沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合训练练习题(含答案

2023年12月19日发(作者：锐骐7皮卡2022款报价及图片)

九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合训练

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、2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球

（ ）

A．在B点时受力平衡

B．在A、D两点动能可能相等

C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变

D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化

2、如图所示，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（ ）

A．适当减小木箱重力

C．增大提升木箱的速度

B．增大木箱上升高度

D．换用质量较小的动滑轮

3、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，t?0时刻，将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（ ）

A．t1时刻小球的动能最大

B．t1时刻小球的重力势能最大

C．t2时刻小球的机械能等于t1时刻小球的机械能

D．从开始下落到第一次到达最低点，小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量

4、体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（ ）

A．重力势能变大，速度变小

C．重力势能变大，速度变大

B．重力势能变小，速度变小

D．重力势能变小，速度变大

5、在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A．她从a点运动到c点的过程中，其惯性不断变小

B．她从b点运动到c点，其动能减小且机械能也减小

C．她从a点向b点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能

D．她在d点和e点的动能为零，且在d点和e点她的机械能相等

6、在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（ ）

A．运动员的动能不变

C．运动员的重力势能减小

B．运动员的重力势能不变

D．运动员的动能转化为重力势能

7、小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（ ）

A．① B．①② C．①②③ D．①②③④

8、如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N

的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（ ）

①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的

②匀速上升阶段，物体A的机械能不变

③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能

④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能

A．只有①③正确

C．只有①④正确

B．只有②④正确

D．只有①②③正确

9、2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年东奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在东奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（ ）

A．重力势能增大，动能减小

C．重力势能减小，动能减小

B．重力势能减小，动能增大

D．重力势能增大，动能增大

10、2022 年 2 月 8 日，中国美少女谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中获得金牌。如图所示是她在此次比赛中的场景，她在雪地上加速下滑的过程中（ ）

A．重力势能不变

C．重力对她做了功

B．动能减小

D．支持力对她做了功

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______。

2、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。

3、 “歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能______，重力势能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）；如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的______能转化为小球的______能。

4、小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时10s，则推力做的功等于______J，推力的功率等于______W?

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、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。

2、2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星，实现了我国首次地外行星著陆。已知在火星上，着陆器总重约为4880N，“祝融号”火星车重力约为900N。

（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功多少焦？

（2）着陆后，“祝融号”火星车从着陆器中驶出（如图）。已知火星车共有6个车轮，若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0?10?3m2，求火星车对火星水平平整表面的压强。

3、大明驾驶额定功率为100kW，质量为3t的某小型载重汽车，把装在车上的6t砂石运送到山顶上的施工现场，若g取10N/kg。请完成以下问题：

（1）汽车先以20kW的功率在平直公路上匀速行驶了10min，速度为10m/s。该过程汽车受到的阻力为多少？

（2）然后汽车从山坡底沿如图所示的山路，又以额定功率行驶了2min，将砂石运送到50m高的坡顶。该过程汽车运送砂石所做的有用功为多少？

（3）汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率是多少？

4、将重为24N的重物用图示滑轮组匀速提升3m，所用拉力F=10N。不计轮与轴间的摩擦及绳重。求：

（1）该过程中的有用功；

（2）滑轮组的机械效率；

（3）动滑轮的重力。

5、用如图所示滑轮组提升重为240N物体，已知物体在10s内匀速上升3m，拉力F的功率是90W，求：

（1）滑轮组的机械效率η；

（2）拉力F的大小。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）

1、兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：

（1）提出问题：汽车的动能大小跟什么因素有关？

（2）猜想假设：由“十次车祸九次快”可猜想汽车的动能可能跟 _____有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想汽车的动能可能跟 _____有关；

（3）进行实验：他们做了如图所示的三次实验，用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，撞击到水平面上同一位置的相同物块，将物块撞出一段距离（已知s1＞s2＞s3）。物块被撞击得越远，说明 _____（填序号）越大；

A．金属球在斜槽上时的动能

B．金属球撞击物块时的动能

C．金属球撞击物块后的动能

（4）分析论证：分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是 _____；

（5）实践应用：分析甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可用来解释汽车 _____（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。

2、测量两位同学从一楼登上到三楼做功快慢的实验，下表是两位同学的实验数据，其中实验次数1、2做功快慢相同并且最快，次数4做功快慢其次，次数3做功最慢：

做功时间（秒）

同学 实验次数 做功（焦）

甲 1 30 6000

甲 2 60 12000

乙 3 30 4000

乙 4 50 6000

（1）比较实验次数1和3可得到：当______，做功越快；

（2）比较实验次数______可知：当两位同学做功多少相同时，所用时间越短，做功越快；

（3）当做功多少和做功时间均不相同时，需要对表格中的数据进行综合分析，当______，做功越快。因此，为了比较两位同学做功的快慢，应该在表格最后一列增加一栏项目，这个项目是______（要写上单位），为此物理学中引入了一个新的物理量叫______。

-参考答案-

一、单选题

1、B

【详解】

A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；

B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；

C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；

D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。

故选B。

2、D

【详解】

A．由公式

W有W总W有W有?W额???

