苏科版九年级物理上册《简单机械和功的计算》专项测试卷及答案

第页答案第=page11页，共=sectionpages22页苏科版九年级物理上册《简单机械和功的计算》专项测试卷及答案1．2025年2月16日，石头G30Space探索版机器人上市，搭载了行业首创的五轴仿生机械手，让扫地机器人具备了拾取、搬运等能力，可以自动将袜子归位脏衣篓、玩具收进收纳箱，甚至将垃圾投入垃圾桶。如图所示该机器人将一只棉袜从地面捡起，匀速举高0.35m，已知棉袜的质量约为30g。（取10N/kg）求：此过程中机器人对棉袜做的功。2．小明同学周末参观深圳市科学技术馆，在装配式建筑区域发现有一座塔吊模型（图1）。通过查找资料，他发现塔吊的内部结构简化图如图2所示。小明通过图3的滑轮组模拟塔吊将重480N的物体在10s内提升2m，该过程中绳子末端施加的拉力大小为200N。（不计绳重及摩擦）求：(1)动滑轮的重力；(2)滑轮组的机械效率；(3)拉力的功率。3．如图所示，体重为60kg的工人利用滑轮组提升重为900N的物体A，所用拉力为F，物体A匀速上升了2m，用时10s，此时滑轮组的机械效率为75%（不计绳重与摩擦），求：(1)滑轮组所做的有用功；(2)拉力F的功率；(3)动滑轮的重力。4．工人用如图所示的滑轮组，在20s内将100kg货物匀速向上移动4m，已知拉力F的大小为400N，在此过程中机械的摩擦力及绳重忽略不计。求：(1)拉力F做的功；(2)拉力F的功率；(3)滑轮组的机械效率。5．随着科技的进步，AI机器人将逐渐改变我们的生活。如图所示是我国自主研发的某款人形机器人，具有智能灵巧身手。某次测试中，该机器人用100N竖直向上的力将物体在2s内匀速抬高2m。求：(1)机器人对物体所做的功；(2)机器人对物体做功的功率。6．如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N。某同学在2s将物体沿竖直方向匀速提升10cm，此时弹簧测力计的示数如图所示。求：（1）滑轮组的机械效率是多少？（2）该同学提升物体的功率是多少？7．如图是一轻质杠杆，在支点左侧处的A点用细绳系住边长为的正方体，将重的物体N（未画出）挂在支点的右侧点（未画出），当时，正方体对压力传感器的压强为。求：(1)A点对绳子向上的拉力；(2)正方体的重力；(3)压力传感器的示数为0时，物体N的位置。8．如图是我国自主研制的气垫两栖登陆艇。该艇具备极快的运行速度和较强的适应能力，可以在短时间内将主战坦克直接送上滩头，加强了我国军队的两栖登陆能力。在某次训练中，该登陆艇用时3min匀速直线行驶了5400m，已知期间所受阻力约为2.5×105N，登陆艇发动机对外输出的总功为，推进力所做的功为有用功。试计算，该过程中：(1)登陆艇的推进力做了多少功?(2)登陆艇的推进力做功的功率是多少?(3)该登陆艇发动机的机械效率是多少?9．小李在家中自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的点将轻杆悬挂起来，在轻杆的端悬挂重为的沙袋，在端施加竖直向下的力，使轻杆在水平位置平衡。小李重，脚与地面的接触总面积为。（不计杠杆自重）求：(1)轻杆在水平位置平衡时，小李的拉力；(2)轻杆在水平位置平衡时，小李对地面的压强；(3)在端施加竖直向下作用力，使沙袋匀速提升，小李做的功。10．小星用250N的拉力，使用定滑轮将质量为20kg的物体6s内匀速吊起3m。求：(1)定滑轮的机械效率；(2)工人做功的功率。11．如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F把重500N的物体A以0.1m/s的速度匀速提升30s，不计绳重和摩擦。(1)求动滑轮重。(2)求绳子自由端移动的距离。(3)若用此滑轮组将重800N的物体竖直向上匀速提升，作用在绳子自由端的拉力应为多大？12．工人师傅使用叉车搬运货物的场景如图所示；叉车用2s的时间将质量为1.2t的货物匀速提高0.5m，再以2m/s的速度水平匀速运动20m来到货车旁边，最后再用5s的时间将货物提高1m，装载到1.5m高的货车箱内；试求：（1）整个过程中叉车克服重力所做的功；（2）叉车在货车旁边提升货物时的功率；（3）若叉车水平匀速运动时克服阻力做功的功率为8000W，求叉车受到的阻力。

