第十一章 功与机械能 单元练习 -2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

第十一章功与机械能 学校:_姓名:_班级:_考号:_ 一、单选题 1.如图所示,是一场篮球比赛中,某个同学在某次投篮过程的分解动作示意图。第一阶段将篮球举过头顶,第二阶段篮球出手后,在空中继续飞行。关于该同学在这两个阶段手对篮球做功情况,下列说法中正确的是( ) A.只有第一阶段做了功 B.只有第二阶段做了功 C.两个阶段都做了功 D.两个阶段都没有做功 2.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是( ) A.皮球经过A 点和B点时的动能相等 B.皮球从O点到D点的过程中机械能守恒 C.皮球从B点到C点的过程中重力势能一直在变大 D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小不等的黑色圆斑 3.在2022年北京冬奥会上,中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示,如果不计空气阻力,下列说法正确的是( ) A.她从a点运动到c点的过程中,其惯性不断变小 B.她从b点运动到c点,其动能减小但重力势能增加 C.她从a点向b点运动的过程中,其重力势能全部转化为动能 D.她在d点和e点的动能为零,且在d点和e点她的重力势能相等 4.我省首届省级冬季综合性运动会将于2026年1月至2月在榆林举行。如图所示,这是我市运动员在自由式滑雪空中技巧训练时从高空下落时的情景。在加速下落过程中,运动员的动能( ) A.减小 B.增大 C.不变 D.为零 5.如图甲所示,小强在水平地面上用力向右推木箱,推力随时间变化的图象如图乙所示,木箱速度随时间变化的图象如图丙所示,以下对于这一过程的分析中正确的是( ) A.0~1s内木箱没有动,此时推力小于摩擦力 B.1~2s内木箱做匀速运动,小强推力做功10J C.2~3s内木箱做匀速运动,小强做功的功率为8W D.3s后小强撤去推力,木箱此时所受合力为5N,方向向右 6.图甲中一小球从轨道上的A点出发,先后经过轨道上的B、C、D、E四点。图乙是小球在这五个点的动能和重力势能大小情况的示意图,下列说法正确的是( ) A.从A点到E点的过程中,小球的机械能不变 B.从B点到C点的过程中,小球的重力势能减少,动能增加 C.从C点到D点的过程中,小球的动能全部转化为重力势能 D.从A点到E点的过程中,在C点时小球的机械能最大 7.科技带来的优势非常明显,在农业领域,用普通无人机代替人工喷洒农药,可以大大提高喷洒的效率。假定无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行,下列说法正确的是( ) A.喷洒农药的过程中,无人机重力势能不变 B.喷洒农药的过程中,无人机动能不变 C.喷洒农药的过程中,无人机重力势能增大 D.喷洒农药的过程中,无人机机械能减小 8.甲、乙两辆汽车在水平公路上行驶,它们的牵引力,速度,车重,则在相等时间内牵引力做的功为( ) A.3:1 B.6:1 C.12:1 D.24:1 9.如图所示,2025年4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在返回舱减速下降的过程中,下列说法正确的是( ) A.返回舱的重力不做功 B.返回舱的重力势能减小 C.返回舱的动能转化为重力势能 D.返回舱的机械能保持不变 10.利用如图所示的滑轮组在10秒内将重物A沿水平方向移动了2米,已知物体A的重力为500N,拉力F为40N,滑轮组的效率为75%,下列说法正确的是( ) A.物体A在移动的过程中重力做的功为1000J B.物体A受到的滑动摩擦力为160N C.物体A所受的滑动摩擦力做功的功率是18W D.拉力F做的功为180J 二、多选题 11.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 12.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 13.如图,用两个滑轮组(每个滑轮的重力相同)分别提升一个重力为17N的物体A,物体A在2s内均被提升了20cm,拉力如上图所示。下列说法正确的是( ) A.图甲中,绳子自由端移动的距离为60cm B.图乙中,拉力的功率为1.8W C.图甲中,动滑轮由两段绳子吊着 D.图乙中,动滑轮的重力为2N 14.以下四幅图节选自我国古代科技著作《天工开物》,下列说法中正确的是( ) A.图甲“泥造砖坯”中,砖坯对地面的压力和砖坯的重力是一对相互作用力 B.图乙“凿取砌房”中,古人手中的凿子是通过减小受力面积来增大压强的 C.图丙“踏车汲水”中,水被提升到高处,水的重力势能增加 D.图丁“穴取铜铅”中,古人手中所使用的镐,在撬动坚硬的石头时属于费力杠杆 15.某商场中有两种电梯,甲为阶梯式电梯,乙为履带式电梯。如图所示,小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼,该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是( ) A.两种上楼方式,人克服重力做功相等 B.