2024-2025学年浙教版科学九上 专题培优检测《简单机械》（含答案，100分制）

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2024九上科学专题培优检测《简单机械》
说明：本卷总分100分，g=10NKg
一、选择题（每题只有一个正确选项，每题2分，共30分）
1．如图所示，人体所做的四种动作中，相应杠杆模型属于省力杠杆的是（　　）
A．咬合 B．弯腰 C．踮脚 D．屈臂
2．如图甲是一种可以单手开启酒瓶盖的开瓶器，其实质是杠杆。观察并分析图乙，下列说法正确的是（　　）
A．该杠杆的支点是A点 B．该杠杆可以省距离
C．该杠杆可以省力 D．沿F2方向开瓶用力最小
第2题图 第3题图 第4题图
3．如图，足够长的杠杆上放着两个球（质量m1＞m2），杠杆在水平位置平衡，若两球以相同的速度同时向远离支点的方向运动，则杠杆的状态是（　　）
A．仍然平衡 B．大球一端下沉 C．小球一端下沉 D．无法确定
4．实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　）
A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮
B．小科使用该装置可以省功
C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力
D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小
5．如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是（　　）
A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆
B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆
C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强
D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用
6．拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（　　）
A B C D
7．买菜拉车是老人们出门人手必备的“单品”，因其可折叠可爬楼可坐可悬挂深受老年人喜爱。老人拉着载有重物的拉车，使前轮越过障碍物后，若想用最小的力抬起后轮，这个力应该施加在哪个点上（　　）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
8．小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟，当其因电池电能不足而停止时，指针最可能停在如图4中所示的哪个位置附近（　　）
A B C D
9．一根重量可忽略不计的杠杆以O点为支点，在杆上的a、b、c三处分别受到Fa、Fb、Fc三个方向与杠杆垂直的力作用，且a、b、c三处到O点的距离比为1：2：3，如图所示。若不考虑杠杆与支点间的摩擦力，当杠杆平衡时，则Fa：Fb：Fc可能为下列的哪组数据？（ ）
A．1：1：3 B．1：1：5
C．3：1：1 D．5：1：1
10．如图为商店里常用的案秤，对已调节好的案秤，若使用不当，称量结果会出现差错。下列说法正确的是（ ）
A．若秤盘下粘了一块泥，称量的结果将比实际的小
B．若砝码磨损了，称量的结果将比实际的小
C．若案秤倾斜放置，称量的结果仍是准确的
D．若调零螺丝向右多旋进了一些，称量的结果将比实际的小
11．如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（　　）
A．物体A受到3个力的作用
B．物体受到的摩擦力为12N
C．拉力F做功的功率为5W
D．在10s内机械所做的有用功为500J
12．三个和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能详．如图所示，甲图和尚们商量出新的挑水方案：胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶，以下说法中正确的是（　　）
A．乙图中水桶向后倾，胖和尚可以将他的肩往前移动一点距离
B．乙图中水桶向后倾，胖和尚可以将后面水桶往后移动一点距离
C．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离
D．丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离
13．小明利用如图所示的装置提起水中的物块，下列判断正确的是（　　）
A．装置中的滑轮是定滑轮
B．装置中的AOB是省力杠杆
C．物块露出水面前后，装置的机械效率不变
D．物块的上表面露出水面前，所受水的压强保持不变
14．如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N．若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　　）
A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B．滑轮移动的速度为0.2m/s
C．绳子拉物体A的功率为2W
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
15．某建筑工地用如图1所示的装置提升重物A，电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图2所示。当重物A以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦，g取10N/kg。下列分析与计算正确的是（　　）
A．重物A的质量为60kg
B．电动机对绳子的拉力为600N
C．匀速提升108kg的重物B时，重物B在30s上升的高度为1.5m
D．若电动机拉动绳子的功率减小，滑轮组的机械效率降低
二、填空题（每空1分，共17分）
16．普通洗衣机的脱水桶都安装了安全制动系统，如右图是脱水制动示意图，当用力F打开脱水桶盖时，制动钢丝产生的力使刹车带抱紧刹车盘，阻碍脱水桶运转，起到了制动作用，同时，弹簧 (填“伸长”或“缩短”)。以弹簧的拉力为动力，请你判断杠杆MN是 杠杆 (填“省力”、“费力”或“等臂”)。
第16题图 第17题图 第18题图
