【物理】九年级物理功和机械能专题训练答案含解析

【物理】九年级物理功和机械能专题训练答案含解析
一、功和机械能选择题
1．跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有
A．重力势能减少，动能增加，机械能不变
B．重力势能增加，动能减少，机械能不变
C．重力势能减少，动能不变，机械能减少
D．重力势能增加，动能不变，机械能增加
【答案】C
【解析】解：（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变．（2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小．（3）动能不变，重力势能减小，机械能减小．
故选C．
2．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．
3．用弹簧测力计拉着甲、乙两物体沿竖直方向运动，两次运动的s−t图象如图所示。

若甲的重力比乙小，则下列说法中正确的是
A．它们的惯性一定相等B．它们的重力势能一定都变大
C．它们的动能可能相等D．它们所受的合力可能不相等
【答案】C
【解析】
【详解】
由两次运动的s−t图象可知，甲乙都是在竖直方向上运动：且两次都做匀速直线运动，都处于平衡状态，且甲的速度大于乙的速度，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故A．甲的重力比乙小，即其质量是不等的，所以惯性一定不相等，故错误；
B．由于甲乙都是在竖直方向上运动，但具体向上运动还是向下运动不能确定，故不能判断重力势能的大小变化，故错误；
C．由于甲的重力小于乙的重力，即甲的质量小于乙的质量，但甲的速度大于乙的速度，所以据动能大小的影响因素可知，它们的动能可能相等，故正确；
D．因为物体受到的重力和拉力为一对平衡力，所以所受合力一定都为零，故错误；
4．关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是（）
A．火山具有内能，冰山不具有内能
B．火箭在加速上升时，机械能保持不变
C．拦河大坝使水位升高，增大了水的动能
D．坠落的陨石在空中划过一道亮光时，机械能转化为内能
【答案】D
【解析】
【分析】
（1）物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，任何物体都具有内能；（2）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素有质量和速度；（3）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度；（4）物体克服摩擦力做功时，机械能转化为内能．
【详解】
A. 任何物体都具有内能，冰山和火山都有内能，该选项说法不正确；
B. 火箭加速上升时，动能增大，重力势能也增大，因此机械能是增大的，该选项说法不正确；
C. 拦河坝使水位升高，增大了水的重力势能，该选项说法不正确；
D. 陨石在空中运动出现亮光，是因为它与空气摩擦，机械能转化为内能，温度升高而燃烧的现象，该选项说法正确。

故选D.
5．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则
A．W1 = W2，η1 =η2B．W1 = W2，η1 <η2
C．W1 < W2，η1 >η2D．W1 > W2，η1 <η2
【答案】C
【解析】
【分析】
由图可知甲是定滑轮，乙是动滑轮，利用乙滑轮做的额外功多，由“小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼”可知两种情况的有用功，再根据总功等于有用功加上
额外功，可以比较出两种情况的总功大小．然后利用η=W
W
有用
总
即可比较出二者机械效率
的大小．
【详解】
（1）因为小明分别用甲、乙两滑轮把同一袋沙从一楼地面提到二楼地面，所以两种情况的有用功相同；
（2）当有用功一定时，甲中所做的总功为对一袋沙所做的功，利用机械时做的额外功越少，则总功就越少，机械效率就越高；
（3）又因为乙是动滑轮,乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功,利用乙滑轮做的额外功多,则总功越多,机械效率越低。

即W1小于W2,η1大于η2.
故选C.
6．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=kv2；列车要提速，就必须研制出更大功率的机车．那么当列车分别以20m/s 和36km/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．2：1 B．5：9 C．16：1 D．8：1
【答案】D
【解析】
【分析】
当机车匀速前进时，处于平衡状态，机车的牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件得到牵引力和阻力的关系，根据公式P=Fv得到机车牵引力的功率之比。

【详解】
已知列车匀速行驶时所受阻力与速度平方成正比，即f=kv2，
当列车在水平轨道上匀速行驶时，牵引力和阻力是平衡力，根据二力平衡的条件得到牵引力等于阻力，即F=f=kv2，功率公式P=Fv=kv3，
当列车分别以20m/s和36km/h=10m/s的速度在水平轨道上匀速行驶时，机车牵引力的功
率之比。

