综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》同步训练试卷（详解版）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》同步训练考试时间：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、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用同一滑轮组提升钩码，实验数据记录如下表，下列说法正确的是（）序号钩码重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效率①2511566.7%②451.71578.4%③4101.73078.4%④652.41583.3%A．数据④中，滑轮组所做的有用功为30JB．由数据①可知，实验所用滑轮组承重绳段数n=2C．研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，可选用数据①②④D．对比数据③④可知，滑轮组机械效率与钩码上升距离有关2、如图所示的简单机械中，省距离的是（）A．旗杆上的定滑轮 B．夹东西的筷子C．开门的把手 D．蜿蜒的盘山公路3、将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1>G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是（）A．拉力F1一定大于F2B．乙滑轮组的机械效率较高C．甲、乙滑轮组的有用功相同D．甲的额外功与有用功的比值较小4、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＞P25、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6、气功表演者躺在地上，胸部上面放上一块大石板，旁边的人抡起大锤子向胸部上面的石板砸去，石板被砸成碎块，石板下面的人却安然无恙。关于这种现象，下列说法正确的是（）A．锤子向石板砸去的过程中，重力对锤子没有做功B．石板被砸成碎块的过程中，锤子没有受到石板的作用力C．人安然无恙是由于胸部承受的压力小于石板承受的压力D．石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状7、如图所示，有一质量不计的长木板，左端装有与墙相连的轴在它的左端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着右端。当物块向右匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（）A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小8、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9、如图所示，重力不计的杠杆可绕O点无摩擦转动，在A端用轻质细绳悬挂一质量为200g的物体M，同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力FB，杠杆绕O点匀速转动到虚线位置，OA＝3m，AB＝1m。下列说法正确的是（）A．杠杆拉至与墙面夹角为30°时，FB＝3NB．拉力F逐渐变大C．杠杆绕O点缓慢转动到水平位置时拉力FB做的功为3JD．此过程中，FB最大值为3N10、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4W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、两台机器的功率之比为3∶2，则在相同时间里，他们所做的功之比为_______；他们做相同的功，所用时间之比为_______。2、在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为_______J，斜面的机械效率为_______。3、如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m，把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为______m/s，人做的功为______J，千斤顶的效率是______%。4、科学上通常用“功”和“热量”来量度物体能量的变化。在“使用动滑轮”活动中，小科利用如图所示装置，用竖直向上的大小为10N的拉力F使物体A匀速提升了0.1m。如果该装置的机械效率为70%，则这一过程中，拉力F所做功为______J；机械克服物体A的重力所做的功为______J，这个值也是物体A增加的机械能。5、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。6、小宇家里新买了一辆某品牌的家用轿车，他看到汽车铭牌上标有“最大功率为90kW”，假如汽车行驶时的功率为80kW，表示的物理意义是_________。7、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。8、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__。9、如图所示，建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物，不计滑轮的重和摩擦，若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米，手拉绳子的力为_____牛，物体上升的高度为____米。10、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。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、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？2、骑行是青少年最喜爱的运动项目之一，如图所示是小明的山地车及相关数据，某次骑行，小明沿着平直的公路匀速行驶3km，耗时10min，（g取10N/kg）求：（1）停放时，山地车对水平地面的压强；（2）若在该路段骑行时受到的平均阻力为20N，小明骑行时的功率。车架材料碳纤维车架材料体积V/cm32500整车质量m/kg10车与地面接触总面积S/cm283、如图所示，斜面长度为8m，高为3m。建筑工人将重为100N的物体，用绳子从地面匀速拉到顶端时用时10s，沿斜面向上的拉力为50N，求：（1）有用功W有；（2）拉力做功的功率P；（3）物体受到的摩擦力f；（4）该斜面的机械效率η。4、如图所示，搬运工人用滑轮组提升重为540N的物体，所用的拉力F为200N，物体匀速上升了10m，不计绳重、绳与滑轮的摩擦。