九年級物理上冊第十一章機械功與機械能定向訓練考試時間：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(nèi)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、手機具有錄音和顯示波形的功能。某乒乓球愛好者將一乒乓球從一定高度由靜止釋放，利用手機記錄下乒乓球碰撞臺面發(fā)出的聲音，其波形隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是（）A．每次發(fā)聲的時間間隔相等B．整個過程中乒乓球的機械能不變C．乒乓球每次彈起時的動能依次減小D．乒乓球每次與臺面碰撞的最大形變程度相同2、下面關于功、功率、機械效率說法正確的是（）A．功率大的機械做功一定快B．功率大的機械做功一定多C．機械做功少，機械效率一定低D．做有用功多的機械，機械效率一定高3、下列有關中學生的估測符合實際的是（）A．眨眼一次的時間約為3sB．正常步行的速度約為1.4km/hC．游泳時受到的浮力約為500ND．完成一次引體向上做的功約為2000J4、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(jié)構(gòu)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5、一架飛機在高空中水平勻速飛行，向災區(qū)投放救災物資．該飛機在此過程中A．動能不變 B．動能減小C．重力勢能不變 D．重力勢能增大6、一顆番茄從手中由靜止開始下落，撞擊水面時濺起許多水珠如圖，同時番茄仍有較大速度并繼續(xù)下沉。若不計一切機械能損耗，番茄從開始下落至剛好浸沒時減少的勢能（）A．等于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能總和B．大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能總和C．等于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機械能總和D．小于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機械能總和7、高空墜物危害大，就算一個蘋果從十層高樓自由落下都可能把汽車玻璃砸爛。下列說法正確的是（）A．運動的蘋果具有動能 B．高空的蘋果沒有重力勢能C．下落過程中蘋果的動能減小 D．下落過程中蘋果的重力勢能增大8、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600W9、如圖，在2022年北京冬奧會開幕式上，質(zhì)量約為的奧運五環(huán)緩緩升起。若將升起過程看成勻速直線運動，則該過程中奧運五環(huán)的（）A．重力勢能不變 B．動能增大C．機械能不變 D．機械能增大10、如圖所示，滑輪組下面懸掛一重為12N的物體，在豎直向上的拉力F的作用下，該物體在10s內(nèi)被勻速提升了0.5m，拉力F的大小為5N。關于該滑輪組，下列計算結(jié)果正確的是（）A．繩子自由端移動的距離是1m B．有用功為0.6JC．總功為5J D．該裝置的機械效率為80%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、一質(zhì)量為10kg的重物A放在水平地面上，利用如圖所示的裝置將它勻速提升0.1m，此時的機械效率僅為40%，再用該滑輪組提升重物B的機械效率為80%，則重物B的重力為________N（不計滑輪組中的繩重和摩擦）。2、如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力。將重為2000N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4m、高1.5m，則此過程中的有用功為______J，斜面的機械效率為______。使用斜面可以______（選填“省力”或“省功”）。

