第十一章 功与机械能 专题训练-2026-2027学年沪粤版物理九年级上册

**基本信息** 本试卷为初中物理“机械功与机械能”单元复习卷，以体育中考、珠峰科考等真实情境为载体，通过多样化题型考查功、功率、机械能转化等核心知识，适配单元复习巩固与核心素养培养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单项选择|9题27分|功的判断、功率计算、机械能变化|结合投掷实心球、雨滴下落等生活实例，强化物理观念| |多项选择|2题8分|机械能守恒、力与运动|通过斜面弹簧系统、匀速运动推力分析，体现科学推理| |实验探究|3题21分|滑轮组机械效率、动能影响因素|设计多组对比实验，培养科学探究与质疑创新能力| |综合应用|2题18分|功和功率计算|联系自行车比赛、起重机提升重物，凸显科学态度与社会责任|

第十一章 机械功与机械能 专题训练 （时间：60分钟 满分：90分） 一、单项选择题（本大题共9小题，每小题3分，共27分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求。） 1．投掷实心球是我市体育中考项目之一。投掷过程中，考生对实心球没有做功的是（　　） A．从地面拿起实心球 B．将实心球举高 C．用力将实心球掷出 D．实心球离开手后继续在空中飞行 2．做1J的功相当于（　　） A．把质量是1kg的物体提升1m B．把重为1N的物体在水平方向移动1m C．在1N力的作用下将物体移动1m D．把两个鸡蛋托起1m的高度 3．5月23日12时30分许，我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，巍巍珠峰再次见证历史！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中，体重（含装备）越大的队员一定（　　） A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小 4．雨滴在空中匀速下落过程中，其动能和重力势能的变化是（　　） A．动能增加，重力势能增加 B．动能不变，重力势能增加 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减少，重力势能减少 5．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，匀速提升等重的钩码，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　） A．甲较省力且机械效率较高 B．乙较省力且机械效率较高 C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 6．小明先后用大小相等的力分别使物体N在如图甲、乙、丙所示的三种表面上沿相应方向移动相同的距离s，在这三个过程中力所做的功分别为W甲、W乙和W丙，则（　　） A．W甲＝W乙＝W丙 B．W甲＞W乙＞W丙 C．W甲＞W乙＝W丙 D．W甲＜W乙＜W丙 7．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 8．某品牌充电宝上标有“74W•h”字样，它表示该充电宝储存的最大电能，假设这些能量用于提升重物，它能将质量为50kg的中学生提升的高度最接近（　　） A．0.5m B．5m C．50m D．500m 9．如图是一名运动员投掷飞镖时的场景，他将飞镖按图示虚线方向投出，整个过程不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．飞镖在空中会一直沿虚线方向飞行，击中P点 B．飞镖在空中飞行过程中，运动员对飞镖做了功 C．飞镖在空中飞行过程中，机械能先增大后减小 D．飞镖在空中飞行过程中，机械能保持不变 二、多项选择题（本大题共2小题，每小题4分，共8分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得3分，有选错得0分。） 10．如图所示，斜面与水平面在A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M向P运动过程中，机械能减少 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 11．如图所示，用F1＝20N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向以v1＝0.5m/s的速度做匀速直线运动。后又让物体加速运动到1.5m/s后，以F2的力让物体保持v2＝1.5m/s的速度做匀速直线运动，运动了5s，则下列说法正确的是（　　） A．物体以v2匀速直线运动时，因为受到的摩擦力变小，所以F2＜F1 B．重力不做功 C．F1的功率为10W D．F2做功150J 三、填空题（本大题共6小题，每空1分，共12分） 12．踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为线，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢…”。在如图所示的游戏中，被踢出后，毽子在上升过程中，其动能___________，重力势能__________（选填“增大”、“不变”或“减少”）。 13．如图甲所示的铁块重力G＝4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直向上的拉力F＝6N的作用下向上运动时，铁块此时的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。