【专项习题】青岛九年级物理功和机械能测试卷(解析版)

【专项习题】青岛九年级物理功和机械能测试卷（解析版）
一、选择题
1．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（）
A．乙升降机提升重物做的有用功较多B．甲升降机的电动机做的额外功较多
C．甲升降机的电动机做的总功较少D．乙升降机的电动机做的总功较少
【答案】C
【解析】
【详解】
A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误；
BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确．
2．2018年5月6日，央视《今日说法》栏目播出了一则高空坠物的新闻。

一个从12楼掉落的苹果把三个月大的婴儿砸成重伤，再次提醒大家要杜绝高空坠物。

苹果在下落过程中相关物理量的变化描述正确的是
A．重力势能越来越大 B．动能越来越大
C．质量越来越大 D．惯性越来越大
【答案】B
【解析】
【详解】
A、苹果下落过程中，质量不变，高度降低，所以重力势能减小。

故A错误；
B、苹果下落过程中重力势能转化为动能，所以动能越来越大。

故B正确；
C、苹果下落过程中，所含物质多少没有变化，所以质量不变。

故C错误；
D、惯性与质量有关，质量不变，所以苹果的惯性大小不变。

故D错误。

故选：B。

3．有甲、乙两个完全相同的小球。

在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，如图所示。

若不计空气阻力，下列说法正确的是
A．抛出时刻，甲球比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球比乙球的重力势能小
C．乙球上升过程中，重力势能转化为动能
D．甲球下落过程中，它的机械能保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】
A．抛出时刻，甲乙两球的速度大小相等，又因为甲乙是两个完全相同的小球，因此甲乙两球的质量相等，所以抛出时刻甲球和乙球的动能相等；故A错误；
B．由题意可知，甲乙两球的质量相等，甲乙两个小球在同一高度抛出，所以抛出时刻甲球和乙球的重力势能相等；故B错误；
C．乙球上升过程中，速度越来越小，高度越来越高，是动能转化为重力势能；故C错误；
D．甲球下落过程中，速度越来越大，高度越来越低，是重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以甲球下落过程中，它的机械能保持不变；故D正确。

4．水平课桌桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下，沿拉力的方向移动一段距离，则下列判断正确的是
A．文具盒所受重力做了功
B．文具盒所受拉力做了功
C．文具盒所受支持力做了功
D．没有力对文具盒做功
【答案】B
【解析】
试题分析：由题知，文具盒在水平桌面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功；在支持力的方向上没有移动距离，所以支持力不做功；在拉力的方向上移动了距离，所以拉力做功（B正确）．
故选B．
考点：力是否做功的判断．
点评：明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直．
5．如图所示，定滑轮重4N，动滑轮重0.5N，在拉力F的作用下，1s内将重为4N的物体A沿竖直方向匀速提高了10cm．如果不计绳重和摩擦．则以下计算结果正确的是
A．绳子自由端移动速度为0.3m/s
B．拉力F的大小为4N
C ．拉力F 的功率为0.45W
D ．滑轮组的机械效率为75% 【答案】C 【解析】 【详解】
由图知道，承担物重的绳子的有效股数是：n =2， A ．绳端移动的距离是： s =2h =2×0.1m=0.2m ， 绳子自由端移动的速度是：
0.2m 0.2m/s 1s s v t =
== ， 故A 错误； B ．不计绳重和摩擦，则拉力()()11
=4N 0.5N 2.25N 2
F G G n =+⨯+=动， 故B 错误；
C ．拉力做的总功：W 总 =Fs =2.25N×0.2m=0.45J ，拉力F 的功率：
0.45J
0.45W 1s W P t =
==总 ， 故C 正确； D ．拉力做的有用功W 有 =Gh =4N×0.1m=0.4J ，滑轮组的机械效率是： 0.4J
100%100%0.45J
W W η=
⨯=⨯有总≈88.9%， 故D 错误。

6．如图，小明分别用甲、乙两滑轮把同一沙桶从1楼地面缓慢地提到2楼地面，用甲滑轮所做的功为W 1，机械效率为1η；用乙滑轮所做的总功率为W 2，机械效率为2η，若不计绳重与摩擦，则（ ）
A ．W 1＜W 2，η1＞η2 B. W 1=W 2，η1＜η2 C ．W 1＞W 2 , 1η＜2η D ．W 1=W 2 , 1η=2η 【答案】A
【解析】因为用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用
功相同；根据η＝W
W
有
总
可知：当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越
少，机械效率越高。

而乙滑轮是动滑轮,所以利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W1<W2,η1>η2.故选C.
7．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。

当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。

（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。

下列计算结果不正确
．．．的是
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
【答案】C
【解析】
【详解】
（1）由图乙可知,在0∼1s内,拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G 和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G−F′＝G−3F拉+G动＝100N−3×30N+G动＝G动+10N10N，故A正确；（2）由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，故B正确；（3）由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3＝2.50m/s,拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率（总功率）:P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；滑轮组的机械效率：η＝
×100%＝×100%＝×100%83.33%，故D正确。

