综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项练习试卷（含答案解析）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项练习考试时间：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、如图所示，使用时属于费力杠杆的是（）A．镊子 B．瓶盖启子C．钳子 D．托盘天平2、初三的小明2s内将一只鸡蛋从地面匀速举至头顶，此过程中他对鸡蛋做功的功率约为（）A．0.5W B．1W C．5W D．10W3、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4、下面说法中正确的是（）A．从可知，功率跟功成正比，所以只要做功多，功率就大B．功率跟时间成反比，所以只要时间短，功率就大C．功率大的机器比功率小的机器做功多D．甲每小时做的功比乙每小时做的功多，甲的功率比乙的功率大5、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．开瓶器 B．钢丝钳C．食品夹 D．核桃夹6、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7、“给我一个支点，我就能撬动整个地球”，下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（）A．食品夹 B．托盘天平C．钓鱼竿 D．修树剪8、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9、如图，重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的的大小关系是（）A．F3＜F1＜F2 B．F2＝F3＜F1C．F2＜F3＝F1 D．F2＜F1＜F310、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、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。2、如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40cm，质量为2kg，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力大小为物重的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功___________J。3、一辆卡车的车箱底板距地面高度为1.5m，小军把3m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个如图所示的斜面，他沿着斜面方向用500N的力，把一个木箱从B处推到A处，已知木箱重为800N，推木箱的时间是50s，在这一过程中斜面的机械效率是______。4、如图所示，是两个工人分别用滑轮按甲、乙两种方式把质量相同的两袋沙子从地面提到二楼，两种方式若不计绳重和摩擦，且G沙子>G滑轮。使用甲图中的滑轮的目的是______；使用乙图中滑轮的好处是可以______，机械效率更高的是______（选填“甲”或“乙”）。5、人体就像一部机器，蕴含许多物理知识。（1）人体是______（导体/绝缘体）。（2）如图所示为人的手臂结构示意图，在向上端起茶杯的过程中，肱二头肌向上收缩，施力将______（变大/不变/变小），此时前臂相当于一个______（省力/费力）杠杆。（3）正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5W，那么在10s内心脏做的功可把一个1kg的物体匀速举高______m。（g取10N/kg）6、功率是描述做功______的物理量。小明、小勇和小利三人在进行物理课外活动﹣﹣测量每人上楼的功率。测量前他们通过讨论设计了下面的表格，但这份表格不够完整，还应该补充______和______两列。姓名登楼高度h/m登楼时间t/s小明小勇小利7、如图所示，小明用100N的拉力竖直向上拉动绳子，使重为240N的物体，5s内匀速升高10m，不计绳重和摩擦，则拉力的功率为_______。8、如图所示，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点自由转动，且AB=BO=OC，在B点挂一重物甲，用手给AC硬棒某点施加一个动力F恰好使硬棒在图示位置处于静止状态。（1）请画出给AC硬棒上施加一个最小的力F1的示意图及F1的力臂l1______；（2）请画出重物甲对硬棒AC施加的阻力F2的示意图及F2的力臂l2______；（3）此杠杆是______杠杆（选填：“省力”、“费力”或“等臂”），依据是______。9、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”）。10、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。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形。某次操作中，工人用400N的拉力F将总重为900N的泥土以0.2m/s的速度匀速提升5m。在这段时间内，求：（1）拉力F做功的功率；（2）滑轮组的机械效率。2、不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，用如图所示的滑轮组去拉动物体A，已知物体A重为100N，动滑轮重为80N。在拉力F的作用下，经过20s，物体A沿水平方向匀速前进了4m，拉力F做功为3200J。（g取10N/kg）求：（1）绳子自由端移动的速度；（2）因克服动滑轮重而做的额外功；（3）此滑轮组的机械效率；（4）物体A所受的摩擦力。3、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？4、如图所示，一根均匀的细木棒OC，OC＝4OA，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦。求：（1）提升该物体做的有用功。（2）拉力所做的总功。（3）木棒的重力。5、如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如下表所示。两名总质量为120kg的巡警共同乘坐该车，在平直公路上以额定最高时速匀速行驶了10min。请通过计算回答下列问题：整车装备质量780kg电机额定功率2.5kW最高时速30km/h轮胎与地面接触总面积0.12m2（1）巡逻车空载静止在水平地面时，车对地面的压强是多少？（2）若巡逻车在匀速行驶过程中受到的平均阻力为整车重力的0.02倍，行驶10min牵引力做了多少功？（3）该电动巡逻车在工作过程中电动机的效率是多少？-参考答案-一、单选题1、A【解析】【详解】A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，故是费力杠杆，故A正确；B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故B错误；C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故C错误；D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D错误。