2.1功和机械能(2) 同步练习- 2026-2027学年科学浙教版九年级上册

**基本信息** 本同步练习围绕“功和机械能”设计，通过基础概念辨析、综合计算应用到实验探究的三层递进，实现知识巩固与科学思维培养，适配新授课“基础夯实+能力提升”需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|功率定义/简单估算|选择题（1-4）聚焦功率概念辨析，如爬楼梯功率比较，夯实科学观念| |进阶层|功与功率计算|计算题（5-10）结合攀岩、引体向上等情境，强化公式应用与推理论证| |拓展层|综合探究与实际应用|实验题（12）设计风车功率探究，培养模型建构与探究实践能力，体现STSE联系|

2.1功和机械能(2) 1.人爬楼梯时，需要克服自身重力做功。小科和同学们进行爬楼梯比赛，规定功率最大者获胜，则获胜者一定(　 　) A.做功最快 B.用时最短 C.体重最大 D.速度最快 2.甲、乙两同学进行举杠铃比赛，如图所示，甲比乙高，他们在相同的时间内举起了相同的杠铃，则(　 　) 第2题图 A.甲做功较多，功率较大 B.甲做功较多，功率较小 C.乙做功较多，功率较大 D.乙做功较多，功率较小 3.小潘在进行校外拓展训练时非常热爱攀岩运动。该同学大约用20 s时间登上5 m高的岩顶，则他攀岩的平均功率约为(　 　) A.10 W B.100 W C.1 kW D.10 kW 4.如图所示，小明的质量为50 kg。他在30 s内完成了10个引体向上，他30 s内克服重力做功的功率约为(　 　) 第4题图 A.10 W B.100 W C.500 W D.1000 W 5.(4分)如图所示的无人机，质量为1.2 kg，下方悬挂着一个质量为0.1 kg的摄像机。在10 s内无人机从地面竖直上升了20 m，然后边摄像边斜向上飞行了30 s，最终仪表盘上显示离地高度为36 m。无人机前10 s对摄像机做功 J，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为 W。(g取10 N/kg)  第5题图 6.(6分)如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3 kg。机器人在水平地面运动时，所受推力F与速度v的关系如图乙所示，g取10 N/kg。求： 第6题图 (1)(2分)该机器人受到的重力为多大? (2)(2分)该机器人所提供的水平推力为300 N时，其在推力方向匀速运动3 m，水平推力做了多少功? (3)(2分)该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动时，水平推力的功率是多大? 7.汽车爬坡时，坡越陡，爬坡所需的牵引力就越大。同一辆汽车能够输出的最大功率是有限的，故在输出功率不能增加的情况下，为了增大牵引力以利于爬坡，一般汽车采用的方法是(　 　) A.减小速度 B.增大速度 C.增大摩擦力 D.减小摩擦力 8.如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是木块运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是(　 　) 第8题图 A.图甲中木块受到的拉力为3.8 N B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1∶2 C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2∶1 D.AB段木块受平衡力作用，BC段木块受力不平衡 9.(6分)如图所示，将A、B两个完全相同的物体，分别在拉力F1、F2的作用下沿着光滑斜面的左右两边从底部拉到顶端。A物体运动的路程和时间关系如图甲，B物体运动的速度和时间关系如图乙。据图分析： 第9题图 (1)F1、F2的大小关系为F1 F2(选填“＞”“＜”或“=”，下同)。 (2)若F1、F2所做的功分别为W1、W2，则W1 W2。 (3)若F1、F2的功率分别为P1、P2，则P1 P2。 10.(5分)当跳绳者的质量m=50 kg时，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件回答下列问题，g取10 N/kg。 第10题图 (1)(2分)跳绳者跳一次绳所做的功为多少焦? (2)(3分)在1 min内做功的平均功率为多少瓦? 