江苏省南京市旭东中学九年级物理上册《第11章 简单机械和功》单元综合测试题（含解析） 苏科版.doc

第11章 简单机械和功一、选择题1下列简单机械中，属于省力杠杆的是（）a筷子b理发剪c羊角锤d钓鱼竿2以下说法正确的是（）a做功的物体都受力的作用b在光滑水平面上做匀速直线运动的物体都做功c作用力越大，力做功越多d力对做变速直线运动的物体要做功3某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花费30s，第二次花费20s则两次上楼过程中，学生所做的功（）a第一次较大b第二次较大c两次一样大d不知楼高不好判断4某同学用120n的力，将一个重4n的足球踢到25m远处关于他踢球时做功的情况，下列说法正确的是（）a做功300 jb做功100 jc没有做功d条件不足，无法计算5用相同的水平力使同一物体分别在光滑水平面和粗糙水平面上移动了相同距离，则在两种情况下，力f对物体做的（）a一样多b后者多c前者多d无法比较6如图所示，在水平拉力f作用下，使重40n的物体a匀速移动5m，物体a受到地面的摩擦力为5n，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力f做的功为（）a50jb25jc100jd200j7下列关于功率的说法中，正确的是（）a做功越多功率越大b做功时间越长功率就越小c在相同时间内，功率越大，做功越多d功率越大，做功越多8如图所示，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做的有用功是800jb拉力f的功率是80wc绳子自由端被拉下3md滑轮组的机械效率是60%9如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（）a甲图省力，机械效率甲图大b甲图省力，机械效率一样大c乙图省力，机械效率乙图大d乙图省力，机械效率一样大10甲，乙两台机器，甲做的功是乙做的功的2倍，而乙所用的时间是甲所用的时间的2倍，则甲，乙两台机器的功率关系是（）ap甲：p乙=4：1bp甲：p乙=1：4cp甲：p乙=2：1dp甲：p乙=1：111大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100n的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功（）a200jb300jc400jd500j12如图甲所示，水平地面上的一物体受到方向不变的水平拉力f的作用，f的大小与时间t的关系及物体速度v与时间t的关系如图乙、丙所示则下列说法不正确的是（）a02s内物体处于静止状态b46s内物体的机械能不变c24s内物体受到的摩擦力为3nd46s内拉力对物体做功的功率为8w二、填空题13如图所示，在50n的水平拉力f作用下，重800n的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为125n则滑轮组的机械效率为；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为 j14若要在班级跳绳比赛活动时比一比谁跳绳的功率最大，那么在活动中必须测量的物理量有：、功率的表达式为15如图所示，一只圆柱形油桶，高80cm，底部直径为60cm，盛满油以后总重为3000n，要想使底部c稍稍离开地面，在a点要加的最小力为多大？同时请作出最小的力f的示意图及其力臂l16如图所示，轻质杠杆oa中点悬挂重为60n的物体，在a端施加一竖直向上的力f，杠杆在水平位置平衡，则力f的大小是，保持f的方向不变，将杠杆从a位置匀速提升到b位置的过程中，力f将（选填“变大”、“变小”或“不变”）三、作图题17如图1所示的钢丝钳，其中a是剪钢丝处，b为手的用力点，o为转动轴（支点），图2为单侧钳柄及相连部分示意图请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂l1和阻力f218通过图滑轮组向上提升重物，请画出最省力的绕绳方法19在图中画出力f1的力臂和力臂l2对应的力f2四、解答题20某工地用如图所示的滑轮组匀速提升400n的重物，在重物上升0.6m的过程中，拉力的功率为250w，滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和摩擦），则：（1）滑轮组的有用功为多少？（2）拉力做的总功为多少？（3）绳子的自由端下降的速度为多少？（4）动滑轮的重是多少？