【第十一章功与机械能】单元综合（同步分层）----2025-2026学年沪粤版物理九年级上学期

【第十一章功与机械能】 单元综合 一、单选题 1．如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（　　） A．杆被压得越弯，产生的弹力越小 B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大 C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关 D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大 2．下列有关功和功率的说法中正确的是（　　） A．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 B．把水桶从地面上提起来，提水桶的力没有做功 C．做功越多，功率越大 D．做功用时越长，功率越大 3．下列情景中，重力对物体做功的是（　　） A．篮球由高处自由落下 B．小车在水平面上做匀速直线运动 C．足球在水平地面上滚动 D．书静止放置在桌面上 4．一只青蛙从跳起到落地的过程中，它的重力势能（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 5．一个工人师傅从旗杆的A点下滑到地面的D点，他下滑的时间与速度图象如图所示，已知AB=CD=3m，BC=6m，则下列说法正确的是（　　） A．AB段克服摩擦力做的功等于CD段克服摩擦力做的功 B．BC段克服摩擦力做的功等于AB段克服摩擦力做的功的两倍 C．CD段克服摩擦力做的功小于AB段克服摩擦力做的功 D．BC段克服摩擦力做的功比AB段克服摩擦力做的功的两倍还要大 6．汽车是现代生活中的代步工具之一、关于汽车，下列说法中正确的是（　　） A．车对地面的压力与车受到的重力是一对平衡力 B．使用安全带和安全气囊是为了减小惯性 C．轮胎上有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦 D．车行驶的速度越快，具有的重力势能越大 7．天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接，下列说法合理的是（　　） A．天舟一号飞船在发射升空时，重力势能增加，机械能不变 B．天舟一号飞船在太空轨道近地点运动到远地点时，动能减少，机械能不变 C．在天宫二号空间实验室能使用天平测出物体的质量 D．天舟一号飞船在太空轨道远地点运动到近地点时，重力势能能减少，机械能变少 8．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次用300N的力竖直向上拉动绳子，使货物以0.08m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为810N，货物与地面的接触面积为0.1m2.不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为400N B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为8100Pa C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90% D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为24W 二、多选题 9．如图是模拟游乐场里过山车运动的过程，过山车从A处由静止释放沿轨道先后经过B、C、D，最后停在E处。下列关于过山车说法正确的是（　　） A．在A点时的重力势能最大 B．从B点到C点动能在不断增大 C．D点和E点的重力势能相同 D．停在E点时的惯性最小 10．如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则下列说法正确的是（　　） A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少 B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少 C．小物块从P向M运动过程中，机械能不变 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 11．2023年杭州亚运会中，我国运动员严浪宇摘取蹦床男子个人金牌。严浪宇比赛时，他从接触蹦床到蹦床被压到最低的过程中，他的（　　） A．重力势能减小 B．动能增大 C．机械能增大 D．重力做功 12．如图所示，在斜面上将一个重9N的物体从A处匀速拉到处，沿斜面向上的拉力，此过程中下列说法正确的是（　　） A．