第11章 功与机械能 拔尖自主测评-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

第十一章功与机械能 第十一章拔尖自主测评 ◎满分：100分◎时间：60分钟 一、选择题（每小题4分，共32分） 1.一天，两名快递员同时送货到同一单元。甲提着5kg的货物从1楼爬到5楼，然后在5楼水平地 面走了4m;乙提着10kg的货物从1楼爬到3楼，然后在3楼水平地面走了3m。若按对货物做 功多少计算运费，则 () A.甲的运费高 B.乙的运费高 C.甲、乙运费相同 D.无法确定谁的运费高 2.立夏时有“斗蛋逗趣”的习俗。如图是用频闪照相机拍摄的普通鸡蛋下落时的照片，已知每隔5× 103s拍摄一次，试估算该鸡蛋下落过程中重力的功率最接近 () A.5W B.10W C.15W D.20W ○a 0 -------b -------C ---d 0 77 (第2题图)》 (第3题图) (第5题图) 3.如图所示是小球下落后压缩弹簧的示意图，α点是小球下落的最高点，b点是弹簧自然伸长点，c 点是弹力与重力相等的点，d点是弹簧压缩后的最低点。以下说法正确的是 () A.a点的动能最大 B.b点的重力势能最大 C.c点的动能最大 D.d点的弹性势能为零 4.铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力的功率是一个重要问题。已知匀速 行驶时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f=k。列车要提速，就必须研制出更大功率的 机车。当列车分别以150km/h和30km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功率 之比为 () A.5:1 B.25:1 C.36:1 D.125:1 5.如图甲，将穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋帮就会收紧，达到省力的效果。如图乙，滑轮A重2N, 绕过滑轮A的绳子上挂一个重10N的物体B,C为固定点（地面），滑轮A在力F的作用下以 0.2/s的速度匀速上升。下列说法中正确的是（绳重及摩擦不计） () A.图甲省力的原理与斜面的省力原理相同B.图乙中物体B上升的速度为0.1m/s C.图乙中拉力F为22N D.图乙中滑轮的机械效率为80% 6.小明用一个距离手3m高的定滑轮拉住重400的物体，从滑轮正下方沿水平方向向右移动4m 后停止，用时4$，如图所示。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 A.小明做功的功率为200W B.小明所施加的拉力做的功为1600J C.使用该滑轮可以省力 4m D.物体上升的高度为4m (第6题图) 13 拔尖特训·物理（沪粤版）九年级 7.小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s-t 图像如图所示，下列判断正确的是 A.两次物体所受的摩擦力f1>f2 B.物体运动的距离为1时，两次克服摩擦所做的功W>W2 C.物体运动的距离为s1时，两次拉力对物体所做的功W,'<W, D.物体运动的距离为s1时，两次拉力对物体做功的功率P,>P? (第7题图) 8.[2025广州越秀校级模拟]在劳动实践活动中，小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平 行于斜面的推力将重为600N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示。已知斜面长 L为6m,斜面高h为1.5m,斜面的机械效率为60%。不计空气阻力，这一过程中 () A.小明所做的总功为3600J B.货物受到的摩擦力大小为100N C.小明所用的推力大小为1000N D.在高度h相同时，斜面L越长越费力 (第8题图) 二、填空题（每空3分，共33分） 9.如图，用竖直向上的力匀速拉动较重的杠杆，使重物在拉力F的作用下缓慢升高，在此过程中拉 力F的大小变化情况是 ;若将重物的悬挂点由A点向右移动到B点，将重物提升相同 的高度，则杠杆的机械效率将 。(选填“变大“变小”或“不变”)（摩擦力可忽略不计）》 ↑能量 ☐动能 ☐重力势能 D B点 D点位置 777 77 乙 (第9题图) (第10题图) (第11题图) (第12题图)》 10.