华师大版九年级上册《第5章 简单机械与功》2023年单元测试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 华师大版九年级上册《第5章 简单机械与功》2023年单元测试卷（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 177.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 其它版本 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-09 21:15:59 | ||
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文档简介
华师大版九年级上册《第5章 简单机械与功》2023年单元测试卷
一、选择题
1．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱AB＝sCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（ ）
A．AB 段做的功较多
B．CD 段做的功较多
C．AB 段与CD 段做的功一样多
D．AB 段的功率比CD 段的功率大
2．如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功
C．在c到d的过程中，铅球的运动状态在不断改变
D．在a到d的过程中，没有力对铅球做功
3．如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N时物体在水平面上向右做匀速直线运动，滑轮和绳子的重忽略不计，使物体向左做匀速直线运动，则（ ）
A．F＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．F＝30N
4．如图，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30N．用这个滑轮组把重300N的物体在5s内匀速提升2m，则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小是130N
B．滑轮组的机械效率约为77%
C．拉力的功率为132W
D．若再增加一个动滑轮能提高机械效率
5．如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B．木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C．小球质量越大，到达斜面底端的速度越大
D．木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大
二、填空题
6．如图是学校里面常用的一种移动指示牌，其中AB为牌面，CD和BE为支架，宽为55cm，支架长度BE＝2CE＝2ED＝50cm（所有支架的受风面积忽略不计），假设此时指示牌重力的作用线通过E点，只考虑风对指示牌的作用点在AB中点 N。
三、解答题
7．“暴走”是一种快速的徒步运动方式，观察分析人走路情形，可以将人的脚视为一根杠杆，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，g＝10N/kg。
（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L1。
（2）根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力是 N。
（3）人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，人克服自身重力约做了 J的功。
（4）通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如表所示。请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因： 。
运动方式 散步 快走 慢跑 快跑
消耗能量E/kJ 315 1165.5 1260 1764
8．如图所示是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD是一个以O点为转轴的水平杠杆，CO：OD＝3：2．滑轮组固定在杠杆C点，每个滑轮的质量均为m0．放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点，使杠杆CD始终保持水平平衡，配重E的质量mE为100kg．当电动机用拉力F1匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η1，物体A匀速上升的速度为v1；当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η2，物体B匀速上升的速度为v2．在匀速提升重物A、B的过程中，电动机的功率保持不变。已知F2﹣F1＝50N，v1：v2＝5：4，η2＝90%．细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：
（1）拉力F1的大小；
（2）滑轮组的机械效率η1；
（3）当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，配重E对地面的压力N2。
四、计算题
9．小明同学为了将放置在水平地面上重G＝100N的物体提升到高处，设计了图甲所示的滑轮组装置，动滑轮重10N．当小明用图乙所示随时间t变化的竖直向下的力F拉绳时
（1）在0～2s内拉力F做的功。
（2）在2～3s内，拉力F的功率及滑轮组的机械效率。
10．研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重，先让货车前轮单独处于电子地磅秤上，前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独处于电子地磅秤上，国家规定两轴货车限载车货总质量为12t，请你通过杠杆知识计算分析该货车是否超载。（假设汽车重心位置不变）