木块所受的拉力没有做功 B．斜面的机械效率是75% C．对重物做的有用功为3.6J D．这个斜面装置省力但不省功 13．如图所示，是体能测试中掷出的实心球运动的情景，下列说法正确的是（　　） A．实心球在b点时重力势能最大 B．实心球从a点运动到c点的过程中，重力做了功 C．实心球在最高点b点时动能为0 D．实心球从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能 14． 北京冬奥会上，我国运动员顽强拼搏、屡创佳绩。下列说法中不正确的是（　　） A．冰壶运动员将冰壶推出后，冰壶受到惯性的作用继续滑行 B．自由滑雪运动员从空中下落的过程中，机械能会减小 C．速滑运动员要不断向后蹬地才能保持速度，说明物体的运动要靠力来维持 D．花样滑冰运动员沿曲线滑行时，运动状态保持不变 15．小明体重600N，用由A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组向上提升1000N的重物C，如图所示；提升的过程中，小明用大小为550N且竖直向下的力拉动绳子，使物体C以0.4m/s的速度匀速上升；已知绳子能承受的最大拉力为1500N；若不计绳重及轮与轴的摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．小明对地面的压力为50N B．拉力的功率为220W C．天花板受到滑轮A的拉力为1200N D．用此滑轮组提升重物机械效率最高为83.3% 三、填空题 16．会荡秋千的人，不用别人帮助，就能把秋荡得很高。做法是：当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，将更多的重力势能转化为　 　能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，增加了　 　能。如此循环往复，机械能越积越多，秋千就越荡越高。 17．如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 ，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会 （“增大”“不变”或“减小”）。实际实验中金属罐 （“能”或“不能”）回到斜面上的原释放点。 18．2021年10月16日“神舟十三号”载人飞船发射取得圆满成功。火箭加速升空时机械能　 　（选填“增大”、“减少”或“不变”），在升空过程中，火箭受　 　的作用（选填“平衡力”或“非平衡力”） 19．如图所示，小明用橡皮筋、金属罐和锁制作的能自动回转的“魔罐”。在制作过程中，小明用一把锁挂在橡皮筋中央，并且要使橡皮筋与锁之间　 　（自由转动/固定不动），向前滚出的魔罐又自动滚回来，滚回来过程中能量是从　 　能转化为　 　能。 20．图为无人机给高海拔哨所的部队士兵送餐的图片。若每架无人机所载餐盒质量为6kg，小王操作该无人机以1.5m/s速度匀速上升150m，接着以2m/s的速度平飞400m将餐盒送到哨所。则无人机在上升过程中对餐盒做的功为　 　J，整个飞行过程中无人机对餐盒做功的功率为　 　W。 (g取10N/kg) 21．如图所示，沿斜面向上拉一个重4.5N的物体到高处，拉力F为2N，斜面长s为1.2m，高h为0.4m，则拉力做的功为　 　J，斜面的机械效率为　 　，斜面在生产、生活中随处可见，在盘山公路、镊子、汽车方向盘中，应用了斜面的是　 　。 22．如图所示，A物体质量为2kg，在力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体运动了5m，弹簧测力计读数为5N，已知A受地面的摩擦力为8N，拉力F做的功是　 　J，滑轮的机械效率为　 　。 23．用杠杆和滑轮组均可提升重物。 （1）用杠杆将重为30N的物体匀速提升3m，用时2s，杠杆机械效率为90%，则提升该物体做的有用功是　 　J，总功的功率是　 　W； （2）用如图所示的滑轮组竖直向上匀速提升重物，不计绳重和摩擦。当物体重为20N时，滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮重为　 　N；若重物变为40N，将物体匀速提升1m，此过程拉力F所做的总功为　 　J。 四、实验探究题 24．下表是某同学在测量滑轮组机械效率时所记录的数据，如图是他所用的实验装置。 