综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项练习试题（详解）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》专项练习考试时间：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、清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（）A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功2、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3、如图所示，所使用的杠杆能够省距离的是（）A．羊角锤 B．筷子C．开瓶器 D．独轮车4、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5、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6、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（）A．F1大于F2 B．F1大于F3 C．F1等于F2 D．F2小于F37、图所示为某同学在生命科学实验中使用镊子夹取玻璃盖片的场景，使用此镊子（）A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离8、如图所示，各工具中属于费力杠杆的是（）A．筷子 B．钳子C．起子 D．剪子9、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10、如图所示，用同样的轻绳（不计绳重和摩擦）和滑轮分别安装成甲乙两种装置（G物>G轮）。在将同一物体匀速提升相同高度的过程中（）A．F1>F2、η甲>η乙 B．F1>F2、η甲<η乙C．F1<F2、η甲<η乙 D．F1<F2、η甲>η乙第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___________。2、升国旗的旗杆顶端装置是______（选填“定”或“动”）滑轮，如图所示，汽车通过滑轮组将矿井内重为950N的物体M匀速提升了4m，动滑轮重50N。在此过程中，汽车移动距离为______m，汽车提升重物所做的有用功为______J，滑轮组机械效率为______。（不计绳重和摩擦）3、如图所示，小明用100N的拉力竖直向上拉动绳子，使重为240N的物体，5s内匀速升高10m，不计绳重和摩擦，则拉力的功率为_______。4、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）。5、如图所示，斜面长10m，高6m，用大小为90N沿斜面向上的拉力F，将重120N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为______，物体受到的摩擦力为______。6、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______%。7、足球运动员用力踢足球，足球离开人足在草地上滚动到停下来的过程中，足球运动员对足球施加的力对足球_______功，这是由于_______。8、旗杆顶上的滑轮是__（选填“定”或“动”滑轮；其实质是一个__杠杆，其特点是不能省力，但可以__。9、如果把铁锹看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是______点，动力作用点是______点，阻力作用点是______点。10、学习了功率的知识后，小明和几位同学准备做“估测上楼时的功率”的活动。用磅秤测得小明的质量是50kg，用_____测得他从一楼登上三楼（每层楼高3m）用了20s的时间，则根据原理公式_____可以算得小明登楼的功率是_____W。（g取10N/kg）三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某型号汽车在测试中，发动机输出功率为40kW时，汽车在一段平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了9km。假设汽油完全燃烧，汽油热值为q油＝4.5×107J/kg，汽油机的效率为40%，该型号汽车以此速度行驶过程中，求：（1）汽车向前的牵引力是多大。（2）汽车消耗的汽油是多少kg。2、一正方体物体放在水平地面上，某人想通过如图所示的滑轮来竖直提起这个物体。（g＝10N/kg）（1）当人用250N的力向下拉绳子时，物体恰好能匀速上升，物体上升3m后恰好到达目标位置，求此过程中人所做的功？（2）根据（1）的条件，该定滑轮的机械效率是80%，则正方体物体的质量是多少kg？3、一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，货车（含驾驶员）空载时重为N，行驶时所受的阻力为车总重的0.05倍。求：（1）货车空载行驶时所受的阻力；（2）货车空载时以72km/h的速度匀速行驶，1.0s内货车牵引力做的功；（3）当货车装载N重的货物，以80kW的额定功率匀速行驶时，货车行驶的速度。4、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。5、用如图所示的滑轮组提升将重840N的货物在5s内提升3米，已知动滑轮重60N，（不计绳重和摩擦）求：（1）滑轮组自由端的拉力F是多少？（2）提升过程中的有用功是多少？（3）提升过程中的总功是多少？（4）提升过程中滑轮组的机械效率η是多少？（5）货物上升过程中，拉力F的功率是多少？-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】师傅不小心把水桶弄进水里，目的是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功为总功，故ABC错误；D正确。故选D。