[2025东莞期中]如图所示，用滑轮组拉重为100N的物体A,使A在水平方向上移动4m,用时 10s,所用拉力为30N,地面对A的摩擦力为40N,则绳端移动的距离是 m,滑轮组所 做的有用功是 J。滑轮组的机械效率是 11.甲、乙是两个完全相同的皮球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下 抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。刚抛出时两球机械能 (选填“相等”或“不相 等”)；乙球在上升过程中，动能 (选填“增大”“减小”或“不变”)，刚到地面时甲、乙两球 的速度V甲」 (选填“>”“<”或“=”)v乙。 12.如图甲是离手后的篮球在空中的运动轨迹，它在下落的过程中， 能转化为动能。图乙为 它在B和D两点的能量柱状图，则篮球在D点的速度 (选填“大于”“小于”或“等于”) 在B点的速度，整个过程中机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。 三、解答题（共35分） 13.(12分)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上 某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平面向右运 动直至停止。 14 第十一章功与机械能 (1)实验中通过观察 来比较钢球的动能大小 (2)在探究“动能与速度”的关系时，要保持钢球的 不变，让钢球从 (选填“相 同”或“不同”)的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。 (3)木块最终会停下来的主要原因是 (4)实验中如果木块在运动过程中所受的摩擦力为零，那么木块将一直做 (5)实验中若使用的木块质量较大，则可能会出现的现象是 7777 乙 丁 (第13题图) 第14题图) 14.(6分)[2025深圳福田校级期末]如图所示，在“测量滑轮组机械效率”实验中，利用图中甲、乙、丙 三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同，动滑轮个数越多，重力越大） 实验次序 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率1 1 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3% 3 8 0.1 2.0 0.5 80.0% (1)在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。（图中测力计未画出） (2)根据表中数据判断，第3次实验是选择图 (选填“甲”“乙”或“丙”)滑轮组。 (3)在第3次实验的基础上，改变绳端拉力方向（如图丁所示），测得的滑轮组机械效率将 (选填“偏高”“偏低”或“不变”)。 15.舒势教材P14练习T2改编(17分)升降平台结构简图如图所示，吊篮由电动机控制升降，吊篮和 两动滑轮总重为500N,静置在水平地面上时，吊篮与地面的接触面积是5000cm。某次吊升过 程中，吊篮在20s内匀速上升了4m,两名工人及清洗工具的总重为2000N。不计绳重和摩 擦，求： (1)两名工人带清洗工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，此吊篮对水平地面的压强。 (2)本次吊升过程中电动机的输出功率。 (3)本次吊升过程中平台的机械效率。 口电动机 o 大大十吊篮 (第15题图) “答案与解析”见P7 15能主要转化为动能和弹性势能，从C点到D点，动能主要 转化为弹性势能，故B错误；罐子返回是靠橡皮筋的弹性 势能转化为动能，若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可 能返回滚上斜面，故C错误；第一次返回斜面，向上滚动的 过程中，由于克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能， 所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能， 故D错误。 5.D因为小球一直在压缩弹簧，弹簧的形变量在增大，所 以弹簧弹力一直在增大，以小球为研究对象，开始阶段，弹 力小于重力，合力方向竖直向下，与速度方向相同，小球做 加速运动，速度变大，且合力减小：当弹力大于重力后，合 力方向竖直向上，小球做减速运动，合力增大，当小球到达 最低点时，小球受到向上的合力最大，即弹力大于重力，故 A、B、C错误。