17．早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经开始使用杠杆。如图甲所示是古人利用桔棒从井里汲水的示意图，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O1为支点，杆的自重不计。
（1）当人沿着AC方向向下拉时，拉力F1的力臂是 （填字母）；若将支架移到O2点，方向不变的拉力F1大小将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）若O1A=3O1B，配重质量为4.5kg,桶和水总重50牛，请计算使用配重后，从井中汲水时人可以节省用力 牛。
（3）对于配重物，有人认为越重越好，有人却认为越轻越好，请写出你的观点： 。
18．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1，m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，扁担和筐的重力不计。
（1）在O点时，根据杠杆平衡的条件可知，m1 m2（填“＞”，“＜”或者“=”）。
（2）若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离Δl，则扁担 （填“左”或“右”）端向下倾斜。
（3）要使扁担恢复水平平衡，需再往某侧筐中加入货物，其质量为 。
19．如图所示，物体A置于水平桌面上，装置保持静止，物体A重100N，物体B重10N。不计绳重、滑轮自重及摩擦，物体A受到的摩擦力方向 （填“水平向左”或“水平向右”），大小为 N。
20．如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，若不计滑轮重和摩擦，他将吊蓝匀速拉高3米，则他做的功为 焦，他拉绳子的力为 牛。
第20题图 第21题图 第22题图
21．如图所示是某高压蒸气压力控制装置的示意图。当阀门S（底面积为2cm2）受到的蒸气压力超过其安全值时，阀门就会被顶起释放一些蒸气来降低压力，该装置相当于一个杠杆。若OA=0.2m，AB=0.6m。物体C重25N，那么杠杆平衡时杆上的A点所受的支持力为 N（忽略杆重）；当锅炉内气压为4×l05Pa时，蒸气对阀门下表面的压力是 N。
22．如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等，杆AB的重力不计，柱形物体较重。
（1）若作用在A点的动力F方向始终竖直向下，则杆从水平位置缓慢转动100角的过程中，动力F大小的变化是 。2
（2）若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动45°角的过程中，动力F大小的变化是 。
三、实验探究题（每空2分，共30分）
23．用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为 N，钩码总重G为1.0N， 钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 %。请写出使用该杠杆做额外功的一个原因： 。
（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4
2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3
根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？为什么？
24．在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小聪猜想可能跟斜面的倾斜程度有关．如图是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其它条件一定时的实验数据。
实验序号 斜面的倾斜程度 物块的重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面的拉力F/N 斜面长s/m 机械效率
1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4%
2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1%
3 最陡 10 0.6 8.5 1 70.6%
（1）分析表中数据可得该实验是探究 （填“小明”或“小聪”）的猜想，结论是：在其它条件一定时，斜面越陡，机械效率越高。
（2）另一位同学为探究自己的猜想，设计了如下步骤。
①把一块长木板的一端垫高，构成一个斜面。
②用弹簧测力计沿斜面把一木块 拉上去，进行相关测量，计算出斜面的机械效率。
③保持斜面的倾斜程度不变，改变斜面的 ，再进行相关测量，并计算出斜面的机械效率。
④比较两次 的大小，即可验证猜想是否正确。
25．小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角θ，进行实验。其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如表：

实验序号 钩码总重力G 拉力作用线的夹角布度 拉力大小F/牛
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为 牛。
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是 。
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是： 。
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角θ时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙所示，若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力。请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？ 。
26．如图甲是小科根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平，横梁可绕轴O在竖直平面内转动，左侧为悬挂在固定位置P的置物盘，右侧所用砝码是实验室里常见的钩码，用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
（1）下面是小明测量物体质量的几个主要步骤，最合理的顺序是 （只填写序号）：
A．将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