故选D。

7．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。

8．关于功率概念的理解，下列说法中正确的是
A．功率大的机械做的功多
B．功率大的机械做功时用的时间少
C．单位时间内完成的功越多，则功率越大
D．省力多的机械功率大
【答案】C
【解析】
【详解】
A．W＝Pt，做功多少与功率和时间有关，故A错误；
B．t＝W
P
，做功的时间与做功和功率有关，故B错误；
C．物体单位时间内做的功为功率，单位时间内做功越多，功率越大，故C正确；D．功率的大小与省力无关，故D错误；
9．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图象如图，根据图象，下列判断正确的是（）
A．两次物体运动的速度：v1＜v2
B．两次物体所受的拉力：F1＞F2
C．0﹣8s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2
D．0﹣8s两次拉力对物体所做的功：W1＝2W2
【答案】D
【解析】
【详解】
A．由图象知道，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，即v1＞v2，故A错误；
B．由图象知道，两次物体都做匀速直线运动，即物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等；又因为是同一物体，在同一水平面上运动，故对水平面的压力和接触面的粗糙程度均相同，所以，两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等；即两次物体所受的拉力相等，大小是F1 =F2 =f，故B错误；
CD．由图象知道，0～8s物体第一次通过的路程为0.8m，第二次通过的路程为0.4m，又知两次拉力相等，由W=Fs知道，两次拉力对物体所做的功满足：
W1 =2W2；
由
W
P
t
知道，0～8s两次拉力对物体做功的功率是：
P1＞P2，
故C错误，D正确。

10．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。

11．一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（）
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】
【详解】
汽车发动机的功率始终保持不变，途中经过一段泥泞路面，由于泥泞路面摩擦阻力增大，则汽车的牵引力也随之增大，根据P Fv
=可知，汽车的速度变小；
速度变小，则相同时间内通过的距离变小。

A图，始终为匀速直线运动，不正确；
B图，中间一段，在相同时间内通过的距离更远，不正确；
C图，中间一段，随时间的变化，路程出现减小的情况，不正确；
D图，中间一段，在相同时间内通过的距离变小了，说明速度减小了，正确；
故选D。

12．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。

13．一位父亲与他5岁的儿子磊磊一起上楼回家，对此，下列说法中错误的是
A．爬相同的楼梯，儿子体重小做的功少
B．爬相同的楼梯，父亲体重大做的功多
C．爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子的功率一定大
D．爬相同的楼梯, 父亲比儿子先到达，父亲的功率一定大
【答案】C
【解析】
（1）因为父亲的体重大小儿子的体重，两人上楼的高度相同，根据公式W=Gh可知，父亲做的功多，故AB正确．
（2）爬相同的楼梯，儿子比父亲先到达，儿子做功比父亲少，儿子又比父亲用时间短，根
据公式P=W t
可知，不能判断儿子的功率一定大，故C错误．
（3）爬相同的楼梯，父亲比儿子先到达，父亲比儿子做功多，时间又短，根据公式P=W t
可知，父亲的功率一定大，故D正确．
故选C．
14．如图所示，是探究“动能的大小与什么因素有关？”实验的示意图．小球从a处滚下，在c处与小木块碰撞，并与小木块共同运动到d处停下．下面的一些判断正确的是（）
A．从a到b，小球的势能不变，动能增大
B．从b到c，小球的势能增大，动能增大
C．到达c处，小球的势能最小，动能最大
D．到达d处，小球的动能为零，小木块的动能最大
【答案】C
【解析】
【详解】
A．从a到b小球的质量不变，高度减小，重力势能减小,故此选不合题意；
B．从b到c小球的质量不变,高度减小,重力势能减小,故此选项不合题意；
C．到达 c处，小球到达平面，小球的势能最小，小球的质量不变,速度增大，动能最大，此选项符合题意；
D．到达d处，小球质量不变，与 c处相比高度不变,重力势能不变，小球质量不变，小球撞击木块后，速度不断减小，动能不断减小，到d点停止，速度为零，动能为零，此选项不合题意．
15．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
16．同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和滑轮的摩擦力不计．则（）
A ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＜η乙
B ．手的拉力：F 甲=F 乙； 机械效率：η甲=η乙
C ．手的拉力：F 甲＞F 乙；机械效率：η甲＞η乙
D ．手的拉力：F 甲＜F 乙；机械效率：η甲＜η乙
【答案】C
【解析】
【详解】
甲为定滑轮，由定滑轮的使用特点可知：绳重和摩擦力不计，G F =甲，并且可以改变力的方向。

乙为动滑轮，12F G G =+乙动（），由题知，G 动=20N ＜G ，因此F F >甲乙。

如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，则所做的有用功W 有用一样大，由于要克服动滑轮重力的作用，所以使用动滑轮做的总功多，由ηW W =有用
总 可知，定滑轮的机械效率高，所以ηη>甲乙，故C 正确为答
案，选项ABD 错误。