3、2022年北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺決賽，17歲中國小將蘇翊鳴摘得金牌，成為冬奧歷史上該項目最年輕的金牌獲得者。比賽場地簡化如圖所示，AC為助滑道，B為AC的最低點。運動員某次從A點由靜止開始下滑到達B點的過程中（不考慮一切阻力），重力勢能轉(zhuǎn)化___________能，機械能___________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。4、如圖所示，在測量滑輪組的機械效率的實驗裝置中，動滑輪重0.6N，物重2.4N，不計繩重和各處摩擦，將物體勻速提升1m時，繩的自由端在豎直方向上的拉力F為___________N，拉力做的功為___________J。5、用如圖所示滑輪組勻速提升重為200N的物體，人對繩的拉力為125N，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率為___________。如果人的體重為600N，繩子可承受最大拉力為800N，他用此滑輪組能提升的最大物重為___________N。三、計算題（5小題，每小題8分，共計40分）1、負壓救護車是一款利用技術手段使車內(nèi)氣壓低于外界大氣壓的特種車輛，空氣在自由流動時只能由車外流向車內(nèi)，這樣在救治和轉(zhuǎn)運新冠患者時，可以最大限度地減少醫(yī)務人員交叉感染的機率。一輛負壓救護車在平直公路上以30m/s的速度將病人運送到醫(yī)院，用時10min。已知該救護車連同車上人員總質(zhì)量為2t，行駛時阻力為車重的0.15倍。g取10N/kg，求：（1）此次運送過程救護車行駛的路程；（2）救護車的牽引力所做的功；（3）按照衛(wèi)生部標準，負壓艙內(nèi)外氣壓差在10～30Pa之間，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，該車負壓倉0.9m2的面積上內(nèi)外氣體壓力差為18N，通過計算判斷負壓艙內(nèi)外氣壓差是否符合標準。2、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(zhì)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(nèi)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？3、研究物理問題時，往往需要突出研究對象的主要因素，忽略次要因素，將其簡化為物理模型。如圖所示，需要把一重量為400N，邊長為1m，質(zhì)量分布均勻的實心立方體，利用翻滾的方法沿直線移動一段距離（已知；計算結(jié)果保留一位小數(shù)）。求：（1）請在圖甲中畫出緩慢向右翻滾立方體時，使該立方體下底面剛剛離開水平地面所施加的最小力F的示意圖，并計算出最小力F的大??；（2）利用翻滾的方法使立方體翻滾一次（即使原下底面變?yōu)樽髠?cè)面）克服立方體的重力所做功的大小；（3）如果利用翻滾的方法使該立方體沿水平地面直線緩慢翻滾了10m，用了20s，則在這一過程中克服該立方體重力做功的功率大小是多少？4、如圖工人用250N的力F將重為400N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m。不計繩重和摩擦．求：（1）工人對物體做的有用功；（2）拉力F做功的功率；（3）若將重為900N的物體提升相同高度，此滑輪組的機械效率。5、如圖所示，斜面長s＝2m，高h＝0.8m，建筑工人將重G＝500N的貨物箱，用繩子從地面勻速拉到頂端時，沿斜面向上的拉力F＝250N，不計繩重力。求：（1）該過程拉力F做的總功是多少？（2）該過程拉力F做的額外功是多少？（3）貨物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少？四、實驗探究（2小題，每小題10分，共計20分）1、如題圖所示，是探究物體的動能跟哪些因素有關的實驗。讓小球從同一斜面某處由靜止釋放，撞擊同一水平面上的同一木塊。（1）實驗中，探究的動能是指______（選填字母）；A．小球在斜面上的動能B．小球到達水平面的動能C．木塊的動能（2）實驗中所研究的動能大小通過______來反映，這里用到了______（選填“控制變量”“等效替代”或“轉(zhuǎn)換”）法；（3）由圖中的甲、乙兩次實驗，可以得出結(jié)論：物體的______相同時，物體的______越大，動能越大；（4）做完甲、乙實驗后，假設在做圖丙的實驗時木塊滑出木板，需要重做實驗，在不更換實驗器材的條件下，最方便的解決辦法是______。2、小明在實驗室看到一科學玩具——牛頓擺，如圖1甲所示，它由支架、細線和5個完全相同的鋼球組成，每個鋼球通過兩根無彈性細線固定在支架上，并緊挨著排列在同一水平直線上。拉起最左側(cè)的鋼球，釋放后，它像單擺一樣向右擺動撞擊相鄰鋼球，僅把最右側(cè)的鋼球撞出，其他球幾乎靜止不動。這引發(fā)了小明的思考：為什么碰撞后僅有一個球擺動，而其余球仍然保持靜止？于是他提出問題：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與哪些因素有關？