小球压缩弹簧的过程中，小球的机械能转化 为弹簧的弹性势能，故小球的机械能减小，故D正确。 易错警示 小球在下降过程中，弹簧越被压缩，弹力越大 小球在下降过程中，重力不变，弹簧的形变量越来 越大，弹力是逐渐增大的。开始时弹力小于重力，然后 弹力等于重力，最后弹力大于重力。 6.B根据图甲可知，小球反弹的最大高度越来越小，一部 分机械能转化为内能，说明机械能越来越小，在整个运动 过程中，小球的机械能是不守恒的，故A不正确。由图乙 知，在M点时，重力势能为动能的3倍，重力势能为240J, 由此可得动能为80J,机械能WM=240J+80J=320J;在 点时，动能为200J,则重力势能为90×200J=300 故在M点的重力势能小于在N点的重力势能，M点的高 度小于N点，则经过的N点就是②点，故B正确、C不正 确。在N点的机械能Wv=200J+300J=500J,故D不 正确。 7.动重力势等于 〔解析)运动员从B到C的过程中，质量不变，速度变小， 高度增加，动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势 能；运动员从C位置到D位置的过程中，不计空气阻力，机 械能是守恒的，保持不变，所以运动员在C时的机械能等 于在D时的机械能。 8.D由图可知，恒星S2的运动轨迹是一个椭圆，黑洞可 能位于椭圆轨道内部的Q点，故A错误；若恒星S2在运动 过程中所受合力为零，根据牛顿第一定律可知，恒星S2将 做匀速直线运动，运动轨迹会是一条直线，而恒星S2的运 动轨迹是一个椭圆，故B错误；恒星S2沿椭圆轨道绕黑洞 运行的过程中机械能守恒，由图可知，它在1995年时期到 黑洞Q点的距离大于在2001年时期，故它在1995年时期 的重力势能大于在2001年时期的重力势能，由机械能守恒 定律可知，它在1995年时期的动能小于在2001年时期的 动能，故C错误、D正确。 第十一章拔尖自主测评 1.C甲、乙水平行走时，提力是竖直向上的，而货物在水 平方向上移动距离，此过程中人对货物不做功；甲、乙爬楼 时克服物体重力做功，则甲对货物做的功W甲=G甲货h手= m甲货gh甲=5kg×10N/kg×(5-1)×3m=600J,乙对货 物做的功Wz=Gz货hz=mz货ghz=10kgX10N/kg× (3一1)×3m=600J,由于甲、乙对货物做的功一样多，若 按对货物做功多少计算运费，则甲、乙运费相同，故C符合 题意，A、B、D不符合题意。(g取10N/kg) 2.B一个鸡蛋的重力约为0.5N,一个鸡蛋的高度约为 6cm,由图知，下落的路程约为鸡蛋高度的3倍，可取 20cm=0.2m,所用的时间t=2×5×103s=0.01s,该鸡 蛋下落过程中重力做的功W=Gh=0.5N×0.2m=0.1J, 则重力的功率P=W=0,=10w。 t0.01s 3.C动能的大小跟质量和速度有关，a点是小球下落的 最高点，质量一定，速度最小，a点的动能最小，故A错误； 重力势能大小跟质量和高度有关，质量一定时，a点的高度 最大，则a点的重力势能最大，b点的重力势能比a点的 小，故B错误；小球在c点时，受到竖直向下重力和竖直向 上弹力的作用，重力等于弹力，此时小球的速度最大，c点 的动能最大，故C正确；d点时，弹簧的弹性形变最大，弹簧 的弹性势能最大，故D错误。 4.D已知列车匀速行驶时所受阻力与速度的平方成正 比，即f=kv2,当列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力等 于阻力，即F=f=kw,所以由功率公式P=F0=kv可 知，当列车分别以150km/h和30km/h的速度在水平轨道 上匀速行驶时，机车牵引力的功率之比P,：P2= [k·(150km/h)3]:[k·(30km/h)3]=125:1. 5.C穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋帮就会收紧，达到省 力的效果，这与简单机械中滑轮组的省力原理相同，与斜 面的省力原理不同，故A错误；当滑轮A在力F的作用下 以0.2m/s的速度匀速上升时，物体B上升的速度℃g 2v4=2X0.2m/s=0.4m/s,故B错误；由动滑轮的特点 可知，拉力F=2G十G动=2X10N+2N=22N,故C正 确：动力作用在轴上，动滑轮上升的高度是物体B上升高 度的？