苏科版九年级上册第十一章简单机械和功 单元练习（含解析）

苏科版九年级上册 第十一章 简单机械和功
一、单选题
1．如图所示，下列关于国旗杆顶部所装滑轮的说法正确的是（　　）
A．它是定滑轮，用它可以改变力的方向 B．它是定滑轮，用它可以省力
C．它是动滑轮，用它可以省功 D．它是动滑轮，用它可以省力
2．在如图所示的几种杠杆工具中，使用时属于省力杠杆的是（　　）
A．用鱼竿钓鱼
B．用羊角锤拔钉子
C．用筷子夹取食物
D．用铁锹铲煤
3．为迎接 2022 年北京冬奥会，运动员积极训练。关于图中的项目，下列说法正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，重力对运动员做功
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，运动状态不变
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于受到惯性的作用
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与其重力是相互作用力
4．小华发现一只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行，她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23cm，如图所示，当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处时，刻度尺刚好翻转，由此计算出虫子的质量约为（g=10N/kg，刻度尺质量分布均匀，不考虑虫子的长度）（　　）
A．1g B．3g C．7g D．10g
5．在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（　　）
A．0.5G B．2G C．0.5f D．2f
6．一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做匀速直线运动，物体运动的路程（s）-时间（t）图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是（　　）
A．物体10s时的速度等于4s时的速度
B．拉力对物体所做的功大于拉力对物体所做的功
C．物体所受的拉力大于物体所受的拉力
D．拉力对物体做功的功率小于拉力对物体做功的功率
7．我国的99A主战坦克在最近的一场军事演习中纵横驰骋，在高速运动中对假想目标进行了精准炮击，展现了我国99A坦克的卓越性能，下列相关分析正确的是（　　）
A．炮弹在空中飞行过程中坦克对炮弹继续做功
B．99A坦克在水平路面做匀速直线运动时所受合力为零
C．99A坦克宽大的履带是为了增大对地面的压强
D．如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持静止
8．如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（　　）
A．“标”“本”表示力，“权”“重”表示力臂
B．图中的点为杠杆的支点
C．“权”小于“重”时，端一定上扬
D．增大“重”时，应把“权”向端移
9．某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．力F1和F2做的总功相同 B．力F1和F2做功的功率相同
C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
10．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械，下列说法正确的是（ ）
A．机械做功越快，机械效率越高 B．机械做功越多，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 D．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
11．对下列物理量的认识中，最接近实际的是（　　）
A．中学生上一层楼克服重力做功约1500J
B．成年人正常行走的步长约60dm
C．八年级物理课本的质量约3kg
D．中学生步行上学时的速度约为10m/s
12．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端移动距离为4m
B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N
C．额外功的功率为12W
D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
13．如图所示，是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若需要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小，测量的物理量有（　　）
