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第十一章机械功与机械能 单元测试卷(含答案)2022-2023学年 沪粤版物理九年级上册

1、 第十一章第十一章 机械功与机械能机械功与机械能 一、单项选择题一、单项选择题(每小题 3 分,共 21 分) 1.下列实例中,有力对物体做功的是( ) A.背着书包在水平路面上前进 B.举重运动员举起杠铃停在空中 C.小球在光滑水平面上滚动 D.跳水运动员从跳台跳下 2.甲、 乙两种机械所做的功W随时间t变化的图象如图1所示, 则从图象可以判断 ( ) A.甲比乙做功多 B.甲比乙做功少 C.甲比乙做功快 D.甲比乙做功慢 3.一位同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼,该同学上楼做的功最接近( ) A.30000J B.3000J C.300J D.30J 4.如图 2 所示的四个实例中,机

2、械能正在减小的是( ) 5.如图 3 用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度,不计绳重和摩擦的影响,提升A的过程滑轮组的机械效率较大,则下列判断正确的是( ) A物体比B物体轻 提升A的拉力较大 提升A所做的额外功较少 提升A做的有用功较多 图 1 A蓄势待发的火箭 B 水平匀速飞行的飞机 C匀速下降的热气球 D加速上升的飞艇 图 2 图 3 A.只有 B.只有 C.只有 D.只有 6.下列有关机械能及其转化的说法正确的是( ) A.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能 B.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能 C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能 D.人造

3、卫星从近地点飞向远地点时,重力势能减小,动能增大 7.如图 4 所示,OQ 是水平地面,物体在水平拉力作用下从 O 匀速直线运动到 Q,OP段拉力 F1为 300N,F1做的功为 W1,功率为 P1;PQ 段拉力 F2为 200N,F2做的功为 W2,功率为 P2。则( ) A. W1W2 B.W1W2 C. P1P2 D. P1P2 二、填空题二、填空题(每空 1 分,共 21 分) 8.如图 5 所示的单摆,让小球从 A 点静止释放,小球从 A 点向 B 点摆动的过程中,小球受到的重力对小球_功, 细绳对小球的拉力_功 (以上两空均选填“做”或“不做”) 。小球在 点的重力势能最大。 9.

4、如图 6 所示,将钢锯条固定在桌面边缘,将棋子放在钢锯条的端部,然后用手将锯条的端部压下一段距离,松手后,棋子会被弹起一定的高度,此过程中,钢锯条的 势能转化为棋子的 势能。增加钢锯条被下压的距离,发现棋子被弹起的高度增加,实验表明,物体的_越大,它的弹性势能越大。 10.如图 7 甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力 F 的作用,其 Ft 和 v图 4 O A B C 图 5 图 6 t 的图象分别如图乙、 丙所示。 由图象可知: 03s, 推力对物体做的功是_J; 912s 内,推力对物体做功 J;功率为 W。 11.如图 8 所示,忽略空气阻力与摩擦,小球从 A 点抛出时具有 4

5、00 J 的机械能,其中动能为 250J,小球经过 B、C 两点落到地面上的 D 点。已知 B 点是最高点,A 与 C 在同一高度,若不计空气阻力,则小球在 B 点的机械能为 J,在 C 点的重力势能为 _J,在 D 点的动能为 J。 12.如图 9 所示,将同一物体分别沿光滑的斜面 AB、AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点 A,己知 ABAC,如果拉力做的功分别为 W1、W2,拉力做功的功率分别为 P1、P2,则 W1 W2,P1 P2,1 2(均选填“”、“”或“”) 13.如图 10, 用大小为 500N 的拉力F通过滑轮组将重为 800N 的物体匀速提升 10cm, 不计绳重与摩擦,

6、 拉力F移动的距离为 cm, 该过程中的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %。 图 8 图 7 图9 14.甲、 乙是两个完全相同的网球。 如图 11 所示, 在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。抛出时两球机械能 (选填“相等”或“不相等” ) ;落地前的运动过程中,甲球的动能 (选填“增大” 、 “不变”或“减小” ) ,乙球的机械能 (选填“增大” 、 “先增大后减小” 、 “不变”或“减小” ) 。 三、实验探究题三、实验探究题(共 23 分) 15.(7 分)学习了功率的知识后,小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上时的功率,如图 12

7、所示。 (1)实验中依据的原理是_。 (2)需要的测量工具是_、_、_。 (3)小刚测出自己的质量 m,拉上去一定次数 n 所用的时间 t,并测出自己每做一次引体向上_,则他做引体向上时功率的表达式是_。 (4)爱动脑筋的小刚想课后和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动,他设计了三套方案. 方案一:测量出各自的体重、 爬楼用的时间和爬楼的高度, 算出爬楼的功率并进行比较; 图 11 图 12 图 10 方案二:控制爬楼的时间相同, 测量出各自的体重和爬楼的高度, 算出爬楼做的功并进行比较; 方案三:控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比

