综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项测试试题（含详细解析）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项测试考试时间：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、下列工具在使用时属于费力杠杆的是A．羊角锤 B．筷子C．手推车 D．核桃夹子2、用功率恒为160W的拉力，使质量为5kg的物体以4m/s的速度沿30°的斜坡匀速拉到坡顶，已知斜坡长60m，则下列说法错误的是（）A．物体从斜坡底端到达坡顶的时间是15sB．物体上坡时的牵引力是40NC．物体上坡时受到的摩擦力为15ND．斜面的机械效率是503、用力沿水平方向拉水平桌面上的木块，拉力大小随时间变化的图像如图甲所示，物块速度随时间变化的图像如图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（）A．10~30s内拉力做功为32JB．50s内拉力做功为80JC．10~30s内拉力的功率逐渐变大D．30~40s内拉力的功率逐渐变大4、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）A．物体做功越多，功率一定越大B．机器的功率越小，机械效率一定越低C．功率不同的机器，做的功一定不相等D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大5、如图所示，物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面高为h，斜面长为s，且s＝3h，物体所受重力为G，斜面的机械效率为50%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示，则（）A．F＝f＝ B．F＝f＝ C．F＝f＝ D．F＝f＝6、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7、一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（）A．总功不变，但额外功减少了B．总功不变，有用功增加了C．有用功不变，总功减少了D．做的有用功减少了8、某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书过程中（）A．人做的总功相同 B．人做的有用功相同C．人做功的机械效率相同 D．人做功的功率相同9、如图所示工具中，属于省力杠杆的是（）A．扫帚B．瓶盖起子C．筷子D．镊子10、如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是（）A．羊角锤 B．筷子C．开瓶器 D．独轮车第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、人拎着一桶水从井中提上井台，人对水桶的拉力对水桶_______功，这由于水桶在拉力的方向上_______。人提着一桶水站立在井旁，人对水桶的拉力对水桶_______功。这是由于水桶在拉力的方向上________。人提着一桶水从楼下走到楼上，人对水桶的拉力对水桶_______功，这是由于水桶在拉力的方向上________。2、如果把铁锹看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是______点，动力作用点是______点，阻力作用点是______点。3、学习了功率的知识后，小明和几位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动。用磅秤测得小明的质量是50kg，用_____测得他从一楼登上三楼（每层楼高3m）用了20s的时间，则根据原理公式_____可以算得小明登楼的功率是_____W。（g取10N/kg）4、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”）。5、图中所示每个指甲前中总共有______个杆杠，其中图甲和图乙是指甲剪的两种装配方法，其中图________的装法比较好，用起来比较________。6、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__。7、发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸，若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如表所示。汽车发动机数据表1min内完成工作循环2500次93#汽油汽缸内汽油和空气的混合密度1.5kg/m3排气量2L热值4.5×107J/kg发动机最大功率75kW空燃比14：1（1）汽车以100km/h速度匀速运动时，发动机的输出功率最大，则1min内有用功______；（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是______（对甲、乙、丙、丁重新排序），______图所示的冲程，内燃机给汽车提供动力；（3）汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比，根据表中数据可知，气缸内混合气体中汽油的质量为______kg。1分钟内总共需要消耗的汽油质量为______kg；（4）当汽车以100km/h速度匀速运动时，根据表中数据可求得汽车发动机的效率为______。8、质量为100千克的小车，在水平路面上匀速前进100米，拉力对小车做的功为6.5×103焦，水平拉力为______牛，小车受到的摩擦力为______牛。9、如图所示，在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4N的物体，在B点施加一个竖直向下的作用力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则______N；若保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图斜向左方向），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将______（填“不变”、“变大”或“变小”）。10、柳州本地生产的宝骏E300电动汽车节能环保，方便市民出行，若电动汽车功率为30kW，在20min匀速行驶了20km，则此电动汽车牵引力做的功为___________J，电动车的牵引力为___________N。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、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？2、如图所示，某人用机械效率为80%的滑轮组匀速提升重240N的物体，在2s内，绳的自由端移动了6m。求：（1）物体上升的高度和速度？（2）人的拉力为多大？（3）人所做的额外功是多大？3、如图所示，如图所示的轻质杠杆OB，O为支点，OB长40厘米，AB长10厘米，B端所挂物体重为60牛，求：（1）在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。（2）若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物，求重物的悬挂点离O点的距离。4、如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500kg的建筑材料竖直提升了12m，用时15s，g取10N/kg。求：（1）所提建筑材料受到的重力；（2）起重机提起建筑材料所做的功；（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？5、一个物体重力为G，问：①如图有几股有效绳子？②绳子力是多大？（滑轮重力和绳子与滑轮间的摩擦力忽略不计）-参考答案-一、单选题1、B【解析】【分析】【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。2、D【解析】【详解】A．由可得，物体从斜坡底端到达坡顶的时间故A正确，不符合题意；B．由可得，物体上坡时的牵引力故B正确，不符合题意；C．