2022年苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专题测试试卷(含答案详解版).docx

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专题测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
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、下列说法中正确的是（　　）
A．机械做的有用功越多，机械效率越大 B．机械效率大的功率一定大
C．机械做功可以省力或省距离，但不能省功 D．机械做功时间短的，功率一定大
2、如图装卸工人用沿斜面的力F=200N，匀速将G=800N的货柜从斜面底端推上1m高的货车，下列分析正确的是（　　）

A．此过程中，斜面对货柜支持力做功0J
B．此过程中，推力做功800J
C．货柜受到的重力和斜面对货柜的支持力二力平衡
D．货柜受到的重力和货柜对斜面的压力二力平衡
3、下列工具在使用时属于费力杠杆的是　　
A．羊角锤 B．筷子
C．手推车 D．核桃夹子
4、重为100N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.5m/s的速度作匀速直线运动，弹簧测力计的示数为4N。不计滑轮、绳子、弹簧测力计的重力，忽略绳子与滑轮间的摩擦。则（　　）

A．物体A受到水平面的摩擦力为5N
B．拉力F的功率为4W
C．若物体A匀速运动2s，拉力F做功为4J
D．物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是一对平衡力
5、如图所示，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．镊子 B．瓶盖启子
C．钳子 D．托盘天平
6、如图所示的工具中，在使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．镊子 B．开瓶器
C．筷子 D．船桨
7、根据如图所示的几个情景，下列说法正确的是　　
A．女孩搬起一个箱子，女孩对箱子做了功
B．吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对货物做了功
C．司机未能推动汽车但费了很大的力，司机对汽车做了功
D．足球被踢出后在草地上滚动的过程中，运动员对足球做了功
8、测量爬楼的功率，小明和小华两人团结协作准备测量小明爬楼梯的功率，以下做法正确的是（　　）
A．需要测量出小华的体重、爬楼的高度、爬楼的时间
B．需要测量出小明的体重、楼梯的总长度、爬楼的时间
C．小明爬楼所用的时间最好是小明自己手握秒表测量
D．测量小明爬楼的功率需要测量3次而后求平均值，这样最为准确
9、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=W2 η1<η2
C．W1=W2η1>η2 D．W1>W2η1<η2
10、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＝3N
B．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3J
D．此过程中，FB最大值为3N
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、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。

2、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。

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、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）

5、图中所示每个指甲前中总共有______个杆杠，其中图甲和图乙是指甲剪的两种装配方法，其中图________ 的装法比较好，用起来比较________。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、小清去超市买了一袋10kg的面粉，他将这袋面粉一口气从一楼扛到三楼的家中。已知小清的质量为60kg，每层楼的高度为3m。通过计算回答：小清扛着这袋面粉（面粉袋的质量忽略不计）从一楼到三楼的过程中，总共做功多少焦？（g=10N/kg）
2、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g=10N/kg）。求：
（1）动滑轮的重力为多少N？
（2）内拉力F的功率为多少W？
（3）此装置提升重物的最大机械效率约为多大？

3、一辆轿车发动机的牵引力的功率P为90kW，现以v＝108km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶。运动过程中轿车受到的阻力不变。
（1）请推导：P＝Fv（其中F表示轿车发动机的牵引力，v表示轿车行驶的速度，P表示轿车牵引力的功率）；
（2）求该轿车在加速启动过程中受到的阻力为多少？
4、 “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？
5、如图所示杠杆处于水平平衡状态，已知AB=1m，GA=12N，GB=8N，试求OA的长度；若将B端加4N的重物，欲使杠杆重新平衡，则支点O应怎样移动位置？

-参考答案-
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
A．有用功与总功的比值叫机械效率，不知道总 功，只知道机械做的有用功多，机械效率不一定大，故A错误；
B．机械效率是有用功与总功的比值，而功率是功与时间的比值，二者没有必然的联系，所在机械效率大的功率不一定大，故B错误；
C．机械做功可以省力或省距离，但不能省功，故C正确；
D．功率是功与时间的比值，不知道做功的多少，做功时间短的，功率不一定大，故D错误。
故选C。
2、A
【解析】
【详解】
A．斜面对货柜支持力与斜面相垂直，但货柜在此支持力的方向没有通过一定的距离，由公式知，支持力没有做功，故A正确；
B．已知推力F=200N，斜面长度为，所以推力做的

故B错误；
C．货柜受到的重力竖直向下，斜面对货柜的支持力与斜面相垂直斜向上，两个力不在同一直线上，所以不是平衡力，故C错误；
D．货柜受到的重力竖直向下，货柜是受力物体；货柜对斜面的压力与斜面垂直斜向下，两个力方向不相反，所以这两个力不是平衡力，故D错误。
故选A。
3、B
【解析】
【分析】
【详解】
A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
4、B
【解析】
【详解】
A．对A进行受力分析，其受到了向左的拉力和向右的摩擦力，向左总拉力为8N，那么向右的摩擦力为8N，故A不符合题意；
B．拉力F的功率