故选A。2、A【解析】【分析】【详解】一个鸡蛋的质量约为50g，即0.05kg，初三学生的平均身高为1.65m，从地上拿起鸡蛋并匀速举过头顶通过的距离大约为2m，时间为2s；鸡蛋的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N对鸡蛋做的功W=Gh=0.5N×2m=1J对鸡蛋做功的功率故BCD不符合题意；A符合题意。故选A。3、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。4、D【解析】【详解】AB．从公式可知功率的大小与做功的多少和做功的时间有关，故AB错误；C．功率就是表示做功快慢的，不是表示做功多少的，故C错误；D．已知做功的时间相同，甲做的功多，乙做的功少，根据所以甲的功率比乙的功率大，故D正确。故选D。5、C【解析】【详解】A．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；C．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选C。6、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。7、D【解析】【详解】阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。A．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；B．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，即不省力也不费力，是等臂杠杆，故B不符合题意；C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；D．修树剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。故选D。8、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。9、B【解析】【详解】由题知，不计机械自重和摩擦。第一幅图中L1＝L2为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1＝G第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n＝3，则第三幅图是轮轴，此时的即动力作用在轮上，此时的动力为由此可知F2＝F3＜F1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、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2、0.8【解析】【详解】由知道，物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N木板与桌面间的摩擦力f=0.2G=20N×0.2=4N由于物体匀速运动，水平推力的大小与木板与桌面间的摩擦力大小相等，即推力F=f=4N当物体的重心刚过桌面的边沿时，木板会被推下桌子，所以当木板推下桌子时，推力移动的距离是木板总长的，推力做的功3、80%【解析】【详解】小军做的总功W总＝Fs＝500N×3m＝1500J小军推箱子做的有用功W有用＝Gh＝800N×1.5m＝1200J斜面的机械效率4、改变力的方向省力甲【解析】【详解】[1]不计绳重和摩擦，甲图为定滑轮，F甲=G沙子，不能省力，可以改变力的方向。[2]乙图为动滑轮，人施加的拉力与沙子重力的关系为所以F甲>F乙故使用乙图中滑轮的好处是可以省力。[3]甲图为定滑轮，不计绳重及摩擦，只有沙袋克服重力做额外功；乙图为动滑轮，不计绳重及摩擦，除了需要克服沙子重力做功外（这一部分功为有用功），还需要克服动滑轮和沙袋的重力做功（这一部分功是额外功），因此总功大于有用功，机械效率小于100%。因为沙袋重力做功相同，故乙中的额外功多，则机械效率更高的是甲。5、导体变小费力1.5【解析】【详解】（1）[1]人体可以导电，故人体是导体。（2）[2][3]由图中可知，在向上端起茶杯的过程中，由于阻力臂变小，阻力和动力臂不变，故由杠杆平衡条件可知，肱二头肌向上收缩施力将变小；由于此时动力臂小于阻力臂，故此时前臂相当于一个费力杠杆。（3）[4]由题意可知，10s内心脏做的功为1kg的物体的重力为故能够将1kg的物体举高的高度为6、快慢体重G/N功率P/W【解析】【详解】[1]功率是描述做功快慢的物理量。[2][3]小明、小勇和小利三人在进行物理课外活动﹣﹣测量每人上楼的功率。要测量每人上楼的功率，可据进行实验。而据W=Gh知，需知道每人的重力才能求出上楼所做的功，所以整个探究中需要测量每人的体重、登楼的高度及登楼所用的时间，那么实验表格除了要记录登楼高度及时间外，还要补充体重G/N和功率P/W两列。7、600W【解析】【详解】由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则绳子自由端移动的距离为s＝3h＝3×10m＝30m拉力所做的功为W＝Fs＝100N×30m＝3000J拉力的功率为8、省力动力臂大于阻力臂【解析】【详解】（1）[1]由题意可知，阻力与阻力臂不变，硬棒静止时，由杠杆平衡条件可知，要使动力F1最小，则对应的动力臂应最大，由图中可知，当动力臂l1为OA时，达到最大，此时动力F1应垂直于AC向上，故动力F1及对应的动力臂l1如下图所示（2）[2]由受力分析可知，重物甲对硬棒AC的阻力即绳子对硬棒AC的拉力F2，作用在B点，方向竖直向下；由力臂的定义可知，过支点O作拉力F2所在直线的垂线段，即为力F2对应的力臂l2，如下图所示（3）[3][4]由（1）（2）中可知，动力臂大于阻力臂，故该杠杆是省力杠杆。9、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。10、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。三、计算题1、（1）240W；（2）75%【解析】【详解】解：（1）由图知，承担物重的绳子股数n＝3，由可得，提升物体所用的时间绳子自由端移动的距离s=3h=3×5m=15m拉力做的总功W总=Fs=400N×15m=6000J拉力F做功的功率（2）拉力做的有用功W有＝Gh＝900N×5m＝4500J滑轮组的机械效率答：（1）拉力F做功的功率为240W；（2）滑轮组的机械效率为75%。2、（1）0.4m/s；（2）320J；（3）90%；（4）720N【解析】【详解】解：（1）动滑轮上绳子的段数：n=2，则绳子自由端移动的距离s=nsA=2×4m=8m绳子自由端移动的速度v===0.4m/s（2）动滑轮上升的高度h=sA=4m克服动滑轮重力做的额外功W额=G动h=80N×4m=320J（3）滑轮组做的有用功W有=W总﹣W额=3200J﹣320J=2880J滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=90%（4）由物体A克服摩擦力做的有用功W有=FAsA可得，对物体A的拉力FA===720N因物体A匀速前进，则物体A所受拉