11.温州朔门古港遗址发现的宋代古沉船是温州作为海上丝绸之路的绝佳阐释。打捞沉船时，电动机将沉船以相同的速度从水下竖直吊起至水面上方一定高度，下列表示此过程中绳子拉力的功率P随沉船上升高度h变化的大致曲线中，合理的是(　 　) 第11题图 A. B. C. D. 12.(8分)风能是一种低碳、清洁的能源。如图甲所示为某学校科学兴趣小组设计的一款测量风车功率的装置，小组成员通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除上述因素之外，为了研究风车功率与风向和风叶之间的夹角的关系，他们展开如下实验： 第12题图 ①将电风扇定在某一挡位下启动，并调整风向与风叶的夹角θ为30°，如图乙所示。 ②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它缓慢匀速提升。 ③测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，计算出风车功率。 ④在不改变电风扇挡位的情况下，调整风向与风叶的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到的实验结果如图丙所示。请回答： (1)除了图中的实验器材，还必需的测量工具有天平、量角器、刻度尺、 。 (2)根据实验所测数据计算风车功率P= (用字母h、t、m、g表示)。 (3)本实验可得出的结论是 。 (4)某同学用相同装置研究风车功率与风叶长度的关系，认为只需在风叶宽度和材料不变的情况下，增大风叶的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由： 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.1功和机械能(2) 1.人爬楼梯时，需要克服自身重力做功。小科和同学们进行爬楼梯比赛，规定功率最大者获胜，则获胜者一定(　A　) A.做功最快 B.用时最短 C.体重最大 D.速度最快 2.甲、乙两同学进行举杠铃比赛，如图所示，甲比乙高，他们在相同的时间内举起了相同的杠铃，则(　A　) 第2题图 A.甲做功较多，功率较大 B.甲做功较多，功率较小 C.乙做功较多，功率较大 D.乙做功较多，功率较小 3.小潘在进行校外拓展训练时非常热爱攀岩运动。该同学大约用20 s时间登上5 m高的岩顶，则他攀岩的平均功率约为(　B　) A.10 W B.100 W C.1 kW D.10 kW 4.如图所示，小明的质量为50 kg。他在30 s内完成了10个引体向上，他30 s内克服重力做功的功率约为(　B　) 第4题图 A.10 W B.100 W C.500 W D.1000 W 5.(4分)如图所示的无人机，质量为1.2 kg，下方悬挂着一个质量为0.1 kg的摄像机。在10 s内无人机从地面竖直上升了20 m，然后边摄像边斜向上飞行了30 s，最终仪表盘上显示离地高度为36 m。无人机前10 s对摄像机做功　20　J，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为　0.9　W。(g取10 N/kg)  第5题图 6.(6分)如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3 kg。机器人在水平地面运动时，所受推力F与速度v的关系如图乙所示，g取10 N/kg。求： 第6题图 (1)(2分)该机器人受到的重力为多大? (2)(2分)该机器人所提供的水平推力为300 N时，其在推力方向匀速运动3 m，水平推力做了多少功? (3)(2分)该机器人在水平地面上以0.5 m/s的速度做匀速直线运动时，水平推力的功率是多大? 【答案】 (1)该机器人的重力G=mg=3 kg×10 N/kg=30 N。 (2)水平推力做的功W=Fs=300 N×3 m=900 J。 (3)根据题中图乙可知，当机器人的速度为0.5 m/s时，机器人受到的推力为150N，则水平推力的功率为P=Fv=150 N×0.5 m/s=75 W。 7.汽车爬坡时，坡越陡，爬坡所需的牵引力就越大。同一辆汽车能够输出的最大功率是有限的，故在输出功率不能增加的情况下，为了增大牵引力以利于爬坡，一般汽车采用的方法是(　A　) A.减小速度 B.增大速度 C.增大摩擦力 D.