九年級物理上冊第十一章機械功與機械能專題測試考試時間：90分鐘；命題人：物理教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內相應的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題20分）一、單選題（10小題，每小題2分，共計20分）1、在2022年北京冬奧會自由式滑雪比賽中，我國運動員谷愛凌獲得冠軍，她在雪道上自由下滑的過程中，如果不計雪道阻力和空氣阻力，下列說法中正確的是（）A．動能不變，重力勢能不變，機械能不變B．動能增大，重力勢能增大，機械能不變C．動能增大，重力勢能減少，機械能不變D．動能減少，重力勢能減少，機械能減少2、如圖，這是一種塔式起重機，已知起重機上的滑輪組在勻速起吊330kg的物體時，滑輪組的機械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和計算錯誤的是（）A．起重機的吊臂AOB可視為杠桿B．增加起吊物體的質量，滑輪組的機械效率將減小C．物體上升2m，滑輪組所做有用功是6.6×103JD．物體上升2m，滑輪組所做總功是1.1×104J3、如圖所示，重為800N的物體在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左勻速直線運動了20s，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中，下列說法正確的是（）A．繩子自由端移動距離為4mB．物體與地面間的滑動摩擦力大小為120NC．額外功的功率為12WD．若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，則滑輪組的機械效率會降低4、下列有關機械做功、功率、機械效率的說法，正確的是（）A．效率越高的機械，功率越大 B．做功越多的機械，功率越大C．做有用功越多的機械，效率越高 D．功率越大的機械，做功越快5、2020年11月，我國用“長征五號”遙五運載火箭成功發(fā)射“增娥五號”。如圖所示為“娣娥五號”繞月球做橢圓軌跡飛行的示意圖，此時在大氣層外運行，不受空氣阻力。下列說法正確的是（）A．“嫦嫦五號”從遠月點運行到近月點，勢能減小，動能增大B．“嫦嫦五號”從遠月點運行到近月點，勢能增大，動能減小C．“嫦嫦五號”從近月點運行到遠月點，勢能增大，動能增大D．“嫦嫦五號”從近月點運行到遠月點，動能減小，機械能不守恒6、小杰背著書包回家，在水平路面上行走100m用時100s，乘坐電梯從1樓到21樓用時30s，以下符合實際的是（）A．電梯對小杰做功約3.6×103JB．小杰乘坐電梯上升時，對書包不做功C．電梯對小杰做功的功率約1200WD．小杰在水平路面行走時，重力做功的功率約600W7、由于熱脹冷縮，戶外的導線在夏天會變得松弛，冬天又拉得很緊。某些地方用如圖所示的滑輪組來控制導線的松緊程度。某次導線對滑輪N的拉力為F，配重水泥塊（重為G）被勻速拉升的高度為h（不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦）。下列說法中正確的是（）A．M是動滑輪B．拉力F=2GC．拉力F做的功為3FhD．拉力F移動的速度與配重G上升的速度相同8、小明將一箱書搬上三樓，先后采用了兩種方法：一是一次把所有的書搬上三樓；二是分兩次把所有的書搬上三樓．假設他上樓的速度相同，則這兩種方法中A．第一種所做的總功多一些 B．第二種對書做的功多一些C．第一種搬書的功率大一些 D．第二種搬書的效率大一些9、2022年5月20日，我市文化體育新地標一臨沂奧體中心體育場鋼結構主體順利完成合攏。履帶式起重機是該項工程的重要施工機械，施工現(xiàn)場的履帶式起重機（）A．水平移動時其重力不做功 B．吊臂前端的定滑輪能省力C．粗糙的履帶可以減小摩擦 D．寬大的履帶可以增大壓強10、如圖所示，完全相同的甲、乙兩個小球，甲球由輕繩系住，乙球由橡皮條系住，都從水平位置由靜止開始釋放，當兩球到達懸點正下方點時，橡皮條長度恰好與繩子長相等，則在點時兩球的速度大小關系是（）A． B． C． D．無法確定第Ⅱ卷（非選擇題80分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計20分）1、小明在超市購物時，用10N的力沿水平方向推著購物車在水平地面上前進10m，用時10s，則推力做的功等于______J，推力的功率等于______W?2、某工人在水平地面上，用100N的水平推力推動重為500N的物體勻速直線前行了2m，用時5s，則此過程中推力做的功為______J，功率為______W。3、如圖所示，小偉玩蹦蹦桿的情景，蹦蹦桿由地面彈起，在空中升高的過程中：小偉的重力勢能__________________，小偉的動能________________；在下落后，從桿尖觸地到彈簧壓縮至最短，彈性勢能___________（均選填“增大”、“減小”或“不變”）。4、如圖為某商場內的自動扶梯，若小明同學站在以1m/s速度勻速向上運行的自動扶梯上，通過10m的路程，需_____s，運行過程中他的動能將_____，機械能將______.