综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》章节训练试题（解析版）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》章节训练考试时间：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、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．1.5J2、如图所示，重力不计的杠杆可绕O点无摩擦转动，在A端用轻质细绳悬挂一质量为200g的物体M，同时在B点施加一个始终垂直于杠杆的拉力FB，杠杆绕O点匀速转动到虚线位置，OA＝3m，AB＝1m。下列说法正确的是（）A．杠杆拉至与墙面夹角为30°时，FB＝3NB．拉力F逐渐变大C．杠杆绕O点缓慢转动到水平位置时拉力FB做的功为3JD．此过程中，FB最大值为3N3、如图，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的的大小关系是（）A．F3＜F1＜F2 B．F2＝F3＜F1C．F2＜F3＝F1 D．F2＜F1＜F34、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5、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%6、关于杠杆，下列说法正确的是（）A．力臂一定是杠杆上的一部分B．力臂就是从支点到力的作用线的距离C．只有在费力情况时才能省功D．杠杆平衡时，动力+动力臂与阻力+阻力臂总是相等的7、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8、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9、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5010、“节约用水，人人有责”，我们应养成随手关闭水龙头的好习惯。水龙头手柄可视为如图所示杠杆，O为支点，F为阻力，分别沿图示的三个方向用力关闭水龙头，下列说法正确的是（）A．沿F1方向最省力 B．沿F2方向最省力C．沿F3方向最省力 D．三个方向同样省力第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、如图甲和乙所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作；实验证明：使用定滑轮可以______；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向；分析可知______的机械效率较高。2、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。3、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___________。4、如图甲，用滑轮组将重为120N的物体匀速提起，在5s内绳子自由端移动的距离为2m，图乙是拉力F与绳自由端移动距离s的关系图象，不计绳重和摩擦。则图乙中阴影部分的面积表示的物理量的单位是______，拉力F的功率是______W，动滑轮的重是______N。5、如图所示，升旗用的旗杆顶上安装一个_____滑轮，此滑轮相当于_____杠杆，好处是可以______。6、如图所示，重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动，木棒OA∶OB=3∶2，物体乙的质量为6kg。物体乙受到的重力是________N，甲的重力为70N，把甲乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时，木棒在水平位置平衡，此时物体甲受到地面的支持力________N。7、如图甲所示。放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和图丙所示。由图像可知，当t＝1s时，物体处于______（填“加速”、“匀速”或“减速”）状态；在物体做匀速直线运动的阶段，推力F做的功为______J，推力的功率为______W。8、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。9、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。10、将一根粗细均匀的铁丝弯成直角，两直角边边长之比为2∶1，将角顶放在一光滑细钉上（如图所示），当直角铁丝静止时，短边和竖直方向的夹角θ的正切等于________。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、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。2、一个工人用如图所示的滑轮组提升500N的货物，所用拉力为200N，物体在1min内被匀速提高5m，不考虑绳重和摩擦，求：（1）工人拉力的总功率；（2）匀速提升500N的货物时，滑轮组的机械效率；（3）若用此滑轮组匀速提升800N的货物，工人需要用的拉力。3、“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？4、用如图所示滑轮组匀速提升重为350N的物体，人对绳的拉力为200N，不计绳重和摩擦，求：（1）动滑轮重力；（2）滑轮组的机械效率；（3）在此过程中，物体在5s内匀速上升了2m，求拉力的功率；（4）如果人的体重为500N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重是多少。5、如图所示，绳重及摩擦不计，工人将重为800N的物体匀速提至高处，滑轮组的机械效率80%。求：（1）人对绳子的拉力F为多少；（2）如果用这个滑轮组将重600N重物提升5m，则此时机械效率为多少。-参考答案-一、单选题1、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。2、D【解析】【详解】AD．当杠杆转到水平位置时拉力最大，由杠杆平衡条件可得又所以有解得故A错误，D正确；BC．