A．只需测量各自爬楼梯的高度
B．只需测量老人的质量、小孩的质量
C．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间
D．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯的高度和所需的时间
14．下面四幅图中所描述的力，对物体做了功的是（　　）
A．使小车向前运动了一段距离的推力
B．搬石头但没有搬动，手对石头的力
C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物的力
D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板的力
15．下列各种机械中，不省力的机械是（　　）
A．钢丝钳
B．动滑轮
C． 旗杆顶定滑轮
D． 斜面
二、填空题
16．如图所示，固定的斜面长s=1.2m，高h=0.3m，沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力的功率为_______W，斜面的机械效率为_______%，使用斜面可以_______（选填“省力”或“省功”）。
17．在探究杠杆平衡条件的实验中，未挂钩码时杠杆的左侧高右侧低，应将右侧平衡螺母向______调节，使其在水平位置平衡。如图所示，在支点左侧挂4个重均为0.5N的钩码，用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡，此时拉力大小为______N。如果将弹簧测力计倾斜，保持杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计示数______（变大/变小/不变）。
18．一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，内通过的路程是，它的速度为______，汽车受到的牵引力为，牵引力做功的功率为______。
19．如图是吉他的变音夹，两手柄绕点转动，用力按压手柄时弹簧被压缩，说明力可以改变物体的___________，手柄属于___________杠杆。
20．斜面长1m，高0.25m，用大小为8N沿斜面向上的拉力F，将重力为20N的铁块匀速拉到斜面顶端，此过程中有用功为_______J。斜面的机械效率为_______。铁块受到的摩擦力为______N。
三、综合题
21．如图所示，用动滑轮匀速提起质量m=10kg的A 物体，在t =5s 内将A物体匀速提升h=4m，不计摩擦和绳子重力，已知竖直向上的拉力F=60N。求
（1）物体上升的速度 v=________ m/s；
（2）动滑轮受到的重力大小 G=________N；
（3）滑轮的机械效率。（结果保留一位小数）( )
22．如图甲是我市一款按租用时间收费的共享电动汽车；五一期间，小柯一家租用电动汽车去旅游，从租车点到目的地，手机导航显示行驶72千米，共花去租车费45元；如表是该车与某型号燃油汽车部分项目比较表；
项目 电动汽车 某型号燃油汽车
空载质量（吨） 0.8 1.5
每个轮胎与水平地面接触面积（厘米2） 50 80
工作时尾气排放情况 0 燃烧1升汽油排放2.4千克二氧化碳
每百公里油耗 / 10升
租车或燃油价格 0.5元/分钟 6.2元/升
续航里程（公里） 200 500﹣﹣600
（1）当该电动汽车空载停在水平地面上时，求汽车对地面的压强；______
（2）电动汽车载着小柯全家（人和行李共200千克）从一坡底行驶到坡顶，如乙图；求在该过程中，汽车电动机克服重力所做的功；______
（3）若小柯全家驾驶表中的燃油汽车行驶72千米，所需油费______元，汽车排放二氧化碳______千克；
（4）分析（3）题数据，小柯认为他们没有必要租用电动汽车，因为没有给家庭带来经济上的节约；对小柯的这种想法，你如何评价并说明理由。______
23．（1）该弹簧称的示数是______N；液体的体积是______cm3；
（2）按要求作图。画出钓鱼时杆所受阻力的阻力臂______；画出图中最省力的绳子的绕线方法______；
24．科学就在我们身边，应用我们身边的物品就可以完成一些物理小实验。
（1）如图甲所示，将铅笔水平挤压在两手指间，当铅笔静止时，两手指对铅笔的压力___________（选填“相等”或“不相等”）。按笔尖的手指较疼，说明压力作用效果与___________有关；
（2）如图所示，牲畜自动饮水器的示意图，饮水杯A、B、C的水位可以保持一定，便于牲畜饮用，设计者运用了___________原理；该饮水器还运用了___________原理；
（3）手握两张大小相同、彼此正对且自然下垂的纸张，如图所示。如果从两张纸的中间上端向下吹气，这两张纸将会出现互相靠拢的运动，此实验表明：在气体中，流速越大的位置，压强越___________；
（4）如图，一摞书叠得越高，抽取最下面的书需要的力越大，由此说明：摩擦力的大小与___________的大小有关。
