第十一章 功与机械能 单元试卷-2025-2026学年沪粤版（2024）物理九年级上册

2025-2026学年沪粤版（2024）物理九年级上册 第十一章功与机械能 单元试卷 一、单选题 1．如图所示的情境中,对物体不做功的是 (　　) 甲　　　乙　　　丙　　　丁 A．图甲:用力搬石头,没有搬动 B．图乙:将重物从地面拉到高处 C．图丙:推车向前运动 D．图丁:挺举杠铃的过程 2．下列说法中正确的是（　　） A．省力的机械，也可以省距离 B．做功时间越长，功率一定会越小 C．机械做功越快，机械效率一定越高 D．省力的机械，机械效率不一定越高 3．学校组织到游乐园秋游，小明玩了蹦极项目，如图所示，他从高处点开始下落，等于弹性绳的自由长度，在点小明所受弹力恰好等于重力，点是第一次下落所能达到的最低点，空气阻力忽略不计。下列判断正确的是（ ） A. 从点到点再到点的过程中,小明的动能先增大后减少 B. 从点到点再到点的过程中，小明的机械能不变 C. 从点到点再到点的过程中，小明的动能先增大后减小 D. 从点到点再到点上方的过程中，弹性绳的弹性势能一直变小 4．如图所示，mA>mB>mC三个物体在同样大的力F作用下，都沿着F的方向移动距离s，比较力F对三个物体所做的功（　　） A．一样多 B．对A做的功多 C．对B做的功多 D．对C做的功多 5．如图所示,工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,工人用平行于斜面向上的力,把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是 (　　) A．用斜面可以省力也可以省功 B．匀速推动重物的速度越大,推力越大 C．匀速推动重物的速度越大,推力做功越多 D．匀速推动重物的速度越大,推力的功率越大 6．利用如图所示的滑轮,在粗糙水平地面上匀速拉动物体,下列叙述正确的是 (　　) A.克服物体重力做的功是有用功 B.克服地面对物体的摩擦力做的功是有用功 C.绳子自由端的拉力F做的功是有用功 D.克服地面对物体的摩擦力做的功是额外功 7．新考法课外实践中，八年级（1）班的同学们开展从一楼登上三楼，看谁的功率最大的活动（如图），则下列物理量中必须要测量的是（ ） ①一楼到三楼的高度 ②每个同学的体重 ③从一楼到达三楼所用的时间 ④一楼到三楼楼梯的总长度 A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④ 8．某同学在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验时，他将同一小球沿着同一斜面的不同高度由静止释放，并与同一木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图所示；由实验可知（　　） A．木块动能的大小与它的速度有关 B．小球动能的大小与它的速度有关 C．小球动能的大小与它被举的高度有关 9．正在操场打球的小明同学听到上课铃声后,仅用30 s的时间就从一楼跑到四楼,然后快速进入教室就座。他上楼过程中克服自身重力做功的功率最接近(g取10 N/kg) (　　) A．1.5 W　 B．15 W　 C．150 W　 D．1 500 W 10．如图甲是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，忽略空气阻力，图乙是该足球落地后弹跳的一段轨迹。关于以上两过程，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中足球从点移动至点的过程中，球员对球做了功 B. 图甲中足球从点移动至点的过程中，动能转化为重力势能 C. 图乙中、两点为同一高度，该足球在这两点机械能相等 D. 图乙中足球在最高点点的动能为零 11．如图所示，物体重 ，挂在杠杆中点，人用 的竖直向上的力将物体提高了 ，在此过程中，下列说法不正确的是（ ） A. 人用的拉力所做的功为 B. 用杠杆提升物体所做的有用功为 C. 额外功为 D. 杠杆的机械效率为 12．如图甲所示，一磁性板擦静止吸附在黑板上，对其施加方向始终向上的拉力，板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力与时间的关系图像和板擦移动距离与时间的关系图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（ ） 甲 乙 丙 A. 板擦的重力为 B. 整个过程中拉力一直增大 C. 板擦所受滑动摩擦力的大小为 D. 整个过程中拉力做的功为 二、填空题 13．用弹簧测力计水平拉着重为8N的木块，在水平长木板沿直线匀速移动0.5m，如图所示，木块受到的摩擦力是 N，木块所受的重力做功 J。 14．如图所示，是世界上首款带有应急功能的机器人。若重为600 N的机器人在50 N的牵引力作用下，以0.5 m/s的速度在水平地面沿直线匀速行驶60 s。此过程中牵引力所做的功是 J；牵引力做功的功率是 W。 