2020-2021学年九年级物理上册第11章机械功与机械能单元综合测试（含解析）粤教沪版

1、第11章机械功与机械能单元测试【满分：100分时间：45分钟】一、选择(共15小题，每小题3分，本大题共45分)1.如图所示的情景中，关于力对物体做功的叙述，正确的是()A大力士表演拉汽车前行，此时人拉车的力做了功B起重机吊着重物水平移动，钢丝绳的拉力对重物做了功C举重运动员举着杠铃不动，运动员对杠铃做了功D足球在水平地面上运动，足球的重力对足球做了功【答案】A【解析】A汽车在大力士拉力的作用下朝拉力的方向运动，是拉力做了功，故A正确；B起重机拉力竖直方向，重物运动水平方向，故拉力不做功，故B错误；C向上的托举力竖直方向，杠铃不动，托举力不做功，故C错误；D重力竖直向下，足球水平运动，重力不做

2、功，故D错误。故选A。2.(多选题)如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力在a到d的整个过程中，下列说法正确的是()A只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功B在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少C在c到d的过程中，铅球的重力势能减少D在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化【答案】ACD【解析】A在a到b的过程中，运动员对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用下移动了一段距离，所以在这个阶段，运动员对铅球做了功；铅球离开手，由于惯性继续运动，所以手就不做功了，故A正确；B在b到d的过程中，由于不计空气阻力，所以铅球的机械能不变，故

3、B错误；C在c到d的过程中，铅球的质量不变，高度减小，故重力势能减小，故C正确；D在a到d的过程中，铅球的运动方向和运动快慢都发生了改变，所以运动状态是在不断变化的，故D正确。故选ACD。3.举重是我国的优势体育项目一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是()AW1=W2、P1=P2 BW1W2、P1=P2CW1W2、P1P2DW1W2、P1P2【答案】C【解析】由题意可知身高170cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同，而身高

4、170cm的运动员需要把杠铃举得更高，根据W=Gh可知，W1W2；因为两运动员举起杠铃的时间相同，根据可知，P1P2，故ABD错误，C正确。故选C。4.如图所示，用不变的拉力F匀速拉动重为G的物体A，使物体A沿水平方向移动了一段距离s，在此过程中拉力F做的功为()AFs BGs C2Fs D(G+F)s【答案】C【解析】由题意可知：拉力为F，绳子自由端移动距离是2s；由功的公式得：W=2Fs，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。5.小勇体重600N，利用如图所示的滑轮组在10s内使物体A匀速上升5m已知物体A重为800N，小勇作用在绳端的拉力大小为500N，在此过程中，下列说法正确的是()

5、A水平地面对小勇的支持力做功为6000JB小勇做的有用功为3000JC小勇拉力的功率为250WD此滑轮组的机械效率为80%【答案】 D【解析】A根据做功的两个必要条件来判断，由题意可知，小勇在支持力的方向上没有移动距离，水平地面对小勇的支持力做功为0J故A错误；B小勇做的有用功W有用=Gh=800N5m=4000J故B错误；C由图可知，绳子的有效股数n=2，则s=2h=25m=10m拉力做的功W总=Fs=500N10m=5000J功率为故C错误；D此滑轮组的机械效率故D正确。故选D。6.爷爷与小丽进行爬楼比赛，他们都从1楼上到6楼爷爷的体重是小丽体重的2倍，爷爷所用的时间是小丽所用时间的2倍若

6、爷爷做功为W1，功率为P1，小丽做功为W2，功率为P2，则下列判断正确的是()AW1:W2=1:1 BW1:W2=4：1 CP1:P2=1:1 DP1:P2=4:1【答案】C【解析】(1)做功之比(2)功率之比故ABD错误，C正确。故选C。7.用一个动滑轮将重为4N的物体匀速提升1m，拉力大小相同如图所示，则()A拉力是2.2NB有用功是2.2JC总功是4.8JD机械效率是120%【答案】 C【解析】A读图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.4N，故A不符合题意；B有用功W有=Gh=4N1m=4J故B不符合题意；C动滑轮绳子的有效股数为2，则绳端移动的距离s=nh=21m=2m拉力

7、做的总功W总=Fs=2.4N2m=4.8J故C符合题意；D动滑轮的机械效率一定小于1，所以不可能是120%，故D不符合题意。故选C。8.科学研究中常常发现某一问题的两个相关的量(x，y)之间存在一定的关系，且可用图线表示下列相关的量之间不符合如图所示关系的是()A恒力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离的关系B物体温度升高时，吸收的热量与温度的关系C某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系D一段导体中通过的电流与导体两端电压的关系【答案】B【解析】图象中两个量之间表示的关系是正比关系，据此分析：A力对物体所做功与物体在力的方向上所通过距离成正比，故A不符合题意；B物体吸收热量的多少与比