乘甲电梯过程中,电梯对人有摩擦力 C.乘甲电梯过程中,电梯对人的支持力做功为零 D.乘乙电梯过程中,电梯对人的支持力做功为零 三、填空题 16.如图,有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm(不计绳重G和摩擦),此过程克服物体重力做的功为 J,若动滑轮重10N,则F= N。 17.中国女篮获世界杯亚军,振奋全国人民。如图1所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,其在 点动能最大,在 点重力势能最大。图2为它在等高点B和D的能量柱状图,则篮球在B点的机械能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)在D点的机械能。 18.如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮,用来提升同一物体,(不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升,物体重力做功 J,做功 J,做功 J。 19.一个质量为50kg的人,在10s内连续向上跳12个台阶,已知每个台阶的高度为0.2m,则这个人在这段时间内的功率是 W。(g取10N/kg) 20.如图所示,质量为5kg的无人机正在沿着设定路线向斜上方匀速飞行,设定路线的夹角为30 。空气对无人机的力表示正确的是 (选填“F1”、“F2”、“F3”或“F4”),在飞行路程为80m的过程中,无人机克服重力做的功为 J。 四、实验题 21.【实验名称】探究影响重力势能大小的因素。 【猜想】在探究影响重力势能大小的因素时,某同学提出了如下猜想: 猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关。 猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。 猜想三:重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。 【证据】他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,刻度尺一把,体积相同、质量为m的小球三个和质量为2m的小球一个。所用实验装置如图甲、乙所示: 为验证猜想,他首先让质量分别为m、2m的小球A、B从距花泥表面高H处由静止下落,测得A、B小球陷入花泥的深度分别为和,如图甲所示;然后让质量为m的小球C从距花泥表面高3H处由静止下落,质量为m的小球D从距花泥表面高3H的光滑弯曲管道上端由静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计),测得C、D小球陷入花泥的深度均为,且。 【解释】 (1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的; (2)分析图甲所示的实验现象,可得出结论:当物体的运动路径、 相同时, 越大,重力势能越大; (3)分析图乙所示的实验现象,发现两个球运动的路径不同,但陷入花泥的深度相同,由此可知物体的重力势能与物体运动的路径 (选填“有关”或“无关”); (4)比较 两个球,可得出结论:当物体质量相同时,高度越高,物体具有的重力势能越大; 【交流】 (5)本实验中主要采用的实验方法有转换法和 法; (6)由B、C两个球不能探究重力势能的大小与质量的关系,理由是没有控制 。 五、综合题 22.图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小,小明进行了实验测量。如图乙,他设置了与通道坡度相同的斜面,确定了与A点沿斜面相距1m处的B点。 (1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象,进行了如下操作: ①测出小车重为2.0N; ②将弹簧测力计与斜面平行放置,沿斜面方向匀速直线拉动小车,弹簧测力计示数如图乙所示为 N; ③将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为 J;此时,该斜面的机械效率为 ; 结论:斜面可以省 (选填“力”“距离”或“功”); (2)在小车上逐渐添加重物,重复上述实验,计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1;重力做的有用功为W2,并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像,如图丙图线a和b所示。 ①由图像可知:用该通道斜面提升物体的机械效率与物重 (选填“有关”或“无关”); ②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的相同。若母亲的质量为55kg,所坐的轮椅质量为15kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时,母亲的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”),力F的大小为 N。 