（后兩空選填“增加”、“不變”或“減少”）.5、司機開車上坡前，往往加大油門，以提高車速，這是為了增大汽車的______（選填“質量”、“慣性”或“動能”）。清掃路面垃圾的清潔車，能通過吸塵器將路面上的垃圾吸入車內容器中。清潔車沿水平街道勻速行駛，在清掃垃圾過程中，車的動能將______，車的重力勢能將______（后兩空選填“變大”、“變小”或“保持不變”）。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、如圖所示是建筑工人利用滑輪組從豎直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用F=400N的拉力在1min內將總重為900N的泥土勻速提升10m。在這段時間內：（1）拉力F所做的功是多少？（2）拉力F做功的功率是多少？（3）滑輪組的機械效率是多少？2、我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛人數(shù)位居世界首位。圖甲所示為我國“奮斗者"號載人潛水器的海試現(xiàn)場。（1）潛水器的前邊固定著一個采樣籃，里面放著海底沉積物采樣器等工具，采樣器是一個下端開口的圓柱形玻璃管。潛水器兩側各連著一只機械手臂，其中一只機械手臂的簡化示意圖如圖乙所示，它由金屬桿AB、OC和可以伸縮的液壓桿AC組成，C點為機械手臂和潛水器的連接點。當液壓桿伸長或縮短時，會帶動金屬桿AB繞著O點轉動，金屬桿B端就會向上提或向下壓采樣器；①請在圖乙中畫出水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時，采樣器對金屬桿AB的力的示意圖；②若OA、OC和AC的長分別是18cm、24cm和30cm，OB的長是72cm，這只機械手臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力是200N，玻璃管水平的圓環(huán)形管口和海底沉積物的接觸面積是2cm2時，則豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強是多少Pa?（不考慮金屬桿AB和采樣器它們受到的重力和浮力）（2）總質量是36t且處于懸浮狀態(tài)的潛水器在海底完成作業(yè)后，會拋卸吸附在艙外的壓載鐵再上浮。為了確保艙內作業(yè)人員的安全，科學家們在設計“奮斗者”號時，可以讓潛水器在不能拋卸壓載鐵時進行“斷臂求生”，即讓潛水器在深海拋掉兩只機械手臂和采樣籃等物體后再上浮。若某次深海演練拋掉質量是1.8t。體積是0.3m3的兩只機械手臂和采樣籃等物體，則此時潛水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?3、如圖甲所示的裝置，A是重10N的空吊籃，繩子B和C能承受的最大拉力分別為100N和60N。質量為50kg的小張同學將A提升到高處，施加的拉力F隨時間變化關系如圖乙所示，A上升的速度v隨時間變化關系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦，（g=10N/kg）。求：（1）動滑輪的重力為多少N？（2）內拉力F的功率為多少W？（3）此裝置提升重物的最大機械效率約為多大？4、如圖，吊機將重為5000N的貨物從地面A處豎直勻速提升40s到達B處再水平勻速運送到C處，最后豎直放到樓項D處。貨物從C到D用時50s，路程隨時間變化圖象如圖所示，g取10N/kg。（1）求貨物的質量。（2）求BC段吊機對貨物的拉力做的功。（3）求CD段貨物所受重力做功的功率。（4）在圖中作出貨物從A到B的速度隨時間變化圖象（僅作圖，不用寫出計算過程）。5、小明家裝修房屋，一箱質量為的建筑材料放在水平地面上，它與水平地面的接觸面積是。裝修工人用的拉力通過如圖所示的滑輪組將建筑材料勻速提升，用時。（）求：（1）建筑材料放在水平地面上時對地面的壓強；（2）拉力的功率；（3）滑輪組的機械效率。四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、小明和小紅在“探究物體的動能與哪些因素有關”的實驗中，讓鋼球從斜槽上一定高度的位置滾下，在水平面上運動，碰上木塊C并將C推動一段距離，通過推動距離的大小來判斷動能大小。（1）實驗中探究的動能是指()A．鋼球撞擊木塊時的動能B．鋼球撞擊木塊后的動能C．木塊被鋼球撞擊后的動能（2）如圖甲、乙為小明兩次實驗的示意圖，鋼球A、B的質量mA>mB，高度hA>hB，距離sA>sB。他得出“物體的質量越大，動能越大”的結論，他的實驗方法___________（選填“正確”或“錯誤”），理由是___________；（3）小紅讓鋼球A分別從同一斜面的不同高度由靜止自由滾下，撞擊木塊，這是為了探究物體動能與___________的關系。