2、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。3、B【解析】【详解】A．用羊角锤起钉子时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；B．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，可以省距离，故B符合题意；C．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；D．独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故D不符合题意。故选B。4、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。5、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。6、C【解析】【详解】使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。即F1=F2=F3=G定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。故选C。7、D【解析】【详解】使用镊子夹取玻璃盖片时，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆，好处是省距离。故选D。8、A【解析】【详解】A．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；故A正确，符合题意；B．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故B错误，不符合题意；C．起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故C错误，不符合题意；D．图中的剪子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；故D错误，不符合题意。故选A。9、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。10、A【解析】【详解】图甲中使用的是定滑轮，图乙中使用的是动滑轮。设物重为G物，滑轮重为G轮，不计绳重和摩擦，根据定滑轮和动滑轮的特点，甲不省力，即F1=G物乙可以省力，且已知G物>G轮所以F2<G物可得F1>F2匀速提升的是质量相等的物体，若提升高度相同时，所做的有用功相同。由可知，不计绳重和摩擦，使用甲图的定滑轮不用对滑轮做额外功，故机械效率高；使用乙图的动滑轮要对滑轮做额外功，故机械效率低。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。二、填空题1、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2、定8380095%【解析】【详解】[1]升国旗时顶端的滑轮是固定的，没有跟随国旗一起上升，所以顶端装置是定滑轮。[2]由图知，动滑轮上的绳子根数为故汽车移动距离为[3]不计绳重和摩擦，汽车提升重物所做的有用功为[4]动滑轮做的额外功为所以总功为所以滑轮组机械效率为3、600W【解析】【详解】由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则绳子自由端移动的距离为s＝3h＝3×10m＝30m拉力所做的功为W＝Fs＝100N×30m＝3000J拉力的功率为4、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。5、80%18N【解析】【详解】[1]拉力做的总功W总＝Fs＝90N×10m＝900J拉力做的有用功W有用＝Gh＝120N×6m＝720J斜面的机械效率[2]因为W总＝W有用+W额，所以额外功W额＝W总﹣W有用＝900J﹣720J＝180J由W额＝fs知道，物体受到的摩擦力6、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7、不做在此过程中，运动员没有对足球施加作用力【解析】【详解】[1][2]足球运动员用力踢足球，足球由于惯性，离开人足后，会在草地上继续滚动，由于受地面给球的摩擦力，会慢慢停下来，在足球离开人足后的运动过程中，运动员对球没有力的作用，故运动员对足球不做功。8、定等臂改变力的方向【解析】【详解】[1][2][3]定滑轮使用时，滑轮的轴固定不变，所以旗杆顶部的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是一个等臂杠杆，它不能省力，但可以改变力的方向。9、CBA【解析】【详解】[1][2][3]铁锹的工作原理可看成费力杠杆，如图人握住C点不动，往上提拉B点带动A处重物上升。故支点是C点，动力作用点是B点，阻力作用点是A点。10、秒表150【解析】【详解】[1][2]用秒表测出从一楼登上三楼用了20s的时间，上楼的高度h＝2×3m＝6m[3]小明上楼的功率三、计算题1、（1）2000N；（2）1kg【解析】【详解】解：（1）已知汽车行驶的速度为输出功率为由可知汽车的牵引力为（2）已知汽油机的效率为汽车发动机做的有用功为由可知消耗的汽油完全燃烧放出的热量为由可知汽车消耗的汽油质量为答：（1）汽车向前的牵引力为2000N；（2）汽车消耗的汽油是1kg。2、（1）750J；（2）20kg【解析】【详解】解：（1）此过程中人所做的功为（2）该定滑轮的机械效率是80%，则有用功为则物体重力为物体质量为答：（1）此过程中人所做的功为750J；（2）该定滑轮的机械效率是80%，则正方体物体的质量是20kg。3、（1）1.5×103N；（2）3×104J；（3）22.86m/s【解析】【详解】解：（1）依题意得，货车空载行驶时所受的阻力（2）货车空载时以72km/h的速度匀速行驶，1.0s内货车运动的路程为由二力平衡得，货车的牵引力为1.0s内货车牵引力做的功为（3）当货车装载N重的货物，货车的牵引力为以80kW的额定功率匀速行驶时，货车行驶的