第11章〈功和能〉单元测试卷2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

**基本信息** 沪粤版九年级物理上册第11章《功和能》单元卷，以功、功率、机械能、机械效率为核心，通过物流机器人、避险车道等真实情境，实现基础巩固与能力提升的梯度设计，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |填空题|10|功的计算、功率意义、动能势能转化|结合跳绳、物流机器人等生活科技情境| |单选题|7|做功条件、功率单位、机械效率影响因素|通过高空抛物、司机上坡等实例考查概念辨析| |实验探究题|3|动能影响因素、滑轮组机械效率、杠杆效率|设计控制变量实验，培养科学探究能力| |计算与推导题|3|滑轮组功与功率、机械能守恒推导|综合受力分析与能量计算，体现科学推理|

九年级物理沪粤版上册第11章〈功和能〉单元测试卷 考试范围：___________　　考试时间：______分钟　　命题人：___________ 学校：___________　　姓名：___________　　班级：___________　　考号：___________ 题号 一 二 三 四 总分 得分 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2. 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、填空题　本题共10小题，请将答案填写在横线上。 1.小明同学用40 N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了2m，松开手后，书箱仍向前滑行了整个过程中小明的推力做功________J，书箱的重力做功________ 2.物理学中，将      与      的比，叫作功率。利用功率来比较做功的快慢实质上还是用      选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”来比较做功快慢的。麻雀飞行时的功率约为8W，“8W”表示的物理意义是      。 3.生活中处处皆物理： 如图1所示，小孩从滑梯上滑下，速度越来越快．此过程中他的重力势能________，动能_______均选填“变大”、“不变”或“变小” 如图2所示，在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、球从较高处下落形成的圆斑是图中            选填“ A”或“B” 4.当你用桶从井中提水的时候，你对桶所做的功       ；如果桶掉进井里，从井里捞桶的时候，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是       ．填“总功”、“有用功”或“额外功” 5.在水平桌面上，将重为20N的木块沿直线匀速向前推了5m，所用的推力为6N，撤去推力后，木块由于惯性又前进了1m，则推力所做的功是____J，重力所做的功为_______J。 6.跳绳是一项中考体育考试项目，质量为60 kg、身高为的小华在内跳了180次绳，平均每次跳起的高度为5 cm，则小华单次跳起时克服重力做功约          J，他整个跳绳过程中克服重力做功的功率是          W。 7.避险车道被称为高速公路上的“救命道”，失控车辆冲上避险车道后，速度会下降，在这个过程中，发生的机械能之间的转化是          能转化为          能。 8.在物理学中，将          的比值，叫做机械效率，对于实际机械，由于           的存在，机械效率总          选填“大于”“等于”或“小于” 9.2022年4月，为了抗击新冠疫情，美团从北京调动了一批物流机器人，千里奔赴上海，完成最后一公里的快递智能配送。若某装有货物的物流机器人在某平直道路上以的速度匀速行驶100 s，它所受阻力大小为160 N。则在这个过程中，物流机器人所走的路程为________m；物流机器人牵引力的功率为________W。 10.如图所示是离手后的篮球在空中的部分运动轨迹。若B点和D点等高，且B点速度大于D点速度，则整个过程篮球的机械能      选填“守恒”或“不守恒”，      选填“遵循”或“不遵循”能量守恒定律。 二、单选题　本题共7小题，从所给选项中选出最佳选项。 11.下列情况中，力F对物体做功的是    A. 搬着箱子在水平地面上匀速前进 B. 举着哑铃不动 C. 推石头但没有推动 D. 从地面捡起石块 12.在国际单位制中，功率的单位是(    ) A. 牛顿 B. 帕斯卡 C. 焦耳 D. 瓦特 13.高空抛物是很不文明的行为，还会造成很大的危害，甚至危及人的生命安全。这是因为在高处的物体具有较大的(    ) A. 重力 B. 弹性势能 C. 体积 D. 重力势能 14.司机开车上坡时，往往加大油门，减速行驶，这样做的目的是(    ) A. 增大功率，减小阻力 B. 增大功率，增大牵引力 C. 减小功率，增大牵引力 D. 减小功率，减小阻力 15.提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。为提高滑轮组的机械效率，根据你的学习和生活经验，可采取的措施有(    )①增加所提物体的重力；②减轻动滑轮的重力；③给机械加润滑油；④增加重物上升的高度。 