8、热容、质量和升高的温度都有关系，比热容和质量不确定，物体吸收热量与温度变化关系不能确定，故B符合题意；C某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量成正比，故C不符合题意；D同一导体电阻一定，通过的电流与导体两端电压成正比，故D不符合题意。故选B。9.小明用两个相同的滑轮，组成不同的滑轮组如图所示，分别将同一物体匀速提高到相同高度，绳子的自由端移动的距离为S1，S2，图中左.右滑轮组的机械效率分别为1，2，下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦)()AS1S2，1=2 BS1S2，12CS1S2，1=2 DS1S2，12【答案】C【解析】(1)由于忽略绳重及摩擦，承担物重的绳子股数n1=2，n2=3，则两

9、图所用拉力：，又由于动滑轮相同，提升的物体重相同，所以F1F2；(2) 两图将同一物体匀速提高相同的高度，则做的有用功W有相同，F1移动的距离s1=2h，F2移动的距离s2=3h，故s1s2；(3) (3)忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G轮h，可得额外功W额相同，又W总=W有+W额，所以总功相同，故两图的机械效率相同，即1=2，故ABD错误，C正确。故选C。10.如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面之间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是()ABCD【答案】C【解析】从图可知，由2段绳子与动滑轮相连，则s=

10、2s物物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体与地面之间的摩擦力是一对平衡力，物体和地面之间摩擦力为f，A处的拉力大小为FA=f，则故ABD错误，C正确。故选C。11.下面提供了四则信息：低温技术已有重大突破，随着低温技术的发展，科学家一定能制取到内能为零的物体；某科研小组正在研制一种使光速大大降低的介质，不久的将来，能使光速降到40m/h左右，慢到跟乌龟爬行的速度相仿；由于太阳的照射，海洋表面温度可达30左右，而在海洋100m600m深的地方，水温约4，因此人们研制了一种抗腐蚀的热交换器，利用水温差发电，并取得了成功；随着机械制造水平的提高，人们正在研制机械效率为100%的机械

11、，并取得重大突破请根据学过的物理知识辨别，以上信息中正确的是()A、B、C、D、【答案】B【解析】温度越低，物体具有的内能越少，但不可能为零，此说法错误，不符合题意；光速受介质种类的影响，有时能使光速降到40m/h左右，慢到跟乌龟爬行的速度相仿此说法正确，符合题意；海洋不同深度存在温度差，在热交换器中，物质受热发生汽化，产生的蒸汽可以推动涡轮发电机发电此说法正确，符合题意；只要使用机械，不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%故题干的说法是错误的，不符合题意，故ACD错误，B正确。故选B。12.(多选题)用如图所示的滑轮组提升重物，若每个滑轮的重和物体被提升的高度均相同且GAGB，不计

12、绳重及轮与轴之间的摩擦，下列判断正确的是()A甲.乙两个滑轮组对重物做的有用功相同B甲.乙两个滑轮组的机械效率相等C滑轮组甲的机械效率一定大于丙的机械效率D滑轮组乙的机械效率可能等于丙的机械效率小于甲的机械效率【答案】CD【解析】A甲、乙提升重物到相同高度，A较重，根据W有用=Gh可知，甲做的有用功较多，故A错误；B甲、乙相比，额外功相同，甲的有用功较多，所以甲的机械效率较高，故B错误；C甲、丙相比，有用功相同，丙的额外功较多，所以丙的机械效率较低，故C正确；D由B分析知，乙的效率小于甲的效率；乙、丙相比，乙被提升物体的重力较小，动滑轮的重力较小，所以提升相同的高度，做的有用功较少，额外功也较

13、少，二者机械效率可能相等，故D正确。故选CD。13.下列事例中，利用物体的重力势能工作的是( )A超声波碎石B风力发电C机械钟计时D打桩机打桩【答案】D【解析】A超声波碎石是利用超声波具有能量，故A不符合题意；B风力发电是利用风能，故B不符合题意；C机械钟计时是利用弹性势能来工作的，故C不符合题意；D打桩机是利用重力势能来工作的，故D符合题意。故选D。14.(多选题)关于能下列说法正确的是( )A只有做功的物体才具有能量B运动的物体具有的能叫做动能C物体能够对外做功，表示它具有能D质量大的物体，具有的动能一定大【答案】BC【解析】A物体具有能量，但不一定做功，如举在高处静止的物体具有重力势能，

