将同一物体匀速提升同样的高度,则改进后与改进前相比 (　　)
A.有用功减少,总功减少
B.有用功增加,总功增加
C.有用功不变,总功不变
D.有用功不变,总功减少
13.如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3 N的力F.物体经过M点开始计时,每经过相同时间,记录下物体的位置.物体在MO段做匀速直线运动,力F在MN、OP段所做的功分别为WMN、WOP,功率分别为PMN、POP,则 (　　)
A.WMNWOP
C.PMN>POP D.PMN14.宇宙中的陨石碎片以极高的速度穿过地球大气层时,由于摩擦发出耀眼的火光,形成如图所示的流星雨.若不考虑下落过程中陨石碎片的质量变化,则其在加速坠落时 (　　)
A.重力势能不断增加,动能不断增加,机械能增加
B.重力势能不断减少,动能不断增加,机械能减少
C.重力势能不断增加,动能不断减少,机械能不变
D.重力势能不断减少,动能不断增加,机械能不变
15.如图所示,下列关于能量转化的说法正确的是 (　　)
甲 乙 丙 丁
A.甲:悬停在空中的热气球不具有机械能
B.乙:蹦极的人从高处下落的过程中只具有重力势能
C.丙:瀑布将水的动能转化为重力势能
D.丁:带发条的玩具可将弹性势能转化为动能
16.(多选)如图所示,甲、乙两套装置中每个滑轮的质量均相等,用甲、乙两套装置分别将所挂重物(重力分别为G1、G2)在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦),则下列选项正确的是(　　)
A.F1F2　η1=η2
C.η1=η2　P1=P2 D.F1η2
三、实验探究题(共21分)
17.(7分)在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,已知木块A、B、C的质量关系为mA=mB(1)实验时,木块应在木桩的　　　　位置由静止释放.
(2)比较木块A和B将木桩打入沙中的深度,可以初步得出结论:在质量一定时,物体所处的高度越高,重力势能　　　　(选填“越大”或“越小”).
(3)木块B和C将木桩打入沙中的深度相同,由此小刚认为:物体重力势能的大小与质量无关.你认为小刚的判断是　　　　(选填“正确”或“错误”)的,理由是　　　　　　　　　　　　.
(4)实验时,我们可以通过观察木桩陷入沙中的深度来判断木块重力势能的大小,下列实验也采用了该方法的是　　　　.
A.学习光的三原色时,与颜料三原色作比较
B.研究发声的音叉是否振动时,把音叉放进水里观察到水花四溅
18.(8分)体育生成昊泽向电梯挑战,跑楼梯锻炼身体.他在1层按下电梯的第13层按钮后,拔腿往楼梯上冲,结果从第1层楼到第13层楼所用的时间比电梯少.成昊泽想知道自己上楼的平均功率,需要的器材是刻度尺和　　　　.(已知成昊泽的重力为G)
实验步骤:
(1)用刻度尺量出一级台阶的高度为h,并算出一层楼的台阶数为n,若每节台阶等高,则第13层楼的高度为　　　　;
(2)　;
(3)成昊泽从第1层楼到第13层楼的平均功率P=　　　　(用已知量和测量量的符号表示).
19. (6分)物理实验兴趣小组间开展竞赛活动,甲组出题,乙组用实验的方法解答.甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽,如图所示.乙组同学通过测量:滑轮组下方所挂重物的重力为G,重物被匀速提升的高度为H,施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为F,绳子自由端移动的距离为h,得到了如表所示的三组实验数据.乙组同学分析实验数据后解答了“布帘背后的秘密”这个问题.
实验次数 1 2 3
G/N 5 8 11
F/N 2 3 4.1
H/cm 10.0 15.0 20.0
h/cm 30.1 45.1 60.2
(1)假设你是乙组成员,请判断:实际使用了　　　　　(选填“一”或“两”)个动滑轮.
(2)若不计摩擦,滑轮组中所有动滑轮(及动滑轮间的连接物)的总重力约为　　　　N.
(3)若不计摩擦,当提升重物的重力为G=4 N时,该滑轮组的机械效率为　　　　%.
四、计算题(共20分.解答时要求写出必要的文字说明、公式和主要计算步骤)
20.(10分)如图甲所示的地面清洁机器人,质量为 3 kg,它在水平地面上做匀速直线运动时,所受的牵引力与速度的关系如图乙所示.(g=10 N/kg)
(1)该机器人的水平牵引力为300 N时,它沿直线匀速运动 2 s 能通过多远的路程 此时水平牵引力做了多少功
(2)该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动时,水平牵引力的功率是多大
　　　　甲　　　　　　　　　　乙
21.(10分)为了改善老旧住宅楼的保温效果,某地开展了“暖房子工程”,如图所示为施工现场使用的提升装置.已知被提升的建筑材料的质量为200 kg,动滑轮的重力为500 N,拉力F在10 s内将重物匀速提升了10 m,不计绳重及摩擦.(g=10 N/kg)求:
(1)提升装置所做的有用功;
(2)拉力F的功率;
(3)该装置的机械效率.
参考答案
1.重力势　动
2.动　小一些
3.做相同的功比较所用时间的多少　①　
4.6　10
5.360　动
6.20　160　8
7.2 700　75%
8.A
9.B　10.A　
11.A　
12.D　13.D
14.B　
15.D
16.BC　
17.(除标注外,每空1分)(1)正上方　(2)越大 　(3)错误　B、C两木块由静止释放的高度不同(合理即可)(2分)　(4)B(2分)
18.(每空2分)秒表　(1)12nh　(2)用秒表测出成昊泽从1层到13层所用的时间为t　(3)
19.(每空2分)(1)一　(2)1　(3)80
20.(1)由图乙可知,当水平牵引力为300 N时,机器人的速度v=0.6 m/s (2分)
由v=可得,机器人沿直线匀速运动2 s通过的路程s=vt=0.6 m/s×2 s=1.2 m (2分)
此时水平牵引力做的功
W=Fs=300 N×1.2 m=360 J (2分)
(2)由图乙可知,当机器人的速度v'=0.5 m/s时,水平牵引力F'=150 N (2分)
则水平牵引力的功率P=F'v'=150 N×0.5 m/s=75 W(2分)
21.(1)重物受到的重力G=mg=200 kg×10 N/kg=2 000 N (1分)
提升装置所做的有用功W有用=Gh=2 000 N×10 m=2×104 J (2分)
(2)F===1 250 N(2分)
绳子自由端通过的距离s=2h=2×10 m=20 m (1分)
拉力做的功W总=Fs=1 250 N×20 m=2.5×104 J (1分)
拉力的功率P===2.5×103 W (1分)
(3)该装置的机械效率η=×100%=×100%=80% (2分)