A. ①②③④ B. ①②③ C. ①③ D. ①② 16.物块在水平拉力大小未知的作用下，在水平直线轨道上运动如图，其中。已知物块在AB段和CD段分别以和的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1 N和2 N，则以下判断正确的是      A. 该物块在CD段的惯性比AB段大 B. 该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为 C. 拉力F在AB段所做的功为20 J D. 拉力F在CD段做功的功率为10 W 17.如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是(    ) A. 甲方式可以省力 B. 乙方式不能改变力的方向 C. 甲、乙两种方式做的有用功相等 D. 甲、乙两种方式的机械效率相等 三、实验探究题　本题共3小题，按要求作答。 18.如图所示是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。 该实验中所探究物体的动能是指物体__________的动能选填“A”或“B”； 本实验装置的水平面如果绝对光滑，则__________得出结论选填“能”或“不能”，理由是__________； 实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，于是利用上述器材进行了实验探究，得到的数据如下表：为了探究“超载”安全隐患，应选择__________两个序号的实验数据进行比较。 实验序号 小球的质量 小球自由滚下的高度 木块被撞击后运动的距离 1 30 10 40 2 30 20 76 3 60 10 78 19.涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如表所示： 实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 2 2 2 3 4 4 4 实验中应沿竖直方向          拉动弹簧测力计。 分析表中数据可知：第4次实验是用          图所示装置来完成的。 通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。 通过比较          填实验次数的序号两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的重物越重，滑轮组机械效率越高。 20.小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕O点在竖直平面内转动，且； 该实验中杠杆所做的额外功主要是______。 他将重为G的钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为，测得A、B两点上升的高度分别为、，则此次杠杆的机械效率为=______用物理量的符号表示； 若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在C点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度不计摩擦，则弹簧测力计的示数______，杠杆的机械效率______均选填“>“或”<“或”=“。 四、计算与推导题　本题共3小题，写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 21.站在水平地面上的人用如图所示的滑轮组提升物体A，使物体A沿竖直方向匀速上升。已知人施加在绳子自由端竖直向下的拉力F为400N，物体A上升的速度为，人所受重力为600N，不计绳重和滑轮与轴之间的摩擦。 画出人的受力示意图； 求物体A向上运动10s的过程中，拉力F所做的功W； 若用该滑轮组匀速提升物体B，物体B所受重力大于物体A所受重力，请你通过分析说明该滑轮组的机械效率如何变化。 22.如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某工人站在水平地面上，用竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使物体A以的速度匀速上升，提升过程中滑轮组的机械效率为。已知该工人重650N，与水平地面的接触面积为，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： 请画出工人的受力示意图。           物体A的重力。           绳子自由端拉力的功率。           工人对地面的压强。           以定滑轮为研究对象做受力分析，并求出支架受到滑轮组的拉力。           23.已知物体的重力势能表达式为Ep，动能表达式为Ekmv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取。如图所示，将一质量为的物体从距离地面的高度沿水平方向以的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求： 物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1； 物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W； 物体落地前瞬间的动能Ek2。 