苏科版九年级上册第十一章简单机械和功 单元练习（有解析）

苏科版九年级上册 第十一章 简单机械和功
一、单选题
1．一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
2．如图描绘的是杠杆在生活中的应用，其中属于费力杠杆的是（　　）
A． 剪钢丝的钳子
B． 啤酒开瓶器
C． 赛艇的船桨
D． 剪树枝的剪刀
3．下列常见的工具中，在使用过程中属于费力杠杆的是（　　）
A．撬棒 B．瓶起子 C．羊角锤 D．镊子
4．在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
A．用瓶起子开瓶盖 B．用镊子夹取砝码
C．用羊角锤拔钉子 D．用动滑轮提升重物
5．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
6．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
7．健身教练要增大学员的运动量，会加快音乐的节奏，这样可以提高运动的（　　）
A．时间 B．效率 C．速度 D．功率
8．如图所示，下列工具的使用，属于费力杠杆的是（　　）
A．羊角锤 B．瓶起子
C．镊子 D．托盘天平
9．如图所示的杠杆，O为支点，若，，则这个杠杆（　　）
A．一定静止不动 B．可能静止不动
C．一定转动 D．以上情况都有可能
10．如图所示是小超同学扔实心球的情景包合四个过程）其中手对实心球做功的过程是（　　）
A．②和③ B．①和③ C．①和④ D．②和④
11．一物体受到5N竖直向上的拉力作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，拉力对物体做的功为（　　）
A．0J B．1J C．10J D．50J
12．如图所示，用20N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重400N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10s， 已知滑轮组的机械效率为90%，则此过程中（　　）
A．绳子自由端移动的距离为2m B．滑轮组对物体A的水平拉力为54N
C．拉力F的功率为4W D．拉力F所做的有用功为120J
13．空吊篮A重25N，绳子承受最大拉力100N。小壮用20N的力以2m/s的速度将A匀速提升到高处，忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J
C．此装置最多能匀速运载160N重的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%
14．上课铃响起时，小虎同学从教学楼的一楼跑到三楼，所用的时间为15s．他上楼的功率可能是

A．100W B．200W C．400W D．600W
15．下列杠杆中属于费力杠杆的是（　　）
A．撬石头 B．船桨
C．小推车 D．修树剪刀
二、填空题
16．假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时，小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处，小汽车______（选填“已经”或“没有”）超速；若此时小汽车的功率为80kW，它受到的阻力为______N。（此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”）
17．如图所示，为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时AB部分水平，此时F______（是/不是/不一定是）最小的拉力，保持重物静止不动。使绳绕A点从如图位置沿虚线CD顺时针转动时F______ （变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大），F与其力臂的乘积______ （变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大）
18．端午节赛龙舟是我国民间传统习俗之一，当队员们拿着船桨奋力向后划水，龙舟向前______；使龙舟前进的力的施力物体是______，桨属于______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。
19．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.2千克，杆秤的质量忽略不计。若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为5厘米、20厘米，则被测物的质量为___________千克。若秤砣有缺损时，则被测物的真实质量值___________杆秤所示的质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
20．为了探究小球静止在斜面上时，沿斜面向上的拉力F的大小与哪些因素有关，小红用两个所受重力G不同的光滑小球甲、乙和弹簧测力计等器材按图（a）、（b）进行实验，然后改变斜面与水平面的倾角继续实验，如图（c）、（d）所示。（G甲＜G乙，θ1＜θ2＜θ3，F1＜F2＜F3＜F4）
①由图（a）、（b）及相关条件可得出的初步结论是：光滑小球静止在斜面上时，______ ，F越大。
②由图8（b）、（c）、（d）及相关条件可得出的初步结论是：______。
三、综合题
21．如图所示是人们常用的订书机；它的结构设计和工作原理运用了许多物理知识；请你按照示例再写出3个：示例：在底部垫了两块橡皮，可以增大订书机与桌面间的摩擦；
（1）______；（2）______；（3）______。
