专题01 功与机械能（期末专项训练）九年级物理上学期新教材沪粤版

专题01 功与机械能 一、单选题 1．(24-25九上·江苏连云港·期末)下列事例中，人对物体不做功的是（   ） A．运动员举起杠铃 B．运动员用脚踢足球 C．工人师傅使用滑轮把箱子提起来 D．学生背着书包在水平路面上行走一段距离 【答案】D 【解析】A．运动员举起杠铃，对杠铃施加了一个竖直向上的力，杠铃向上移动了距离，运动员对杠铃做了功，故A不符合题意； B．运动员用脚踢足球，运动员给足球一个力的作用，足球在力的方向上通过一定的距离，运动员对足球做功，故B不符合题意； C．工人师傅使用滑轮把箱子提起来，滑轮对箱子有向上的拉力，又有向上的距离，力对物体做功，故C不符合题意； D．学生背着书包在水平路面上行走，学生对书包施加了一个竖直向上的力，但在竖直方向没有移动距离，学生对书包没有做功，故D符合题意。 故选D。 2．(24-25九上·吉林长春新解放学校初中部·期末)如图所示，扫地机器人采用刷扫和真空方式，将地面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒。当扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，关于扫地机器人，下列说法不正确的（　　） A．动能不变 B．机械能变大 C．对地面压力变大 D．摩擦力变大 【答案】A 【解析】AB．扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，速度不变，但会不断吸纳杂物导致自身总质量逐渐增大，动能随质量增大而变大。机器人在水平地面运动，高度不变，重力势能不变，因此总机械能变大，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意； CD．扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，机器人对地面的压力等于重力，摩擦力的大小与压力和接触面粗糙程度有关。此过程中，机器人不断吸纳杂物导致自身总质量逐渐增大，总重力变大，机器人对地面的压力变大，接触面粗糙程度一定，摩擦力因此也变大，故CD正确，不符合题意。 故选A。 3．(24-25九上·江苏南通海门区海南中学·期末)在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑甲、乙，如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路是（　　） ①球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大    ②球的形变量较大，在地面上形成的圆斑较大 ③球下落过程中重力势能转化为动能     ④球在较高处具有较大的重力势能     ⑤球在接触地面前具有较大的动能 A．②①⑤④③ B．②④③⑤① C．④③⑤①② D．④⑤③①② 【答案】C 【解析】重力势能的大小与高度和质量有关，球的质量不变，高度越高，具有的重力势能越大；球在下落的过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能；球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则球的形变越大，与地面的接触面积越大，在地面上形成的圆斑较大；综上分析可知，从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑，若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路应该是④③⑤①②，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选 C。 4．(24-25九上·江苏南通海门区海南中学·期末)如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】C 【解析】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒，故小球从O点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O点等高的c点，因为a、c两点高度相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．(24-25九上·陕西西安创新港中学·期末)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。若鼎在水中时，两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、。下列说法正确的是（　　） A．鼎在水中时，鼎受到的拉力为 B．图中的滑轮能起到省力的作用 C．图中的滑轮不能改变力的方向 D．当鼎完全从水中提出后，滑轮的机械效率将变小 【答案】A 【解析】ABC．图中的这种滑轮是定滑轮，不能起到省力的作用，只能改变动力的方向，鼎在水中时，鼎向上受到两个拉力作用，所以鼎受到的拉力之和为F1+F2，故A正确，BC错误； D．假设鼎在水中和从水中提出后上升的高度相同，鼎在水中时，有用功为W有1=(G-F浮)h 当鼎完全从水中提出后，没有受到浮力，有用功为W有2=Gh 所以有用功变大，额外功不变，由 可知滑轮的机械效率变大，故D错误。 故选A。 二、多选题 6．(24-25九上·江西九江·期末)如图甲所示，粗糙程度不变的水平地面上，物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．，物体运动路程为 B．，拉力的功率为 C．时，物体受到摩擦力等于 D．拉力为时，物体做匀速直线运动 【答案】BC 【解析】A．由丙图可知，4~6s物体做匀速直线运动，速度为，运动时间为2s，物体运动路程为，故A错误； B．4~6s物体做匀速直线运动，速度为，拉力的大小为4N，则拉力F的功率为，故B正确； C．由丙图可知，时，物体做加速运动，受滑动摩擦力，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，因此时物体受到摩擦力与匀速直线运动时的摩擦力相同，根据二力平衡知识可知，匀速直线运动时物体受到的摩擦力等于拉力，为4N，故时，物体受到摩擦力也等于，故C正确； D．由图可知，在2~4s拉力为6N，物体速度不断增大，做加速运动，故D错误。 故选BC。 7．(24-25九上·吉林长春新解放学校初中部·期末)如图是一辆汽车式起重机，它由起重臂臂体、支腿、旋转机构、变幅机构、配重等组成。起重臂可以升降、伸缩和旋转，能够实现多种工作状态。关于汽车式起重机下列说法正确的是（    ） A．起重臂相当于省力杠杆，可以省功 B．安装动滑轮是为了改变力的方向 C．起重机提起的货物质量越大，滑轮组的机械效率越高 D．汽车式起重机安装宽大的轮胎，可以减小对地面的压强 【答案】CD 【解析】A．起重臂在使用时，动力臂小于阻力臂，它是一个费力杠杆，费力杠杆虽然费力，但可以省距离。根据功的原理，使用任何机械都不省功，只能省力或改变力的方向，故A错误； B．动滑轮的主要作用是省力，而不是改变力的方向，改变力的方向通常是定滑轮的作用，故B错误； C．滑轮组的机械效率是有用功占总功的比例，在起重机提起货物的过程中，有用功是提升货物所做的功，总功包括提升货物和克服滑轮组自身重力等额外阻力所做的功之和，当提起的货物质量越大时，有用功在总功中所占的比例就越大，因此滑轮组的机械效率就越高，故C正确； D．汽车式起重机安装宽大的轮胎，主要是为了在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强，故D正确。 故选CD。 三、填空题 8．(24-25九上·广西玉林·期末)一辆汽车在平直公路上匀速行驶，100s时通过的路程，其牵引力为，则其牵引力做的功为 J，牵引力的功率为 W。 【答案】 【解析】[1]牵引力为，运动的路程为500m，则牵引力做的功为 [2]根据可得，牵引力的功率为 9．(24-25九上·湖北荆楚联盟·期末)近年来风能和太阳能发电逐渐增多，为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，如图所示，用电低峰时，电动机将重物提升至高处，将 能转化为 能；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。 【答案】 电 机械/重力势 【解析】[1][2]用电低谷时，电动机工作，消耗电能，将重物提升至高处（重物的高度增加，重力势能增大），这个过程是将电能转化为机械能（或重力势能）。 10．(24-25九上·广东东莞东城区联考·期末)为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中推力做的功为 J，克服人和轮椅重力做的功为 J，斜面的支持力对轮椅做的功为 J。 【答案】 1600/ 1200/ 0 【解析】[1]推力做的功为 [2]克服人和轮椅重力做的功为 [3]支持力的方向垂直于斜面向上，轮椅沿斜面运动时，在支持力方向上没有移动距离，即支持力对轮椅做的功为0。 11．(24-25九上·安徽六安清水河学校等·期末)如图所示，一动滑轮下端悬吊一个重100N的物体G，滑轮重2N，在拉力F的作用下使物体G在2s内上升了4m，不计绳的重力和摩擦，该过程拉力F做功的功率为 W。 