综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专题测试练习题（解析版）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专题测试考试时间：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、如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在相同的水平拉力F1和F2的作用下，运动了相同的距离，下列说法中正确的是（）A．F1做功和F2一样多 B．F1做功比F2多C．F2做功比F1多 D．条件不足，F1、F2做功无法比较2、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3、在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（）A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功B．机械做功越快，机械效率越高C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功D．机械做功越多，机械效率越高4、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5、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506、当两台机器正常工作时，功率大的机器定比功率小的机器（）A．做功多 B．更省力 C．做功快 D．用时少7、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15N8、林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上所做的功最接近于（）A．1500J B．150J C．15J D．1.5J9、如图所示，利用滑轮组将重力为2N的物体，以0.2m/s的速度提升0.1m，作用在绳端的拉力F为1.2N，下列判断不正确的是（）A．拉力的功率是0.48WB．动滑轮重力是0.8NC．拉力做的有用功是0.2JD．滑轮组的机械效率是83.3%10、如图所示，物重为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的大小关系是（）A．F2＜F1＜F3 B．F2＜F1＜F3C．F1＜F2＜F3 D．F2＜F3＜F1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，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。2、由五块相同砖块构成的桥，如图所示，若每块砖长度为L，则此桥的最大跨度为________。3、如图所示，滑轮重和摩擦均不计，用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为______牛，若物体A在4秒内移动0.2米，绳子运动的速度是______米每秒。4、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）5、如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为______N；若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将_______（不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。6、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______。7、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______%。8、一辆新能源小汽车在平直公路上以的速度匀速行驶，发动机提供的牵引力是600N。则此过程中牵引力做的功为__J，行驶时间为__s，发动机的输出功率为__kW。9、如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，杠杆上刻度均匀，在距支点10厘米的B处挂有600牛的重物，要使杠杆平衡，需要在A处至少加_______牛的力，且方向为_______。10、钓鱼是人们喜爱的一种休闲活动，如图是钓鱼示意图（1）钓鱼时，若其他条件不变，鱼竿长度越长，手提鱼竿的力越______；（2）钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米，再沿水平方向移动1米，在这一过程中，他克服鱼的重力做功为______焦。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、“十一”期间，李强一家自驾到南京游玩，汽车（包括车上的人和物品）质量为，该车匀速行驶时受到的阻力为车重的30%。汽车发动机的效率约为8%，汽油的热值约为，。（1）从家到南京全程100km，这段路程中汽车牵引力所做的功为多少？（2）该车油箱最多能装40kg汽油，油箱加满后最多能行驶多长距离？2、用如图所示的滑轮组将重500N的物体G匀速提升3m所用的时间为10s，所用的拉力F为200N，（不计绳重及摩擦）求：（1）拉力所做的有用功；（2）拉力做功的功率；（3）滑轮组的机械效率为多少？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、某桥梁施工队的工人用如图所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件；已知工件的质量为100kg工人的质量为70kg；工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为，工件在水中时，滑轮组的机械效率为60%。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg；求：（1）工件浸没在水中时所受的浮力F浮；（2）工件完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率η2；（结果保留两位有效数字）（3）工件完全打捞出水面后，以0.2m/s的速度被匀速提升，工人拉绳的功率P2。5、如图，塔式起重机上的滑轮组将质量为600kg的重物匀速吊起5m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。求：（1）提升重物做的有用功；（2）绳端的拉力；（3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。