2、小聰在測量滑輪組機械效率的實驗中，所用裝置如圖所示，實驗中每個鉤碼重2N，測得的數(shù)據(jù)如表：次數(shù)鉤碼總重G/N鉤碼上升的高度h/m測力計示數(shù)F/N測力計移動距離s/m機械效率η/%140.11.80.374.1260.12.40.3340.11.40.557.1440.21.41.057.1（1）在實驗中，測繩端拉力大小時，應使彈簧測力計豎直向上________狀態(tài)進行讀數(shù)（選填“緩慢拉動”或“靜止”）。（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：第3次和第________次實驗是按丙圖裝置測機械效率的，分析以上兩組實驗數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機械效率與物體被提升的高度________。（3）請你幫助小聰計算出第2次滑輪組的機械效率為________%（保留1位小數(shù)），在第2次實驗中，拉力F所做的額外功為________J。（4）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)推測，使用圖丙滑輪組將重6N的物體勻速提升0.1m，此時滑輪組的機械效率可能為________（只填序號）。A．52.2%B．57.1%C．64.3%D．83.3%-參考答案-一、單選題1、C【詳解】運動員在雪道上自由下滑時，不計雪道阻力和空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉化，機械能守恒。下滑過程，質量不變，速度變大，高度降低，所以動能增大，重力勢能減少。故選C。2、B【詳解】A．由圖可知，起重機的吊臂可以視為支點在O點，力臂分別為OA、OB的杠桿，故A正確，不符合題意；B．滑輪組的機械效率增加起吊物體的質量時，有用功增加，額外功不變，有用功與總功的比值變大，則滑輪組的機械效率變大，故B錯誤，符合題意；C．物體上升2m，滑輪組所做有用功W有=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J故C正確，不符合題意；D．滑輪組所做總功故D正確，不符合題意。故選B。3、C【詳解】A．物體移動距離s物=v物t=0.1m/s×20s=2m由圖知，n=3，則繩子自由端移動的距離s=3s物=3×2m=6m故A錯誤；B．拉力做功為W總=Fs=100N×6m=600J由η=得有用功W有用=ηW總=60%×600J=360J由W有用=fs物求得物體與地面間的滑動摩擦力f===180N故B錯誤；C．拉力做的額外功W額=W總-W有用=600J-360J=240J額外功的功率P===12W故C正確；D．如果增大接觸面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而額外功幾乎不變，有用功與總功的比值變大，機械效率變大，故D錯誤。故選C。4、D【詳解】A．功率指做功的快慢，取決于做功的多少和做這些功所用的時間；效率是有用功與總功之比。兩者沒有必然的聯(lián)系，故A錯誤；B．功率是由做功的多少和做這些功所用的時間共同決定的，做功多的機械，功率不一定大，故B錯誤；C．效率的高低取決于有用功占總功的比例，做有用功多的機械，效率不一定高，故C錯誤；D．功率就是表示機械做功的快慢，功率越大，表示機械做功越快，故D正確。故選D。5、A【詳解】AB．“嫦嫦五號”從遠月點運行到近月點，速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，故A正確，B錯誤；CD．“嫦嫦五號”從近月點運行到遠月點，速度變小，動能減小，高度增大，重力勢能增大，太空中沒有空氣，則機械能守恒，故CD錯誤。故選A。6、C【詳解】A．小杰與書包的總重力大約為600N，1樓到21樓的高度h＝20×3m＝60m電梯對小杰做的功W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J故A不符合題意；B．小杰乘坐電梯上升時，書包在力的方向上移動了距離，所以對書包做了功，故B不符合題意；C．電梯對小杰做功的功率P===1200W故C符合題意；D．小杰在水平路面行走時，重力沒有做功，功率也為0，故D不符合題意。故選C。7、B【詳解】A．在拉力F的作用下，N會隨著拉力一起移動，M不動，所以M是定滑輪，N是動滑輪，故A錯誤；B．由于N是動滑輪，且n=2，不考慮滑輪自重，繩重和繩與滑輪之間的摩擦，拉力為F=2G故B正確；C．拉力F做的功為故C錯誤；D．配重G上升的速度是拉力F移動的速度的2倍，故D錯誤。故選B。8、C【詳解】AB．這箱書的重力一定，樓的高度前后不變，由W=Gh可知，兩次對書所做的有用功相等；第一種所做的額外功為克服人的重力做的功，而第二種所做的額外功是兩次克服人的重力做的功，因此第二種所做的額外功大于第一種所做的額外功，故第二種所做的總功大于第一種所做的總功，故AB不符合題意；C．因上樓的速度相同，第二種需要上樓二次，所以第二種所用時間長;兩次搬書對書做的功相同，由P=可知P1>P2，故C符合題意；D．由η=×100%可知，η1>η2，故D不符合題意．9、A【詳解】A．水平移動時其重力方向與移動方向垂直，重力不做功，故A符合題意；