【答案】202 【解析】由图可知，该动滑轮的特殊使用方法，此时拉力 物体上升高度，则拉力移动的距离 拉力做的功 拉力F做功的功率 12．(24-25九上·广东东莞袁崇焕中学·期末)小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m，松开手后，又滑行2m，在整个过程中重力做功 J，推力做功 J，推力做功的功率为 W。 【答案】 0 150 15 【解析】[1]购物车在水平地面上运动，购物车在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即做功为0J。 [2]松手后购物车由于惯性继续滑行2米，此过程推力不做功，则在整个过程中推力做功 [3]推力做功的功率 13．(24-25九上·江西南昌南昌二中集团校初中部考试·期末)“建设新时代，农民丰收忙。”如图所示是秋收时的场景，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中斜向上的传送带属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”），使用该装置做的有用功 （选填“大于”“小于”或“等于”）总功。 【答案】 斜面 小于 【解析】[1]传送带斜向上拉小麦，这装置属于斜面，利用斜面可以省力。 [2]使用任何机械，机械效率都不可能为百分之百，总会有额外功，故有用功一定会小于总功。 四、实验题 14．(24-25九上·广东东莞袁崇焕中学·期末)在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 0.5 10 0.4 30 41.7% 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 0.5 10 0.5 40 25.0% 4 1.5 10 0.7 40 53.6% (1)实验时，应竖直向上 拉动滑轮组；根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 （选填“甲”或“乙”）滑轮组。 (2)通过比较 两次实验数据可以得出：同一滑轮组，物重越大，机械效率 （选填“越大”“越小”或“不变”）。 (3)在忽略摩擦和绳重的前提下，通过第四次数据可算出动滑轮的总重为 N。 【答案】(1) 匀速 甲 (2) 1、2 越大 (3)1.3 【解析】（1）[1]实验中，当竖直向上匀速拉动滑轮组时，系统处于平衡状态，测力计示数稳定，便于读数。 [2]由甲、乙两图可知，根据表中数据可知，承担重物的绳子股数分别为n甲=3，n乙=4。物体上升的距离为h=10cm，绳端移动的距离s=30cm，所以承担重物的绳子股数为 所以第一次实验所选择的是甲滑轮组。 （2）[1][2]因第2次实验中，承担重物的绳子股数为 故1、2两次实验都是用甲装置做的，故第2次实验提起的物体更重，机械效率更大，所以由第1、2两次实验可得出结论：同一滑轮组，物重越大，机械效率越大。 （3）第4次实验中，克服物体重力所做的有用功W有=Gh=1.5N×0.1m=0.15J 所做的总功为W总=Fs=0.7N×0.4m=0.28J 所做的额外功W额=W总-W有=0.28J-0.15J=0.13J 忽略摩擦和绳重的前提下，通过第四次数据克服动滑轮的总重力做的额外功W额=0.13J，动滑轮的总重力为 15．按要求完成下列填空； (1)为了探究动能与质量的关系，楚楚设计的实验装置如图甲所示。实验过程如下：质量为、的两小球从斜面上同一高度下滑，。两小球撞击放在水平面上的木块，由于在水平面上滚动一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚楚根据这次实验情况得出结论：物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论 （选填“不符”或“相符”），请你评估他实验中的不足： 。 (2)图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，松手后小球被弹开，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (3)图丙是探究物体重力势能与哪些因素有关的实验装置，三个相同木桩在沙中所处的初始深度 （选填“相同”或“不同”），a、b、c三个物体的质量关系为。图丙中b、c两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明b、c两物体的初始重力势能相同。 (4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了图丁所示的设计方案图，李工上交了图戊所示的设计方案图。若你是此公司代表，你将选择图 的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由： 。 【答案】(1) 不符 没有控制水平面上木块的起点位置相同 (2)不能 (3) 相同 能 (4) 戊 火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能，可以降低车速，容易刹车 【解析】（1）[1]我们已知的结论是在物体运动速度一致的情况下，物体的质量越大，动能越大。楚楚根据实验情况得出结论与我们已知的结论是不相符的。 [2]控制变量法进行实验探究时，应遵循单一变量原则，观察图甲会发现，两次实验时木块放在水平面上的起点位置不同，会影响实验结论的准确性。 （2）假如水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律可知，此时水平面上的木块在被撞击后会一直做匀速直线运动，而不会停止下来，我们就无法通过判断木块在被撞击后滑动的距离比较动能和质量的关系。 （3）[1]控制变量法进行实验探究时，应遵循单一变量原则，在探究物体重力势能与哪些因素有关的实验中，为了能通过木桩扎入沙坑的深度来准确反映物体重力势能的大小，需要控制木桩的初始条件相同，所以三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同。 [2]重力势能的大小通过木桩扎入沙坑的深度来体现，b、c两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，说明b、c两物体对木桩做的功相同，也就意味着b、c两物体的初始重力势能相同，所以能说明。 （4）[1][2]选择图戊所示的设计方案；因为火车进站时为安全考虑，需要减缓行驶速度，图戊火车站进站段火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能，可以降低车速，容易刹车，更安全。 五、计算题 16．(24-25九上·江苏连云港·期末)如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，现用它匀速起吊质量为的物体时，滑轮组的机械效率是，物体上升所用的时间为，g取。求： (1)使物体上升，所做的有用功； (2)拉力F的功率； (3)绳端的拉力F是多大。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）物体的重力为 起重机所做的有用功为 （2）根据滑轮组的机械效率公式，可得拉力做的总功为 拉力F的功率为 （3）由图可知，承担物重的绳子段数 绳端移动的距离为 绳端的拉力F为 17．(24-25九上·广东惠州惠城区第五中学·期末)如图甲所示是红花湖正门的图片，这是一个大斜坡，图乙是其简图。一辆重为的小型货车从山底开上山顶，牵引力保持不变，匀速爬上高、长的斜坡，求： (1)汽车爬坡时有用功； (2)汽车上坡时的机械效率。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）汽车爬坡时有用功 （2）总功为 则汽车上坡时的机械效率 18．(24-25九上·江苏南通海门区·期末)如图所示的滑轮组下挂一重为45N的物体，现用20N的拉力F在4s内将物体匀速提升2m。求： (1)此过程中所做的有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)当克服摩擦和绳重所做的功为总功的5%，动滑轮的重力。 【答案】(1)90J (2)75% (3)12N 【解析】（1）此过程中所做的有用功 （2）由图可知，动滑轮上的绳子段数，拉力端绳子移动的距离 拉力做的总功 滑轮组的机械效率 （3）由题意可得，克服摩擦和绳重所做的额外功 克服动滑轮重做的额外功 根据可得，动滑轮的重力 六、综合题 19．(24-25九上·陕西西安爱知初级中学·期末)如图所示为建筑工地施工现场使用的提升装置，工人用该装置将质量为的建筑材料匀速提升了，用时。电动机的输出功率恒定为，不计绳重和摩擦。求： (1)若用该装置提升质量更大的物体，其机械效率将 （选填“增大”“不变”或“减小”）； (2)内电动机输出的总功 ； (3)此时滑轮组的机械效率 。 【答案】(1)增大 (2) (3) 【解析】（1）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 由该式可知，若用该装置提升质量更大的物体，即提升的物体重力G变大，则其机械效率将增大。 （2）电动机输出的总功 （3）有用功为 则此时滑轮组的机械效率 七、科普阅读题 20．