实验序号 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 1.8 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1% 62.5% （1）为了使实验数据准确，应在竖直方向上　 　拉动弹簧测力计； （2）根据实验序号为1和2的数据分析可得：其它条件一定时，动滑轮越多（即动滑轮越重），滑轮组的机械效率越　 　（选填“高”或“低”）； （3）该同学在用实验序号2的装置继续进行了第3次实验，但由于粗心漏记了绳端移动距离s，但仍可计算出机械效率η=　 　。 25．在测算滑轮组机械效率的实验中 甲： 乙： （1）实验中必须　 　拉动弹簧测力计； （2）小红在实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图乙所示。 ①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变　 　； ②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率　 　（选填“相同”或“不相同”） （3）计算出表格中空白处数据是　 　. （4）本实验中影响滑轮组效率的主要原因是什么？　 　、　 　。 实验小组 钩码重G（N） 动滑轮G（N） 拉力F（N） 滑轮组的机械效率η 1 0.5 0.4 0.35 47.6% 2 0.5 0.4 0.38 43.9% 3 1 0.6 0.62 53.8% 4 1 0.8 0.71 46.9% 5 2 0.6 0.98 68.0% 6 2 0.8 1.06 　 （5）1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出滑轮机械效率却不同，原因不可能是： 。 A．滑轮和轮与轴之间的摩擦力大小不同 B．测拉力时没有使测力计匀速上升 C．钩码被提升的高度不同 （6）请你就如何提高滑轮组的机械效率提出自己的建议（要求写两点）①　 　；②　 　。 五、计算题 26．电动汽车是绿色环保型交通工具，它的特征是噪声小、无废气排放。如图是焦作市某景区电动观光车，该车技术参数如表所示。 空载质量 空载时轮胎与水平面的总接触面积 电动机的额定输入功率 810kg 1000cm² 5kW （1）观光车静止在水平地面上，空载时对地面的压强是多少？（g取10N/kg） （2）观光车的电动机以额定输入功率匀速直线行驶10min消耗多少电能？ （3）在题（2）条件下，观光车受到牵引力为400N，运动路程为6km该过程中牵引力做多少功？电动机的效率是多少？ 六、作图题 27．初速度为零，只受重力作用的物体所做的运动叫做自由落体运动。进一步研究发现，重力势能EP的大小与物体的质量m和相对高度h的关系为，图像如甲所示；乙图中是某物体自由落体运动过程中的动能与相对高度h的关系图像，请在乙图中用实线画出该物体机械能与高度的关系图像。 28．如图甲所示，一个在光滑斜面上的物体在力F的作用下沿斜面向下做匀速直线运动，以图中时刻为零时刻，物体滑到斜面底端的时间为，设物体滑到斜面底端时重力势能为零。请在图乙坐标中画出该物体从零时刻到滑到斜面底端过程中，机械能E随时间t变化的大致关系图象。（已知物体以速度v运动时的动能为） 七、综合题 29．航模飞机（图甲）的表演极具观赏性。这种航模飞机需在跑道上加速滑行一段距离，获得足够的升力后才能起飞。已知航模飞机在起飞离地前，平直跑道对它的支持力F支与滑行距离s的关系如图乙所示。发动机产生的推力为300N，滑行中获得的升力为F升=cv2，式中比例系数c=7.5N·S2/m2，v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg，根据图像解答下列问题： （1）航模飞机的质量为　 　kg，起飞过程中发动机做的功为　 　J； （2）航模飞机起飞离地时获得速度为　 　m/s； （3）根据航模飞机在竖直方向的受力和图乙的解析式。推导其滑行距离s与滑行速度v之间的关系式　 　。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，ACD不符合题意，B符合题意。 故答案为：B。 【分析】物体发生弹性形变程度越大， 弹力越大， 弹性势能越大。 2．【答案】A 3．【答案】A 【解析】【解答】重力对物体做功时，物体在重力的方向上移动距离，即下落，A符合题意。 故答案为：A. 【分析】物体在重力作用下竖直方向上下落时，重力对物体做功了。 4．【答案】C 5．【答案】D 【解析】【解答】工人师傅从旗杆上滑下的过程中，在竖直方向上工人受到向下的重力和向上的摩擦力。 AC．由图象可知，工人师傅在AB段做加速直线运动，则摩擦力小于重力；在CD段做减速直线运动，摩擦力大于重力，所以工人师傅在AB段受到的摩擦力小于在CD段受到的摩擦力，且AB=CD，根据W=fs可知，AB段克服摩擦力做的功小于CD段克服摩擦力做的功，AC不符合题意； BD．