B．吊臂前端的定滑輪是等臂杠桿，不能省力，故B不符合題意；C．粗糙的履帶，增大接觸面的粗糙程度，可以增大摩擦，故C不符合題意；

D．寬大的履帶，增大了接觸面積，可以減小壓強，故D不符合題意。故選A。10、C【詳解】由題知，兩球的質量相同，最初兩球處于同一高度由靜止開始釋放，則兩球的重力勢能相等，下擺過程中，繩子不會伸長，而橡皮條會伸長，所以，可知小球達到正下方K點時，甲球的重力勢能全部轉化為動能，乙球的重力勢能轉化為動能和橡皮條的彈性勢能，這樣，在最低點時，甲球的動能大，其速度較大，即v甲＞v乙，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。二、填空題1、

100

10【詳解】推力做的功W=Fs=10N×10m=100J推力的功率2、

200

40【詳解】[1][2]推力做功為W=Fs=100N×2m=200J推力的功率為3、

增大

減小

增大【詳解】[1]蹦蹦桿由地面彈起，在空中升高的過程中，小偉的質量不變，高度增大，其重力勢能增大。[2]同時速度減小，其動能減小。[3]在下落后，從桿尖觸地到彈簧壓縮至最短，彈簧的形變變大，則彈簧的彈性勢能增大。4、