(24-25九上·广东东莞可园中学·期末)阅读短文，回答文后的题目。 目前，国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准是体质指数，即身体质量指数（），缩写为，考虑了体重和身高的综合因素，可反映全身性超重和肥胖状况。 计算公式为：（体重单位：，身高单位：） 《国家学生体育健康标准》将学生体重指数（）分成四个等级：正常、低体重、超重、肥胖、低体重者建议加强营养，多吃高蛋白食物，保持一定时间的睡眠，超重者或肥胖者建议以控制饮食和增加运动为主来减轻体重。3月12日，国家体育总局局长高志丹发出号召，“让更多的孩子们跑起来、动起来、跳起来”。 学生体重指数（）等级表（单位：） 男生 女生 等级 七年级 八年级 九年级 七年级 八年级 九年级 正常 15.5－22.1 15.7－22.5 15.8－22.8 14.8－21.7 15.3－22.2 16.0－22.6 低体重 超重 22.2－24.9 22.6－25.2 22.9－26.0 21.8－24.4 22.3－24.8 22.7－25.1 肥胖 步频是指跑步时，每分钟脚落地的次数，步幅则是指相邻两步的距离。当步频越慢，步幅越大时，着地点越远离重心，小腿与地面锐角越小，分解后的水平摩擦力就越大，身体容易因此受到伤害，慢步频跨大步跑导致着地点远离身体重心投影点，自然使得身体重心经过脚踩的时间增加，因为从着地到重心经过支撑脚上方这一过程都属于减速阶段。只有当身体重心完全通过支撑脚的上方，身体才会从减速变成加速，慢步频所引发的一系列效应使得刹车增加。此外，慢步频大步幅还意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性。在速度没那么快的情况下，小步快跑更加适合大众跑者。所以，“管住嘴，迈开腿”，大家一起向着健康的生活方式努力！ (1)某九年级男生质量，身高，他的体重指数处于 等级。 (2)为了增强体质，某同学定期的进行跑步训练。一次该同学用运动手环记录了自己跑步的数据。平均步频180步/分钟，平均步幅，分析可知：他本次跑步的平均速度为 。 (3)跑步的时候，脚上穿着运动跑鞋，跑起来时要克服鞋的重力对鞋做功，于是他想测一下跑步时对鞋做功的功率： A．该同学已有运动手环，刻度尺，则他还需要准备一样测量工具是 。 B．若测得每只鞋质量为，跑步时每次脚抬起的高度为，则他跑步时，所用时间为，则他对鞋做功的功率 （用题目中所给的物理量符号填写表达式）。 (4)对于普通大众跑者来说，为了能够健康有效锻炼，在跑步过程中，对步幅和步频的建议是步幅尽量 （选填“较大”或“较小”）同时步频尽量 （选填“较快”或“较慢”）。 【答案】(1)超重 (2)10.8 (3) 天平 (4) 较小 较快 【解析】（1）根据计算公式，他的体重指数为 该九年级男生体重指标满足 故他的体重指数处于超重等级。 （2）步频是指跑步时，每分钟脚落地的次数，步幅则是指相邻两步的距离，该同学每分钟跑步的路程为 他本次跑步的平均速度为 （3）[1][2]该同学对鞋子做功的功率 故在此实验过程中，还需要测量鞋的质量，因此还需准备的测量工具是天平。 （4）[1][2]由短文内容可知，慢步频大步幅还意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性。在速度没那么快的情况下，小步快跑更加适合大众跑者，因此应用较小步幅较快步频跑动。 一、单选题 1．如图所示的小型起重机将1000N的重物在20s内竖直向上匀速提升4m，然后在10s内将重物水平匀速移动4m，最后放到平台上。不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　） A．第一阶段的有用功为4000J B．第二阶段重力做的功为4000J C．第一阶段绳子自由端移动了4m D．第二阶段重力做功的功率为400W 【答案】A 【解析】A．第一阶段：将1000N的重物在20s内竖直向上匀速提升4m，克服物体重力做有用功，所以有用功为 故A正确； BD．第二阶段：重力方向竖直向下，而物体水平移动，没有在重力方向上移动距离，故第二阶段重力做功为0J，重力做功功率为0W，故BD错误； C．第一阶段：由图可知，绳子股数，物体提升4m，绳子自由端移动的距离为 故C错误； 故选A。 2．如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端、移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），下列选项正确的是（　　） A．两钩码上升的高度相同 B．乙滑轮组钩码上升速度大 C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等 【答案】D 【解析】AB．由图可知，甲装置通过动滑轮的绳子段数为，乙装置通过动滑轮的绳子段数为 由绳端移动距离与物体上升高度的关系可知，， 又因时间相等及可知，，，故AB错误； C．甲滑轮组的总功，乙滑轮组的总功，甲滑轮组的总功比乙多，故C错误； D．甲滑轮组的有用功 乙滑轮组的有用功 则甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 故两滑轮组的机械效率相等，故D正确。 故选D。 3．这个夏天，“赣超”火爆江西，如图甲所示是某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图乙是该足球落地后弹跳的过程，关于以上两过程下列说法正确的是（　　） A．图甲中足球从P点移动至Q点的过程中，球员对球做了功 B．图甲中足球在P点的动能大于Q点的动能 C．图乙中A、C两点为同一高度，A点的机械能等于C点的机械能 D．图乙中足球在从B点移动至D点过程中，足球的动能转化为重力势能 【答案】B 【解析】A．图甲中足球从P点移动到Q点的过程中，球员没有对球施加力，所以对球不做功，故A错误； B．图甲中足球从P点运动到Q点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，所以图甲中足球在P点的动能大于Q点的动能，故B正确； C．由图可知，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A点的机械能大于C点的机械能，故C错误； D．图乙中足球在从B点移动至D点过程中，足球的速度越来越快，动能增大，高度越来越低，重力势能减小，所以足球的重力势能转化为动能，故D错误。 故选B。 4．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的重物，所用的竖直拉力为250N，重物上升的高度为10m，用时50s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮既能省力，又能省功 B．工人所做的有用功为8000J C．工人所用拉力的功率为100W D．动滑轮的机械效率为83.3% 【答案】C 【解析】A．根据功的机械原理，使用任何机械都不能省功，故A错误； B．提升重物所做有用功为，故B错误； C．由图可知，该滑轮为动滑轮，承担物重的绳子段数n=2。绳子自由端移动的距离s=nh=2×10m=20m 拉力做的总功 拉力的功率，故C正确； D．动滑轮的机械效率，故D错误。 故选C。 5．如图所示，滑轮组甲和乙的每个滑轮的质量相同，绳自由端拉力分别为F甲和F乙，相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，物重分别为G甲和G乙，F甲和F乙所做功的功率分别为P甲和P乙，机械效率分别为η甲和η乙，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．若G甲=G乙，则η甲<η乙，P甲=P乙 B．若G甲=G乙，则η甲=η乙，P甲>P乙 C．若F甲=F乙，则η甲<η乙，P甲<P乙 D．若F甲=F乙，则η甲>η乙，P甲>P乙 【答案】D 【解析】AB．当时，因为不计绳重和摩擦，根据可知，当动滑轮重力相等，甲乙两物体的重力相同时，所以滑轮组的机械效率相等，即；相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，拉力做功等于克服动滑轮重力做的额外功加上克服物体重力的有用功，两图中物体的重力相同，动滑轮的重力相同，物体和动滑轮上升高度相同，所以有用功和额外功都相同，即拉力所做的总功相同，做功时间相同，根据可得，拉力做功的功率相同，即，故AB错误； CD．当时，因为不计绳重和摩擦，根据可知，物重为 由图可知甲图中绳子段数为，乙图中绳子段数为，而拉力与动滑轮重均相等，则物重；根据可知，当，时，可得滑轮组的机械效率；相同时间内使物体匀速升高相同的高度，根据速度公式可知物体上升的速度相同；由图可知，绳子段数分别为，，则两滑轮组绳端移动的速度分别为，，而，则根据可知，拉力做功的功率关系为，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 6．如图所示，一辆卡车在平直公路上匀速行驶，速度为72km/h，发动机的实际功率为180kW，行驶的时间为2h。这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．发动机做的功为360J B．卡车的牵引力为 C．卡车行驶的路程为144m D．卡车受到的阻力为 【答案】BD 【解析】A．由W=Pt可知，这个过程中，发动机做的功为W=Pt=180×103W×2×3.6×103s=1.296×109J 故A错误； B．