九年级物理功和机械能试题经典及解析

一、功和机械能选择题

1．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 C．20 J 【答案】B 【解析】

B．200 J D．2 J

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。

2．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W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功率为W2，机械效率为2，若不计绳重与摩擦，则（ ）

A．W1＜W2，η1＞η2 B. W1=W2，η1＜η2 C．W1＞W2 , 1＜2 D．W1=W2 , 1=2 【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有W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W1η2.故选C.

3．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是（ ） A．功率大的机械，做功一定多 B．做功多的机械，效率一定高 C．做功快的机械，功率一定大 D．效率高的机械，功率一定大 【答案】C 【解析】

试题分析：根据功、功率、机械效率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值．

解：A、说法错误，功率大，只能说明做功快；

B、说法错误，由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大； C、说法正确；

D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例大． 故选C．

4．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．①②③ 【答案】D 【解析】 【详解】 由功率公式得

B．②③④

C．①③

D．②③

PWGH TT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。

5．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 衡力

C．这个过程中物块重力所做的功为杠杆 【答案】C 【解析】 【详解】

B．拉力F和物块重力G是一对平

1GL 2D．这个过程中直杆一直都是费力

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h降到L处，所以物体下降高度VhL1L，转到竖直位置时杠杆下端高度211LL，所以物体重力做功 221WGVhGL，故C正确；

2D．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。

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 【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。

B．5：9

C．16：1

D．8：1

【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．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。

8．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。

9．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 C．它们的动能可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】

B．它们的重力势能一定都变大 D．它们所受的合力可能不相等

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；

10．如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（ ）

A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左

B．乒乓球弹跳时机械能守恒

C．乒乓球运动过程中重力势能一直减小

D．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】

乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化．由于球与地面碰撞时有能量损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小．小球向上运动时，动能转化为重力势能；下降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意．乒乓球在向上运动时，重力势能增大，下降时重力势能减小，C选项不符合题意，D选项符合题意．

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/m3 , 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/m3

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

P故B错误．

WFsGv3104N0.1m/s3103W， ttC．A全部浸没在水中所受浮力

F浮GF拉3104N1104N2104N，

根据阿基米德原理F浮水gV排可得， 物体的体积

F浮2104N3V2m，

水g1.0103kg/m310N/kg故A的密度

mG3104N331.510kg/m， 3VgV10N/kg2m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

V2m3S2m2，

h1m当A下降到水平的江底，卸下钢缆绳后，A对江底的压力

F压GF浮3104N2104N1104N，

则A对江底的压强

F压1104Np5103Pa， 2S2m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．在台球比赛中，选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其他球, 如图所示．以下说法正确的是（ ）

A．手推动球杆前进时，手对球杆做了功

B．在水平桌面滚动的球受到了重力，重力对球做了功 C．桌面对球的支持力做了功

D．白球撞击黑球后没有静止;是因为人的手还在对白球做功 【答案】A 【解析】

做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者

缺一不可．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；由于重力的方向与小球运动的方向垂直，所以，重力对小球不做功，故B错误；桌面对球的支持力的方向与小球的运动方向垂直，所以，支持力对小球不做功，故C错误；白球撞击黑球后没有静止，而是继续运动，是因为白球具有惯性，不是手对白球有力的作用，更不是对白球做功，故D错误，故选A．

13．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．4〜6 s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。

14．一位父亲与他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 tW 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=可知，父亲的功率一定大，故D正确． 故选C．

15．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】

W1W1Fs13PW3＝＝ 功率之比1＝t＝1＝ 牵引力相等，匀速行驶，解答：做功之比

W2Fs22P2W2W22t所以阻力相等，则阻力之比为1:1． 故选B．

16．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．

17．2018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．

18．一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=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；

s350m=17.5m/s，故At20sW24105JD．汽车在10～20s内牵引力做功的功率：P2==4×104W，故D错误． t10s

19．跳绳是中考体育项目，小强每跳起一次，克服重力做的功最接近 （ ） A．3J B．30J C．300J D．600J 【答案】B

【解析】小强同学每跳起一次，克服重力所做功：W=Gh=50kg×10N/kg×0.05m=25J，最接近于30J． 故选B．

20．阳光体育运动不仅锻炼了孩子们的身心，而且也让校园充满了欢声笑语．下面图与对应描述相符合的是（ ）

A．甲图学生在跳绳的过程中，没有做功 B．乙图学生跑步时，地对脚有力的作用

C．丙图乒乓球在空中向前飞行时，仍受到球拍的作用力 D．丁图拔河时尽量降低重心，可以减小脚与地面的摩擦力 【答案】B 【解析】 【详解】

A、甲图学生在跳绳的过程中，克服重力做功，故A错；

B、乙图学生跑步时，脚对地施加了力，因为力的作用是相互的，地对脚有力的作用，故B正确；

C、由于惯性丙图乒乓球在空中向前飞行，此时不再受球拍的作用力，故C错； D、丁图拔河时尽量降低重心，是为了提高稳度，不会减小脚与地面的摩擦力，故D错． 故选B