铁块受到的摩擦力为________N，4s内拉力F做的功为__________J。 14．两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，则拉力F的功率为__________W，滑轮组的机械效率为_________。 15．如图所示，一根质量分布均匀的细棒OA，C是它的中点，现在A点竖直向上施力将挂在C点的重为180N的物体匀速提升0.3m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦，提升该物体做的总功是_________J，木棒重为________N。 16．小明利用如图甲所示的滑轮组，将不同的物体匀速提升1m，图乙所示为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计绳重和摩擦。物重为150N时，小明做的有用功为________J，动滑轮的重力为________N。 17．在水平地面上工人师傅沿水平方向推重300N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s～8s内木箱受到的推力恒为100N，则在这段时间（4s～8s）内，木箱受到的推力的功率是_________W，8s～10s内木箱的机械能_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 四、作图题（本大题共1小题，共4分） 18．完成下列作图： （1）已知小华使用某简单机械在20s内实际做了8000J的功，绘制图像如下；若此机械的机械效率为75%，请在同一个坐标轴里画出其有用功的图像。 （2）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等，此时速度最大；C点处是蹦极运动员到达的最低点（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）。请在坐标系中画出从A点到C点的过程，运动员的动能E随时间t变化关系的大致图象。 如图所示： 五、实验探究题（本大题共3小题，共21分） 19．（7分）某小组在“测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： （1）实验中应沿竖直方向__________缓慢拉动弹簧测力计。 （2）分析表中数据可知：第2次实验是用________图做的；第3次实验是用__________图做的。 实验次数 钩码重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% （3）比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组，所提物体越_________，滑轮组的机械效率越__________。实验中使用了不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是为了____________。（填字母） A.减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差 C.获得多组数据归纳出物理规律 （4）用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体，该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图象正确的是__________（不计绳重和摩擦）。 20．在探究动能的大小与什么因素有关的实验中，同学们猜想动能大小可能与物体的质量和速度有关，并在老师的指导下做了如图所示的实验：让小球从斜面由静止滚下，推动木块运动。 （1）本实验是通过比较___________来比较小球的动能大小。 （2）要探究动能大小与速度的关系时，应保持小球的__________不变。 （3）小球从斜面某点由静止释放，滚落到水平面上，小球的__________能转化为动能，因此只要改变小球_________，就可以改变小球到达平面时的动能。 （4）小球和木块由于受到_________的作用，在水平面上运动一段距离后停了下来，在这一过程中它们的机械能将逐渐 _________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （5）交通运输中，在速度相同情况下汽车的 _________越大，其动能就越大，行驶时危险就越大，因此严禁汽车超载是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段。 21．（7分）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的两个小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示。 （1）该实验所研究的对象是__________（填“木块”“小球”或“斜面”）。 （2）实验中让质量不同的两个小球从同一斜面的同一高度由静止释放的目的是使两个小球到达水平面时，具有相同的__________。 （3）该实验是通过观察_________（填“s”或“h”）的大小来反映小球的动能大小的。若水平面是光滑的，_________（填“能”或“不能”）达到探究目的。 （4）某同学换用图乙装置进行实验，若用a、b两个质量不同的小球（ma＞mb）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，则同一位置的同一木块受到撞击后相应移动的距离sa′_________sb′（填“＞”“＜’或“＝”）。 （5）做完上述实验后，小明又在水平地面上铺一张纸，将两个体积和弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图丙所示。分析图中两个圆斑大小，可推断：mA　________mB（填“＞”“＜”或“＝”）。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量________（填“不变”‘减小”或“增大”）。 六、综合应用题（本大題共2小题，共18分） 22．（6分）广西自行车世界巡回赛南宁城市赛段中南宁城市赛段赛道全长约135km，全程比赛共花约3h。若一辆自行车匀速行驶过程中牵引力是40N，请你根据提供的数据计算： （1）自行车的速度； （2）行驶完赛道全程牵引力所做的功； （3）自行车的功率。 23．（12分）如图所示，某建筑工地用起重机将质量为2.7t的货箱以0.5m/s的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为90%。（g＝10N/kg）求： （1）在10s内货箱上升的高度； （2）吊臂上电动机拉力F做功的功率； （3）依然利用此机械提升重为3.7×104N的货箱，求此时滑轮组的机械效率。 【答案与解析】 一、单项选择题（本大题共9小题，每小题3分，共27分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求。） 1．投掷实心球是我市体育中考项目之一。投掷过程中，考生对实心球没有做功的是（　D　） A．从地面拿起实心球 B．将实心球举高 C．用力将实心球掷出 D．实心球离开手后继续在空中飞行 2．做1J的功相当于（　D　） A．把质量是1kg的物体提升1m B．把重为1N的物体在水平方向移动1m C．在1N力的作用下将物体移动1m D．把两个鸡蛋托起1m的高度 3．5月23日12时30分许，我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，巍巍珠峰再次见证历史！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中，体重（含装备）越大的队员一定（　A　） A．做功越多 B．功率越大 C．做功越快 D．功率越小 4．雨滴在空中匀速下落过程中，其动能和重力势能的变化是（　C　） A．动能增加，重力势能增加 B．动能不变，重力势能增加 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减少，重力势能减少 5．用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，匀速提升等重的钩码，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　C　） A．甲较省力且机械效率较高 B．乙较省力且机械效率较高 C．两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同 D．两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同 【解析】由图知，甲由2段绳子承担物重，所以F甲＝（G+G动），乙由3段绳子承担物重，所以F乙＝（G+G动）；所以乙较省力；不计绳重和摩擦力，根据η＝×100%＝×100%＝×100%，G和G动相同，所以两个滑轮的机械效率相等。 6．小明先后用大小相等的力分别使物体N在如图甲、乙、丙所示的三种表面上沿相应方向移动相同的距离s，在这三个过程中力所做的功分别为W甲、W乙和W丙，则（　A　） A．W甲＝W乙＝W丙 B．W甲＞W乙＞W丙 C．W甲＞W乙＝W丙 D．W甲＜W乙＜W丙 【解析】由题知，小明同学先后用的力F大小相等，物体分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上移动的距离s相同，根据W＝Fs可知，力F在这三个过程中所做的功大小相等，即W甲＝W乙＝W丙。 7．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（　C　） 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 【解析】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；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，势能增大，速度减小，动能减小，故C正确、B错误；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。 8．某品牌充电宝上标有“74W•h”字样，它表示该充电宝储存的最大电能，假设这些能量用于提升重物，它能将质量为50kg的中学生提升的高度最接近（　D　） A．0.5m B．5m C．50m D．500m 【解析】74W•h＝74×10﹣3kW•h＝74×10﹣3×3.6×106J＝2.664×105J， 根据W＝Gh可得，提升的高度h＝＝＝＝532.8m， 与D选项最接近。 9．如图是一名运动员投掷飞镖时的场景，他将飞镖按图示虚线方向投出，整个过程不计空气阻力，则下列说法正确的是（　D　） A．飞镖在空中会一直沿虚线方向飞行，击中P点 B．飞镖在空中飞行过程中，运动员对飞镖做了功 C．飞镖在空中飞行过程中，机械能先增大后减小 D．飞镖在空中飞行过程中，机械能保持不变 【解析】将飞镖按图示虚线方向投出，飞镖受重力作用，由于重力的方向竖直向下，飞镖不做直线运动，故不能击中靶上的P点，故A错误；飞镖在空中飞行过程中，运动员对飞镖没有力的作用，所以运动员对飞镖没有做功，故B错误；飞镖在空中飞行过程中只受重力作用，不计空气阻力，飞镖的机械能保持不变，重力势能转化为动能，故C错误，D正确。 