华师大版九年级上册《第5章 简单机械与功》2023年单元测试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：
由题知，沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱拉力相等AB＝sCD，
由W＝Fs可知，拉力所做的功相同，AB错误；
由于本题没有给出两种情况下的运动时间，故无法比较功率的大小。
故选：C。
2．【解答】解：A、在a到b的过程中，所以在这个阶段，故A正确；
B、在b到c的过程中，铅球不再受到手的推力，所以在这个阶段，故B正确；
C、在c到d的过程中，且铅球在重力作用下向下运动，铅球运动的速度和方向都在改变，故C正确；
D、在a到d的过程中，同时重力也会对铅球做功。
故选：D。
3．【解答】解：由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重、滑轮重以及绳子与滑轮间的摩擦，
所以F绳对A＝GB＝×10N＝8N；
A向右做匀速直线运动时，在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡绳对A＝5N，方向水平向左；
若使物体A向左做匀速直线运动，此时A受向左的拉力F绳对A，且A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变（仍为5N），
因A处于平衡状态且绳子上的拉力大小不变，则由力的平衡条件可得向左的拉力F＝F绳对A+f＝6N+5N＝10N。
故B正确，ACD错误。
故选：B。
4．【解答】解：A、∵不计绳重和摩擦，
∴拉力F＝（G物+G动）＝（300N+30N）＝110N；
B、使用滑轮组做的有用功：
W有用＝Gh＝300N×2m＝600J；
s＝2h＝3×2m＝2m，
使用滑轮组做的总功：
W总＝Fs＝110N×6m＝660J，
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝，故错误；
C、此时拉力的功率是：P＝＝，故正确；
D、若再增加一个动滑轮，据η＝×100%，故错误；
故选：C。
5．【解答】解：A、由于影响动能大小的因素是速度和质量，不一定必须是光滑；
B、木块向前滑行的过程中，由于木块在水平面上，则机械能减小；
C、小球到达斜面底端的速度取决于小球在斜面上的高度，故C错误；
D、根据转换法，说明小球撞击木块前的动能很大。
故选：D。
二、填空题
6．【解答】解：
根据题意可知，当指示牌刚好把D端吹离地面时；
根据杠杆平衡条件可得：
mg×CE＝F×（AB+BE）
解得：F＝＝＝6.25N。
故答案为：6.25。
三、解答题
7．【解答】解：（1）反向延长力F的作用线，从O点做力F的作用线的垂线1，如图：
（2）人的重力为：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N；
由图可知，力F的力臂大约是G的力臂的二倍F＝G×LG可知：F＝＝800N×；
（3）人克服自身重力所做的功为：W＝Gh＝800N×0.04m＝32J；
（4）由表格中的信息可知，人运动的速度越大，这个更能健身。
故答案为：（1）如图；（2）400；（4）人运动的速度越大。
8．【解答】解：（1）因为在匀速提升重物A、B的过程中，因为P＝＝，所以：
P＝F1×3v5＝F2×3v3，解得：F1：F2＝v6：v1＝4：7，
又因为F2﹣F1＝50N，所以F2＝200N，F2＝250N；
（2）以动滑轮和重物A整体为研究对象，进行受力分析。
3F4＝G0+GA …①
同理有3F5＝G0+GB …②
当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η4＝90%，
η2＝×100%＝×100%＝，
GB：G动＝2：1，③
由①②③联立得：GA＝525N，GB＝675N，G0＝75N。
当电动机用拉力F2匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η1，
η1＝×100%＝×100%＝；
（3）当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，设滑轮组对杠杆C点的拉力为FC2，配重E对杠杆D点的拉力为FD3，地面对配重E的支持力为N2．
以定滑轮为研究对象，进行受力分析，
FC2＝G8+2 F2＝75N+5×250N＝575N，
以杠杆CD为研究对象进行受力分析，如图2所示，
FC2×OC＝FD4×OD，
解得：FD2＝FC2×＝575N×，
以配重E为研究对象，进行受力分析。
FD2+N3＝GE
得：配重E对地面的压力：N2＝GE﹣FD2＝mEg﹣FD2＝100kg×10N/kg﹣862.5N＝137.5N。
答：（1）拉力F3的大小为200N；
（2）滑轮组的机械效率η1为87.5%；
（3）配重E对地面的压力为137.2N。
四、计算题
9．【解答】解：
（1）由图丙可知，在0～1s内物体升高高度为3，拉力做功为0J；
由甲图可知，n＝3；
由图丙可知，在8～2s内重物上升的高度h1＝8.25m，则拉力端移动距离s＝3h1＝3×1.25m＝3.75m，
由甲图可知，2～2s内，
则拉力F做的功：
W＝Fs＝50N×3.75m＝187.5J；
（2）由图乙可知，2～3s内绳端的拉力F′＝40N，
由图丙可知，8～3s内物体上升的高度h2＝2.75m﹣1.25m＝2.5m，
则绳端移动的距离：
s′＝3h2＝2×2.5m＝3.5m，
2～6s内拉力做的总功：
W总＝F′s′＝40N×7.5m＝300J，
在4～3s内，拉力F的功率：
P＝＝＝300W；
此过程中所做的有用功：
W有＝Gh8＝100N×2.5m＝250J，
则滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%≈83.6%。
答：（1）在0～2s内拉力F做的功为187.3J；
（2）在2～3s内，拉力F的功率及滑轮组的机械效率分别为300W。
10．【解答】答：以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，