B．将天平放在水平台面上
C．将待测物体放在天平左侧的置物盘中
D．调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
E．移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
F．由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
（2）调节天平至水平位置平衡后，刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时，横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的 左侧（填“左”或“右”）；
（3）若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处，如图乙所示，已知OP=a,OQ=b,ON=c,钩码质量为m,则待测物体的质量M= 。
四、分析计算题（29题5分，其余每题6分，共23分）
27．厨房里的锅盖架方便使用，如图甲所示。架子质量较小可以忽略不计，通过螺丝固定在墙上，就可放置质量更大的锅盖。
（1）若放置一个质量为2.4kg的铁质锅盖，如图乙所示。通过计算判断，螺丝固定处所受的总水平拉力为？
（2）结合杠杆知识，试说明为什么锅盖越大越重，这种架子越容易掉下来？
（3）如何改进锅盖架，能够让它承重性能变得更好？
28．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？
29．图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。请回答。
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的 （填字母）。
A.细胞 B.组织 C.器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3′是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
30．道闸又称栏杆机、挡车器，是现代停车场管理的智能化高科技产品，主要应用于各类停车场、封闭式管理小区出入口等场所。图乙所示的是某停车场安装的道闸结构示意图，合金制作的空心栏杆，通过固定装置安装在箱体，能绕固定轴O转动90°，固定轴到箱底的高度为h，箱体固定在地面上。弹簧通过连接钢丝一端固定在箱体底面，另一端固定在固定装置上的A点，使用时弹簧保持竖直。可以使栏杆在水平位置和竖直位置间转动。弹簧自重G弹簧=30N，钢丝重忽略不计，固定轴到弹簧的距离是OA=20cm。通过调节连接钢丝的长度，使弹簧的长度为l1=80cm，这时栏杆在水平位置平衡。在栏杆的重心位置上安装了5N重的警示牌，需要调节连接钢丝长度，改变弹簧的拉力，使栏杆仍然在水平位置平衡。栏杆与固定装置总重为G栏杆，重心B点到O点距离为1.2m，若弹簧的长度l与拉力F拉的关系图象如图丙所示。求：
（1）栏杆和固定装置总重G栏杆；
（2）第二次弹簧的长度。21世纪教育网版权
甲 乙 丙
参考答案
一、选择题（30分）
1~5 CCBDB 6~10 DDBDD 11~15 BCBDC
二、填空题（17分）
16、缩短 省力
17、（1）O1C 变大 （2）15N （3）当配重过大时，放入水桶时的力过大
18、（1）＜ （2）左 （3）
19、水平向左 20
20、2700 225
21、100 80
22、（1）增大 （2）先增大后减小
三、实验探究题（30分）
23、（1）0.5 66.7 由于使用杠杆时需要克服杠杆重力（或摩擦力）做功
（2）不能，因为两次实验时钩码没有挂在同一位置，且仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。
24、（1）小聪 （2）②匀速 ③粗糙程度 ④机械效率
25、（1）1 （2）同一动滑轮提升相同的物体时，拉力大小与θ有关，θ越大，拉力越大；
（3）改变钩码的重力，重复上述实验；
（4）根据杠杆平衡条件可知，从第1次到第4次，物体总重力不变，动力臂和阻力臂都在减少，但是动力臂比阻力臂变化得更多，所以拉力逐渐增大。
26、（1）BADCEF （2）左
点拨：（3）当置物盘中没有放物体时，钩码位于Q处，根据杠杆平衡条件得：m盘 g=mg OQ
四、解答题（23分）
27、解：（1）将锅盖架看作一个杠杆，由图乙可知，若螺丝松动，架子会绕B点转动，故B为支点，螺丝固定处水平拉力的力臂为AB的长，锅盖重力的力臂为B到重力作用线的距离。
G×LG=F×AB，结合G=mg，有：2.4kg×10N/kg×20cm=F×15cm
解得F=32N
（2）锅盖越大越重时，锅盖重力的力臂也越大，则锅盖重力与其力臂的乘积越大，在螺丝固定处水平拉力及其力臂一定时，根据杠杆的平衡条件可知，这种架子就越容易掉下来；
（3）增大AB的长度，或减小架子的开口，或增大AB的长度同时减小架子的开口，能够让它承重性能变得更好。
28、（1）6000
（2）解：W=G′h=1.2×104N×30m=3.6×105J
（3）解：粗细均匀的直棒的重心在直棒的中点，以O1为轴，动力G棒=m棒g=1kg×10N/kg=10N，动力臂l1=0.9m-0.3m=0.6m，阻力臂l2=AO1=0.3m；
29、（1）C
（2）解：设铁 Fe 的质量为 x
（3）由图2可知，O 为支点，F3 为阻力，OC为阻力臂，AB为动力臂，根据杆平衡条件 F1l1=F2l2 可得960N×2cm=F2×8cm，则 F2=240N；工具自重和摩擦忽略不计，对上面定滑轮受力分析，F2=3F1，则 F1=80N。
30、解：（1）栏杆绕O点转动，可以看作杠杆．当杠杆水平平衡时，受力示意图如下
根据杠杆平衡条件：F1 OA=G栏杆 OB
F1=F拉1+G弹簧，从图丙中可以知道：F拉1=300N
（2）栏杆上加了警示牌后G栏杆′=G栏杆+G警示牌=55N+5N=60N
根据杠杆平衡条件：F2 OA=G栏杆′ OB
F2=F拉2+G弹簧 F拉2=F2-G弹簧=360N-30N=330N
设弹簧原长为l0，由于弹簧伸长的长度与拉力成正比，
所以有等式（l2-l0）：（l1-l0）=F拉2：F拉1
（l2-50cm）：（80cm-50cm）=330N：300N
解出l2=83cm
答：（1）栏杆和固定装置总重G栏杆=55N；（2）第二次弹簧的长度是83cm。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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