-参考答案-一、单选题1、A【解析】【详解】甲、乙分别在相同的水平拉力F1和F2的作用下，运动了相同的距离，拉力相同，物体在拉力方向上移动的距离相等，根据，故拉力做功相同，故A正确；BCD错误。故选A。2、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。3、C【解析】【详解】AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，故A错误，C正确；BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。故选C。4、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。5、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。6、C【解析】【详解】功率与做功多少，做功时间长短，机械效率的高低无关，机器的功率大，单位时间内完成的功多，做功就快，所以功率大的机器一定比功率小的机器做功快；故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。7、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。8、B【解析】【详解】由知道，大米的重力G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N一般人身高约是1.7m，当把大米从地面扛到肩上时，将大米举高的高度约1.5m，此过程做的功约是W＝Gh＝100N×1.5m＝150J故B符合题意。故选B。9、B【解析】【详解】A．拉力的功率是故A正确，不符合题意；B．动滑轮重力是故B错误，符合题意；C．拉力做的有用功是故C正确，不符合题意；D．滑轮组的机械效率是故D正确，不符合题意。故选B。10、B【解析】【详解】不计机械自重和摩擦时：第一个图是等臂杠杆，力臂由杠杆平衡条件可得第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数拉力第三个图是动滑轮，动力作用在轴上故故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。二、填空题1、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2、【解析】【详解】最上方的砖受两端的两砖的支持力作用而处于平衡，则砖对左方第二块砖压力第二块砖在重力及压力的作用下而处于杠杆的平衡状态下，由图可知第二块砖的重心在它的支点左侧，第二块砖才能平衡，设露出部分长为x，则重心的位置离支点，则由杠杆的平衡条件可知:解得此图可知，此桥的跨度为:3、200.1【解析】【详解】[1]如图所示，用动滑轮拉动物体，由于滑轮重和摩擦均不计，根据动滑轮拉动物体时，省一半的力，但是多移动2倍的距离，则有，所以物体A受到的摩擦力[2]物体移动了，所以拉力要移动，绳子运动的速度是4、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5、150不变【解析】【详解】[1]物体A沿水平地面做匀速直线运动，物体A和动滑轮处于平衡状态，将动滑轮与物体当成一个整体，该整体受到了向左的3段绳子的拉力，总拉力为150N，还受到了向右的地面给其的摩擦力，摩擦力与总拉力是平衡力，故摩擦力的大小为150N。[2]由于A与地面的摩擦力属于滑动摩擦力，只与接触面的粗糙程度有关和压力的大小有关，与速度无关，故摩擦力的大小不变。6、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。7、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8、150012【解析】【详解】[1]汽车行驶的路程牵引力做的功[2]由知道，汽车的行驶时间[3]发动机的输出功率9、200竖直向下【解析】【详解】[1][2]因为阻力和阻力臂一定，动力臂越长，动力越小，所以为最长的力臂，故在端作竖直向下的力；根据杠杆平衡的条件可得10、大10【解析】【详解】（1）[1]钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。若其他条件不变，鱼竿长度越长，阻力臂增大，而动力臂不变，由杠杆平衡条件知道，动力增大，即手提鱼竿的力越大。（2）[2]钓鱼者将一条重为5牛的鱼从水面提高2米，他克服鱼的重力做功，再沿水平方向移动1米，在这一过程中不做功，故他克服鱼的重力做功W＝Gh＝5N×2m＝10J三、计算题1、（1）1.28×108J；（2）64000m【解析】【详解】解：（1）汽车的重力G=mg=1500kg=15000N汽车匀速行驶时牵引力和阻力是一对平衡力F=f=G30%=15000N30%=4500N牵引力所做的功为W=Fs=4500N×100000m=450000000J（2）40kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=qm=40kg=1600000000J此时汽车所做的有用功W有==8%1600000J=128000000汽车行驶的路程s===64000m答：（1）从家到南京全程100km，这段路程中汽车牵引力所做的功为450000000J。（2）油箱加满后最多能行驶64000m。2、（1）1500J；（2）180W；（3）【解析】【详解】解：（1）拉力所做的有用功（2）从图中可知，绳子自由端移动的距离拉力做的总功拉力做功的功率（3）滑轮组的机械效率答：（1）拉力所做的有用功为1500J；（2）拉力做功的功率为180W；（3）滑轮组的机械效率为。3、（1）300J；（2）6.25W；（3）312.5N【解析】【详解】解：（1）1t的小汽车的重力把汽车顶起，大活塞所做的功为（2）千斤顶的机械效率为80%，因此维修人员做的功为维修人员要消耗的功率为（3）依题意得所以故杠杆上的所以由几何关系得，杠杆B端的力F移动的距离由得，维修人员加在杠杆B端的力答：（1）要把汽车顶起，大活塞所做的功为300J；（2）维修人员要消耗的功率为6.25W；（3）维修人员加在杠杆B端的力F应为312.5N。4、（1）520N；（2）75.76%；（3）264W【解析】【分析】【详解】解：（1）工人的重力工件的重力以工人为研究对象，工人共受到三个力的作用：重力，支持力，绳子的拉力，因为所以因为工人对地面的压力与地面对工人的支持力是一对相互作用力，所以当工件完全完全浸没在水中时，工件对绳子的拉力等于工件的重力减去工件所受的浮力，所以此时工人对绳子的拉力即绳子对工人的拉力则此时工人对地面的压力当工件被拉出水面以后，工件对