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2024年6月14日发(作者:)
九年级物理上册第十一章机械功与机械能专题测试
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、北京冬奥会引入的AI评分系统,能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态,将运动员的精
彩表现在最短时间内真切地呈现给观众,为裁判评分提供可视依据。如图所示,某次比赛系统呈现运
动员上升(
ab
)及下落(
bc
)瞬间,下列说法中正确的是( )
A.运动员在
ab
段重力势能增大,动能减小
B.运动员在
ab
段重力势能减小,动能增大
C.运动员在
bc
段重力势能减小,动能减小
D.运动员在
bc
段重力势能增大,动能增大
2、以相同功率正常匀速行驶的两辆汽车,在相同时间内两车通过的路程之比为2:1,下列说法正确
的是( )
A.两车所做功之比是2:1
B.两车所做功之比是1:1
C.两车所受牵引力之比是2:1
D.两车速度之比是1:2
3、如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定于水平地面,上端位于
O
点时弹簧恰好不发生形变。现
将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至图中
A
位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱
离弹簧,不计空气阻力。则下列分析正确的是( )
A.小球运动至最高点时,受平衡力作用
B.小球被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力
C.运动至最高点,小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D.从
A
点向上运动到
O
点的过程中,小球所受重力的功率先减小后增大
4、物块在水平拉力
F
(大小未知)的作用下,在水平直线轨道上运动(如图),其中
AB
=
CD
=10m。已
知物块在
AB
段和
CD
段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动,且在
AB
段、
CD
段所受摩擦阻力分别为
1N和2N,则以下判断正确的是( )
A.该物块在
CD
段的惯性比
AB
段大
B.该物块通过
AB
段和
CD
段所用的时间之比为2∶5
C.拉力
F
在
AB
段所做的功为20J
D.拉力
F
在
CD
段做功的功率为10W
5、如图所示,重为800N的物体在100N的水平拉力
F
的作用下以
0.1m/s
的速度沿水平地面,向左匀
速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动距离为4m
B.物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N
C.额外功的功率为12W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低
6、生活中处处有物理。对下列生活情景,分析正确的是( )
A.飞行员跳伞时,在减速下降过程中,重力势能转化为动能
B.公交车紧急刹车时,乘客容易向前倾倒,是因为乘客具有惯性
C.用水平推力推木箱,没有推动,是因为水平推力小于木箱受到的摩擦力
D.用高压锅煮饭,锅内气压升高时,水的沸点降低,更容易把饭煮熟
7、将皮球从离地某一高度水平抛出,球落地后又弹起,它的频闪照片如图甲所示,下列说法正确的
是( )
A.皮球落地后又弹起,在此过程中只发生了动能和势能的相互转化
B.如图乙所示,能反映皮球动能
E
随时间
t
变化的关系
C.若将皮球表面涂黑,则会在地面上
A
、
B
两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D.皮球经过同一高度
C
、
D
两点时,动能相等
8、图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上
升到最高点的过程中( )
A.动能减少 B.重力势能不变 C.机械能增大 D.机械能不变
9、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)在相同时间内把重物
G
提升
相同高度。若
F
1
和
F
2
大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.力
F
1
和
F
2
做的总功相同
C.两个滑轮组机械效率一样大
B.力
F
1
和
F
2
做功的功率相同
D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
10、2022年5月14日,一架国产
C
919大飞机(如图所示)从浦东机场起飞,经过3个多小时的飞
行后安全降落,这标志着即将交付的首架
C
919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是( )
A.飞机在升空过程中,飞行员的重力势能逐渐增大
B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的动能一直保持不变
C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞机的机械能一直保持不变
D.飞机降落后,在水平道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能
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、如图所示,王老师用10N的水平推力推着推车,10s前进了5m,则王老师对推车做的功为
______J,此时的功率为______W。
2、工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m,动滑轮重为100N,不考虑绳重
和摩擦,工人师傅做的额外功为____________J,该滑轮组的机械效率为____________。
3、如图所示是一种小型千斤项的示意图,往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在
2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m,把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是
______m/s,人做的功为______J,千斤项的效率是______%。
4、福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km,需用时
______h;列车减速进站时,动能变______。
5、某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内,弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长
为10cm的弹簧(质量不计)上端固定在天花板上,下端系一重为20N的小球,静止时小球位于
A
处,弹簧长度变为11cm,再用力
F
将小球竖直向下拉到
B
处,弹簧长度为11.5cm(未超过弹性限
度),然后由静止释放,在释放瞬间小球受到的合力大小为______N,小球从
B
处第一次回到
A
处过程
中,小球的动能______(选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
