綜合解析蘇科版九年級物理上冊第十一章簡單機械和功同步練習試卷(附答案詳解)

蘇科版九年級物理上冊第十一章簡單機械和功同步練習考試時間：90分鐘；命題人：物理教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務(wù)必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題30分）一、單選題（10小題，每小題3分，共計30分）1、如圖，重為G的物體在不同簡單機械中均處于平衡狀態(tài)（不計機械自重和摩擦），拉力F1、F2、F3的的大小關(guān)系是（）A．F3＜F1＜F2 B．F2＝F3＜F1C．F2＜F3＝F1 D．F2＜F1＜F32、如圖所示，重力不計的杠桿可繞O點無摩擦轉(zhuǎn)動，在A端用輕質(zhì)細繩懸掛一質(zhì)量為200g的物體M，同時在B點施加一個始終垂直于杠桿的拉力FB，杠桿繞O點勻速轉(zhuǎn)動到虛線位置，OA＝3m，AB＝1m。下列說法正確的是（）A．杠桿拉至與墻面夾角為30°時，F(xiàn)B＝3NB．拉力F逐漸變大C．杠桿繞O點緩慢轉(zhuǎn)動到水平位置時拉力FB做的功為3JD．此過程中，F(xiàn)B最大值為3N3、引體向上是一種簡單易行的體育鍛煉活動，在做引體向上時，雙臂的拉力克服重力做功使身體上升。小明同學每分鐘按標準完成了20個引體向上，在這一過程中，小明消耗的功率最接近（）A．15W B．30W C．60W D．120W4、圖所示為某同學在生命科學實驗中使用鑷子夾取玻璃蓋片的場景，使用此鑷子（）A．省力且省距離 B．省力但費距離 C．費力且費距離 D．費力但省距離5、用力沿水平方向拉水平桌面上的木塊，拉力大小隨時間變化的圖像如圖甲所示，物塊速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。下列有關(guān)拉力做功及其功率的分析正確的是（）A．10~30s內(nèi)拉力做功為32JB．50s內(nèi)拉力做功為80JC．10~30s內(nèi)拉力的功率逐漸變大D．30~40s內(nèi)拉力的功率逐漸變大6、氣功表演者躺在地上，胸部上面放上一塊大石板，旁邊的人掄起大錘子向胸部上面的石板砸去，石板被砸成碎塊，石板下面的人卻安然無恙。關(guān)于這種現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．錘子向石板砸去的過程中，重力對錘子沒有做功B．石板被砸成碎塊的過程中，錘子沒有受到石板的作用力C．人安然無恙是由于胸部承受的壓力小于石板承受的壓力D．石板被砸成碎塊說明力可以改變物體的形狀7、如圖所示的簡單機械中一定省力的是（）A．筷子 B．核桃夾C．釣魚竿 D．船槳8、一個物體在一恒力的作用下沿水平方向勻速運動，圖中能反映恒力所做的功與時間的對應(yīng)關(guān)系的是（）A． B． C． D．9、甲、乙兩種機器所做的總功之比是2:3，機械效率之比是3:1，則它們所做的有用功之比（）A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:210、下列工具中，在使用時屬于費力杠桿的是（）A．開瓶器 B．鋼絲鉗C．食品夾 D．核桃夾第Ⅱ卷（非選擇題70分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計20分）1、在建蘭“農(nóng)情蜜意”收獲的季節(jié)，小樓幫忙運收蔬菜，初次干農(nóng)活的他在左筐中裝了4kg，右筐中裝了5kg，如果扁擔的長度為1.8m，則他在距扁擔左端______m處將蔬菜挑起來才能使挑擔水平（扁擔和筐的重力均不考慮）；為了方便行走，小樓將兩筐蔬菜同時向內(nèi)移動了0.2m，則需要______筐（選填“左”或“右”）增加約______kg（保留1位小數(shù)）蔬菜，才能基本保持挑擔水平。2、如圖是使用手機和自拍桿進行自拍時的示意圖，將自拍桿看作一個杠桿，O為支點。（1）請畫出動力F1的力臂L______；（2）若忽略自拍桿的重力，有同學說“在自拍時，手機的重力就是自拍桿這個杠桿受到的阻力。”你同意這種說法嗎？______。簡述你的理由：______。3、小明通過機械將重為100N的重物在5s內(nèi)豎直向上勻速提升了2m，機械效率為80%，則此過程中小明做功的功率P=___________W。