2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步测评试

2023年12月19日发(作者：本田七座商务车)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能同步测评

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、如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）

A．小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能

B．小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用

C．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小

D．小球在B点时受到平衡力的作用

2、由于热胀冷缩，户外的导线在夏天会变得松弛，冬天又拉得很紧。某些地方用如图所示的滑轮组来控制导线的松紧程度。某次导线对滑轮N的拉力为F，配重水泥块（重为G）被匀速拉升的高度为h（不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦）。下列说法中正确的是（）

A．M是动滑轮

B．拉力F=2G

C．拉力F做的功为3Fh

D．拉力F移动的速度与配重G上升的速度相同

3、如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）

A．F＝

2GG

f＝

632GG

f＝

33 B．F＝2G2G

f＝

33GG

f＝

62C．F＝ D．F＝4、生活中处处有物理。对下列生活情景，分析正确的是（）

A．飞行员跳伞时，在减速下降过程中，重力势能转化为动能

B．公交车紧急刹车时，乘客容易向前倾倒，是因为乘客具有惯性

C．用水平推力推木箱，没有推动，是因为水平推力小于木箱受到的摩擦力

D．用高压锅煮饭，锅内气压升高时，水的沸点降低，更容易把饭煮熟

5、某同学把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼，他提鸡蛋的力做的功最接近于（）

A．6J B．30J C．60J D．90J

6、牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是（）

A．重力势能转化为动能，动能增加

B．动能转化为重力势能，动能减小

C．动能转化为重力势能，重力势能增加

D．无能量的转化，重力势能和动能不变

7、在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（）

A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性

B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力

C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小

D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小

8、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

9、 “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

C．动能不变，势能减小，机械能不变

B．动能不变，势能减小，机械能减小

D．动能增大，势能减小，机械能不变

10、2022年北京冬奥会，山西运动员苏翊鸣在男子单板滑雪大跳台比赛中夺得金牌。如图所示，是他在比赛中的情景。下列对他加速下滑过程分析正确的是（）

A．运动状态始终保持不变

C．高度下降重力势能减小

B．相对于地面他是静止的

D．受到惯性作用持续下滑

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、如图所示，工人师傅用沿斜面向上、大小为300N的拉力，将重为600N的物体A从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则斜面的机械效率是______。

2、如图所示，工人用500N的力F将底面积为100cm2，重为800N的物体在10s内匀速提升了2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为______。若改用300N的力来拉这个物体，物体未被拉起，则物体对地面的压强为为______Pa。

3、在水平地面上铺一张白纸，将皮球的表面涂黑，使其分别从不同高度自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，这一过程可探究重力势能与______的关系，其中圆斑______（选填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。若皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，这一过程中将______能转化为______能。

4、如图甲所示，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为105N的物体匀速提起，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图，若绳重和摩擦力不计，则动滑轮为______N，图乙中阴影部分的面积表示的物理量是______，该滑轮组提升此重物时的机械效率为______。

5、如图所示，小球从A处落下，在B处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到D处停下，其中C点为BD之间的中点，此过程中斜面对小球的支持力______（选填“有”或“没有”）做功，BC段木块受到的摩擦力功率为P1，CD段木块受到的摩擦力功率为P2，大小关系是P1______ P2（选填“＜”“＝”或“＞”）。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）

1、如图，吊机将重为5000N的货物从地面A处竖直匀速提升40s到达B处再水平匀速运送到C处，最后竖直放到楼项D处。货物从C到D用时50s，路程随时间变化图象如图所示，g取10N/kg。

（1）求货物的质量。

（2）求BC段吊机对货物的拉力做的功。

（3）求CD段货物所受重力做功的功率。

（4）在图中作出货物从A到B的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）。

2、如图所示，用竖直向上的拉力 F 匀速提升重为800N的物体A，在10s内物体上升了2m，不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，求：

（1）物体 A 上升的速度；

（2）拉力

F 所做的功；

（3）保持拉力

F 做功的功率不变，绳子自由端移动的速度为 0.5m/s，匀速提升物体B时，物体B所受的重力。

3、新能源汽车是未来汽车发展的趋势。如图，威马W6是一款纯电动汽车，整车质量为1800kg。若该车在某水平路段匀速直线行驶了500m，耗时20s，受到水平方向的阻力为车自重的0.1倍（车上人员的重力忽略不计）求：

