浙教版科学 九年级上 第三章 第4节 简单机械 同步练习(含解析)

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名称 浙教版科学 九年级上 第三章 第4节 简单机械 同步练习(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2020-11-09 20:54:12

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浙教版科学 九年级上 第三章 第4节 简单机械
一、单选题
1.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是(?? )
A.?指甲剪是省力省功的机械????????????????????????????????????B.?定滑轮不省力,但能改变力的方向
C.?滑轮组既省力,又省距离,还省功??????????????????????D.?斜面的机械效率可以达到100%
2.如图所示的四种情景中,使用的工具属于费力杠杆的是(?? )
A.?食品夹 ????????????????????????????????????????????????B.?裁纸刀
C.?托盘天平 ?????????????????????????????????????D.?瓶盖起子
3.如图所示的剪刀剪纸时的机械效率为80%,这表示(?? )
A.若作用在剪刀的动力是1N,则阻力是0.8N
B.?若作用在剪刀的阻力是1N,则动力是0.8N
C.?若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.2J的功用于剪纸
D.?若作用在剪刀的动力做功1J,则有0.8J的功用于剪纸
4.把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后(?? )
A.?A上升?????????????????????????????B.?A下降?????????????????????????????C.?A、B均静止?????????????????????????????D.?无法判断
5.室内垃圾桶平时桶盖关闭,使垃圾散发的异味不会飘出,使用时用脚踩踏板,桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定(?? )
A.桶中只有一个杠杆在起作用,且为省力杠杆
B.?桶中只有一个杠杆在起作用,且为费力杠杆
C.?桶中有两个杠杆在起作用,且都是省力杠杆
D.?桶中有两个杠杆在起作用,一个是省力杠杆,一个是费力杠杆
6.如图所示,杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一个,杠杆将(?? )
A.?左端下降???????????????????????????B.?右端下降???????????????????????????C.?仍然平衡???????????????????????????D.?无法判断
7.如图所示,将有均匀刻度的直尺中部支起,两边挂上钩码,使杠杆平衡,那么下列情况中,哪种情况还能使刻度尺保持平衡(?? )
A.左右两边的钩码组各向内移动一格
B.?左右两边的钩码组各减少一只钩码
C.?左右两边的钩码组各减少一半
D.?左右两边的钩码组各向外移动一格
8.人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图,当人手托5kg的物体保持平衡时,肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定(?? )
A.?大于5kg????????????????????????????B.?大于49N????????????????????????????C.?小于49N????????????????????????????D.?等于49N
9.在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为了(?? )
A.?减小摩擦
B.?使每组数据更准确
C.?多次测量取平均值,以减小误差
D.?获得多组数据,以归纳出物理规律
10.在公园里的儿童乐园内,两个小孩坐在跷跷板上,恰好处于平衡,此时(??? )。
A.?两个小孩的质量一定相等????????????????????
B.?两个小孩的重力和他们各自的力臂的乘积一定相等
C.?两个小孩到支点的距离一定相等???????????????????
D.?两个小孩的重力一定相等
二、填空题
11.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率η与动滑轮重G动的关系:
(1)实验时,应________向下拉动弹簧测力计。
(2)改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙的图像,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越________。
(3)分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为________N。(忽略绳重和摩擦)
12.如图所示,在力F的作用下,质量为4千克的物体M以0.5米/秒的速度沿水平面向右匀速前进了2米(滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦不计),此时弹簧测力计的示数为2牛。
(1)在这一过程中,水平地面对物体M的摩擦力大小是________牛。
(2)拉力F的功率是 ________瓦。
13.用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和摩擦)。实验中,向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图象。分析可知:
14.如图所示,杠杆AB放在钢制圆柱亭的正中央水平凹槽CD中,杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动,长度AC=CD=DB,左端重物G=12N。(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)
(1)当作用在B点竖直向下的拉力F足够大时,杠杆容易绕________(选填“C”或“D”)点旋转。
(2)为使杠杆AB保持水平位置平衡,拉力最小值F1=________N,最大值F2=________N。
15.如图所示是搬运泥土的独轮车,独轮车属于________杠杆(选填“省力”或“费力”)。设车箱和泥土的总重G=1000N,运泥土时从A点提起独轮车把手的力是F,F的大小至少是________牛。
三、实验探究题