学科网(北京)股份有限公司 《第十一章功与机械能》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D B B C B D C B C 题号 11 12 13 14 15 答案 AD BD AB BC AD 1.A 【详解】做功的必要条件是必须要有力作用在物体上,第二是必须在力的方向上移动距离,第一阶段两个都满足,故第一阶段做了功,而第二阶段篮球离开了手,没有了力,仅仅是由于惯性,篮球继续向前运动,故这个阶段没有做功,故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 2.D 【详解】AB.如图所示,皮球弹跳高度越来越低,可知机械能逐渐减小,机械能是动能与势能之和,A点、B点高度相同,即重力势能相同,则A点动能大于B点动能,故AB错误; C.皮球从B点到C点的过程中高度先增大后降低,重力势能先增大后减小,故C错误; D.皮球在M和N点撞击地面时,动能不同,根据转换法,若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小不等的黑色圆斑,故D正确。 故选D。 3.B 【详解】A.惯性的大小只与质量有关,她从a点运动到c点的过程中,其质量不变,则惯性不变,故A错误; B.她从b点运动到c点过程中,其质量不变、速度减小,所以其动能减小;她的质量不变,高度变大,重力势能变大,故B正确; C.她从a点向b点运动的过程中,其质量不变、速度增大、高度减小,其重力势能大部分转化为动能,由于受到雪地的摩擦力,还会有一部分转化为内能,故C错误; D.d点是落地点,人有较大的速度,此时她的动能较大,所以她在d点的动能不为零;e点为停止点,动能为零,d点和e点的高度不同,重力势能不同,故D错误。 故选B。 4.B 【详解】运动员在加速下落过程中,质量不变,速度增大,运动员的动能增大,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。 5.C 【详解】A.0~1s内木箱没有动,此时箱子受到向右的推力,有向右运动的趋势,所以受到向左的静摩擦力,是二力平衡现象,推力与静摩擦力是一对平衡力,大小相等,故A错误; B.由图丙可知,在1~2s内,随着时间的增加,木箱的速度逐渐变大,是加速运动,故B错误; C.由图乙可知,在2~3s内,木箱受到的推力,由图丙可知,在2~3s内,木箱以的速度做匀速直线运动,所以此时间段内,小强做功的功率 故C正确; D.由图丙可知,在2~3s内,木箱受到推力与滑动摩擦力,并以的速度向右做匀速直线运动,是二力平衡现象,由图乙可知,在2~3s内,木箱受到的推力,所以此时滑动摩擦力 当3s后小强撤去用力,由于木箱具有惯性,要继续向右滑行,所以此时木箱在水平方向只有滑动摩擦力的作用,故此时受到的合力 方向向左,故D错误。 故选C。 6.B 【详解】设图乙中每小格能量为E0,机械能为动能、势能之和; A.从A点到E点的过程中,如图乙,A点小球机械能为8E0,E点小球机械能为6E0,是由于有阻力的原因,机械能减小,故A错误; B.从B点到C点的过程中,小球高度减小,重力势能减小,由图乙,小球动能增大,故B正确; C.从C点到D点的过程中,由图乙,在D点时小球动能不为0,小球的动能没有全部转化为重力势能,故C错误; D.从A点到E点的过程中,机械能一直减小,因此在A点时小球的机械能最大,故D错误。 故选B。 7.D 【详解】AC.已知重力势能的大小与物体的质量及物体所处的高度有关,由于无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行,所以无人机所处高度不变,质量减小,其重力势能减小,故AC错误; B.已知动能的大小与物体的质量及物体的速度有关,由于无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行,所以无人机的速度不变,质量减小,其动能减小,故B错误; D.物体的动能和势能统称为机械能,由于无人机在喷洒农药的过程中是在同一高度匀速飞行,无人机的速度及所处高度都不变,因为无人机质量的减小,其动能减小,重力势能减小,两者的和也减小,所以无人机的机械能减小,故D正确。 故选D。 8.C 【详解】由知,相等时间内,甲、乙两辆汽车在水平公路上移动的距离之比 牵引力做的功之比 故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 9.B 【详解】A. 减速降落阶段返回舱在重力的方向上通过了距离,所以重力对返回舱做了功,故A错误; BCD. 由题意知,返回舱下降速度急剧减小,这一过程中返回舱的质量不变、高度减小,重力势能减小;速度减小,动能减小,所以机械能减小,此过程中动能没有转化为重力势能,故B正确,CD错误。 故选B。 10.C 【详解】A.在物体A移动的过程中,重力方向与物体运动方向垂直,所以重力不做功,即重力做功,故A错误; B.由图可知,动滑轮上绳子的股数,根据 可得,物体A所受的摩擦力,故B错误; C.摩擦力做功的功率为,故C正确; D.绳子自由端移动的距离 自由端拉力做功为,故D错误。 故选C。 11.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。 12.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。 