【物理】吉安市九年级物理功和机械能检测试卷(含答案解析)

【物理】吉安市九年级物理功和机械能检测试卷（含答案解析）
一、选择题
1．如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【答案】B
【解析】
【详解】
不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动），n1=2，n2=3，所以绳端的拉力：F1=（G物+G动），F2=（G物+G动），所以F1＞F2，故A错误；
因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为η=，所以两滑轮组的机械效率相
同，故B正确；
使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；
因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，
s2=3h，则s1≠s2，故D错误；
2．如图是一个光滑的轨道．某小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到
A．a点B．b点
C．c点D．d点
【答案】C
【解析】
【详解】
本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守恒。

故小球从O 点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与O 点等高的c 点，故选C 。

3．跳远运动的几个阶段（不计空气阻力）如图所示，关于运动员的下列说法正确的是（ ）
A ．在助跑阶段动能不变
B ．在起跳时动能最大
C ．在最高点时势能最小
D ．落地时势能最大
【答案】B
【解析】A. 助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变。

机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此机械能增大，故A 错误。

B. 起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，故B 正确。

C. 最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C 错误。

D. 落地时势能最小，故D 错误。

点睛：动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。

4．如图所示，甲、乙两物体沿竖直向上方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则 （ ）
A ．甲的速度一定大于乙的速度
B ．甲的重力一定大于乙的重力
C ．拉力F 甲做的功一定大于拉力F 乙做的功
D ．拉力F 甲的功率一定大于拉力F 乙的功率
【答案】B
【解析】
试题分析：甲、乙受力情况相同，都受重力和拉力作用，二者都做匀速直线运动，受的力为平衡力，所以
，=8G F N =乙乙，G G >甲乙，B 对；速度大小与拉力无关，A 错；根据
W Fs =，不知道二者通过的距离，无法比较拉力所做的功，根据W P P Fv t
==或，不
知道物体的运动时间或速度，也无法比较功率，C、D错．
考点：力和运动功
5．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。

为此，需要测量一些物理量。

下列物理量中必须测量的是（）
①五楼到一楼的高度H；②从一楼到达五楼所用的时间T；
③每个同学的体重G；④四楼到五楼楼梯的长度L。

A．①②③B．②③④C．①③D．②③
【答案】D
【解析】
【详解】
由功率公式得
W GH
P
T T
==
学生都是从同一栋楼中的一楼到五楼，所以H高度相同，没有必要测量高度H的大小了；学生自身重不同，爬楼用的时间不同，所以必须测出各个体重和所用时间，这样可对比出不同学生上楼时的功率大小关系了。

故选D。

6．如图所示，一长为L的直杆可绕O点转动，杆下挂一所受重力为G的物块，刚开始直杆与竖直方向夹角为60º.为了安全下降物块，用一个始终水平向右且作用于直杆中点的拉力F，使直杆缓慢地转动到竖直位置（可以认为杠杆每一瞬间都处于平衡状态），则下列说法正确的
A．拉力F的大小保持不变B．拉力F和物块重力G是一对平衡力
C．这个过程中物块重力所做的功为1
2
GL D．这个过程中直杆一直都是费力
杠杆
【答案】C 【解析】【详解】
A ．由图知，杠杆由与竖直方向成60°角逐渐转到竖直位置时，由于拉力始终水平，所以其力臂逐渐变大；物体对杠杆拉力为阻力，转动过程中阻力臂逐渐变小；由杠杆平衡条件可知拉力F 逐渐变小，故A 错误；
B ．拉力F 和物块重力大小不等、不一条直线上，不作用在一个物体上，所以不是一对平衡力，故B 错误；
C ．杠杆由与竖直方向成60°角时，杠杆右端高度12h L =，转到竖直位置时杠杆下端高度降到L 处，所以物体下降高度1122
h L L L =-=V ，所以物体重力做功 12
W G h GL ==V ，故C 正确； D ．当杠杆转到竖直位置时，阻力臂为0，杠杆为省力杠杆，故D 错误。

7．甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛，他们做的功W 与时间t 的关系如图所示。

若规定做功最快的获胜，则最后胜出的一定是
A ．甲
B ．乙
C ．丙
D ．丁
【答案】A
【解析】
【详解】 在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快。

由图像知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式W P t
=知，甲功率最大，做功最快。

故A 符合题意。

8．如图小红同学正在做“引体向上”。

她先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂伸直，然后缓缓曲肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。