求：（1）拉力F对物体所做的有用功。（2）滑轮组的机械效率。（3）若物重只有240N，滑轮组的机械效率。5、如图所示的滑轮组，其中的动滑轮重30N，现用它将重为60N物块提升1m。求：（1）滑轮组此时做的有用功为多少？（2）滑轮组在提升的过程中，共花了2s，若不计绳重和摩擦，绳端拉力F的功率；（3）若摩擦和绳重所产生的额外功始终占有用功的12.5%，当滑轮组的机械效率为80%时，所吊物体的重。-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】A．由数据④中可知，钩码的重力为G=6N，钩码上升的高度为h=5cm=0.05m故可知滑轮组所做的有用功为W=Gh=6N×0.05m=0.3J故A错误；B．由数据①可知，钩码上升的距离为5cm，弹簧测力计上升的距离为15cm，即弹簧测力计上升的高度为钩码上升高度的3倍，故可知实验所用滑轮组承重绳段数为n=3，故B错误；C．要研究滑轮组机械效率与钩码重的关系，应控制其它条件不同，改变钩码的重力，故可选用数据①②④，故C正确；D．数据③④中，没有控制钩码的重力相同，故无法得出滑轮组的机械效率与钩码上升距离的关系，故D错误。故选C。2、B【解析】【详解】A．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A不符合题意；B．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B符合题意；C．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C不符合题意；D．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D不符合题意。故选B。3、D【解析】【详解】A．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n分别为3和2，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：可知：F1与F2的大小关系不能确定，故A错误；CD．已知物体上升的高度h相同，且物重G1>G2，动滑轮重G动相同，由公式：W有=Gh和W额=G动h可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C错误、D正确；B．由公式可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B错误。故选D。4、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。5、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。6、D【解析】【详解】A．锤子向石板砸去的过程中，锤子受到重力竖直向下，距离的方向竖直向下，故重力对锤子做功，故A错误；B．物体间力的作用是相互的，石板被砸成碎块的过程中，锤子也受到石板的反作用力，故B错误；C．胸部承受的压力等于石板承受的压力与石板的重力之和；人安然无恙的原因主要是因为人的受力面积大，压力的作用效果不明显，故C错误；D．石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状，故D正确。故选D。7、B【解析】【详解】如图，长木板长为l，力F方向竖直向上，所以动力臂为l不变，杠杆受到物体的压力（阻力）F′=G阻力臂为l2，根据杠杆平衡条件有Fl=F′l2=Gl2所以由此可知，当物块向右匀速滑动时，l2变大，F变大。故选B。8、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。9、D【解析】【详解】AD．当杠杆转到水平位置时拉力最大，由杠杆平衡条件可得又所以有解得故A错误，D正确；BC．由于阻力臂先增大后减小，拉力也是先增大后减小，当杠杆转到水平位置时，拉力做的功等于克服物体重力做功为故BC错误。故选D。10、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。二、填空题1、3∶22∶3【解析】【详解】[1]在相同时间里，他们所做的功之比为W1∶W2=P1t∶P2t=P1∶P2=3∶2[2]他们做相同的功，所用时间之比为2、850%【解析】【详解】[1]此过程所做的有用功为[2]所做的总功为则斜面的机械效率为3、0.01420070【解析】【详解】[1]重物上升的速度为[2]人做的功为[3]千斤顶的效率是4、21.4【解析】【详解】[1]由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离拉力F做的总功[2]因为，所以克服物体A的重力所做的功5、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6、汽车行驶时1s做功8×104J【解析】【详解】功率是表示物体做功快慢的物理量，汽车行驶时的功率为80kW，表示发动机在1s内完成80000J的功。7、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8、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。9、2006【解析】【详解】[1]图中所示的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，物体的重力是200N，则手拉绳子的力也为200N。[2]使用定滑轮不省距离但也不费距离，绳子向下拉6m，则物体上升的高度也是6m。10、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。三、计算题1、（1）10N；（2）4W；（3）81.8%。【解析】【详解】解：（1）由图丙可知，在内，A被匀速提升，由图乙可知拉力由图甲可知绳子忽略绳重及摩擦，根据滑轮组拉力公式则动滑轮的重力为（2）由图丙可知，内，A上升的速度为则拉力端移动速度为内拉力F的功率为（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力为则由上式可知，当绳子C最大拉力为60N时，绳子B拉力为110N>100N，则B处的绳子会被拉断；当绳子B最大拉力为100N时，绳子C的拉力为55N＜60N，此时两绳子都不会被拉断；所以要以B处最大拉力100N为准（此时FC最大=55N），且绳子B的拉力为则此装置最多能匀速运载货物的重力为此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率为答：（1）动滑轮的重力为10N；（2）内拉力F的功率为4W；（3）此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。