卡车的速度为 根据可得，卡车的牵引力为 故B正确； C．根据可得，卡车行驶的路程为 故C错误； D．卡车匀速行驶，处于平衡状态，根据二力平衡条件可得，卡车受到的阻力为 故D正确。 故选BD。 7．如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力大小为500N，物体向上移动的速度为1m/s，工人的质量为80kg，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）（） A．此时拉力的功率为1200W B．此时该滑轮组的机械效率为83.3% C．利用这个滑轮组来提升物体时，滑轮组的最大机械效率为87.5% D．当人提起另一个重为600N的物体时，人对地面的压力为500N 【答案】CD 【解析】A．该滑轮组绳子承重股数为3，物体向上移动的速度为1m/s，则绳子移动的速度为 根据可知，拉力的功率为 故A错误； B．滑轮组的机械效率： 故B错误； C．不计绳重和摩擦，根据（其中为动滑轮重力），可得动滑轮的重力 工人的质量，则工人的重力 人能提供的最大拉力 由可得，提升的最大物重 则滑轮组的最大机械效率 故C正确； D．当提起重为的物体时，此时的拉力 人对地面的压力 故D正确。 故选CD。 三、填空题 8．如图所示，用一块直木板将重500N的箱子匀速拉上平台。已知拉力为400N，箱子沿板移动了2m，升高1m，上移过程中拉力做的总功为 J，斜面的机械效率为 %，斜面对木块的摩擦力的大小为 N。 【答案】 800 62.5 150 【解析】[1]上移过程中拉力做的总功 [2]有用功 则斜面的机械效率 [3]额外功 则斜面对木块的摩擦力的大小为 9．小华搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小华对桌子 （选填“做了”或“没有做”）功，小梅同学用10N的水平力推动水平地面上重50N的桌子匀速直线前进4m，此过程推力所做的功为 J，重力做功 J。 【答案】 没有做 40 0 【解析】[1]作用在物体上的力，物体沿力的方向移动一段距离，这个力做了功；小华搬桌子，虽然对桌子有力的作用，但桌子没有在力的方向上通过一定的距离，小华对桌子没有做功。 [2]小梅同学的推力对桌子所做的功为 [3]桌子在重力方向上没有移动距离，所以重力没有做功，故重力做功为0J。 10．如图是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”。利用该“车梯”在拉力F作用下将重为G的物体匀速提升高度为h，则该“车梯”的机械效率为 ×100%（本小题用题中字母表示）；若要提高“车梯”的机械效率，请提出一条合理的建议： （选填序号“①减小提升物体的重力”或“②减小动滑轮的重力”）。 【答案】 ② 【解析】[1]由图可知，拉力F做的有用功为 动滑轮上绳子的根数为n=4，则拉力F做的总功为 则该“车梯”的机械效率为 [2]根据可知，提高机械效率可以增加物重以增大有用功，或者减小动滑轮的重量以减小额外功，故选②。 11．男生引体向上是我市中考体育考试必选项目。如果要测某同学引体向上的功率，需要的测量工具有体重计、 和 。若某同学在1min内做了10个引体向上，每次向上移动50cm，他的质量为60kg，则该同学每做一次引体向上所做的功为 J，整个过程中的平均功率为 W。(g取10N/kg) 【答案】 刻度尺 秒表 300 50 【解析】[1][2]由可知，实验中需要测量同学的质量，上升高度和引体向上的时间，所以实验中需要的测量工具有体重计、刻度尺、秒表。 [3]该同学每做一次引体向上所做的功为 [4]整个过程中的平均功率为 12．氢气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氢气球的动能 ，重力势能 ，机械能 。（三空均选填“增大”“不变”或“减小”） 【答案】 不变 增大 增大 【解析】[1]氢气球匀速上升，质量不变、速度不变，因此动能不变。 [2]质量不变、高度增大，因此重力势能增大。 [3]机械能是动能与势能的总和，动能不变、重力势能增大，因此机械能增大。 13．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，BC段过山车的重力势能主要转化为过山车的 能。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）的。 【答案】 C 动能 变小 【解析】[1]动能的大小可通过图乙中 “动能柱形图” 的高度判断：C点对应的动能柱形图高度最高，因此从C点动能最大。 [2]由图甲和图乙可知，BC段过山车下降，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能主要转化为过山车的动能。 [3]机械能是物体动能和重力势能总和。观察图乙中 B、C、D、E点的 “动能 + 重力势能” 总和：B点的总能量（动能 + 重力势能）大于 C、D、E点，说明过山车在运动过程中存在摩擦等阻力，部分机械能转化为内能，因此机械能变小。 四、实验题 14．物理小组的同学们分别设计实验“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”： (1)图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。 ①由图甲场景可知，碰撞木块前瞬间，小球 （填“①”或“②”）的动能较大。 ②木块被碰撞后，最终停止在木板的右端。碰撞后木块获得的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）木块克服摩擦力做功。滑行中，木块的动能转化成 能。 (2)小敏用如图乙所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 （选填“正确”或“错误”）的。 (3)小路用图丙装置进行实验，若用甲、乙两个质量不同的小球（m甲＞m乙）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，该过程中，弹簧的 能转化为小球的动能，最后观察到的现象：同一木块受到撞击后相应移动的距离s甲 s乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】(1) ① 等于 内 (2)错误 (3) 弹性势 等于 【解析】（1）[1]实验中通过木块被推动的距离来反映小球动能的大小，图中木块①被推动的距离更远，说明碰撞前小球①的动能更大。 [2][3]木块被碰撞后获得的动能全部用来克服摩擦力做功，所以碰撞后木块获得的动能等于木块克服摩擦力做的功；滑行过程中，木块与木板摩擦，动能转化为内能。 （2）探究动能与速度的关系时，需要控制接触面的粗糙程度相同（即摩擦力相同），而小敏的实验中，木块分别在铁板和毛巾上滑行，接触面粗糙程度不同，无法通过滑行距离准确判断小球动能大小，故方法错误。 （3）[1]弹簧被压缩时具有弹性势能，释放后弹性势能转化为小球的动能。 [2]同一弹簧被压缩相同程度，具有的弹性势能相同，转化为小球的动能也相同；小球撞击木块时，木块获得的动能相同，且木块在同一水平面上受到的摩擦力相同，因此木块移动的距离。 15．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小明用同一动滑轮进行了3次实验，实验装置如图所示，实验数据如表所示。 实验序号 动滑轮重 /N 钩码总重 G/N 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/% 1 0.3 1 0.3 0.70 0.6 71.4 2 0.3 2 0.3 0.6 3 0.3 4 0.3 2.4 0.6 83.3 4 0.3 4 0.2 2.4 (1)实验时，小明应竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验时，弹簧测力计的示数如图所示。此时绳端受到的拉力为 N，提升重物所做的有用功为 J，动滑轮的机械效率为 %； (3)分析表中数据可知：用同一动滑轮匀速提升重物，在物重增加时，拉力所做的额外功占总功的比值将 ；第4次实验中，减小物体提升的高度，动滑轮的机械效率 。（均选填“减小”“不变”或“增大”） 【答案】(1)匀速 (2) 1.3 0.6 76.9 (3) 减小 不变 【解析】（1）实验中，要测量绳端所受的拉力，需使系统处于平衡状态，这样拉力才等于弹簧测力计的示数。如果弹簧测力计保持静止，此时没有考虑滑轮转动等带来的摩擦力等因素，测量的拉力不准确；而沿竖直方向匀速上升拉动弹簧测力计，能使系统处于平衡状态，拉力等于弹簧测力计示数，测量更准确。 （2）[1]第2次实验中，由图可知，弹簧测力计的分度值是0.1N，弹簧测力计的示数为1.3N。 [2][3]拉力做的总功为 滑轮对钩码所做的有用功为 动滑轮的机械效率为 （3）[1]由表格数据最后一列可知，在物重增加时，动滑轮的机械效率增大，有用功占总功的比值将增大，则拉力所做的额外功占总功的比值将减小。 [2]由可知，机械效率与物体被提升的高度无关，因此第4次实验中，减小物体提升的高度，动滑轮的机械效率不变。 五、计算题 16．简单机械的使用 如图所示，工人用滑轮将重为480N的重物从井底匀速吊起，用时为8s。工人所用拉力F为300N，绳子自由端上升4m。