第十一章 功与机械能 单元测试-2025-2026学年沪粤版（2024）九年级上册物理

第十一章 功与机械能 单元测试 一、单选题 1.无人机应用广泛,现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换,来减轻机身重量。如图所示,用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比,将同一个快递包裹从地面运送到五楼,可以( ) A.减少有用功 B.增大有用功 C.减少额外功 D.增大总功 2.如图所示,用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱,拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙,长度为sAB,水平面CD光滑,长度为sCD,运动时间分别为tAB、tCD,运动速度分别为vAB、vCD。则( ) A.若sAB=sCD,则拉力在AB段做功较多 B.若sAB>sCD且tAB=tCD,则拉力在AB段做功较快 C.若sAB=sCD且tAB>tCD,则拉力在AB段做功较快 D.若vAB=vCD,则拉力在AB段和CD段做功一样多 3.现有甲、乙、两个质量不同的物体(m甲>m乙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上通过了相等的距离s,如图所示。F在两种情况下做的功分别为W甲、W乙,两者大小判断正确的是( ) A.W甲>W乙 B.W甲<W乙 C.W甲=W乙 D.无法比较 4.如图是足球落地后又弹的示意图。ABCD四点相比较,B点位置最高,D点位置最低,AC位置等高,分析可知,足球( ) A.在B点时动能为零 B.在A、C两点动能相等 C.A点的重力势能大于D点的重力势能 D.C点的动能大于D点的动能 5.关于动能的说法正确的是( ) A.动能是指物体由于运动而具有的能 B.动能的单位是J/kg C.物体的质量一定时,速度越大,具有动能越小 D.动能的大小与物体的质量无关 6.在水平路面上,额定功率相同的两辆汽车均正常匀速行驶,在相同时间内两汽车通过的路程之比为,下列说法正确的是( ) A.牵引力所做的功之比为 B.重力所做的功之比为 C.牵引力之比为 D.速度之比为 7.如图所示,水平木板上有甲、乙两个木块,甲的质量小于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力和的作用下,以相同速度匀速直线运动了相同时间,下列说法中正确的是( ) A.F1等于F2 B.F1比F2做功多 C.F2比F1的功率大 D.乙的重力做功较多 8.滑雪运动是一项既有趣又对身体有益的活动,图甲中滑雪者从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是滑雪者在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,下列说法正确的是( ) A.全过程滑雪者的动能在E点时最大 B.全过程滑雪者的重力势能一直在减小 C.B点重力势能的大小等于E点动能的大小 D.全过程滑雪者的机械能保持不变 二、多选题 9.如图所示,从相同高度静止释放甲、乙两个质量不同的小球(),经过相同的时间同时落地,甲球下落过程中经过P、Q两点,忽略空气阻力,下列说法正确的是( ) A.释放瞬间甲球的重力势能等于乙球 B.甲球在P点的动能小于在Q点的动能 C.从释放到落地,甲球重力做的功等于乙球 D.从释放到落地,甲球重力做功的功率大于乙球 10.如图所示,汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为,牵引力为4000N,对绳子的拉力为2500N;物体的重力为6000N,物体匀速上升的速度始终为0.5m/s,汽车受到的摩擦力为其重力的0.05倍,g取。下列说法正确的是( ) A.滑轮组的机械效率为80% B.汽车受到的摩擦力为150N C.汽车牵引力在4s内做的功为 D.汽车牵引力做功的功率为6000W 11.如图所示,用相同的滑轮组成两个不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提升相同高度,拉力分别为F甲、F乙,不计绳重及摩擦,则以下说法正确的是( ) A.拉力F甲小于F乙 B.甲、乙做的有用功一样多 C.F甲的功率一定等于F乙的功率 D.甲的机械效率大于乙的机械效率 12.自由式滑雪大跳台比赛中,某运动员的运动轨迹如下图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是( ) A.该运动员从c点下落到d点的过程中,机械能保持不变 B.该运动员从b点运动到c点的过程中,机械能减小 C.该运动员从a点向b点运动的过程中,重力势能全部转化为动能 D.该运动员在e点的动能为零 三、填空题 13.