，因为不计绳重和摩擦，所以滑轮的机械效率)= W有阻X100%=W有用十W颈外 Ggh W总 W有用一×100% X 1 Gsh十G动X2h GR 10N 100%= -×100%= X100%≈ 1 Gg十2G 10N+2×2N 90.9%,故D错误。 6.A图中滑轮是定滑轮，不省力，故C错误；移动前后对 绳子的拉力都为F=G=400N,从定滑轮正下方沿水平方 向向右移动4m,则移动后绳长为√(3m)十(4m)= 5m,所以绳子自由端移动的距离s=5m一3m=2m,则物 体被提高的高度h=s=2m,故D错误；小明所施加的拉力 做的功W=Fs=400N×2m=800J,小明做功的功率P W_800J=200W,故A正确，B错误 7.D同一物体，则重力不变，对水平面的压力不变；在同 一水平面上运动，则接触面的粗糙程度相同，故两次拉动 物体时，物体受到的摩擦力相等，即∫1=∫2；物体运动的距 离为，时，距离相等，所以根据W=可知，两次克服摩 擦所做的功W,=W2,故A、B错误。由图像可知，两次物 体都做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是 对平衡力，大小相等，所以，两次物体所受的拉力F,=F2; 物体运动的距离为s,时，距离相等，根据W=F可知，两 次拉力对物体所做的功W,'=W2;由图可知，物体运动的 距离为s1时，第一次所用时间小于第二次所用时间，所以 根据P-y可知，两次拉力对物体做功的功率卫，>P,故 C错误、D正确。 8.B小明克服重力做的有用功W有用=Gh=600N× 1.5m=900J,小明所做的总功W:=W有粗=900J 60% 1500J,故A错误；根据W危=W有用十W领外可知，小明做的 额外功W领外=W急-W有用=1500J一900J=600J,则货物 受的摩擦力了"产--100N.故B正确：小明所用 的推力F0=250N,故C错误：在高度人相 同时，斜面L越长，越省力，故D错误 9.不变变大 〔解析)由图示可知，在重物被提升的过程中，根据数学知 识可知动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变， 由杠杆平衡条件可知拉力不变；杠杆提升重物时，对重物 做有用功，克服杠杆重做额外功，并且W有用十W额外=W总； 设杠杆重心升高的距离为h,所以，Gh,十G红h=Fh2,G不 变，h,不变，G不变，重物从A点到B点，重物还升高相 同的高度，有用功不变：杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的 距离h变小，克服杠杆重力所做的额外功变小；则Gh,十 _W有用×100%= G红h变小，所以Fh:也变小；根据7=W。 ×100%可知，总功变小，有用功不变，所以刀变大。一 10.816066.7% 〔解析)由图可知，动滑轮上有两段绳于拉着物体A,即 n=2,A在水平方向上移动4m,则绳端移动的距离s= s物=2×4m=8m,物体克服摩擦做的功即为有用功，滑 轮组所做的有用功W有用-f5物-40N×4m=160J,拉力 做的总功W急点=Fs=30N×8=240J,滑轮组的机械效率 W有用×100%=2401×100%≈66.7%。 1一W总 11.相等减小= 〔解析)刚抛出时甲、乙两球质量相等，速度相等，动能相 等；高度相同，重力势能相同，故机械能相同。乙球上升过 程中，动能转化为重力势能，动能减小。不计空气阻力，机 械能是守恒的，故刚到地面时两球的机械能相同，又因为 两球刚到地面时高度相同，则重力势能相同，故两球刚到 地面时的动能也相同，根据动能大小的影响因素可知，两 球刚到地面时的速度相等。 12.重力势等于不守恒 〔解析)篮球在下落的过程中，高度降低，则重力势能减小， 速度增大，则动能增大，所以将重力势能转化为动能。由图 乙可知，篮球在B点和D点的动能相等，影响动能的因素 有质量和速度，由于篮球的质量不变，所以篮球在D点的 速度等于在B点的速度。由图乙可知，篮球在B点和D 点的动能相等，篮球在B点的重力势能大于在D点的重力 势能，而机械能为动能和重力势能之和，所以篮球在B点 的机械能大于在D点的机械能，故整个过程中机械能不 守恒。 13.(1)木块被推动的距离(2)质量不同(3)木块 受到摩擦力（阻力）的作用(4)匀速直线运动(5)木块 移动距离较小，现象不明显 〔解析)(1)实验中，钢球撞击木块，使木块向前滑行得越 远，表明钢球对木块做的功越多，说明钢球具有的动能越 大。(2)在探究动能与速度的关系时，要保持钢球的质量 不变，改变速度，所以应让钢球从不同的高度滚下，以不同 的速度推动木块移动。(3)木块最终会停下来的主要原因 是木块受到了摩擦力的作用，在此过程中木块通过做功的 方式将动能转化为内能。