综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》综合测评试题（含答案解析）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》综合测评考试时间：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、物体A和B叠放在不光滑的水平面上，A的质量为1kg，B的质量为2kg，在B上作用一个水平向右的3N的拉力，使AB一起匀速前进了4m，在这个过程中B对A做功（）A．4J B．12J C．0 D．6J2、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3、水平地面上有一重5N的球，小孩用20N的力踢球，球离脚后在地面上滚动了15m，那么小孩踢球过程中对球做的功是（）A．75J B．0J C．300J D．无法确定4、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5、某汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则此汽油机的热机效率是（）A．20% B．25% C．50% D．75%6、小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则（）A．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则B．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则C．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2，则D．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则7、甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（）A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:28、引体向上是一种简单易行的体育锻炼活动，在做引体向上时，双臂的拉力克服重力做功使身体上升。小明同学每分钟按标准完成了20个引体向上，在这一过程中，小明消耗的功率最接近（）A．15W B．30W C．60W D．120W9、如图所示，在水平面ABC中，AB段光滑，BC段粗糙，且AB=BC=20m，用10N的水平恒力F推着100N的重物，由A点运动到C点，在AB段、BC段上推力做的功分别为W1、W2，则W1、W2的大小关系是（）A．W1=W2 B．W1>W2 C．W1<W2 D．无法确定10、初三的小明2s内将一只鸡蛋从地面匀速举至头顶，此过程中他对鸡蛋做功的功率约为（）A．0.5W B．1W C．5W D．10W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、如图是使用手机和自拍杆进行自拍时的示意图，将自拍杆看作一个杠杆，O为支点。（1）请画出动力F1的力臂L______；（2）若忽略自拍杆的重力，有同学说“在自拍时，手机的重力就是自拍杆这个杠杆受到的阻力。”你同意这种说法吗？______。简述你的理由：______。2、我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重（如图1），冀求孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重）。（1）以O点为支点，在图2中画出悬挂秤砣的绳子对杆秤B点的拉力FB及FB的力臂lB；_______（2）由图2，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量______（选填“大于”“等于”或“小于”）秤砣的质量。若换称下一个体重较小的孩子，秤砣和篮子等都不变，仍在O点提起杆秤，调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在_______（选填“B点左边”“B点”或“B点右边”）。3、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）4、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_______。5、如图所示，用平行于斜面、大小为2.5N的拉力F，将重为3.6N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是______J，机械效率是______，摩擦力为______N。6、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___________。7、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）8、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______。9、学校举行了一次登山比赛，小莉和小娟体重之比为5∶6，爬到山顶，小莉用时50min，小娟用时45min，则小莉和小娟做功之比是______，爬山功率之比是______。10、一个重200N的物体在水平拉力作用下匀速前进了20m，拉力撤消后，物体由于惯性又前进了5m。若拉力做的功为500J，则拉力的大小为___________N。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、一物体在大小为20N的拉力F作用下先后在水平面和斜面上进行了两段运动。F的方向始终沿着物体运动方向，物体在水平面速度-时间图像如图甲所示，物体在斜面运动的路程-时间图像如图乙所示。（1）求在水平面上F所做的功；（2）求在斜面上F所做功的功率。2、如图所示为集合最新IT技术的人工智能医护机器人。若该机器人工作时的功率为80W，在水平地面上匀速直线行驶10m用时10s，求：（1）机器人行驶的速度；（2）机器人牵引力做的功；（3）机器人行驶时受的牵引力。3、如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，其中动滑轮的质量为30kg。已知在匀速吊起600kg的建筑材料时，对绳子端的拉力为2500N。在建筑材料上升5m高度的过程中，g取10N/kg。求：（1）建筑材料所受的重力；（2）塔式起重机对绳子拉力做的功；（3）塔式起重机的机械效率。