苏科版物理九年级上册课课练：第11章 简单机械和功 单元综合测试（含答案）

第十一章　时间:40分钟　分值:100分]
一、选择题(每题3分,共30分)
1.中正在使用的机械,属于费力杠杆的有 (　　)
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
2.如图所示,杠杆处于水平平衡状态,下列操作中能让杠杆在水平位置继续保持平衡的是 (　　)
A.将左右两边的钩码均向外移动一格
B.在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C.将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D.将左边的钩码向里移动一格,同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变
3.下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是 (　　)
①使用定滑轮不省力,但能改变力的方向,能省距离
②使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向,不能省距离
③使用滑轮组一定比使用动滑轮更省力
④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等
A.①④ B.②⑤⑥ C.②④ D.②④⑥
4.如图所示,图甲地面粗糙,图乙地面光滑.质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论中正确的是 (　　)
A.图甲中F做的功小于图乙中F做的功
B.图甲中F做的功大于图乙中F做的功
C.图甲中F做的功等于图乙中F做的功
D.条件不足,无法确定甲、乙图中F做功的大小
5.下列关于功、功率、机械效率的说法中正确的是 (　　)
A.做功多的机器机械效率一定高 B.功率小的机器做功慢
C.机械效率高的机器功率一定大 D.功率大的机器做功时间一定短
6.爷爷与小宁利用周末进行爬山比赛,选择相同的起点和终点.爷爷和小宁的体重之比为G1∶G2=3∶2,所用时间之比为t1∶t2=4∶3,爷爷克服重力做功为W1、功率为P1,小宁克服重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是 (　　)
A.W1∶W2=1∶1 B.W1∶W2=2∶3 C.P1∶P2=8∶9 D.P1∶P2=9∶8
7.如图所示,工人用滑轮或滑轮组提升重物,每个滑轮的质量均相同,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳重和摩擦),下列说法中正确的是 (　　)
A.丙滑轮组与丁滑轮组的机械效率不同 B.使用丁滑轮组最省力
C.机械效率最高的是丙滑轮组 D.机械效率最高的是乙滑轮
8.一根直杆可以绕O点转动,在直杆的中点挂一个重为G的重物,在杆的另一端施加一个力F,如图所示,在力F从水平方向缓慢转动到沿竖直向上的方向的过程中,为使直杆在图示位置保持平衡,则拉力F的变化情况是 (　　)
A.一直变大 B.一直变小 C.先变大后变小 D.先变小后变大
9.如图所示,重为500 N的物体在25 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.绳子自由端移动的距离为2 m B.有用功为500 J
C.物体与地面间的摩擦力为75 N D.拉力F的功率为7.5 W
10.质量为60 kg的工人,用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼.已知工人在1 min内将货物匀速提高6 m,作用在钢丝绳上的拉力为400 N,滑轮组的机械效率随货物重力的变化如图图乙所示(机械摩擦和绳重均不计).下列说法正确的是(g取10 N/kg) (　　)
A.作用在钢丝绳自由端的拉力的功率为40 W
B.动滑轮的重力为200 N
C.提起货物的最大重力是1800 N
D.该滑轮组的最大机械效率为83.3%
二、填空题(每空2分,共28分)
11.小可用如图所示的动滑轮匀速竖直提起重200 N的水桶,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则人拉绳子A端的力为　　　　N;实际测得A端的拉力为110 N,若不计绳重及摩擦,则滑轮重为　　　　N.
12.如图所示,OB为轻质杠杆,O为支点,在杠杆的A点挂一重为30 N的物体,在杠杆的B点施加拉力F,拉力方向与杠杆成30°角,使杠杆在水平位置平衡,OB=3OA,此杠杆为
　　　　(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆,拉力F的大小为　　　　N.
13.木块在大小为5 N的水平拉力作用下,10 s内在水平地面上沿拉力方向前进了2 m,拉力做的功为　　　J,功率为　　　W.若木块重15 N,在此过程中重力对木块做的功为　　J.
14.在某次跳绳测试中,小红同学90 s跳了240次,每次跳起的高度为5 cm,已知小红的质量是45 kg,那么小红同学跳一次做的功是　　　　,跳绳时的平均功率是　　　　W.(g取10 N/kg)
15.如图所示,用一个长为1.2 m的斜面将重为45 N的物体沿斜面匀速拉到0.4 m的高台上,斜面的机械效率为60%,则把重物拉上高台时做的有用功是　　　　J,物体与斜面间的摩擦力是　　　　N.
16.如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为160 N的泥桶,动滑轮重为20 N,不计摩擦及绳重.若工人在3 s内将绳子匀速竖直向上拉过6 m,则手拉绳子的力为　　　　N,拉力的功率为　　　　W,滑轮组的机械效率为　　　　.
三、解答题(共42分)
17.(4分)按要求作图:如图所示,图甲是正在使用的核桃夹,其上、下两部分都是杠杆,图乙是上半部分杠杆的示意图.请在A点画出最小动力F1的示意图以及杠杆所受的阻力F2.
18.(4分)一名同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10 m高的楼上,请你帮他在图中画出符合要求且省力的绳子绕法.
19.(12分)如图所示,某工人利用动滑轮在15 s内将300 N的物体匀速提升4 m,已知这个动滑轮的机械效率是80%,不计绳重和摩擦,求:
(1)该工人所做的有用功.
(2)他所用拉力大小.
(3)动滑轮重.
(4)拉力的功率.
20.(14分)小红和小明利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件.
(1)若实验前杠杆如图图甲所示,可将杠杆两端的平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡.
(2)在实验过程中,使杠杆在水平位置平衡的目的是　 .
