期末复习-第11章功与机械能培优卷2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

2025-2026初中物理沪粤版九年级上册期末复习-11章功与机械能培优卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．2021年是中国航天的丰收年，三名航天员在太空 “出差”三个月后重返家园，代表着我国航天事业迈入新篇章。如图甲所示的是卫星在随火箭加速上升的情景；如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景，离地球最近的点叫近地点，离地球最远的点叫远地点。下列说法中正确的是（    ） A．在卫星加速上升的过程中，动能全部转化为重力势能 B．人造地球卫星从远地点向近地点运行时，机械能减小 C．人造地球卫星从近地点向远地点运行时，势能增大，动能减小 D．在甲、乙两图中，卫星的机械能都不变 2．如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1= G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η₁和η₂（忽略绳重和摩擦）。则下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，固定斜面长5m、高2.5m，木箱重150N。小明用100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，下列判断正确的是（　　）    A．使用斜面既可以省力也可以省功 B．小明克服木箱重力做的功为250J C．斜面的机械效率为50% D．小明克服斜面摩擦力做的功为125J 4．小成在实验室组装下图所示的滑轮组进行实验探究，实验过程如下：先测得定滑轮的重力为0.2N，动滑轮的重力为0.25N，再使用组装好的滑轮组在10s内将质量为100g的钩码竖直匀速提升20cm，此过程中弹簧测力计的示数为0.5N。g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．弹簧测力计对细绳的拉力做功的功率为0.3W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的额外功为0.05J D．若增大提升钩码的质量，滑轮组的机械效率不变 二、填空题 5．如图，用此装置提升重物，不计绳重和摩擦，当拉力为20N时，重50N的物体被匀速提起，10s内物体升高5m，则动滑轮重 N，该装置的机械效率是 。 6．物体处于某一 时具有的能量叫做重力势能，物体的质量越大，高度越高，物体具有的重力势能就越大。 7．如图所示，在水平地面上，小牛同学用力拉一重100N的木箱，使木箱在地面平移了5m，重力所做的功等于 J。 8．机械师设计制造的任何机械都遵循功的原理，使用机械的目的是省 或者省 ，但不能省 。 9．某场台球比赛如图所示，球杆打击停在桌面上的白色母球A，对它做功使其获得 能，由于 它便向前运动过去；当母球A与彩球B发生碰撞，使彩球B掉入中袋，同时母球A又向另一彩球C慢慢滚去，这一现象说明力可以 。 10．若满载时“福建舰”排水量为8万吨，匀速直线航行受到的阻力是自身总重力的0.01倍，则当它以72km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，受到的阻力为 N，牵引力所做的功为 J，牵引力的功率为 W。（g取10N/kg） 11．让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示，则小球从a运动到c的过程中，在 点重力势能最大，当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为0，此时小球处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”），b点时小球速度最大，则小球的重力为 N。（不计空气阻力） 12．蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着个小球，小球从O点释放后上下往复运动。假设空气阻力忽略不计。如图乙所示是小球下落速度v与下落距离h的关系图像，如图丙所示是弹性细绳弹力F与小球下落距离h的部分关系图像。则小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功为 J。如果考虑空气阻力，小球最终会停在O点下方的某个位置，则小球最终停在h＝ m的位置。 三、实验题 13．探究“物体动能跟哪些因素有关”实验中，让质量不同的小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块。 （1）实验中所探究物体的动能是指 （选填“小球A”或“木块B”）的动能； （2）由图中的 两次实验，可以看出高度h越高，小球运动到水平面时速度越大，木块被撞得越远，这反映出物体的动能与物体的 有关； （3）由甲、丙两次实验可知，物体质量越大，动能越 ，若水平面绝对光滑，本实验 （选填“能”或“不能”）达到探究目的； （4）在上述甲、乙实验中，木块被撞击后最终在木板表面静止，木块两次克服摩擦力做功分别为和，则两者的大小关系 。 