沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能必考点解析试卷（含解析）

九年级物理上册第十一章机械功与机械能必考点解析
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 20分）
一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）
1、甲、乙两车同时同地沿同一直线做匀速直线运动，它们的图像如图所示，则（　　）
A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲、乙两车的重力势能相等
C．经过8秒，甲、乙两车相距10米 D．运动10米，甲车比乙车少用4秒
2、如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N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是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　）
A．拉力F的功率为3W
B．1min内物体移动的距离为36m
C．1min内所做的有用功为1440J
D．该滑轮组的机械效率为85%
3、中国开展月球探测工程，命名为“嫦娥工程”，中国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”三步走，“嫦娥五号”月球探测器从月球土壤中取样， 再返回地球，标志中国“嫦娥工程”取得伟大的胜利。关于“嫦娥五号”月球探测器下列说法正确的是（　　）
A．“嫦娥五号”从地面升空过程中重力势能增大，机械能不变
B．“嫦娥五号”匀速环绕月球时，受到平衡力的作用
C．“嫦娥五号”携带的着陆器可以通过降落伞减速着陆在月球表面
D．从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，产生一个向前的力，离开月球表面根据的是物体间力的作用是相互的
4、下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　）
A．功率大的机械做功一定快
B．功率大的机械做功一定多
C．机械做功少，机械效率一定低
D．做有用功多的机械，机械效率一定高
5、下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（　　）
A．使小车向前运动了一段距离的推力
B．搬石头但没有搬动，手对石头的力
C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力
D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力
6、成语“水滴石穿”，比喻力量虽小，但只要坚持，功到自然成 从物理的角度分析∶①力改变了石头的形状；②水滴冲击石头时，石头对水滴没有作用力；③水滴加速下落过程，重力对水滴做了功；④水滴加速下落过程，受到了平衡力的作用 完全正确的一组是
A．①③ B．①② C．①④ D．②④
7、如图，滑雪运动员正在比赛，下列分析正确的是（）
A．雪地上的影子是光的折射形成的
B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，重力势能不变
C．滑雪板可以减小运动员对雪地的压强
D．运动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，运动状态保持不变
8、 “嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（　　）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
9、如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5s内移动了100cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12N，已知滑轮组的机械效率为80%，则下列说法错误的是（　　）
A．拉力F大小为4N B．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
C．拉力F做功的功率为3W D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功为3J
10、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．力F1和F2做的总功相同 B．力F1和F2做功的功率相同
C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、2021年10月16日，我国神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送人天和核心舱，中国空间站有人长期驻留的时代到来。发射时火箭周围产生大量“白气”，这是__________现象（填一种物态变化名称）；飞船加速升空时（忽略飞船质量的变化），机械能__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
2、某校学生乘校车到校外参加活动。该校车在某段平直公路上匀速行驶9km，用时15min。若发动机的功率为60kW，则此过程中发动机的牵引力所做的功为___________J，发动机的牵引力大小为___________N。
3、某工人在水平地面上，用100N的水平推力推动重为500N的物体匀速直线前行了2m，用时5s，则此过程中推力做的功为______J，功率为______W。
