第十一章 机械功与机械能 同步训练 2024-2025学年沪粤版物理九年级上册

第十一章 机械功与机械能 同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害，因为高处的物体具有较大的（　　） A．重力 B．速度 C．动能 D．重力势能 2．小孩在荡秋千游戏中，从最低处荡到最高处．关于动能和重力势能的转化的叙述，正确的是（   ） A．动能增大，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能不变，重力势能增大 D．动能不变，重力势能不变 3．一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，小石块的重力势能Ep随着时间的变化图像可能是(　　) A． B． C． D． 4．体育课上，小明用力斜向下将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，反弹后运动到的最高点比掷出篮球的位置更高，如图所示。下列判断正确的是（　　） A．篮球刚刚脱离手时，它的动能最大 B．篮球达到最高点时，动能为0 C．篮球从脱离手到它碰到地面的过程中，它的重力势能转化为动能 D．篮球从地面反弹到最高点的过程中，它的重力势能逐渐减小 5．宁德时代车间里工人把刚做好的一箱锂电池沿斜面推上车，简化模型如图所示，斜面长2m，高0.8m，工人用大小为250N沿斜面向上的推力F，将重力为500N的货物匀速推到斜面顶端，有关于此过程中正确的说法是（　　） A．有用功为500J B．总功为1000J C．机械效率为50% D．货物受到的摩擦力为50N 二、填空题 6．“嫦娥三号”探月卫星在距月球表面200km高度经过多次“刹车制动”，最终绕月球做匀速圆周运动。卫星“刹车制动”时，沿运动方向喷射高温气体，高温气体对卫星施加制动力，这说明力的作用是 的。在绕月球做匀速圆周运动时，卫星受到 （选填“平衡”或“非平衡”）力的作用。卫星从远地点运行到近地点的过程中，卫星的动能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。 7．有如下物体：①挂在屋顶上的电灯；②被拉开的弹簧门：③在冰场上滑冰的运动员；④从斜坡上滚下的石头；⑤在平直公路上行驶的汽车。只有动能的是 ；只有重力势能的是 ；只有弹性势能的是 ；既有动能，又有重力势能的是 。(填序号) 8．如图所示，沿斜面向上拉一个重为5N的物体到斜面顶端，斜面长1.0m，高0.3m，拉力F做功为2J。则这个斜面的机械效率是 ，物体受到的摩擦力是 N。 9．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功分离，航天员乘组翟志刚、王亚平、叶光富在空间站组合体工作生活了183天后，乘返回舱安全返回地面，返回舱在下降过程中重力势能 （填“增大”“不变”或“减小”），如图为降落伞打开后减速的过程，此时返回舱所受重力 （“大于”或“小于”）阻力。    10．举重运动员在3秒内把1000牛的杠铃举高了1.8米，他对杠铃做了 焦的功，功率为 瓦；若他举着杠铃在空中停了3秒，则做功为 焦。 三、实验题 11．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。 （1）实验时，弹簧测力计挂在D点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。（不考虑摩擦） ①实验中，将两个相同的钩码悬挂在A点，匀速将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力计示数为F，每个钩码的质量为m，钩码上升高度h，弹簧测力计移动距离s，则杠杆的机械效率 。（用字母表示） ②若将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，该杠杆的机械效率为，则 。（填“<”“=”或“>”） ③将同一物体分别悬挂在A、B两点，匀速使拉力移动的距离时的机械效率分别为和，则 。（填“<”“=”或“>”） （2）若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在C点和D点时，竖直向上匀速使物体提高相同高度时的机械效率分别为和，则 。（“<”“=”或“>”） 四、简答题 12．同学们在电视上观看了神舟十三号载人飞船返回舱的着陆过程。返回舱以极大的速度进入大气层时，温度急剧升高，此时它表面的高分子固体材料发生物态变化使其降温；返回舱在距离地表10km时，打开降落伞减速，最后安全着陆。请你回答： （1）电视机屏幕的彩色画面是由哪三种色光混合成的？ （2）高分子固体材料发生了什么物态变化？（写出一种即可） （3）返回舱打开降落伞后，机械能如何变化？ 13．蕾可同学观察苹果从树上掉落下来，发现苹果随着高度的下降速度越来越快。请你分别从苹果的受力角度和能量转化角度，合理解释蕾可同学观察到的苹果落地现象。（温馨提示：答题时可忽略空气阻力） 14．如图所示，是科学家新开发的一种便携式汽车Walk Car，它小到可以放入背包中携带，这款小汽车靠电力驱动，最高时速18km/h，质量仅2kg。(g取10N/kg) （1）Walk Car与以汽油为燃料的汽车相比，其优点是： (写出一条即可)； （2）Walk Car与地面的接触面积为0.001m2，则质量为58kg的人站在车上，静止时地面受到的压强是多少 ？ （3）匀速行驶时它与地面间的摩擦力为9N，则Walk Car以最高时速行驶10min，克服摩擦力所做的功是多少 ？ （4）该过程 Walk Car的功率是多大 ？