九年级物理功和机械能单元综合练习卷含答案.docx
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九年级物理功和机械能单元综合练习卷含答案
九年级物理功和机械能单元综合练习卷(含答案)
一、选择题
1.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=8×10-3m3,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。
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.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.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,2.5WB.60J,0.5WC.60J,30WD.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:
,故AD错误;克服阻力做功的功率:
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.如图所示的光滑轨道,BC为水平面,小球从A点静止释放运动到C点的过程中,小球的动能和重力势能的变化情况是( )
A.A到B小球的重力势能不变
B.A到B小球的动能减少
C.B到C小球的重力势能增大
D.B到C小球的动能不变
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由图示可知,小球从A到B高度减小,重力势能减小,故A错;
B.小球从A到B速度变大,动能增大,故B错;
C.小球从B到C高度不变,重力势能不变,故C错;
D.由于平面是光滑的,小球不受摩擦力,所以小球在平面上是匀速直线运动,所以从B到C的速度不变,动能不变,故D正确.
6.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 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. 7.如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景,对此过程 A.运动员下滑过程中动能增大,重力势能也增大 B.运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量 C.运动员的动能是由重力势能转化来的 D.运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增大惯性 【答案】C 【解析】 【详解】 A.运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越大,高度不断变小,所以动能增大,重力势能减小,故A错误; B.运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加量小于重力势能的减小量,故B错误; C.运动员下滑过程中,动能增大,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化来的,故C正确; D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。 故选C。 8.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和图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是 A.t=ls时,物体处于静止状态,摩擦力是0 B.t=3s时,物体受到摩擦力是7N C.4〜6s内,拉力F做的功是20J D.2〜4s内,物体的机械能保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】 A.由丙图可知,前2s物体速度为零,处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力;由乙图可知,前2s物体所受拉力为3N,所以摩擦力也为3N;故A错误; B.由丙图知在4s−6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力F=5N,由平衡条件得滑动摩擦力f=F=5N,在t=3s时物体做加速运动,物体受到滑动摩擦力作用,由于滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,而与拉力大小无关,因此在t=3s时,物体受到的摩擦力为5N,故B错误; C.由丙图可知,4s∼6s内,物体做匀速直线运动,速度为v=2m/s, 则4s∼6s内通过的距离s=vt=2m/s×2s=4m, 由图乙知,4s∼6s时拉力F=5N,所以拉力F做的功为W=Fs=5N×4m=20J,故C正确。 D.由丙图可知,2∼4s内物体正在做加速运动,其质量不变,高度不变,速度变大,则重力势能不变,动能变大,所以物体的机械能变大。 故D错误。 9.如图所示,用沿斜面向上不同的力,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A,己知AB>AC,如果拉力做的功分别为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2。 则: []。 A.W1>W2,P1>P2; B.W1>W2,P1<P2; C.W1=W2,P1<P2; D.W1=W2,P1=P2。 【答案】C 【解析】 【详解】 根据题意知道,斜面光滑说明摩擦力为0,所以,使用任何机械都不省功,故拉力在两斜面上做功相同,即W1=W2,又因为AB>AC,且速度相同,由v=s/t知道,运动时间是t1>t2;由P=W/t知道,拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大,即P1<P2,综上所述,只有C正确,故选C。 10.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. 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 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,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. 13.一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v2=20m/s,汽车在10~20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m,在0~20s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m,则在0~20s内汽车的平均速度v= =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= =4×104W,故D错误. 14.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的 图像如图所示.根据图像,下列判断正确的是() A.物体10s时的速度大于4s时的速度 B.0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功 C.0~6s拉力对物体做功的功率小于6~12s拉力对物体做功的功率 D.0~6s物体所受的拉力大于6~12s物体所受的拉力 【答案】B 【解析】 A、从图象上看,0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中通过的路程是3m,6~12s的过程中通过路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~6s的速度大于6~12s的速度,即4s时的速度大于10s时的速度,故A错误;BD、0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,拉力等于阻力,0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力,0~6s过程中通过的距离为3m;6~12s的过程中通过的距离为1m,由W=Fs可知,0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功,故B正确,D错误;C、由于速度发生了改变,根据P=Fv可知,由0~6s的速度大于6~12s的速度,0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率,故C错误.故选B. 15.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500N,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=11s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.0~2s的过程中,小明的动能不变 B.2s~10s的过程中,小明的重力势能转化为动能 C.10s~11s的过程中,小明的机械能不断减小 D.0~11s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. 16.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 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, , 即: , 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: ,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: ,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。 17.如图所示,底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有适量的水,一木块漂浮在水面上,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,下列表示木块的重力势能Ep,木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中,可能正确的是() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 A.当容器内的水流出后,木块的质量不变,高度减小,则木块的重力势能减小,当水不再流出时,木块的重力势能不变,即木块的重力势能先变小后不变,故A错误; B.根据图示可知,当水位在一定高度时,木块处于漂浮状态,即浮力等于重力;当水位下降到一定高度时,木块对容器底有压力,浮力小于重力;由于木块的重力不变,则木块受到浮力先不变后减小;故B正确; C.根据图示可知,在容器内水流出的过程中,并且当水位在一定高度时,木块下表面处水的深度不变,由p=ρgh可知,木块下表面处的压强不变,即木块下表面受到水的压强不变;故C错误; D.因为液体压强随深度的增加而增大,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,因此相同时间内,容器对桌面减小的压力相同,由 可得,容器对桌面的压强p2随时间均匀减小,故D错误. 18.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F1、F2拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则下列判断中正确的是 A.F1<F2,W1=W2,P1>P2 B.F1>F2,W1>W2,P1>P2C.F1<F2,W1<W2,P1<P2 D.F1<F2,W1=W2,P1<P2 【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F1、F2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W1=W2;又因 ,W相同,AB>AC,所以F1<F2,再由 知,速度相同,F1<F2,则P1<P2. 所以选择D. 19.如图所示,底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有适量的水,一木块漂浮在水面上,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等.下列表示木块下表面处水的压强p1、容器对桌面的压强p2、木块的重力势能Ep和木块所受的浮力大小F随时间t变化的关系图象中,可能正确的是() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 压强和浮力 【详解】 AB.压强p2随时间都是线性减小的,故AB错; C.由于木块的高度在不断减小,所以木块的重力势能也是先不断减小的,故C错; D.由于木块是漂浮的,在木块没有接触底面之前浮力是不变的,当接触底面以后,浮力是越来越小的,故D正确. 20.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1000JB.推力所做的功是1000J C.摩擦力所做的功是100JD.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: .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 ,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.
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