坡顶的高度总功有用功因总功等于有用功加额外功，故克服斜面摩擦力所做的额外功根据功的公式，则物体上坡时受到的摩擦力故C正确，不符合题意；D．斜面的机械效率故D错误，符合题意。故选D。3、C【解析】【详解】A．结合图甲、乙两图知，0~10s，水平拉力由0增大到4N，木块处于静止状态；10~30s，水平拉力由4N增大到12N，木块做加速运动，不知道木块运动的距离，由W=Fs可知，无法确定做功的多少，故A错误；B．50s内，由图甲可知拉力在变化，不知道物体运动的距离，由功的公式W=Fs可知，无法计算拉力做的功，故B错误；C．10~30s内，由图甲可知，拉力逐渐增大，木块的速度逐渐增大，根据知，拉力的功率逐渐变大，故C正确；D．30~40s，水平拉力保持为4N不变，木块做匀速直线运动，根据知，拉力的功率保持不变，故D错误；故选C。4、D【解析】【详解】A．功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；B．机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；C．由W＝Pt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；D．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。故选D。5、C【解析】【详解】根据题意知道，拉力做的有用功W有用＝Gh拉力做的总功W总＝Fs＝F×3h＝3Fh斜面的机械效率解得拉力克服摩擦力所做的额外功则摩擦力故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。6、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。7、C【解析】【详解】由于把同一物体匀速提升同样的高度，所以，利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，所以，由知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为W总＝W有+W额所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD错误，C正确。故选C。8、B【解析】【详解】这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由可知，两次所做的有用功相等；用方法一所做的额外功为一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法二的额外功大于方法一的额外功，则方法二的总功大于方法一的总功，即用方法一搬书时做功少；由可知η1＞η2即用方法一搬书时机械效率高。因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间长；由可知P1＞P2即用方法一搬书时功率大。综上分析可知，ACD不符合题意，B符合题意。故选B。9、B【解析】【分析】【详解】ACD．扫帚、筷子、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，故ACD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符合题意。故选B。10、B【解析】【详解】A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；B．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故B符合题意；C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；D．独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、做移动了一段距离不做没有移动距离做移动了一段距离【解析】【详解】[1][2]从井中提一桶水上井台，由于对水桶的拉力和桶移动的距离的方向均向上，即沿力的方向水桶移动了距离，故人对水桶的拉力对水桶做功。[3][4]人提着一桶水站立在井旁，力的方向向上，由于只有力没有移动距离，故人对水桶的拉力对水桶没有做功。[5][6]人提着一桶水从楼下走到楼上，对水桶的拉力方向向上，在竖直方向上通过了一段高度，所以在这个过程中做功。2、CBA【解析】【详解】[1][2][3]铁锹的工作原理可看成费力杠杆，如图人握住C点不动，往上提拉B点带动A处重物上升。故支点是C点，动力作用点是B点，阻力作用点是A点。3、秒表150【解析】【详解】[1][2]用秒表测出从一楼登上三楼用了20s的时间，上楼的高度h＝2×3m＝6m[3]小明上楼的功率4、30不变【解析】【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。5、3甲省力【解析】【详解】[1]根据杠杆的定义，由结合图可知，指甲剪中总共3个杠杆组成，分别是：①指甲剪上边的一片，ABC，支点是B；②中间的一片，CBE，支点是E；③下边的一片，DE，支点是E。[2][3]甲图中的中间一片，CBE，动力作用点B距离支点E比较远，动力臂更长，用起来更省力，所以甲图装配比较好。6、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。7、4.5×106J乙、甲、丁、丙丁2×10﹣40.520%【解析】【详解】（1）[1]由表格数据可知发动机输出最大功率P＝75kW＝75000W则1min内做的有用功为W＝Pt＝75000W×1×60s＝4.5×106J（2）[2]图甲中进气门和排气门关闭，活塞向上运动，说明是压缩冲程；图乙中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，说明是进气冲程；图丙中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，说明是排气冲程；图丁中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，说明是做功冲程；由上述可知一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是乙、甲、丁、丙。[3]做功冲程内燃机给汽车提供动力，即丁图所示的冲程内燃机给汽车提供动力；（3）[4]根据ρ＝可得做一次功燃气的质量为m＝ρV＝1.5kg/m3×2×10﹣3m3＝3×10﹣3kg因为空燃比是14:1，所以气缸内混合气体中汽油的质量m油＝3×10﹣3kg×＝2×10﹣4kg[5]由表格数据可知1min完成的工作循环是2500次，即1min对外做2500次功，因此1分钟内总共需要消耗的汽油质量为m总＝m油×2500＝2×10﹣4kg×2500＝0.5kg（4）[6]1min内汽油完全燃烧释放的热量Q放＝m总q＝0.5kg×4.5×107J/kg＝2.25×107J发动机的效率η＝＝＝20%8、6565【解析】【详解】[1]由W=Fs得，水平拉力[2]小车在水平路面上匀速前进，则水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，其大小相等，所以摩擦力f=F=65N9、3变大【解析】【详解】[1]设杠杆每个格的长度为L，A点悬挂一个重为4N的物体，根据杠杆的平衡条件解得故需挂6个钩码。[2]保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向如图斜向左方向，动力臂将减小，若杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将变大。10、【解析】【详解】[1]汽车的功率为P=30kW=3×104W根据，可得电动汽车牵引力做的功为[2]根据W=Fs可得，电动车的牵引力为三、计算题1、（1）600N；（2）木杆的【解析】【详解】解：（1）因为杠杆为均匀杠杆，因此杠杆的重心在杠杆的中点位置，设杠杆全长为L，则杠杆重力的力臂为由得即G=600N。（2）因为是均匀的木杆，因此木杆的支点在杠杆的中心位置，由杠杆的平衡条件可得，在不施加其他任何力时，允许伸出桌面以外的最大长度是木杆的一半。答：（1）木杆的重力是600N。（2）允许伸出桌面以外的最大长度是木杆的二分之一。2、（1）2m，1m/s；（2）100N；（3）120J【解析