浙教版 初中科学 九上 3.4 简单机械（含答案）

中小学教育资源及组卷应用平台
3.4简单机械
一．选择题（共15小题）
1．如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内某轴转动.甲是较早的开关，现在逐渐被乙这种开关取代，由于在按压开关时，相当于一个杠杆，如果按压开关的力较大，极易损坏，乙开关不容易被损坏的根本原因是（　　）
A．可以增大阻力臂，减小动力作用点移动的距离
B．可以减小动力臂，减小动力作用点移动的距离
C．可以增大动力臂，使按压开关的力变小
D．可以减小阻力臂，减小动力做的功
2．一辆汽车不小心陷进泥潭后，若司机按如图所示的甲、乙两种方法将汽车从泥潭中匀速拉出相同的距离，不考虑滑轮、绳子的重和滑轮绳子间的摩擦力，则下列分析正确的是（　　）
A．甲组比乙组省力 B．乙组比甲组省力 C．甲组比乙组做功多 D．乙组比甲组做功多
3．如图所示的三个滑轮分别拉同一物体沿同一水平地面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F1、F2、F3，那么，下列关系式中正确的是（　　）（不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦）
A．F2＜F1＜F3 B．F1＜F2＜F3 C．F2＞F1＞F3 D．F1＞F2＞F3
4．如图所示，在这个装置中，如果拉力F等于4牛且不计摩擦，则甲、乙两个弹簧测力计的读数分别为（　　）
A．8牛，12牛 B．12牛，8牛
C．8牛，8牛 D．12牛，12牛
5．如图所示是使用简单机械匀速提升同一重为100N的物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A．B． C．D．
6．人抬头时头部可以看作一个杠杆，下列能正确表示抬头时该杠杆的支点、动力和阻力示意图的是（　　）
A．B． C．D．
7．如图所示，将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F＝50N，则该装置的机械效率为（　　）
A．40% B．50% C．80% D．100%
8．如图，用滑轮组将物体A以0.2m/s的速度沿水平地面匀速向左拉动了1m，拉力F的大小为10N，若滑轮组的机械效率为80%，则下列说法中正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的距离为3m B．绳子自由端移动的速度为0.1m/s
C．地面对物体A的摩擦力为16N D．拉力F做的有用功大小为20J
9．如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（　　）
A．拉力F的功率为1.0W
B．物体A受到的摩擦力为16N
C．滑轮组的机械效率为75%
D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
10．如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　）
A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力 B．物体A受到B的摩擦力是2N
C．滑轮移动的速度是0.1m/s D．拉力F做功功率为4W
11．如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆（　　）
A．始终是省力杠杆
B．始终是费力杠杆
C．先是省力的，后是费力的
D．先是费力的，后是省力的
12．小文将长为L质量不计的木棒置在肩上C点，木棒A端挂一个重为G的物体，他用手压住B端使木棒保持水平平衡。用手压B端不动，移动木棒，改变CB的长度记为X，则木棒对肩膀的压力F随X的关系图像为（　　）
A．B． C．D．
13．一根轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的中点挂一重物G，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F，如图。力F使杆从所示位置慢慢抬起的过程中，力F和它的力臂LF、重力G和它的力臂LG的变化情况（　　）
A．F增大，LF减小 B．F减小，LF增大
C．G不变，LG减小 D．G不变，LG不变
14．我们经常用摩擦力的知识来分析拔河比赛的输赢情况。如图，小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。已知爸爸与地面之间的摩擦力最大可达540牛。为了胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面间的摩擦力至少应达到（不计滑轮重、绳重及其摩擦）（　　）
A．540牛 B．270牛 C．360牛 D．200牛
15．如图所示，分别使用滑轮或滑轮组匀速提升同一物体，滑轮质量均相等且G动小于G物，在相同的时间内物体被提升的高度也相等，不计绳重和摩擦，下列说法不正确的是（　　）
A．三个装置所做的有用功为W甲＝W乙＝W丙 B．绳子自由端移动的速度关系为v甲＜v乙＜v丙
C．绳子自由端的拉力大小为F甲＞F乙＝F丙 D．三个装置的机械效率为η甲＞η乙＝η丙
二．填空题（共7小题）
16．锻炼上臂肌肉时，屈肘动作的上臂肌肉协作情况如图。
（1）屈肘时，肱二头肌处于 　 　（填“收缩”或“舒张”）状态。
（2）人体中有不少骨构成了杠杆，当手拿物体抬起时，前臂形成 　 　（填“省力”或“费力”或“等臂”）杠杆。
17．如图所示是同学们常用的燕尾夹，AB＝BC，当用力摁住C点打开该夹子时，可把 　 　点看作支点，此时夹子可近似看作 　 　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。