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 答案 D B C C D 1．D 【详解】物体的重力势能跟物体的质量和高度有关，物体质量一定，处于高处，重力势能较大，因此高空抛物会造成很大的危害。 故选D。 2．B 【详解】从最低处荡到最高处，速度越来越小，动能减小，高度越来越高，重力势能增大，即动能转化为重力势能；所以A. C. D不符合题意，只有B符合题意。 故选B。 3．C 【详解】由题意可知，不计空气阻力，从小石块开始下落，到刚落到地面的过程中，石块做加速运动，石块在相同时间内下降的速度越来越大，石块所处的高度减小得越来越快，石块的重力势能Ep减小得越来越快，符合这一规律的只有C图，而D图是石块的重力势能Ep随时间减小得越来越慢，故D错误。 故选C。 4．C 【详解】AC．篮球刚刚脱离手下落时，重力势能转化为动能，所以下落过程中动能增大，故A错误，C正确； B．篮球做曲线运动，说明受到的力的方向与运动方向不在同一直线上，则篮球达到最高点时动能不为0，故B错误； D．篮球从地面反弹到最高点的过程中，质量不变，但高度变高，所以它的重力势能逐渐增大，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．工人做的有用功为 W有用＝Gh＝500N×0.8m＝400J 故A错误； B．工人做的总功为 W总＝Fs＝250N×2m＝500J 故B错误； C．斜面的机械效率为 故C错误； D． 工人做的额外功为 W额＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J 斜面的额外功就是克服摩擦做的功，由W额＝fs得摩擦力为 故D正确。 故选D。 6． 相互 非平衡 增大 【详解】[1]卫星沿运动方向喷射高温气体时，同时也受到高温气体的反作用力，说明力的作用是相互的。 [2]卫星绕月球做匀速圆周运动时，卫星的运动状态发生变化，故受到非平衡力的作用。 [3]卫星从远地点运行到近地点的过程中，高度降低，速度变大，故卫星的动能增大。 7． ③⑤ ① ② ④ 【详解】[1][2][3][4]①挂在屋顶上的电灯，有高度没速度，所以具有重力势能； ②被拉开的弹簧门，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能；③在冰场上滑行的运动员，有速度无高度，所以具有动能而无重力势能；④从斜坡上滚下的石头，有高度也有速度，所以具有动能和重力势能； ⑤在平直公路上行驶的汽车，有速度无高度，所以具有动能而无重力势能。 8． 75% 0.5 【解析】略 9． 减小 小于 【详解】[1]返回舱在下降过程中，开始做减速运动，下落过程中，其质量不变，高度减小，故重力势能将减少。 [2]返回舱减速下降时，处于非平衡状态，受到的是非平衡力的作用，说明返回舱受到的向上的力（阻力）大于向下的力（重力），即返回舱所受的重力小于阻力。 10． 1800 600 0 【详解】[1]举重运动员对杠铃所做的功 W=Gh=1000N×1.8m=1800J [2]功率 [3]杠铃在空中停了3秒，杠铃没移动距离，所以运动员对杠铃做功为0。 11． > < = 【详解】（1）①[1]在实验过程中，有用功是W有用＝Gh，总功是W总＝Fs，所以杠杆的机械效率是 ②[2]将三个相同的钩码悬挂在A点匀速提高时，所做的额外功相同，有用功增加，即有用功占总功的比值变大，所以此时的机械效率变大，即η2＞η1。 ③[3]将同一物体由悬挂的A点变为B点时，物体的力臂变大，由杠杆的平衡条件可知拉力F变大；杠杆提升的高度减小，额外功减小，因此有用功占总功的比值变大，即杠杆的机械效率变大。 （2）[4]若将同一物体悬挂在A点，弹簧测力计分别挂在C点和D点时，竖直向上匀速提高相同高度时，所做的有用功相同，额外功也相同，故总功相同，根据机械效率公式可知，机械效率相同。 12．（1）红、绿、蓝；（2）升华；（3）减小 【详解】（1）彩色电视丰富多彩的画面都是由红、绿、蓝三种色光按一定比例混合而成的。 （2）飞船与空气摩擦做功，将机械能转化为飞船的内能，温度升高，其表面材料因为吸收大量的热量，所以可能发生熔化、汽化和升华的物态变化。 （3）返回舱打开降落伞减速，它的质量不变，速度减小，故动能减小；同时质量不变，高度减小，重力势能减小，所以机械能减小。 13．见解析 【详解】苹果落地过程中，只受到重力的作用，在非平衡力的作用下苹果的运动状态必定改变，因为受力方向与运动方向一致，所以，苹果随着高度的下降速度越来越快。 苹果落地过程中，苹果的重力势能转化为动能，不计空气阻力，机械能守恒，高度下降，重力势能越来越小，转化的动能必然越来越大，所以，苹果随着高度的下降速度越来越快。 14． 环保 6×105Pa 2.7×104J 45W 【详解】解：(1)[1]Walk Car靠电力驱动，与以汽油为燃料的汽车相比，其优点是环保无污染。 (2)[2]Walk Car与地面的接触面积为S＝0.001m2， 则质量为58kg的人站在车上，静止时对地面的压力为 F＝G＝(m人m车)g＝(58kg2kg)10N/kg＝600N 对地面的压强为 p＝＝6105Pa (3)[3]汽车的最高时速v＝18km/h，行驶时间 t＝10min＝h=10min Walk Car走过的路程 s＝vt＝18km/hh＝3km 克服摩擦力所做的功 W＝fs＝9N3000m=2.7×104J (4)[4]Walk Car的功率 P＝＝45W 答：(1)优点是环保无污染； (2)对地面的压强是； (3)克服摩擦力所做的功是； (4)Walk Car的功率是45W。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$