求： (1)拉力做的功W； (2)拉力的功率P； (3)用该滑轮提升重物的机械效率。 【答案】(1) 1200J (2) 150W (3) 80% 【解析】（1）已知拉力，绳子自由端上升的距离。根据功的计算公式，可得拉力做的功 （2）已知拉力做的功，做功时间。根据功率的计算公式，可得拉力的功率 （3）由图可知，这是一个动滑轮，承担物重的绳子段数，重物被提升的高度h等于绳子自由端上升距离s的一半 提升重物所做的有用功 该滑轮的机械效率 17．机械臂在现代的应用非常广泛。图甲是机械臂将货物从右边货架搬运到左边传送带上的过程，图乙是此过程的简化流程。机械臂先将重的货物从A匀速竖直提升到B，再沿水平方向匀速运到C，最后运到D，距离。 (1)在图乙中画出货物运动到O处时所受到的力； (2)求阶段机械臂对货物做的功； (3)机械臂将货物从A运到B，平均功率，耗时3s，求此过程机械臂工作的效率。 【答案】(1) (2)60J (3)50% 【解析】（1）货物运动到O处时处于平衡状态，受到竖直向上的拉力F和竖直向下的重力G作用，作用点在重心上，且 如图所示： （2）阶段机械臂对货物做的功 （3）机械臂将货物从A运到B，所做的总功 此过程机械臂工作的效率 18．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为400N的建材从地面匀速送到2m高处，所用拉力为250N，时间为20s。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)此过程中该装置的机械效率； (4)若不计摩擦和绳重，改将重为900N的重物从地面匀速提高，求此时的拉力。 【答案】(1)800J (2)50W (3)80% (4)500N 【解析】（1）工人做的有用功W有=Gh=400N×2m=800J （2）绳子移动距离s=2h=2×2m=4m 工人做的总功W总=Fs=250N×4m=1000J 工人做功的功率为 （3）该装置的机械效率为 （4）因为不计摩擦和绳重，故 所以动滑轮重力为G动=2F-G=2×250N-400N=100N 提升900N重物时的拉力大小为 六、综合题 19．“同济飞鱼”是我国同济大学自主制造的一款水空跨域巡航器原型机，它在空中可以像无人机一样飞行，入水后可以像潜水艇一样运行（如图甲所示）。 在某次执行任务时，“同济飞鱼”下面用绳（绳重力不计）悬挂着一个实心正方体物块A从水面以下上升，直至将物块A被提升到距水面一定的高度，如图乙所示。此过程中，物块A上、下表面的压强随时间变化的图像分别为图丙中的段和段，图像中段，物块受到的拉力为2.25N。（不计水的阻力，忽略水面位置的变化）（取）求： (1)分析图像可知：在物块A下表面离开水面之前，物块A的动能 ；（选填字母“A：变大”“B：不变”或“C：变小”）。在“同济飞鱼”全部浸没在水面以下运动的过程中，它受到的浮力将 ；（选填字母“A：变大”“B：不变”或“C：变小”） (2)在点对应的时刻，物块A的上下表面的压强差为多少？物块A的体积是多少？（请写出计算过程）； (3)实心物块A的密度是多少？（请写出计算过程） 【答案】(1) B B (2)500Pa，1.25×10-4m3 (3)2.8×103kg/m3 【解析】（1）[1]分析图像可知：物块A下表面离开水面前，物块A下表面压强的减小速度不变，说明物块A的速度不变，物块A的质量不变，则物块A的动能不变，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 [2]在“同济飞鱼”全部浸没在水面以下运动的过程中，它排开水的体积不变，由得，其受到的浮力将不变，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 （2）[1]在点对应的时刻，物块A的上表面刚好到达水面，物块A的上下表面的压强差为 [2]由得，物块A的高度为 物块A为正方体，其体积是 （3）图像中段，物块A受到的拉力为2.25N，此时物块A在竖直向下的重力、竖直向上的浮力与拉力的作用下处于平衡状态，由平衡力得 根据浮力产生的原因，则物块A受到的浮力 则物块A受到的重力 由与得，实心物块A的密度是 20．小蒲同学是一个爱思考问题的同学，他看到正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，下面是其中某一款塔式起重机简易示意图（如图-1所示），小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。 (1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 （选填“大”或“小”）； (2)图-2为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的最大重力为多少？（动滑轮重、绳重及摩擦不计） (3)若将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程中钢丝绳克服重力做功为多少？ (4)换用如图-3所示滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用拉力F将重为8000N的物体在5s时间内匀速提升了0.5m，若滑轮组的机械效率为80%，则该过程中拉力F所做功的功率为多少？ 【答案】(1)大 (2) (3) (4) 【解析】（1）为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，动力臂越长，在动力一定时，动力与动力臂的乘积变大，阻力臂不变，故阻力需要变大，故配备的平衡重的质量应越大。 （2）由图-2可知，动滑轮上有效绳子段数，动滑轮重、绳重及摩擦不计，能吊起货物的最大重力为 （3）做功的两个必要因素是有力作用在物体上，且物体在力的方向上移动距离。货物沿水平方向移动时，重力方向竖直向下，货物在重力方向上没有移动距离，所以水平移动时重力不做功；只有竖直提升时重力做功，钢丝绳克服重力做功为 （4）有用功为 则拉力F所做总功为 则拉力F所做功的功率为 七、科普阅读题 21．阅读材料，回答问题： 嫦娥奔月 2013年年底，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测。已经探明，月球上无水，无大气。物体在月球上的重力只有地球表面重力的。“嫦娥三号”在登陆月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机反推，以减缓降落速度。它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功。 2020年11月24日4时30分在文昌航天发射场长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器成功发射，举世瞩目。嫦娥五号探测器上有上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成。2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器，独自携带1731g月球样品，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。最终，带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。 (1)“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是 （选填“近月点”或“远月点”）；它在绕月转动过程中，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）； (2)“玉兔”月球车的轮子做得宽大，目的是减小 ，才不至于陷入松软的月壤中，月球车的轮子使用的是 （选填“充气”或“非充气”）轮胎，月壤从月球带到地球，质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器在关闭发动机后，采用了“半弹道跳跃式再入”返回技术方案（如图所示），就是用类似“打水漂”的方式两度进入大气层最终降落在内蒙古四子王旗地区，下列说法正确的是（   ） A．返回器在着陆过程中势能不断减小 B．返回器在着陆过程中动能不断增大 C．返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等 D．返回器从第二次再入到着陆过程中，势能全部转化为动能 【答案】(1) 远月点 守恒 (2) 压强 非充气 不变 (3)C 【解析】（1）[1][2]“嫦娥二号”在“远月点”时离月球的高度最大，所以“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是远月点；太空中没有空气，“嫦娥二号”在绕月匀速转动过程中，不受空气阻力，只有动能和重力势能发生相互转化，它在绕月转动过程中，机械能守恒。 （2）[1][2]“玉兔”月球车的轮子做得宽大，这样可以增大与月球的接触面积，目的是减小对月球表面的压强；月球表面是真空的，如果使用充气轮胎，胎内气压大于外界气压，会爆炸，所以月球车的轮子使用的是非充气轮胎。 [3]质量是物体所含物质的多少，物体的质量不随位置、形状、物态而变化，月壤从月球带到地球，位置变化，所含物质的多少不变，质量不变。 （3）A．返回器在着陆过程中，高度先减小后增大再减小，所以势能先减小后增大再减小，故A错误； B．