(4)物体受平衡力，物体处于平 衡状态，将保持静止或匀速直线运动状态。如果木块在运 动过程中所受的摩擦力为0，木块处于平衡状态，将保持匀 速直线运动状态。(5)在该实验中，若木块质量较大，核心 现象是木块被撞击后滑行的距离会显著变短。这是因为 木块质量越大，它与水平面间的摩擦力也越大，撞击它的 物体需要消耗更多动能才能推动它，最终导致木块移动距 离缩短，实验中通过“距离”判断动能大小的效果会不明显。 14.(1)匀速缓慢(2)丙(3)偏低 〔解析)(1)在实验中，测量绳端拉力F时，应在竖直方向 上匀速缓慢拉动使物体匀速上升，物体处于平衡状态，此 时弹簧测力计示数等于拉力大小。(2)由第3次实验数据 可知，绳端移动距离是钩码提升高度的5倍，则动滑轮上共 有5股绳，所以使用图丙滑轮组进行实验。(3)由图丁可 知，拉力F沿斜向上方向拉动时，拉力的力臂变短，测与图 丙相比需要更大的拉力才能拉动，所以总功变大，由于有 用功不变根据y一×100可知，机技效率将偏低。 15.解：(1)工人带工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为 第十二章 12.1内能 1.C任何物体都具有内能，A错误。内能不仅与状态有 关，还与质量有关，B错误。同一物体，温度越高，内能越 大，C正确。放在高处的物体的机械能大，而不是内能大 内能是不变的，D错误 2.C在状态不变的情况下，物体的质量越大、温度越高， 其内能就越大。比较(a)杯和(c)杯：两杯水的温度相同，均 为60℃，但(c)杯水的质量大于(a)杯水的质量，因此(c)杯 水的内能大于(a)杯水的内能；比较(b)杯和(c)杯：两杯水 的质量相同，但(c)杯水的温度高于(b)杯水的温度，因此 (c)杯水的内能大于(b)杯水的内能。因此(c)杯水的内能 最大。故C符合题意，A、B,D不符合题意。 3.B拉动绳子过程，绳子对金属管做功，金属管温度升 高，内能增加，故B正确，A错误；塞子跳起时，管内气体对 塞子做功，管内气体一部分内能转化为塞子的动能，塞子 的动能增大，其内能减小，温度降低，故C、D错误。 4.热传递做功相同 方法归纳 改变物体内能的方式：做功和热传递 做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是 能量的转化：热传递是内能从一个物体转移到另一个物 体，或者是从一个物体的高温部分转移到低温部分，必 须有温度差，热传递实质是能量的转移。 季时，吊篮对水平地面的压力大小等于吊篮和两动滑轮总 重与工人和工具的总重力大小之和，即F玉=G总= G动+篮+G=500N+2000N=2500N,吊篮对水平地面的 F玉一 2500N 压强p=5-500×101m =5000Pa(2)由图乙可 知，=1，不计绳重和率擦，绳于自由端的拉力F-(G+ Gg)=子×200N+500N=625N,电动机做的总功 W急=Fs=Fh=625N×4×4m=10000J,则本次吊升过 程中电动机的输出功率P=Y=10000J-5O0W 20s (3)电动机做的有用功W有用=Gh=2000N×4m= W有玉X 8000J,则本次吊升过程中平台的机械效率刃=W。 80001×100%=80% 100%=10000J 内能与热机 5.C根据物体内能的定义，由图可知甲物体的内能大于 乙物体的内能，但因甲和乙是两个不同的物体，它们的质 量、状态和温度无法比较，故选项A、B、D错误，选项C 正确。 6.B质量相等、温度相等的冰、水和水蒸气，分子动能相 等，冰的分子势能最小，水蒸气的分子势能大，所以水蒸气 的内能大一些。 7.D从图甲到图乙的过程中，温度不变，分子动能不变， 故A错误：从图甲到图乙的过程中，活塞对注射器简内空 气做功，若没有发生热传递，则简内气体的内能应增大、温 度应升高，但由图可知温度计示数不变，这说明在做功的 同时发生了热传递，故B错误；从图甲到图丙的过程中，由 于外界环境温度未知，因此无法判断简内气体是否从外界 吸收热量，故C错误；从图甲到图丙的过程中，简内气体温 度升高，分子热运动一定加剧，故D正确。 8.(1)温度计示数转换法(2)对气体做功(3)机械 能(4)增大减小 〔解析)()实验中有数字式温度计，可以测量气体的温 度，该实验通过温度计示数的变化来反映气体内能的变 化，这是转换法。(2)用手按压活塞快速打气，此时活塞对 气体做功，能使气体的内能变大。(3)打开喷嘴处的阀门， 迅速放出一部分气体时，里面的气体对外做功，喷雾器前 的小风扇转动，气体的内能转化为风扇的机械能。(4)比