根据杠杆平衡条件得：F后L＝GL1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示意图如图乙，
根据杠杆平衡条件得：F前L＝GL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得：
G＝F前+F后＝（5×103kg+6×108kg）×10N/kg＜12×103kg×10N/kg，
所以，该货车不超载。
一、选择题
1．如图所示，用大小相等的拉力F，分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱AB＝sCD，比较两种情况下拉力F所做的功及其功率（ ）
A．AB 段做的功较多
B．CD 段做的功较多
C．AB 段与CD 段做的功一样多
D．AB 段的功率比CD 段的功率大
2．如图所示为运动员投掷铅球的过程示意图，下列有关说法错误的是（ ）
A．在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到c的过程中，运动员对铅球没有做功
C．在c到d的过程中，铅球的运动状态在不断改变
D．在a到d的过程中，没有力对铅球做功
3．如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N时物体在水平面上向右做匀速直线运动，滑轮和绳子的重忽略不计，使物体向左做匀速直线运动，则（ ）
A．F＝20N B．F＝10N C．F＝5N D．F＝30N
4．如图，用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组，每个滑轮重为30N．用这个滑轮组把重300N的物体在5s内匀速提升2m，则下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小是130N
B．滑轮组的机械效率约为77%
C．拉力的功率为132W
D．若再增加一个动滑轮能提高机械效率
5．如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B．木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C．小球质量越大，到达斜面底端的速度越大
D．木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大
二、填空题
6．如图是学校里面常用的一种移动指示牌，其中AB为牌面，CD和BE为支架，宽为55cm，支架长度BE＝2CE＝2ED＝50cm（所有支架的受风面积忽略不计），假设此时指示牌重力的作用线通过E点，只考虑风对指示牌的作用点在AB中点 N。
三、解答题
7．“暴走”是一种快速的徒步运动方式，观察分析人走路情形，可以将人的脚视为一根杠杆，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，g＝10N/kg。
（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L1。
（2）根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力是 N。
（3）人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，人克服自身重力约做了 J的功。
（4）通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如表所示。请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因： 。
运动方式 散步 快走 慢跑 快跑
消耗能量E/kJ 315 1165.5 1260 1764
8．如图所示是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD是一个以O点为转轴的水平杠杆，CO：OD＝3：2．滑轮组固定在杠杆C点，每个滑轮的质量均为m0．放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点，使杠杆CD始终保持水平平衡，配重E的质量mE为100kg．当电动机用拉力F1匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η1，物体A匀速上升的速度为v1；当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η2，物体B匀速上升的速度为v2．在匀速提升重物A、B的过程中，电动机的功率保持不变。已知F2﹣F1＝50N，v1：v2＝5：4，η2＝90%．细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg．求：
（1）拉力F1的大小；
（2）滑轮组的机械效率η1；
（3）当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，配重E对地面的压力N2。
四、计算题
9．小明同学为了将放置在水平地面上重G＝100N的物体提升到高处，设计了图甲所示的滑轮组装置，动滑轮重10N．当小明用图乙所示随时间t变化的竖直向下的力F拉绳时
（1）在0～2s内拉力F做的功。
（2）在2～3s内，拉力F的功率及滑轮组的机械效率。
10．研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，一辆两轴货车正在水平地面上设置的某种电子地磅秤上称重，先让货车前轮单独处于电子地磅秤上，前轮驶离电子地磅秤，再让后轮单独处于电子地磅秤上，国家规定两轴货车限载车货总质量为12t，请你通过杠杆知识计算分析该货车是否超载。（假设汽车重心位置不变）
华师大版九年级上册《第5章 简单机械与功》2023年单元测试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1．【解答】解：
由题知，沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱拉力相等AB＝sCD，