13．双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。如图，小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶，小红和平衡车的总质量是60kg，受到的阻力是总重的0.1倍，5min通过的路程为0.9km，g取10N/kg。求：（1）平衡车受到的牵引力；（2）平衡车受到的牵引力做的功；（3）平衡车受到的牵引力做功的功率。

14．小明是学校的升旗手，升国旗时，在奏响国歌的内，小明用恒为的拉力将升旗绳往下拉动了，在定滑轮作用下升旗绳另一端的国旗同时匀速上升了相同距离。该国旗质量为，g取，求：(1)小明做的功；(2)小明做功的功率；(3)该过程中的机械效率。15．如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题：(1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s；(2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f；(3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。16．如图所示，用拉力F把物重为G的物体从高为h，长为L的粗糙斜面以速度v由底端匀速拉到顶端的过程中，求：(1)物体由底端运动到顶端的时间；(2)拉力的功率；(3)斜面的机械效率；(4)物体所受的摩擦力；（注：所有物理量表达式都用题干中所给字母表示）17．如图所示是利用5G网络实现远程无人驾驶的纯电动汽车，其质量为1500kg。某次测试中，该车在水平路面上匀速直线行驶1200m，用时10min，行驶过程中汽车牵引力为车重的0.08倍。求：（g取10N/kg）(1)测试过程中，汽车在水平路面上的速度是多少？(2)测试过程中，汽车牵引力做功的功率是多少？18．2025年1月我国某科技公司发布的人形机器人在深圳湾地标建筑前与跑步者同框竞跑的视频刷爆网络。如图所示，该型号机器人腰部装有320度自由旋转电机，可完成大量高难度动作，具备卓越的运动能力，彰显了中国在智能机器人领域的突破性成就。机器人某次用100s匀速跑了200m，运动过程中牵引力大小始终为80N。（g=10N/kg）请计算：(1)该运动过程中机器人牵引力做的功；(2)该运动过程中机器人牵引力的功率。19．如图所示滑轮组，工人师傅利用它站在地面上用150N的拉力向下拉绳，提升重为240N的物体，物体在10s内匀速上升1m。不计绳重和摩擦，请解答下列问题：（1）请在图中画出该滑轮组的绕线；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。20．建筑工地上，工人师傅利用如图所示的滑轮组，站在地面上用F=500N的力向下拉绳，在10s内将重G=800N的重物匀速提升h=2m，不计绳重和摩擦。求：（1）此过程人做的有用功率；（2）此过程人做的总功；（3）该滑轮组的机械效率；（4）动滑轮的重力和提升1000N重物时的拉力。参考答案1．【详解】此过程中机器人对棉袜做的功为2．(1)120N(2)80%(3)120W【详解】（1）由图3可得滑轮组的承重绳子段数n=3，不计绳重及摩擦，动滑轮的重力G动=nF-G=3×200N-480N=120N（2）对物体做的有用功W有=Gh=480N×2m=960J拉力做的总功W总=Fs=Fnh=200N×3×2m=1200J滑轮组的机械效率（3）拉力的功率3．(1)1800J(2)240W(3)300N【详解】（1）滑轮组提升物体所做的有用功W有=Gh=900N×2m=1800J（2）拉力做的总功拉力F的功率（3）不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率可知动滑轮的重力4．(1)4800J(2)240W(3)83.3%【详解】（1）由图可知，绳子段数n=3，所以绳子自由端移动的距离为拉力F做的功为（2）拉力F的功率为（3）物体的重力为有用功为滑轮组的机械效率为5．(1)200J(2)100W【详解】（1）机器人对物体所做的功（2）机器人对物体做功的功率6．（1）83.3%；（2）0.36W【详解】解：（1）由图可知，弹簧测力分度值为0.2N，所以绳子自由端的拉力F=2.4N，通过动滑轮绳子段数n=3，有用功总功滑轮组的机械效率（2）该同学提升物体的功率答：（1）滑轮组的机械效率是83.3%；（2）该同学提升物体的功率是0.36W。7．(1)2N(2)7N(3)支点右侧35cm处【详解】（1）根据杠杆平衡条件则有则绳子对A点拉力为根据相互作用力条件，A点对绳子向上的拉力（2）正方体对压力传感器的压力为根据相互作用力条件，正方体受到压力传感器的支持力根据力的平衡条件，正方体的重力（3）压力传感器的示数为0时，绳子对A点拉力根据杠杆平衡条件则有则长度为则物体N在支点右侧35cm处。8．(1)(2)(3)【详解】（1）登陆艇匀速直线运动时，推进力与阻力大小相等，故F=2.5×105N，移动距离s=5400m，推进力做功为W有用=Fs=2.5×105N×5400m=1.35×109J（2）做功时间t=3min=180s登陆艇的推进力做功的功率（3）该登陆艇发动机的机械效率为9．(1)400N(2)(3)100J【详解】（1）根据杠杆的平衡条件可知则小李的拉力（2）小李对地面的压力小李对地面的压强（3）因为不计杠杆自重，所以使用杠杆做的功和不用杠杆做的功相等，则小李做的功10．(1)80%(2)125W【详解】（1）由题可知物体质量为20kg，物体被提升的高度为3m，拉力为250N，所以物体的重力为物体被提升时有用功为工人对绳子拉力所做的总功为所以定滑轮的机械效率为（2）工人做功的功率为11．(1)100N(2)9m(3)300N【详解】（1）由图可知，动滑轮上的绳子段数n=3，不计绳重和摩擦，根据可得，动滑轮重（2）30s内物体上升的高度绳子自由端移动的距离（3）绳子自由端的拉力12．（1）1.8×104J；（2）2400W；（3）4000N【详解】解：（1）整个过程中叉车提升货物的总高度h总＝0.5m+1m＝1.5m货物的重力G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N整个过程中叉车克服重力所做的功W总＝Gh总＝1.2×104N×1.5m＝1.8×104J（2）叉车在货车旁边提升货物时，用5s的时间将货物提高1m，此过程叉车克服重力所做的功W＝Gh＝1.2×104N×1m＝1.2×104J提升货物时的功率（3）由可得，叉车的牵引力叉车做匀速直线运动，由二力平衡可知f＝F＝4000N。答：（1）整个过程中叉车克服重力所做的功为1.8×104J；（2）叉车在货车旁边提升货物时的功率为2400W；（3）若叉车水平匀速运动时克服阻力做功的功率为8000W，则叉车受到的阻力为4000N。13．（1）60N；（2）5.4×104J；（3）180W【详解】解：（1）小红和平衡车的总重力G=m总g=60kg×10N/kg=600N