这个过程中，小红做的功最接近的是
A ．2 000 J
B ．200 J
C ．20 J
D ．2 J
【答案】B
【解析】
小红同学正在做“引体向上”，两臂将身体向上拉起，中学生的体重大约是G=500N，由题图可知，上升的高度大约是胳膊的长度0.4m，即h=0.4m，所以小红做的功最接近
W=Gh=500N×0.4m=200J，故B符合实际为答案。

9．下列说法中正确的是
A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中推力对它做了功
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功
C．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功
D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功
【答案】C
【解析】
【详解】
A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力的作用，所以对铅球不做功，故A错误．
B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功．故B错误．
C．用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功．故C正确．
D．书静止在水平桌面上，书受到支持力的作用但没有在力的方向上通过距离，所以支持力没有做功，故D错误．
故答案为C．
【点睛】
做功的两个必要因素：1）作用在物体上的力；2）物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可．
10．如图所示，水平地面上放着一只重1000N的木箱，用100N的水平推力，将木箱沿力的方向，匀速向前推动1m，则有（）
A．重力所做的功是1000J B．推力所做的功是1000J
C．摩擦力所做的功是100J D．推力所做的功是100J
【答案】D
【解析】
A、由题意可知，木箱没有在重力的方向上通过距离，根据做功的两个必要条件可知，重力做功为0J．故A错误；
BD 、推力做功：1001100W Fs N m J ==⨯=．故B 错误，D 正确．
C 、因为物体在水平面上做匀速直线运动，所以摩擦力f=F=100N ，方向与F 相反，由于木箱沿力F 的方向移动，物体移动的距离与摩擦力的方向相反，则
1001100W fs N m J '==⨯-=-（），故C 错误．
故选D ．
【点睛】此题考查功的计算，力是否做功的判断，关键是掌握做功的两个必要条件．注意水平方向运动的物体，重力是不做功的．
11．如图甲所示，是建设罗泊湾大桥时使用的起吊装置（图中未画出）的钢缆绳拉着实心圆柱体A 在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景．A 在下降到江底之前，始终保持0.1m/s 的速度不变．如图乙所示是A 下降到江底之前钢缆绳对A 的拉力F 随时间t 变化的图像（江水的密度为ρ=1.0×103kg/m 3 , g 取10N/kg ）．则
A ．A 从开始下降直到江面的过程中，钢缆绳对A 做的功为5×104J
B ．A 下降过程中重力的功率为5×103W
C ．A 的密度为1.6×103kg/m 3
D ．当A 下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A 对江底的压强为5×103 Pa
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．由图乙可知，A 从开始下降直到江面的过程中，下降高度
h =vt =0.1m/s×20s=2m ，
钢缆绳对A 做的功
W =Fs =3×104N×2m=6×104J ，
故A 错误．
B ．A 下降过程中重力的功率
43310N 0.1m/s 310W W Fs P Gv t t
=
===⨯⨯=⨯， 故B 错误． C ．A 全部浸没在水中所受浮力
444310N 110N 210N F G F =-=⨯-⨯=⨯浮拉，
根据阿基米德原理F gV ρ=浮水排可得，
物体的体积
4333210N 2m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ⨯===⨯⨯浮水， 故A 的密度
4333310N 1.510kg/m 10N/kg 2m
m G V gV ρ⨯====⨯⨯， 故C 错误．
D ．由图乙可知，A 物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间
t ’=30s-20s=10s ，
A 物体的高度
h ’=vt ’=0.1m/s×10s=1m ，
圆柱体A 的底面积
3
22m 2m 1m
V S h ='==， 当A 下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A 对江底的压力
444G 310N 210N 110N F F =-=⨯-⨯=⨯压浮，
则A 对江底的压强
432110N 510Pa 2m
F p S ⨯===⨯压， 故D 正确．
【点睛】
本题是力学综合计算题，具有一定的难度，读懂图，能从图像中找出有用的信息并加以应用是关键．
12．如图，用滑轮组提升重物时，重800N 的物体在10s 内匀速上升了1m ．已知拉绳子的力F 为500N ，则提升重物的过程中
A ．绳子自由端被拉下3m
B ．做的有用功是800J
C ．拉力F 的功率是80W
D ．滑轮组的机械效率是60%
【答案】B
【解析】
【详解】 有用功是采用任何方法都必须做的功，是我们想要达到的目的，
有用功是W有=800N×1m=800J，
拉力F的功率是P=W/t=（500N×2m）/10s=100W，
重物由二根绳承担，移动距离是2m，滑轮组的机械效率是，η=W有/W总
=800J/1000J=80%．选项B正确
13．如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是
A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大
【答案】C
【解析】
分析：动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
弹性势能的影响因素是弹性形变的程度，形变越大，势能越大．
解答：AB、人在下降过程中，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大，故AB错误；
CD、下降到最低点时，人的速度减小为0，动能最小；高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，则弹性势能最大，故C正确，D错误．
故选C．
【点睛】掌握动能、重力势能的影响因素．利用控制变量法能判断动能、重力势能的变化．
14．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。