22．某轿车的质量是1.2吨。车轮与地面的总接触面积是0.08 m2（g=10N/kg）
（1）轿车空载静止时，对水平地面的压强为多少？( )
（2）在平直的公路上测试轿车性能时，轿车由静止开始运动，若水平方向获得的牵引力随运动时间t的变化关系如图所示。
①t→30s时，轿车获得的牵引力是______N；
②桥车以10 m/s的速度做匀速直线运动，则在20~40s时间内牵引力做的功多少？( )做功的功率为多大？( )
23．士兵用力缓慢匀速拉动绳子，把吊桥AB（杠杆）吊起，如图所示。
（1）在图中画出杠杆所受动力F和动力臂L。______
（2）当杠杆AB处于水平时，它是 ______（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
（3）当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，拉力的大小将如何变化？______，你的依据是 ______。
24．如图甲是某建筑工地用升降机提起重物，当它把重力为3000N的货物匀速提起时，钢丝绳的拉力为2000N。钢丝绳移动的距离和时间的关系图象如图乙所示。求：
（1）图甲中有________段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）6s内拉力F做功的功率。( )
（3）货物匀速上升时，升降机的机械效率。( )
25．将酒敞口放置，酒精度（酒中酒精的体积百分比）会变化吗 小科认为：只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作“密度秤”米测量酒的密度。
步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杄，提起提纽，移动秤砣（小螺母），当秤杄水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度（单位：g/cm2）
步骤Ⅱ：按图乙所示，将大螺母浸没在水中（大螺母必须浸没且不碰底），提起提纽，移动秤砣，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。
步骤Ⅲ：测量酒的密度。
（1）应用：小科用该密度秤分别测出瓶盖刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3，已知酒精密度为0.8g/cm3，应用密度知识可判断出其酒精度______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（2）反思：在制作和测量过程中，大螺母必须浸没的目的是______；
（3）拓展：小科若要测量食盐水的密度，他应先在密度秤上增加大于1的刻度，请你写出利用直尺和笔标定刻度的过程：______。
26．（1）如下图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56 kg，身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心，则：该同学所受重力是_________；若OB＝1.0 m，BC＝0.4 m，求地面对双手支持力的大小_______；在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂l1______。（g取10 N/kg）
（2）如下图，质量忽略不计的AC硬棒能绕O点转动，在C点挂一物体，在B点施加力F1时，棒刚好处于静止状态。杠杆受到的阻力F2_________物体受到的重力G（选填“是”或“不是”）。通过作图分析可知，此杠杆是_______杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。并请画出F2的力臂l2；画出作用在B点杠杆上最小的动力F1。______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
A．剪钢丝的钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．啤酒开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C．赛艇的船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D．剪树枝的剪刀在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
ABC．撬棒、瓶起子和羊角锤在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故ABC不符合题意；
D．镊子在使用时，动力臂小于于阻力臂，为费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
4．B
【详解】
A．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．用动滑轮提升重物，不能改变力的方向，但可省力，动滑轮属于变形的杠杆，故用动滑轮提升重物属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
5．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。
6．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。
7．D
【详解】
A．健身教练要增大学员的运动量，运动的时间是一样的，故A不符合题意；
B．由于运动的方式并未改变，所以效率是一样的，故B不符合题意；
C．健身运动一般是肢体的运动，人的位置并未改变，不影响速度，故C不符合题意；