返回器第二次再入时大气层时，最后静止在地面上，动能为0，所以返回器在着陆过程中动能减小；故B错误； C．返回器从穿出大气层到第二次再入的过程中，没有克服空气阻力做功，所以机械能守恒，返回器在穿出大气层和第二次再入时，高度相同，重力势能相同，所以返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等，故C正确； D．以地面为参照物，嫦娥五号最终落回地面，机械能变为0；返回器从第二次再入到着陆过程中，机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 22．读短文，回答后面问题。 “火箭”电梯 据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s，电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等，如题图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。 (1)图甲中A和B滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，其优点是 ； (2)如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像，若配重的质量为，空轿厢的质量是，额定载重量是（g取）。电梯匀速运行阶段配重的重力做功 J。若不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是 W。 【答案】(1) 定 改变力的方向 (2) 5.4×104 2.4×104 【解析】（1）[1][2]图甲中A、B滑轮的轴心不随圆轮的转动而移动，即其轴心是固定不动的，所以A、B滑轮都是定滑轮，使用时都不能省力，只能改变力的方向。 （2）[1]由图乙知道，电梯匀速运行阶段，轿厢运行的时间 轿厢的速度为2m/s，配重下降的高度等于轿厢上升的高度，故配重下降的高度 配重的重力 则配重的重力做功为 [2]电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力为由图乙可知，电梯以2m/s的速度匀速运行，根据可知，功率为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 功与机械能 一、单选题 1．(24-25九上·江苏连云港·期末)下列事例中，人对物体不做功的是（   ） A．运动员举起杠铃 B．运动员用脚踢足球 C．工人师傅使用滑轮把箱子提起来 D．学生背着书包在水平路面上行走一段距离 2．(24-25九上·吉林长春新解放学校初中部·期末)如图所示，扫地机器人采用刷扫和真空方式，将地面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒。当扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，关于扫地机器人，下列说法不正确的（　　） A．动能不变 B．机械能变大 C．对地面压力变大 D．摩擦力变大 3．(24-25九上·江苏南通海门区海南中学·期末)在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑甲、乙，如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路是（　　） ①球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大    ②球的形变量较大，在地面上形成的圆斑较大 ③球下落过程中重力势能转化为动能     ④球在较高处具有较大的重力势能     ⑤球在接触地面前具有较大的动能 A．②①⑤④③ B．②④③⑤① C．④③⑤①② D．④⑤③①② 4．(24-25九上·江苏南通海门区海南中学·期末)如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 5．(24-25九上·陕西西安创新港中学·期末)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。若鼎在水中时，两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、。下列说法正确的是（　　） A．鼎在水中时，鼎受到的拉力为 B．图中的滑轮能起到省力的作用 C．图中的滑轮不能改变力的方向 D．当鼎完全从水中提出后，滑轮的机械效率将变小 二、多选题 6．(24-25九上·江西九江·期末)如图甲所示，粗糙程度不变的水平地面上，物体受到水平向右拉力。拉力大小随时间变化的关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．，物体运动路程为 B．，拉力的功率为 C．时，物体受到摩擦力等于 D．拉力为时，物体做匀速直线运动 7．(24-25九上·吉林长春新解放学校初中部·期末)如图是一辆汽车式起重机，它由起重臂臂体、支腿、旋转机构、变幅机构、配重等组成。起重臂可以升降、伸缩和旋转，能够实现多种工作状态。关于汽车式起重机下列说法正确的是（    ） A．起重臂相当于省力杠杆，可以省功 B．安装动滑轮是为了改变力的方向 C．起重机提起的货物质量越大，滑轮组的机械效率越高 D．汽车式起重机安装宽大的轮胎，可以减小对地面的压强 三、填空题 8．(24-25九上·广西玉林·期末)一辆汽车在平直公路上匀速行驶，100s时通过的路程，其牵引力为，则其牵引力做的功为 J，牵引力的功率为 W。 9．(24-25九上·湖北荆楚联盟·期末)近年来风能和太阳能发电逐渐增多，为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，如图所示，用电低峰时，电动机将重物提升至高处，将 能转化为 能；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。 10．(24-25九上·广东东莞东城区联考·期末)为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。若将总重为600N的残疾人和轮椅沿8m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，则在此过程中推力做的功为 J，克服人和轮椅重力做的功为 J，斜面的支持力对轮椅做的功为 J。 11．(24-25九上·安徽六安清水河学校等·期末)如图所示，一动滑轮下端悬吊一个重100N的物体G，滑轮重2N，在拉力F的作用下使物体G在2s内上升了4m，不计绳的重力和摩擦，该过程拉力F做功的功率为 W。 12．(24-25九上·广东东莞袁崇焕中学·期末)小明同学用15N的水平推力推动重为100N的超市购物车。购物车自静止开始在10s内沿水平方向前进了10m，松开手后，又滑行2m，在整个过程中重力做功 J，推力做功 J，推力做功的功率为 W。 13．(24-25九上·江西南昌南昌二中集团校初中部考试·期末)“建设新时代，农民丰收忙。”如图所示是秋收时的场景，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中斜向上的传送带属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”），使用该装置做的有用功 （选填“大于”“小于”或“等于”）总功。 四、实验题 14．(24-25九上·广东东莞袁崇焕中学·期末)在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某组同学选择了如图所示的两种滑轮组进行多次实验，记录的实验数据如下表： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 0.5 10 0.4 30 41.7% 2 1.5 10 0.8 30 62.5% 3 0.5 10 0.5 40 25.0% 4 1.5 10 0.7 40 53.6% (1)实验时，应竖直向上 拉动滑轮组；根据表中数据可以判断出第一次实验所选择的是 （选填“甲”或“乙”）滑轮组。 (2)通过比较 两次实验数据可以得出：同一滑轮组，物重越大，机械效率 （选填“越大”“越小”或“不变”）。 (3)在忽略摩擦和绳重的前提下，通过第四次数据可算出动滑轮的总重为 N。 15．按要求完成下列填空； (1)为了探究动能与质量的关系，楚楚设计的实验装置如图甲所示。实验过程如下：质量为、的两小球从斜面上同一高度下滑，。两小球撞击放在水平面上的木块，由于在水平面上滚动一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚楚根据这次实验情况得出结论：物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论 （选填“不符”或“相符”），请你评估他实验中的不足： 。 (2)图乙是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，松手后小球被弹开，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 (3)图丙是探究物体重力势能与哪些因素有关的实验装置，三个相同木桩在沙中所处的初始深度 （选填“相同”或“不同”），a、b、c三个物体的质量关系为。