4、如圖所示，沿斜面把質(zhì)量為120kg的物體勻速拉到最高處，沿斜面向上的拉力F=500N，斜面長3m、高1m。則其機械效率是___________，物體所受摩擦力是___________N。（g取10N/kg）5、在水平地面上，10s內(nèi)用50N的力沿水平方向拉著重為100N的小車前進5m，重力做功等于______J，拉力做功的等于______J，拉力的功率為______W。三、計算題（5小題，每小題10分，共計50分）1、上海自主研發(fā)了一種氫燃料汽車，它使用氫氣代替汽油。在一次測試中，汽車在水平路面行駛，它的發(fā)動機輸出3000N的牽引力，汽車在5min內(nèi)行駛了9000m。求這段時間內(nèi)：（1）汽車牽引力所做的功。（2）汽車牽引力做功的功率。2、用如圖所示的滑輪組提升重物，在電動機拉力的作用下，重為1000N的物體在10s內(nèi)勻速豎直上升了2m，已知動滑輪重為80N，忽略繩重與摩擦。求：（1）滑輪組對物體做功的功率；（2）滑輪組的機械效率。3、在斜面上將一個重為5N的物體，從底端沿斜面勻速拉到頂端（如圖示），所用時間為5s，斜面長s=1m、高h=0.2m，該斜面的機械效率為80%。求：（1）拉力所做的有用功。（2）拉力所做的總功率。（3）物體在斜面上受到的摩擦力。4、工人利用如圖所示的滑輪組將重400N的物體向上勻速提起2m。所用拉力為250N（1）滑輪組的機械效率是多少？（2）若用此滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升2m，拉力在這一過程中所做的功是多少？（不計繩重和摩擦力）（解答要求：要寫出依據(jù)的主要公式或變形公式，要有數(shù)據(jù)代入和運算結(jié)果）5、如圖所示為集合最新IT技術(shù)的人工智能醫(yī)護機器人。若該機器人工作時的功率為80W，在水平地面上勻速直線行駛10m用時10s，求：（1）機器人行駛的速度；（2）機器人牽引力做的功；（3）機器人行駛時受的牽引力。-參考答案-一、單選題1、B【解析】【詳解】由題知，不計機械自重和摩擦。第一幅圖中L1＝L2為等臂杠桿，由杠桿平衡條件可得F1＝G第二幅圖是滑輪組，承擔總重的繩子段數(shù)n＝3，則第三幅圖是輪軸，此時的即動力作用在輪上，此時的動力為由此可知F2＝F3＜F1故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。2、D【解析】【詳解】AD．當杠桿轉(zhuǎn)到水平位置時拉力最大，由杠桿平衡條件可得又所以有解得故A錯誤，D正確；BC．由于阻力臂先增大后減小，拉力也是先增大后減小，當杠桿轉(zhuǎn)到水平位置時，拉力做的功等于克服物體重力做功為故BC錯誤。故選D。3、C【解析】【詳解】小明同學的質(zhì)量大約為：,身高上升高度為，，，小明同學的體重為做一次引體向上需克服重力做的功1min內(nèi)做的總功小明的功率與60W比較接近。故選C。4、D【解析】【詳解】使用鑷子夾取玻璃蓋片時，動力臂小于阻力臂，所以鑷子是一個費力杠桿，好處是省距離。故選D。5、C【解析】【詳解】A．結(jié)合圖甲、乙兩圖知，0~10s，水平拉力由0增大到4N，木塊處于靜止狀態(tài)；10~30s，水平拉力由4N增大到12N，木塊做加速運動，不知道木塊運動的距離，由W=Fs可知，無法確定做功的多少，故A錯誤；B．50s內(nèi)，由圖甲可知拉力在變化，不知道物體運動的距離，由功的公式W=Fs可知，無法計算拉力做的功，故B錯誤；C．10~30s內(nèi)，由圖甲可知，拉力逐漸增大，木塊的速度逐漸增大，根據(jù)知，拉力的功率逐漸變大，故C正確；D．30~40s，水平拉力保持為4N不變，木塊做勻速直線運動，根據(jù)知，拉力的功率保持不變，故D錯誤；故選C。6、D【解析】【詳解】A．錘子向石板砸去的過程中，錘子受到重力豎直向下，距離的方向豎直向下，故重力對錘子做功，故A錯誤；B．物體間力的作用是相互的，石板被砸成碎塊的過程中，錘子也受到石板的反作用力，故B錯誤；C．胸部承受的壓力等于石板承受的壓力與石板的重力之和；人安然無恙的原因主要是因為人的受力面積大，壓力的作用效果不明顯，故C錯誤；D．石板被砸成碎塊說明力可以改變物體的形狀，故D正確。故選D。7、B【解析】【詳解】ACD．筷子、釣魚竿、船槳在使用過程中，動力臂小于阻力臂，都屬于費力杠桿，故ACD不符合題意；B．