九年级物理功和机械能测试卷及答案

九年级物理功和机械能测试卷及答案
一、选择题
1．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。

2．在校园足球比赛中，队员把足球踢出后，足球在水平地面上向前减速运动，如图所示．以下关于足球在水平地面上运动的这一过程中说法正确的是
A．足球所受的重力做了功B．脚一直对足球做功
C．足球受到非平衡力作用D．地面的支持力对足球做了功
【答案】C
【解析】
【详解】
A、重力时竖直向下的，球在地面上移动的距离是水平方向，即力与距离垂直，重力不做功，故A错误；
B、球离开运动员的脚以后，以后不再受运动员的作用力，故脚对球不再做功，故B错误；
C、由于足球的运动速度越来越慢，运动速度发生了变化，故受到的是非平衡力，故C正
确；
D 、支持力是竖直向上的，球在地面上的运动是水平方向，即力与距离垂直，支持力不做功，故D 错误；
故选C ．
3．体重相同的小明和小华进行搬砖比赛，他们分别将20块相同的砖从同一栋楼的一楼搬到三楼，小明两次搬完，小华三次搬完，比较他们在此过程中所做总功和功率，下列说法正确的是
A ．他们做功一样多
B ．小明做功多一些
C ．小华做功多一些
D ．小明的功率大一些 【答案】C
【解析】
【详解】
由于砖的重力相等，楼层高度相等，根据22220m /801600s v t s s m ==⨯=可知，小明和小华克服砖的重力所做的功相等；小明和小华的体重相等，楼层高度相等，小明两次搬完，小华三次搬完，所以在搬砖的过程中，小华克服自身重力所做的功多；小华所做总功比小明所做的总功多，由于无法比较小明和小华做功时间的多少，根据W P t
=
可知，无法比较小明和小华的功率大小；故C 符合题意．
4．扫地机器人是智能家用电器，正逐渐进人我们的家庭，如图是一款质量为1.5kg 集自动充电、清扫、吸尘的机器人，某次寻找充电电源过程中，在水平地面上2min 匀速行驶20m ，若机器人行驶过程的平均阻力为3N ，则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是
A ．300J ，2.5W
B ．60J ，0.5W
C ．60J ，30W
D ．360J ，3W 【答案】B
【解析】
【详解】
机器人这次行驶过程中克服阻力做的功：32060W fs N m J ==⨯=，故AD 错误；克服阻力做功的功率：600.5260W J P W t s
=
==⨯，故B 正确、C 错误。

故选：B 。

【点睛】
本题考查了做功公式和功率公式的应用，是一道较为简单的计算题。

5．用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N 的物体A ，使物体A 在4s 内匀速前进了
4m ，物体A 受到地面的摩擦力f =300N ，所用拉力F =120N ，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是
A ．绳子自由端在4s 内移动了8m
B ．物体A 重力做功的功率为1000W
C ．物体A 克服摩擦力做的功为480J
D ．滑轮组的机械效率约为83.3%
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．由题图可知，承担物体拉力的绳子的股数n =3，因此物体A 在4s 内匀速前进了4m ，则 绳子自由端在4s 内移动了s 绳子=3×4m=12m 。

故A 错误。

B ．物体在重力方向上没有做功，所以物体A 重力做功的功率为0，故B 错误。

C ．物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，故C 错误。

D ．由题可知：物体A 克服摩擦力做的功W 有用=fs =300N×4m=1200J ，拉力F 所做的总功W 总=Fs 绳子=120N×12m=1440J ，所以滑轮组的机械效率 00001200J 10010083.3%1440J
W W η=
⨯=⨯≈有用总， 故D 正确为答案。

