苏科版九年级上册第十一章简单机械和功（含答案）

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一、单选题

1．如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（）

A．开瓶扳手B．镊子

C．剪铁皮的剪刀D．独轮车

2．小明在探究影响滑轮组机械效率的因素时，猜想滑轮组机械效率与下列因素有关：①被提升的物体的重力；②物体被提升的高度；③动滑轮的重力；④承重绳子的段数。他用相同的滑轮设计了如图所示的两个滑轮组，将重物提升相同高度做对比实验来验证猜想，该实验验证的猜想是（）

A．①B．①②C．①②③D．①②③④

3．如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽不计，下列选项正确的是（）

A．物块的边长为0.6m

B．动滑轮重为300N

C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%

D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J

4．如图所示，是建筑工地吊车的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕点转动：伸缩撑杆为圆弧；伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，下列关于这个吊车的有关说法正确的是（）

A．使用这种吊车，好处是可以少做功

B．吊臂是一个省力杠杆

C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小

D．匀速项起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力的力臂逐渐减小

5．小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程（）

A．用时少的做功多B．用时少的做功功率大

C．用时多的做功多D．用时多的做功功率大

6．空吊篮A重25N，绳子承受最大拉力100N。小壮用20N的力以2m/s的速度将A匀速提升到高处，忽绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（）

A．动滑轮所受的重力为15N

B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J

C．此装置最多能匀速运载160N重的货物

D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%

7．如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是

A．托盘天平

B．自拍杆

C．门把手

D．订书钉

8．小杰背着书包回家，在水平路面上行走100m用时100s，乘坐电梯从1楼到21楼用时30s，以下符合实际的是（）

A．电梯对小杰做功约3.6×103J

B．小杰乘坐电梯上升时，对书包不做功

C．电梯对小杰做功的功率约1200W

D．小杰在水平路面行走时，重力做功的功率约600W

9．关于滑轮和滑轮组，下列说法正确的是（）

①使用定滑轮既可以省力，又可以改变用力的方向

②使用定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向

③使用动滑轮能省力，但不能省距离

④使用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组最多省一半力。

A．②③B．①③C．③④D．①④

10．如图，甲物重25N，乙物重15N，甲乙均静止，不计测力计自重，测力计示数（）

A．35NB．10NC．15ND．25N

11．在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（）

A．0.5GB．2GC．0.5fD．2f

12．如图所示，木板A放在一水平面上，用16N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的木板A以0.3m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B相对于地面静止，弹簧测力计示数为2N，若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是（）

A．木板A与地面的摩擦力为2N

B．滑轮向右移动的速度为0.3m/s

C．物块B受到的摩擦力为2N，方向水平向左

D．绳子拉木板的功率为2.4W

13．下面关于功、功率、机械效率说法正确的是（）

A．功率大的机械做功一定快

B．功率大的机械做功一定多

C．机械做功少，机械效率一定低

D．做有用功多的机械，机械效率一定高

14．日常生活中有很多现象都与我们学习过的物理知识有关。下列说法正确的是（）

A．自行车前后轮安装在滚动轴承上，可以增大摩擦

B．投掷出去的铅球在空中飞行的过程中，运动员对铅球做了功

C．短跑运动员在到达终点后不会立即停下来，是因为受到惯性的作用

D．高压锅是利用液体的沸点随液面上方气压增大而升高的原理工作的

15．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（）

A．绳子自由端移动距离为4m

B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N

C．额外功的功率为12W

D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低

二、填空题

16．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，用细线将重为G的物体悬挂在A点，在B点施加竖直向上的拉力F。在保持杠杆水平静止的情况下，拉力F=______G；若将拉力F改为沿图中虚线方向F将______（增大/不变/减小）。

17．立定跳远是河南省中考体育项目之一。如图甲所示，是小宇进行立定跳远测试时的情景，若小宇的体重为50kg，每只脚与地面的接触面积为，他从起跳到最高点的过程中，用时0.5s，立定跳远时的相关数据如图乙所示（图中虚线表示小宇的运动轨迹，A、O、B表示重心的位置，，，）。求：

（1）小宇起跳后仍能继续向前运动，是因为他具有__________，地球自西向东自转，他向西跳远_________（选填“能”或“不能”）跳的更远，在腾空跳到最高点位置时，是否处于平衡状态？__________（选填“是”或“否”）；

（2）小宇双脚站立时对水平地面的压强__________；

（3）小宇克服重力做功的功率__________。

18．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=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F=______N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将______（填“变大”、“不变”或“变小”）。

19．一质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为_____J，动滑轮重力为_____N，拉力的功率为_____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为_____N。（不计绳重和摩擦）