可知，减小木箱的重力，在提升相同的高度时，有用功会减小，而额外功不变，所以有用功所占总功的比值会减小，所以机械效率会减小，故A不符合题意；

BC．由公式

W有G物hG物??

W总FsnF??可知，机械效率的大小与物体上升的高度和物体上升的速度无关，所以增大木箱的上升高度和增大提升木箱的速度不能改变机械效率，故BC不符合题意；

D．由公式

W有W总W有W有?W额???

可知，换用质量较小的动滑轮，在提升相同高度时，额外功会减少，而有用功不变，所以有用功占总功的比值会增大，所以机械效率会增大，故D符合题意。

故选D。

3、D

【详解】

AB．t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，故AB不符合题意；

C．t2时刻弹簧具有弹性势能，t1时刻弹簧没有弹簧弹性势能，所以小球机械能变小，故C不符合题意；

D．从开始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，故D符合题意。

故选D。

4、D

【详解】

铅球在空中下落时，其高度降低、速度不断增大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能不断向动能转化。

故选D。

5、B

【详解】

A．从a点到c点过程中，她的质量不变，所以惯性不变，惯性只与质量有关，故A错误；

B．她从b点运动到c点，高度增大，所以重力势能增大，速度减小，动能一部分转化为重力势能，一部分转化为摩擦力做功，所以这个过程中，动能减小，机械能减小，故B正确；

C．她从a点向b点运动的过程中，高度减小，速度增大，重力势能减小，动能增大，该过程中还需要克服摩擦力做功，一部分重力势能转化为摩擦力做功，故C错误；

D．她在d点还具有速度，所以动能不为0，从d点到e点，克服摩擦力做功，所以机械能减小，故D错误。

故选B。

6、C

【详解】

A．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，速度变大，故其动能变大，故A错误；

BC．从陡坡加速下滑的过程，运动员的质量不变，高度降低，故其重力势能减小，故B错误，C正确；

D．从陡坡加速下滑的过程，因运动员的重力势能减小，动能变大，故可知是运动员的重力势能转化为动能，故D错误。

故选C。

7、A

【详解】

如图所示，两动滑轮的重力相同，承重绳子段数相同，重物上升的高度相同，所提升的物体重力不同，由控制变量法可知，该实验验证的猜想是滑轮组的机械效率与被提升的重物重力的关系，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

8、C

【详解】

①匀速上升阶段，物体A相对于地面的位置发生了变化，故物体A相对于地面是运动的，故①符合题意；

②匀速上升阶段，物体A的质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，故机械能变大，故②不符合题意；

③匀速下降阶段，速度不变，动能不变，因高度变小，重力势能变小，物体A的重力势能没有转化为动能，故③不符合题意；

④根据已知条件，物体匀速上升的速度大于下降的速度，故物体匀速上升时的动能大，即物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能，故④符合题意。

故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

9、B

【详解】

苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

10、C

【详解】

A．雪地上加速下滑的过程中，高度降低，故重力势能减小，故A不符合题意；

B．加速下滑，速度变大，动能变大，故B不符合题意；

C．她受到了重力，且在竖直方向上移动了距离，故重力对她做了功，故C符合题意；

D．支持力的方向与运动的方向垂直，故支持力不做功，故D不符合题意。

故选C。

二、填空题

1、 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%=2、 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。

3、 变大 变小 弹性势 机械

【详解】

[1][2]当飞机在空中加速向下俯冲时，飞机的速度增大，则其动能增大；在向下俯冲的过程中，飞机高度不断减小，则其重力势能也不断减小。

[3][4]由图可知，当松手时，弹簧由紧绷状态变成放松状态，其弹性势能减小；此时弹簧上的小球由静止变成运动状态，速度增大，则其动能增大，故小球被弹簧弹起，弹簧的弹性势能转化成小球的机械能（动能和重力势能）。