二、多项选择题（本大题共2小题，每小题4分，共8分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得3分，有选错得0分。） 10．如图所示，斜面与水平面在A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（　AD　） 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M向P运动过程中，机械能减少 D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大 【解析】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，故A正确；根据题目小物块能被弹回P点说明没有能量损失，机械能守恒，故BC错误；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，故D正确。 11．如图所示，用F1＝20N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向以v1＝0.5m/s的速度做匀速直线运动。后又让物体加速运动到1.5m/s后，以F2的力让物体保持v2＝1.5m/s的速度做匀速直线运动，运动了5s，则下列说法正确的是（　BCD　） A．物体以v2匀速直线运动时，因为受到的摩擦力变小，所以F2＜F1 B．重力不做功 C．F1的功率为10W D．F2做功150J 【解析】物体沿水平方向以v1＝0.5m/s的速度做匀速直线运动，然后又让物体加速运动到1.5m/s后，物体保持v2＝1.5m/s的速度做匀速直线运动，因物体对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度均不变，则物体受到滑动摩擦力的大小不变；物体两次沿水平方向匀速直线运动，所受推力和摩擦力是一对平衡力，则推力与滑动摩擦力大小相等，因滑动摩擦力的大小不变，则推力的大小也不变，所以F2＝F1＝20N，故A错误；物体沿水平方向运动，没有在重力的方向上通过一定的距离，所以重力不做功，故B正确；F1的功率为：P1＝F1v1＝20N×0.5m/s＝10W，故C正确；物体以v2＝1.5m/s的速度匀速运动5s通过的路程：s＝v2t＝1.5m/s×5s＝7.5m，则F2做的功：W＝F2s＝20N×7.5m＝150J，故D正确。 三、填空题（本大题共6小题，每空1分，共12分） 12．踢毽子起源于汉代，高承《事物纪原》记：“今时小儿以铅锡为线，装以鸡羽，呼为毽子，三四成群走踢…”。在如图所示的游戏中，被踢出后，毽子在上升过程中，其动能 　减小　，重力势能 　增大　（选填“增大”、“不变”或“减少”）。 【解析】在毽子上升过程中，毽子的质量不变，速度减小，毽子的动能减少，其高度增加，重力势能增大； 13．如图甲所示的铁块重力G＝4N，被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，当它在竖直向上的拉力F＝6N的作用下向上运动时，铁块此时的运动速度v与时间t的关系图像如图乙所示。铁块受到的摩擦力为 　2　N，4s内拉力F做的功为 　4.8　J。 【解析】（1）由乙图可见，铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，故铁块受到摩擦力大小f＝F﹣G＝6N﹣4N＝2N。 （2）铁块在4s内升高的距离s＝vt＝0.2m/s×4s＝0.8m，因此拉力F做的功W＝Fs＝6N×0.8m＝4.8J。 14．两个滑轮按如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N，则拉力F的功率为　2　W，滑轮组的机械效率为　90%　。 【解析】 （1）由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m， 拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J， 拉力的功率为： P＝＝＝2W； （2）克服物体与地面间摩擦做的有用功W有＝fs物＝9N×1m＝9J； 滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝90%。 15．如图所示，一根质量分布均匀的细棒OA，C是它的中点，现在A点竖直向上施力将挂在C点的重为180N的物体匀速提升0.3m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦，提升该物体做的总功是　60　J，木棒重为　20　N。 【解析】 不计摩擦，提升该物体做的有用功：W有＝G物h＝180N×0.3m＝54J； 根据η＝得， 总功：W总＝＝＝60J； 由图可知，C为OA的中点， 故当物体上升0.3m时，C点（杠杆的重心）上升0.3m； 不计摩擦，η＝＝，且：W额外＝G木h′可得： 90%＝， 解得G木＝20N。 16．小明利用如图甲所示的滑轮组，将不同的物体匀速提升1m，图乙所示为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计绳重和摩擦。物重为150N时，小明做的有用功为 　150　J，动滑轮的重力为 　50　N。 【解析】小明做的有用功：W有用＝Gh＝150N×1m＝150J； 由图乙可得，不计绳重和摩擦，额外功为W额＝W总﹣W有用＝200J﹣150J＝50J， 则根据W额＝G动h可得，动滑轮的重力为G动＝＝＝50N。 17．