20．一个50g的鸡蛋从2m高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为_______能，重力对鸡蛋所做的功为_______J。（g=10N/kg）

三、综合题

21．如图所示，复兴号“蓝暖男”来了!在宁夏人民的企盼中，2023年12月26日，银西高铁正式开通运营，“银西高铁”全长约618km，设计行车时速250km/h，预留350km/h的提速条件。

（1）请根据图片和短文所提供的信息，提出一个与所学物理知识相关的问题，并用所学知识解释或计算。

举例：提出问题：高铁以设计时速行驶走完全程的时间是多少？

解释：由v得t2.472h。

提出问题：_____；

解释：_____.

（2）如果高铁8节车厢满载质量为480t，与铁轨接触面积为0.4m2，请计算出满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？()

（3）如果某次高铁牵引功率为4200kW，当列车以252km/h速度匀速行驶时，此时的牵引力大小是多少？()

（4）从安全角度考虑，高铁线路建设时，高铁路线要求尽可能取直，少走弯道。请你用学过的物理知识简要说明高铁为什么要少走弯道。______

22．放在同一粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0~6s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示。

（1）0~2s内物体在水平地面受到的拉力___________（选填等于或不等于）物体受到的摩擦力；

（2）2~6s内物体的移动的距离是___________m；拉力是___________N；拉力所做的功是___________J；

（3）0~2s内物体在水平地面受到的摩擦力___________2~6s内物体受到的摩擦力（选填>，=或<），依据是：___________。

23．如图所示，为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上、试问：

（1）当擦窗机器人静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向为______。擦窗机器人的擦拭速度是4min/m2，要擦完总面积为3m2的窗玻璃，需要______min；

（2）擦窗机器人工作时对玻璃的压力为28N，内外气压差达到800Pa，则擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？()

（3）擦窗机器人的总质量为1.2kg，它在竖直向上擦窗过程中克服重力做功的功率约为0.2W，若持续擦窗2min，则擦窗机器人上升的高度是多少？()（g取10N/kg）

24．如图所示，轻质杠杆OAB中，OA长40cm，AB长30cm，OA垂直于AB，C为OA的中点，C点所挂物体的重力为1000N。若在B处施加一个最小力F，使杠杆在图示位置处于平衡。请你在图中画出力F的示意图，并求出力F的大小。

25．大明驾驶额定功率为100kW，质量为3t的某小型载重汽车，把装在车上的6t砂石运送到山顶上的施工现场，若g取10N/kg。请完成以下问题：

（1）图中的山路相当于一个______，山路这样修其主要是为了______；

（2）汽车先以20kW的功率在平直公路上匀速行驶了10min，速度为10m/s。该过程汽车受到的阻力为多少？______

（3）然后汽车从山坡底沿如图所示的山路，又以额定功率行驶了2min，将砂石运送到50m高的坡顶。该过程汽车运送砂石所做的有用功和总功分别为多少？______、______；

（4）从坡底向坡顶运送砂石时汽车的机械效率是多少？______

26．如图所示是我国设计制造的无人驾驶轿车，该车的相关参数如下表所示；（g取10/kg）

整车质量2000kg

最高速度120km/h

以最高速度行驶时受到的水平阻力200N

与地面的总接触面积800cm2

（1）在高速公路上疾驰时，轿车对地面的压力______（选填“大于”“小于”或“等于”）车的重力；

（2）轿车静止在水平路面上时，对路面的压强为多少？______

（3）若轿车以最高车速沿水平直线匀速行驶30min，则牵引力所做的功为多少？______

（4）若该轿车以速度v匀速爬上长为s的斜坡，已知斜坡的高度为h，此过程中，牵引力的大小恒为F，忽空气阻力，试推导轿车在此过程中所受阻力f的表达式（轿车的重力大小用G表示）______。

试卷第1页，共3页

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参考答案：

1．B

【详解】

A．开瓶扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；

B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；

C．剪铁皮的剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；

D．独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。

故选B。

2．A

【详解】

如图所示，两动滑轮的重力相同，承重绳子段数相同，重物上升的高度相同，所提升的物体重力不同，由控制变量法可知，该实验验证的猜想是滑轮组的机械效率与被提升的重物重力的关系，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