6．如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是 A ．货物被举高后内能增加了
B ．列车进站速度减小后内能增加
C ．握力计被握扁后其弹性势能减小
D ．飞机升空后高度增加内能变大
【答案】B
【解析】
【详解】
A、货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A错误；
B、列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B正确；
C、握力计发生形变后弹性势能增加，故C错误；
D、飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D错误．
故选B．
【点睛】
注意分清楚内能与机械能是完全不同的两种形式的能，内能是分子动能与分子势能的和，而机械能是宏观物体的动能与势能的和，两种形式的能之间没有关系．
7．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．
8．工人师傅利用如图所示的两种方式，将均为300N的货物从图示位置向上缓慢提升一段距离．F1、F2始终沿竖直方向；图甲中OB=2OA，图乙中动滑轮重为60N，重物上升速度为0.01m/s．不计杠杆重、绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
A．甲乙两种方式都省一半的力B．甲方式F1由150N逐渐变大
C．乙方式机械效率约为83.3% D．乙方式F2的功率为3W
【答案】C
【解析】
试题分析：由甲图可知，OB=2OA，即动力臂为阻力臂的2倍，由于不计摩擦、杠杆自重，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，即F1=150N；由图乙可知，n=3，不计绳重和摩擦，则F2=G+G动）/3=（300N+60N）/3=120N，故A错误；甲图中，重力即阻力的方向是竖直向下的，动力的方向也是竖直向下的，在提升重物的过程中，动力臂和阻力臂的比值不变，故动力F1 的大小不变，故B错误；不计绳重和摩擦，则乙方式机械效率为：η=W有/W
总=W
有
/W
有
+W
额
=Gh/Gh+G
轮
h=G/G+G
轮
=300N/300N+60N=83.3%，故C正确；乙方式中
F2=120N，绳子的自由端的速度为v绳=0.01m/s×3=0.03m/s，则乙方式F2的功率为：P=F2 v绳=120N×0.03m/s=3.6W，故D错误，故选C．
考点：杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率；功率的计算
9．以下简单机械的使用属于费力杠杆的是（）
A．道钉撬B．钓鱼竿C．定滑轮D．手推车
【答案】B
【解析】
A、道钉撬在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B正确；
C、定滑轮在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C错误；
D、手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D错误．
故选B．
【点睛】杠杆的分类主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．
10．如姿同学在整理物理笔记时，有如下四句话其中错误的是
A．成年人步行速度约为1m/s B．一个中学生体重约为450N
C．用手托起两个鸡蛋的力约为0.1kg D．功和能的单位都是焦耳
【答案】C
【解析】
根据常识知道，人步行的速度一般在1.1m/s左右，故A正确，不符题意；中学生的质量一般在100斤即50kg左右，所以一个中学生体重约是：G=mg=50kg×10N/kg=500N，故B正确，不符题意；一个鸡蛋的质量约是50g（0.05kg），所以，其重力约为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，即托起两个鸡蛋的力大约为1N，故C错误，符合题意；功和能量的单位都是焦耳，故D正确，不符题意，故选C．
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 。

12．一位初中生用30s 从坡底爬上了9m 高的山坡．他爬坡时的功率与下列哪一个最接近( )
A ．几瓦
B ．十几瓦
C ．一百多瓦
D ．一千多瓦
【答案】C
【解析】
【详解】
中学生的质量约50kg ，体重约500N 左右，山坡的高度为9m ．登楼的功率： 500N 9m 150W 30s
W Gh P t t ⨯====， 可见，他爬坡时的功率与C 选项最接近；
故选C 。

13．射箭时，拉开的弓弦能将箭射出，箭离开弓弦后还能继续飞行，小明根据这一现象得出了以下结论：①弓弦对箭施加的力改变了箭的运动状态：②弓弦的弹性势能转化为箭的动能； ③箭由于惯性作用仍能继续飞行；④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将处于静止状态，其中说法正确的是（ ）
A ．只有①
B ．只有①②
C ．只有①②③
D ．①②③④都正确
【答案】B
【解析】
【详解】
①弓弦对箭施加的力使箭由静止变为运动，改变了箭的运动状态，故①正确；
②箭射出时，弓弦的弹性形变程度变小，弹性势能减小；箭由静止变为运动，动能增大；所以，弓弦的弹性势能转化为箭的动能，故②正确；
③射出去的箭离开弓以后能够继续向前运动，是箭由于惯性仍然保持原来的运动状态；惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能说由于惯性作用，故③错误；
④在空中飞行的箭若不受任何力作用，将保持原来的运动状态，继续做匀速直线运动，故④错误；
综上分析可知，只有①②正确；故应选B。