21小刚同学想测量家中一头肥猪的重，如图所示，他用绳将猪绑住挂在木棒的b点，将棒的一端o放在石坎上，人通过挂在a端的测力计拉起木棒的另一端，是木棒刚好达到水平位置已知测力计的示数f=320n，oa=1.6m，ob=0.4m问：（1）请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少？（2）你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大还是偏小，并说明产生误差的原因是什么？（3）如果猪的实际重力为1200n猪被拉离地面0.1m，这个过程杠杆装置的机械效率是多少？苏科版九年级上册第11章 简单机械和功2015年单元测试卷（江苏省南京市旭东中学）参考答案与试题解析一、选择题1下列简单机械中，属于省力杠杆的是（）a筷子b理发剪c羊角锤d钓鱼竿【考点】杠杆的分类【专题】应用题【分析】杠杆的分类主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂【解答】解：a、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；b、理发剪在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；c、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；d、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆故选c【点评】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆2以下说法正确的是（）a做功的物体都受力的作用b在光滑水平面上做匀速直线运动的物体都做功c作用力越大，力做功越多d力对做变速直线运动的物体要做功【考点】功【分析】根据做功的两个条件分析：物体受到力，并且在该力的方向通过距离【解答】解：a、说法正确，做功的物体一定受力的作用；b、说法错误，若在光滑水平面上做匀速直线运动的物体对外没有力的作用，则不做功；c、说法错误，若在力的方向没有通过距离，则没有做功；d、说法错误，若物体在力的作用下，作了变速运动后，又回到了原处，则没有做功故选a【点评】本题考查了对做功的概念的理解做功的两个条件是缺一不可的3某学生从底楼匀速走上二楼，第一次花费30s，第二次花费20s则两次上楼过程中，学生所做的功（）a第一次较大b第二次较大c两次一样大d不知楼高不好判断【考点】功的大小比较【专题】应用题【分析】已知这个学生的体重一定，楼的高度前后不变，根据公式w=gh即可比较两次上楼过程中所做功的关系【解答】解：两次上楼过程中：学生的体重不变，楼的高度不变，根据公式w=gh可知两次上楼过程所做功大小相等；故选c【点评】本题考查了做功公式的灵活应用，关键是知道功是指力与力的方向上移动距离的乘积4某同学用120n的力，将一个重4n的足球踢到25m远处关于他踢球时做功的情况，下列说法正确的是（）a做功300 jb做功100 jc没有做功d条件不足，无法计算【考点】功的计算【专题】功、功率、机械效率【分析】用120n的力作用在物体上，只是瞬间，当物体运动25m的过程中，该同学并没有对物体有力的作用【解答】解：作用在物体上的力只是瞬间，物体运动过程中没有再对物体有力的作用，所以无法准确计算，故a、b不正确，虽然是瞬间，但也会让物体移动，即对物体做了功，所以c错误；故选择：d【点评】注意踢出去的物体和扔出去的物体，对物体都是瞬间作用了功，都无法精确计算做功的多少5用相同的水平力使同一物体分别在光滑水平面和粗糙水平面上移动了相同距离，则在两种情况下，力f对物体做的（）a一样多b后者多c前者多d无法比较【考点】功的大小比较【专题】功、功率、机械效率【分析】物理上，功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积；即w=fs【解答】解：因为力相同，移动的距离也相同，由w=fs可知，对物体做的功相同故选a【点评】深入理解功的大小的计算方法，是解答此题的关键6如图所示，在水平拉力f作用下，使重40n的物体a匀速移动5m，物体a受到地面的摩擦力为5n，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力f做的功为（）a50jb25jc100jd200j【考点】功的计算【专题】功、功率、机械效率【分析】图中是一动滑轮，拉力移动距离s=2h，且物体匀速运动，根据f=2f求出拉力大小，再根据w=fs求出拉力做的功【解答】解：拉力移动距离s=s=5m=2.5m，拉力f=2f=25n=10n，拉力f做的功：w=fs=10n2.5m=25j；故选b【点评