4、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。5、如图所示，用起重机上的滑轮组将重为9×104N的重物匀速吊起10m，绳端拉力F为5×104N。求：（1）提升重物做的有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.25倍，动滑轮重多少N。-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】A做匀速直线运动，A在水平方向不受力，故B对A没有水平方向的作用力，且A在竖直方向上没有移动距离，故在这个过程中B对A做功为0。故选C。2、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。3、D【解析】【详解】由W=Fs可知，脚对球的力为20N，但不知道在该力的方向上球通过距离，球滚动15m的过程中有一段是沿力的方向的距离，同时还有一段是由于惯性而运动的距离，所以题中虽然知道力，但由于不知道沿力的方向的具体距离而无法计算功，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。4、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。5、B【解析】【详解】热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，由题意知，内燃机的热机效率故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。6、A【解析】【详解】A．将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度不变，杠杆重心上升的高度不变，则由知道，克服杠杆重力做的额外功不变，由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，由知道，机械效率不变，即故A正确；B．将钩码移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度变小，杠杆重心上升的高度变小，则由知道，克服杠杆重力做的额外功变小，由于有用功不变，额外功变小，所以总功变小，由知道，机械效率变大，即故B错误；C．将弹簧测力计移动到B点时，根据图像可知，阻力、阻力臂均不变，动力臂变小，由知道，动力变大，即故C错误；D．将钩码移动到B点时，根据图像可知，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由知道，动力变大，即故D错误。故选A。7、B【解析】【详解】由可得则它们有用功之比为故选B。8、C【解析】【详解】小明同学的质量大约为：,身高上升高度为，，，小明同学的体重为做一次引体向上需克服重力做的功1min内做的总功小明的功率与60W比较接近。故选C。9、A【解析】【详解】物体M在不同路面上受到的推力F大小相等，物体在力的方向上通过的距离s相等，由公式W=Fs可得W1=W2因此选项B、C、D不符合题意，A符合题意。故选A。10、A【解析】【分析】【详解】一个鸡蛋的质量约为50g，即0.05kg，初三学生的平均身高为1.65m，从地上拿起鸡蛋并匀速举过头顶通过的距离大约为2m，时间为2s；鸡蛋的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N对鸡蛋做的功W=Gh=0.5N×2m=1J对鸡蛋做功的功率故BCD不符合题意；A符合题意。故选A。二、填空题1、不同意见解析【解析】【详解】（1）[1]力F1的力臂是从支点O到F1的作用线的距离L，如图所示：（2）[2][3]手机重力的作用点在手机的重心，受力物体是手机；自拍杆这个杠杆受到的阻力，受力物体是自拍杆，作用点在手机与自拍杆的接触点，所以手机的重力不是自拍杆这个杠杆受到的阻力。可以这样说：手机对自拍杆的作用力为阻力。2、大于B点左边【解析】【详解】（1）[1]B点受到砰砣的作用力，其方向是是竖直向下的，大小等于砰砣的重力，这个作用力便是拉力FB。过O点作力FB的作用线的垂线段，这个垂线段便是力臂lB，作图如下（2）[2]由图2知，杆秤相当于动力臂大于阻力臂省力杠杆，所以动力FB小于阻力：孩子及秤钩和所坐篮子的总重力，据G=mg知，孩子及秤钩和所坐篮子的总质量大于秤砣的质量。[3]由题意知，秤砣和篮子的重力不变，那么动力不变，仍在O点提起杆秤，则阻力臂不变，而孩子的体重变小，即阻力变小，据杠杆的平衡条件知，动力臂应变小，即仍要杆秤水平平衡，悬挂点应在B点的左边。3、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＝150N4、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5、0.7272%0.7【解析】【详解】[1]由图示知，斜面的高度h=20cm=0.2m拉力做的有用功W有=Gh=3.6N×0.2m=0.72J[2]斜面长s=40cm=0.4m拉力做总功W总=Fs=2.5N×0.4m=1J斜面的机械效率[3]拉力做的额外功W额=W总-W有=1J-0.72J=0.28J由W额=fs得物体在斜面上受到的摩擦力6、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7、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8、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。9、5∶63∶4【解析】【详解】[1]小莉和小娟体重之比为G1∶G2＝5∶6，登山h相同，根据W＝Gh可得，小莉和小娟两人爬到山顶做功比为[2]小莉和小娟所用时间之比为所以小明、小刚两人爬山的功率比为10、25【解析】【详解】撤去拉力后，拉力对物体没有做功；由物体在拉力作用下移动了20m和拉力做功500J，拉力的大小三、计算题1、（1）80J；（2）10W【解析】【详解】解：（1）在水平面上物体以0.4m/s的速度匀速运动，移动的距离为s＝vt甲＝0.4m/s×10s＝4m水平面上F所做的功W＝Fs＝20N×4m＝80J（2）在斜面上物体在10s时间内运动了5m，F所做功的功为W′＝Fs′＝20N×5m＝100J在斜面上F所做功的功率为答：（1）在水平面上F所做的功为80J；（2）在斜面上F所做功的功率为10W。2、（1）1m/s；（2）800J；（3）80N【解析】【详解】解：（1）机器人行驶的速度（2）机器人牵引力做的功W＝Pt＝80W×10s＝800J（3）由W＝Fs可得机器人