17．一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v ﹣t 图象如图所示，汽车在第10s 时已行驶了150m ，速度达到了20m/s ，随后匀速前进，若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N ，以下说法正确的是
A ．在0﹣20s 内汽车的平均速度为15m/s
B ．在0﹣10s 内汽车的牵引力大小恒为2000N
C ．在10﹣20s 内汽车牵引力做的功为4×105J
D ．在10﹣20s 内汽车牵引力做功的功率为4×105W
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．根据图象可知，汽车在10～20s 内做匀速运动，其速度为v 2=20m/s ，汽车在10～20s 内行驶的路程s 2=v 2t =20m/s×10s=200m ，在0～20s 内行驶的总路程
s =s 1+s 2=150m+200m=350m ，则在0～20s 内汽车的平均速度v =
350m 20s
s t ==17.5m/s ，故A 错误；
B．根据图象可知，在0～10s内，汽车做加速运动，牵引力大于阻力，即牵引力大于2000N，故B错误；
C．汽车在10～20s内做匀速运动，处于平衡状态，牵引力等于阻力，即F=f=2000N，则牵引力做的功：W2=Fs2=2000N×200m=4×105J，故C正确；
D．汽车在10～20s内牵引力做功的功率：P2=
5
2
410J
10s
W
t
⨯
==4×104W，故D错误．
18．如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（）
A．小球在A、C处的势能最大
B．小球在B处只受重力作用
C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能
D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止
【答案】B
【解析】分析：（1）（3）根据影响动能、重力势能大小的因素分析；
（2）根据小球的运动状态分析受力情况；
（4）根据牛顿第一定律，物体不受力或者受平衡力时，一定处于静止或者运动直线运动状态。

解答：A、小球的质量不变，在A、C处的高度最高，重力势能最大，故A正确；
B、小球在B处受到重力和绳子的拉力的共同作用，故B错误；
C、小球由A到B过程中，不计阻力，机械能守恒，高度减小，速度增加，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；
D、小球运动到C处时，处于静止状态，如果受到的外力全部消失，小球仍然会静止，故D 正确。

故选：B。

【点睛】本题通过单摆运动考查力和运动的关系，属于基础知识的考查，较简单。

19．小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动．他先在地面上用台秤称得自己的体重为500 N，再将台秤移至电梯内，电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11 s时停止，测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示，则
A．0~2 s的过程中，小明的动能不变
B．2 s~10 s的过程中，小明的重力势能转化为动能
C．10 s~11 s的过程中，小明的机械能不断减小
D．0~11 s的过程中，小明的机械能不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】
A．0～2s的过程中，小明由静止开始下降，所以小明的动能增大，故A错误；
B．2s～10s的过程中，小明在匀速下降，重力势能减小，但动能不变，故B错误；C．10s～11s的过程中，小明在做减速运动，故动能减小，同时小明是在下降，高度是在降低的，所以重力势能在减小，故小明的机械能不断减小，C正确；
D．0～11s的过程中，小明下降了一段距离，重力势能减小，所以机械能不断减小，故D 错误；
故选C．
20．将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下，测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态，已知匀速运动的速度v1＜v2＜v3．关于测力计和物体A的描述：①弹簧测力计的示数等于2N；②测力计对物体A的拉力做功的功率最大；③物体A的重力势能增加．图所示的四种情景中，同时符合以上三条描述的是
A．静止B．竖直向上匀速运动
C．竖直向上匀速运动D．水平向右匀速运动
【答案】C
【解析】
【分析】
物体处于平衡状态时，受平衡力，据此判断弹簧测力计的示数；再根据运动速度的大小，判断做功的功率；同时根据重力势能的影响因素，判断重力势能的变化．
【详解】
①由题意可知，物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态，即平衡状态，因此，物体受到的是平衡力，则拉力与重力平衡，即弹簧测力计的示数都等于2N；
②首先，做功必须包括力和力方向移动的距离两个要素，A选项中有力无距离，所以不做功；D选项中力与运动方向垂直，所以也不做功，因此，做功的只有BC；
而BC中,v1<v2，由功率公式P=Fv可知，C选项中做功的功率最大；
③选项AD中，物体的高度不变，所以重力势能不变；BC选项中物体的高度增大，所以物体A的重力势能增加。

综上所述，同时符合以上三条描述的只有C.故选C.。