综合解析苏科版九年级物理上册《简单机械和功》单元测试试题（含详细解析）

苏科版九年级物理上册《简单机械和功》单元测试考试时间：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<η22、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．10W3、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4、如图所示，下列常用的杠杆工具中，属于省力杠杆的是（）A．金属镊子 B．家用多功能小铡刀C．碗夹 D．筷子5、如图所示，物重为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的大小关系是（）A．F2＜F1＜F3 B．F2＜F1＜F3C．F1＜F2＜F3 D．F2＜F3＜F16、如图所示的滑轮组，当物体A在动滑轮作用下由静止水平向右移动1m时，动滑轮克服物体A的摩擦力做的功为30J，则拉力F的大小（）A．一定是10N B．一定是15NC．一定大于10N D．一定大于15N7、A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则在图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（）A．2个 B．3个 C．4个 D．5个8、提高热机效率的有效途径是（）A．采用优质的燃料 B．减少热机的各种热损失，保证良好的润滑C．使热机具有良好的散热 D．避免使用热机9、关于足球下列说法正确的是（）A．踢出去的足球受到惯性的作用会继续运动，且速度越快惯性越大B．给正在飞行的足球再踢一脚，足球一定会运动得更快C．足球在空中飞行时，没有力对它做功D．运动员踢出的“香蕉球”旋转着前进时能转弯绕过人墙，是因为流体的压强与流速有关10、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%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、用如图装置，在10s内将60N的水桶提升2m，拉力为40N，则拉力的功率为___________W；若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为___________N。2、如图所示的四个滑轮组中，图________可省一半力，图____最费力，图____和图___用力大小一样。3、一个质量为70kg的工人，用图所示的装置提升石板，已知托板重200N，容量足够大，每块石板重100N，绳能承受的最大拉力为800N，滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当工人在4s内将10块石板匀速提升2m时，此装置的机械效率为80%。那么，该工人站在地面上用此装置提升石板的过程中，此装置动滑轮重______N；该工人提升10块石板升高2m做的额外功是______J；该工人此装置提升石板的机械效率最高可达到______%。（保留一位小数）4、如图所示，建筑工人用滑轮提升重为200牛的重物，不计滑轮的重和摩擦，若工人在5秒内将绳子匀速向下拉6米，手拉绳子的力为_____牛，物体上升的高度为____米。5、如图所示，把重力为1000牛的物体A匀速提升3米，不计滑轮自重和摩擦，则作用在细绳自由端的拉力F为__________牛，拉力F做的功为_________焦。若提升物体A所用时间为1分钟，则拉力F做功的功率为________瓦。6、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_________。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、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______。9、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______。10、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。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、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）。3、我国自行设计的新型履带式水陆两栖坦克，如图所示，它既可像普通坦克一样在陆地上高速行驶，又能像船一样在水中航行。在水中某次性能测试中，该坦克的质量为20t，匀速航行时，最大速度为18km/h，受到的阻力是坦克的总重的0.4倍。求：（1）坦克受到的牵引力；（2）航行10min牵引力所做的功；（3）该坦克配备的发动机功率。4、如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，物体在5s内竖直上升了2m，人拉绳的力为250N（不计绳重及摩擦）。求：（1）对重物做的有用功；（2）滑轮组的机械效率。5、如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物匀速上升5m。若不计绳重和摩擦，在此过程中所做的有用功是______J；绳子自由端移动______m，如果用该滑轮组提升1000N的物体，滑轮组的机械效率将______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）。-参考答案-一、单选题1、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。2、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。3、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。4、B【解析】【详解】A．镊子的支点在末端，动力臂约为手指的发力点到镊子末端的距离，阻力臂约为镊子最前端的物体到镊子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故A不符合题意；B．