4、在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上（水平支架固定不动），工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m，已知物体A重400N，该工人重600N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%，在该过程中，工人对水平面的压力为___________N，人对绳子拉力的功率为___________W。
5、某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
(1)图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是______；
(2)图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是______；
(3)计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v﹣t图像如图所示，在第10s时速度达到20m/s，前10s通过的路程为120m。求：
（1）在0～10s内汽车的平均速度。
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000N，那么在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是多少J？
2、2020年12月8日，中尼两国共同宣布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。
（1）求火车的平均速度；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。
3、济南市环保部门为了保持城市的清洁，定期使用洒水车对主干道洒水保洁。已知洒水车自身的质量为500kg，满载时可以装水10m3，某日清晨，洒水车满载时在马路上匀速行驶，2min内行驶了1200m，已知洒水车满载行驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，g取10N/kg。求上述过程中：
（1）洒水车满载时所装水的质量是多少？
（2）牵引力对洒水车做了多少功？
（3）牵引力对洒水车做功的功率是多少？
4、如图，李明用20N的力F拉动绳子，使重500N的物体A在水平面上做匀速直线运动。已知物体A所受水平面的摩擦力为其重力的0.1倍，经过20s绳端移动的距离为150cm。求：
（1）拉力F做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率。（百分号前保留一位小数）
5、如图所示，水平地面上M点有一质量为60kg的箱子，现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点，所用时间30s，MN间的距离为15m（g=10N/kg）。求：
(1)箱子所受的重力；
(2)箱子运动的速度；
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍，则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）实验前，在没有挂钩码和弹簧测力计时，小明发现杠杆左端低、右端高，如图甲所示。此时杠杆处于______（填“平衡”或“非平衡）状态。为了忽略杠杆自重对实验的影响，他应将杠杆右端的平衡螺母向______调节；
（2）如图乙所示，经正确调节后，小明在杠杆左边B处挂2个钩码（实验中每个钩码的重量均为0.5N），为便于实验，在右边A处用弹簧测力计沿______方向拉动杠杆，当杠杆在水平位置平衡时弹簧测力计的示数为______N；
（3）如图丙所示，改用弹簧测力计在C处竖直向上拉住杠杆，将拉力的方向逐渐向右倾斜如图丁，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将______（填“变大”“不变”或“变小”），现分别用丙、丁两种方式将相同钩码向上提升相同的高度，则两次杠杆的机械效率η丙______（填“>”“<”或“=”）η丁（不计摩擦）。
2、如图所示是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验。
（1）实验中小车动能的大小是通过_______来反映，小车到达水平面时的动能是由_______能转化而来的；
（2）（a）和（b）两次实验是探究物体动能大小与_______的关系，高速公路对货车的限制可用该结论解释的是_______；
（3）上述实验时，如只将图（b）中的木块换成质量较大的，使S2与S1的差距大些，现象更明显，这样做是否合理？_______，理由是_______。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
由图可知，甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，甲的速度
A．动能与质量和速度有关，甲车的速度大于乙车的速度，由于甲乙两车的质量未知，甲车的动能不一定大于乙车的动能，故A不符合题意；
B．重力势能与质量和高度有关，由于甲乙两车的质量和高度未知，甲、乙两车的重力势能不一定相等，故B不符合题意；
C．甲乙经过8s，甲的路程是20m，乙的路程是10m，若甲、乙两车的运动方向相反，则此时甲车与乙车相距
20m+10m=30m
故C不符合题意；
D．运动10米，甲车的时间是4s，乙车的时间是8s，甲车比乙车少用4s，故D符合题意。
故选D。
2、C
【详解】
A．拉力F的功率为
故A不符合题意；
B．如图滑轮组，一共有3段绳子分担动滑轮所受的拉力，故物体移动的速度为
1min内物体移动的距离为
故B不符合题意；
C．物体与地面间的滑动摩擦力为