（1）该车行驶的速度；

（2）牵引力在此路段所做的功。

4、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。

5、一辆质量为2t的四轮新能源汽车，每个车轮与地面的接触面积为50cm?，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动了200m，恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后，关闭发动机，滑行100m停下，其vt图像如图所示，已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍（g取10N/kg），求：

（1）汽车静止在水平路面上对路面的压强；

（2）整个过程中发动机所做的功；

（3）汽车运动的最大速度。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）

1、如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。

（1）该实验中的研究对象是 _____（选填“小球”或“木块”），小球滚下斜面的过程中，它的

_____能转化为动能，小球动能的大小是通过 _____来反映的；

（2）分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：_____；

（3）在甲、乙两次实验中，木块克服摩擦力做功是 ________的（选填“相等”或“不相等”）；若甲实验中木块重为1N，水平移动的距离是30cm，则重力对木块做的功为 _____J；

（4）若斜面光滑，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底端的过程中，其机械能 _____（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（5）某同学做了甲、丙两次实验如图所示，得到结论：“当物体的速度一定时，物体质量越大，物体动能越大”，该同学的结论 _____里（选填“正确”或“不正确”）。

2、如图甲所示是小磊测动滑轮的机械效率的示意图，他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码和10g动滑轮从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A\'位置匀速竖直上升到B\'位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示，请你根据小磊做的实验完成下列问题：

（1）在实验过程中，小磊应_______、________拉动弹簧测力计；

（2）弹簧测力计的示数是________N；

（3）滑轮组的机械效率为：_______（保留3位有效数字）

-参考答案-

一、单选题

1、A

【详解】

AB．小球从A点下落到B点的过程中，小球只受到重力的作用，小球做加速运动，小球高度下降，所以在这一阶段，小球的重力势能转化为小球的动能，故A正确，B错误；

C．小球从B点下落到C点的过程中，弹力逐渐变大，但还是小于重力，合外力向下，小球做加速运动，直到BC之间某一点时，重力等于弹力，过了这一点，弹力大于重力，合外力向上，小球才做减速运动，所以小球从B点下落到C点的过程中，小球先加速后减速，故C错误；

D．小球在B点时仅受到重力，物体做加速运动，没有受到平衡力的作用，故D错误。

故选A。

2、B

【详解】

A．在拉力F的作用下，N会随着拉力一起移动，M不动，所以M是定滑轮，N是动滑轮，故A错误；

B．由于N是动滑轮，且n=2，不考虑滑轮自重，绳重和绳与滑轮之间的摩擦，拉力为

F=2G

故B正确；

C．拉力F做的功为

W?Fs?F?hFh?