】此题主要考查的是学生对滑轮组的省力情况、功的计算公式的理解和掌握，基础性题目7下列关于功率的说法中，正确的是（）a做功越多功率越大b做功时间越长功率就越小c在相同时间内，功率越大，做功越多d功率越大，做功越多【考点】功率的概念【专题】功、功率、机械效率【分析】单位时间内所做的功叫做功率功率是表示做功快慢的物理量功率得到计算公式为p=，即功率的大小等于功与时间的比值【解答】解：a、功率的大小等于功与时间的比值，仅仅知道做功多少而不知做功时间长短，无法判断功率大小，故此选项错误；b、功率的大小等于功与时间的比值，仅仅知道时间长短而不知做功多少，无法判断功率大小，故此选项错误；c、功率是表示做功快慢的物理量，在相同时间内，功率越大，做功越多，此选项正确；d、根据公式w=pt可得，仅仅知道功率大小而不知做功时间，无法判断做功多少，此选项错误故选：c【点评】本题考查功率的概念，重点掌握单位时间内所做的功叫做功率，功率是表示做功快慢的物理量8如图所示，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做的有用功是800jb拉力f的功率是80wc绳子自由端被拉下3md滑轮组的机械效率是60%【考点】有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的计算【专题】计算题【分析】a、已知物重和物体被提升高度，根据公式w=gh可计算出有用功；b、已知拉力大小，求出拉力端移动距离，利用w=fs可求总功，知道做功时间，利用p=求出拉力f的功率；c、由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n=2，则s=2h；d、利用效率公式=求滑轮组的机械效率【解答】解：a、w有用=gh=800n1m=800j，故a正确；b、w总=fs=500n2m=1000j，p=100w，故b错；c、由图知，n=2，s=2h=21m=2m，故c错；d、滑轮组的机械效=80%，故d错故选a【点评】本题考查了学生对功率的公式、机械效率公式、滑轮组s=nh、有用功、总功的理解和运用，因条件已给出，难度不大9如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（）a甲图省力，机械效率甲图大b甲图省力，机械效率一样大c乙图省力，机械效率乙图大d乙图省力，机械效率一样大【考点】滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算【专题】计算题【分析】（1）分析左图滑轮组的结构，得出承担物重的绳子股数n=3，则拉力端移动的距离s=3h，因摩擦力可以忽略不计，根据f=（g物+g动）求拉力的大小；利用=求机械效率大小；（2）同理，求出右图的拉力和机械效率，通过比较得出答案【解答】解：（1）分析左图可知，n=3，则s=3h，摩擦力可以忽略不计，f1=（g+g动），1=；（2）分析右图可知，n=2，则s=2h，摩擦力可以忽略不计，f2=（g+g动），2=；由此可知：f1f2，1=2，所以甲图省力，机械效率一样大故选b【点评】本题考查了使用滑轮组拉力的计算和机械效率的计算，利用好两个推导公式是本题的关键：忽略摩擦及绳重，拉力f=（g物+g动）；=10甲，乙两台机器，甲做的功是乙做的功的2倍，而乙所用的时间是甲所用的时间的2倍，则甲，乙两台机器的功率关系是（）ap甲：p乙=4：1bp甲：p乙=1：4cp甲：p乙=2：1dp甲：p乙=1：1【考点】功率的计算【分析】本题可用功率的公式：p=直接进行计算【解答】解：由题意可知，假设乙做功为w，则甲做的功为2w，假设乙所用的时间为t，则甲所用的时间为，所以代入功率公式可以求出甲的功率为：p甲=，p乙=，所以p甲：p乙=4：1，a符合题意，b、c、d都不符合题意；故选a【点评】对于这类功率计算题目要结合功率公式，根据题意假设出甲乙的功和时间，求解各自功率并算出比值即可11大伟同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100n的物体，从滑轮正下方沿水平方向移动4m，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做功（）a200jb300jc400jd500j【考点】功的计算【专题】功、功率、机械效率【分析】功的大小等于力乘以距离，即w=fs明确绳子自由端移动的距离即可正确解答【解答】解：绳子原长为3m，而大伟移动后绳长为5m，所以绳子自由端移动2m大伟所用的水平拉力为：f=g=100n；若不计绳重和摩擦，他至少做功为：w=fs=100n2m=200j；故bcd错误，a