16.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系如图所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小并多次测量,得表中所示的数据:
斜面倾斜角θ 小车重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力F/N 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
12° 5 0.2 1 2.1 _____ 2.1 48%
30° 5 0.5 1 3.6 2.5 __ 69%
45° 5 0.7 1 4.3 3.5 4.3 __
(1)请你替小芳在表格的空格中填上适当的数据。
(2)分析表中的数据,可以得出的探究结论:斜面倾斜角θ越________,斜面越省力,斜面的机械效率越________。
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面________。
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持________不变,斜面的光滑程度不变,只改变________,这种研究问题的方法我们称之为________法。
(5)在上述实验中,物重、斜面长度不变,若不考虑斜面摩擦,图中能正确表示拉力F与斜面高度h关系的是____(填字母)。
A. B. C. D.
四、解答题
17.如图所示,利用羊角锤撬起钉子,请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1 , 并画出阻力F2的阻力臂L2。
18.如图所示,用甲、乙两种滑轮组,分别匀速竖直向上提升同一重物,从相同位置开始提升至同一高度处,求:
(1)若不计绳重、滑轮重及摩擦,两次拉力F1和F2之比。
(2)若不计绳重及摩擦,重物质量为400g,动滑轮质量为100g,匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。(g取10N/kg)
19.如图所示,质量不计的木板AB长1.6m,可绕固定点O转动,离O点0.4m的B端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N,木板水平平衡。
(1)在图上作出绳对木板的拉力的力臂。
(2)求重物G的大小。
(3)之后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零?(g取10N/kg,绳的重力不计)
20.如图所示,作出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。
答案解析部分
一、单选题
1.答案:B
解析:(1)根据功的原理判断;(2)根据定滑轮的特点分析;(3)根据功的原理分析;(4)注意物体运动过程中要受到摩擦力。
A.根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,因此指甲剪只能省力不能省功,故A错误; B.定滑轮不省力不费力,但是能改变力的方向,故B正确;C.使用滑轮组不能省功,要么省力费距离,要么费力省距离,故C错误;D.使用斜面肯定要克服摩擦做额外功,因此机械效率肯定小于100%,故D错误。
故选B。
2.答案:A
解析:如果动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。A.使用食品夹时,阻力作用在夹片顶端,而动力作用在夹片的中间,此时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆,故A符合题意;B.使用裁纸刀时,转轴处为支点,阻力作用在中间,动力作用在手柄末端,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故B不合题意;C.托盘天平的两个托盘到支点的距离相等,即动力臂等于阻力臂,为等臂杠杆,故C不合题意;
D.使用瓶盖起子时,起子与瓶盖上面接触的位置为支点,阻力作用在瓶盖边缘,而动力作用在手柄末端,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆,故D不合题意。
故选A。
3.答案:D
解析:根据机械效率的定义分析。机械所做的有用功与总功的比值叫做机械效率;在使用剪刀时,作用在手柄上的力做总功,对纸片做有用功。如果作用在剪刀上的动力做功1J,那么作用在纸片上的有用功为: , 故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
4.答案:B
解析:假设整个装置处于静止状态,首先根据A的重力和滑轮组的特点计算动滑轮上面两个拉力的大小,然后与物体B的重力大小进行比较,从而确定B的运动状态即可。假设A处于静止状态,
根据二力平衡的知识可知,绳子上的拉力F=GA;那么动滑轮受到的向上的两个绳子上的拉力之和F'=2GA , 向下的拉力GB;因为GA=GB;所以F'>GB;因此物体B不能处于静止状态,而是向上运动;那么物体A就会向下运动。
故选B。
5.答案:D
解析:根据垃圾桶的工作过程分析杠杆的个数,如果动力臂大于阻力臂,那么为省力杠杆;如果动力臂小于阻力臂,那么为费力杠杆,据此分析即可。垃圾桶由两个杠杆组成;
①杠杆CBA,支点为C,阻力为桶盖AB的重力,作用在它的重心上;CD对B点的支持力为动力。因为动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;
②杠杆DEF,支点为E,CD对D点的压力为阻力,作用在F点的压力为动力。此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。
故D正确,而A、B、C错误。
6.答案:B
解析:比较支点两侧力和力臂的乘积大小,如果相等,那么杠杆平衡;否则,杠杆向乘积大的那端下沉。
设钩码的重力为G,每格的长度为L,
如果杠杆两侧的钩码各减少一个,
那么左边:G×3L=3GL;
右边:2G×2L=4GL;
因为4GL>3GL;
所以杠杆右端下沉。
故选B。
7.答案:C
解析:如果力和力臂的乘积相等,那么杠杆平衡;否则,杠杆不平衡。设钩码的重力为G,每格的长度为L,A.如果左右两边的钩码组各向内移动一格,那么左边:4G×L=4GL;右边:2G×3L=6GL,因此不平衡,故A错误;B.如果左右两边的钩码组各减小一只钩码,那么左边:3G×2L=6GL;右边:G×4L=4GL,因此不平衡,故B错误;C.如果左右两边的钩码组各减小一半,那么左边:2G×2L=4GL;右边:G×4L=4GL,因此平衡,故C正确;D.如果左右两边的钩码组各向外移动一格,那么左边:4G×3L=12GL;右边:2G×5L=10GL,因此不平衡,故D错误。
故选C。
8.答案:B
解析:根据杠杆的平衡条件分析即可。
根据图片可知,当托起物体时,肘部为支点,物体的重力为阻力,肱二头肌提供的拉力为动力。如下图所示,