答案和解析 1.【答案】80；0  【解析】略 2.【答案】功 完成这些功所用时间 时间相同比较功 1秒内麻雀做功8J   【解析】解：物理学中将功与完成这些功所用时间的比值叫做功率。利用功率来比较做功的快慢实质上是用时间相同比较功来比较做功快慢的。麻雀飞行时的功率约为8W，“8W”表示的物理意义是1秒内麻雀做功8J。 故答案为：功；完成这些功所用时间；时间相同比较功；1秒内麻雀做功8J。 根据功率的定义、功率单位的物理意义进行分析。 本题考查了功率的定义及单位的物理意义，属于基础题。 3.【答案】变小；  变大；   【解析】【分析】 本题考查动能和势能的变化以及影响势能大小的因素，这类题目是中考常考内容，要结合生活实际来解答。 影响动能大小的因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大； 质量相同时，下落高度越大，重力势能越大；皮球下落过程中，具有的重力势能转化为动能，与地面碰撞接触时又转化为弹性势能，弹性势能的大小与物体的形变大小有关，形变越大，弹性势能越大。 【解答】 小孩从滑梯上滑下，质量不变，高度变小，所以重力势能变小；同时速度变大，则动能变大； 在质量相同的情况下，高度越高，重力势能越大，下落过程中转化的动能就越大，接触地面后进而转化为的弹性势能也就越大，从而使皮球的形变程度越大，在纸上留下黑色圆斑大，所以，由图知，球从较高处下落形成的圆斑是图中的B。 故答案为：变小；  变大； 。 4.【答案】额外功 有用功   【解析】解：用水桶从井中提水的时候，目的是提水，所以对水做的是有用功，同时还要将水桶提起来，所以对桶做的是额外功； 从井中提水桶的过程中，目的是捞桶，所以对桶做的是有用功，同时，还要将桶中的部分水提起来，所以对水做的是额外功． 故答案为：额外功；有用功． 使用机械时，人们为完成某项任务必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但不得不做的功叫额外功． 正确理解有用功和额外功，是解决机械效率问题的基础． 5.【答案】30；0  【解析】【分析】 此题主要考查对功的计算. 解题关键是掌握功的计算公式。 【解答】 根据公式得推力做的功； 重力做的功。 故答案为：30；0。 6.【答案】30 90   【解析】解：小华的重力，平均每次跳起的高度，他每次跳起时克服重力做功约；他在内跳绳做的总功，，整个跳绳过程中克服重力做功的功率：。 7.【答案】动 重力势   【解析】略 8.【答案】有用功与总功 额外功 小于   【解析】解： 有用功与总功的比值叫做机械效率； 对于实际机械，使用时不可避免地要做额外功，所以总功一定大于有用功，由可知，机械效率总小于 故答案为：有用功与总功；额外功；小于． 使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功．有用功与总功的比值叫机械效率． 本题考查了学生对机械效率的了解与掌握，要注意使用任何机械都不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于 9.【答案】300；480  【解析】【分析】 本题考查速度的计算和功率的计算。 利用计算路程；利用计算功率。 【解答】 物流机器人所走的路程为； 物流机器人匀速行驶，此时，物流机器人牵引力的功率为。 10.【答案】不守恒 遵循   【解析】解：由题意知，若B点和D点等高，重力势能相同，B点速度大于D点速度，B点的动能大，故B点的机械能大，机械能总量不守恒；但遵循能量守恒定律。 故答案为：不守恒；遵循。 影响动能大小的因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；影响重力势能大小的因素：质量、被举的高度。质量越大，高度越大，重力势能就越大；机械能是动能与势能的和。在不计空气阻力和摩擦时，机械能守恒。 此题考查了机械能的认识及能量守恒定律的认识。 11.【答案】D  【解析】力学中的力做功包含两个必要因素：作用在物体上的力，物体在这个力的方向上通过一定距离.不做功有三种情况：有力无距离、C选项错误；有距离无力；力的方向与物体运动方向垂直选项错误从地面捡起石块所用力的方向是向上的，而石块也是向上运动的，所以力对物体做了功，故D选项正确. 12.【答案】D  【解析】【详解】牛顿是力的单位，故A不合题意； B.帕斯卡是压强的单位，故B不合题意； C.焦耳是功、能和热量的单位，故C不合题意； D.在国际单位制中，功率的单位是瓦特，符是W，故D符合题意。 故选D。 13.【答案】D  【解析】解：由题意可知，高空抛物现象之所以会造成很大的危害，甚至危及人的生命安全，是因为在高处的物体，所处的高度较高，其重力势能较大。 故选：D。 物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。 本题主要考查了学生对重力势能的掌握，了解其概念和影响因素，可顺利解答，难度不大。 14.【答案】B  【解析】解：根据公式可得：，加大油门可以增大输出功率，当减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力． 故选 对于汽车来说，由可知，增大功率同时减小速度，才能得到更大的牵引力，更有利于上坡． 该题考查功率在实际中的应用，解题的关键是合理利用公式 15.