22故C错误；

D．配重G上升的速度是拉力F移动的速度的2倍，故D错误。

故选B。

3、C

【详解】

根据题意知道，拉力做的有用功

W有用＝Gh

拉力做的总功

W总＝Fs＝F×3h＝3Fh

斜面的机械效率

W有W总GhG??50%

3Fh3F???解得拉力

F?2G

3克服摩擦力所做的额外功

2W额＝fs＝f?3h＝3fh＝W总﹣W有用＝3Fh﹣Gh＝3?Gh?Gh?Gh

3则摩擦力

f?G

故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

4、B

【详解】

A．物体的动能与质量和速度有关；在减速下降的过程中，速度变小，动能减小，重力势能没有转化为动能，故A错误；

B．公交车刹车时，乘客下半身随着公交车停下来，上半身由于惯性保持向前运动，从而发生了向前倾倒的现象，故B正确；

C．没有推动木箱，木箱处于静止状态，受到平衡力，推力等于摩擦力，故C错误；

D．水的沸点随着水面气压的升高而增大，高压锅内气压升高时，水的沸点增大，故D错误。

故选B。

5、C

【详解】

一个鸡蛋的质量约为50g，20个鸡蛋的质量约为

m?20?50g=1000g=1kg

20个鸡蛋的重约为

G?mg?1kg?10N/kg=10N

1楼到3楼的高度为6m，把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼，他提鸡蛋的力做的功约为

W?Gh?10N?6m=60J

故选C。

6、A

【详解】

苹果从树上落下过程中，质量不变，速度变大，故动能增加，同时其高度降低，故重力势能减小，故A正确，BCD错误。

故选A。

7、D

【详解】

A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；

B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；

C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；

D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。

故选D。

8、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；

W有知道，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。

W总D．由??故选A。

9、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。

10、C

【详解】

A．他加速下滑过程，速度变大，所以运动状态发生改变，故A错误；

B．相对于地面他的位置在不断改变，所以相对于地面他是运动的，故B错误；

C．下滑过程中他的高度减小，则重力势能减小，故C正确；

D．惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故D错误。

故选C。

二、填空题

1、75%

【详解】

已知斜面长4m、高1.5m，将重为600N的物体A从斜面底端匀速推至斜面顶端，此过程所做有用功

W有=Gh=600N×1.5m=900J

拉力的大小为300N，所做总功为

W总=Fs=300N×4m=1200J

机械效率

W有W总900J?100%?75%

1200J???100%?2、 80% 40000

【详解】

[1]对物体做的有用功

W有用?Gh?800N?2m?1600J

由图可知，动滑轮由2段绳子吊着，所以n=2，则s=2h=2×2m=4m，拉力做的总功为

W总?Fs?500N?4m?2000J

则滑轮组的机械效率为

W有W总1600J?100%?80%

2000J???100%=[2]工人用500N的力拉物体，物体匀速上升，处于平衡状态，受到的绳子的拉力和重力大小相等；若改用300N的力来拉这个物体，物体未被拉起，此时物体也处于平衡状态，受到的绳子的拉力、地面的支持力和重力三力平衡，则此时物体受到的支持力为减小的拉力，即

F支?2?F?2??500N-300N?=400N

此时物体对地面的压力和地面对物体的支持力为相互作用力，大小相等，则

F压?F支?400N

物体的底面积为S=100cm2=0.01m2，物体对地面的压强为

p?F压400N??40000Pa

S0.01m23、高度

B 重力势内

【详解】

[1]同一皮球分别从不同高度处自由下落，皮球质量相同，下落高度不同，目的是探究重力势能大小与高度的关系。

[2]由图可知，黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是该球从较高处下落，原来球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大。

[3][4]皮球下落后，不再拍打皮球，皮球上升的高度会越来越小，质量不变高度变小，故皮球的重力势能变小，由于和空气摩擦，重力势能转化为皮球的内能。

4、 45 功 70%

【详解】

[1]物体在5s内的移动距离s=3m，连接动滑轮的绳子段数n=3，则物体及动滑轮移动的距离

h?s3m?=1m

n3绳重和摩擦力不计，物体被匀速提起，则可列出

?G物+G动?h?Fs

?105N+G??1m=50N?3m

动得出动滑轮受重力

G动=45N

[2]图乙中的阴影面积为Fs，而功W=Fs，故图乙中阴影部分的面积表示的物理量是功。

[3]机械效率是机械做的有用功和无用功之比，则该滑轮组提升重物时的机械效率

W有W总G物h105N?1m?100%??100%=70%

Fs50N?3m?=?100%=5、没有＞

【详解】

[1]由于支持力与小球运动的方向是垂直的，故支持力没有做功。

[2]BC和CD段的压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力不变，BC段速度大于CD段速度，由