8、较。 则在上述方案中,可行的是( ) A.只有方案一 B.只有方案一和二 C.只有方案二和三 D.方案一、二、三都可以 16.(8 分)如图 13 所示,小明在探究物体动能大小与质量的关系时,设计了如下实验方案:让质量分别为 m1和 m2(m1 m2)的两个小球沿同一斜面从同一点 A 处由静止滚下,然后与放在水平木板上的纸盒相碰,使纸盒在木板上移动一段距离并将移动的距离记录下来。 (1)小明是根据_判断小球具有的动能大小。 (2)小明顺利完成步骤,记录下纸盒移动的距离,在进行步骤时,纸盒被撞后滑出木板,导致无法记录移动的距离。此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤,乙同学建议降低

9、小球 m2的释放高度重做步骤。你认为哪位同学的建议是合理的?_ (选填“甲同学”、“乙同学”、“都合理”或“都不合理”);你认为是否有必要重做步骤? _ (选填“有必要”或“不必要”)。 (3)上述实验操作可以得出的结论是: _。 (4)为比较汽车超载或超速带来的危害程度,兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表: 实验序号 小球的质量 m/g 小球自由滚下的高度 h/cm 纸盒移动距离 s/cm 10 5 10 20 5 20 30 5 29 10 10 38 10 15 87 图 13 (a)为了探究“超载”安全隐患,应选择实验序号_三次实验进行比较。 (b)为了探究“超速”安全隐

10、患,应选择实验序号_三次实验进行比较。 (c)根据上表数据分析,货车超载 20%与超速 20%两者相比,潜在危害较大的是_。 17 (8 分)某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示,实验装置如图14 所示。 (1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。 (2) 小组同学发现实验过程中边拉动边读数, 弹簧测力计示数不稳定, 应该静止读数。你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确” ) ,因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。 实验次数 钩码重 G/N 钩码上升高 度 h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动距离 s/m 机械 效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4

11、0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 (3) 用丁图装置进行实验, 得出表中第 4 次实验数据, 请将表中的两个数据填写完整。 (4)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据可得出结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 (5)通过比较 (填实验次数的序号)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组机械效率越高。 (6)通过比较 3、4 两次实验数据可得出结论: 。 图 14 四、计算题四、计算题(共 13 分) 18.(6 分)一辆小轿车以 20m/s 的速度在水平公路匀速行驶,受到的

12、阻力是 1100N。小轿车沿水平路面匀速行驶 1min 后驶上一个斜坡。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。求: (1)在水平路面行驶时小轿车牵引力所做的功; (2)行驶过程中小轿车的功率; (3)要使小轿车上坡时的牵引力增大为水平路面时的 1.6 倍,其行驶速度应为多少? 19.(7 分)“塔吊”是修建高层建筑常见的起重设备,又名“塔式起重机”。某“塔吊”以恒定功率 24kW 将质量 2t 的重物从静止开始竖直向上提升 45s,全程 vt 关系如图 15。g取 10N/kg。 (1)求整个过程重物的最大速度。 (2)若重物上升的总高度为 60m,则最后 12s 拉力的平均功率为多大? 五、

13、综合能力题(共五、综合能力题(共 22 分)分) 20 (10 分)在一射箭比赛的电视娱乐节目中,某嘉宾按如图 16 所示方式射出了三支箭。结果第一支箭在靶前 2m 处落地,第二支箭在靶前落地;第三支箭射中靶心。小明看后有如下想法,请你补充完整: (1)弯弓射箭是利用了弓的 势能转化为箭的动能。 (2)与第三种结果对应的操作是 图。 (3)综合 a、b、c 三图可得出结论: 。 (4)射箭时,箭都是稍上仰射出,若忽略空气阻力,第二支箭从射出后到落地的飞行图 15 过程中,动能 ,重力势能 。 21 (6 分)阅读下面材料,然后回答问题: “天宫二号”回家“天宫二号”回家 据中国载人航天工程办公

14、室消息, “天宫二号”空间实验室已于北京时间 2019 年 7 月19 日 2 时 06 分受控离轨并坠入大气层,少量残骸落入南太平洋预定安全海域。 7 月 18 日“天宫二号”飞到我国喀什测控站上空时,地面发送降轨指令,利用发动机反推让它减速, 使它在继续绕地球飞行半圈后, 在南太平洋上空从此前高度约 390 公里的圆形轨道,进入近地点 200 公里的椭圆形轨道,然后轨道近地点从 200 公里降到 70公里以内,让“天宫二号”直接进入大气层。航天器进入大气层后会迅速烧蚀分解、不再受控,少量烧蚀残留物将随惯性呈抛物线坠落预定海域。 由上述材料结合平时所学知识可知,“天宫二号” 从 390 公里