3．D

【详解】

A．由图，0.6m开始出水，1.1m完全出水，所以物块边长为0.5m，故A错误；

B．物块完全离开水面后，拉力2000N，动滑轮的机械效率为

解得G=3500N，动滑轮重为

G1=2F-G=2×2000N-3500N=500N

故B错误；

C．提升物块完全离开水面前，因为存在浮力，所以对物体的实际拉力小于重力，所以机械效率小于87.5%，故C错误；

D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为

W=2F1h1=2×1375N×0.6m=1650J

故D正确。

故选D。

4．C

【详解】

A．杠杆是一种机械，使用任何机械都不省功，故A错误；

B．如图画出动力臂和阻力臂：

由图可知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，是费力杠杆，故B错误；

CD．吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小，动力臂不变，动力减小，所以支持力逐渐变小，故C正确，D错误。

5．B

【详解】

AC．由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变，因此由可知，两次所做的功相同，故AC错误；

BD．两次所做的功相同，由可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。

故选B。

6．D

【详解】

A．由图可知承重绳子股数n=2，因为忽绳重、摩擦、空气阻力时所需拉力

所以动滑轮的重力

故A正确，不符合题意；

B．由可知，A移动的距离等于动滑轮移动的距离

所以克服滑轮重做的额外功

故B正确，不符合题意；

C．因为忽绳重、摩擦、空气阻力时

所以货物的最大重力

故C正确，不符合题意；

D．因为此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，所以此装置运载货物的最高机械效率

故D错误，D符合题意。

故选D。

7．B

【详解】

A．托盘天平动力臂等于阻力臂是等臂杠杆；

B．自拍杆动力臂小于阻力臂是费力杠杆；

C．门把手动力臂大于阻力臂是省力杠杆；

D．订书钉动力臂大于阻力臂是省力杠杆．

8．C

【详解】

A．小杰与书包的总重力大约为600N，1楼到21楼的高度

h＝20×3m＝60m

电梯对小杰做的功

W＝Gh＝600N×60m＝3.6×104J

故A不符合题意；

B．小杰乘坐电梯上升时，书包在力的方向上移动了距离，所以对书包做了功，故B不符合题意；

C．电梯对小杰做功的功率

P===1200W

故C符合题意；

D．小杰在水平路面行走时，重力没有做功，功率也为0，故D不符合题意。

故选C。

9．A

【详解】

①②定滑轮相当于等臂杠杆，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂等于阻力臂，动力就等于阻力，使用定滑轮不省力，但能改变用力方向，故①错误、②正确；

③用动滑轮能省一半的力，但费距离，故③正确；

④使用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组，当绳子固定在动滑轮上，再依次绕过各滑轮时，绳子端的拉力F=G，故④错误。

故选A。

10．C

【详解】

弹簧测力计受到乙对它一个向右的拉力和甲对它一个向左的拉力，处于平衡态，甲静止在地面上，还受到地面对它竖直向上支持力，所以弹簧测力计所受的拉力大小等于乙的重力，故弹簧测力计示数等于乙的重力大小为15N。故选C。

11．C

【详解】

当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则

得

故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

12．D

【详解】

A．因为不计滑轮重、绳重和滑轮摩擦，拉力F=16N，根据动滑轮的特点可知，每段绳子上的力为8N。又因为弹簧测力计的示数为2N，物体B相对于地面静止，所以物体B与木板A之间的摩擦力为2N。木板受到向右的绳子拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，所以地面对木板A的摩擦力是

fA=8N-2N=6N

故A错误；

B．木板A的移动速度为0.3m/s，动滑轮的移动速度等于拉力F的移动速度，等于木板移动速度的二分之一，大小为0.15m/s，故B错误；

C．物块B始终静止，由力的平衡条件可得，物块B受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数为2N，方向水平向右，故C错误；

D．绳子拉木板的功率是

故D正确。

故选D。

13．A

【详解】

AB．功率是单位时间内做的功，表示的是做功的快慢；机械效率是有用功与总功的比值。所以，功率大的机械，做功快，但不一定多，故A正确，B错误；

C．机械做功少，做功不一定慢，与机械效率无关，故C错误；

D．由知道，有用功多，机械效率的大小还要看总功的大小，故D错误。

故选A。

14．D

【详解】

A．自行车前后轮的滚动轴承能将滑动摩擦变成滚动摩擦，从而减小摩擦，故A错误；

B．在空中飞行的铅球，已经离开手，不再受到运动员的作用力，所以此过程运动员对铅球没做功，故B错误；

C．到达终点，运动员不会立即停下，是因为运动员具有惯性，惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，不是力，不能受到惯性的作用，故C错误；

