强化训练苏科版九年级物理上册《简单机械和功》同步练习试题

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》同步练习考试时间：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、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、一把杆秤，当称砣缺损了一些时，用它称出物体的质量与实际质量比较是（）A．小了 B．相等 C．大了 D．不能确定3、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4、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（）A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大5、用完全相同的滑轮组成的滑轮组匀速竖直向上提物体M，如图所示。如果自由端的拉力F＝30N，物体M的速度v＝0.1m/s，每个滑轮重10N，忽略绳重和轴摩擦。下列说法中正确的是（）A．物体M受到的合力不为零 B．物体M的重力为80NC．自由端移动的速度为0.2m/s D．天花板受到的拉力为90N6、如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（）A．M受到地面摩擦力水平向左B．M受到地面的摩擦力为10NC．M受到的重力对M所做的功为100JD．拉力F的功率为4W7、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∶278、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9、如图是一种新型开瓶器，借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖，该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是（）A． B．C． D．10、如图所示，轻质直杆OA可绕O点转动，直杆下端挂一重物G。现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到图示虚线位置，在转动过程中这个直杆（）A．始终是省力杠杆B．始终是费力杠杆C．先是省力杠杆，后是费力杠杆D．先是费力杠杆，后是省力杠杆第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、如图所示，在光滑的斜面上，将物体G分别沿斜面AC和BC以相同的速度匀速拉到顶端C，所用的力F1______F2，所做的功W1______W2，功率的大小P1______P2。2、如图所示，不计绳重和摩擦。滑轮组在匀速提升150N重物时，机械效率为60%，物体上升的速度为10cm/s，绳端拉力F为_______N，拉力功率为________W，如果提升物体质量增加，那么滑轮组的机械效率将_________（变大/变小/不变）。3、如图所示，物体A重20牛，弹簧秤示数为26牛，则物体B重为______牛；地面对物体A的支持力______牛。（不计滑轮重）4、如图所示，拉力F＝250N，在10s内将重为600N的货物匀速提升2m，则滑轮组的机械效率为_____，拉力的功率为_____W。请你说出一条提高该机械机械效率的方法：_____。5、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______。6、如图所示，—轻质杠杆可绕O点转动，A点处挂上一重物，B点处用弹簧秤竖直向上拉着，杠杆恰在水平位置平衡，若弹簧秤示数为9牛，则物体重力为______牛。7、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8、旗杆顶端装有______（定/动）滑轮，利用它来升国旗的作用是可以______（省力/省距离/改变施力的方向）；当国旗缓缓上升10m时，旗手向下的拉力移动的距离为______m。9、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。10、如图甲和乙所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作；实验证明：使用定滑轮可以______；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向；分析可知______的机械效率较高。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某建筑工地上的起重机要将质量为0.5吨的钢筋水泥板匀速提升到楼顶，提升的高度为10米，所用时间为50秒，求：（1）起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力。（2）起重机对钢筋水泥板做的功。（3）起重机的功率。2、如图所示，有一斜面长L为10m，高h为6m，现用F为400N的力沿斜面把重物G为500N的物体从底端匀速拉到顶端。物体受到斜面的摩擦力用f表示，求：（1）斜面机械效率η；（2）推导物体受到斜面摩擦力f的表达式。（用L，h，F，G表示）3、在四川的凉山有个“悬崖村”，孩子们上学要爬落差800米的天梯。一个质量为45kg的学生背着3kg的书包上天梯，所用时间为80min，则他对书包做功为______J，他对书包做功的平均功率为______W。（g取10N/kg）4、体重为800N的人，双脚与地面的接触面积为400cm2，用图甲所示的滑轮组提升物体M。已知被提升的物体M重为900N，人加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.4m/s的速度匀速提升到8m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图象如图乙所示。不计钢丝绳的重力、摩擦力，则：（1）滑轮组提升重物所做的有用功是多少？（2）滑轮组提升重物的机械效率是多少？（3）动滑轮的重力是多少？5、如图所示是用轻绳绕成的滑轮组，悬挂的重物G=2.4N，当重物静止于任意位置时，手对轻绳的拉力均为F1=0.9N；当重物匀速上升h=0.15m时，手对轻绳的拉力为F2=1N，求。（1）动滑轮的重力；（2）滑轮组的机械效率。-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、C【解析】【详解】如图所示当称砣缺损了一些时，m变小，其重力mg变小；再测同一个物体的质量，力臂OA不变，根据杠杆的平衡条件当一定时，若m变小，那么OC必然变大，即读数比实际值要大，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3、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。