18．如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动，不计滑轮与绳子间摩擦。
（1）图中D为 　 　（填“定”或“动”）滑轮。
（2）现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B匀速上升，则拉力F的大小为 　 　N。
19．如图所示为温州市公共卫生中心建设过程中用吊车提升建材的示意图。重570N的建材在吊绳拉力F的作用下以0.5m/s的速度向上运动了10s，忽略滑轮与吊绳间的摩擦力、起重杆AC自重以及吊绳所受的重力，动滑轮重力为30N，吊框的重力为600N。求：
（1）10s内拉力F做功为 　 　J。
（2）若上升到此高度还未达到要求，还可利用B点下方的伸缩柱，现在（1）的基础上，再利用伸缩柱在5s内将吊框内物体升高了8m，则伸缩柱的功率为 　 　W。
20．用如图所示的装置提升托举质量为100kg的货物A，已知货物A在2s内匀速升高了1m，绳子自由端C处拉力F的功率P＝600W。
（1）2s内拉力F做功 　 　J。
（2）若不计绳重和一切摩擦，则滑轮B的重力为 　 　。
（3）通过计算，该滑轮组的机械效率为 　 　。
21．如图所示，OA是起重机的吊臂，可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000N的物体。为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力F为 　 　N．将吊臂缓慢拉起，使用A点升高2m的过程中，拉力变 　 　。（绳重、吊臂重、摩擦均不计）
22．如图所示，物体A在物体B的重力作用下做匀速直线运动。若在A上再施加一个水平向左、大小为100N的拉力F（图中未画出），则物体A向左做匀速直线运动，此时物体A与桌面之间的摩擦力 　 　N。物体B的重力是 　 　。（不计绳重，轮重和摩擦）
三．实验探究题（共4小题）
23．杆秤（如图甲）是我国古老的质量测量工具，如今人们仍然在使用。小科想：是否可以将杆秤改成“密度秤”，于是利用身边的物品，进行了如下操作：
【制作步骤】
步骤Ⅰ：取一根粗细均匀的木棒，制作好“密度秤”。未悬挂秤砣时提起秤纽，发现木棒不能水平平衡。小科将木棒换成了头粗尾细的筷子，并在杯中放入几枚硬币，移动秤砣，当“密度秤”在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度线（单位：g/cm3）。
步骤Ⅱ：按图丙所示，在杯中倒入一定量的水，提起秤纽，移动秤砣，当“密度秤”再次在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度，再将BC两刻度线之间分为10等份。
步骤Ⅲ：在杯中倒入“等量”的酒精，移动秤砣使“密度秤”再次在水平位置平衡，测得酒精的密度。
【反思总结】
（1）杆秤的工作原理是 　 　。
（2）步骤Ⅰ中将图乙中的木棒换成筷子的目的是 　 　。
（3）步骤Ⅲ中“等量”的意思是 　 　。
（4）小科用该“密度秤”测量食盐水的密度，发现秤砣移至最右端还不能水平平衡。为达到实验目的，下列操作可行的是 　 　。
A．提纽左移 B．增加杯中硬币数量 C．增大秤砣质量 D．减少水量
24．某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的2个钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平。
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。（不考虑摩擦）回答下列问题：
（1）杠杆机械效率的表达式η1＝　 　（用已知或测量的物理量符号表示）
（2）将4个相同的钩码悬挂在A点匀速提高相同高度时，该杠杆的机械效率为η2，则η2　 　（＞/＝/＜）η1。
（3）将总重为G的2个钩码悬挂点由A点移动到C点，B点不变，竖直向上匀速拉动杠杆，此时做的有用功和钩码挂在A点时做的有用功相同，则此时B点通过的距离 　 　。（填“变大”、“变小”“不变”）
（4）实验结束后，小明分析测量的数据发现：用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力F×OB≠G×OA，其原因是 　 　。
25．小明利用斜面进行如下的实验。
（1）图中的数据是在测量斜面机械效率时得到的，由此可知此时斜面的机械效率η＝　 　。
（2）为了进一步探究斜面的特点，小明接着做了三次实验，实验数据如下表。
编号 倾斜角度 铁块重/N 拉力/N 斜面高度/cm 斜面长度/cm 机械效率
1 较小 10 4.9 10 100 20%
2 较大 10 6.7 30 100 45%
3 更大 10 8.3 50 100 60%
①分析表中数据可知，沿斜面向上匀速拉动同一物体时，斜面倾斜角度越大，机械效率越　 　，拉力越　 　。
②由表中第一行数据可知，此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为　 　N。
26．家庭中常见的橱柜有时隐藏着一些安全问题。如图甲所示，某幼童因站立在抽出的抽屉上，而导致橱柜倾覆致其受伤，甚至死亡。表中所示为该公司停售的一款橱柜的基本信息：
主要参数
质量/kg 25
L1/cm 60
L2/cm 50
H/cm 100
（1）当幼童站立在抽屉上时，整个橱柜是一个 　 　（选填“省力杠杆”或“费力杠杆”）。
（2）如图乙所示，若幼童站立在该款橱柜最底部被完全抽出的抽屉的外侧边沿上（不考虑幼童手对橱柜的作用力，橱柜内未放任何物品且质量均匀分布）。根据表中所给信息，当幼童质量超过 　 　kg，会将该款橱柜倾覆。
（3）你觉得设计人员该如何改进这款橱柜的设计？（从杠杆平衡角度至少说明一种改进方案）
四．计算题（共6小题）
27．某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。
（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂L1和阻力G的力臂L2；
（2）该同学质量为48kg，求墙壁对人的支撑力约为多少N？（g取10N/kg）
（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F将 　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
28．如图，水平地面上物体重G＝300牛，通过滑轮组用力F拉着物体沿水平地面匀速运动，物体与地面的摩擦力f＝0.2G，物体的匀速运动速度为0.5米/秒，则：
（1）若不计滑轮质量与摩擦，在4秒之内拉力所做的功及功率。
（2）若滑轮组的机械效率为80%，求实际拉力及拉力的功率。
29．如图是一个上肢力量健身器示意图，D是动滑轮；配重A的质量为140kg，底面积是8.0×10﹣2m2，杠杆EH可绕固定点O在竖直平面内转动，且OE：OH＝1：2。假定运动员体重是600N，一只脚板与地面的接触面积为2.0×10﹣2m2 （不计杠杆重、绳重及摩擦）。
（1）配重A自由放置时对地面的压强多大？
（2）若将A提离地面，此时人对绳施加425N的拉力，动滑轮重为多少？
（3）当人用425N的拉力将配重A匀速提升0.2米，人的拉力做功为多少？
30．在一些建设施工工地上，可以看见各种大型的起重机。如图所示是一种起重机的简易图，为了保证起重机在起重时不会翻倒，起重机右边配有一个重物M，已知AB为10m，BC为4m，CD为1m，起重机功率为30kW，起重机本身重力不计。（g取10N/kg）求：
（1）要使起重机吊起6×103kg的货物时不会翻倒，右边配重M至少为多少千克？配重M最大不能超过多少千克？
（2）该起重机要把6×103kg的货物沿竖直方向匀速提高15m，需要多少时间？
31．建筑工地上经常用长臂大吊车来输送建筑材料，安装建筑构件，图甲是其钢丝绳缠绕简化示意图（其中动滑轮重、绳重及摩擦均不计）。喜欢实践的小嘉同学，自己也尝试设计了类似的吊车模型（如图乙），其中AP为粗细均匀的直棒，长1.8米，质量为1千克，凳子宽度为40厘米，A端固定一个铅块M（忽略宽度大小）。
（1）若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104牛，则能吊起货物的质量不能超过 　 　千克。
（2）若将重为1.2×104牛的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦？
（3）乙图模型中AO1为30厘米，在没挂物体时直棒刚好有绕O1点转动的趋势，则配重M的质量为多少千克？
32．如图，用测力计将密度均匀、左粗右细的长杆一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2。（测力计保持竖直向上）
（1）比较F1　 　F2（填大于、小于或等于）。
（2）请证明G＝F1+F2。
五．作图题（共1小题）
33．已知每个滑轮重为100牛，物体重为1200牛、绳子能承受的最大拉力是300N，请在如图中画出滑轮组的绕线方法。
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．C 2．B 3．A 4．B 5．D 6．B 7．A 8．C 9．A 10．D 11．C 12．D 13．A 14．C 15．C
二．填空题（共7小题）
16．收缩；费力。
17．B；等臂
18．（1）动；（2）150
19．（1）6000；（2）1920。
20．（1）1200；（2）400；（3）83.3%
21．如图所示，OA是起重机的吊臂，可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000N的物体。为保证吊臂在水平位置平衡，则绕过定滑轮斜向下的拉力F为 　3600　N．将吊臂缓慢拉起，使用A点升高2m的过程中，拉力变 　小　。（绳重、吊臂重、摩擦均不计）
22．50；25。
三．实验探究题（共4小题）
23．（1）杠杆平衡条件；（2）消除筷子自身的重力对杠杆平衡的影响；（3）酒精的体积与水的体积相等；（4）ACD。
24．（1）×100%；（2）＞；（3）变小；（4）杠杆自重的影响。
25．η＝　40%　（2）　高　，大　（3）3.9　N。
26．（1）省力杠杆；（2）15；（3）增大橱柜重力
四．计算题（共6小题）
27．（1）如图；（2）180；（3）变大。
28、（1）若不计滑轮质量与摩擦，在4秒之内拉力所做的功及功率为120J、30W。
（2）若滑轮组的机械效率为80%，实际拉力及拉力的功率分别为37.5N、37.5W。
29．（1）配重A自由放置时对地面的压强是1.75×104Pa；
（2）动滑轮重为300N；（3）人的拉力做功170J。
30．（1）右边配重M至少为1.2×104kg；配重物M最大不能超过8.4×104kg；
（2）需要的时间为30s。
31．（1）6×103；（2）此过程中克服货物重力做功3.6×105J；（3）配重M的质量为2kg。
32．（1）比较F1　小于　F2（填大于、小于或等于）。
（2）（1）小于；（2）F1×AB＝G×OB﹣﹣﹣﹣①F2×AB＝G×OA﹣﹣﹣﹣②
①+②得：F1×AB+F2×AB＝G×OB+G×OA可得：G＝F1+F2。
五．作图题（共1小题）
33．绳子股数为n=5；
根据奇动偶定的原则，滑轮组绕制如下图：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)