图丙中b、c两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同， （选填“能”或“不能”）说明b、c两物体的初始重力势能相同。 (4)张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了图丁所示的设计方案图，李工上交了图戊所示的设计方案图。若你是此公司代表，你将选择图 的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由： 。 五、计算题 16．(24-25九上·江苏连云港·期末)如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，现用它匀速起吊质量为的物体时，滑轮组的机械效率是，物体上升所用的时间为，g取。求： (1)使物体上升，所做的有用功； (2)拉力F的功率； (3)绳端的拉力F是多大。 17．(24-25九上·广东惠州惠城区第五中学·期末)如图甲所示是红花湖正门的图片，这是一个大斜坡，图乙是其简图。一辆重为的小型货车从山底开上山顶，牵引力保持不变，匀速爬上高、长的斜坡，求： (1)汽车爬坡时有用功； (2)汽车上坡时的机械效率。 18．(24-25九上·江苏南通海门区·期末)如图所示的滑轮组下挂一重为45N的物体，现用20N的拉力F在4s内将物体匀速提升2m。求： (1)此过程中所做的有用功； (2)滑轮组的机械效率； (3)当克服摩擦和绳重所做的功为总功的5%，动滑轮的重力。 六、综合题 19．(24-25九上·陕西西安爱知初级中学·期末)如图所示为建筑工地施工现场使用的提升装置，工人用该装置将质量为的建筑材料匀速提升了，用时。电动机的输出功率恒定为，不计绳重和摩擦。求： (1)若用该装置提升质量更大的物体，其机械效率将 （选填“增大”“不变”或“减小”）； (2)内电动机输出的总功 ； (3)此时滑轮组的机械效率 。 七、科普阅读题 20．(24-25九上·广东东莞可园中学·期末)阅读短文，回答文后的题目。 目前，国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准是体质指数，即身体质量指数（），缩写为，考虑了体重和身高的综合因素，可反映全身性超重和肥胖状况。 计算公式为：（体重单位：，身高单位：） 《国家学生体育健康标准》将学生体重指数（）分成四个等级：正常、低体重、超重、肥胖、低体重者建议加强营养，多吃高蛋白食物，保持一定时间的睡眠，超重者或肥胖者建议以控制饮食和增加运动为主来减轻体重。3月12日，国家体育总局局长高志丹发出号召，“让更多的孩子们跑起来、动起来、跳起来”。 学生体重指数（）等级表（单位：） 男生 女生 等级 七年级 八年级 九年级 七年级 八年级 九年级 正常 15.5－22.1 15.7－22.5 15.8－22.8 14.8－21.7 15.3－22.2 16.0－22.6 低体重 超重 22.2－24.9 22.6－25.2 22.9－26.0 21.8－24.4 22.3－24.8 22.7－25.1 肥胖 步频是指跑步时，每分钟脚落地的次数，步幅则是指相邻两步的距离。当步频越慢，步幅越大时，着地点越远离重心，小腿与地面锐角越小，分解后的水平摩擦力就越大，身体容易因此受到伤害，慢步频跨大步跑导致着地点远离身体重心投影点，自然使得身体重心经过脚踩的时间增加，因为从着地到重心经过支撑脚上方这一过程都属于减速阶段。只有当身体重心完全通过支撑脚的上方，身体才会从减速变成加速，慢步频所引发的一系列效应使得刹车增加。此外，慢步频大步幅还意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性。在速度没那么快的情况下，小步快跑更加适合大众跑者。所以，“管住嘴，迈开腿”，大家一起向着健康的生活方式努力！ (1)某九年级男生质量，身高，他的体重指数处于 等级。 (2)为了增强体质，某同学定期的进行跑步训练。一次该同学用运动手环记录了自己跑步的数据。平均步频180步/分钟，平均步幅，分析可知：他本次跑步的平均速度为 。 (3)跑步的时候，脚上穿着运动跑鞋，跑起来时要克服鞋的重力对鞋做功，于是他想测一下跑步时对鞋做功的功率： A．该同学已有运动手环，刻度尺，则他还需要准备一样测量工具是 。 B．若测得每只鞋质量为，跑步时每次脚抬起的高度为，则他跑步时，所用时间为，则他对鞋做功的功率 （用题目中所给的物理量符号填写表达式）。 (4)对于普通大众跑者来说，为了能够健康有效锻炼，在跑步过程中，对步幅和步频的建议是步幅尽量 （选填“较大”或“较小”）同时步频尽量 （选填“较快”或“较慢”）。 一、单选题 1．如图所示的小型起重机将1000N的重物在20s内竖直向上匀速提升4m，然后在10s内将重物水平匀速移动4m，最后放到平台上。不计绳重和摩擦，下列判断正确的是（　　） A．第一阶段的有用功为4000J B．第二阶段重力做的功为4000J C．第一阶段绳子自由端移动了4m D．第二阶段重力做功的功率为400W 2．如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端、移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），下列选项正确的是（　　） A．两钩码上升的高度相同 B．乙滑轮组钩码上升速度大 C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等 3．这个夏天，“赣超”火爆江西，如图甲所示是某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图乙是该足球落地后弹跳的过程，关于以上两过程下列说法正确的是（　　） A．图甲中足球从P点移动至Q点的过程中，球员对球做了功 B．图甲中足球在P点的动能大于Q点的动能 C．图乙中A、C两点为同一高度，A点的机械能等于C点的机械能 D．图乙中足球在从B点移动至D点过程中，足球的动能转化为重力势能 4．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的重物，所用的竖直拉力为250N，重物上升的高度为10m，用时50s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．使用动滑轮既能省力，又能省功 B．工人所做的有用功为8000J C．工人所用拉力的功率为100W D．动滑轮的机械效率为83.3% 5．如图所示，滑轮组甲和乙的每个滑轮的质量相同，绳自由端拉力分别为F甲和F乙，相同时间内分别使物体匀速上升相同高度，物重分别为G甲和G乙，F甲和F乙所做功的功率分别为P甲和P乙，机械效率分别为η甲和η乙，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．若G甲=G乙，则η甲<η乙，P甲=P乙 B．若G甲=G乙，则η甲=η乙，P甲>P乙 C．若F甲=F乙，则η甲<η乙，P甲<P乙 D．若F甲=F乙，则η甲>η乙，P甲>P乙 二、多选题 6．如图所示，一辆卡车在平直公路上匀速行驶，速度为72km/h，发动机的实际功率为180kW，行驶的时间为2h。这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．发动机做的功为360J B．卡车的牵引力为 C．卡车行驶的路程为144m D．卡车受到的阻力为 7．如图所示，用滑轮组匀速提起1200N的重物，拉力大小为500N，物体向上移动的速度为1m/s，工人的质量为80kg，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）（） A．此时拉力的功率为1200W B．此时该滑轮组的机械效率为83.3% C．利用这个滑轮组来提升物体时，滑轮组的最大机械效率为87.5% D．当人提起另一个重为600N的物体时，人对地面的压力为500N 三、填空题 8．如图所示，用一块直木板将重500N的箱子匀速拉上平台。已知拉力为400N，箱子沿板移动了2m，升高1m，上移过程中拉力做的总功为 J，斜面的机械效率为 %，斜面对木块的摩擦力的大小为 N。 9．小华搬桌子，用了很大的力也没有搬动，小华对桌子 （选填“做了”或“没有做”）功，小梅同学用10N的水平力推动水平地面上重50N的桌子匀速直线前进4m，此过程推力所做的功为 J，重力做功 J。 10．如图是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”。利用该“车梯”在拉力F作用下将重为G的物体匀速提升高度为h，则该“车梯”的机械效率为 ×100%（本小题用题中字母表示）；若要提高“车梯”的机械效率，请提出一条合理的建议： （选填序号“①减小提升物体的重力”或“②减小动滑轮的重力”）。 11．男生引体向上是我市中考体育考试必选项目。如果要测某同学引体向上的功率，需要的测量工具有体重计、 和 。若某同学在1min内做了10个引体向上，每次向上移动50cm，他的质量为60kg，则该同学每做一次引体向上所做的功为 J，整个过程中的平均功率为 W。(g取10N/kg) 12．氢气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氢气球的动能 ，重力势能 ，机械能 。（三空均选填“增大”“不变”或“减小”） 13．