由于阻力臂先增大后减小，拉力也是先增大后减小，当杠杆转到水平位置时，拉力做的功等于克服物体重力做功为故BC错误。故选D。3、B【解析】【详解】由题知，不计机械自重和摩擦。第一幅图中L1＝L2为等臂杠杆，由杠杆平衡条件可得F1＝G第二幅图是滑轮组，承担总重的绳子段数n＝3，则第三幅图是轮轴，此时的即动力作用在轮上，此时的动力为由此可知F2＝F3＜F1故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4、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。5、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。6、B【解析】【详解】A．力臂不一定是杠杆的长度，力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上，故A错误；B．力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，故B正确；C．使用任何机械都不能省功，故C错误；D．根据杠杆的平衡条件，杠杆平衡时，动力×动力臂与阻力×阻力臂总是相等的，故D错误。故选B。7、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。8、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。9、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。10、B【解析】【详解】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，在阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；在杠杆的最上端点施加动力，当动力的方向与支点和力的作用点的连线垂直时，动力臂最大，此时最省力，即沿F2方向最省力。故选B。二、填空题1、改变力的方向，但不能省力甲【解析】【详解】[1]从甲图中可以看出，三次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，故可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。[2]由甲图中数据可知，定滑轮的机械效率为由乙图中数据可知，动滑轮的机械效率为可知η定>η动，即甲的机械效率高。2、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3、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4、焦耳2030【解析】【详解】[1]图乙中纵坐标表示拉力，且拉力大小为50N不变，横坐标表示绳子自由端移动的距离，所以，阴影部分的面积为拉力与绳子自由端移动的距离的乘积，表示拉力所做的总功，功的单位是焦耳[2]由题知，在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=2m，则拉力做的总功W总=Fs=50N×2m=100J拉力的功率[3]由图知n=3，不计绳重和摩擦，则故动滑轮的重力G动=3F-G=3×50N-120N=30N5、定等臂改变力的方向【解析】【详解】[1]滑轮在使用时轴是固定不动的，是定滑轮，升国旗用的旗杆顶上安装一个定滑轮。[2][3]定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以定滑轮实际上是一个等臂杠杆，因此使用定滑轮不能省力，好处是可以改变力的方向。6、6030【解析】【详解】[1]由题意可知，物体乙的质量为6kg，故可知物体乙的重力为G乙=m乙g=6kg×10N/kg=60N[2]因物体乙受力平衡，对物体乙受力分析可知，绳子对B端的拉力FB等于物体乙的重力G乙，即FB=G乙=60N因木棒在水平位置平衡，故由杠杆的平衡条件可得解得A端受到绳子的拉力为因物体甲处于受力平衡状态，对物体甲受力分析可知，物体甲受到地面的支持力为F支=G甲-FA=70N-40N=30N7、加速84【解析】【详解】[1]由v﹣t图像可知，在0~2s内，物体的速度随时间均匀增加，即物体做加速运动，因此当t＝1s时，物体处于加速状态。[2]由v﹣t图像可知，在2~4s内，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v＝2m/s；根据v＝可得，在2~4s内物体通过的距离s＝vt＝2m/s×2s＝4m由图乙知，2~4s内物体受到的推力F＝2N，推力F做的功W＝Fs＝2N×4m＝8J[3]推力的功率8、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9、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10、4【解析】【详解】如图所示NO=2OM，铁丝平衡，根据杠杆平衡条件代入数据故OA=2OB由图可知夹角θ的正弦夹角θ的余弦夹角θ的正切三、计算题1、（1）6000N；（2）3.75×104J；（3）80%【解析】【详解】解：（1）建筑材料所受的重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N（2）由图知，动滑轮上的绳子段数为3段，即n=3，绳子自由端移动距离s=nh=3×5m=15m起重机对绳拉力做的功（总功）W总=Fs=2500N×15m=3.75×104J（3）所做的有用功为W有用=Gh=6000N×5m=3×104J塔式起重机的机械效率为答：（1）建筑材料所受的重力为6000N；（2）起重机对绳拉力做的功为3.75×104J；（3）塔式起重机的机械效率为80%。2、（1）50W；（2）83.3%；（3）300N【解析】【详解】解：（1）绳子自由端移动的距离总功总功率（2）有用功滑轮组的机械效率（3）由于不考虑绳重和摩擦，动滑轮重若用此滑轮组提升800N的货物，所需拉力答：（1）工人拉力的总功率是50W；（2）匀速提升500N的货物时，滑轮组的机械效率是83.3%；（3）若用此滑轮组匀速提升800N的货物，工人需要用的拉力是300N。3、（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%=15000N3