由图象可知，工人师傅在AB段做加速直线运动，摩擦力小于重力；在BC段做匀速直线运动，摩擦力等于重力，所以工人师傅在AB段受到的摩擦力小于在BC段受到的摩擦力，且BC=2AB，根据W=fs可知，BC段克服摩擦力做的功是AB段克服摩擦力做的功的两倍多，B不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】读懂图象，并结合力与运动的关系判断工人师傅在AB、BC和CD段的摩擦力大小，然后利用W=fs比较克服摩擦力做功的大小；根据W=Gh判断工人师傅AB段和CD段重力做功大小；根据P=判断AB段和CD段重力做功的平均功率大小。 6．【答案】C 【解析】【解答】A．车对地面的压力与车受到的重力，两个力的方向相同，不是一对平衡力，A不符合题意； B．安全带和安全气囊是为了减小惯性带来的危害，惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变，B不符合题意； C．轮胎上凹凸不平的花纹是通过增大接触面的粗糙程度的方法来增大摩擦，C符合题意； D．车的质量不变，车行驶的速度越快，动能越大，重力势能大小与速度大小无关，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡；惯性大小只与质量有关，质量不变，惯性不变；通过增大接触面的粗糙程度的方法可以增大摩擦；质量不变，速度越快，动能越大，高度不变，重力势能不变。 7．【答案】B 8．【答案】C 9．【答案】A,C 10．【答案】A,C,D 【解析】【解答】A．小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，A符合题意； BC．根据题目小物块能被弹回P点说明没有量能损失，机械能守恒，B不符合题意C符合题意； D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大限度，弹性势能最大，D符合题意。 故答案为：ACD。 【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大；物体如果受到除重力里外其他的力，那么物体的机械能发生改变，除重力以外的力对物体做正功，物体的机械能增加。 11．【答案】A,D 12．【答案】B,D 【解析】【解答】A．木块在拉力的方向上有移动距离，拉力对木块做了功，故A错误； BC．有用功， 总功 机械效率，故B正确，C错误； D．根据BC可知，拉力小于重力，斜面可以省力；总功大于有用功，说明该机械不能省功，故D正确。 故选BD。 【分析】根据W=Fs，计算有用功和总功，根据，计算机械效率；使用斜面可以省力，不能省功。 13．【答案】A,B,D 【解析】【解答】A. 实心球在b点时高度最大，重力势能最大，A符合题意； B. 实心球从a点运动到c点的过程中，实心球在重力的方向上通过了一定的距离，所以重力做了功，B符合题意； C. 实心球在最高点b点时，仍有水平方向的速度，速度不为0，动能不能为0，C不符合题意； D. 在实心球从a点运动到b点的过程中，高度增加、速度减小，动能转化为重力势能，D符合题意。 故答案为：ABD. 【分析】动能的大小和物体的质量、速度有关，重力势能的大小和物体的质量、高度有关，物体向下运动时，重力对物体做了功。 14．【答案】A,C,D 【解析】【解答】A.冰壶运动员将冰壶推出后，冰壶由于具有惯性，继续滑行，A符合题意； B.自由滑雪运动员从空中下落的过程中，克服空气阻力消耗了机械能，总机械能会减小，B不符合题意； C.速滑运动员要不断向后蹬地才能保持速度，是运动时，受到了阻力的作用，需要克服阻力才前进，是力在改变物体的运动状态，C符合题意； D.花样滑冰运动员沿曲线滑行时，运动方向在改变，运动状态保持在改变，D符合题意。 故答案为：ACD. 【分析】惯性是物体继续保持原来的运动状态的性质；力是改变物体运动状态的原因。 15．【答案】A,C 16．【答案】动；机械（重力势） 【解析】【解答】解：由题意可知，当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，可以获得更大的速度，将更多的重力势能转化为动能； 而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，此时高度增加，重力势能增大，从而增加了机械（重力势）能。 故答案为：动；机械（重力势）。 【分析】动能大小的影响因素：质量、速度.质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度.机械能：动能和势能的统称.（机械能=动能+势能） 17．【答案】弹性势能,增大,不能 18．【答案】增大；非平衡力 19．【答案】固定不动；弹性势；动 20．