故B符合题意；
C．若物体A匀速运动2s，拉力F做功为

故C不符合题意；
D．物体A受到的支持力和物体A对水平面的压力是两个物体间的作用力与反作用力，故是相互作用力，故D不符合题意。
故选B。
5、A
【解析】
【详解】
A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，故是费力杠杆，故A正确；
B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故B错误；
C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，故是省力杠杆，故C错误；
D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D错误。
故选A。
6、B
【解析】
【详解】
A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；
B．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B符合题意；
C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
7、A
【解析】
【分析】
【详解】
A．女孩搬起一个箱子，女孩对箱子有力，且沿力的方向运动了一段距离，所以女孩对箱子做了功，故A正确；
B．吊车吊着货物水平移动一段距离，吊车对物体施加的一个力，但没有在力的方向上移动距离，吊车没有对货物做功，故B错误；
C．司机费了很大的力也未能推动汽车，虽然有力但没有距离，所以司机对汽车没有做功，故C错误；
D．足球被踢出后在草地上能继续滚动是由于惯性，此过程中运动员对足球不再做功，故D错误。
故选A。
8、C
【解析】
【详解】
AB．爬楼要克服自身重力做功，且做功功率为

所以，实验时需要测量是被测量者的体重（质量m）、楼高h、爬楼所用时间t，故A B错误；
C．小明自己手握秒表测量，便于掌握开始和结束的时间，计时较准确，故C正确；
D．若不断地爬楼3次，由于受到体力的影响，爬楼的时间会越来越长，爬楼的功率会越来越小，最终求得的值将比通常情况下的功率值偏小，故D错误。
故选C。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、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

2、 200 6
【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。
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、 定 8 3800 95%
【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

5、 3 甲 省力
【解析】
【详解】
[1]根据杠杆的定义，由结合图可知，指甲剪中总共3个杠杆组成，分别是：①指甲剪上边的一片，ABC，支点是B；②中间的一片，CBE，支点是E；③下边的一片，DE，支点是E。
[2][3]甲图中的中间一片，CBE，动力作用点B距离支点E比较远，动力臂更长，用起来更省力，所以甲图装配比较好。
三、计算题
1、4200J
【解析】
【详解】
解：人和面粉的总重力

从一楼到三楼的过程中，上升高度

则小清扛着这袋面粉从一楼到三楼的过程中，总共做的功

答：总共做功4200J。
2、（1）10N；（2）4W；（3）81.8%。
【解析】
【详解】
解：（1）由图丙可知，在内，A被匀速提升，由图乙可知拉力

由图甲可知绳子

忽略绳重及摩擦，根据滑轮组拉力公式

则动滑轮的重力为

（2）由图丙可知，内，A上升的速度为

则拉力端移动速度为

内拉力F的功率为

（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力为

则由上式可知，当绳子C最大拉力为60N时，绳子B拉力为110N>100N，则B处的绳子会被拉断；当绳子B最大拉力为100N时，绳子C的拉力为55N＜60N，此时两绳子都不会被拉断；所以要以B处最大拉力100N为准（此时FC最大=55N），且绳子B的拉力为

则此装置最多能匀速运载货物的重力为

此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率为

答：（1）动滑轮的重力为10N；
（2）内拉力F的功率为4W；
（3）此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。
3、（1）见解析；（2）3000N
【解析】
【详解】
解：（1）根据功率的定义式可得

（2）轿车匀速运动时，所受的阻力与牵引力为一对平衡力

由题可知，运动过程中轿车受到的阻力不变，即加速启动过程中所受到的阻力仍为3000N。
答：（1）见推导过程；
（2）该轿车在加速启动过程中受到的阻力为3000N。
4、（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%=15000N30%=4500N
牵引力所做的功为
W=Fs=4500N×100000m=450000000J
（2）40kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=qm=40kg=1600000000J
此时汽车所做的有用功
W有==8%1600000J=128000000
汽车行驶的路程
s===64000m
答：（1）从家到南京全程100km，这段路程中汽车牵引力所做的功为450000000J。
（2）油箱加满后最多能行驶64000m。
5、0.4m；右移0.1m
【解析】
【详解】
解：当杠杆平衡时有

即

解得
OA=0.4m
当B端加4N的重物时，设支点为，杠枰平衡时有

将GA=12N，GB=8N带入，解得

即支点O应向右移0.1m。
答：OA的长度是0.4m；若将B端加4N的重物，欲使杠杆重新平衡，则支点O应右移0.1m。