10

不變

增加【詳解】小明通過10m的路程需要的時間是：；由于在小明上升過程中，其質量不變，速度不變，即動能不變；但其高度變大，即他的重力勢能變大，由于機械能等于動能和勢能之和，故機械能變大．5、

動能

變大

變大【詳解】[1]動能大小由物體的質量和速度兩個因素決定，質量越大，速度越大，物體的動能就越大，開車上坡，車的質量不變，提高車速，則車的動能會增大。[2][3]因清潔車沿街道勻速行駛，車的速度不變，在清掃垃圾過程中，車的質量增加，所以車的動能將變大；高度不變，重力勢能變大。三、計算題1、（1）12000J；（2）200W；（3）75%【詳解】解：（1）由圖可知n=3，繩子自由端移動的距離為s=nh=3×10m=30m拉力做的總功為W總=Fs=400N×30m=12000J（2）拉力做功的功率為（3）有用功為W有=Gh=900N×10m=9000J滑輪組的機械效率為

答：（1）拉力F所做的功是12000J；（2）拉力F做功的功率是200W；（3）滑輪組的機械效率是75%。2、（1）①，②2×105Pa；（2）3.57×105N，1.5×104N【詳解】解：（1）①水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時，根據(jù)力的作用是相互的，采樣器對杠桿有一個豎直向上的力，其大小為F，故如圖所示：（2）②根據(jù)勾股定理可知該三角形是直角三角形，AC為斜邊，根據(jù)三角形的面積公式可知，液壓桿AC對水平金屬桿A端拉力的力臂金屬桿B端對采樣器的壓力圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強（3）潛水器處于懸浮狀態(tài)，總浮力為潛水器拋掉機械手臂等物體后，減小的浮力減小的重力潛水器剩下的重力拋掉機械手臂等物體后潛水器受到的浮力拋掉機械手臂等物體后浮力比重力大答：（1）①見解析，②豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強是；（2）潛水器受到的浮力是，浮力比重力大。3、（1）10N；（2）4W；（3）81.8%。【詳解】解：（1）由圖丙可知，在內，A被勻速提升，由圖乙可知拉力由圖甲可知繩子忽略繩重及摩擦，根據(jù)滑輪組拉力公式則動滑輪的重力為（2）由圖丙可知，內，A上升的速度為則拉力端移動速度為內拉力F的功率為（3）忽略繩重及摩擦，C處繩子拉力為則由上式可知，當繩子C最大拉力為60N時，繩子B拉力為110N>100N，則B處的繩子會被拉斷；當繩子B最大拉力為100N時，繩子C的拉力為55N＜60N，此時兩繩子都不會被拉斷；所以要以B處最大拉力100N為準（此時FC最大=55N），且繩子B的拉力為則此裝置最多能勻速運載貨物的重力為此裝置提升重物的機械效率隨提升物重的增大而增大，則此裝置提升重物的最大機械效率為答：（1）動滑輪的重力為10N；（2）內拉力F的功率為4W；（3）此裝置提升重物的最大機械效率約為81.8%。4、（1）500kg；（2）零；（3）500W；（4）見解析【詳解】解：（1）貨物的質量（2）BC段吊機對貨物的拉力豎直向上，貨物沒有在拉力的方向上移動距離，所以拉力沒有對貨物做功，BC段吊機對貨物的拉力做的功是零。（3）由圖可知，貨物在CD段運動的距離是5m，CD段貨物所受重力做功W=Gh=5000N×5m=25000JCD段貨物所受重力做功=500W（4）由圖可知，AB段的距離hAB=5m+15m=20mAB段的速度=0.5m/s貨物從A到B的速度隨時間變化圖象答：（1）貨物的質量是500kg；（2）BC段吊機對貨物的拉力做的功是零；（3）CD段貨物所受重力做功的功率是500W；（4）見解析。5、（1）；（2）；（3）【詳解】解：（1）建筑材料的重力建筑材料放在水平地面上時對地