25．放在同一粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在 0~6s 内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示。
（1）0~2s 内物体在水平地面受到的拉力___________（选填等于或不等于）物体受到的摩擦力；
（2）2~6s 内物体的移动的距离是___________m； 拉力是___________N；拉力所做的功是___________J；
（3）0~2s 内物体在水平地面受到的摩擦力___________2~6s 内物体受到的摩擦力（选填>，=或<），依据是：___________。
26．人体就像一部复杂的智能系统，其中包含许多物理知识：
(1)如图所示，人的前臂可以看成杠杆，肘关节是支点，哑铃的压力是阻力，上臂中的肌肉对前臂施加的力是动力。从以上情形来分析，这个杠杆是一个______（省力/费力/等臂）杠杆，这个杠杆的好处是______；
(2)正常人的心脏推动血液流动的功率约为1.5W，那么在4s内心脏做的功是______J。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
国旗杆顶部装的是定滑轮，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，使用任何机械都不能省功，定滑轮也是这样，故BCD错误，A正确。
故选A。
2．B
【详解】
A．钓鱼时以后手为支点旋转，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故A不符合题意；
B．用羊角锤拔钉子时，以羊角锤与桌子的接触点为支点，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B符合题意；
C．用筷子夹取食物时，食物离支点更远，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C不符合题意；
D．用铁锹铲煤时，以前手为支点，后手提供动力，则动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】
A．跳台滑雪运动员在下落过程中，受重力，并且在重力的方向上移动了距离，故重力对运动员做功，故A正确；
B．短道速滑运动员在转弯滑行过程中，速度方向发生变化，故运动状态发生变化，故B错误；
C．花样滑冰运动员向前滑行，是由于惯性，惯性不是力，不能用作用，故C错误；
D．掷出后的冰壶对冰面的压力与地面对冰壶的支持力是相互作用力，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
根据题意知道，刻度尺的重心在25cm处，刻度尺刚好翻转时与桌沿的接触点为支点，则刻度尺重力的力臂为
L1 =25cm-23cm=2cm
虫子重力的力臂为
L2 =23cm-3cm=20cm
由杠杆平衡条件F1×L1 =F2×L2 及重力公式G=mg知道
G尺×L1 =G虫×L2
即
10g×2cm=m虫×20cm
解得m虫=1g，故A正确。
故选A。
5．C
【详解】
当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则
得
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．从图象知道，0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0~6s过程中通过的路程是3m，6~12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，所以，0~6s过程中的速度大于6~12s的过程中的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误；
BC．由图象知道，物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，同一物体对水平面压力相等，接触面的粗糙程度不变，故物体受到的摩擦力相等，所以0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力；从图中知道，0~6s中通过的距离为3m；6~12s的过程中通过的距离为1m；而拉力相同，由W=Fs知道，0至6s内拉力对物体做的功大于6s至12s内拉力对物体做的功，故B正确，C错误；
D．由于0~6s过程中的速度大于6~12s的过程中的速度，且拉力相同，由P=Fv知道，0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．坦克射出去的炮弹由于惯性在空中飞行过程中，推力已经消失，故坦克没有对炮弹继续做功，故A错误；
B．99A坦克在水平路面做匀速直线运动时，处于平衡状态，所受到的合力为零，故B正确；
C．99A坦克宽大的履带是通过增大受力面积减小对地面的压强，故C错误；