由题意可知，平衡车匀速行驶时，受到的阻力是总重的0.1倍，则平衡车受到的阻力f=0.1G=0.1×600N=60N

平衡车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，所以平衡车受到的牵引力F牵=f=60N

（2）5min通过的路程为0.9km，即s=0.9km=900m

牵引力做的功W=Fs=60N×900m=5.4×104J（3）牵引力做功的功率答：（1）平衡车受到的牵引力是60N；（2）平衡车受到的牵引力做的功是5.4×104J；（3）平衡车受到的牵引力做功的功率是180W。14．(1)(2)(3)【详解】（1）由知道，小明做的功（2）由知道，小明做功的功率（3）国旗重力

有用功

机械效率15．(1)6m(2)300N(3)88.9%【详解】（1）物体匀速提升的高度为，如图所示，一共有3段绳子分担动滑轮和物重，故该同学向右移动的距离（2）绳子的拉力为该同学匀速向右移动，同学与地面的摩擦力为（3）提升过程中滑轮组做的有用功为同学对滑轮组所做的总功滑轮组的机械效率16．(1)(2)P=Fv(3)(4)【详解】（1）根据速度公式可知物体由底端运动到顶端的时间（2）拉力的功率（3）斜面的机械效率（4）额外功物体所受的摩擦力17．(1)2 m/s(2)2400W【详解】（1）汽车行驶距离为s=1200m，所用时间为t=10min=600s汽车在水平路面上的速度（2）汽车牵引力F=0.08G=0.08mg=0.08×1500kg×10N/kg=1200N汽车牵引力做功的功率18．(1)16000J；(2)160W【详解】（1）牵引力做的功W=Fs=80N×200m=16000J（2）牵引力的功率19．（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）工人师傅利用它站在地面上用150N的拉力向下拉绳，所以，该滑轮组的绕线如图所示：（2）由（1）可知，承担物重绳子的股数是不计绳重和摩擦，拉力做的总功为拉力的功率为（3）拉力做的有用功为该滑轮组的机械效率为答：（1）见解析：（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。20．（1）1600J；（2）2000J；