1min内所做的有用功为
故C符合题意；
D．1min内所做的总功为
该滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。
故选C。
3、D
【详解】
A．“嫦娥五号”从地面升空过程中，质量不变，速度和高度都增大，因此动能和重力势能都增大，机械能变大，故A错误；
B．“嫦娥五号”匀速环绕月球时，速度方向不断发生改变，是非平衡状态，受到的力不是平衡力，故B错误；
C．由于月球上处于真空状态，没有空气，降落伞起不到作用，因此“嫦娥五号”携带的着陆器不可以通过降落伞减速着陆在月球表面，而是通过自身推进器的反推力着陆在月球表面，故C错误；
D．从月球返回地球的过程中，点火向后喷气，同时高压气流也会对探测器产生一个向前的力，离开月球表面正是利用了物体间力的作用是相互的，故D正确。
故选D。
4、A
【详解】
AB．功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值。所以，功率大的机械，做功快，但不一定多，故A正确，B错误；
C．机械做功少，做功不一定慢，与机械效率无关，故C错误；
D．由知道，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。
故选A。
5、A
【详解】
A．推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；
B．搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；
C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；
D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。
故选A。
6、A
【详解】
①水滴石穿，水由于重力而下降作用在石头上，石头的形状逐渐改变，故①正确；
②力的作用是相互的，水滴冲击石头时，石头对水滴也有相互作用的力，故②错误；
③水滴加速下落过程，重力的方向竖直向下，水滴下降的方向竖直向下，所以，重力对水滴做了功，故③正确；
④水滴下降的过程中，重力大于空气的阻力，做加速下落运动，受到的是非平衡力的影响，故④错误。
故选A。
7、C
【详解】
A．雪地上的影子是光的直线传播形成的，故A错误；
B．运动员在沿倾斜赛道下滑过程中，高度逐渐降低，重力势能逐渐变小，故B错误；
C．滑雪板一般比较宽，是通过增大受力面积的方法从而来减小运动员对雪地的压强，故C正确；
D．动员在沿倾斜赛道加下滑过程中，由重力势能转化为动能，运动速度在加快，运动状态发生改变，故D错误。
故选C。
8、A
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
9、A
【详解】
B．动滑轮上有三段绳子，则n=3，5s内绳子自由端移动的距离
s绳=ns物=3×100×10-2m=3m
绳子自由端移动的速度
故B正确，不符合题意；
AC．物体克服摩擦力做的有用功
W有=fs物=12N×100×10-2m=12J
拉力做的总功
拉力F大小
拉力F做功的功率
故A错误，符合题意；C正确，不符合题意。
D．拉力F在5s内对滑轮组做的额外功
W额=W总-W有=15J-12J=3J
故D正确，不符合题意。
故选A。
10、D
【详解】
由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。
AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为
s甲=3h，s乙=4h
甲滑轮组中拉力做的总功为
W甲总F13h
乙滑轮组中拉力做的总功为
W乙总F24h
已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；
已知时间相同，由公式P 可知，P甲总＜P乙总，故A错误；
CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为
甲100%
同理可得，乙滑轮组的机械效率为
乙
所以甲＞乙，故C错误，D正确。
故选D。
二、填空题
1、 液化 增大
【详解】
[1]白气是小水珠，是水蒸气遇冷后变为的液态，是液化现象。
[2]飞船加速升空时，速度变大，飞船的动能增大，高度增大，说明飞船的重力势能增大，故机械能增大。
2、
【详解】
[1]由可知，发动机的牵引力所做的功为
W=Pt=60×1000W×15×60s=5.4×107J
[2]由W=Fs可知牵引力大小为
3、 200 40
【详解】
[1][2]推力做功为
W=Fs=100N×2m=200J
推力的功率为
4、 350 100
【详解】
[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=2，则滑轮组的机械效率
解得人对绳子的拉力F=250N，由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力，则地面对工人的支持力
根据物体间力的作用是相互的，可知工人对水平面的压力F压=F支持=350N；
[2]绳子自由端移动的距离
拉力做的功
则在5s内人对绳子拉力的功率
5、 运动员和跳伞设备的总重力大于空气阻力 ③ 7×105J
(1)根据跳伞运动员竖直降落过程中受到的重力和阻力大小关系得出结论。
(2)图甲曲线中CD段，跳伞运动员匀速降落，受到平衡力作用，据此分析对应的情景图。
(3)已知动员和跳伞设备的总重力，根据甲图确定跳伞运动员在AB段的速度和时间，根据s=vt计算出跳伞运动员AB段的高度，根据W=Gh计算出运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。
【详解】