在水平地面上工人师傅沿水平方向推重300N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s～8s内木箱受到的推力恒为100N，则在这段时间（4s～8s）内，木箱受到的推力的功率是 　100　W，8s～10s内木箱的机械能 　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【解析】（1）由题知，在4s～8s内，推力F＝100N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v＝1m/s， 则推力做功的功率：P＝＝＝Fv＝100N×1m/s＝100W； （2）木箱在8s～10s内做减速运动，动能减小，重力势能不变，故机械能减小。 四、作图题（本大题共1小题，共4分） 18．完成下列作图： （1）已知小华使用某简单机械在20s内实际做了8000J的功，绘制图像如下；若此机械的机械效率为75%，请在同一个坐标轴里画出其有用功的图像。 如图所示： （2）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等，此时速度最大；C点处是蹦极运动员到达的最低点（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）。请在坐标系中画出从A点到C点的过程，运动员的动能E随时间t变化关系的大致图象。 如图所示： 【解析】（1）O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，动能不断增大； （2）在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能；A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；到达C点动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，即A到C过程运动员的动能先增大后减小。 五、实验探究题（本大题共3小题，共21分） 19．（7分）某小组在“测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： （1）实验中应沿竖直方向 　匀速　缓慢拉动弹簧测力计。 （2）分析表中数据可知：第2次实验是用 　乙　图做的；第3次实验是用 　丙　图做的。 实验次数 钩码重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% （3）比较2、3两次实验得出结论：同一滑轮组，所提物体越 　重　，滑轮组的机械效率越 　高　。实验中使用了不同的滑轮组，还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率，目的是为了 　C　。（填字母） A.减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差 C.获得多组数据归纳出物理规律 （4）用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体，该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图象正确的是 　B　（不计绳重和摩擦）。 【解析】（1）实验中要竖直向上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，测力计示数才等于拉力大小； （2）第2次实验，h＝0.1m，s＝0.3m，可知由3段绳子承担物重，而被提升的物重为4N，一个钩码，所以是用乙滑轮组做的实验； 第3次实验，h＝0.1m，s＝0.3m，可知由3段绳子承担物重，而被提升的物重为8N，则用了2个钩码做实验，所以是用丙滑轮组做的实验； （3）比较第2、3次的实验数据，同一滑轮组提升不同重物，物重不同，机械效率不同，可得出结论：同一滑轮组，所提物体越重，滑轮组的机械效率越高； 多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，是为了进行多次测量，获得多组数据，总结实验规律，使实验结论具有普遍性； 故选：C； （4）使用滑轮组，设提升物重的高度为h， 做的有用功，W有用＝Gh， 不计绳重和摩擦，W额＝G轮h， 总功W总＝W有用+W额＝Gh+G轮h， 滑轮组的机械效率： η＝＝＝， 同一滑轮组动滑轮重一定，由此可知，提起重物越重，其机械效率越高，并且G的变化大于G+G动的变化，所以η的变化小于G的变化， A图象表示，η与G成正比，故A错误； B图象表示，η随G增大而增大，且η变化小于G的变化，故B正确； C图象表示，η随G增大而减小，且η变化大于G的变化，故C错误； D图象表示，η与G成反比，故D错误。 故选：B。 20．在探究动能的大小与什么因素有关的实验中，同学们猜想动能大小可能与物体的质量和速度有关，并在老师的指导下做了如图所示的实验：让小球从斜面由静止滚下，推动木块运动。 （1）本实验是通过比较 　木块移动的距离　来比较小球的动能大小。 （2）要探究动能大小与速度的关系时，应保持小球的 　质量　不变。 （3）小球从斜面某点由静止释放，滚落到水平面上，小球的 　重力势　能转化为动能，因此只要改变小球 　释放高度　，就可以改变小球到达平面时的动能。 （4）小球和木块由于受到 　摩擦力　的作用，在水平面上运动一段距离后停了下来，在这一过程中它们的机械能将逐渐 　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （5）交通运输中，在速度相同情况下汽车的 　质量　越大，其动能就越大，行驶时危险就越大，因此严禁汽车超载是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段。 