【答案】9000；30 【解析】【解答】 解：无人机在上升过程中对餐盒做的功：W=Gh=mgh=6kg×10N/kg×150m=9000J； 无人机水平飞行时，在竖直方向上移动的距离为零，则竖直向上的拉力对餐盒不做功， 根据可得，整个过程无人机的运动时间： 整个飞行过程中无人机对餐盒做功的功率：。 故答案为：9000；30。 【分析】 根据W=Gh=mgh求无人机在上升过程中对餐盒做的功； 根据求整个飞行过程中无人机的运动时间，根据求整个飞行过程中无人机对餐盒做功的功率。 21．【答案】2.4；75%；盘山公路 【解析】【解答】拉力做的功为 对物体做的有用功为 斜面的机械效率为 镊子应用的是杠杆的原理，方向盘应用的是轮轴的原理，盘山公路应用了斜面的原理，故答案为：盘山公路。 【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，根据拉力和斜面差的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率；盘山公路是加长的斜面，可以省力。 22．【答案】50；80% 【解析】【解答】物体通过距离5m，所以绳子自由端面通过距离s=ns物=2×5m=10m 所以拉力做功W=Fs=5N×10m=50J 有用功为W有=fs物=8N×5m=40J 滑轮的机械效率为 【分析】根据动滑轮上的拉力和移动的距离的乘积，计算做功多少；根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。 23．【答案】90；50；5；45 【解析】【解答】（1）根据题意可知，提升该物体做的有用功是：。故该空填”90“； 总功为： 总功的功率是：。故该空填”50“； （2）① 不计绳重和摩擦时：； 则动滑轮重为：。故该空填”5“； ②若重物变为40N，将物体匀速提升1m，此过程拉力F所做的总功为： 。故该空填”45“。 【分析】（1）根据计算提升该物体做的有用功，再根据计算做的总功，最后根据计算做总功的功率； （2）①根据计算动滑轮的重力； ②根据计算拉力做的总功。 24．【答案】匀速；低；83.3% 25．【答案】（1）竖直向上匀速 （2）力的方向；相同 （3）62.9% （4）动滑轮重；物重 （5）C （6）减小摩擦，或加润滑油；减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重 【解析】【解答】（1）由图知，绳子的有效段数为：n＝3，设物体升高h，则绳子自由端通过3h，由表中第6次实验数据：机械效率为： ≈62.9%；由3、4或5、6可以看出，钩码重相同，动滑轮越重，机械效率越低；由3、5或4、6可以看出，动滑轮重相同，钩码越重，机械效率越高；故本实验中影响滑轮组效率的主要原因是动滑轮重和物重；（3）滑轮和轮与轴间的摩擦力大小不同；测拉力时没有使测力计匀速上升，都会造成测量的力不准确，从而使测出的滑轮组机械效率不同，而由 可知，滑轮组的机械效率与钩码被提升的高度无关， 故答案为：C；（4）动滑轮的重力越小、绳重和摩擦越小，动滑轮的机械效率越高，故提高滑轮组的机械效率可以：①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。 故答案为：（1）62.9%；（2）动滑轮重；物重； （3）C；（4）①减小摩擦，或加润滑油；②减轻动滑轮重，或增加物（钩码）重。 【分析】（1）为了保证系统处于平衡状态，应匀速拉动弹簧测力计； （2）中心转轴固定不动的滑轮为定滑轮，定滑轮可以改变力的方向，但不省力； （3）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率； （4）（5）（6）结合表格中的数据分析影响滑轮组机械效率的因素即可，结合选项分析求解即可。 26．【答案】（1）解：空载时观光车对地压力F=G=mg=810kg×10N/kg=8100N 对地压强 答：空载时对地面的压强是8.1×104Pa； （2）解：消耗的电能W电=Pt=5000W×10×60s=3×106J 答：观光车的电动机以额定输入功率匀速直线行驶10min消耗3×106J的电能； （3）解：牵引力做功W牵=Fs=400N×6×103m=2.4×106J 电动机的效率 答：该过程中牵引力做2.4×106J的功，电动机的效率是80%。 【解析】【分析】（1）根据物体的质量计算重力，判断压力的大小；利用压力和受力面积的比值，计算压强； （2）根据电功率和时间的乘积，计算消耗的电能； （3）根据力和距离的乘积，计算做功多少，利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。 27．【答案】 28．【答案】 29．【答案】（1）108；9000 （2）12 （3） 学科网（北京）股份有限公司 $