15、的圆形轨道运动到 200公里的近地点的过程中,发动机没有工作, “天宫二号”的重力势能逐渐 (选填“增大”或“减小” ) ,动能逐渐 (选填“增大”或“减小” ) ,机械能 (选填“守恒”或“不守恒” ) 。 22 (6 分)小红和爸爸散步时,看见小区内的一种健身器械坐拉器,如图 17 甲所示,为了对它进行研究,小红简化了它的结构,画出了它的模型图,如图乙所示。她发现坐在坐拉器座椅上的人,用力向下拉动手柄 A 时,操作杆 AB 会绕着转轴 O 转动,连杆 BD拉动杆 OC 绕转轴 O转动,将座椅向上抬起。 (g 取 10N/kg)小红让爸爸静止坐在坐拉器的座椅上,小红竖直向下匀速拉动手柄,将爸

16、爸抬起。经过测量,手柄竖直向下移动30cm,座椅竖直升高 9cm,用时 5s。 图 16 (1)小红利用坐拉器抬起爸爸时,以下说法正确的是 ( ) A可以省功 B一定费力 C爸爸越重,坐拉器的机械效率越高 D爸爸被抬得越高,坐拉器的机械效率越高 (2)若爸爸的质量为 60kg,利用坐拉器抬起爸爸的机械效率为 90%,则小红抬起爸爸所做功的功率为多少? 参考答案参考答案 一、一、单项单项选择题选择题 1.D 2.C 3.B 4.C 5.B 6.A 7.C 二、填空题二、填空题 8.做;不做;A 9.弹性;重力;弹性形变程度 10.0;180;60 11.400;150;400 12.;= 13.

17、20;80;80 14.相等;增大;不变 三、实验探究题三、实验探究题 15.(1)tWP (2)体重计;秒表;刻度尺 (3)人上升的高度 h;tnmghP (4) D 16.(1)纸盒移动的距离 (2)都不合理;不必要 (3)速度相同时,物体的质量越大,动能越大 (4)(a) (b) (c)超速 20% 图 17 17 (1)匀速; (2)不正确;摩擦; (3)0.4;80% ; (4)1、2; (5)2、3; (6)不同滑轮组提升相同重物时, 动滑轮越轻, 滑轮组机械效率越高 (不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越低) 。 四、计算题四、计算题 18.(1)W1.32 1

18、06J (2) P22 kW (3)v12.5 m/s 解:(1)小轿车沿水平公路匀速行驶,则牵引力 F=f=1100N 匀速行驶 1min 通过的路程m1200s60m/s20 vts 牵引力所做的功J1032. 1m1200N11006 FsW (2)小轿车的功率22kWW102 . 2s60J1032. 146tWP (3)根据公式FvtFstWP 发动机的功率恒定不变,21PP ,即2211vFvF 速度m/s5 .126 . 1m/s206 . 112112vFvFv 19.(1)v1.2m/s (2) P1 104 W 解:(1)045s 内,拉力的功率恒定不变,P24kW2.4

19、104W 整个过程重物的最大速度,即匀速运动时的速度: m/s2 . 1N102W104 . 244FPv (2)整个过程中重物上升的总高度为 60m 则全程塔吊对重物做功:WGh2 104N 60m1.2 106J 前 45s 塔吊对重物做的功: W1Pt12.4 104W 45s1.08 106J 最后 12s 拉力做的功: W2WW11.2 106J1.08 106J1.2 105J 则最后 12s 拉力的平均功率: W101s12J102 . 14522tWP 五、综合能力题五、综合能力题 20.(1)弹性; (2)C; (3)弹性限度内,物体弹性形变越大,弹性势能越大; (4)先减小

20、后增大;先增大后减小。 21. 减小;增大;不守恒。 22.(1)C; (2)小红抬起爸爸所做功的功率为 12W。 (1 根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故 A 错误; 由题意知, 当手柄竖直向下移动 30cm, 座椅竖直升高 9cm, 该装置费距离, 一定省力,故 B 错误;爸爸越重,有用功占总功的比值越大,则坐拉器的机械效率越高,故 C 正确;手柄竖直向下移动 30cm,座椅竖直升高 9cm,即二者的比值不变,根据100%可知,坐拉器的机械效率与爸爸的被抬的高度无关,故 D 错误。 故选:C。 (2)爸爸的体重:Gmg60kg10N/kg600N, 有用功:W有Gh600N0.09m54J, 由100%得,小红抬起爸爸所做的总功:W总60J, 则小红抬起爸爸所做功的功率:P12W。