【解析】（1）在探究动能的大小与什么因素有关的实验中，通过观察木块移动的距离来比较小球的动能大小； （2）要探究动能大小与速度的关系时，要保持单一变量，应保持小球的质量不变； （3）小球从斜面某点由静止释放，滚落到水平面上，小球的高度减小，故小球的重力势能减小，转化成动能，因此只要改变小球释放高度，就可以改变小球到达平面时的动能。 （4）小球和木块由于受到摩擦力的作用，在水平面上运动一段距离后停了下来，在这一过程中它们的机械能将逐渐减小； （5）交通运输中，在速度相同情况下汽车的质量越大，其动能就越大，行驶时危险就越大，因此严禁汽车超载是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段。 21．（7分）在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明让质量不同的两个小球从同一斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示。 （1）该实验所研究的对象是 　小球　（填“木块”“小球”或“斜面”）。 （2）实验中让质量不同的两个小球从同一斜面的同一高度由静止释放的目的是使两个小球到达水平面时，具有相同的 　速度　。 （3）该实验是通过观察 　s　（填“s”或“h”）的大小来反映小球的动能大小的。若水平面是光滑的，　不能　（填“能”或“不能”）达到探究目的。 （4）某同学换用图乙装置进行实验，若用a、b两个质量不同的小球（ma＞mb）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，则同一位置的同一木块受到撞击后相应移动的距离sa′　＝　sb′（填“＞”“＜’或“＝”）。 （5）做完上述实验后，小明又在水平地面上铺一张纸，将两个体积和弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图丙所示。分析图中两个圆斑大小，可推断：mA　＜　mB（填“＞”“＜”或“＝”）。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量 　减小　（填“不变”‘减小”或“增大”）。 【解析】（1）据题意可知，实验中探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小； （2）在“探究动能的大小与质量的关系”的实验中，需要控制小球的质量不同，速度相同，所以应让质量不同的小球从斜面的同一高度由静止释放；其目的就是控制球到达水平面时的速度是相同的； （3）根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离s的大小判断出小球具有的动能的大小； 若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的； （4）若用甲、乙两个质量不同的小球（ma＞mb）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，弹簧的压缩程度相同，具有的弹性势能相同，转化成小球的动能相同，撞击木块时木块的动能相同，木块的质量不变，所以木块移动的距离相同，即sa＝sb； （5）由图可知，皮球在纸上留下黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是B球质量较大，两球从同一高度处下落，原来B球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为的弹性势能大，球的形变大； 皮球从某一高度释放，落地后反弹上升，上升的最大高度比释放时的高度低一些，皮球上升过程中，高度增大，所以重力势能增加，皮球的机械能一部分转化为了内能，所以在整个运动过程中的机械能减少。 六、综合应用题（本大題共2小题，共18分） 22．（6分）广西自行车世界巡回赛南宁城市赛段中南宁城市赛段赛道全长约135km，全程比赛共花约3h。若一辆自行车匀速行驶过程中牵引力是40N，请你根据提供的数据计算： （1）自行车的速度； （2）行驶完赛道全程牵引力所做的功； （3）自行车的功率。 解：（1）自行车的速度为：v＝＝＝45km/h； （2）行驶完赛道全程牵引力所做的功：W＝Fs＝40N×135×103m＝5.4×106J； （3）自行车的功率：P＝＝＝500W。 23．（12分）如图所示，某建筑工地用起重机将质量为2.7t的货箱以0.5m/s的速度匀速提升，吊臂上的滑轮组如图所示，若忽略绳重和摩擦，该滑轮组的机械效率为90%。（g＝10N/kg）求： （1）在10s内货箱上升的高度； （2）吊臂上电动机拉力F做功的功率； （3）依然利用此机械提升重为3.7×104N的货箱，求此时滑轮组的机械效率。 解：（1）由v＝可得，在10s内货箱上升的高度： h＝vt＝0.5m/s×10s＝5m； （2）货箱的重力： G＝mg＝2.7×103kg×10N/kg＝2.7×104N， 滑轮组做的有用功： W有用＝Gh＝2.7×104N×5m＝1.35×105J， 由η＝＝90%可得吊臂上电动机拉力F做的总功： W总＝＝＝1.5×105J； 电动机拉力F做功的功率： P＝＝＝1.5×104W； （3）忽略绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功， W额＝W总﹣W有用＝1.5×105J﹣1.35×105J＝1.5×104J， 由W额＝G动h可得动滑轮重力： G动＝＝＝3000N， 忽略绳重和摩擦，利用此机械提升质量为3.7×104N的货箱时，滑轮组的机械效率： η′＝＝＝＝×100%＝92.5%。 学科网（北京）股份有限公司 $