4、C【解析】【详解】过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得l1＞l2＞l3根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是F1＜F2＜F3故选C。5、C【解析】【详解】A．因为物体做匀速运动，根据牛顿第一定律可知，物体M受到的合力为零，故A错误；B．忽略绳重和轴摩擦，根据即解得故B错误；C．由图可知自由端移动的速度为故C正确；D．天花板受到的拉力为故D错误。故选C。6、D【解析】【详解】AB．弹簧秤的示数为20N，即绳子对弹簧秤的拉力为20N，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以绳子对物体M的拉力也为20N。物体M向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M受到地面的摩擦力f=F拉=20NM受到地面的摩擦力的方向与物体运动方向相反，即水平向右，故AB错误；C．M在重力的方向上没有移动距离，所以M受到的重力对M所做的功为0J，故C错误；D．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F作用在动滑轮轴上，则拉力F的大小为F=2F示=2×20N=40N由图知，绳子的有效段数n=2则拉力端移动的速度是物体移动速度的，故拉力端移动的速度拉力F的功率为故D正确。故选D。7、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。8、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。9、D【解析】【详解】图中的起瓶器在打开瓶盖时，启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动，故O点在瓶盖的左侧；阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶盖的右侧，方向向下；动力F1会绕着O点转动，故动力的方向斜向右，故D符合题意。故选D。10、A【解析】【详解】由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向图示虚线位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，但始终在l2＜l1时是省力杠杆，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。二、填空题1、<=<【解析】【详解】[1][2]由于斜面光滑，没有摩擦力，则使用两斜面的过程中没有额外功，拉力所作的功等于物体克服重力做的功；克服重力所作的功W=Gh由于物体的重力G不变，上升的高度h相同，所以克服重力做的功相同，即W1=W2=Gh在两个斜面上，拉力F1、F2所作的功为W1=F1LACW2=F2LBC已知LAC>LBC故F1<F2[3]已知功率计算公式已知物体在两个斜面运动速度相同，受到的拉力大小关系为F1<F2则拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即P1<P22、12525变大【解析】【详解】[1]由图可知，n=2，滑轮组的机械效率故绳端拉力[2]绳子自由端移动的速度v′=2v=2×10cm/s=20cm/s=0.2m/s拉力功率[3]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率如果提升物体质量增加，由G=mg可知增大物体的重力，由上式可知滑轮组的机械效率变大。3、137【解析】【详解】[1]以滑轮为研究对象，它共受三个力：向下的两个力均等于物体B的重力，向上的弹簧测力计的拉力为26N。滑轮处于静止状态，其受到的向上的拉力和向下的两个拉力之和相等，由此可知向下的两个拉力均为13N，物体B重13N；[2]以物体A为研究对象，可知A受到3个力：向下的重力、向上的地面对A的支持力和绳对A的拉力。A静止，则A受的重力（20N）等于绳对A的拉力（13N）和地面对A的支持力之和，故地面对A的支持力是F支持=G-F=20N-13N=7N4、80%150增大提升物体的重力【解析】【详解】[1]滑轮组的有用功为拉力移动的距离拉力做的总功滑轮组的机械效率为[2]拉力的功率为[3]滑轮组的机械效率与提升物体的重力和动滑轮的重力有关，增大滑轮组的机械效率可以增大提升物体的重力或者减小动滑轮的重力。5、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%6、6【解析】【详解】由图可知动力力臂，阻力力臂由可得阻力为由阻力为6N可知物体的重力为6N。7、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。8、定改变施力的方向10【解析】【详解】[1][2]升旗时，只需要很小的力就可以完成，要想国旗能向上运动，就需要向上的作用力，但人在地面，作用力只能向下拉，所以这里需要改变力的方向，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故旗杆顶端安装的是定滑轮，作用是改变施力的方向。[3]由于定滑轮不省力也不费力，所以即不省距离也不费距离，故当国旗缓缓上升10m时，旗手向下的拉力移动的距离为10m。9、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10、改变力的方向，但不能省力甲【解析】【详解】[1]从甲图中可以看出，三次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，故可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。[2]由甲图中数据可知，定滑轮的机械效率为由乙图中数据可知，动滑轮的机械效率为可知η定>η动，即甲的机械效率高。三、计算题1、（1）4900牛；（2）4.9×104焦；（3）980瓦【解析】【详解】解：（1）钢筋水泥板的质量为0.5吨=500千克起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力（2）起重机对钢筋水泥板做的功（3）起重机的功率答：（1）起重机的绳索对钢筋水泥板的拉力为4900N；（2）起重机对钢筋水泥板做的功；（3）起重机的功率为980W。2、（1）75%；（2）f＝F﹣【解析】【详解】（1）斜面的有用功为W有＝Gh＝500N×6m＝3000J斜面的总功为W总＝FL＝40