15．如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离．下列说法正确的是（不计空气阻力）（）
A．钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
B．木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多
C．钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大
D．木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持
【答案】B
【解析】
【详解】
A．钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用，而不是因为它具有惯性，故A错误；B．根据W=Fs可知，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，故B正确；
C．钢球在斜槽上向下滚动时，不计空气阻力，但钢球还受到摩擦力作用，钢球滚下时需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以，钢球的机械能会减少，故C错误；
D．木块被撞出一段距离，是因为木块受到力的作用，其运动状态发生了变化，不能说明物体的运动需要力来维持，故D错误。

16．如图所示，小车和弹簧放在光滑的水平面上，用手将小车推出后，小车向左运动。

当弹簧右端被小车压至A处时，小车速度为零。

小车向左运动的过程中
A．小车一直减速 B．小车先加速后匀速 C．小车的动能先不变后减小 D．小车的机械能不变
【答案】C
【解析】
水平面光滑，不受摩擦力，当A向左运动未接触弹簧时，将做匀速直线运动，小车动能不变；当物体A与弹簧接触后，受向右的弹力作用，速度将减小，动能减小，故C正确，ABD错误。

点睛：当物体受平衡力或不受力，运动状态不变；若物体受合力方向与运动方向相反，物体将做减速运动．
17．掷实心球是某市的中考体育加试项目之一．掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）．则实心球（）
A．在a处重力势能最小
B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处机械能相等
D．在d处动能为零
【答案】C
【解析】
重力势能的大小与物体的质量，高度有关，由图可知，d、e两点高度最小，重力势能最小，故A错误；
球在最高点b处时，在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故B错误；
不计空气阻力，则说明球在空中的机械能是守恒的，故在a、b、c三处的机械能相等，C 正确为答案；
球达到d点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D错误；
18．在使用下列简单机械匀速提升同一物体的四种方式，所用动力最小的是（不计机械自重、绳重和摩擦）（）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】D
【解析】不计机械自重绳重和摩擦，即在理想状况下：A. 图示是一个定滑轮拉力F 1＝G ；
B. 根据勾股定理知h ＝
＝3m,图中为斜面,F 2×5m ＝G×3m,得到F 2＝0.6G ；C. 如图所示,由图可知，由杠杆平衡条件可得：F 3×L 2＝G×L G ,拉力F 3＝G×G ＝0.4G ；D. 由图示可知,滑轮组承重绳子的有效股数n ＝3,拉力F 4＝G ；因此最小拉力是F 4；故选：D 。

点睛：由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F 1、F 4；由勾股定理求出斜面的高，根据斜面公式求出拉力F 2的大小；由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F 3；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。

19．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB 、AC 以相同的速度从底部匀速拉到顶点A ，已知AB ＞AC ，施加的力分别为F 1、F 2拉力做的功为W 1、W 2， 拉力做功的功率分别为P 1、P 2， 则下列判断中正确的是
A ．F 1＜F 2， W 1=W 2，P 1＞P 2
B ．F 1＞F 2， W 1＞W 2， P 1＞P 2
C ．F 1＜F 2， W 1＜W 2， P 1＜P 2
D ．F 1＜F 2， W 1=W 2， P 1＜P 2
【答案】D
【解析】 将同一物体分别沿光滑斜面（无摩擦力）AB 、AC 以相同的速度，匀速拉到顶点A ，拉力F 1、F 2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功，而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同，故W 1=W 2；又因W FS =，W 相同，AB ＞AC ，所以F 1＜F 2，再由P Fv =知，速度相同，F 1＜F 2，则P 1＜P 2.
所以选择D.
20．如图所示,用滑轮组提升重物时,重200N 的物体在5s 内匀速上升了1m.已知拉绳子的力F 为120N,如果不计绳重及摩擦,则提升重物的过程中
A．绳子自由端被拉下3m B．拉力F做的功为200J
C．滑轮组的机械效率是83.3% D．拉力F的功率是40W
【答案】C
【解析】
【详解】
A、物重由两段绳子承担，因此，当物体提升1m时，绳子的自由端应被拉下2m，故A错误；
B、拉力为120N，绳子的自由端应被拉下2m，则拉力做功为：
，故B错误；
C、滑轮组的机械效率，故C正确；
D、拉力F的功率，故D错误．
故选C．
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，弄清楚这些功后，求效率和功率就显得简单了。