铡刀的支点在刀与底座最前端的连接处，动力臂约为把手到连接处的距离，阻力臂约为铡刀某个中间位置到连接处的距离，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力小于阻力，属于省力杠杆，故B符合题意；C．夹子的末端为支点，动力臂约为手指的发力点到夹子末端的距离，阻力臂约为碗到夹子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故C不符合题意；D．筷子的支点为拇指的按压位置，动力臂约为食指到拇指的距离，阻力臂约为为筷子前端到拇指的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故D不符合题意。故选B。5、B【解析】【详解】不计机械自重和摩擦时：第一个图是等臂杠杆，力臂由杠杆平衡条件可得第二个图是滑轮组，承担总重绳子的段数拉力第三个图是动滑轮，动力作用在轴上故故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。6、C【解析】【详解】由可得物体A受到的摩擦力大小为由图可知，与动滑轮连接的绳子股数有3股，因为要克服绳子与滑轮之间的摩擦，所以故选C。7、A【解析】【详解】由图甲可知，当m＝20g时VA＝10cm3VB＝40cm3则ρA＝＝＝2g/cm3ρB＝＝＝0.5g/cm3所以ρA：ρB＝2g/cm3:0.5g/cm3＝4:1因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝4：1由图乙可知，使用的滑轮组中n＝2，不计摩擦和滑轮的自重，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有N•GB＝·GA则N＝×＝×＝2故A符合题意；BCD不符合题意。故选A。8、B【解析】【详解】BC．热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，所以，减少热量的损失可以提高热机的效率；使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故B符合题意，C不符合题意；AD．采用优质燃料、使热机具有良好的散热不能提高热机效率，不使用热机更不现实，故AD不符合题意。故选B。9、D【解析】【详解】A．踢出去的足球由于具有惯性会继续运动，但惯性不是力，不能说受到惯性的作用，且惯性的大小只与物体质量有关，与物体运动的速度无关，故A错误；B．给正在运动的物体再施加一个力，若使合力方向与运动方向相反，则物体会比原来运动得更慢，故B错误；C．足球离开脚继续飞行是因为足球具有惯性，不再受到脚力的作用；此时足球还受到重力及空气阻力的作用，这两个力都对足球做功，故C错误；D．足球在运动过程中，逐渐向一侧偏移，说明这一侧的压强小，另一侧的压强大，根据流体压强与流速的关系可知，是因为这一侧空气流速快，另一侧空气流速慢，故D正确。故选D。10、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。二、填空题1、620【解析】【详解】[1]绳端移动的距离拉力做的功拉力的功率[2]若不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力2、（b）（c）（a）（d）【解析】略3、5050081.5【解析】【详解】[1][2]由图知，n＝2，若砖被提升h，则拉力端移动的距离s＝2h。当工人匀速提升10块砖时，拉力做的有用功：W有用＝G砖×h＝100N×10×h＝1000N×2m＝2000J，由得拉力做的总功由W总＝W有用+W额得拉力做的额外功W额＝W总﹣W有用＝2500J﹣2000J＝500J不计滑轮的摩擦和绳重，使用滑轮组做的额外功W额＝（G动+G板）h＝（G动+200N）×2m＝500J解得动滑轮重力：G动＝50N。[3]由题知，人使用的最大拉力F最大＝G人＝mg＝70kg×10N/kg＝700N不计滑轮的摩擦和绳重，最大拉力F最大＝（G动+G板+G砖）＝（50N+200N+G砖）＝700N解得能提升的最大砖重：G砖＝1150N，因为每块砖重100N，所以最多能提升砖的数量为1150N/100N=11实际能提升的最大砖重：G砖′＝1100N，此时拉力F最大′＝（G动+G板+G砖′）＝（50N+200N+1100N）＝675N因为滑轮组的机械效率所以最高机械效率4、2006【解析】【详解】[1]图中所示的滑轮是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，物体的重力是200N，则手拉绳子的力也为200N。[2]使用定滑轮不省距离但也不费距离，绳子向下拉6m，则物体上升的高度也是6m。5、500300050【解析】【详解】[1]由图知，使用的是动滑轮，因为不计滑轮自重和摩擦，所以拉力[2]拉力端移动的距离拉力做的功[3]拉力做功的功率6、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。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、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9、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。10、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=30N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）3.5×104Pa；（2）3.6×107J；（3）3×103N；（4）见解析【解析】【详解】解：（1）在水平地面，压力的大小与重力相等，即车对地面的总接触面积为车对地面的压强（2）由题目可知，该车的额定功率为小汽车行驶的时间为该车牵引力所做的功为（3）由得牵引力为汽车做匀速直线运动受到的阻力与牵引力是一对平衡力，则有（4）超载时，质量变大，惯性变大，刹车距离变远，易出交通事故；超载时，对地面压力变大，受力面积一定时，压力越大，对地面的压强越大，易压坏路面或爆胎；超载或超速时，车辆的动能变大，刹车时不易停下来，容易造成车祸。答：（1）该小汽车静止在水平地面上时，对地