15．小明在操场上投实心球，如图所示是实心球在空中运动轨迹的示意图，两点在同一高度，空气阻力不可忽略。以地面为参照物，球在上升过程中是 的，球在点的动能 （选填“大于”“小于”或“等于”）点的动能。 16．如图，滚摆下降过程中，滚摆的 能转化为 能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能 （ 选填“增加”“减少”或“不变”）。 17．如图所示，A、B两物体质量相等，在平行于斜面的推力F作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为90%；则将A、B两物体一起从底部匀速推至顶部时，机械效率为 。在如图所示的情况下，力F推动A、B两物体向上运动，此过程中斜面对B物体的支持力对B物体 （选填“做功”或“不做功”）。 18．人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组，将重900N的物体匀速提升6m，用时15s，则所做的有用功为 J，拉力做的功W随时间t变化的图像如图乙所示（忽略绳重和摩擦），滑轮组的机械效率是 。 三、实验题 19．同学们在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出如下猜想： 猜想一：物体动能的大小与物体的质量有关； 猜想二：物体动能的大小与物体的运动速度有关。 为了验证上述猜想，实验装置如图所示，让小钢球从高度为h的斜槽上由静止开始滚下，运动的钢球碰到水平面上的木块后，能将木块撞出一段距离。请你完成下列内容： （1）钢球由静止从斜槽上滚下，它的重力势能转化为 能。 （2）实验中是通过观察 来判断钢球动能的大小，这种研究方法叫 法； （3）为了便于验证猜想一，小程同学设计了一个记录实验数据的表格，并将相关数据填入表中。 次数 a b 木块滑行的距离s/cm 1 20 20 10 2 40 20 20 3 60 20 30 ①表格a处应填写 ；表格b处应填写 。 ②通过实验得出的结论是： 。 （4）进行图中实验时，钢球将木块撞出了木板。为了使木块不被撞出木板，在进行图中实验时，下列改进措施可行的是 （选填序号）。 ①换质量更大的木块            ②增加钢球的高度 ③木板上铺毛巾                ④换质量更小的钢球 20．某小组在“测量滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验次数 钩码重量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η 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 80% （1）实验中应沿竖直方向缓慢地 拉动弹簧测力计； （2）通过比较 两次实验数据得出结论：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； （3）表格中第4次实验空缺的数值为 ；在丁图中，画出第四次实验的连线方式。 （4）通过比较3、4两次实验数据可得出结论：用不同的滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）； （5）若每个滑轮的质量为100g，第三次实验中克服摩擦做的额外功为 J（不计绳重及绳与轮之间的摩擦力，g=10N/kg）。 四、计算题 21．今年全球首个人形机器人半程马拉松刷新了人类对机器人技术的认知。如图所示，机器人的质量为，两只脚与水平地面的总接触面积是。当它在某段水平地面上以速度匀速前进100s，所受牵引力恒为机器人重力的0.2倍。求：该机器人 （1）站立时对地面的压强； （2）在该段路面牵引力所做的功； （3）在该段路面牵引力所做的功率。 22．有一质量为20kg的正方体物体放在水平地面上，某人通过如图所示的滑轮施加大小为220N的力F向下拉绳子时，物体恰好能以1m/s的速度匀速上升，经过3s后到达目标位置。求： （1）该滑轮的机械效率为多大？（结果保留小数点后一位） （2）此过程中人向下拉绳子的功率是多少？ 参考答案 1．【答案】A　 【详解】图甲中人用力搬石头,搬而未起,只有力没有距离,所以人对物体没有做功,故A正确;图乙中人把重物从地面拉到高处,重物在拉力的方向上移动了距离,所以人对物体做功,故B错误;图丙中推车向前运动,车在人的推力的方向上移动了距离,人对车做功,故C错误;图丁中挺举杠铃的过程,杠铃在人向上的举力方向上移动了距离,人对杠铃做了功,故D错误。 2．【答案】D 【分析】 【详解】 A．使用机械可以省力、省距离，但不能既省力又省距离，也就是省功，故A错误； B．功率等于物体做的功与所用时间之比，时间较长，做功多少不确定，所以功率大小不能确定，故B错误； C．机械效率是有用功在总功中所占比例，与做功快慢没有关系，故C错误； D．机械效率是有用功与总功的比值，与机械是否省力没有关系，故D正确。 故选D。 3．