(3)在杠杆两端加挂钩码,并移动钩码,使杠杆在水平位置平衡,测出力臂.多次实验并把数据记录在下表中.多次实验的目的是　 .
次数 F1/N l1/cm F2/N l2/cm
1 1 10 2 5
2 2 10 1 20
3 2 15 3 10
(4)小明根据以上数据得出杠杆的平衡条件是　　　　　　　　　　　　　　　.
(5)杠杆调节平衡后,小红在杠杆上的A处挂4个钩码,如图图乙所示,为使杠杆在水平位置重新平衡,应在B处挂　　　　个相同的钩码.
(6)当图乙所示的杠杆水平平衡后,将A点和B点下方所挂的钩码同时向支点O移动一格,杠杆　　　　　　(选填“左侧下降”“右侧下降”或“水平平衡”).
(7)如图图丙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡.当弹簧测力计在原位置逐渐向右倾斜时,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).
21.(8分)某实验小组在“测量滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如图下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图甲、乙、丙所示.
次数 1 2 3
钩码重G/N 2 4 4
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
有用功W有用/J 0.2 0.4 0.4
测力计示数F/N 0.9 1.6 1.1
（续表）
测力计移动距离s/m 0.3 0.3 0.5
总功W总/J 0.27 0.48 0.55
机械效率η 74.1% 83.3% 　　
(1)比较第1次实验和第2次实验可得结论:使用同一滑轮组,提升的钩码越重,滑轮组的机械效率　　　　.
(2)将表格补充完整.比较第2次实验和第3次实验可得结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮质量越大),滑轮组的机械效率　　　　　.
(3)如图果不计绳重和摩擦,图丙中钩码重为4 N时,弹簧测力计的拉力为1 N,那么当钩码重为9 N时,该滑轮组的机械效率是　　　　.
答案
自我综合评价(一)
1.A　2.D　3.C　
4.C　 根据题意,两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离s,根据W=Fs可知,图甲中F做的功等于图乙中F做的功.
5.B
6.D　 由W=Gh可得,爷爷与小宁克服重力做功之比:===,故A、B错误;根据P=可知,爷爷与小宁的功率之比为==×=×=,故C错误,D正确.
7.D
8.D　 在转动过程中,由几何关系可知,F的力臂先变大后变小(力的方向与杠杆垂直时最大),所以力F先变小后变大(与杠杆垂直时最小).
9.D　 由图可知,n=3.
由v=可得,物体运动的距离:s物=vt=0.1 m/s×10 s=1 m,则绳子自由端移动的距离s绳=ns物=3×1 m=3 m,故A错误;
拉力做的总功:W总=Fs绳=25 N×3 m=75 J,由η=×100%可得,有用功W有用=ηW总=80%×75 J=60 J,故B错误;
由W有用=fs物可知,物体与地面间的摩擦力:f===60 N,故C错误;
拉力F的功率:P===7.5 W,故D正确.
10.B　 由图可知,n=3,则绳端移动的距离:s=nh=3×6 m=18 m,拉力做的功:W总=Fs=400 N×18 m=7200 J,拉力的功率:P===120 W,故A错误;
因机械摩擦及绳重忽略不计,由图乙可知,物重G=300 N时,滑轮组的机械效率η=60%,根据η=×100%=×100%=×100%=×100%可得,×100%=60%,则G动=200 N,故B正确;
该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时,绳子的最大拉力:F大=G人=mg=60 kg×10 N/kg=600 N,由F大=(G大+G动)知,能提起的最大物重:G大=3F大-G动=3×600 N-200 N=1600 N,故C错误;
机械摩擦和绳重均不计,则滑轮组的最大机械效率:η大=×100%=×100%=×100%=×100%≈88.9%,故D错误.
11.100　20
因为有两段绳子承担物重,不计动滑轮重、绳重和摩擦,拉力F===100 N;若不计绳重及摩擦,实际测量A端的拉力为110 N,根据F实=得,G动=2F实-G=2×110 N-200 N=20 N.
12.省力　20　 由图可知,杠杆在水平位置平衡,拉力方向与杠杆成30°角,根据力臂的定义可知,F的力臂为支点O到F的作用线的垂线,大小为l1=OB;作用在A点的阻力的力臂为l2=OA;OB=3OA,则l1=OB=1.5OA,则l1∶l2=3∶2,即动力臂大于阻力臂,所以该杠杆为省力杠杆;根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,拉力的大小为F==30 N×=20 N.
13.10　1　0
14.22.5 J　60　 小红的重力:G=mg=45 kg×10 N/kg=450 N,小红跳起一次克服重力做的功:W=Gh=450 N×0.05 m=22.5 J,则跳绳时的平均功率为P===60 W.
15.18　10　 把重物拉上高台时做的有用功:
W有用=Gh=45 N×0.4 m=18 J;
由机械效率公式η=×100%得,W总===30 J,
额外功:W额外=W总-W有用=30 J-18 J=12 J;使用斜面的额外功W额外=fs,
所以摩擦力:f===10 N.
16.60　120　88.9%
17.如图图所示
18.如图图所示
19.(1)该工人所做的有用功:W有用=Gh=300 N×4 m=1200 J.
(2)由图知,n=2,则绳端移动的距离:s=nh=2×4 m=8 m,由η=×100%可得,拉力做的总功:W总===1500 J,
由W=Fs可得,工人所用拉力:F===187.5 N.
(3)不计绳重和摩擦,由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=nF-G=2×187.5 N-300 N=75 N.
(4)拉力的功率:P===100 W.
20.(1)右
(2)便于测量力臂的大小
(3)得到杠杆平衡的普遍规律,避免偶然性
(4)F1l1=F2l2
(5)6　(6)左侧下降　(7)变大
21.(1)越高
(2)72.7%　越低
(3)90%