综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》单元测评试题（含答案解析）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》单元测评考试时间：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、下列实例中，利用连通器原理工作的（）A．锅炉液位计 B．脱拌油烟机C．温度计 D．订书机2、如图是一个小球自由下落过程的频闪照片（间隔时间相等）的一部分，物体由A点落下相继经过B、C两点，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则它们的大小关系是（）A．W1＞W2P1＜P2 B．W1＜W2P1＞P2C．W1＞W2P1＞P2 D．W1＜W2P1＜P23、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4、如图所示的滑轮组，当物体A在动滑轮作用下由静止水平向右移动1m时，动滑轮克服物体A的摩擦力做的功为30J，则拉力F的大小（）A．一定是10N B．一定是15NC．一定大于10N D．一定大于15N5、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、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7、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8、如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（）A．有用功为1.35J，机械效率为75%B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%D．有用功为1.35J，机械效率为100%9、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%10、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、如图，用一个动滑轮把重500N的物体匀速提起2m时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为_____N，绳子自由端移动______m，动滑轮的挂钩受到的拉力为_______N。2、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。3、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）。4、比较做功快慢有两种方法，一是在______相同的情况下比较______；二是在______相同的情况下比较______。以上运用的科学方法是______。5、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______。6、如图所示，用大小为F的拉力，通过一个动滑轮，拉着重为300N的物体，使物体在竖直方向以1m/s的速度向上做匀速直线运动，其中动滑轮重100N，则拉力F做功的功率为______W。（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）7、如图所示的四个滑轮组中，图________可省一半力，图____最费力，图____和图___用力大小一样。8、如图所示的斜面长4米、高2米。用沿斜面向上的拉力F把一个重力为150牛的物体，从斜面底端匀速拉到顶端，拉力F共做了400焦的功。拉力F的大小是___________牛，物体与斜面间摩擦力的大小是___________牛，斜面的机械效率为___________。9、一个质量为70kg的工人，用图所示的装置提升石板，已知托板重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当工人在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%。那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，此装置动滑轮重______N；该工人提升10块石板升高2m做的额外功是______J；该工人此装置提升石板的机械效率最高可达到______%。（保留一位小数）10、在粗糙水平面上有一个重为200N的物体，小明用15N的水平推力使其以2m/s的速度沿力的方向匀速运动了20s，则在此过程中小明做功的功率为______W，物体重力所做的功为______J。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图是质量为60kg的工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图，某段提升过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，绳端的拉力F为300N，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。求：（1）工人拉绳子的速度；（2）滑轮组的机械效率；（3）这名工人用该装置能提升物体的最大重力。2、一辆汽车在平直公路上匀速行驶160m，在此过程中，汽车牵引力做功8.0×104J，这辆汽车的牵引力有多大？3、液压千斤顶是汽车等运输机械常备维修工具，如图甲所示，图乙是它的原理剖面图。如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计，根据功的原理和液体的不可压缩性可推导出：只要对小活塞施加一个不大的作用力使小活塞下降距离h小，就可以利用大活塞上升距离h大把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎，作用在大小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系：F大：F小=S大：S小，大小活塞升降的距离和大、小活塞的面积有以下关系：h大：h小=S小：S大。如果图示的千斤顶的机械效率为80%，大活塞面积是40cm2，小活塞面积是5cm2，杠杆上的OA：AB=1：4。换轮胎时，大活塞刚好顶在汽车的重心竖直线的位置处，若要在1min内把1t的小汽车顶起3cm，则：（1）要把汽车顶起，大活塞所做的功为多少？（取g=10N/kg）（2）维修人员要消耗多大的功率？（3）维修人员加在杠杆B端的力F应多大？