考点攻克苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专题训练练习题（含答案详解）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专题训练考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、下列工具中使用时属于省力杠杆的是（）A．筷子 B．羊角锤C．笤帚 D．船桨2、如图所示的四种情景中，力对物体做功的是（）A．用力推小车没有推动B．提着滑板车在水平路面上前行C．用力搬石头没有搬动D．将货物从地面拉到高处3、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．天平 B．瓶盖起子C．食品夹 D．钳子4、测量爬楼的功率，小明和小华两人团结协作准备测量小明爬楼梯的功率，以下做法正确的是（）A．需要测量出小华的体重、爬楼的高度、爬楼的时间B．需要测量出小明的体重、楼梯的总长度、爬楼的时间C．小明爬楼所用的时间最好是小明自己手握秒表测量D．测量小明爬楼的功率需要测量3次而后求平均值，这样最为准确5、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（）A．×100% B．×100% C．×100% D．×100%6、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．核桃夹 B．瓶盖起子C．撬棍 D．镊子7、如图所示甲、乙两套装置所用每个滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（）A．F1＞F2η1＜η2P1＜P2 B．F1＞F2η1＝η2P1＝P2C．F1＜F2η1＜η2P1＞P2 D．F1＜F2η1＝η2P1＞P28、某汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则此汽油机的热机效率是（）A．20% B．25% C．50% D．75%9、如图所示的工具中，在使用时与其它三种不是同一种类型的是（）A．取碗夹子 B．核桃夹子C．羊角锤 D．修枝剪刀10、如图所示的工具中，使用时属于省距离的杠杆的是（）A．道钉撬B．火钳C．钢丝钳D．天平第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、在历史上，机械功原理被誉为“机械的金科玉律”，它告诉我们：省力的机械必然费距离，省距离的机械一定___________。也就是说，使用任何机械都___________省功（填“能”或“不能”）。2、2021年9月17日，我国神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，图乙是其阶段Ⅲ飞船返回舱着陆过程中的高度随时间的变化关系。（1）图乙中t1～t2时段，返回舱在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是______；（不计大气阻力）（2）飞船返回舱的质量约为300kg，其重力在t2～t4时段做功______J。3、如图甲所示。放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和图丙所示。由图像可知，当t＝1s时，物体处于______（填“加速”、“匀速”或“减速”）状态；在物体做匀速直线运动的阶段，推力F做的功为______J，推力的功率为______W。4、如图所示，物体重400N，动滑轮重20N，工人用250N的拉力将重物匀速提升4m，所用时间为20s，则此过程中有用功是_______J，拉力的功率是______W，动滑轮的机械效率是______。5、在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为_______J，斜面的机械效率为_______。6、如图所示，物体重170N，小明用100N的拉力方向不变将物体匀速提升2m，则此过程中有用功是_______J，总功是______J，滑轮组的机械效率是________。根据已知条件，以下三个物理量：动滑轮上升的高度、动滑轮的重力、额外功，不能求出的有_______选填序号。7、用竖直向上的力F1直接将物体A匀速提升h，做功200J，若借助长1m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率是40%，则借助斜面做的有用功为________J，拉力F2所做的功是________J，物体A受到斜面的摩擦力是________N。8、小宇家里新买了一辆某品牌的家用轿车，他看到汽车铭牌上标有“最大功率为90kW”，假如汽车行驶时的功率为80kW，表示的物理意义是_________。9、如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为600N。他每次将身体撑起，肩部上升0.4m，在某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体撑起一次所做得功为___________J。他在1min内做功的功率为___________w。10、如图所示，小金用轻质杠杆（自身重力忽略不计）、空桶、质量为m0的物体A和细线，自制了测量液体密度的杠杆密度计。该杠杆密度计可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值。（1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m0的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为_______；（2）在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至D位置，使杠杆在水平位置平衡。若D点到O点的距离为l1，通过推导分析，此时D点的应标注的密度值_______。（结果用题中所给的字母表示）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图所示的滑轮组，其中的动滑轮重30N，现用它将重为60N物块提升1m。求：（1）滑轮组此时做的有用功为多少？（2）滑轮组在提升的过程中，共花了2s，若不计绳重和摩擦，绳端拉力F的功率；（3）若摩擦和绳重所产生的额外功始终占有用功的12.5%，当滑轮组的机械效率为80%时，所吊物体的重。2、小宇想把一个重1000N的物体搬到高1.6m的车厢里，为了省力，他找了一块长5m的硬木板，搭在车厢上（衔接处的长度忽略不计），硬木板与车厢搭成一个简易斜面，如图甲所示。小宇用力F把物体推至车厢里，物体沿木板移动距离s与力F推物体所用时间的图像如图乙所示，已知物体沿木板运动过程中与木板间的摩擦力为160N，且保持不变。求：（1）小宇所用推力F在30s内对物体做功的功率；（2）斜面的机械效率（计算结果保留一位小数）。3、如图所示，叉车在内将质量为2t的某块大理石沿竖直方向匀速提升了，发动机所做的总功是，取。求：（1）叉车支持力对大理石做的功是多少？（2）叉车支持力对大理石做的功的功率是多少？（3）叉车提升大理石的机械效率是多少？4、如图所示，斜面长L＝12.5m，斜面高h＝4m物体A重力为200N，物体B的重力为500N，B在A的拉力作用下从斜面底端匀速上升到斜面顶端不计绳与滑轮间的摩擦，求：（1）此过程中，拉力对B所做的功；（2）斜面的机械效率；（3）B与斜面间的摩擦力大小。5、汽车在平直的公路上匀速行驶，10min内前进了1200m，已知汽车发动车的功率是22kW，求：（1）前进中汽车受到的阻力；（2）汽车的功率保持不变，若要上坡，需采取什么样的措施？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】ACD．筷子、笤帚、船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故ACD不符合题意；B．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B符合题意。故选B。2、D【解析】【详解】A．用力推小车但没有推动，有力作用在小车上，但小车没有通过距离，所以力对物体不做功，故A不符合意题；B．提着滑板车在水平路面上前行，人给滑板车一个向上的拉力，但滑板车没有在拉力的方向上通过距离，所以力对物体不做功，故B不符合题意；C．人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，所以力对物体不做功，故C不符合题意；D．将货物从地面拉到高处，人给货物一个向上的拉力，货物在拉力的方向上通过了距离，所以力对物体做功，故D符合题意。故选D。3、C【解析】【详解】A．天平在使用时属于等臂杠杆，故A不符合题意；B．瓶盖起子使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不符合题意；C．食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；D．钳子在使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不符合题意。故选C。4、C【解析】【详解】AB．爬楼要克服自身重力做功，且做功功率为所以，实验时需要测量是被测量者的体重（质量m）、楼高h、爬楼所用时间t，故AB错误；C．小明自己手握秒表测量，便于掌握开始和结束的时间，计时较准确，故C正确；D．若不断地爬楼3次，由于受到体力的影响，爬楼的时间会越来越长，爬楼的功率会越来越小，最终求得的值将比通常情况下的功率值偏小，故D错误。故选C。5、A【解析】【详解】根据题意知道，此过程中，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的总功为W总＝FL拉力做的额外功W额＝fLA．斜面的机械效率故A符合题意；B．由于故B不符合题意；C．由于故C不符合题意；D．由于故D不符合题意。故选A。6、D【解析】【详解】A．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；C．撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。故选D。7、B【解析】【分析】【详解】由图可知n1=2，n2=3已知每个滑轮的质量相同，则动滑轮重相同；且两滑轮组均只有一个动滑轮，不计绳重及摩擦，则绳子受到的拉力分别为因G1=G2，故F1＞F2；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，且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；由可知，两滑轮组的机械效率相同，即η1=η2；又因为所用时间相同、总功相同，所以由可知，拉力做功的功率P1=P2，故B正确；ACD错误。故选B。8、B【解析】【详解】热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，由题意知，内燃机的热机效率故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。9、A【解析】【详解】取碗夹子使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；而羊角锤、核桃夹子、修枝剪刀使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故在使用时与其它三种不是同一种类型的是取碗夹子，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。10、B【解析】【详解】AC．道钉撬、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但要多移动距离，故AC不符合题意；B．火钳在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可少移动距离，即为省距离的杠杆，故B符合题意；D．天平为等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离也不多移动距离，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、费力不能【解析】【分析】【详解】[1][2]由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，但使用机械有许多好处：有的机械可以省力，有的机械可以省距离，有的机械可以改变力的方向；但省力的机械必然费距离；省距离的机械一定费力。2、【解析】【详解】（1）[1]返回舱在竖直方向上受到推力F和重力G的作用，在这两个力的作用下，返回舱竖直下落的速度减小，运动状态发生改变，说明这两个力不平衡，而且合力的方向与运动方向相反，由于运动方向向下，则合力方向向上，故推力F大于重力G。（2）[2]返回舱受到的重力为由图可知，返回舱下落的高度h＝100m，则返回舱重力在t2～t4时段所做的功为3、加速84【解析】【详解】[1]由v﹣t图像可知，在0~2s内，物体的速度随时间均匀增加，即物体做加速运动，因此当t＝1s时，物体处于加速状态。[2]由v﹣t图像可知，在2~4s内，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v＝2m/s；根据v＝可得，在2~4s内物体通过的距离s＝vt＝2m/s×2s＝4m由图乙知，2~4s内物体受到的推力F＝2N，推力F做的功W＝Fs＝2N×4m＝8J[3]推力的功率4、1600##1.6×10310080%【解析】【详解】[1]提升重物时所做的有用功W有用=Gh=400N×4m=1600J[2]由图知道，n=2，则绳端移动的距离s=2h=2×4m=8m拉力所做的总功W总=Fs=250N×8m=2000J拉力的功率[3]动滑轮的机械效率是5、850%【解析】【详解】[1]此过程所做的有用功为[2]所做的总功为则斜面的机械效率为6、340400【解析】【详解】[1]此过程中做的有用功W有=Gh=170N×2m=340J[2]由图知道，n=2，拉力端移动的距离s=2h=2×2m=4m拉力做的总功W总=Fs=100N×4m=400J[3]滑轮组的机械效率[4]①因为动滑轮和物体一起运动，所以动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；②若不计摩擦和绳重，则拉力据此可求动滑轮重力；因为没有条件“不计摩擦和绳重”，所以无法计算动滑轮重力；③额外功等于总功减去有用功，即W额=W总-W有用=400J-340J=60J所以，不能求出的是②。7、200500300【解析】【详解】[1][2][3]借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有用＝200J；由可得，拉力所做的总功额外功因为额外功为克服摩擦力所做的功，所以，由得物体A受到斜面的摩擦力8、汽车行驶时1s做功8×104J【解析】【详解】功率是表示物体做功快慢的物理量，汽车行驶时的功率为80kW，表示发动机在1s内完成80000J的功。9、14472【解析】【详解】[1]由图知道，地面对手的支持力的力臂L=0.6m+0.9m=1.5m由杠杆平衡条件知道FL=GLG即F×1.5m=600N×0.9m解得F=360N，将身体撑起一次所做功W=Fs=360N×0.4m=144J[2]1min内做的总功W总=nW=30×144J=4320J做功功率10、0【解析】【详解】（1）由题意可知，空桶内没有盛被测液体杠杆平衡时，相当于装了密度是0的密度，质量为m0的物体A悬挂处C点应标零刻度，即0。（2）设空桶的质量为m1，某液体的质量为m2，当空桶没有盛液体时杠杆平衡，由杠杆平衡条件得m1g×l＝m0g×l0……①当盛满某液体时杠杆再次平衡，由杠杆平衡条件得(m1+m2)g×l＝m0g×l1……②联立①②为方程组，并解得由得，液体的密度三、计算题1、（1）60J；（2）45W；（3）240N【解析】【详解】解：（1）滑轮组此时做的有用功（2）若不计绳重和摩擦，绳端拉力的功率等于克服物块和动滑轮总重力做功的功率（3）若摩擦和绳重所产生的额外功始终占有用功的12.5%，设所吊物体的重为G，滑轮的重力为G滑。物体上升的高度为h，滑轮组的机械效率为80%，则解得：G＝240N；答：（1）滑轮组此时做的有用功为60J。（2）绳端拉力F的功率是45W。（3）当滑轮组的机械效率为80%时，所吊物体的重是240N。2、（1）80W；（2）66.7%【解析】【详解】解：（1）小宇对物体做的有用功W有用=Gh=1000N×1.6m=1600J小宇对物体做的额外功W额外=fs=160N×5m=800J小宇对物体做的总功W总=W有用+W额外=1600J+800J=2400J拉力功率P=（2）斜面的机械效率（1）小宇所用推力F在30s内对物体做功的功率80W；（2）斜面的机械效率是66.7%。3、（1）2