由W＝Fs可知，拉力所做的功相同，AB错误；
由于本题没有给出两种情况下的运动时间，故无法比较功率的大小。
故选：C。
2．【解答】解：A、在a到b的过程中，所以在这个阶段，故A正确；
B、在b到c的过程中，铅球不再受到手的推力，所以在这个阶段，故B正确；
C、在c到d的过程中，且铅球在重力作用下向下运动，铅球运动的速度和方向都在改变，故C正确；
D、在a到d的过程中，同时重力也会对铅球做功。
故选：D。
3．【解答】解：由图知，此滑轮组由2段绳子承担物重、滑轮重以及绳子与滑轮间的摩擦，
所以F绳对A＝GB＝×10N＝8N；
A向右做匀速直线运动时，在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡绳对A＝5N，方向水平向左；
若使物体A向左做匀速直线运动，此时A受向左的拉力F绳对A，且A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变（仍为5N），
因A处于平衡状态且绳子上的拉力大小不变，则由力的平衡条件可得向左的拉力F＝F绳对A+f＝6N+5N＝10N。
故B正确，ACD错误。
故选：B。
4．【解答】解：A、∵不计绳重和摩擦，
∴拉力F＝（G物+G动）＝（300N+30N）＝110N；
B、使用滑轮组做的有用功：
W有用＝Gh＝300N×2m＝600J；
s＝2h＝3×2m＝2m，
使用滑轮组做的总功：
W总＝Fs＝110N×6m＝660J，
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝，故错误；
C、此时拉力的功率是：P＝＝，故正确；
D、若再增加一个动滑轮，据η＝×100%，故错误；
故选：C。
5．【解答】解：A、由于影响动能大小的因素是速度和质量，不一定必须是光滑；
B、木块向前滑行的过程中，由于木块在水平面上，则机械能减小；
C、小球到达斜面底端的速度取决于小球在斜面上的高度，故C错误；
D、根据转换法，说明小球撞击木块前的动能很大。
故选：D。
二、填空题
6．【解答】解：
根据题意可知，当指示牌刚好把D端吹离地面时；
根据杠杆平衡条件可得：
mg×CE＝F×（AB+BE）
解得：F＝＝＝6.25N。
故答案为：6.25。
三、解答题
7．【解答】解：（1）反向延长力F的作用线，从O点做力F的作用线的垂线1，如图：
（2）人的重力为：G＝mg＝80kg×10N/kg＝800N；
由图可知，力F的力臂大约是G的力臂的二倍F＝G×LG可知：F＝＝800N×；
（3）人克服自身重力所做的功为：W＝Gh＝800N×0.04m＝32J；
（4）由表格中的信息可知，人运动的速度越大，这个更能健身。
故答案为：（1）如图；（2）400；（4）人运动的速度越大。
8．【解答】解：（1）因为在匀速提升重物A、B的过程中，因为P＝＝，所以：
P＝F1×3v5＝F2×3v3，解得：F1：F2＝v6：v1＝4：7，
又因为F2﹣F1＝50N，所以F2＝200N，F2＝250N；
（2）以动滑轮和重物A整体为研究对象，进行受力分析。
3F4＝G0+GA …①
同理有3F5＝G0+GB …②
当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η4＝90%，
η2＝×100%＝×100%＝，
GB：G动＝2：1，③
由①②③联立得：GA＝525N，GB＝675N，G0＝75N。
当电动机用拉力F2匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η1，
η1＝×100%＝×100%＝；
（3）当电动机用拉力F2匀速提升重物B时，设滑轮组对杠杆C点的拉力为FC2，配重E对杠杆D点的拉力为FD3，地面对配重E的支持力为N2．
以定滑轮为研究对象，进行受力分析，
FC2＝G8+2 F2＝75N+5×250N＝575N，
以杠杆CD为研究对象进行受力分析，如图2所示，
FC2×OC＝FD4×OD，
解得：FD2＝FC2×＝575N×，
以配重E为研究对象，进行受力分析。
FD2+N3＝GE
得：配重E对地面的压力：N2＝GE﹣FD2＝mEg﹣FD2＝100kg×10N/kg﹣862.5N＝137.5N。
答：（1）拉力F3的大小为200N；
（2）滑轮组的机械效率η1为87.5%；
（3）配重E对地面的压力为137.2N。
四、计算题
9．【解答】解：
（1）由图丙可知，在0～1s内物体升高高度为3，拉力做功为0J；
由甲图可知，n＝3；
由图丙可知，在8～2s内重物上升的高度h1＝8.25m，则拉力端移动距离s＝3h1＝3×1.25m＝3.75m，
由甲图可知，2～2s内，
则拉力F做的功：
W＝Fs＝50N×3.75m＝187.5J；
（2）由图乙可知，2～3s内绳端的拉力F′＝40N，
由图丙可知，8～3s内物体上升的高度h2＝2.75m﹣1.25m＝2.5m，
则绳端移动的距离：
s′＝3h2＝2×2.5m＝3.5m，
2～6s内拉力做的总功：
W总＝F′s′＝40N×7.5m＝300J，
在4～3s内，拉力F的功率：
P＝＝＝300W；
此过程中所做的有用功：
W有＝Gh8＝100N×2.5m＝250J，
则滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%≈83.6%。
答：（1）在0～2s内拉力F做的功为187.3J；
（2）在2～3s内，拉力F的功率及滑轮组的机械效率分别为300W。
10．【解答】答：以汽车前轮为支点建立杠杆模型，示意图如图甲，
根据杠杆平衡条件得：F后L＝GL1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
以汽车后轮为支点建立杠杆模型，示意图如图乙，
根据杠杆平衡条件得：F前L＝GL2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②两式可得：
G＝F前+F后＝（5×103kg+6×108kg）×10N/kg＜12×103kg×10N/kg，
所以，该货车不超载。
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