D．物不受力时，将保持原来的运动状态不变，如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持匀速直线运动，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力，故A错误；
B．杠杆绕着O转动，故O为支点，故B错误；
C．“权”小于“重”时，端可能上扬，因为杠杆平衡原理可知，平衡不仅与力有关还与力臂有关，故C错误；
D．增大“重”时，重与OB的乘积变大，在权不变的情况下可以增大标，故应把“权”向端移，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。
AB．若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为
s甲=3h，s乙=4h
甲滑轮组中拉力做的总功为
W甲总F13h
乙滑轮组中拉力做的总功为
W乙总F24h
已知F1=F2，所以W甲总＜W乙总，故B错误；
已知时间相同，由公式P 可知，P甲总＜P乙总，故A错误；
CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动，不计绳重及摩擦，则甲滑轮组的机械效率为
甲100%
同理可得，乙滑轮组的机械效率为
乙
所以甲＞乙，故C错误，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．机械做功越快，功率越大，机械效率是有用功占总功的比例，做功的快慢与机械效率无关，故A错误；
B．机械做功越多，不清楚是有用功和总功的占比，故机械效率未知，故B错误；
CD．使用机械可以省力或省距离，但不能省功，任何机械都不能省功，故C正确；故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．中学生的体重约，一层楼的高度约，中学生上一层楼克服重力做功约
故A符合题意；
B．教室中地板砖的边长一般是，成年人正常步行的步幅略小于此数值，在左右，故B不符合题意；
C．一个苹果的质量约，九年级物理课本的质量与此差不多，在左右，故C不符合题意；
D．中学生正常步行的速度在左右，故D不符合题意。
故选A。
12．C
【详解】
A．物体移动距离
s物=v物t=0.1m/s×20s=2m
由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离
s=3s物=3×2m=6m
故A错误；
B．拉力做功为
W总=Fs=100N×6m=600J
由η=得有用功
W有用=ηW总=60%×600J=360J
由W有用=fs物求得物体与地面间的滑动摩擦力
f===180N
故B错误；
C．拉力做的额外功
W额=W总-W有用=600J-360J=240J
额外功的功率
P===12W
故C正确；
D．如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。
故选C。
13．C
【详解】
爬楼时，克服重力做功，需要测量老人的质量、小孩的质量，由W＝Gh＝mgh可比较做功的多少；爬完相同的楼梯，则高度相同，根据P＝＝比较功率的大小，因此只需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间即可比较老人和小孩消耗的功率大小。
故选C。
14．A
【详解】
A．推着小车向前移动一段距离，对物体施加了力，并在力的方向上移动了一段距离，故A符合题意；
B．搬而未起，有力但是无距离，不做功，故B不符合题意；
C．托着货物停在水平地面上，叉车对货物有力但是无距离，不做功，故C不符合题意；
D．提着滑板在水平路面上前行，手提滑板有力，但是在力的方向上没有距离，即力的方向与运动的方向垂直，不做功，故D不符合题意。
故选A。
15．C
【详解】
A．钢丝钳属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．理想动滑轮可以省一半力，故B不符合题意；
C．定滑轮可以改变力的方向，但不省力，故C符合题意；
D．斜面属于省力机械，故D不符合题意。
故选C。
16． 3 80 省力
【详解】
[1]拉力的做的功为
拉力的功率为
[2]斜面的机械效率为
[3]有用功小于总功，故不省功，但是16N的重物，用5N的力就可以推上去，说明可以省力。
17． 左 1.5 变大
【详解】
[1]杠杆的左侧高右侧低，表明左侧要轻一些，故应将平衡螺母向左调，直到杠杆平衡为止。
[2]如图所示，假设每格长度为l0，则拉力的力臂为4l0，重力的力臂为3l0，由杠杆平衡的条件可得拉力为
[3]当拉力的方向与杠杆不垂直时，此时拉力的力臂如图所示，由在直角三角形中斜边最长，故此时的力臂变短了，由杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，拉力会变大。
18． 20 6×104
【详解】
[1]汽车的运动速度
[2]牵引力做功的功率
19． 形状 省力