正确；故选a【点评】熟练运用功的公式，会正确判断绳端移动的距离是解答此题的关键12如图甲所示，水平地面上的一物体受到方向不变的水平拉力f的作用，f的大小与时间t的关系及物体速度v与时间t的关系如图乙、丙所示则下列说法不正确的是（）a02s内物体处于静止状态b46s内物体的机械能不变c24s内物体受到的摩擦力为3nd46s内拉力对物体做功的功率为8w【考点】速度与物体运动；功率的计算；机械能【专题】图析法【分析】（1）由速度时间图象判断物体的运动情况：图象与时间轴重合，说明速度为0，即静止；图象是倾斜线，说明速度在变化，即运动状态在变，物体受到了非平衡力；图象是水平线时，说明速度恒定，这时做匀速直线运动，受到平衡力（2）机械能包括动能和重力势能，动能与质量、速度两因素有关，重力势能与质量、高度两因素有关，根据质量、速度、高度三因素是否变化来判断机械的变化（3）找出速度时间图象中水平部分，再找出这段时间内的ft图象中物体受到的拉力，然后由二力平衡条件求出摩擦力（4）根据功率的导出公式p=fv计算功率【解答】解：a、由vt图象可知，02s内物体速度为0，所以处于静止状态，故a正确；b、在46s内物体的质量不变、速度不变、高度也不变，即动能和重力势能都不变，则机械能不变，故b正确；c、在46s内物体做匀速运动，可知拉力与摩擦力大小相等，即摩擦力等于2n，这种动摩擦力是与速度大小无关的，所以在24s内仍为2n，故c错误；d、在46s内拉力为f=2n，速度为v=4m/s，拉力对物体做功的功率为p=fv=2n4m/s=8w，故d正确故选c【点评】（1）本题考查学生对图象的认识及力的合成的应用，要求能熟练读图，并能结合运动分析物体的受力情况（2）vt图象、ft图象相结合，判断出物体的运动状态，根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键二、填空题13如图所示，在50n的水平拉力f作用下，重800n的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间滑动摩擦力为125n则滑轮组的机械效率为83.3%；若物体的速度为0.2m/s，则1min内拉力做的功为1800 j【考点】滑轮（组）的机械效率；功的计算【专题】功、功率、机械效率【分析】（1）用滑轮组水平拉动物体时，克服物体的摩擦力做的功是有用功，拉力做的功是总功；利用=即可算出滑轮组的机械效率；（2）先利用s=vt求出物体向前移动的距离，由于与动滑轮相连的有三段绳子，那么拉力移动距离s=3s，再根据w=fs拉力做的功求出【解答】解：（1）由图知，承担摩擦力的绳子股数n=3，则绳子自由端向前移动的距离s=3l（l为物体移动的距离），滑轮组的机械效率：=100%=100%=100%=100%83.3%；（2）由v=得：物体移动距离：s=vt=0.2m/s60s=12m，拉力移动距离：s=3s=312m=36m，拉力做的功：w=fs=50n36m=1800j故答案为：83.3%；1800【点评】使用水平滑轮组时注意：有用功等于摩擦力与物体移动的距离的乘积，这是本题的关键、易错点14若要在班级跳绳比赛活动时比一比谁跳绳的功率最大，那么在活动中必须测量的物理量有：质量、跳起的高度、t时间内跳绳的次数功率的表达式为p=【考点】功率的测量实验【专题】测量型实验综合题【分析】跳绳时是克服自身的重力做功，功等于重力和跳起高度的乘积，功除以做功时间就是跳绳的功率；需要测量同学的体重（质量）、1min跳绳的次数和跳起的高度，利用w=gh=mgh求1min内做的功，再利用p=求跳绳的平均功率【解答】解：班级跳绳比赛时，要比一比谁跳绳的功率最大，应用磅秤测出同学的质量m，刻度尺测出跳起的高度h，用秒表测出t时间内跳绳的次数n；因此需要测量的物理量有质量、高度以及t时间内跳绳的次数，则功率的表达式：p=故答案为：质量；跳起的高度；t时间内跳绳的次数；p=【点评】本题考查了跳绳时功和功率的计算，掌握其中的原理是关键，计算时注意当重力做功或克服重力做功时，计算功的公式为w=gh=mgh15如图所示，一只圆柱形油桶，高80cm，底部直径为60cm，盛满油以后总重为3000n，要想使底部c稍稍离开地面，在a点要加的最小力为多大？同时请作出最小的力f的示意图及其力臂l【考点】杠杆中最小力的问题；力臂的画法【专题】简单机械【分析】根据杠杆平衡的条件可知，力臂越长越省力，因为高80cm，底部直径为60cm，所以ad=100cm，即ad为最长的力臂，根据杠杆平衡的条件即可求出在a点施加最小力f，并画出最小力f和力臂ad【解答】解：（1）根据图示可知，ac=80cm，cd=60cm，根据直角三角形中三个边的关系可知，ad=100cm；由杠杆平衡条件gl1=fl2可知，f=900n；（2）由杠杆平衡条件f1l1=f2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；要想使底部c稍稍离开地面，则支点为d点，ad为动力臂最长，并且动力的方向应该垂直ad向上，如下图所示：答：在a点要加的最小力为900n【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长、动力越小的结论16如图所示，轻质杠杆oa中点悬挂重为60n的物体，在a端施加一竖直向上的力f，杠杆在水平位置平衡，则力f的大小是30n，保持f的方向不变，将杠杆从a位置匀速提升到b位置的过程中，力f将不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）【考点】杠杆的平衡条件【专题】计算题；几何法【分析】（1）在a位置如图，oa、oc为动力f和阻力g的力臂，知道c是oa的中点，也就知道两力臂的大小关系，知道阻力g的大小，利用杠杆的平衡条件求动力f的大小；（2）在b位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂、阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力f的大小变化情况【解答】解：（1）如图，杠杆在a位置，loa=2loc，由杠杆平衡得，floa=gloc，则f=g=60n=30n（2）杠杆在b位置，oa为动力臂，oc为阻力臂，阻力不变为g，由ocdoab得，=，由杠杆平衡得，floa=gloc，则f=g=60n=30n由此可知当杠杆从a位置匀速提到b位置的过程中，力f的大小不变故答案为：30n；不变【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，能画出杠杆在b位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键三、作图题17如图1所示的钢丝钳，其中a是剪钢丝处，b为手的用力点，o为转动轴（支点），图2为单侧钳柄及相连部分示意图请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂l1和阻力f2【考点】力臂的画法；力的示意图【专题】作图题【分析】力臂的画法：首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂【解答】解：找出支点，从o做f1的垂线段就是f1的力臂；过a点做竖直向下的阻力f2；如图所示：【点评】作力臂时要找好支点与力的作用线，因为力臂是从支点到力的作用线的距离18通过图滑轮组向上提升重物，请画出最省力的绕绳方法【考点】滑轮组的设计与组装【专题】作图题【分析】滑轮组最省力问题：（1）最省力时绳子段数n与滑轮个数n的关系是：n=n+1；（2）若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”【解答】解：由图知：滑轮个数n=2，所以绳子段数n=3，根据“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次，如图所示：【点评】要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”19在图中画出力f1的力臂和力臂l2对应的力f2【考点】力臂的画法【专题】作图题【分析】（1）已知动力f1，根据力臂的画法，先确定支点，再过支点作动力作用线的垂线段，即可画出动力臂；（2）已知阻力臂l2，根据力臂的画法，画出阻力的作用线，根据f1的方向和支点位置，确定f2的方向【解答】解：（1）过支点做力f1作用线的垂线段，再标出垂直符号和力臂符号l1；（2）已知力臂l2，它与力f2的作用线垂直，方向斜向下，如图所示：【点评】本题考查了力和力臂的作法当杠杆平衡时，动力和阻力对杠杆的影响是：使杠杆的运动趋势是相反的四、解答题20某工地用如图所示的滑轮组匀速提升400n的重物，在重物上升0.6m的过程中，拉力的功率为250w，滑轮组的机械效率为80%（不计绳重和摩擦），则：（1）滑轮组的有用功为多少？（2）拉力做的总功为多少？（3）绳子的自由端下降的速度为多少？（4）动滑轮的重是多少？【考点】滑轮（组）的机械效率；功率计算公式的应用【专题】功、功率、机械效率【分析】（1）已知物重和物体被提升的高度，利用w=gh即可求出有用功；（2）已知有用功、机械效率和物体上升的距离，利用公式=即可求出f；（3）利用公式p=fv求出速度大小；（4）根据=代入有关数据得出动滑轮的重力