14、但没有做功，故A不错误；B动能是因为物体运动而具有的能量，故B正确；C一个物体能够做功，我们说这个物体具有能量，故C正确；D物体动能大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，具有的动能也就越大；质量大的物体，如果速度很小，它具有的动能不一定很大，故D错误。故选BC。15.如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是()A动能减小，重力势能增大B动能增大，重力势能减小C动能先增大后减小，重力势能增大D动能先减小后增大，重力势能减小【答案】C【解析】运动员从最低点开始向上时，先是弹性势能转化为动能，当运动员与蹦床脱离时，动能达到

15、最大，再上升到达最高点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小故整个过程中，动能先增大后减小，重力势能增大，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。二、填空 (每空1 分，19个空，本题共19分)16.在水平地面上，用50N的力沿水平方向拉着重为100N的小车前进4m。拉力做功为J，重力做功为J。【答案】200；0【解析】1拉力做的功W=Fs=50N4m=200J2重力的方向是竖直向下的，而物体是在水平方向上移动了4m，没有在重力方向上移动距离，所以重力做功为0J。17.如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m。在

16、此过程中，货物上升的速度是m/s；所做的有用功是J；拉力做功的功率是W；滑轮组的机械效率是。【答案】0.1；4000；100；80%【解析】1在此过程中，货物上升的速度2拉力做的有用功W有用=Gh=800N5m=4000J3由题意可知货物上升5m，绳子自由端被拉下的距离s=nh=25m=10m拉力做的功为W总=Fs=500N10m=5000功率4使用滑轮组时，动滑轮是由两股绳子承担，则绳子自由端被拉下的距离s=2h，因为所以滑轮组的机械效率18.小龙背着质量为25kg的实验器材从实验楼的一楼上到三楼，又沿着走廊水平走了5m到达实验室每层楼高3m，小龙对实验器材做功J。若在搬运实验器材的整个过程

17、中小龙总共做功4500J，则小龙自身体重kg。(g=10N/kg)【答案】1500；50【解析】1由题意可知G=mg=25kg10N/kg=250N一层楼高3m，一楼到三楼是两层楼高s=3m2=6m因为小龙背着实验器材的力竖直向上，所以水平方向上没有对实验器材做功，小龙对实验器材做功W=Gh=250N6m=1500J2小龙克服自身重力做的功W=W总-W=4500J-1500J=3000J由W=Gh得，小龙的重力则19.电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上由静止开始运动，获得速度随时间变化的图象如图甲所示，牵引力随时间变化的图象如

18、图乙所示，已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图象可知，814s电动自行车受到的摩擦力为N，匀速行驶时，电能转化为机械能的效率为%。【答案】30；75【解析】1由甲图象可知，电动自行车的运动特点是先加速.后匀速由乙图象可知，在814s牵引力大小F=30N，因为在814s匀速运动，牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力f=F=30N。2由甲图象可知，电动自行车匀速行驶时速度v=6m/s，则克服摩擦力做功的功率为P有用=fv=30N6m/s=180W电动机输入总功率为P总=UI=48V5A=240W所以机械效率20.如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体l0s内匀速提

19、升2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为，拉力的功率为W。【答案】80%；100【解析】由图可知，n=2，h=2m，所以s=2h=22m=4m当提升G=400N的重物时W有用=Gh=400N2m=800JW总=Fs=250N4m=1000J滑轮组的机械效率拉力的功率21.如图所示，氢气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氢气球的动能，机械能。(均选填“增大”“不变”或“减小”)【答案】不变；增大【解析】1氢气球在匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变。2质量不变，高度增大，所以重力势能增大；而机械能动能势能，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大。22.现有30包大米，

20、总质量为150kg，小明想尽快将它们搬上10m高处的库房，如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象，由图可知他可以提供的最大功率为W；为尽可能快地将大米搬上库房，他每次应搬包，若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间是s。(g=10N/kg)【答案】50；3；450【解析】1A点的物理意义是：当搬运质量为15千克的物体时，人用于搬运物体的功率(输出)最大，其值为50W。230包大米，总质量为150千克，每包的大米的质量是5千克，由于搬运物体所需要的总功是一定的，要尽快完成搬运工作，要求人始终在最大功率(输出)状态下工作，每次应搬动质量

21、为15千克物体，即大米3包。3每次搬运最大重力G=mg=15kg10N/kg=150N重力做的功W=Gh=150N10m=1500J则每次上楼所用的时间每次下楼所用的时间是15s，一个来回所用的时间是30s15s=45s，搬30包大米需10个来回，所以所用的时间一共是45s10=450s。23.如图A、B所示，平静的湖面上有两艘小船，绳的一端拴在甲船上，绕过乙船上的滑轮，站在船上或岸上的人用100N的力拉绳子的自由端如果A、B图中甲船在20s内向右匀速移动了10m，同时乙船向左移动了4m，则A、B图中人拉绳子的功率分别为W与W【答案】140；90【解析】1甲船向右移动了10m，乙船向左移动了4