【详解】
[1]用力按压手柄时弹簧被压缩，形状改变，说明力可以改变物体的形状。
[2]由图可知，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
20． 5 62.5% 3
【详解】
[1]将铁块拉上斜面顶端所做的有用功
W有=Gh=20N×0.25m=5J
[2]此过程，总功为
W总=Fs=8N×1m=8J
斜面的机械效率
[3]此过程所做的额外功
W额外=W总-W有=8J-5J=3J
则铁块受到的摩擦力
21． 0.8 20 83.3%
【详解】
（1）[1]物体上升的速度
（2）[2]物体的重力
G=mg=10kg×10N/kg=100N
由图可知n=2，不计绳子和摩擦时动滑轮的重力
G动=nF-G=2×60N-100N=20N
（3）[3]该动滑轮的机械效率
22． 4×105Pa 5×105J 44.64 17.28 见解析
【详解】
解：（1）[1]当该电动汽车空载停在水平地面上时，汽车对地面的压力
F＝G车＝m车g＝0.8×103kg×10N＝8×103N
汽车对地面的压强
（2）[2]电动汽车载着小柯全家（人和行李共200千克），则总重力
G总＝G车+G人行李＝G车+m人行李g＝8×103N+200kg×10N/kg＝1×104N
由图知，汽车从一坡底行驶到坡顶，其上升高度h＝50m，汽车电动机克服重力所做的功
W＝G总h＝1×104N×50m＝5×105J
（3）[3][4]由表格数据可知，燃油汽车每百公里耗油10升，则行驶72km耗油的体积
油费为
6.2元/升×7.2升＝44.64元
因燃烧1升汽油排放2.4千克二氧化碳，则二氧化碳的排放量为
m=7.2L×2.4kg/L＝17.28kg
（4）[5]租电动汽车花费45元大于燃油汽车费用44.64元，从经济考虑没有节约，但是减少了环境污染,起到了保护环境的作用。
答（1）电动汽车对地面的压强为4×105Pa；
（2）汽车电动机克服重力所做的功为5×105J；
（3）若小柯全家驾驶表中的燃油汽车行驶72千米，所需油费44.64元，汽车排放二氧化碳17.28kg；
（4）从经济考虑没有节约，但是减少了环境污染。
23． 1.6 48
【详解】
（1）[1]图中弹簧秤的分度值是0.2N，弹簧秤的示数是1.6N。
[2]图中量筒的分度值是2mL，液体的体积是
48mL=48cm3
（2）[3]阻力F2的作用点为鱼线与杆的交点，阻力的方向沿绳子向下，过阻力作用点作竖直向下的阻力F2；过支点O作F2作用线的垂线段。即动力臂l2，如图所示：
[4]从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法。如图所示：
24． 相等 受力面积 连通器 杠杆 小 压力
【详解】
（1）[1]如图甲所示，将铅笔水平挤压在两手指间，当铅笔静止时，铅笔处于平衡状态，受到两手指对铅笔的压力是一对方向相反、大小相等、作用在同一直线上的平衡力。所以此时两手指对铅笔的压力相等。
[2]根据力的作用是相互的，可知铅笔对两手指的压力相等，而受力面积不同，与笔尖接触的受力面积小，从而手指较疼，说明压力作用效果与受力面积有关。
（2）[3]图中的大水槽和饮水杯A、B、C的底部是连通的，上端开口，构成了一个连通器。
[4]当连通器内的液体不流动时，各容器中的液面总是相平的，当牲畜饮水时，饮水杯中的水位下降，大水槽中水位随之下降，浮子（浮子受到水施加的浮力作用）在重力的作用下就会向下运动，与浮子相连的杆形成了一个杠杆，杠杆下降时进水管的管口打开，水流下来，保证水槽和饮水杯的水位相平。
（3）[5]从两张纸的中间上端向下吹气，则两张纸中间的流速大、压强小，两张纸的外侧流速小、压强大，产生一个向中间的压强差，导致两张纸出现互相靠拢的运动，说明在气体中，流速越大的位置，压强越小。
（4）[6]一个物体静止在水平面上时，压力大小等于重力大小，而一摞书叠得越高，则重力会变大，故最下面的书受到的压力会变大，在接触面粗糙程度没有变的情况下受到的摩擦力最大，所以抽取最下面的书需要的力越大，由此说明：摩擦力的大小与压力的大小有关。
25． 不等于 16 2.5 40 = 滑动摩擦力与物体运动速度无关
【详解】
（1）[1]由图可知，在0到2s内，物体做加速直线运动，所以拉力大于滑动摩擦力，即拉力不等于滑动摩擦力。
（2）[2]由图可知，2到6s内物体运动的路程为
[3]由图可知，2到6s内拉力功率为10W，拉力大小为
[4]拉力所做的功为
（3）[5][6]滑动摩擦力和接触面粗糙程度及接触面所受压力大小有关，与物体运动速度无关，0到2s内和2到6s内接触面所受压力及接触面粗糙程度都相同，所以滑动摩擦力大小相同。
26． 费力 省距离 6
【详解】
(1)[1][2]如图，在人的前臂用力举起一个物体时，其支点在O点，哑铃的压力是阻力，上臂中的肌肉对前臂施加的力是动力，因此，阻力臂大于动力臂，是一个费力杠杆，但可以省距离。
(2)[3]根据可得心脏做的功
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页