减小摩擦力 【解析】 汽车爬坡时需要发动机输出更大的牵引力，由P===Fv可知，在P一定时，减小车速v可以增大牵引力F。 8.如图甲所示，用弹簧测力计水平拉动木块，使它在水平长木板上做匀速直线运动，图乙是木块运动的路程随时间变化的图像，下列说法正确的是(　C　) 第8题图 A.图甲中木块受到的拉力为3.8 N B.木块在AB段和BC段受到的滑动摩擦力之比为1∶2 C.AB段和BC段拉力做功的功率之比为2∶1 D.AB段木块受平衡力作用，BC段木块受力不平衡 9.(6分)如图所示，将A、B两个完全相同的物体，分别在拉力F1、F2的作用下沿着光滑斜面的左右两边从底部拉到顶端。A物体运动的路程和时间关系如图甲，B物体运动的速度和时间关系如图乙。据图分析： 第9题图 (1)F1、F2的大小关系为F1　＜　F2(选填“＞”“＜”或“=”，下同)。 (2)若F1、F2所做的功分别为W1、W2，则W1　=　W2。 (3)若F1、F2的功率分别为P1、P2，则P1　＜　P2。 10.(5分)当跳绳者的质量m=50 kg时，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件回答下列问题，g取10 N/kg。 第10题图 (1)(2分)跳绳者跳一次绳所做的功为多少焦? (2)(3分)在1 min内做功的平均功率为多少瓦? 【答案】 (1)G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N，起跳的最大高度h=0.09 m，跳一次克服重力做功W=Gh=500 N×0.09 m=45 J。 (2)由图可知跳一次所用时间t1= s，所以1 min内所跳次数为n==180次， 1 min内克服重力做功为W总=180×45 J=8100 J， 1 min内克服重力做功的平均功率P===135 W。 11.温州朔门古港遗址发现的宋代古沉船是温州作为海上丝绸之路的绝佳阐释。打捞沉船时，电动机将沉船以相同的速度从水下竖直吊起至水面上方一定高度，下列表示此过程中绳子拉力的功率P随沉船上升高度h变化的大致曲线中，合理的是(　B　) 第11题图 A. B. C. D. 【解析】 船未露出水面之间，由F浮=ρ液gV排可知，排开液体的体积不变，所以浮力不变，物体匀速运动，受力平衡，拉力等于重力和浮力之差，可知拉力不变，由P===Fv可知，绳子拉力的功率不变；船从刚开始露出水面至完全离开水面的过程中，排开液体的体积逐渐减小，浮力减小，拉力将逐渐变大，可知绳子拉力的功率将变大。由于船的形状是不规则的，所以相同时间内浮力变化量不同，可知功率变化量也不同，所以这段过程中的图像应是一段曲线，不是直线。船离开水面，不再受到浮力，拉力等于重力，且保持不变，可知功率不变。 12.(8分)风能是一种低碳、清洁的能源。如图甲所示为某学校科学兴趣小组设计的一款测量风车功率的装置，小组成员通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除上述因素之外，为了研究风车功率与风向和风叶之间的夹角的关系，他们展开如下实验： 第12题图 ①将电风扇定在某一挡位下启动，并调整风向与风叶的夹角θ为30°，如图乙所示。 ②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它缓慢匀速提升。 ③测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，计算出风车功率。 ④在不改变电风扇挡位的情况下，调整风向与风叶的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到的实验结果如图丙所示。请回答： (1)除了图中的实验器材，还必需的测量工具有天平、量角器、刻度尺、　秒表　。 (2)根据实验所测数据计算风车功率P= 　(用字母h、t、m、g表示)。 (3)本实验可得出的结论是　在风速、风叶质量和风叶长度相同时，当风向与风叶夹角为30°~60°之间时，风车功率逐渐增大，在60°~75°之间时，风车功率逐渐减小，在60°时，风车功率最大　。 (4)某同学用相同装置研究风车功率与风叶长度的关系，认为只需在风叶宽度和材料不变的情况下，增大风叶的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由：　不可行，没有控制风叶的质量相同，存在两个变量　。 学科网（北京）股份有限公司 $