此时动力臂小于阻力臂,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,肱二头肌施加的力肯定大于物体的重力G=mg=9.8N/kg×5kg=49N,故B正确,而A、C、D错误。故选B。
9.答案:D
解析:在物理学中,多次测量的目的主要有两个:①求平均值减小误差;②获取多种数据,归纳出物理规律,据此分析判断即可。在探究杠杆平衡条件的实验中,多次改变力和力臂的大小主要是为获得多组数据,以归纳出物理规律,故D正确,而A、B、C错误。故选D。
10.答案:B
解析:根据杠杆的平衡条件判断。
跷跷板中间的轴就相当于杠杆的支点,两侧小孩的重力相当于杠杆的动力和阻力。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,决定杠杆是否平衡的不是重力的大小,而是小孩的重力和对应力臂的乘积是否相等,故B正确,而A、C、D错误。故选B。
二、填空题
11.答案:(1)匀速
(2)低
(3)3
解析:(1)只有匀速拉动测力计,此时整个装置才处于平衡状态,那么此时测力计的示数才等于绳子上受到的拉力;
(2)根据乙图分析滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系;
(3)当使用滑轮组竖直提升重物时,可根据公式计算机械效率。
12.答案:(1)2
(2)1
解析:1、同一根绳子上的拉力是相等的。因为物体M匀速前进,对M进行受力分析后可确定物体M受到的摩擦力大小;
2、动滑轮中绳子自由端的拉力与滑轮端的G总的关系是:。此题中F相当于G总 , 物体M对绳子的拉力是作用在绳子自由端的力。动滑轮中绳子自由端通过的距离与滑轮端通过的距离关系是:s=2h,速度关系为v1=2v2。
3、功率计算公式为:。
(1)在这一过程中物体M匀速运动,物体M受到向右的力为绳子的拉力,向左的力为地面对物体M的摩擦力,由于匀速运动所以摩擦力与拉力是平衡力,所以摩擦力为2牛;
(2)由动滑的特点可知,F=4N,滑轮运动的速度为:。
P=Fv=4N×0.25m/s=1W。
故答案为:(1)2? (2)1
13.答案:(1)减小
(2)3
解析:(1) 被提升的物体重力相同时,增加动滑轮的重力,滑轮组的机械效率将减小;(2)根据图乙可知,A点时动滑轮重力为1N,滑轮组的机械效率为75%,
那么根据得到:;
解得:G=3N。
14.答案:(1)D (2)6;24
解析:(1)在B点施加向下的拉力F,那么杠杆的A端就会翘起,从而离开C点,这时杠杆与钢柱的接触点就是D点,因此它会绕D点旋转。(2)当杠杆的支点为C点时,动力臂最长,此时拉力最小;当杠杆的支点为D点时,动力臂最短,此时动力最大,根据杠杆的平衡条件列式计算即可。
那么:G×AC=F1×CB;
12N×1=F1×2;
解得:F1=6N;
当支点为D时,阻力臂为AD,动力臂为DB,
那么:G×AD=F2×DB;
12N×2=F2×1;
解得:F2=24N。
15.答案:省力;250
解析:(1)根据图片可知,阻力臂L2=0.4m,动力臂L1=1.6m,那么动力臂大于阻力臂,独轮车为省力杠杆;
(2)根据杠杆的平衡条件得到:
G×L2=F×L1;
1000N×0.4m=F×1.6m;
解得:F=250N。
三、实验探究题
16.答案:(1)1;3.6;81%
(2)小;低
(3)平行向上
(4)斜面倾斜角;小车重;控制变量
(5)B
解析: (1)根据表格数据可知,有用功W有=Gh=5×0.2N=1J;
总功W总=Fs=3.6N×1m=3.6J;
机械效率:。
(2)将表格中的数据从下向上看,比较第5列和第1列数据可知,斜面倾斜角θ越小,斜面越省力;
将第5列与第8列比较可知,斜面越省力,斜面的机械效率越低。
(3)实验过程中拉力的方向应与斜面平行向上。
(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持斜面倾斜角不变,斜面的光滑程度不变,只改变小车重,这种研究问题的方法我们称之为控制变量法。
(5)如果不考虑斜面摩擦,那么有用功和总功相等,
那么Fs=Gh;
因此拉力;
因为重力G和s相同,所以拉力F与物体重力成正比,那么图像为一条通过坐标原点的斜线,
故选B。
四、解答题
17.答案:如答图所示。
解析: (1)从支点O做F2力的作用线的垂线,从支点到垂足之间的距离就是阻力臂L2;
(2)将支点O与动力作用点A相连,OA就成最长的力臂。通过A点做OA的垂线,方向向左,这就是最小动力F1 , 如下图所示:

18.答案:(1)解:由图可知,甲图中,n1=2;乙图中,n2=3,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则拉力F= G,两次拉力F1和F2之比F1∶F2= G∶ G= ∶ =3∶2。
(2)解:重物的重力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,动滑轮的重力G轮=m轮g=0.1kg×10N/kg=1N,不计绳重及摩擦时,滑轮组的机械效率η= = = ,由于两装置中物重和动滑轮重均相同,所以甲、乙两装置的机械效率η1=η2= = ×100%=80%。
解析:(1)根据图片,确定两个滑轮组中承担重力的绳子段数,然后根据分别计算出两个拉力,最后作比即可;
(2)两个装置中的物体重力和动滑轮重力相等,根据公式 ??可知,两个滑轮组的机械效率相同。首先根据G=mg分别计算出物体重力和动滑轮重力,再根据这个公式计算机械效率。
19.答案:(1)解:如答图所示。
(2)解:根据杠杆平衡条件得:F绳× AO=G×BO,即8N× ×(1.6m-0.4m)=G×0.4m,G=12N。
(3)解:球的重力G球=m球g=0.5kg×10N/kg=5N,当绳子拉力为0时,设球离O点距离为L球 , 则根据杠杆平衡条件得:G球×L球=G×BO,即:5N×L球=12N×0.4m,L球=0.96m=96cm。运动时间t= = =4.8s。
解析: (1)首先将绳子沿反方向延长,然后通过支点O做它的垂线段,这条垂线段就是拉力的力臂,如下图所示:

(2)根据图片可知,动力臂L与30°角相对,
那么动力臂L等于AO长度的一半;
根据杠杆平衡条件得:F绳×AO=G×BO,
即8N××(1.6m-0.4m)=G×0.4m,
解得:G=12N。
(3)球的重力G球=m球g=0.5kg×10N/kg=5N,
当绳子拉力为0时,设球离O点距离为L球 ,
则根据杠杆平衡条件得:G球×L球=G×BO,
即:5N×L球=12N×0.4m,
解得:L球=0.96m=96cm。
运动时间。
20.答案:如答图所示。
解析:力臂是从支点到力的作用点的垂线段的长度,据此完成力臂的作图。
(1)首先将F1的力的作用线反向延长,然后通过支点O作它的垂线段,这就是动力臂L1;同理,作出阻力臂L2 , 如下图所示:

(2)通过O点作动力F1力的作用线的垂线段,这就是动力臂L1;将阻力F2的作用线延长,通过支点O作它的垂线段,这就是阻力臂L2 , 如下图所示:

(3)通过O点作动力F1力的作用线的垂线段,这就是动力臂L1;通过O点作动力F2力的作用线的垂线段,这就是动力臂L2 , 如下图所示:

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