D．健身教练要增大学员的运动量，加快音乐的节奏，人的运动节奏也加快，即单位时间做的功更多，由功率的定义可知，功率变大，故D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
A．羊角锤使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，股A不符合题意；
B．瓶起子使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，股B不符合题意；
C．镊子使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，股C符合题意；
D．托盘天平使用时动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
观察图可知，杠杆以O点为支点，力FA使杠杆沿顺时针转动，力FB也使杠杆沿顺时针转动，杠杆在二力作用下不会平衡，会沿顺时针转动，故ABD错误，C正确。
故选C。
10．B
【详解】
①小明将地上的球捡起来，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故手对实心球做功，故①符合题意；
②小明将球举在不动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，故②不符合题意；
③小明挥动球，有力作用在球上，球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离，手对实心球做功，故③符合题意；
④球飞出去，球由于惯性向前运动，小明没有对球施加力，小明没有对球做功，故④不符合题意；
综上可见，手对球做功的过程有①与③，故B符合题意。
故选B。
11．A
做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。
【详解】
A．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故A符合题意；
B．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故B不符合题意；
C．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故C不符合题意；
D．一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故D不符合题意。
故选A。
【点睛】
本题考查了力是否做功的判断方法，基础题目。
12．B
【详解】
A．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n=3，绳子自由端移动的速度为
v绳=nv物=3×0.2m/s=0.6m/s
则绳子自由端移动的距离为
s绳=v绳t=0.6m/s×10s=6m
故A不符合题意；
B．由公式
可得物体A受到的摩擦力为
f=3ηF=3×90%×20N=54N
由于物体A匀速运动，所以滑轮组对物体A的水平拉力等于物体A受到的摩擦力，大小为54N，故B符合题意；
C．因为
所以拉力F做功的功率为
P=Fv绳=20N×0.6m/s=12W
故C不符合题意；
D．拉力所做的有用功，即克服物体A与水平面之间的摩擦力做的功为
W有=fs=fv物t=54N×0.2m/s×10s=108J
故D不符合题意。
故选B。
13．D
【详解】
A．由图可知承重绳子股数n=2，因为忽略绳重、摩擦、空气阻力时所需拉力
所以动滑轮的重力
故A正确，不符合题意；
B．由可知，A移动的距离等于动滑轮移动的距离
所以克服滑轮重做的额外功
故B正确，不符合题意；
C．因为忽略绳重、摩擦、空气阻力时
所以货物的最大重力
故C正确，不符合题意；
D．因为此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，所以此装置运载货物的最高机械效率
故D错误，D符合题意。
故选D。
14．B
估测小虎同学的体重和两层楼的高度，根据功率的公式得到他上楼的功率．
【详解】
小虎同学的体重约400N，一层楼高约4m，从一楼跑到三楼有两层楼高约8m；所用时间为15s，克服自己重力做功的功率．
故选B．
【点睛】
本题考查功率的估测，解决本题的关键知道功率的计算公式以及学生重力和楼高的估测．
15．B
【详解】
A．从图中可以看到，撬石头时，支点是木棒与中间石头的接触点，左边石头对木棒的压力是阻力，右边的人对木棒的压力是动力，很明显看到动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．从图中可以看到，船桨划船时，支点是船桨与船的接触点，人划船时出的力是动力，水对船桨的推力是阻力，人手对船桨的作用点距离支点较近，水对船桨的作用点距离支点较远，动力臂小于阻力臂，则它属于费力杠杆，故B符合题意；
C．从图中可以看到，工人使用小推车工作时，支点是小推车的下面车轮中间点，人手往上抬的力是动力，小推车自身的重力是阻力，人手对小推车的作用点距离支点较远，小推车自身的重力作用点距离支点较近，动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．从图中可以看到，修树剪刀使用时，剪刀中间点作为支点，人手出的力是动力，剪刀受到树木的力是阻力，人手对剪刀的作用点距离支点较远，树木对剪刀的作用点距离支点较近，动力臂大于阻力臂，则它属于省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
16． 已经 1.8×103N
【详解】
[1]由可得，客车从标识牌0m处行驶至100m处所用的时间
由题意可知，小汽车从标识牌0m行驶至200m所用时间
小汽车的速度
高速公路限速120km/h，即小汽车已经超速。
[2]由
可得小汽车此时的牵引力
17． 不是 先变小后变大 不变
【详解】
[1]阻力和阻力臂不变，动力臂越大，动力越小，连接OA，此时OA是最长动力臂，动力与OA垂直时，动力最小，如图所示：
此时AB部分水平，此时F不是最小力。
[2][3]已知阻力（物重）不变，阻力臂不变；由杠杆的平衡条件
F动l动=F阻l阻
知在F阻l阻不变的情况下，F与对应力臂的乘积不变，动力臂越长越省力；因此以OA为动力臂时，动力F最小；由图可知：当绳从图示位置沿顺时针方向旋转时，力F先变小后变大。
18． 运动 水 费力
【详解】
[1][2][3]运动员手持船桨奋力向后划水，对水施加向后的力，由于物体间力的作用是相互的，所以水会对船桨施加向前的力，则龙舟就会快速前进，即使龙舟向前运动的力的施力物体是水；运动员用桨划船时，桨的动力臂小于阻力臂，则船桨是费力杠杆。
19． 0.8 小于
【详解】
[1]如图所示：
由杠杆的平衡条件得到
G1LOA=G2LOB
m1gLOA=m2gLOB
m1=
[2]若秤砣有缺损，m2减小，而G1LOA不变，所以LOB要变大，杆秤所示的质量值要偏大。
20． 斜面与水平面的倾角相等时，小球所受重力G越大。 光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。
【详解】
[1] 由图（a）、（b）可知，倾角是相同的，由于G甲＜G乙 ，F1＜F2，所以可得出结论，当倾角相等时，小球所受重力G越大，F越大。
[2]由于（b）、（c）、（d）的小球都是一样的，所以重力G相同，由题中条件可知，随着倾角变大，拉力F也在变大，由此可得：光滑小球静止在斜面上时，小球所受重力G相等时，斜面与水平面的倾角越大，F越大。
21． 见解析 见解析 见解析
【详解】
（1）[1]压柄做得宽大，可以在压力一定时，通过增大受力面积来减小对手的压强。
（2）[2]底座做得宽大，可以在压力一定时，通过增大受力面积来减小对桌面的压强。
（3）[3]压柄可以绕转轴转动，使用时动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆。
22． 1.5×105Pa 3×103N 6×105J 3×104W
【详解】
（1）[1]空载时对地面的压力
对地面的压强
（2）①[2]由图可知，轿车在20~40s时间内做匀速直线运动，受力平衡，因为摩擦力不变，则牵引力保持不变，为3×103N，故在30s时，牵引力同样为3×103N。
②[3]在20~40s时间内通过的路程
s=vt=10m/s×(40s-20s)=200m
20~40s时间内牵引力做的功
W=Fs=3×103N×200m=6×105J
[4]牵引力做功的功率
P===3×104W
23． 省力 减小 见解析
【详解】
（1）[1]由图可知，支点为A，拉力的方向沿着BC方向；过点A作BC的垂线，该垂线段即为力臂L，如图所示
（2）[2]由图可知，此时的动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
（3）[3][4]在缓慢匀速拉升至虚线位置的过程，动力的力臂变大，阻力的力臂变小，在阻力不变的情况下，根据F1L1＝F2L2可知，动力减小。
24． 3 4000W 50％
【详解】
（1）[1]由图甲可知，动滑轮上有3股绳，故有3段钢丝绳承担货箱的重力。
（2）[2]由图乙可知，钢丝绳的速度
v===2m/s
拉力F做功的功率
P=Fv=2000N×2m/s=4000W
（3）[3]当钢丝绳移动12m时，拉力做的功
W总=Fs=2000N×12m=24000J
当钢丝绳上升12m时，货物上升的高度
h===4m
则对物体货物做的功
W有=Gh=3000N×4m=12000J
升降机的机械效率
η==×100％=50％
25． 变小 见详解 见详解
【详解】
（1）[1]刚打开和敞口一段时间后酒的密度约为0.92g/cm3和0.96g/cm3，酒精密度小于水的密度，酒的密度变大说明酒精变少了，其酒精度变小。
（2）[2]根据题意，一开始两边杠杆平衡，根据杠杆平衡条件有
m大螺母gL1=m小螺母gL2
完全浸没后，有
两式联立，变形可得
根据题意，想让刻度按照距离均匀等分，则ρ液与L必须为线性关系，所以为定值，则V必须为定值，所以每次大螺母都必须浸没。
（3）[3]因为刻度均匀，故使用刻度尺，测量0~1之间的距离为L0，在“1”右边距离L0的位置标上“2”，并将1~2等分为10份，分别标上1.1~1.9刻度。若总距离不足以标到“2”，则根据杆的实际总长度相应改变最大值。
26． 560 N 400N
不是 费力
【详解】
（1）[1]该同学所受重力
G＝mg＝56 kg×10 N/kg＝560 N
双手支持力的力臂OC长
OC=OB＋BC=1.0m＋0.4m=1.4m
[2]根据杠杆平衡条件G·OB＝F·OC，可得双手的支持力
[3]过A点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示；再过支点作重力作用线的垂线段。如图所示：
（2）[4]阻力是作用在杠杆上的力，重力是作用在物体上的力，受力物体不同，所以不是同一个力。
[5]由F1l1=F2l2可知，l1F2，为费力杠杆。
[6]由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，在阻力和阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OB作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，力臂l2和最小动力F1作图如下：
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页