【答案】C 【详解】从点到点再到点的过程中，小明受到的重力一直大于或等于弹力，所以小明一直做加速运动，动能一直增大，故错误。已知等于弹性绳的自由长度，从点到点再到点的过程中，虽然空气阻力忽略不计，但弹性绳的弹性形变程度增大，其弹性势能增大，弹性绳的弹性势能是由小明的机械能转化而来的，所以小明的机械能减小，故错误。从点到点，小明受到的向上的弹力大于或等于向下的重力，小明向上做加速运动，从点再到点，小明受到的向上的弹力小于或等于向下的重力，小明向上做减速运动，所以小明的动能先增大后减小，故正确。等于弹性绳的自由长度，所以从点到点，弹性绳的弹性势能一直减小，在点弹性势能变为零，从点到点上方，弹性绳的弹性势能一直为零，故错误。故选。 4．【答案】A 【详解】因为对三个物体的作用力都是大小相等的力F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据功的计算公式W=Fs可知，F对三个物体所做的功一样多。 5．【答案】D 【解析】 A 使用斜面可以省力,但不能省功,A错误 B 匀速推动重物时,重物受重力、支持力、摩擦力和推力的作用,处于平衡状态,故推力与重力、支持力、摩擦力有关,与速度无关,B错误 C 由W=Fs可知,推力做的功与推力大小和物体在推力方向上移动的距离有关,与速度无关,C错误 D 由推导式P=Fv可知,推力的功率与推力大小和物体在推力的方向上移动的速度有关,在推力一定时,物体在推力的方向上移动的速度越大,推力的功率越大,D正确 6．【答案】B　 【详解】物体运动的方向水平向左,在物体重力方向上没有移动距离,所以重力不做功,故A错误;根据物体被水平匀速拉动可知,克服地面对物体的摩擦力做的功是有用功,故B正确;绳子自由端的拉力F做的功是总功,故C错误;克服绳子与滑轮之间的摩擦力做的功是额外功,故D错误。故选B。 7．【答案】B 【详解】登楼是克服自身重力在竖直方向上做功，由可知，要比较从一楼登上三楼谁的功率最大，不需要测量一楼到三楼楼梯的总长度，但必须要测量每个同学的体重、从一楼到达三楼所用的时间，由于每个同学从一楼到三楼上升的高度相同，故也不需要测量，故正确。 8．【答案】B 【详解】本实验中小球质量不变，右图中小球释放时高度较大，进入水平面时的速度较大，小木块在水平方向上移动的距离，反映了小球动能的大小，右图中木块被推动的距离较远，说明小球进入水平面时的动能较大，所以，可得出结论，小球动能的大小与它的速度有关故B符合题意，A、C不符合题意。 9．【答案】C　 【解析】小明同学的质量约为50 kg,重力G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,一层楼的高度约为3 m,从一楼到四楼的高度h=3×3 m=9 m,上楼时间t=30 s,由功率的公式可得,小明上楼过程中克服自身重力做功的功率P====150 W。 10．【答案】B 【详解】 图甲中足球从 点移动至 点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故 错误 图甲中足球在 点的高度小于在 点的高度，足球的质量不变，所以图甲中足球在 点的重力势能小于在 点的重力势能，速度减小，动能转化为重力势能，故 正确 由图乙可知，足球跳起的高度逐渐变小，这说明足球的机械能是逐渐变小的，该足球在、两点的机械能不相等，故 错误 图乙中足球在 点竖直方向上速度为零，水平方向的速度不为零，故足球在最高点 点的动能不为零，故 错误 11．【答案】B 【详解】人用 的竖直向上的力将物体提高 ，由题图及数学知识可知，拉力 移动的距离 ，人用的拉力所做的功 ，故 正确；用杠杆提升物体所做的有用功 ，故 错误；因总功等于有用功和额外功之和，所以额外功 ，故 正确；杠杆的机械效率 ，故 正确。故选 。 12．【答案】D 【详解】由乙图可知，当时，，此时为，板擦在竖直方向上只受到重力和摩擦力，且这两个力是一对平衡力，则板擦受到的重力，故错误；由丙图可知，内板擦做匀速直线运动，由图甲、乙知，此时板擦所受滑动摩擦力方向向下，大小为，此时内和保持不变，则内拉力大小不变，故、错误；由丙图可知，内板擦静止，此时拉力对板擦不做功，内板擦做匀速直线运动，板擦移动的距离，拉力对板擦所做的功，所以整个过程中拉力做的功为，故正确。故选。 13．【答案】2.4；0 【详解】由图可知，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为2.4N，所以木块受到水平拉力F=2.4N，由于木块做匀速直线运动，由二力平衡条件可知，受到的摩擦力f=F=2.4N 由于木块水平移动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0。 14．【答案】1500；25 15．【答案】运动；大于 【详解】以地面为参照物，球在上升过程中位置在发生变化，是运动的。 空气阻力不可忽略，球在运动过程中机械能不断减小，所以，球在点的机械能大于点的机械能；球在a、b两点高度相同，质量也相同，则在这两点时重力势能相等，所以，球在点的动能大于点的动能。 16．【答案】重力势；动；减少 【详解】滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能转化为动能。 滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，故总的机械能减少。 17．【答案】72%；不做功 【详解】A、B两物体的质量相等，由可知，它们的重力相同，克服物体所受摩擦力做的功为额外功，根据① 机械效率② 由①、②可得，推动A时所做的额外功为 推动B时所做的额外功为 将A、B两物体一起从底部匀速推至顶部时，额外功不变，推AB时的机械效率为 斜面对B物体的支持力垂直于斜面向上，而B物体是沿斜面向上运动，在支持力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离，可知斜面对B物体的支持力对B物体不做功。 18．【答案】5400；90% 【分析】从图乙中可看出15s时总功为6000J，便可求出机械效率。 【详解】所做的有用功为 从图乙中可看出15s时总功为6000J 19．【答案】（1）动 （2）木块被撞击移动的距离的大小；转换 （3）钢球的质量；钢球下落的高度；速度相同的物体，质量越大，它的动能越大 （4）①③④ 【详解】（1）高处的物体具有重力势能，同一物体的位置越高重力势能越大，钢球由静止从斜槽上滚下，它的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。 （2）根据转换法可知，实验中通过木块被撞击移动的距离的大小来表示钢球动能的大小，木块移动的距离越远，钢球到达水平面时具有的动能越大。 （3）为了便于验证猜想一，即物体动能的大小与物体的质量有关，需要控制小球滚下时的高度相同，改变小球的质量；由表中数据可知，第二列数据是变化的，第三列数据是相同的，所以，表格a处为钢球的质量m/g；根据转换法，小球进入水平面时的速度可以用钢球下落的高度来体现故表格b处为钢球下落的高度h/cm。 通过表中数据可以发现，钢球的质量不相同，下落的高度相同，撞击木块时的速度相同，钢球质量越大，木块被撞击的距离越远，表明小球进入水平面时的动能越大故结论为：速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 （4）在探究 “物体动能的大小与哪些因素有关” 的实验中，我们知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关。钢球从斜槽滚下，撞击水平面上的木块，木块被撞出的距离反映了钢球动能的大小。 ①．要使木块不被撞出木板可换质量更大的木块，木块受到的摩擦力会增大，被撞后运动的距离会变短。故①符合题意； ②．降低钢球的高度，钢球到达水平面时的速度会减小，动能减小，不会把木块撞得更远故②不符合题意； ③．木板上铺毛巾，会增大木块与木板之间的摩擦力，木块在水平面上移动时受到的阻力增大，移动的距离会减小故③符合题意； ④．换质量更小的钢球，钢球的动能会减小，对木块做功的能力减弱，木块被撞出的距离会减小，从而有可能使木块不被撞出木板故④符合题意。 故选①③④。 20．【答案】（1）匀速 （2）1、2 （3）0.4； （4）低 （5）0.03 【详解】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小。 （2）比较1、2两次的实验数据，同一滑轮组，提升物体的重力相同、钩码上升高度相同，绳子段数不同，机械效率相同，可得出结论：使用同一滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 （3）根据表格第4次数据，拉力的三倍为 则绳子的有效段数为4，绳端移动距离为 即表格中第4次实验空缺的数值为0.4；动滑轮上的绳子段数为4，则丁图连线方式为： （4）通过比较3、4两次实验数据知，提升物体的重力相同，而丙中动滑轮的重力小于丁中动滑轮的重力，丙的机械效率较大故可得出的结论：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。 （5）由表中数据知道，第三次实验中，有用功 总功 动滑轮的重力 则克服动滑轮重力做的功 不计绳重，由于， 所以，克服摩擦做的额外功 21．【答案】（1） （2） （3） 【详解】（1）机器人所受的重力为 机器人水平站立时对地面的压力在数值上等于重力的大小 故机器人所受的压强为 （2）由题意可知，所受牵引力恒为机器人重力的0.2倍， 机器人通过的距离为 牵引力对机器人所做的功为 （3）在该段路面牵引力所做的功率 22．【答案】（1）90.9% （2）220W 【详解】（1）绳子拉动的距离s=h=vt=1m/s×3s=3m， 所做的有用功， 所做的总功， 该滑轮的机械效率。 （2）人向下拉绳子的功率。 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 $