4、 100 10

【详解】

推力做的功

W=Fs=10N×10m=100J

推力的功率

P?W100J??10W

t10s5、 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）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。

2、（1）4.88×105J；（2）3.75×104Pa

【详解】

解：（1）着陆器下降100m其重力做功为

W=Gh=4880N×100m=4.88×105J

（2）“祝融号”火星车对火星水平平整表面的压力为

F=G车=900N

则火星车对火星水平平整表面的压强为

p=F900N??3.75?104Pa

?32S4.0?10m?6答：（1）着陆器在着陆前最后时间段内，下降高度为100m，其重力在该时段做功4.88×105J；

（2）着陆后，火星车对火星水平平整表面的压强为3.75×104Pa。

3、（1）2×103N；（2）3×106J；（3）25%

【详解】

解：（1）汽车在平直公路上匀速行驶时，所受牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即F牵=f阻，由P=F牵v

可知，所受牵引力

P20?103WF牵???2?103N

v10m/s故汽车受到的阻力为

f阻=F牵=2×103N

（2）汽车将6t 砂石运送到50m高的坡顶，该过程汽车运送砂石所做的有用功为

W有=Gh=mgh=6×103kg×10N/kg×50m=3×106J

（3）汽车以额定功率运行2min，发动机所做的总功为

W总=P额t=100×103W×2×60s=1.2×107J

汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率为

W有3?106J???100%??100%?25%

W总1.2?107J答：（1）该过程汽车受到的阻力为2×103N；

（2）该过程汽车运送砂石所做的有用功为3×106J；

（3）汽车以额定功率从坡底向坡顶运送砂石时的机械效率是25%。

4、（1）72J；（2）80%；（3）6N

【详解】

解：（1）该过程中的有用功

W有=Gh=24N×3m=72J

（2）由图知，n=3，绳子自由端被拉下的距离

s=3h=3×3m=9m

拉力做的总功

W总=Fs=10N×9m=90J

滑轮组的机械效率

W有W总72J?100%?80%

90J???100%?（3）不计轮轴间摩擦及绳重时，动滑轮重力

G动=3F-G=3×10N-24N=6N

答：（1）该过程中的有用功是72J；

（2）滑轮组的机械效率是80%；

（3）动滑轮的重力是6N。

5、（1）80%；（2）100N

【详解】

解：（1）提升物体做的有用功

W有=Gh=240N×3m=720J

由功率公式可得，拉力所做的总功

W总=Pt=90W×10s=900J

滑轮组的机械效率

W有W总720J?100%?80%

900J??=（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数

n=3

则绳端移动的距离

s=nh=3×3m=9m

由W＝Fs可得，拉力

F?W总900J=?100N

s9m答：（1）滑轮组的机械效率为80%；

（2）拉力F的大小为100N。

四、实验探究

1、 速度 质量 B 在速度相同时，质量越大，动能越大 超速

【详解】

（2）[1][2]“十次车祸九次快”指的是汽车的动能与速度有关，“安全驾驶莫超载”指的是汽车的动能与质量有关。

（3）[3]物体能量的多少，可由它对外做功的多少来确定，而做功的多少，可以通过金属球推动物块

的距离大小来反映，物块被撞击得越远，说明金属球撞击物块时的动能越大，故AC不符合题意，B符合题意。

故选B。

（4）[4]分析甲、乙两图可知，此时物体的质量不相等，小球的高度相同，到达水平面时的速度相同，甲图小球的质量越大，物体被撞击得更远，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大。

（5）[5]分析甲、丙两图可知，此时物体的质量相等，到达水平面的速度不同，甲图小球到达水平面的速度越大，物体被撞击得更远，说明质量一定时，物体的速度越大，动能越大，可以解释超速行驶是危险性大的原因。

2、 做功时间相同时，做功越多 1与4 做功与时间的比值越大时 做功/时间（焦/秒） 功率

【详解】

（1）[1] 比较实验次数1和3，做功时间相同时，1做功多，1做功快，可知做功时间相同时，做功越多，做功越快。

（2）[2]比较实验次数1与4，两位同学做功多少相同，甲所用时间越短，甲做功快，可知做功多少相同时，所用时间越短，做功越快。

（3）[3]由实验数据可知，当做功多少和做功时间均不相同时，当做功与时间的比值越大时，做功越快。

[4][5]为了比较两位同学做功的快慢，应该列增加的一栏项目是做功/时间（焦/秒），我们物理学中把做功与所用时间之比叫功率。