接著他做出以下猜想：①可能與撞擊球撞擊時的速度大小有關；②可能與撞擊球的數(shù)量多少有關；將牛頓擺等效為單擺模型，如圖1乙所示是一個鋼球撞擊其它鋼球的情形，五個鋼球自左向右標為球。若不考慮能量損失，請回答下列問題：（1）將A球作為撞擊球拉至一定的高度（保持細線繃直），由靜止開始釋放。釋放后，A球向右擺動過程中，將___________能轉(zhuǎn)化為動能。（2）探究猜想①時，必須先控制每次撞擊球的___________相等，為了改變撞擊球撞擊時的速度，你的操作辦法是：___________。釋放后，當鋼球A以不同速度發(fā)生碰撞時，每次均僅有E球被撞出，由此可判斷：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球的速度___________（選填：“有關”或“無關”）。（3）通過上述實驗，小明還是不明白為什么僅有一個球被撞出，于是他向老師請教，老師說：牛頓擺的鋼球間發(fā)生碰撞時，撞擊球的速度被大小不變地依次“傳遞”給下一個球，所以最終只有一個鋼球被撞出。根據(jù)老師的講解，小明繼續(xù)探究猜想②，將A、B兩球作為撞擊球緊挨著，拉起一定高度后同時釋放，A、B球向右擺動并與C球相撞，則此時可觀察到的現(xiàn)象是如圖2中的___________（選填：“甲”、“乙”或“丙”）；請闡述你選擇的理由：___________。-參考答案-一、單選題1、C【詳解】A．由圖可知，第1次碰撞的時間是1.12s，第2次碰撞的時間是1.58s，第3次碰撞的時間是2.00s，第4次碰撞的時間是2.40s，第5次碰撞的時間是2.78s，第1、2次時間間隔為0.4s，第2、3次時間間隔為0.42s，第3、4次時間間隔為0.4s，第4、5次時間間隔為0.38s，每次發(fā)聲的時間間隔不相等，故A錯誤；BC．整個過程中乒乓球和空氣摩擦，并且與臺面碰撞，它的機械能減小，所以每次彈起時的動能減小，故B錯誤，C正確；D．由于乒乓球的機械能減小，乒乓球每次與臺面碰撞轉(zhuǎn)化的彈性勢能減小，乒乓球每次與臺面碰撞的最大形變程度不同，故D錯誤。故選C。2、A【詳解】AB．功率是單位時間內(nèi)做的功，表示的是做功的快慢；機械效率是有用功與總功的比值。所以，功率大的機械，做功快，但不一定多，故A正確，B錯誤；C．機械做功少，做功不一定慢，與機械效率無關，故C錯誤；D．由知道，有用功多，機械效率的大小還要看總功的大小，故D錯誤。故選A。3、C【詳解】A．眨一次眼的時間約是十分之一秒，故A不符合題意；B．正常步行的速度約為1m/s，合3.6km/h，故B不符合題意；C．人體重約500N，人密度與水相當，可認為懸浮在水中，浮力與重力相等，因此游泳時受到的浮力約為500N，故C符合題意；D．人體重約500N，完成一次引體向上，上升高度為手臂長，約0.6m，因此做的功約為故D不符合題意。故選C。4、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。5、B【詳解】一架飛機在高空中水平勻速飛行，高度不變．速度不變，向災區(qū)投放救災物資時，飛機的質(zhì)量減小，所以飛機的動能和重力勢能都減小，故B正確，ACD錯誤．6、B【詳解】若不計一切機械能損耗，番茄從開始下落至剛好浸沒時，番茄具有一定的速度，具有一定的動能，所有減少的勢能一部分轉(zhuǎn)化為動能，另一部分轉(zhuǎn)化為所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能，所以番茄從開始下落至剛好浸沒時減少的勢能大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能總和。故選B。7、A【詳解】A．物體由于運動而具有的能叫做動能，所以運動的蘋果具有動能，故A正確；B．物體由于處在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力勢能，高空的蘋果具有重力勢能，故B錯誤；CD．蘋果下落過程中質(zhì)量不變，速度越來越快，所以動能增大，高度降低，所以重力勢能減小，故CD錯誤。故選A。8、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。9、D【詳解】A．重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關，被提升的過程中，質(zhì)量不變，高度增大，所以重力勢能增大，故A不符合題意；B．動能與物體的質(zhì)量和速度有關，物體勻速提升，質(zhì)量不變，速度不變，所以動能不變，故B不符合題意；CD．物體動能不變，重力勢能增大，所以機械能增大，故C不符合題意，D符合題意；故選D。10、D【詳解】A．由圖可知，承擔物重的繩子段數(shù)為n=3，當物體上升0.5m時，繩子自由端移動的距離是故A錯誤；B．有用功為故B錯誤；C．拉力做的總功為故C錯誤；D．該裝置的機械效率為故D正確。故選D。二、填空題1、600【詳解】重物A的重力GA=mAg=10kg×10N/kg=100N繩重和摩擦不計，滑輪組的機械效率則提升重物A時，滑輪組的機械效率解得動滑輪重力G動=150N再用該滑輪組提升重物B的機械效率為80%，則解得重物B的重力GB=600N。2、