如图甲所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面上保持静止,水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑,下滑时水平力对物体 (选填“做了”或“不做”)功。如图乙所示,用30N的水平推力,使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。此过程中推力对物体做功 J,重力对物体做功 J。 14.功率是表示 的物理量,它的单位是 15.如图所示,用滑轮组将一正方体物块在5s内沿水平方向匀速拉动10m,绳自由端施加的拉力F大小为20N,拉力F做的功为 J,功率为 W。该滑轮组的机械效率为80%,物体受到的摩擦阻力为 N。 16.功率是描述物体做功快慢的物理量,人骑自行车的功率约为60W,其含义是 ,以5m/s的速度匀速骑行5min,人对自行车做的功是 J,自行车的牵引力是 N。 四、简答题 17.如图所示,在同一水平面上,用同样大小的力,先后将质量为m小车和质量为2m的物块分别移动相同的距离。该力所做功的大小分别为W1和W2,请你判断W1和W2的大小关系并写出理由。 五、计算题 18.如图所示,送餐机器人沿水平地面做匀速直线运动,在20s内它前进的距离为30m。已知机器人匀速直线运动时受到的摩擦力是80N。求: (1)机器人受到的牵引力做的功; (2)机器人受到的牵引力做功的功率。 19.2025年4月27日枣潜高速襄阳北段的建成通车,不仅对发挥襄阳作为省域副中心城市的作用至关重要,更有助于促进枣阳沿线地区的资源开发利用,推动大别山革命老区的振兴发展。随着这些路段的开通,湖北省的高速公路总长度已扩展至7598公里,稳居全国前列。如图所示是在枣阳段某工地施工的场景,工地上吊车将重为的钢构件匀速提升6m,用时1min。请通过计算回答: (1)吊车对钢构件所做的功; (2)吊车对钢构件做功的功率; (3)若吊车在此过程中牵引力做的总功,该吊车的机械效率。 六、实验题 20.为了探究物体动能大小的影响因素,小明利用小球、斜面、木板、木块等器材设计了如图所示的实验,将质量不同的小球从斜面同一高度处由静止释放,在相同的水平面上撞击木块,记下木块滑行的距离。 (1)该实验探究的问题是物体的动能大小与 是否有关。 (2)该实验中,小球到达水平面时的动能大小用 来反映。 21.如图甲、乙、丙三组实验: (1)甲图中要求小车从斜面的同一高度静止滑下,结果小车在不同水平表面上运动的距离却不相同。根据这一实验现象得出的结论是:平面越光滑,小车运动的距离就越远。这进一步说明:运动的小车受到的阻力越 ,速度减小的也越 ; (2)①乙图是根据 原理测量滑动摩擦力的; ②由E、F两图可得出结论:在压力相同的情况下, ; ③ (选填“能”或“不能”)通过D、E两步得出滑动摩擦力的大小与压力的大小有关系; (3)①丙图实验中通过A、B、C三个滚下的小铁球推动小木块距离的远近,来反映小铁球具有的 大小; ②G、H两组实验中均要求小球从斜面的 释放,这样做的目的是使它们刚运动到水平面上时具有相同速度; 22.科学小组用如图所示实验装置进行“再探动滑轮”实验。动滑轮的质量为,改变钩码重力,多次实验,测得的数据如下表所示。(g取) 次数 钩码重力 ① 弹簧测力计示数 绳自由端移动的距离 有用功 总功 机械效率 1 1.0 0.40 1.1 0.80 0.4 0.88 45.5 2 1.5 0.40 1.4 0.80 0.6 1.12 53.5 3 2.5 0.40 2.0 0.80 1.0 1.60 ② (1)实验中,用图示的动滑轮提升重物,应竖直向上 拉动弹簧测力计,请把表格中未完成的空格补充完整① 、② ; (2)甲同学根据表格数据可以得出,同一动滑轮,钩码重力逐渐增大,动滑轮的机械效率 (选填“增大”、“减小”或“不变”); (3)第1次实验中,克服动滑轮重力做的功为 J,分析表格中的数据得出:总功总是大于有用功与克服动滑轮重力的功之和,即:,因此他猜测还有 因素影响机械效率(答一种因素即可),进一步研究数据发现,钩码重力越大,总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值 (选填“越大”、“越小”或“不变”)。 《第十一章 功与机械能 单元测试》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C C A A C C BD AD 题号 11 12 答案 AB ABD 1.C 【详解】将同一个快递包裹从地面运送到五楼,克服无人机自重做的是额外功,用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比,机身减轻了重量,所以,减少了额外功;克服包裹的重力做的功是有用功,与未替换前相比没有变化,即有用功不变;总功等于有用功和额外功之和,有用功不变,额外功减少,总功减少。故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 2.B 【详解】A.沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若sAB=sCD,则根据W=Fs可知,拉力在AB段和CD段做功一样多,故A错误; B.沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若sAB>sCD,则根据W=Fs可知,拉力在AB段做功较多,因为tAB=tCD,所以根据可知,拉力在AB段做功较快,故B正确; C.若sAB=sCD,拉力在AB段和CD段做功一样多,若tAB>tCD,根据可知,拉力在AB段做功较慢,故C错误; D.沿斜面和水平面拉木箱时,所用的力F相等,若vAB=vCD,根据公式 W=Fs=Fvt 可知,时间不确定,无法比较做功的多少,故D错误。 故选B。 3.C 【详解】先后用同样大小的力F使物体沿力的方向移动相同的距离s;该力在这两个过程中所做的功分别为W甲、W乙,功的大小与力的大小及力的方向上移动的距离有关,图中两种情况功的大小都等于W=Fs;即W甲=W乙。 故选C。 4.C 【详解】A.足球在B点的速度大于0,受到动能大于零,故A不符合题意; B.足球运动过程中质量不变,A、C两点等高,重力势能相等,足球运动过程中不断克服空气阻力做功,机械能逐渐减小,机械能等于重力势能与动能的总和,则足球在A、C两点的动能不相等,故B不符合题意; C.足球在A点的高度高于D点的高度,则A点的重力势能大于D点的重力势能,故C符合题意; D.足球在C点的速度小于D点的速度,则足球在C点的动能大于D点的动能,故D不符合题意。 故选C。 5.A 【详解】A.物理学中把物体由于运动而具有的能叫动能,故A正确; B.动能是一种能量,单位是J,故B错误; CD.物体的动能与物体的质量与速度有关,物体的质量一定时,速度越大,具有动能越大,故CD错误。 故选A。 6.A 【详解】A.因为两汽车均匀速行驶,所以汽车的实际功率等于额定功率,则两汽车实际功率之比 由题知,行驶时间 由可得牵引力所做的功之比 故A正确; B.因为汽车在水平路面上行驶,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,所以不存在重力做功之比,故B错误; CD.两汽车通过的路程之比为,则甲乙两车行驶速度之比 由得牵引力之比 故C、D错误。 故选A。 7.C 【详解】A.由题可知,甲的质量小于乙的质量,根据G=mg可知,乙的重力较大,且水平面受到的压力等于物体的重力,则两木块对木板的压力F甲<F乙;两个木块的表面粗糙程度相同,放在相同木板上,所以,两木块受到的摩擦力f1<f2;两木块匀速前进,所受摩擦力和拉力是一对平衡力,所以,两木块受到的拉力F1<F2,故A错误; B.两个木块以相同速度匀速直线运动了相同时间,由s=vt可知,它们运动的距离相同;两木块受到的拉力F1<F2,运动的距离相同,根据W=Fs可知W1<W2,即F2比F1做功多,故B错误; C.已知时间相同,且W1<W2,根据可知,P1<P2,即F2比F1的功率大,故C正确; D.两木块都沿水平方向运动,没有在重力的方向上通过距离,则重力做的功都为0J,故D错误。 答案C。 8.C 【详解】A.由图乙可知,全过程滑雪者的动能在C点时最大,故A错误; B.滑雪者质量不变,从B点到C点,高度降低,重力势能减小,从C点到D点,高度升高,重力势能增大,从D点到E点,高度降低,重力势能减小,故B错误; C.由图乙可知,B点重力势能大于E点重力势能,故C正确; D.在这个过程中,由于存在摩擦等阻力,滑雪者的机械能会有部分转化为内能,机械能减小,故D错误。 故选C。 9.BD 【详解】A.甲、乙两个小球从相同高度静止释放,且,释放瞬间甲球的重力势能大于乙球的重力势能,故A错误; B.甲球在P点的速度小于在Q点的速度,因此甲球在P点的动能小于在Q点的动能,故B正确; C.小球的重力做功为,因为,,所以甲球重力做的功大于乙球,故C错误; D.从释放到落地,甲球重力做的功大于乙球,经过相同的时间同时落地,由可知甲球重力做功的功率大于乙球,故D正确。 故选BD。 10.AD 【详解】A.由图可知,绳子的有效段数,则滑轮组的机械效率 故A正确; B.汽车受到的摩擦力 故B错误; C.4s内物体上升的高度 则汽车牵引力所做的功 故C错误; D.汽车牵引力做功的功率,故D正确。 故选AD。 11.AB 【详解】A.图示中,用相同的滑轮组成两个不同的滑轮组,分别将同一物体匀速提升相同高度,甲中,滑轮组的承重绳子为3根,乙滑轮组承重绳子为2根,不计绳重及摩擦时,据得,,故A正确; B.甲、乙滑轮组将同一物体提升同一高度,据W有=Gh知,甲、乙做的有用功一样多,故B正确; C.滑轮组将同一物体匀速提升相同的高度,两次提升的速度不知,若两次提升的速度相同,则有 F甲的功率等于F乙的功率,两次提升物体的速度不等,则两次的功率不等,故C错误; D.不计绳重及摩擦时,据W额=G动h知,提升物体时所做的额外功相同,据知,提升物体的过程,所做的总功相同,而,所以甲的机械效率等于乙的机械效率,故D错误。 