故选C.
【点睛】
由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h．（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体静止，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F
拉＝（F′+G动）；地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；（2）由F-t图象得出在1～2s内的拉力F，由h-t图象得出重物上升的高度，求出拉力F的作用点下降的距离，利用W＝Fs求此时拉力做功．（3）由F-t
图象得出在2～3s内的拉力F，由v-t图象得出重物上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及S与h的关系，利用效率求滑轮组的机械效率．
8．如图所示，分析小球从A点自由摆动到C点的过程，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（）
A．小球从A点自由摆动到B点的过程中，动能转化为重力势能
B．小球摆动到最低点B时，动能为零
C．小球摆动到最高点C时，重力势能最小
D．小球在整个过程中的机械能守恒
【答案】D
【解析】
试题分析：小球从A点自由摆动到B点的过程中，速度增大，高度减小，所以动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错；小球摆动到最低点B时，速度最大，动能最大，故B错；小球摆动到最高点C时，重力势能与在A点时相同都为零，故C错；由于不计空气阻力，只有重力做功，故机械能是守恒的，D正确；应选D．
【考点定位】机械能转化和守恒
9．下列数据中，不合理的是（）
A．教室里大气压值约为2×105Pa
B．教室门框高约为2m
C．小明从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功约为1500J
D．一名中学生的体重约为500N
【答案】A
【解析】
【详解】
A．一个标准大气压约是1.01×105Pa，教室里的气压接近一个标准大气压，故A说法不合理；
B．普通中学生的身高一般为1.7m左右，教室的门框高度要高于人的身高，应该为2m左右，故B说法合理；
C．根据克服重力做功公式W=Gh，因为小明的体重约是500N，每层楼高约3m，所以他从教学楼的一楼匀速走到二楼时克服重力所做的功为1500J，故C说法合理；
D．一名普通中学生的质量约为50kg，体重G=mg=50kg×10N/kg=500N，故D说法合理。

10．关于滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是
A．下降过程中动能不变
B．最低点动能为零
C．上升过程中重力势能减小
D．最高点重力势能最大
【答案】D
【解析】
滚摆下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增加，动能增加，故A错误；滚摆下降到最低点时，速度最大，动能最大，故B错误；滚摆上升过程中，高度增加，重力势能增大，故C错误；滚摆到达高点时，高度最大，重力势能最大，故D正确．
11．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0。

t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v．已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间t变化的图像如图所示，则（）
A．V＝1/2V0 B．ｔ1至ｔ2时间段内汽车做加速运动
C．Ｆ０＝1/2ｆ D．ｔ2时刻后，汽车将保持功率Ｐ0行驶
【答案】A
【解析】由题知，t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，则有
P0=F0v0………①
t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，在该瞬间汽车的速度不变
（仍为v0），牵引力F0减小为，所以………………..②
由①②可得，.
AD．由题，t1时刻后汽车的功率保持恒定，由前面分析可知，汽车的功率将保持不变，故D错误；
到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，由图可知，汽车再次做匀速直线运动时的牵引力与开始时做匀速直线运动的牵引力大小相等，均为F0.
根据P=Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：，故A正确；B．由图可知，t1到t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P=Fv可知，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故B错误；
C．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0=f，故C错误。

12．如图所示的装置中,物体A重100N,物体B重10N,在物体B的作用下,物体A在水平面，上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F,拉力的功率为30W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）
A．1s B．2s C．3 s D．4s
【答案】B
【解析】分析：（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力。