D．高压锅因为密封性好，沸腾时锅内气压增大，沸点随着气压的增大而升高，故D正确。

故选D。

15．C

【详解】

A．物体移动距离

s物=v物t=0.1m/s×20s=2m

由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离

s=3s物=3×2m=6m

故A错误；

B．拉力做功为

W总=Fs=100N×6m=600J

由η=得有用功

W有用=ηW总=60%×600J=360J

由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力

f===180N

故B错误；

C．拉力做的额外功

W额=W总-W有用=600J-360J=240J

额外功的功率

P===12W

故C正确；

D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。

故选C。

16．（或0.5）增大

【详解】

[1]由图可知，竖直向上拉动时，动力臂为OB，阻力臂为OA，因为OA=AB，所以OB=2OA，根据杠杆平衡条件可得

所以有

[2]若将拉力F改为沿图中虚线方向，这时动力臂减小，阻力和阻力臂没变，根据杠杆平衡条件可得，动力F增大。

17．惯性不能否

【详解】

（1）[1]小宇起跳后仍能继续向前运动，是因为他具有保持原来运动状态的性质，即惯性。

[2]地球自西向东自转，他向西跳远不能跳的更远，因为小宇有随地球一起向东运动的惯性，他无论向哪个方向跳，都不会因为地球的转动跳的更远。

[3]在腾空跳到最高点位置时，小宇只受重力作用，小宇不是处于平衡状态。

（2）[4]小宇双脚站立时对水平地面的压强

（3）[5]由图可知CD=AD,小宇重心升高的高度

小宇克服重力做功的功率

18．30不变

【详解】

[1]由杠杆平衡条件可得

所以拉力F的大小为

[2]由于重力方向始终竖直向下，拉力方向始终竖直向上，所以将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，拉力F的力臂始终等于重物对杠杆中点拉力的力臂的2倍，所以拉力F大小不变。

19．4010050150

【详解】

[1]重物A的重力

GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N

有用功为

W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J

[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率

据此可知动滑轮重力

[3]绳重和摩擦不计，总功为

则拉力的功率

[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率

可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率

提升两块重物B时，滑轮组的机械效率

由题知

η1∶η2＝4∶5

即

解得重物B的重力

GB＝150N

20．动1

【详解】

[1]鸡蛋下落过程，质量不变，高度降低，速度变大，重力势能变小，动能变大，下落过程中鸡蛋的重力势能转化为动能。

[2]重力对鸡蛋所做的功为

21．见解析见解析1.2×107Pa6×104N见解析

【详解】

（1）[1]由图中可以提出问题：为什么高铁进站时，乘客要站在安全线外等候？

[2]当高铁进站时，会带动高铁周围空气流速增大，而气体压强与流速有关，流速越大，压强越小，当乘客离高铁很近时，靠近高铁的一侧空气流速大，压强小，而离高铁较远的一侧空气流速小，压强大，在压强差的作用下会使乘客发生危险，故出于安全考虑，乘客必须站在安全线外等候。

（2）[3]由受力分析可知，车厢满载时，对水平轨道的压力等于重力，即

F=G=mg=4.8×105kg×10N/kg=4.8×106N

故对轨道的压强为

（3）[4]由题意可知，高铁的牵引功率为

P=4200kW=4.2×106W

高铁的速度为

v=252km/h=70m/s

故由P=Fv可得，此时的牵引力为

（4）[5]因为高铁的质量大，惯性大，故保持原来运动状态的能力强，当高铁行驶到拐弯处时运动状态不易发生改变，容易导致高铁脱轨或侧翻，故高铁要尽量少走弯路。

22．不等于162.540=滑动摩擦力与物体运动速度无关

【详解】

（1）[1]由图可知，在0到2s内，物体做加速直线运动，所以拉力大于滑动摩擦力，即拉力不等于滑动摩擦力。

（2）[2]由图可知，2到6s内物体运动的路程为

[3]由图可知，2到6s内拉力功率为10W，拉力大小为

[4]拉力所做的功为

（3）[5][6]滑动摩擦力和接触面粗糙程度及接触面所受压力大小有关，与物体运动速度无关，0到2s内和2到6s内接触面所受压力及接触面粗糙程度都相同，所以滑动摩擦力大小相同。

23．竖直向上120.035m22m

【详解】

解：（1）[1][2]擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，二力的方向相反，所以，摩擦力的方向是竖直向上的。擦窗机器人的擦拭速度是4min/m2，要擦完总面积为3m2的玻璃窗需要的时间

t=4min/m2×3m2=12min

（2）[3]由知道，擦窗机器人与玻璃的最小接触面积

（3）[4]由知道，擦窗机器人擦窗2min所做的功为

W=Pt=0.2W×120s=24J

机器人的重力为

G=mg=1.2kg×10N/kg=12N

由W=Gh知道，机器人上升的