P＝WFs?＝Fv

tt可知，BC段木块受到的摩擦力功率为P1大于CD段的木块受到的摩擦力功率P2。

三、计算题

1、（1）500kg；（2）零；（3）500W；（4）见解析

【详解】

解：（1）货物的质量

m?G5000N?=500kg

g10N/kg（2）BC段吊机对货物的拉力竖直向上，货物没有在拉力的方向上移动距离，所以拉力没有对货物做功，BC段吊机对货物的拉力做的功是零。

（3）由图可知，货物在CD段运动的距离是5m，CD段货物所受重力做功

W=Gh=5000N×5m=25000J

CD段货物所受重力做功

P?W25000J?=500W

t50s（4）由图可知，AB段的距离

hAB=5m+15m=20m

AB段的速度

v??hAB20m?=0.5m/s

tAB40s货物从A到B的速度随时间变化图象

答：（1）货物的质量是500kg；

（2）BC段吊机对货物的拉力做的功是零；

（3）CD段货物所受重力做功的功率是500W；

（4）见解析。

2、（1）0.2m/s；（2）1600J；（3）640N

【详解】

解：（1）物体 A 上升的速度

v物?s物2m==0.2m/s

t10s（2）不计滑轮和绳子的重力、轮与轴间的摩擦，则拉力F的大小为

11F?G物=?800N=400N

拉力

F 所做的功

W总=Fs=400N?2?2m=1600J

（3）拉力F做功的功率为

P?W1600J==160W

t10s根据

P?WFs=?Fv

tt保持拉力

F 做功的功率不变，拉力F的大小为

F1=P160W?=320N

v0.5m/s物体B所受的重力

G物=2F1=2?320N=640N

答：（1）物体 A 上升的速度为0.2m/s；

（2）拉力

F 所做的功为1600J；

（3）物体B所受的重力为640N。

3、（1）25m/s；（2）9?105J

【详解】

解：（1）由v?可知，该车行驶的速度为

s500m?=25m/s

t20sstv?（2）该车所受阻力为

f?0.1G?0.1mg?0.1?1800kg?10N/kg=1800N

由于该车做匀速运动，所以受平衡力，则该车所受牵引力为

F?f?1800N

由W?Fs可知，牵引力在此路段所做的功为

W?Fs?1800N?500m=9?105J

答：（1）该车行驶的速度为25m/s；

（2）牵引力在此路段所做的功为9?105J。

4、（1）600N；（2）0.5m/s；（3）60W

【详解】

(1)箱子受到的重力

G?mg?60kg?10N/kg?600N

(2)箱子运动的速度

v?s15m??0.5m/s

t30s(3)箱子所受阻力

f?0.2G?0.2?600N?120N

箱子向左匀速直线运动，由二力平衡可得推力的大小

F?f?120N

推力做的功

W?Fs?120N?l5m = 1800J

推力做功的功率

P?W1800J??60W

t30s答：(1)箱子所受的重力是600N；

(2)箱子运动的速度是0.5m/s；

(3)推力对箱子做功的功率是60W。

5、（1）1.6×10?Pa；（2）3.2×106J；（3）20m/s

【详解】

解：（1）汽车静止在水平路面上对路面的压力

F?G?mg?2?103kg?10N/kg?2?104N

汽车静止在水平路面上对路面的压强

F2?104Np???1?106Pa

?42S4?50?10m（2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间

t?15s?25s?40s

且在这段时间内发动机的功率不变，由PW?Pt?80?103W?40s?3.2?106J

?W 可得，整个过程中发动机做的功

t（3）全程中汽车的所受阻力

f?0.2G?0.2mg?0.2?2?103kg?10N/kg?4?103N

因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，汽车的牵力

F?f?4?103N

由

P?WFs??Fv

tt可得，汽车的最大速度

p80?103Wv???20m/s

F4?103N答：（1）汽车静止在水平路面上对路面的压强为1?106Pa；

（2）整个过程中发动机所做的功为3.2?106J；

（3）汽车运动的最大速度为20m/s。

四、实验探究

1、小球重力势木块移动的距离质量一定时，速度越大，动能越大不相等 0 不变不正确

【详解】

（1）[1][2][3]探究物体的动能实验，实验对象是小球，让小球从斜面滑下，是让小球具有动能，让小球推动木块，对木块做功；小球滚下斜面的过程中，小球的高度减小，小球的重力势能减小，动能增大，故将小球的重力势能转化为动能；小球动能越大，能够对木块做的功就越多，木块移动的距离越远，故可以根据木块移动的距离来判断小球的动能的大小。

（2）[4]对比甲、乙可知，小球的质量相同，高度不同，到达水平面的速度不同，小球到达水平面的动能不同，甲球的动能大，木块移动的距离远，故可以得出结论为质量一定时，速度越大，动能越大。

（3）[5][6]在甲、乙两次实验中，压力相同，水平面的接触程度相同，故摩擦力的大小相同，但是木块移动的距离不同，故摩擦力做功的大小不相等；在重力的方向上没有移动距离，则重力对木块做的功为0。

（4）[7]若斜面光滑，没有了摩擦力，就不需要克服摩擦力做功，小球从斜面顶端由静止滚到斜面底端的过程中，仅仅是重力势能转化为动能，而机械能的总量不变。

（5）[8]甲、丙两次实验中，不仅有质量这一变量，还有接触面的粗糙程度不同这一变量，而且接触面的粗糙程度也影响木块移动的距离，变量不唯一，故得出的实验结论是不正确的。

2、匀速竖直向上 1.2

83.3%

【详解】

（1）[1][2]由于动滑轮只有竖直向上拉动，才能省一半的力，实验中匀速直线拉动，动滑轮与物才能处于平衡状态。故为准确读出弹簧测力计示数即绳子端的拉力，在实验过程中，小磊应匀速、竖直向上拉动弹簧测力计。

（2）[3]弹簧测力计每大格为1N，平均分成5小格，即分度值为0.2N，故读数为1.2N。

（3）[4]如图所示，刻度尺的每大格为10cm，平均分成10小格，即分度值为1cm，动滑轮从A位置

匀速提升到B位置，则物体上升高的高度为

h?10.0cm?0.100m