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，BC段过山车的重力势能主要转化为过山车的 能。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）的。 四、实验题 14．物理小组的同学们分别设计实验“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”： (1)图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。 ①由图甲场景可知，碰撞木块前瞬间，小球 （填“①”或“②”）的动能较大。 ②木块被碰撞后，最终停止在木板的右端。碰撞后木块获得的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）木块克服摩擦力做功。滑行中，木块的动能转化成 能。 (2)小敏用如图乙所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 （选填“正确”或“错误”）的。 (3)小路用图丙装置进行实验，若用甲、乙两个质量不同的小球（m甲＞m乙）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，该过程中，弹簧的 能转化为小球的动能，最后观察到的现象：同一木块受到撞击后相应移动的距离s甲 s乙（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 15．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小明用同一动滑轮进行了3次实验，实验装置如图所示，实验数据如表所示。 实验序号 动滑轮重 /N 钩码总重 G/N 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/% 1 0.3 1 0.3 0.70 0.6 71.4 2 0.3 2 0.3 0.6 3 0.3 4 0.3 2.4 0.6 83.3 4 0.3 4 0.2 2.4 (1)实验时，小明应竖直向上 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验时，弹簧测力计的示数如图所示。此时绳端受到的拉力为 N，提升重物所做的有用功为 J，动滑轮的机械效率为 %； (3)分析表中数据可知：用同一动滑轮匀速提升重物，在物重增加时，拉力所做的额外功占总功的比值将 ；第4次实验中，减小物体提升的高度，动滑轮的机械效率 。（均选填“减小”“不变”或“增大”） 五、计算题 16．简单机械的使用 如图所示，工人用滑轮将重为480N的重物从井底匀速吊起，用时为8s。工人所用拉力F为300N，绳子自由端上升4m。求： (1)拉力做的功W； (2)拉力的功率P； (3)用该滑轮提升重物的机械效率。 17．机械臂在现代的应用非常广泛。图甲是机械臂将货物从右边货架搬运到左边传送带上的过程，图乙是此过程的简化流程。机械臂先将重的货物从A匀速竖直提升到B，再沿水平方向匀速运到C，最后运到D，距离。 (1)在图乙中画出货物运动到O处时所受到的力； (2)求阶段机械臂对货物做的功； (3)机械臂将货物从A运到B，平均功率，耗时3s，求此过程机械臂工作的效率。 18．建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为400N的建材从地面匀速送到2m高处，所用拉力为250N，时间为20s。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)此过程中该装置的机械效率； (4)若不计摩擦和绳重，改将重为900N的重物从地面匀速提高，求此时的拉力。 六、综合题 19．“同济飞鱼”是我国同济大学自主制造的一款水空跨域巡航器原型机，它在空中可以像无人机一样飞行，入水后可以像潜水艇一样运行（如图甲所示）。 在某次执行任务时，“同济飞鱼”下面用绳（绳重力不计）悬挂着一个实心正方体物块A从水面以下上升，直至将物块A被提升到距水面一定的高度，如图乙所示。此过程中，物块A上、下表面的压强随时间变化的图像分别为图丙中的段和段，图像中段，物块受到的拉力为2.25N。（不计水的阻力，忽略水面位置的变化）（取）求： (1)分析图像可知：在物块A下表面离开水面之前，物块A的动能 ；（选填字母“A：变大”“B：不变”或“C：变小”）。在“同济飞鱼”全部浸没在水面以下运动的过程中，它受到的浮力将 ；（选填字母“A：变大”“B：不变”或“C：变小”） (2)在点对应的时刻，物块A的上下表面的压强差为多少？物块A的体积是多少？（请写出计算过程）； (3)实心物块A的密度是多少？（请写出计算过程） 20．小蒲同学是一个爱思考问题的同学，他看到正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，下面是其中某一款塔式起重机简易示意图（如图-1所示），小蒲知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。 (1)为保持平衡，起重臂的长度越长的塔式起重机，配备的平衡重的质量应越 （选填“大”或“小”）； (2)图-2为起重机钢丝绳穿绳简化示意图，若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104N，则能吊起货物的最大重力为多少？（动滑轮重、绳重及摩擦不计） (3)若将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，则此过程中钢丝绳克服重力做功为多少？ (4)换用如图-3所示滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用拉力F将重为8000N的物体在5s时间内匀速提升了0.5m，若滑轮组的机械效率为80%，则该过程中拉力F所做功的功率为多少？ 七、科普阅读题 21．阅读材料，回答问题： 嫦娥奔月 2013年年底，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测。已经探明，月球上无水，无大气。物体在月球上的重力只有地球表面重力的。“嫦娥三号”在登陆月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机反推，以减缓降落速度。它会自动选择一块平整的地方降落，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功。 2020年11月24日4时30分在文昌航天发射场长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器成功发射，举世瞩目。嫦娥五号探测器上有上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成。2020年12月17日凌晨2点，嫦娥五号月球探测器，独自携带1731g月球样品，先以高速进入地球大气层，再借助大气层提供的升力“打水漂”后跳起来，之后再重新进入大气层才安全返回地球。最终，带着“月球土特产”顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。 (1)“嫦娥二号”的月球重力势能最大的位置是 （选填“近月点”或“远月点”）；它在绕月转动过程中，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）； (2)“玉兔”月球车的轮子做得宽大，目的是减小 ，才不至于陷入松软的月壤中，月球车的轮子使用的是 （选填“充气”或“非充气”）轮胎，月壤从月球带到地球，质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)为避免着陆速度过大，嫦娥五号返回器在关闭发动机后，采用了“半弹道跳跃式再入”返回技术方案（如图所示），就是用类似“打水漂”的方式两度进入大气层最终降落在内蒙古四子王旗地区，下列说法正确的是（   ） A．返回器在着陆过程中势能不断减小 B．返回器在着陆过程中动能不断增大 C．返回器在穿出大气层和第二次再入时动能相等 D．返回器从第二次再入到着陆过程中，势能全部转化为动能 22．读短文，回答后面问题。 “火箭”电梯 据报道，安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯，其攀升速度创造了20.5m/s的世界纪录，从1楼到118楼只需短短55s，电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等，如题图甲所示，是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向，使轿厢升降自如。 (1)图甲中A和B滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮，其优点是 ； (2)如图乙所示是某次电梯满载上升时的v-t图像，若配重的质量为，空轿厢的质量是，额定载重量是（g取）。电梯匀速运行阶段配重的重力做功 J。若不计钢丝绳重和一切摩擦，该电梯满载匀速运行时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是 W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $