综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专题训练练习题（详解）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专题训练考试时间：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、如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重物，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（）A．如G甲=G乙则甲更省力，甲机械效率大 B．如G甲=G乙则乙更省力，甲机械效率大C．如F甲=F乙则甲更省力，甲机械效率大 D．如F甲=F乙则乙更省力，乙机械效率大2、如图所示的四种剪刀，正确使用时，属于费力杠杆的是（）A．医用剪刀 B．剪铁皮的剪刀C．挑线头的剪刀 D．修树枝的剪刀3、用力沿水平方向拉水平桌面上的木块，拉力大小随时间变化的图像如图甲所示，物块速度随时间变化的图像如图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（）A．10~30s内拉力做功为32JB．50s内拉力做功为80JC．10~30s内拉力的功率逐渐变大D．30~40s内拉力的功率逐渐变大4、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5、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＞P26、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、如图所示小明分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重及摩擦，则（）A．W1<W2η1>η2 B．W1=W2η1<η2C．W1=W2η1>η2 D．W1>W2η1<η28、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、下列实例中，利用连通器原理工作的（）A．锅炉液位计 B．脱拌油烟机C．温度计 D．订书机10、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，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______。2、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___________。3、一位同学正在进行投掷实心球的训练。他先将实心球举起，此过程他对实心球______功，然后手托实心球水平匀速直线运动，此过程他对实心球______功。（均选填“做”或“不做”）4、工人用如图所示的滑轮组将质量为20kg的货物竖直匀速提高了2m，他所做的有用功是______J，已知该滑轮组的机械效率为80%，总功为______J，工人的拉力是______N（）。5、为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能单位的物理学家是______。6、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。7、如图所示，在刻度均匀的轻质杠杆的A点悬挂一个重为4N的物体，在B点施加一个竖直向下的作用力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则______N；若保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向（如图斜向左方向），杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将______（填“不变”、“变大”或“变小”）。8、如图使用定滑轮时，沿竖直方向向下拉，跟沿斜的方向向下拉，所用拉力的大小_____这是因为它们的力臂_____。9、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）。10、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_________。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、中考期间，××中学的学生乘坐如图所示的新型安全校车到考点参加考试。若校车和学生总质量为8000kg，车轮与地面的接触总面积为0.16m2，求：（1）校车对水平路面的压强；（2）若校车以10m/s的速度在一段平直路面上匀速行驶2000m，校车受到的牵引力是4000N，求校车发动机牵引力的功率。2、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。3、如图所示的是某品牌小汽车，下表列出了有关它的部分数据：小汽车质量700kg小汽车额定功率60kW每个轮胎与地面的接触面积0.05m2100km耗油量10L（1）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？（2）假若该小汽车以额定功率匀速直线行驶10min，求该车牵引力所做的功；（3）若小汽车以额定功率匀速直线行使10min所通过的路程为1.2×104m，则小汽车所受到的阻力多大？（4）请你用物理知识解释，车辆超载或超速行驶所造成的危害（写出一条即可）。4、如图所示，斜面长0.5m，高0.1m，把重为50N的物体匀速地拉向斜面顶端，弹簧测力计的示数为12.5N，则：（1）有用功是多少？（2）总功为多少？（3）该斜面的效率为多少？5、图甲是起重车吊臂上的滑轮组，在某次作业中将质量为1400kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s～t图像如图乙所示（不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg）。求：（1）动滑轮的重；（2）拉力F的功率；（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】由图知n甲=2，n乙=3AB．不计绳重及摩擦，绳子受的拉力分别为因为G甲=G乙所以F′甲＞F′乙乙更省力；滑轮组的机械效率物体的重力和动滑轮的重力相同，所以两滑轮组的机械效率相同，故AB错误；CD．不计绳重及摩擦，物体的重力分别为G′甲=2F甲-G动G′乙=3F乙-G动因为F甲=F乙所以G′乙＞G′甲乙更省力，滑轮组的机械效率动滑轮的重力相同，乙的重力较大，乙的机械效率较大，故D正确，C错误。故选D。2、C【解析】【详解】A．医用剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．剪铁皮的剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；C．挑线头的剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；D．修树枝的剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选C。3、C【解析】【详解】A．结合图甲、乙两图知，0~10s，水平拉力由0增大到4N，木块处于静止状态；10~30s，水平拉力由4N增大到12N，木块做加速运动，不知道木块运动的距离，由W=Fs可知，无法确定做功的多少，故A错误；B．50s内，由图甲可知拉力在变化，不知道物体运动的距离，由功的公式W=Fs可知，无法计算拉力做的功，故B错误；C．10~30s内，由图甲可知，拉力逐渐增大，木块的速度逐渐增大，根据知，拉力的功率逐渐变大，故C正确；D．30~40s，水平拉力保持为4N不变，木块做匀速直线运动，根据知，拉力的功率保持不变，故D错误；故选C。4、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。5、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。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】分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，沙袋所受的重力相同，高度相同，故两机械做的有用功相同，由于乙是动滑轮，克服动滑轮和绳子摩擦力做功，而甲是定滑轮，只需要克服摩擦力做功，故乙做的额外功多，故乙拉力做的总功大，乙的机械效率低，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。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、A【解析】【详解】A．上端开口，下端连通的容器叫连通器，其特点是连通器里同一种液体不流动时，各容器的液面相平。锅炉液位计上端开口，下端连通，是利用连通器原理工作的，故A符合题意；B．脱拌油烟机使用过滤网等各种技术使得油烟分离，分离出来的油多流入集油杯内，没有利用连通器原理，故B不符合题意；C．温度计是利用液体热胀冷缩的原理工作，温度计没有开口，没有利用连通器原理，故C不符合题意；D．订书机是利用杠杆原理工作，没有利用连通器原理，故D不符合题意。故选A。10、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。二、填空题1、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。2、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3、做不做【解析】【详解】[1]该同学将实心球举起的过程中，实心球受到该同学施加的竖直向上托的力，并且在这个力的方向上通过了距离，所以此过程他对实心球做功。[2]手托实心球水平匀速直线运动过程中，实心球受到该同学施加的竖直向上托的力，但实心球没有在竖直方向上移动距离，所以此过程他对实心球不做功。4、400500125【解析】【详解】[1]货物的重力为工人对重物做的有用功为[2]由可得，总功为[3]由图可知，，由可得拉力为5、焦耳【解析】【详解】焦耳是英国物理学家，为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能的单位，所以在物理学中，焦耳是功和各种能量的基本单位。6、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＝10J7、3变大【解析】【详解】[1]设杠杆每个格的长度为L，A点悬挂一个重为4N的物体，根据杠杆的平衡条件解得故需挂6个钩码。[2]保持物体悬挂的位置不变，改变力F的方向如图斜向左方向，动力臂将减小，若杠杆仍在水平位置保持平衡，则力F将变大。8、相等相等【解析】【详解】[1][2]定滑轮的支点为滑轮的圆心，沿竖直方向向下拉的时候，拉力的力臂为滑轮的半径，沿斜的方向向下拉时，绳子与滑轮相切，拉力的力臂也为滑轮的半径，所以两次拉力的力臂相等，由杠杆平衡条件可知，两次所用拉力大小相等。9、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。10、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。三、计算题1、（1）5×105Pa；（2）4×104w【解析】【详解】解：（1）由受力分析可知，校车对水平路面的压力等于校车与学生的重力之和，即F=mg=8000kg×10N/kg=8×104N故由可得，校车对水平路面的压强为（2）由题意可知，校车的速度为v=10m/s，校车受到的牵引力为F牵=4000N，故由P=Fv可得，校车发动机牵引力的功率为P=F牵v=4000N×10m/s=4×104w答：（1）校车对水平路面的压强为5×105Pa；（2）校车发动机牵引力的功率为4×104W。2、（1）80牛，方向竖直向上；（2）9厘米【解析】【详解】解：（1）在A点用力使杠杆水平平衡，当力的方向与杆垂直时力的力臂最大，此时有最小力，结合支点位置可判断得力的方向是垂直于杆且方向向上，即竖直向上。根据杠杆平衡条件得代数据得可求得（2）若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物可求得距离为答：（1）在A点使杠杆水平平衡的最小拉力的大小是80N，方向竖直向上；（2）若改用18牛的力仍在A点竖直提起原重物，重物的悬挂点