22、m，以甲为参照物乙向左移动了10m4m14m，有两段绳子拉乙船，故绳子自由端总功移动s=14m2=28m故人拉绳子的功率2如果乙船不动滑轮为定滑轮，甲船向右移动了10m，则绳子自由端会移动10m；如果甲船不动，乙船动，则滑轮为动滑轮，乙船向左移动了4m，则绳子自由端会移动8m；现在两船都动，故绳子自由端总功移动18m；故人拉绳子的功率三、实验探究(共12空，每空1分，本题共12分)24.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验。将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mBmC，hA=hChB)，推动小木块运动一

23、段距离后静止，请你对以下问题进行解答：(1)选择甲、丙两图所示实验进行比较，是用来研究带来的安全隐患。(2)选择甲、乙两图所示实验进行比较，可以得到的结论是。【答案】(1)超载；(2)在质量不变时，速度越大，汽车的动能越大，安全隐患越大【解析】(1)甲丙两图是选择到达水平面的速度相等，质量不同的A、C小球进行实验，该实验是研究超载带来的危害，超载是指汽车的速度一定时，质量越大，动能越大；(2)甲、乙两图中的小车质量相同，速度不同，该实验说明在质量不变时，速度越大，汽车的动能越大，安全隐患越大。25.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。实验次数123钩码重

24、G/N446钩码上升的高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.61.8绳端移动的距离s/m0.30.4机械效率74.1%62.5%(1)实验操作中应竖直向上_拉动弹簧测力计。(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用_(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率 _(选填“越高”“不变”或“越低”)。(4)小组同学再用第2次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍能计算出第3次实验的机械效率_(保留3位有效数字)。【

25、答案】(1)匀速；(2)乙；(3)越低；(4)83.3%【解析】(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。(2)第2次实验中，s20.4 m，h20.1 m，所以第2次实验是用乙图做的实验。(3)比较实验数据1和2可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低。实验的机械效率26.在物理课上，同学们通过实验对斜面的机械效率进行探究。其中一组同学研究“斜面的倾斜程度跟机械效率的关系”。下表是他们的部分实验数据。实验序号斜面倾角q / 木块重G/N拉力F/N斜面高h/cm斜面长S/cm机械效率/%11020.61057.657.921520.

26、81038.664.832021.01029.268.542521.11024.075.853021.21020.083.3分析表中的数据，可以知道：斜面的机械效率跟斜面倾角(倾斜程度)的关系是_；实验中，拉力做的有用功_(填“相等”或“不相等”)；实验中，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功_(填“增加”、“不变”或“减少”)；额外功减少的原因是_；进而可以有如下推论：木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是_；从影响滑动摩擦力大小因素方面分析，在实验中，摩擦力的大小发生变化的原因是_。【答案】倾角越大，机械效率越高；相等；减少；木块受到的摩擦力变小了；倾角越大，摩擦力越小；木块对斜面的压力变小了【解

27、析】分析表中的数据，可以知道：斜面的机械效率跟斜面倾角(倾斜程度)的关系是倾角越大，机械效率越高；实验中，拉力做的有用功为W有用=Gh，木块的重力都为2N，斜面的高度都为10cm，所以它们的乘积相等，因此，拉力做的有用功相等；实验中，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功为W总=Fs，通过实验数据计算可知，随着斜面倾角的增大，拉力做的总功减小；额外功减少的原因是木块受到的摩擦力变小了；进而可以有如下推论：木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是倾角越大，摩擦力越小；从影响滑动摩擦力大小因素方面分析，在实验中，摩擦力的大小发生变化的原因是木块对斜面的压力变小了。四、解答题(27题6分；28题6分；29题6分

28、，30题6分，本大题共24分)27.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重G=6103N，汽车重G车=3104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。求：(1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？(2)滑轮组的机械效率为多少？(保留一位小数)(3)若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？(4)汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？【答案】(1)7.92104J；(2)90.9%；(3)12s；(4)；【解析】(1)n=3，s=3h=312m=36m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：W=Fs=2.2103N36m=7.92104J(2)滑轮组的机械效率(3)速度为由得，将物体由井底拉至井口需要的时间(4)牵引力：F牵=F+f=F+0.1G车=2.2103N+0.13104N=5.2103N，拉力做功功率答：(1)汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了J的功；(2)滑轮组的机械效率为90.9%；(3)若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需