14．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．
15．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η 与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η 与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是
A ．同一滑轮组机械效率 η 随 G 物的增大而增大，最终将达到 100%
B ．当 G 物=12N 时，弹簧测力计读数为 5N
C ．此滑轮组动滑轮的重力为 4N
D ．G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改
【答案】B
【解析】
【分析】
（1）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； （2）不计绳重和摩擦，结合图中信息，根据
W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
求得动滑轮的重力，再计算G 物=12N 时弹簧测力计读数；
（3）G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；克服动滑轮做的额外功相同，由此分析机械效率的变化情况。

【详解】
A 、使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G 物的增大而增大，但最终不能达到和超过100%，故A 错误；
BC 、由图可知，G=12N ，此时η=80%， 不计绳重和摩擦，W W Gh G W W W Gh G h G G η====+++有用
有总有额动动
， 即：12N 80%12N G =+动
， 解得动滑轮的重力：G 动=3N ，故C 错误；
G 物=12N 时，弹簧测力计读数：1112N 3N 5N 33
F G G 物动（）（）=⨯+=⨯+=，故B 正确； D 、G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W G h =额轮，即额外功W 额相同，总功相同，则两装置的机械效率相同。

故D 错误。

故选：B 。

16．山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以
A．减小所必需的牵引力 B．提高机械效率
C．提高功率 D．减小所做的功
【答案】A
【解析】
A. 斜面模型加长了运动距离，但可以省力，减小了车辆上山时所需要的牵引力，说法正
确，符合题意。

B. 从机械效率的公式η可知，要想判断机械效率的大小，应该同
时考虑有用功和总功，说法错误，不符合题意。

C. 从功率的计算公式P可知，要想判断功率的大小，应该同时考虑做功的多少和做功的时间，说法错误，不符合题意。

D. 从功的原理可知，使用任何机械都不省功，说法错误，不符合题意。

17．如图所示，在斜面上将一个重9N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为5N，斜面长3m，高1m。

则下列说法中不正确
．．．的是：
A．该过程中做的有用功为9J
B．这个斜面的机械效率为60%
C．物体所受到的摩擦力是5N
D．减小斜面与物体间的摩擦可以提高斜面的机械效率
【答案】C
【解析】
【分析】
（1）根据公式W=Gh求拉力做的有用功；
（2）根据W=Fs求拉力F对物体做的总功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（3）克服摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功，利用W额=fs求摩擦力；
（4）提高斜面的机械效率的方法：减小摩擦力、增大斜面的倾斜程度。

【详解】
A、拉力做的有用功：W有用=Gh=9N×1m=9J，故A正确，不符合题意；
B、拉力F对物体做的总功：W总=Fs=5N×3m=15J，斜面的机械效率，故B正确，不符合题意；
C、克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=15J-9J=6J，由W额=fs得摩擦力
，故C错误，符合题意；
D、减小斜面与物体间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，总功减小，有用功与总功
的比值变大，可以提高斜面的机械效率，故D正确，不符合题意。

故选C。

【点睛】
本题考查斜面的机械效率的计算，明确有用功和总功、额外功之间的关系以及额外功为克服摩擦力所做的功是解决本题的关键。

18．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。

19．如甲图所示，小明用弹簧测力计水平拉木块，使它先后两次沿水平木板滑动相同的距离，乙图是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法错误的是
A．两次木块都做匀速直线运动
B．两次木块受到的摩擦力一样大
C．两次拉力对木块做的功一样多
D．两次拉力对木块做功的功率一样大
【答案】D
【解析】
【详解】
A．物体做匀速直线运动时，路程与时间成正比，由图像可知两次均为正比函数，故选项A 说法正确，不符合题意；
B．因滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，两次运动时压力大小相同，接触面的粗糙程度相同，故摩擦力一样大，选项B说法正确，不符合题意；
C．因两次移动距离相同，两次拉力大小相同，故两次对木块做功相同，选项C说法正确，不符合题意；
D．由公式P=Fv可得；拉力大小相同时，速度大小不同，两次做功功率不同；选项D说法错误，符合题意．
20．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；。