14．在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，小林设计了如图所示的实验。实验中让钢球从斜面上某一高度由静止沿斜面滚下，与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止；其中h2>h1，m2>m1， 不考虑空气阻力。 (1)钢球沿斜面滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 能。 (2)分析甲、丙两图可知，运动速度相同的物体，质量越大，动能越 。 (3)用来研究超速安全隐患时，应选择 两图进行比较。 (4)若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的。 15．实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率影响因素”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，如图所示，收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率η 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越 （选填“省”或“费”）力； (2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上毛巾，保持斜面高度和长度与第3次实验相同，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 ； (3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和 有关； (4)当用弹簧测力计通过细线沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 （选填“大于”“小于”或“等于”）物块所受的摩擦力。 16．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/低）； (5)若每个滑轮的质量为100g，第三次实验中克服绳重和摩擦做的额外功为 J (6)某次实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G’，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，不计绳子重及摩擦。则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中错误的是___________ A．η= B．η= C．η= D．η=1- 四、计算题 17．如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在10s内将质量为800kg的货物沿竖直方向匀速提升2m，g取10N/kg。求： (1)机器人提升货物所做的功； (2)机器人提升货物的功率。 18．如图所示，斜面长s＝8m，高h＝4m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了200J额外功。求： (1)运动过程中所做的有用功； (2)斜面的机械效率； (3)推力F的大小。 19．一个底面积的不吸水的圆柱体用细线拴在柱形容器底部，容器的底面积为，水面与圆柱体上表面恰好相平，如图甲所示；现将水缓慢放出，圆柱体底部受到水的压强随着容器中水的深度变化的图像如图乙所示，水的密度为。 (1)图甲中圆柱体受到的浮力； (2)求圆柱体的密度； (3)若不将水放出，在图甲的基础上剪断细线，当圆柱体静止时，求圆柱体克服重力所做的功。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025-2026初中物理沪粤版九年级上册期末复习-11章功与机械能培优卷 》参考答案 题号 1 2 3 4 答案 C B D C 1．C 【详解】A．卫星加速上升过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，重力势能增大；因卫星的动能与重力势能都增大，所以不是动能转化为重力势能，且卫星的机械能增大，故A错误； BC．太空中是真空，卫星沿椭圆轨道绕地球运行过程中，不受空气阻力，机械能守恒，只有动能和势能的相互转化；从近地点向远地点运行时，质量不变，高度变大，重力势能增大，速度减小，动能减小，故C正确、B错误； D．图甲中卫星的机械能增加，图乙中卫星的机械能不变，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】甲是动滑轮，绳子段数n是2，乙滑轮组n是3，滑轮质量均相等，滑轮重力相等，且G1= G2，因为忽略绳重和摩擦，根据公式可得，乙更省力，即F1> F2。