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、如图所示,利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为
重力的0.1倍,物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时,滑轮组的机械效率为50%,不计
绳重和绳与滑轮间的摩擦。(
g
取10N/kg)求:
(1)物体质量为2kg时,在水平面上受到的滑动摩擦力;
(2)动滑轮的重力;
(3)物体质量为10kg,以0.1m/s的速度匀速运动时,拉力
F
的功率。
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、某正在测试中的一款无人汽车,其质量为1.6×10
3
kg,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行
驶75min,消耗汽油6.4kg,所受的阻力是汽车总重的0.05倍,汽油的热值是4.5×10
7
J/kg,
g
取
10N/kg,求:
(1)汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,汽车发动机的牵引力;
(2)汽车发动机的功率;
(3)在测试汽车的加速性能时,该汽车从静止开始以大小为
a
的匀加速直线运动(若一物体沿直线
运动,且在运动的过程中加速度保持不变且大于0,则称这一物体在做匀加速直线运动),汽车通过
2
的距离与加速度、时间关系为:
s
=
v
0
tat
(
s
为运动的距离,单位为m;
v
0
为初始速度,单位为
1
2
m/s;
a
为匀加速度,单位为m
·
,求:此汽车从静止开始,以10m
·s
2
,
t
为加速时间,单位为s)
s
2
匀
加速直线运动2s通过的距离。
5、新冠疫情期间,为更好的收治重症患者,武汉市集结了约4万名建设者,仅用10天左右时间就使
火神山、雷神山医院成功交付使用,再次让世界见证了“中国速度”。如图所示,工人用滑轮组装置
沿水平轨道运送建筑工件,用力
F
拉绳使工件沿水平轨道匀速运动的速度
v
=0.5m/s,经
t
=20s将工
件送到目的地。已知工件的质量
m
1
=600kg,与轨道的接触面积
S
=1.2m
2
,运动过程中所受阻力
f
是重
力的
k
=0.2倍;若滑轮组的绳保持竖直方向,不计绳重和滑轮与绳间的摩擦,滑轮组装置的机械效率
η
=96%,取
g
=10N/kg。求:
(1)工件在轨道上匀速前进时对轨道的压强
p
;
(2)工人拉力
F
做功的功率
P
;
(3)动滑轮的质量
m
。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、小华用图示装置探究滑轮组的机械效率,实验数据记录如下:
次数 物重
G
/N 物体上升高度
h
/m 拉力
F
/N 机械效率
η
1 1.0 0.1 0.5 66.7%
2 1.5 0.1 0.7 71.4%
3
2.0 0.1 0.8
(1)实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计;
(2)第3次实验的机械效率为______%;
(3)分析数据可知,提高同一滑轮组的机械效率,可以采用的措施是______物重(填“增大”或
“减小”);
(4)在一次测量中,小华斜向上拉弹簧测力计,其他条件不变,这个滑轮组的机械效率将______
(填“变大”“变小”或“不变”)。
2、如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。让同一钢球分别从斜面的不同高
度由静止开始滚下,撞击木块。
(1)该实验是通过观察______来判断______(选填“钢球”或“木块”)动能的大小。这种探究方
法称为______;
(2)利用图中的器材可以探究物体动能的大小与物体______的关系,得到的结论是:______。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
AB.由图可知,运动员在
ab
段上升时,高度变大,速度减小,说明运动员重力势能增大,动能减
小,故A正确,B错误。
CD.运动员在
bc
段下落时,高度变小,速度变大,明运动员重力势能减小,动能增大,故CD错误。
故选A。
2、B
【详解】
AB.两车功率相同,根据
W
Pt
可知,在相等的时间内做的功相等,即两车所做的功之比为1:1,
故A错误,B正确;
C.由
W
=
Fs
可得,两车所受牵引力之比为
F
1
:F
2
W
1
W
2
W
1
s
2
11
:1:2
s
1
s
2
W
2
s
1
12
故C错误;
D.由
v
可得
s
1
s
2
s
1
:2:1
tts
2
s
t
v
1
:v
2
故D错误。
故选B。
3、C
【详解】
A.小球脱离弹簧运动到最高点时,小球只受到重力的作用,所以不是受平衡力作用,故A说法错
误;
B.由于用力向下把小球压至图中
A
位置后由静止释放,所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加
上向下的压力,小球重力小于弹簧弹力,故B错误;
C.从
A
点释放,弹性势能转化为小球的动能和重力势能,小球离开弹簧继续运动,只受重力作用,
动能转化为重力势能,到达最高点,小球只具有重力势能,因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒。
故整个过程中,重力势能的增加量等于弹性势能的减小量,故C正确;
D.不计空气阻力,小球从
A
点向上运动到
O
点的过程中,小球的重力不变,但弹簧的弹性形变减
小,弹力减小;在前一段时间内小球受到的弹力大于重力,小球向上做加速运动;在后一段时间内小
球受到的弹力小于重力,小球向上做减速运动,即小球的速度先增大后减小,根据
P
WGh
Gv
tt
可知,小球所受重力的功率先增大后减小,故D错误。
故选C。
4、D
【详解】
A.惯性的大小只与质量有关,与速度大小无关,故A错误;
B.由题知,物块在
AB
段和
CD
段的速度之比为2∶5,
AB
和
CD
距离相等,则该物块通过
AB
段和
CD
段所用的时间之比为5∶2,故B错误;
C.物块在
AB
段匀速运动,拉力等于摩擦阻力,拉力
F
在
AB
段所做的功
W
=
FABsAB
=
fABsAB
=1N
10m=10J
故C错误;
D.物块在
CD
段匀速运动,拉力等于摩擦阻力,拉力
F
在
CD
段做功的功率
P
=
FCDvCD=fCDvCD=
2N
5m/s=10W
故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
A.物体移动距离
s
物
=
v
物
t
=0.1m/s×20s=2m
由图知,
n
=3,则绳子自由端移动的距离
s
=3
s
物
=3×2m=6m
故A错误;
B.拉力做功为
W
总
=
Fs
=100N×6m=600J
W
有用
W
总
由
η
=得有用功
W
有用
=
ηW
总
=60%×600J=360J
由
W
有用
=
fs
物求得物体与地面间的滑动摩擦力
W
有用
s
物
360J
=180N
2m
f
==
故B错误;
C.拉力做的额外功
W
额
=
W
总
-
W
有用
=600J-360J=240J
额外功的功率
P
=
W
额外
t
=
240J
=12W
20s
故C正确;
D.如果增大接触面的粗糙程度,增大了摩擦力,增大了有用功,而额外功几乎不变,有用功与总功
的比值变大,机械效率变大,故D错误。
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