【答案】B  【解析】略 16.【答案】D  【解析】解：惯性大小只跟物体的质量有关，该物块整个运动过程中质量不变，其惯性大小不变，即该物块在CD段的惯性与在AB段的惯性一样大，故A错误；根据可得，该物块通过AB段所用时间，通过CD段所用时间，则该物块通过AB段和CD段所用的时间之比，故B错误；物块在AB段和CD段均做匀速运动，受力平衡，则在AB段、CD段所受拉力分别为，，则拉力F在AB段所做的功，拉力F在CD段所做的功，拉力F在CD段做功的功率，故D正确，C错误。选D。 17.【答案】C  【解析】解：由图可知，甲方式是利用两个定滑轮提升货物，不能省力，乙方式是利用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升货物，不仅可以省力，还可以改变力的方向，故A、B错误；由题可知，甲、乙两种方式均将相同货物提升相同高度，由可知，故C正确；由图可知，利用甲、乙两种方式提升货物时，乙方式做的额外功大于甲方式做的额外功，有用功相同、总功不相同，根据可知，甲、乙两种方式的机械效率不相等，故D错误。选C。 18.【答案】 A     不能     见解析     1，3  【解析】探究动能大小的影响因素，探究物体的动能是指物体A的动能；让小球A从斜面滑下，具有一定的速度，从而具有动能，撞击物体B。 若水平面绝对光滑，由牛顿第一定律，物体将一直匀速直线运动下去，无法比较物体B移动的距离而无法比较动能的大小。 研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较。 19.【答案】匀速 丙 1、3   【解析】为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动；在第4次实验中，，，由可得，即承担物重的绳子股数，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的；、3两次实验中，绳端移动的距离都是，钩码移动的距离都是，则承担物重的绳子股数为3，则两次实验使用同样的滑轮组，即使用的是甲、乙两图所示装置，通过得出的实验数据可知提升的重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 20.【答案】使用杠杆时需要克服杠杆自重、克服摩擦力等做功   >  <  【解析】解：因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即克服杠杆自重做功、克服摩擦力等做功，就有了额外功； 有用功：；总功：，则杠杆的机械效率为； 悬挂点移至C点，从图中可以看出，拉力的力臂不变，钩码的重力不变，钩码的重力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大，即； 悬挂点移至C点时，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度，有用功不变，但杠杆提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功，根据知机械效率变大，即。 故答案是：使用杠杆时需要克服杠杆自重、克服摩擦力等做功；；；<。 弹簧测力计向上拉力做的功是总功，克服钩码重力做的功是有用功，克服摩擦以及杠杆自重做的功是额外功；由功的计算公式求出有用功、总功与额外功，由效率公式求出杠杆的效率； 有用功不变，根据总功的来源，分析动力的作用点移动后，总功的变化，根据根据机械效率公式讨论机械效率大小变化 机械效率计算的关键是明确有用功和总功，一般来说，使用机械所用外力做的功是总功，而克服提升重物重力做的功是有用功。 21.【答案】; 由图可知，，所以 拉力F所做的功 ; 当不计绳重和滑轮与轴之间的摩擦时，滑轮组的机械效率 因为一定，，所以 即提升的物重B大于物重A时，该滑轮组的机械效率变大   【解析】解：先确定人的重心，然后从重心沿竖直向上的方向画出拉力和支持力，沿竖直向下的方向画出重力，具体如图所示； 22.【答案】 450N 100W 由力的作用的是相互的可知，工人对地面的压力等于地面对工人的支持力 工人对绳子自由端的拉力F等于绳子对工人的拉力 由中工人的受力分析图可知 工人对地面的压强 由，代入数据得，动滑轮的重力 因两个滑轮质量相等，则 作定滑轮的受力分析图如图所示，支架对定滑轮的拉力与支架受到滑轮组的拉力相等 则支架受到滑轮组的拉力   【解析】略 23.【答案】解：由题知，物体质量和被抛出时的高度和速度， 物体的重力势能：Ep=mgh； 动能Ek1mv22； 物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功：； 物体下落时高度减小，速度增大，所以重力势能转化为动能，落地时高度为0，重力势能全部转化为动能， 所以物体落地前瞬间的动能：Ek2=Ek1+Ep。 答：物体被抛出时的重力势能Ep为6J，动能Ek1为； 物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W为6J； 物体落地前瞬间的动能Ek2为。  【解析】本题考查了动能和重力势能的计算、动能势能的转化、机械能守恒等，属于初高中过渡的知识，从题干中获取信息并能采用正常的方法是解题的关键。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $