第十一章 功与机械能 学业质量评价单元卷-2025-2026学年沪粤版（2024）九年级上册物理

【2025-2026学年沪粤版（2024）九年级上物理】 第十一章 功与机械能 学业质量评价单元卷 1、 选择题（共7小题，每小题3分，共21分） 1．下列情景中，人对物体做了功的是（　　） A．用力搬石头但没有搬动 B．提着水桶在水平地面上走 C．推着小车在水平路面上前进 D．投掷出去的实心球在空中飞行 2．下列四幅图中，力有对物体做功的是（　　） A．推车未推动 B．提着滑板水平前行 C．搬石未搬起 D．用绳子提升物体 3．关于功、功率和机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．机械越省力，机械效率越高 B．机械做功的功率越大，机械做功越快 C．有用功做的越多，机械效率越高 D．额外功做的越少，机械效率越高 4．如图所示，在2025年春节联欢晚会上，机器人手持手绢欢快地扭秧歌。地出的手绢在加速下落过程中（　　） A．重力势能不变 B．重力势能转化为动能 C．动能减小 D．重力势能变大 5．用测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s-t图象如图所示，其对应的测力计示数分别为F1和F2，功率分别为P1和P2，则它们大小关系正确的是（　　） A．F1>F2　 P1>P2 B．F1=F2　 P1>P2 C．F1=F2　 P1＜P2 D．P1＜F2　 P1＜P2 6．如图所示，用滑轮组提升重为900N的物体A，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m，同附物体A被竖直匀速提升了4m，用时40s，滑轮组的额外功是400J，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为100N B．滑轮组的机械效率是90% C．拉力F的功率是90W D．物体A上升的速度是0.3m/s 7．如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为900N的货物，电动机的输出功率恒为240W。0~10s内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为2m。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则0~10s内 A．斜面对货物的支持力做功为1800J B．电动机对绳子的拉力为600N C．货物受到斜面的摩擦力为150N D．滑轮组的机械效率为80% 二、填空题（共7小题，每空1分，共20分） 8．如图所示，小明用200N的水平力推着重为300N的木箱在水平地板上10s前进了4m，松手后，木箱又向前自由滑行了1m后静止。整个过程中，木箱的重力做功　 　J，小明对木箱做功　 J，功率是　 　W。 ​​ 9．如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的　 　能.实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越　 　.小车在水平木板上运动时，所受重力对小车　 　(选填“做功”或“不做功”)。 10．如图所示，小明想用撬棒把地上的大石块撬起，他沿斜向上方向用力，此时撬棒的支点在　 　（选填“A”“B”或“C”）点。撬动大石块的过程中，小明对大石块做的功是　 　（选填“有用”“额外”或“总”）功，对撬棒做的功是　 　（选填“有用”“额外”或“总”）功。 11．如图所示，在拉力F=50N的作用下，一个重600N的物体以0.1m/s的速度沿水平地面向右匀速直线运动10s，已知滑轮组的机械效率为80%，则物体与地面间的滑动摩擦力为　 N，拉力F做功的功率为　 　W。 12．如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重100N，绳重和摩擦不计。使用图甲方式的好处是可以改变力的　 　，若甲、乙两种方式的机械效率分别为、，则　 　（选填“>”、“=”或“<”），若图乙中再加挂一物体，其机械效率将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 13．学校举行了乒乓球比赛。比赛中运动员某次击球，球先后经过A、B、C三个位置，题图甲为球的运动轨迹。图乙为球在位置A的机械能参数，球此时的机械能为　 　J，若图丙为球在位置C的机械能参数，则乒乓球在整个运动过程中，机械能　 　（选填“守恒”或“不守恒”），小球在位置C的重力势能　 　（选填“>”“＜”或“=”）球在位置A 的重力势能。 14．某建筑工地用如题图甲所示的装置提升重物，在20s内将480N的物体A匀速提升2m。该过程中，电动机拉绳子的功率恒定，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图乙所示，不计绳重及摩擦，此时电动机对绳子的拉力为　 　N，滑轮组的机械效率为　 　。