4、某品牌易步车的部分参数如下表所示，质量为50kg的雯雯从家骑行该品牌易步车上学（如图乙），以最大速度匀速行驶10min到达学校，行驶中易步车所受阻力为人和车总重的0.1倍；（g＝10N/kg）求：（1）雯雯的家到学校的距离；（2）雯雯在水平路面上骑易步车时，车对地面的压强；（3）易步车以最大速度匀速行驶10min做的功。电池4AH锂电池电机额定功率500W最大速度18km/h单轮胎触地面积25cm2轮胎个数2车身自重18kg5、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g=10N/kg）。求：（1）动滑轮的重力为多少N？（2）内拉力F的功率为多少W？（3）此装置提升重物的最大机械效率约为多大？-参考答案-一、单选题1、A【解析】【详解】A．上端开口，下端连通的容器叫连通器，其特点是连通器里同一种液体不流动时，各容器的液面相平。锅炉液位计上端开口，下端连通，是利用连通器原理工作的，故A符合题意；B．脱拌油烟机使用过滤网等各种技术使得油烟分离，分离出来的油多流入集油杯内，没有利用连通器原理，故B不符合题意；C．温度计是利用液体热胀冷缩的原理工作，温度计没有开口，没有利用连通器原理，故C不符合题意；D．订书机是利用杠杆原理工作，没有利用连通器原理，故D不符合题意。故选A。2、D【解析】【详解】由图可知AB<BC且同一物体的重力大小不变，则根据可知，小球在AB段重力做的功小于BC段重力做的功，即W1＜W2又间隔时间相等，即小球在AB段和BC段所用的时间相等，根据可知，小球在AB段重力做功的功率小于BC段重力做功的功率，即P1＜P2故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。3、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。4、C【解析】【详解】由可得物体A受到的摩擦力大小为由图可知，与动滑轮连接的绳子股数有3股，因为要克服绳子与滑轮之间的摩擦，所以故选C。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】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。7、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。8、C【解析】【详解】有用功总功机械效率故选C。9、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。10、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。二、填空题1、2504500【解析】【详解】[1]动滑轮可以省一半的力，所以人对绳子的拉力为物体重力的一半，故人对绳子的拉力为[2]动滑轮可以剩一半的力但是费一倍的距离，所以物体提起2m，绳子自由端移动为4m。[3]不计滑轮重和绳子的重力，将挂钩和重物当成一个整体，其处于平衡状态，其受到了向上的拉力和向下的重力，故拉力等于物体的重力等于500N。2、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3、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。4、时间做功多少做功时间长短控制变量法【解析】【详解】[1][2][3][4]为了比较物体做功的快慢，可以在相同的时间内，比较做功的多少；可以做相同的功，比较做功时间长短。[5]控制其中一个因素不变，改变另一个因素，用到控制变量法。5、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6、350【解析】【详解】由图可知：由于物体在竖直方向向上做匀速直线运动，则两股绳子的拉力大小F1、F2都等于物体的重力G，滑轮受竖直向下的重力、两股绳子的拉力和竖直向上的拉力作用，根据受力平衡可知由于物体在竖直方向以1m/s的速度向上做匀速直线运动，则拉力F的作用点移动的速度根据可得拉力F做功的功率7、（b）（c）（a）（d）【解析】略8、1002575%【解析】【详解】[1]由可得拉力[2]利用斜面做的有用功拉力做的额外功由可得摩擦力[3]斜面的机械效率9、5050081.5【解析】【详解】[1][2]由图知，n＝2，若砖被提升h，则拉力端移动的距离s＝2h。当工人匀速提升10块砖时，拉力做的有用功：W有用＝G砖×h＝100N×10×h＝1000N×2m＝2000J，由得拉力做的总功由W总＝W有用+W额得拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J不计滑轮的摩擦和绳重，使用滑轮组做的额外功W额＝（G动+G板）h＝（G动+200N）×2m＝500J解得动滑轮重力：G动＝50N。[3]由题知，人使用的最大拉力F最大＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N不计滑轮的摩擦和绳重，最大拉力F最大＝（G动+G板+G砖）＝（50N+200N+G砖）＝700N解得能提升的最大砖重：G砖＝1150N，因为每块砖重100N，所以最多能提升砖的数量为1150N/100N=11实际能提升的最大砖重：G砖′＝1100N，此时拉力F最大′＝（G动+G板+G砖′）＝（50N+200N+1100N）＝675N因为滑轮组的机械效率所以最高机械效率10、300【解析】【详解】[1]则在此过程中小明做功的功率为[2]小明用15N的水平推力在水平面上推，物体仅仅在水平面上运动，在竖直方向上没有距离，故重力不做功，重力做的功为零。三、计算题1、（1）0.3m/s；（2）90%；（3）1710N。【解析】【详解】解：（1）由图可知，n=3，工人拉绳子的速度v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s（2）拉力做的有用功W有用=Gh，拉力端移动距离s=3h，拉力做的总功W总=Fs=F×3h=3Fh滑轮组的机械效率（3）不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，动滑轮重力G动=3F-G=3×300N-810N=90N工人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N因为工人站在地面上拉绳子，所以工人施加的最大拉力F最大=G人=600N因为不计绳重及绳与滑轮间的摩擦时，这名工人用该装置能提升物体的最大重力G最大=3F最大-G动=3×600N-90N=1710N答：（1）工人拉绳子的速度是0.3m/s；（2）滑轮组的机械效率是90%；（3）这名工人用该装置能提升物体的最大重力是1710N。2、500N【解析】【详解】解：由题知，牵引力所做的功，汽车行驶路程s=160m，由W=Fs可得，牵引力答：