综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》定向测评试题（含详细解析）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》定向测评考试时间：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、如图所示的工具中，在使用时与其它三种不是同一种类型的是（）A．取碗夹子 B．核桃夹子C．羊角锤 D．修枝剪刀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、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504、下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（）A．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力B．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力C．搬石头但没有搬动，手对石头的力D．使小车向前运动了一段距离的推力5、如图所示，物体的受到的重力为300N，在20N的水平拉力F的作用下物体以0.3m/s的速度匀速运动了20s，滑轮组的机械效率为85%。不计绳重和滑轮重。在此过程中，下列说法错误的是（）A．拉力的功率为18WB．物体受到的摩擦力为60NC．绳子自由端移动的距离是18mD．额外功为54J6、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、在台球比赛中，选手在水平台面推动球杆撞击白球，白球运动后碰撞其它球，以下说法正确的是（）A．手推动球杆前进时，手的推力对球杆做了功B．白球运动时，水平台面对球的支持力做了功C．球在水平台面滚动的过程中，球的重力对它做了功D．白球撞击黑球后没有静止，是因为球杆还在对白球做功8、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．天平 B．瓶盖起子C．食品夹 D．钳子9、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10、下列数据中最接近实际的是（）A．今天你所在教室的大气压约为2×105PaB．将一个鸡蛋举高2m做功约为1JC．一个初中生漂浮在水面上时，受到的浮力大约为5000ND．正常人的脉搏1min大约跳动15次第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，小明将一个重为30N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为25N，小车沿斜面移动的距离s=1.6m，上升的高度h=0.6m。则小明对小车做的有用功是_____J，斜面的机械效率是______。2、一质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为_____J，动滑轮重力为_____N，拉力的功率为_____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为_____N。（不计绳重和摩擦）3、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。4、如图甲，滑轮组在竖直向上的拉力F作用下，将重为120N的物体匀速提起，在4s内绳子自由端移动的距离为s=3m，图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。（1）计算物体上升的速度v=________m/s；（2）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是___________，并计算出该物理量大小是___________；（3）计算滑轮组提升该重物时的机械效率是___________。5、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”）。6、如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的力F=30N作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为________。7、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_______。8、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______%。9、如图所示，小丽用三个均重20N的滑轮组成的滑轮组以1m/s的速度匀速吊起重420N的物体，物体上升5m，不计绳的重力及一切摩擦。滑轮组的机械效率为___________。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、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，斜面长s=2m，高h=0.8m。建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=250N，不计绳重力。求：（1）该过程拉力F做的总功是多少？（2）该过程拉力F做的额外功是多少？（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少？（4）该装置的机械效率是多少？3、如图甲所示，电动卷扬机通过滑轮组提升重物，卷扬机有两个档位可以调节对绳子自由端施加的拉力F的大小；在某一次提升重物过程中其拉力F随时间变化的关系如图乙所示，重物上升高度随时间变化的关系如图丙所示，不计钢丝绳重和摩擦力大小。求：（1）0～2s拉力F所做的功是多少？（2）2～4s，提升重物过程中，滑轮组机械效率为80%，则动滑轮的重力是多少？4、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？5、如图所示，如图所示的轻质杠杆OB，O为支点，OB长40厘米，AB长10厘米，B端所挂物体重为60牛，求：（1）在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小和方向。（2）若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物，求重物的悬挂点离O点的距离。-参考答案-一、单选题1、A【解析】【详解】取碗夹子使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；而羊角锤、核桃夹子、修枝剪刀使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故在使用时与其它三种不是同一种类型的是取碗夹子，故A符合题意，BCD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、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。4、D【解析】【详解】A．提着滑板在水平路上前行，人给滑板一个向上的力，滑板向上没有移动距离，人对滑板没有做功，故A不符合题意；B．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力的作用，但没有在力的方向上通过距离，所以不做功，故B不符合题意；C．用力搬石头，但未搬动，有力作用在物体上，但没有移动距离，所以不做功，故C不符合题意；D．小车在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在小车上，小车在该力的方向上通过了距离，所以做了功，故D符合题意。故选D。5、B【解析】【详解】A．由图可知n＝3，绳子自由端移动的速度v＝nv物＝3×0.3m/s＝0.9m/s则拉力F的功率P＝＝＝Fv物＝20N×0.9m/s＝18W故A正确，不符合题意；B．由可得，拉力做的总功W总＝Pt＝18W×20s＝360J因为η＝×100%，所以有用功W有＝ηW总＝85%×360J＝306J因为v＝，所以物体移动的距离s物＝v物t＝0.3m/s×20s＝6m又W有＝fs物，所以物体受到的摩擦力f＝＝＝51N故B错误，符合题意；C．绳子自由端移动的距离s＝ns物＝3×6m＝18m故C正确，不符合题意；D．额外功W额＝W总﹣W有＝360J﹣306J＝54J故D正确，不符合题意。故选B。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、A【解析】【详解】做功必须的两个因素，有力F，在力的方向上通过一段距离s，功；A．手推动球杆前进时，有力也有距离，所以手对球杆做了功，故A正确；B．桌面支持力与小球的运动方向垂直，小球在支持力的方向上没有移动距离，支持力对小球不做功，故B错误；C．重力与小球运动的方向垂直，重力对小球不做功，故C错误；D．手对白球没有力的作用，白球继续运动是因为白球具有惯性，故D错误。故选A。8、C【解析】【详解】A．天平在使用时属于等臂杠杆，故A不符合题意；B．瓶盖起子使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不符合题意；C．食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；D．钳子在使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不符合题意。故选C。9、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。10、B【解析】【详解】A．所在教室的大气压约为1标准大气压，即1×105Pa左右，故A不符合题意；B．一个鸡蛋的质量约为50g，即0.05kg；将一个鸡蛋举高2m做功约为W=Gh=mgh=0.05kg×10N/kg×2m=1J故B符合题意；C．初中生的重力约为500N，一个初中生漂浮在水面上时，受到的浮力等于他的重力，浮力约为500N，故C不符合题意；D．正常人的脉搏1min大约跳动70次左右，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、1845%【解析】【详解】[1]小明对小车做的有用功W有=Gh=30N×0.6m=18J[2]拉力做的总功W总=Fs=25N×1.6m=40J斜面的机械效率为2、4010050150【解析】【详解】[1]重物A的重力GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N有用功为W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率据此可知动滑轮重力[3]绳重和摩擦不计，总功为则拉力的功率[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率提升两块重物B时，滑轮组的机械效率由题知η1∶η2＝4∶5即解得重物B的重力GB＝150N3、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。4、0.25功150J80%【解析】【详解】（1）[1]由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n=3，物体上升的高度物体上升的速度（2）[2][3]纵坐标表示力的大小为50N，大小不变，横坐标表示距离，大小为3m，根据W=Fs可知阴影部分表示力所做的功，功的大小为W总=Fs=50N×3m=150J（3）[4]有用功W有=Gh=120N×1m=120J滑轮组的机械效率5、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。6、40N【解析】【详解】设细线对杠杆的拉力为F1，细线对重物的拉力等于细线对杠杆的拉力F1，根据杠杆平衡的条有解得F1=10N则重物对地面的压力7、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8、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9、87.5%【解析】【详解】受力分析如下：根据图1和二力平衡条件可得2F′=G+G动①因为定滑轮不省力，所以根据图2和二力平衡条件可得2F=F′+G动②联立①②可得F=0.5×240N=120N根据图1可知，因为动滑轮省一半力，所以当物体上升5m时，右端F′处移动2×5m=10m根据图2可知，因为动滑轮省一半力，所以F处移动的距离s=2×10m=20m滑轮组的机械效率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）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）500J；（2）100J；（3）50N；（4）80%【解析】【详解】解：（1）该过程拉力F做的总功（2）该过程拉力F做的有用功即为货物箱克服重力做的功由可得（3）物箱在斜面上摩擦力所做的功即为额外功由可得（4）由可得，该装置的机械效率为答：（1）该过程拉力F做的总功是500J；（2）该过程拉力F做的额外功是100J；（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是50N；（4）该装置的机械效率是80%。3、（1）2400J；（2）100N【解析】【详解】解：（1）由图乙知，0～2s的拉力F1为300N；由图丙知，0～2s物体升高的高度h1＝4m；由图甲知，n＝2，拉力端移动距离s1＝2h1＝2×4m＝8m0～2s拉力F做的功W总1＝Fs1＝300N×8m＝2400J（2）由图乙知，2～4s的拉力F′＝250N；由图丙知，2～4s物体升高的高度h2＝12m﹣4m＝8m拉力端移动距离s2＝2h2＝2×8m＝16m2～4s卷扬机所做的功为W总2