(1)[1]由图甲可知，跳伞运动员在AB段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力。
(2)[2]①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC段，故①不符合题意；
②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0，与图甲曲线中CD段不符，故②不符合题意；
③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，且运动员的速度较小，是图甲曲线中CD段，故③符合题意；
④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，且运动员的速度较大，应该是图甲曲线中AB段，故④不符合题意。
故选③。
(3)[3]由图甲可知，运动员在AB段的速度为v=50m/s，时间为
t=40s-20s=20s，
则运动员在AB段下降的高度为
h=s=vt=50m/s×20s=1000m
则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为
W=Gs=700N×1000m=7×105J
【点睛】
本题考查了物体的受力分析、对图像的分析能力以及速度公式和功的计算公式的应用，属于综合性题目。
三、计算题
1、（1）12m/s；（2）8×105J
【详解】
解：（1）前10s通过的路程为120m，在0～10s内汽车的平均速度
（2）从图中可以看出，10s后，汽车以20m/s做匀速直线运动，物体的牵引力
汽车的功率为
在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是
答：（1）在0～10s内汽车的平均速度为12m/s；
（2）在0～10s内汽车发动机的牵引力所做的功是8×105J。
2、（1）77km/h；（2）8×105J
【详解】
解：（1）火车的平均速度
v===77km/h
（2）克服小海重力做的功
W=Gh=500N×1600m=8×105J
答：（1）求火车的平均速度是77km/h；
（2）该过程中克服小海重力做的功是8×105J。
3、（1）1×104kg；（2）1.26×107J；（3）1.05×105W
【详解】
解：（1）洒水车满载时所装水的质量
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×10m3=1×104kg
（2）载满水时总质量
m总=m车+m水=500kg+1×104kg=1.05×104kg
总重力
G总=m总g=1.05×104kg×10N/kg=1.05×105N
洒水车满载行驶时的牵引力
F=0.1G总=0.1×1.05×105N=1.05×104N
牵引力做功
W=Fs=1.05×104N×1200m=1.26×107J
（3）牵引力对洒水车做功的功率
答：（1）洒水车满载时所装水的质量是1×104kg；
（2）牵引力对洒水车做了1.26×107J的功；
（3）牵引力对洒水车做功的功率是1.05×105W。
4、（1）1.5W；（2）83.3%
【详解】
解：（1）20s内拉力F所做的功为
拉力F做功的功率
（2）由图可知，n=3，物体A移动的距离
物体A受到的摩擦力为
有用功
滑轮组的机械效率为
答：（1）拉力F做功的功率为1.5W；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%。
5、（1）；（2）；（3）60W
【详解】
(1)箱子受到的重力
(2)箱子运动的速度
(3)箱子所受阻力
箱子向左匀速直线运动，由二力平衡可得推力的大小
推力做的功
推力做功的功率
答：(1)箱子所受的重力是600N；
(2)箱子运动的速度是；
(3)推力对箱子做功的功率是60W。
四、实验探究
1、 平衡 右 竖直向下 1.5 变大 =
【详解】
（1）[1]图甲所示，此时杠杆处于静止状态，所以杠杠是平衡状态。
[2]实验前杠杆左端低、右端高，应将平衡螺母向右调节，直到杠杠在水平位置平衡，水平位置平衡时，杠杠重心在支点处，能忽略杠杆自重对实验的影响。
（2）[3]如图乙所示，B处受到竖直向下的拉力，要让杠杠在水平位置平衡，右边A处弹簧测力计应沿竖直向下拉杠杆。
[4] 每个钩码的重量为0.5N，B处受到竖直向下的拉力为
当杠杆在水平位置平衡时，由杠杠平衡条件得弹簧测力计的示数为
（3）[5]当C处的拉力的方向逐渐向右倾斜时，拉力的力臂lC变小，杠杆仍然在水平位置平衡，力和力臂乘积不变，由杠杠平衡条件可知弹簧测力计的示数将变大。
[6]图丙、丁中，将相同钩码向上提升相同的高度，则杠杠重心上升高度也相等，所以拉力做的有用功相等，克服杠杠重力做的额外功也相等。总功等于有用功加额外功，所以图丙、丁中拉力的总功也相等，由 可知两次杠杆的机械效率相等。
2、 木块滑行距离 重力势 速度 货车不能超速行驶 不合理 没有控制变量
【详解】
（1）[1]实验中，小车从斜面上滑下，撞击木块对木块做功，使木块向前滑行，小车的动能越大，木块滑行的距离越远，所以实验中小车动能的大小是通过木块滑行的距离来反映。
[2]小车从斜面上滑下时，小车所处高度越来越小，小车的重力势能变小，动能增加，所以小车到达水平面时的动能是由重力势能转化而来的。
（2）[3]（a）和（b）两次实验中，小车的质量相同，小车从不同的高度滑下，小车到达水平面时的速度不同，所以（a）和（b）两次实验是探究物体动能大小与速度的关系。
[4]实验的结论是，当质量一定时，物体的速度越大则动能越大；高速公路对货车的限制可用该结论解释的是，货车不能超速行驶，因为货车的质量一定时，速度越大，动能越大，发生交通事故时造成的破坏也越严重。
（3）[5][6]如只将图（b）中的木块换成质量较大的，则（a）和（b）两次实验中小车的质量以及小车到达水平面时的速度均不相同，不能通过控制变量法得出实验结论，所以这样做不合理，理由是没有控制变量。