故选AB。 12.ABD 【详解】A.从c点下落到d点的过程中,不计空气阻力,重力势能转化为动能,机械能守恒,保持不变,故A正确; B.从b点运动到c点的过程中,因为受到雪地的摩擦力,因要克服摩擦力做功,消耗一部分机械能,所以该运动员的机械能减小,故B正确; C.从a点向b点运动的过程中,其质量不变,速度增大,动能增大,高度减小,重力势能减小,由于受到雪地的摩擦力,其重力势能没有全部转化为动能,故C错误; D.e点为停止点,速度为0,则动能为0,故D正确。 故选ABD。 13. 不做 15 0 【详解】[1]下滑时水平力对物体的作用力是水平方向的,而物体移动的方向是竖直方向的,物体在力的方向上没有移动距离,故下滑时水平力对物体不做功。 [2]用30N的水平推力,使物体在水平桌面上移动0.5m,则推力对物体做功 [3]物体的重力为100N,重力的方向竖直向下,物体在重力的方向上没有移动距离,所以重力没有对物体做功,即重力对物体做功为0。 14. 物体做功快慢 瓦 【详解】[1]功率是表示物体做功快慢的物理量。 [2]]功率的单位是瓦。 15. 400 80 32 【详解】[1]拉力F通过的距离 s=2h=2 10m=20m 拉力F所做的功为 [2]拉力F功率为 [3]由知道,有用功 地面对物体的摩擦阻力为 16. 人每秒对自行车做功约60J 18000 12 【详解】[1]功率是表示物体做功快慢的物理量。人骑自行车时的功率为60W,表示人每秒对自行车做功约60J。 [2]由可得,他以此功率骑车5min做的功为 [3]由公式可得,自行车的牵引力是 17.见解析 【详解】在两次操作中,由于力的大小和移动距离均相等,根据功的计算公式,可以得出两次所做的功是相等的,即。 18.(1) (2)120W 【详解】(1)机器人沿水平地面做匀速直线运动,处于平衡状态,牵引力与受到的阻力是一对平衡力,大小相等,则由 机器人受到的牵引力做的功 (2)机器人受到的牵引力做功的功率 19.(1)1.2 105J (2)2 103W (3)30% 【详解】(1)因为构件匀速提升,所以牵引力 吊车对钢构件所做的功 (2)吊车对钢构件做功的功率 (3)滑轮组的机械效率 20.(1)质量 (2)木块滑行的距离 【详解】(1)物体的动能大小与物体的质量和速度有关,研究动能与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;将质量不同的小球从斜面同一高度处由静止释放,小球下滑到水平面的速度相同,故可探究的问题是物体的动能大小与质量是否有关。 (2)根据转换法,通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。 21.(1) 小 慢 (2) 二力平衡 接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 不能 (3) 动能 相同高度 【详解】(1)[1][2]小车到达水平面上的速度相同,平面越光滑,运动距离越远,说明运动小车受到的阻力越小,速度减小的越慢。 (2)[1]如图乙所示,用弹簧测力计拉着物体匀速直线运动,根据二力平衡,弹簧测力计示数大小等于木块所受滑动摩擦力。 [2]由E、F两图,木块对平面压力相同,接触面粗糙程度不同,弹簧测力计示数不同,根据控制变量法可知结论为:在压力相同的情况下,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。 [3]由D、E两图可知,木块对平面压力不同,接触面粗糙程度 不同,因此控制变量法,不能得出结论。 (3)[1]丙图实验中通过A、B、C三个滚下的小铁球推动小木块距离的远近,来反映小铁球具有的动能大小,这是转换法。 [2]由G、H两组实验中均要求小球从斜面的同一高度释放,小球到达平面时,减小的重力势能相同,转化的动能相同,这样做的目的是使它们刚运动到水平面上时具有相同的速度。 22.(1) 匀速直线 钩码移动的距离h/m 62.5 (2)增大 (3) 0.48 绳重、绳轮之间的摩擦 越大 【详解】(1)[1]实验中为了便于测量拉力的大小,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时绳末端的拉力与弹簧测力计的示数大小相等。 [2]表格中需要记录钩码移动的距离、绳末端移动的距离、钩码的重力、弹簧测力计数据,因此①位置,应为钩码移动的距离h/m。 [3]第3次实验中,根据表格数据可求,②的机械效率为 (2)根据表格三次实验可知,同一动滑轮,钩码重力逐渐增大时,机械效率逐渐变大。 (3)[1]克服动滑轮重力做的功为额外功,则 [2]由于拉动物体的过程中需要克服绳重和绳轮之间的摩擦力做功,因此导致 [3]由表格数据分析知,每组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值为 比较1、2、3次实验可得 故重物的重力越大,差值越大。 学科网(北京)股份有限公司 $$