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力。

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉
力所做的功为，再利用求出做功时间。

解答：不计滑轮与轴之间的摩擦、不计绳重和滑轮重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，。

拉动A向左运动时，A受到向右的拉力不变，摩擦力的方向向右，此时受力如图：
；，则，因此拉力F做
功：，所用时间为。

故选：B。

【点睛】此题注意分析滑轮组的绳子段数，确定所使用的公式，做好受力分析是解题关键。

13．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的
A ．动能相同，机械能也相同
B ．动能相同，2位置的机械能较小
C ．机械能相同，2位置的动能较小
D ．2位置的动能较小，机械能也较小 【答案】D 【解析】 【详解】
（1）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小；
（2）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但在2处的机械能小，所以2位置的动能小． 故选D ． 【点睛】
对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，由于高度相同，所以重力势能相同，所以动能在同样的高度时，动能会越来越小．
14．平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同时间内通过的路程比为3 ：2，则甲与乙（ ） A ．牵引力做功之比为2 ：3 B ．牵引力做功之比为3 ：2 C ．牵引力的功率之比为1 ：1 D ．汽车所受的阻力之比为3 ：2 【答案】B 【解析】 【详解】
解答：做功之比
112232W Fs W Fs ＝＝ 功率之比1
1122232
W P W t W P W t
＝＝＝ 牵引力相等，匀速行驶，所以阻力相等，则阻力之比为1:1． 故选B ．
15．下列实例中，有力对物体做功的是
A．跳水运动员从跳台跳下
B．小球在光滑水平面上滚动
C．背着书包在水平路面上前进
D．举重运动员举起杠铃停在空中
【答案】A
【解析】
【分析】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可，据此分析判断．
【详解】
A．跳水运动员从跳台跳下，受重力的作用，并且在重力的方向移动了距离，重力对人做功，故A符合题意．
B．小球在光滑水平面上滚动，依靠的是小球的惯性，小球水平方向上虽然移动了距离，但是水平方向上没有力的作用，没有力做功，故B不符合题意．
C．背着书包在水平路面上前进，人给书包一个向上的力，书包向上没有移动距离，该力对书包没有做功，故C不符合题意．
D．举重运动员举起杠铃停在空中，有力作用在物体上，但是没有移动距离，该力对杠铃没有做功，故D不符合题意．
故选A．
16．骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S型路线骑行，他这样做是为了（）A．缩短上坡过程中所走的路程B．减少上坡过程中所做的功
C．减小上坡过程中所施加的力D．缩短上坡过程中所用的时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A．上坡时，自行车上升的高度不变，走S形路线所走的路线较长，A不符合题意．B．使用任何机械都不省功，B不符合题意．
C．上坡时，走S形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力．C 符合题意．
D．速度一定，走S形路线所走的路线较长，所用的时间较长．D不符合题意．
17．如图所示，物体浸没在水中，工人用200N的拉力F在10s内将重为400N的物体匀速提升2m，物体没有露出水面，此时滑轮组的机械效率是80%，不计绳重和摩擦，
g=10N/kg，则下列说法中正确的是（）
A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为40W
B．物体在水中受到的浮力为320N
C．物体的体积为8×10-3m3
D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于80%
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图知，n=2，拉力端移动的距离：s=2h=2×2m=4m，拉力端移动的速度：
v=s/t=4m/10s=0.4m/s，拉力的功率：P=Fv=200N×0.4m/s=80W，故A错；
B．滑轮组的机械效率：η=W有用/W总=（G−F浮）h/Fs=（G−F浮）h/F×2h=G−F浮/2F=400N−F浮/2×200N=80%，解得：F浮 =80N，故B错；
C．由F浮 =ρ水V排g得物体的体积：V=V排 =F浮/ρ水g=80N/1×103kg/m3×10N/kg=8×10-3 m3，故C正确；
D．物体露出水面后，没有了浮力，相当于增加了提升物体的重，增大了有用功，不计绳重和摩擦，额外功不变，有用功和总功的比值变大，此滑轮组提升该物体的机械效率将大于80%，故D错。

18．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F－t和v－t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）
A．当t＝2 s时，物体处于静止状态，摩擦力是0
B．当t＝3 s时，物体受到的摩擦力是7 N
C．4～6 s内，拉力F做的功是20 J
D．2～4 s内，物体的机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A．由图乙可知，当t=2 s时，物体处于静止状态，摩擦力等于拉力的大小为3N，故A错；B．当t=3 s时，物体受到的拉力的小为7N，此时物体受力不平衡，物体受到摩擦力等于
5N，故B错；
C．4﹣6 s内，拉力的大小为5N，物体通过的距离为4m，拉力F做的功是20 J，故C正确；
D．2﹣4 s内，物体的速度是不断变大的，机械能增加，故D错；
应选C．
19．2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是
A．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
【答案】A
【解析】
分析：（1）火箭是热机的一种，工作时，燃料的化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气推动火箭升空，燃气的内能转化成火箭的机械能；
（2）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，任何物体都具有惯性，惯性是物体本身的一种性质；
（3）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，当动能转化成重力势能时，动能减小，重力势能增加；
（4）火箭加速运动时，不受平衡力，受到重力，摩擦力还有推力作用．
解答：A、火箭点火发射时，产生的燃气内能转化为火箭升空的机械能，故A正确；
B、火箭点火升空过程中，仍然具有惯性，因为惯性是物体本身的一种性质，故B错误；
C、火箭加速上升的过程，质量不变，速度增加，故动能增加，同时高度增加，重力势能增大，故不是重力势能和动能的转化，故C错误；
D、火箭加速上升，受力不平衡，火箭受的向上的推力大于向下的重力，合力向上，火箭加速上升，故D错误．
故选A．
【点睛】本题通过卫星发射，考查了力与运动的关系、运动和静止的相对性以及热机工作时的能量转化，涉及的知识点较多，需要认真分析，认真解答．
20．2017年春季，共享单车投向襄阳市场，为创建文明城市增加了一道亮丽的风景线．以下关于自行车的说法正确的是（）
A．较宽的坐垫可以增大压强
B．轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦
C．骑车在水平路面上匀速行驶时机械能增大
D．快速骑车时，刹车后还会继续向前运动是因为人和车具有惯性
【答案】D
【解析】
【详解】
A．较宽的坐垫是为了在压力一定时，通过增大受力面积，从而减小压强，故A错误；B．自行车轮胎上的花纹是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦，故B错误；
C．骑车在水平路面上匀速行驶时，质量和速度都不变，则动能不变，高度不变，势能不变，则机械能不变，故C错误；
D．骑着自行车的人原来处于运动状态，刹车时，人和车由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动，所以不能立即停下来，故D正确．。