由于所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度,两个滑轮组做的有用功相同，额外功相同，所以总功相同，根据公式，它们的机械效率也相同，即η1= η2。在相同时间内做的总功相同，根据公式，它们的功率也相同，即P1= P2。故B正确，ACD错误。 故选B。 3．D 【详解】A．使用斜面时可以省力，由于要克服摩擦力做额外功，要多做功，所以不能省功，故A错误； B．小明克服木箱重力做的有用功 故B错误； C．推力做的总功 斜面的机械效率 故C错误； D．小明克服斜面摩擦力做的额外功 故D正确。 故选D。 4．C 【详解】A.由图可知，，细绳的拉力等于弹簧测力计的示数，即，弹簧测力计对细绳的拉力做功的功率，故A错误。 B.滑轮组做的有用功，滑轮组做的总功，滑轮组的机械效率，故B错误。 C.滑轮组做的额外功，克服动滑轮重力做的功，则克服绳重和摩擦做的额外功，故C正确。 D.若增大提升钩码的质量，即提升重物的重力增加，做的有用功就变大，而额外功几乎不变，因此机械效率变大，故D错误。 故选C 5． 10 83% 【详解】[1][2]由图可知，该滑轮组动滑轮上有3段绳子承载物重，不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力 G动＝nF﹣G＝3×20N﹣50N＝10N 此过程中做的有用功 W有＝Gh＝50N×5m＝250J 绳端移动的距离 s＝nh＝3×5m＝15m 此过程中拉力做的总功 W总＝Fs＝20N×15m＝300J 滑轮组的机械效率 6．高度 【详解】在地球表面附近，物体由于处于某一高度时具有的能量叫做重力势能，重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高度有关，物体的质量越大，高度越高，物体具有的重力势能就越大。 7．0 【详解】在水平地面上，小牛同学用力拉一重100N的木箱，使木箱在地面平移了5m，物体虽然受到重力，但沿水平方向运动，在竖直方向没有通过距离，所以重力没有做功，也就是重力做的功为0J。 8． 力 距离 功 【详解】[1][2][3]由生活经验得，使用机械可以省力或者省距离。使用机械时，需要克服摩擦力做功或者对机械的重力做功，故使用机械时，不可避免要多做额外功，不能省功。 9． 动 惯性 改变物体运动状态 【详解】[1]运动的物体具有的能量叫做动能。球杆打击停在桌面上的白色母球A，对它做功使球运动，获得动能。 [2]物体都有保持原来运动状态的性质，这种性质叫做惯性。由于惯性，球被撞击后便向前运动过去。 [3]力可以改变物体的形状和运动状态。当母球A与彩球B发生碰撞，使彩球B掉入中袋，彩球B由静止变为运动；同时母球A又向另一彩球C慢慢滚去，母球A的运动方向发生改变，这一现象说明力可以改变物体的运动状态。 10． 【详解】[1]满载时“福建舰”排水量为8万吨，处于漂浮状态，受到的浮力等于重力，由阿基米德原理可知，“福建舰”受到的浮力等于排开水的重力，则 “福建舰”受到的阻力为 [2]“福建舰”匀速直线航行时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，两个力大小相等，则牵引力所做的功为 [3]牵引力的功率为 11． a 非平衡 3 【详解】[1]小球从a运动到c的过程中，a点的高度最高，所以在a点小球的重力势能最大。 [2]小球下落到最低点，橡皮筋的伸长量最大，产生的弹力最大，弹力大于重力，小球受到的合力方向竖直向上，将会向上运动，所以此时小球处于非平衡状态。 [3]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋产生的弹力由小变大，当重力大于弹力时小球受合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大，根据图乙可知，b点时的弹力与小球的重力相同；F与h的图像是一条直线，橡皮筋发生的是弹性形变，当弹力增大9N时，橡皮筋伸长为 0.7m-0.4m＝0.3m 即橡皮筋每伸长0.1m，弹力就增大3N，所以在b点时，橡皮筋伸长量为0.1m，则弹力的大小为3N，即小球的重力为3N。 12． 7.2 1.5 【详解】[1]小球在刚开始下落时，只受重力，所以小球做加速运动；当绳子上受到拉力并逐渐增大到拉力等于重力时，合力为零，速度达到最大；然后随着绳子的伸长，拉力大于小球的重力，小球开始做减速运动直到速度为零，小球降到最低点。由乙图可知，速度最大时，高度为1.5m，此时拉力等于重力，由丙图可知，当h=1.5m时，拉力F=3N，即G=3N；由乙图可知，小球下落的最大高度为2.4m；因为不计空气阻力，小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功为 W=Gh=3N×2.4m=7.2J [2]有空气阻力，小球最终静止，小球仅受重力和拉力，且二者大小相等；由乙图可知，拉力等于重力（速度最大时），小球的高度为1.5m，所以小球最终停在h=1.5m的位置。 13． 小球A 甲、乙 速度 大 不能 【详解】（1）[1]小球下落到水平面时，因为具有动能才能撞击木块，故实验中探究的是指小球A在水平面的动能。 （2）[2][3]实验中让同一钢球从不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，把木块推得越远，则钢球对木块做的功多，钢球的动能大，说明了物体的动能与物体的速度有关，图甲、乙符合题意。 （3）[4]由甲、丙两次实验中，小球滚下的高度相同，速度相同，质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大。 [5]若水平面光滑，由牛顿第一定律可知，木块被撞击后将做匀速直线运动，不能通过木块移动的距离来判定动能的大小，不能完成本实验。 （4）[6]在上述甲、乙实验中，木块B对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，受到的摩擦力不变，甲中木块移动的距离远，根据可知，甲中木块克服摩擦所做的功多，即 14．(1)动 (2)大 (3)甲、乙 (4)不能 【详解】（1）钢球沿斜面滚下的过程中，质量不变，高度降低，速度增大，钢球的重力势能转化为动能。 （2）由图甲和丙可知，钢球的质量不同，丙图中钢球质量更大，钢球下落的高度相同，故其落到水平面的初速度相同，而丙图中木块沿水平方向向右运动的距离更远，故运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （3）用来研究超速安全隐患时，这里的单一变量必定是速度（即钢球下落的高度），要控制钢球的质量相同，甲、乙两图中钢球质量相同，钢球下落的高度不同，应选择甲、乙两图进行比较。 （4）若水平面绝对光滑，钢球撞击木块后，木块在水平方向上不受力的作用，由牛顿第一定律，木块将做匀速直线运动，本实验将不能达到探究目的。 15．(1)省 (2)60% (3) 斜面的倾斜程度 斜面的粗糙程度 (4)大于 【详解】（1）由表中数据可知，从实验1到实验3，斜面越来越陡，需要的拉力越来越多，越费力，故比较表中实验1、2、3的数据可得出：斜面倾斜程度越小越省力。 （2）克服物体重力所做的有用功为 拉力所做的总功 第4次实验的机械效率为 （3）[1]由表中数据可知，从实验1到实验3，斜面越来越陡，倾斜程度越来越大，机械效率越来越大，说明机械效率与斜面的倾斜程度有关。 [2]由3、4两组实验数据可知，提升相同重物时，斜面越粗糙，机械效率越低，说明机械效率的高低于斜面的粗糙程度有关。 （4）向上沿斜面拉动物体时，拉力不仅要克服重力做有用功，还要克服摩擦力做额外功，所以拉力大于摩擦力。 16．(1)匀速 (2)1、2 (3) 0.4 (4)低 (5)0.03 (6)B 【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、钩码上升的高度相同，绳子段数不同，机械效率相同，则可得出结论：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）[1][2]由表格中第4次数据可知，物体的重力为8N，绳端拉力为2.5N，则绳子的有效段数应为4，绳端移动距离为钩码上升高度的4倍，即；动滑轮上的绳子段数为4，所以图丁中的连线方式为： （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之和，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 总功为 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 （6）AB．根据题意可得滑轮组机械效率 故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．不计绳子重及摩擦，根据题意可得滑轮组机械效率 故C正确，不符合题意； D．根据题意可得滑轮组机械效率 故D正确，不符合题意。 故选B。 17．(1)1.6×104J (2)1.6×103W 【详解】（1）机器人提升货物所做的功 （2）机器人提升货物的功率 18．(1) (2) (3) 【详解】（1）运动过程中所做的有用功 （2）斜面的机械效率 （3）推力F的大小为 19．(1)15N (2) (3)0.486J 【详解】（1）图甲中水面与圆柱体上表面恰好相平，此时圆柱体底部受到水的压强从图乙中可看出为1500Pa，图甲中圆柱体受到的浮力 （2）由可得，圆柱体的体积 由图乙可知，圆柱体刚刚漂浮时，圆柱体底部受到水的压强，由可得，此时圆柱体底部受到水的压力，此时圆柱体上表面受到水的压力为0，由浮力产生的原因，所以圆柱体漂浮时所受浮力又因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，故圆柱体的重力，由可得，圆柱体的质量 则圆柱体的密度 （3）圆柱体静止时漂浮，此时受到的浮力，由可得，此时排开水的体积 排开水的体积变化量 水面下降的高度 圆柱体上升的高度，原来圆柱体上表面与水面相平，圆柱体的高度 漂浮时圆柱体浸入水中的深度 所以 圆柱体克服重力所做的功 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $