考点解析-苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项攻克试卷

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项攻克考试时间：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、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2、甲、乙两人进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9s，若甲、乙两人的体重之比为5∶6，则甲、乙两人爬杆的平均功率之比为（）A．4∶3 B．3∶4 C．27∶25 D．25∶273、如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．F1＝F2 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同C．甲、乙两个拉力的功率相同 D．乙滑轮组的额外功多4、如图所示的几个情景中，人正在对物体做功的是（）A．女孩端着盘子在水平地面上匀速前进 B．司机用力推动汽车，车子不动C．被男孩踢出去的足球在空中飞行 D．运动员举起杠铃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，下列常用的杠杆工具中，属于省力杠杆的是（）A．金属镊子 B．家用多功能小铡刀C．碗夹 D．筷子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、如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（）A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f29、引体向上是一种简单易行的体育锻炼活动，在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升。小明同学每分钟按标准完成了20个引体向上，在这一过程中，小明消耗的功率最接近（）A．15W B．30W C．60W D．120W10、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、将一根粗细均匀的铁丝弯成直角，两直角边边长之比为2∶1，将角顶放在一光滑细钉上（如图所示），当直角铁丝静止时，短边和竖直方向的夹角θ的正切等于________。2、大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能__，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是__（选填“相同”或“不同”的，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是__。3、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。4、如图所示，沿斜面把质量为120kg的物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力F=500N，斜面长3m、高1m。则其机械效率是___________，物体所受摩擦力是___________N。（g取10N/kg）5、升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”）滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）6、如图所示，升国旗用的旗杆顶上安装的是______滑轮，此滑轮的好处是______。7、如图所示，妈妈体重比小明大，跷跷板水平平衡时，妈妈比小明离转轴______（远/近）。若小明往转轴远离一小段距离，为了保持跷跷板水平平衡，妈妈应适当______（远离/靠近）转轴；跷跷板水平平衡时，顽皮的小明将上半身向后仰，则跷跷板会______（左端下沉/保持平衡/右端下沉）。8、如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越______，这说明橡皮筋的弹性势能与其______有关；若橡皮筋被拉的长度相同，而用的“子弹”不同，则质量大的“子弹”射出的距离较______，原因是质量大的“子弹”射出时______小。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功______，（选填“相同”或“不相同”）。9、用如图装置，在10s内将60N的水桶提升2m，拉力为40N，则拉力的功率为___________W；若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为___________N。10、如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，杠杆上刻度均匀，在距支点10厘米的B处挂有600牛的重物，要使杠杆平衡，需要在A处至少加_______牛的力，且方向为_______。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图所示是一台起重机在工作的示意图。现在用此起重机在1min内将把重物体G匀速提升30m，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为5000N。已知滑轮组的机械效率为80%，试求：（1）拉力做的总功是多大？（2）拉力做功的功率是多大？（3）物体G的重是多少N？2、国产飞机“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行10min，需要燃烧航空燃油80kg，已知飞机发动机输出的有用功为1.92×109J，航空燃油的热值为q=4.0×107J/kg。求：（1）发动机的有用功率是多少瓦？（2）80g航空燃油完全燃烧放热是多少？（3）在这段时间内该发动机的热机效率是多大？3、一根均匀木杆放在一水平桌面上，它的一端伸出桌面外边的那部分长度是木杆全长的，如图所示。（1）在木杆伸出端的B点加一个作用力F，当F=300N时，木杆的另一端A开始向上翘起，那么木杆的重力是多少？（2）木杆在桌面上若不施加其他任何力时，允许伸出桌面以外的最大长度是多少？4、用如图所示的滑轮组将重500N的物体G匀速提升3m所用的时间为10s，所用的拉力F为200N，（不计绳重及摩擦）求：（1）拉力所做的有用功；（2）拉力做功的功率；（3）滑轮组的机械效率为多少？5、如图甲所示装置，重为16N的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m．拉力F做的功随时间变化的图象如图乙所示．已知动滑轮重0.5N，物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力f为物重G的0.25倍；（1）拉力F的功率是多少？（2）5秒内整个装置对物体A做的功是多少？（3）该装置的机械效率是多少？-参考答案-一、单选题1、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。2、B【解析】【详解】因为甲、乙两同学从同一位置爬杆到顶端，所以爬杆上升的高度h相同，根据W＝Gh，甲、乙两同学的体重G甲∶G乙＝5∶6所以甲、乙两同学爬杆做功W甲∶W乙＝G甲h∶G乙h＝G甲∶G乙＝5∶6因为甲、乙两同学爬杆所用时间：t甲∶t乙＝10s∶9s＝10∶9所以甲、乙两同学爬杆做功功率故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。3、C【解析】【详解】A．甲乙两幅图中的滑轮组承担物重的绳子有效股数n甲＝2，n乙＝3，不计绳重及摩擦，拉力又因为动滑轮重力G动相同，所以F甲＜F乙，故A错误；B．用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h，由s＝nh可得，拉力端移动的距离s甲＝3h，s乙＝2h，则s甲＜s乙，由可得，拉力端移动的速度不相同，v甲＞v乙，故B错误；CD．在提升重物的过程中，若不计绳重及摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，因为动滑轮重相同，提升高度相同，根据公式W额＝G动h可知，拉力F1和F2所做的额外功相等；将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所做的有用功相等、额外功相等，拉力做的总功相等，由可知，甲、乙两个拉力的功率相同，故C正确，D错误。故选C。4、D【解析】【详解】A．女孩端着盘子在水平地面上匀速前进，人对盘子的力是向上的，力的方向和盘子的移动方向垂直，在力的方向上盘子没有移动距离，所以，人对物体不做功，故A不符合题意；B．司机用力推动汽车，车子不动，有力、无距离，人对物体不做功，故B不符合题意；C．踢出去的足球，在空中飞行的过程，人对足球没有力的作用，所以人对足球没有做功，故C不符合题意；D．运动员举起杠铃，有力作用在杠铃上，杠铃在力的方向上移动了距离，所以，人对杠铃做了功，故D符合题意。故选D。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、B【解析】【详解】A．镊子的支点在末端，动力臂约为手指的发力点到镊子末端的距离，阻力臂约为镊子最前端的物体到镊子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故A不符合题意；B．铡刀的支点在刀与底座最前端的连接处，动力臂约为把手到连接处的距离，阻力臂约为铡刀某个中间位置到连接处的距离，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力小于阻力，属于省力杠杆，故B符合题意；C．夹子的末端为支点，动力臂约为手指的发力点到夹子末端的距离，阻力臂约为碗到夹子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故C不符合题意；D．筷子的支点为拇指的按压位置，动力臂约为食指到拇指的距离，阻力臂约为为筷子前端到拇指的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选B。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】CD．由于物体对水平面的压力大小不变（等于物体的重力），各段的粗糙程度相同，所以物体运动时受到摩擦力的大小相同，即f1=f2，故CD错误；AB．由图可知，在AO段物体在相同时间内运动的距离相同，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力F1=f；在OC段物体在相同时间内运动的距离增大，说明物体做加速直线运动，则拉力F2＞f＝F1，因F2＞F1，sAO=sOB，根据W=Fs可知拉力做的功：W1＜W2，故A错误，B正确。故选B。9、C【解析】【详解】小明同学的质量大约为：,身高上升高度为，，，小明同学的体重为做一次引体向上需克服重力做的功1min内做的总功小明的功率与60W比较接近。故选C。10、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。二、填空题1、4【解析】【详解】如图所示NO=2OM，铁丝平衡，根据杠杆平衡条件代入数据故OA=2OB由图可知夹角θ的正弦夹角θ的余弦夹角θ的正切2、省功不同减小动滑轮的重力【解析】【详解】[1]使用任何机械都不省功，这个结论叫做功的原理。所以，大量的实验和理论研究表明，使用任何机械都不能省功。[2]滑轮组在做功过程中机械效率是所以，同一个滑轮组在不同的做功过程中机械效率是不同。[3]由知道，用滑轮组提起一袋水泥，提高机械效率的一个有效措施是减小动滑轮的重力。3、【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4、80%100【解析】【详解】[1]有用功W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J拉力做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J机械效率[2]额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J物体所受的摩擦力5、定8380095%【解析】【详解】[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为故汽车移动距离为[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为[4]动滑轮做的额外功为所以总功为所以滑轮组机械效率为6、定改变力的方向【解析】【详解】[1][2]旗杆顶端的滑轮为定滑轮，不能省力，但可用来改变用力方向。7、近远离右端下沉【解析】【详解】[1]从图中可以看到，这个跷跷板是一个杠杆，妈妈体重比小明大，妈妈对跷跷板的压力比小明的大，要让跷跷板水平平衡，根据杠杆的平衡条件，，则，即妈妈到转轴的距离小于小明的，妈妈比小明离转轴近。[2]若小明往转轴远离一小段距离，即变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，即、大小不变，那么要变大，妈妈到转轴的距离要变大，妈妈应适当远离转轴。[3]跷跷板水平平衡时，可知，顽皮的小明将上半身向后仰，则小明的重心会向后移动，小明的重心到转轴的距离变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，妈妈到转轴的距离不变，则，跷跷板会右端下沉。8、远橡皮筋伸长的长度近速度相同【解析】【详解】[1][2]橡皮筋弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来反映的。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与橡皮筋伸长的长度有关。[3][4]当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，转化成子弹的动能也相同。影响动能的因素是质量和速度，在动能相同时，“子弹”的质量越大，其运动的速度就越小，射出的距离较小。[5]在此过程中，橡皮筋被拉的长度相同，弹力相同，所以橡皮筋对“子弹”做的功相同。9、620【解析】【详解】[1]绳端移动的距离拉力做的功拉力的功率[2]若不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力10、200竖直向下【解析】【详解】[1][2]因为阻力和阻力臂一定，动力臂越长，动力越小，所以为最长的力臂，故在端作竖直向下的力；根据杠杆平衡的条件可得三、计算题1、（1）4.5×105J；（2）7.5×103W；（3）1.2×104N【解析】【详解】解：（1）由图中可知，动滑轮上有三股绳子承重，故可知拉力端移动距离为s=3h=3×30m=90m则拉力做的总功为W总=Fs=5000N×90m=4.5×105J（2）由题意可知，拉力做功的时间为t=1min=60s故拉力做功的功率为（3）由题意可知，滑轮组的机械效率为80%，故拉力做的有用功为W有用=W总η=4.5×105J×80%=3.6×105J由W有用=Gh得，物体的重力为答：（1）拉力做的总功是4.5×105J；（2）拉力做功的功率是7.5×103W；（3）物体G的重是1.2×104N。2、（1）3.2×