核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B符合題意。故選B。8、B【解析】【詳解】一個物體在一恒力的作用下沿水平方向勻速運動，說明物體受到的拉力和物體的運動速度不變，根據(jù)W＝Fs、s＝vt可得W＝Fvt，所以可知恒力所做的功與時間成正比，則W﹣t是一條過原點的傾斜直線，其對應(yīng)的圖像為B。故選B。9、B【解析】【詳解】由可得則它們有用功之比為故選B。10、C【解析】【詳解】A．開瓶器在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；C．食品夾在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C符合題意；D．核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。故選C。二、填空題1、1右0.3【解析】【詳解】[1]由題意可知，左、右兩筐中蔬菜的重力分別為：因扁擔和筐的重力均不考慮，可設(shè)挑擔水平平衡時，他在距離扁擔左端為L，則右側(cè)部分距離扁擔（1.8m﹣L），由杠桿的平衡條件可得則[2][3]小樓將兩筐蔬菜同時向內(nèi)移動了0.2m時，左、右兩筐重力的力臂分別為：則由可知，要保持挑擔水平，應(yīng)向右筐增加蔬菜，設(shè)其質(zhì)量為m，則其重力為由杠桿的平衡條件可得即解得2、不同意見解析【解析】【詳解】（1）[1]力F1的力臂是從支點O到F1的作用線的距離L，如圖所示：（2）[2][3]手機重力的作用點在手機的重心，受力物體是手機；自拍桿這個杠桿受到的阻力，受力物體是自拍桿，作用點在手機與自拍桿的接觸點，所以手機的重力不是自拍桿這個杠桿受到的阻力?？梢赃@樣說：手機對自拍桿的作用力為阻力。3、50【解析】【詳解】此過程中有用功W有用=Gh=100N×2m=200J根據(jù)可知，總功為小明做功的功率4、80%100【解析】【詳解】[1]有用功W有=Gh=mgh=120kg×10N/kg×1m=1200J拉力做的總功W總=Fs=500N×3m=1500J機械效率[2]額外功W額=W總-W有=1500J-1200J=300J物體所受的摩擦力5、025025【解析】【詳解】[1]如果一個力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了功。重力的方向是豎直向下的，而小車在水平方向上前進，小車沒有在重力方向上移動距離，所以重力不做功，即重力做功為0。[2]由題意可知，拉力，小車沿力的方向移動的距離，故拉力做的功[3]由題意可知，小車在拉力的作用下，10s內(nèi)前進了5m，即，故拉力做功的功率三、計算題1、（1）2.7×103J；（2）9×104W【解析】【詳解】解：(1)由W=Fs可求牽引力做功為W=Fs=3000N×9000m=2.7×107J(2)由可求汽車牽引力做功功率為答：（1）汽車牽引力所做的功為2.7×103J。（2）汽車牽引力做功的功率為9×104J。2、（1）200W；（2）92.6%【解析】【詳解】解：（1）滑輪組對物體做功滑輪組對物體做功的功率（2）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝3，忽略繩重與摩擦，電動機對繩的拉力拉力做的總功滑輪組的機械效率答：（1）滑輪組對物體做功的功率為200W；（2）滑輪組的機械效率為92.6%。3、（1）1J；（2）0.25W；（3）0.25N【解析】【詳解】解：（1）根據(jù)題意知道，拉力做的有用功W有用=Gh=5N×0.2m=1J（2）由知道，拉力做的總功由知道，拉力做功功率（3）由于W總=W有用+W額外所以額外功W額=W總﹣W有用=1.25J﹣1J=0.25J由W額=fs知道，摩擦力大小答：（1）拉力所做的有用功為1J；（2）拉力所做的總功率為0.25W；（3）物體在斜面上受到的摩擦力為0.25N。4、（1）80%；（2）2000J【解析】【詳解】解：（1）由圖可知，n=2，那么s=2h=2×2m=4m當提升G=400N的重物時W有=Gh=400N×2m=800JW總=Fs=250N×4m=1000J滑輪組的機械效率（2）因為W總＝W有用+W額，所以W額=W總﹣W有用=1000J﹣800J=200J不計滑輪的摩擦和繩