若电动机匀速拉动绳子的功率减小，滑轮组的机械效率　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。 三、作图题（共6分） 15．（1）小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时，请参照小明设计的图甲补全图乙完成探究实验。 （2）2023年全国和美乡村篮球赛（村BA）在贵州省台江县台盘村如期举行，如图所示是1000架无人机在比赛现场为观众们带来了精彩绝伦的灯光表演。如图乙是某架无人机在某次飞行时做功的情况，请据此在图丙中画出其0~4s的功率随着时间变化的图像。 四、实验题（共3小题，共20分） 16．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如甲图所示；让同一钢球从斜槽不同高度由静止滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如乙图所示。 （1）通过比较木块被撞出的距离远近，判断钢球动能的大小，此探究方法是　 　。 （2）甲图， 钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越　 　，钢球的动能越　 　， （3）乙图实验得出：质量相同时，　 　（选填“高度”或“速度”）越大，动能越大。 （4）若水平面光滑且足够长，木块将做　 　直线运动，　 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 17．风车是利用风力做功的装置，小明制作了一架小风车，风车转起来时，回形针能被提到一定高度，他想粗略测量风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。 （1）观察实验装置可知，小明是通过测量细线对　 　做功的功率来测量风车做功的功率的； （2）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：　 　、刻度尺和弹簧测力计； （3）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止，此时风车对细线的拉力　 　（选填“等于”、“小于”或“大于”）回形针的重力。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针重力G，则风车做工的功率为　 　； （4）实验过程中，风车转动转轴处会有摩擦，这会使测得的风车功率与实际相比偏　 　（选填“大”或“小”）。 18．小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示. 实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.70% 2 2.0 0.2 1.0 0.6 66.7% 3 2.0 0.3 1.0 0.9 66.7% 4 3.0 0.3 1.4 0.9 71.4% 5 4.0 0.3 1.8 0.9 - （1）利用甲图的滑轮组进行实验，要测量绳子自由端所受的拉力，应在弹簧测力计　 　 (选填“保持静止”或“匀速上升”)时读数. （2）表中的实验数据是利用　 　 (选填“甲”或“乙”)图所示的滑轮组测 得的；第5次实验测得的滑轮组机械效率是　 　 .(保留一位小数). （3）分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度　 　，与所提升物体的重力大小　 　；(均选填“有关”或“无关”) （4）采用甲滑轮组进行实验，若弹簧测力计没有竖直向上拉，测得的机械效率将　 　 (选填“偏大”“偏小”或“不变”). 五、计算题（共2小题，共13分） 19．某款纯电新能源汽车进行道路测试，以72km/h的速度匀速直线行驶，共持续行驶10min，行驶时汽车所受阻力为600N，其电动机工作的效率为80%。求： （1）汽车行驶的路程s； （2）汽车牵引力做的功W牵； （3）电动机消耗的电能W电。 20．学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的一段固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平，如图所示。将40N的衣物挂在晾衣架上，人拉绳的力为12.5N时，衣物匀速上升，忽略绳重及摩擦。求： （1）此时该装置的机械效率； （2）将60N的衣物挂在晾衣架上，使其匀速上升1米，人所做的总功？ 六、综合能力题（共3小题，共20分） 21．如图甲所示为《天工开物》中描述的龙骨水车，它由水槽、刮板、木链、木齿轮、脚踏等组成，其中脚踏部分的结构如图乙所示。水车安放在河边，下端水槽和刮板直伸水中，另一端的木齿轮固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏部分使木齿轮转动，通过木链带动槽内板叶刮水上行，倾灌于地势较高的田地。 （1）龙骨水车刮水上行时水的　 　能增大。 （2）刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越　 　，当工人踩动脚踏的速度变大时，提升水的功率会变　 　。 （3）若工人踩动龙骨水车旋转一局可将30kg的水提升到4m高的田地中，所用时间为60s，工人做功的总功率为50W，则该过程中工人做的总功为　 　J，机械效率为　 　%。 （4）如图丙所示，水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用　 　（选填“①”或“②”）。 22．如图甲所示，利用滑轮组匀速竖直向上提升物体M，已知M受到的重力为400N1做的功为W1，拉力F2做的功为W2，W1和W2的大小如图乙所示，绳子自由端移动的距离s为15m，用时50s。求此过程中： （1）滑轮组的机械效率η； （2）F1做功的功率； （3）该滑轮组结构可能是图丙中的　 　 （选填对应的字母）。 23．一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。 接下来请参与他们的探究并回答以下问题： （1）如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为　 　能，使铁球具有撞击展板的能量。 （2）小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该　 　。撞击后发现：两块展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ 　 　。（无需说明理由） （3）小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板更容易倾倒？　 　。 （4）在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操作方法　 　。 参考答案 1．【答案】C 2．【答案】D 3．【答案】B 4．【答案】B 5．【答案】B 6．【答案】B 7．【答案】C 8．【答案】0；800；80 9．【答案】动；大；不做功 10．【答案】C；有用；额外 11．【答案】120；15 12．【答案】方向；＞；变大 13．【答案】0.1；不守恒；< 14．【答案】200；；不变 15．【答案】 16．【答案】 17．【答案】（1）转换法 （2）多；大 （3）速度 （4）匀速；不能 18．【答案】（1）回形针 （2）秒表 （3）等于； （4）小 19．【答案】（1）匀速上升 （2）甲；74.1% （3）无关；“有关 （4）偏小 20．【答案】（1）解：汽车行驶速度 v=72km/h=20m/s 汽车行驶时间 t=10min=600s 汽车行驶的路程 s=vt=20m/s ⅹ600s=1.2ⅹ104 m （2）解： 因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力大小等于阻力大小F=600N 牵引力做的功 W牵=F牵s= 600N ⅹ1.2ⅹ104 m= 7.2ⅹ106J （3）解： 已知电动机工作的效率η=80% 电动机消耗的电能 21．【答案】（1）解：该装置的机械效率为， 答：此时该装置的机械效率为80%； （2）解：设晾衣架横梁（含动滑轮）的总重G架，由力的平衡可知， 则晾衣架横梁（含动滑轮）的总重力为G架=4F-G=4×12.5N-40N=10N， 而由于第二次提升物体的重力为G衣=60N，此时的拉力为， 而物体上升的高度h=1m，则绳子末端移动的距离为s=4h=4×1m=4m， 人做的总功为W=Fs=17.5N×4m=70J。 答：将60N的衣物挂在晾衣架上，使其匀速上升1米，人所做的总功为70J。 22．【答案】（1）重力势 （2）多；大 （3）3000；40 （4）① 23．【答案】（1）解：由图甲可知，拉力F1做的功为总功，拉力F2做的功为有用功；由图乙可知，W1=2500J，W2=2000J，故滑轮组的机械效率为：； 答：滑轮组的机械效率为80%。 （2）解： F1做功的功率为：； 答：F1做功的功率为50W。 （3）解：自由端的拉力为：，根据可知，绳子股数为：，由图丙可知，该滑轮组结构可能是图丙中的C或D。故答案为： C或D。 24．【答案】（1）动能 （2）相同；不能 （3）通过两次实验过程可以总结：当撞击作用相同时，需观察到两块展板都未倾倒时倾斜的最大角度的不同，或都倾倒时观察倾倒需要的时间的长短不同。 （4）最能得出正确实验结论的方法是能逐渐增大实验所用铁球的质量，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒。具体操作方法如下，方法一：保持摆线角度α相同，逐渐增加铁球质量进行多次撞击，记录使不同底座宽度的展板刚好倾倒时的最小铁球质量。比较发现使窄底座展板倾倒所需铁球质量更小，即可验证猜想。方法二：用同一个铁球，不断增大摆线角度α，但需要保证撞击两块展板时，摆线角度相同，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒，也可以验证猜想，那就是在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 学科网（北京）股份有限公司 $