3×103

75%

省力【詳解】[1]斜面作為簡單機械使用時，有用功等于克服物體重力做的功，因此[2]總功等于推力做的功，因此所以，機械效率為[3]任何機械都不能省功，反而會需要做額外功。使用斜面的時候，推力比重力小，因此可以省力。3、

動

不變【詳解】[1]運動員某次從A點由靜止開始下滑到達B點的過程中，運動員質(zhì)量保持不變，高度變小，重力勢能能變?。凰俣仍龃?，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化動能。[2]因不考慮一切阻力，故機械能守恒，即機械能不變。4、

1

3【詳解】[1]與動滑輪連接有三段繩子，則繩端拉力為[2]物體提升1m，則繩端移動距離為3m，拉力做功為5、

80%

1150【詳解】[1]滑輪組的機械效率為故滑輪組的機械效率為。[2]動滑輪重為由于人的體重為600N，故拉力最大為600N，故用此滑輪組能提升的最大物重為用此滑輪組能提升的最大物重為。三、計算題1、（1）1.8×104m；（2）5.4×107J；（3）該車負壓艙內(nèi)外氣壓差符合標準【詳解】解：（1）此次運送過程救護車行駛的路程s=vt=30m/s×10×60s=1.8×104m（2）救護車勻速前進，根據(jù)二力平衡原理可得,救護車的牽引力F牽=F阻=0.15G總=0.15mg=0.15×2×103kg×10N/kg=3000N救護車的牽引力所做的功W=Fs=3000N×1.8×104m=5.4×107J（3）負壓艙內(nèi)外氣壓差該負壓艙內(nèi)外氣壓差符合標準。答：（1）此次運送過程救護車行駛的路程為1.8×104m；（2）救護車的牽引力所做的功為5.4×107J；（3）該車負壓艙內(nèi)外氣壓差符合標準。2、（1）10N；（2）4W；（3）81.8%?！驹斀狻拷猓海?）由圖丙可知，在內(nèi)，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(nèi)，A上升的速度為則拉力端移動速度為內(nèi)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(nèi)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%。3、（1），141.4N；（2）82.8J；（3）41.4W【詳解】解：（1）翻滾時，以正方體的一條邊為支點，以一個面的對角線為動力臂時，施加的力最小。阻力是物體的重力，邊長的一半為阻力臂，如圖所示：由圖可知阻力臂動力臂由杠杠平衡條件可得施加的最小力為（2）開始時，重心離地面高度為邊長一半，翻滾到最高點，重心離地面高度為一個面的對角線的一半，所以翻滾一次，物體重心升高所以翻滾一次克服立方體的重力所做功（3）翻滾10m，則需要翻滾10次，所以整個過程中克服重力做功為整個過程中克服重力做功功率為答：（1）翻滾立方體時，下底面剛剛離開水平地面所施加的最小力F的示意圖如圖所示：最小力為141.4N；（2）翻滾一次克服立方體的重力所做功82.8J；（3）翻滾10m，用了20s，克服該立方體重力做功的功率是41.4W。4、（1）800J；（2）100W；（3）90%【詳解】解：（1）由圖知道，承擔物重的繩子股數(shù)n=2，則拉力F移動的距離s=2h克服物體的重力所做的功是有用功，故工人對物體做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J（2）拉力F移動的距離s=2h=2×2m=4m拉力F所做的總功W總=Fs=250N×4m=1000J拉力做功的功率（3）由于不計繩重和摩擦，提升過程做的額外功是克服動滑輪重力做功，故提升400N的物體時做的額外功是將重為900N的物體提升相同高度，做的有用功所做的總功由知道，此滑輪組的機械效率答：（1）工人對物體做的有用功800J；（2）拉力F做功的功率100W；（3）將重為900N的物體提升相同高度，此滑輪組的機械效率90%。5、（1）500J；（2）100J；（3）50N【詳解】解：（1）所做總功為W總＝Fs＝250N×2m＝500J（2）所做有用功為W有＝Gh＝500N×0.8m＝400J額外功為W額＝W總﹣W有＝500J﹣400J＝100J（3）由W額＝