13.AB 【详解】AC.图甲中绳子的有效段数,则绳子自由端移动的距离,故A正确,C错误; B.图乙中绳子的有效段数,绳子自由端移动的速度,由公式可知,拉力做功的功率,故B正确; D.若不计绳重和摩擦,图乙中,由可知,动滑轮的重力,若计绳重和摩擦,则动滑轮的重力小于1N,故D错误; 故选AB。 14.BC 【详解】A.图甲“泥造砖坯”中,砖坯对地面的压力作用在地面上,砖坯的重力作用在砖坯自身上,这两个力方向都是竖直向下的,所以不是一对相互作用力,故A错误; B.图乙“凿取砌房”中,古人手中的凿子是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故B正确; C.图丙“踏车汲水”中,水被提升到高处,水的质量不变,高度增加,故重力势能增大,故C正确; D.图丁“穴取铜铅”中,古人手中所使用的镐,在撬动坚硬的石头时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D错误。 故选BC。 15.AD 【详解】A.两种方法中,货物的重力G相同、被提高的高度h也相同,由W有=Gh可知,两种方法做的有用功相等,故A正确; B.根据题意可知,甲图中人与电梯之间没有相对运动,也没有相对运动趋势,故与电梯之间没有摩擦力,故B错误; CD.甲中,支持力竖直向上,物体的支持力方向上移动了距离,故支持力做功,乙中支持力垂直于电梯,在支持力方向上没有移动距离,故支持力不做功,故C错误,D正确。 故选AD。 16. 20 210 【详解】[1]此过程克服物体重力做的功为 [2]若动滑轮重10N,则 17. A C 大于 【详解】[1]如图1所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到C点,动能转化为势能,A点的动能大于B点、C点动能,从C点到D点势能转化为动能,篮球在空中依次从A点运动到D点,篮球克服空气阻力做功,机械能减小,A点与D点相比,A的机械能大于D点机械能,A点的高度低于D点,故A点的重力势能小于D点,故A点的动能大于D点动能,故A点的动能最大。 [2]篮球从A点运动到D点,篮球的质量不变,C点的高度最高,故C点的重力势能最大。 [3]分析图2可知,B点的和D点的重力势能相同,B点的动能大于D点的动能,机械能是动能与势能之和,故篮球在B点的机械能大于D点的机械能。 18. 400 400 400 【详解】[1][2][3]要使物体竖直匀速提升,物体重力做功为 不计绳重、轮重和摩擦,则有用功等于总功,所以、做功均为 19.120 【详解】做的功为 则这个人在这段时间内的功率为 20. F2 2000 【详解】[1]质量为5kg的无人机正在沿着设定路线向斜上方匀速飞行时,受力平衡,重力和空气对无人机的力是一对平衡力,重力竖直向下,则空气对无人机的力竖直向上,所以空气对无人机的力表示正确的是F2。 [2]路线的夹角为30 ,根据数学知识可知,在飞行路程为80m的过程中,无人机上升的高度为 则无人机克服重力做的功为 21.(1)小球陷入花泥中的深度 (2) 高度 质量 (3)无关 (4)A、C (5)控制变量 (6)下落高度相同 【详解】(1)小球的重力势能难以直接观察,可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映,利用了转换法。 (2)[1][2]分析图甲所示的实验现象,两球高度相同,质量不同,质量大的陷入花泥中更深,根据控制变量法,可得出结论:当物体的运动路径、高度相同时,质量越大,重力势能越大。 (3)分析图乙所示的实验现象,质量和高度相同,两个球运动的路径不同,陷入花泥的深度相同,由此可知物体的重力势能与物体运动的路径无关。 (4)根据控制变量法,探究重力势能大小与高度的关系时,应保持质量相同,高度不同,故应选择A、C两球进行实验。 (5)小球的重力势能难以直接观察,可以观察小球陷入花泥中深度来间接反映,利用了转换法,重力势能的大小与质量和高度有关,每次只探究其中一个,另一个保持相同,应用了控制变量法,故本实验中主要采用的实验方法有转换法和控制变量法。 (6)探究重力势能的大小与质量的关系,根据控制变量法,应保持高度相同,质量不同,B、C两个球质量不同,下落高度也不相同,故不能完成探究重力势能的大小与质量的关系实验。 22.(1) 0.3 0.3 60% 力 (2) 有关 不变 105 【详解】(1)[1]由图可知,弹簧测力计的分度值是0.02N,弹簧测力计的示数为F=0.3N [2]将小车从A点拉到B点的过程中,s=1m,拉力做的功为 [3]利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为 该斜面的机械效率为 [4]因为拉力为0.3N,小于重力2.0N,故斜面可以省力。 (2)[1]由图像可知,物重增大时,总功W1和有用功W2的比值变化,故机械效率与物重有关。 [2]轮椅匀速上坡,速度不变、质量不变,故母亲的动能不变。 [3]这位母亲和所坐的轮椅总重力为 中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的有用功为 由得,中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的总功为 由W=Fs得,力的大小为 学科网(北京)股份有限公司 $