第十一章 简单机械和功 练习卷- 2024-2025学年苏科版物理九年级上册

第十一章 简单机械和功 练习卷 2024-2025学年苏科版物理九年级上册 一、单选题 1．如图所示的四种情景中，所使用的杠杆为省力杠杆的是（　　） A．用餐工具筷子 B．茶道中使用的镊子 C．用起子起瓶盖 D．托盘天平 2．山区的公路环绕山坡盘山而上，车辆沿着盘山公路向上行驶时可以（  ） A．省力 B．省功 C．省时间 D．省距离 3．如图所示，用相同的滑轮和绳子分别组装成甲、乙两个滑轮组。利用这两个滑轮组在相同时间内，把相同的重物匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力和大小相等 B．拉力所做的功多一些 C．拉力做功的功率大一些 D．甲、乙两装置的机械效率相同 4．水平地面上的购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动一段距离，则下列判断正确的是（    ） A．重力对购物车做了功 B．推力对购物车做了功 C．支持力对购物车做了功 D．购物车匀速运动时推力对它不做功 5．据《物原》记载：“史佚始作辘轳”。如图，人们借助辘轳从井中汲水。转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（　　）    A．增大水桶的重力 B．增大桶内的水量 C．增大转动的速度 D．增大轴筒的直径 6．杠杆在生产、生活中有着广泛的应用，如图所示，下列工具中属于费力杠杆的是（ ）      A．①、②                 B．②、③                 C．①、③                 D．①、④ 7．小华为帮助爸爸搬运装修材料设计了如图所示的甲、乙两种方案，小华采用相同的滑轮组按不同的搬运方案，分别将地面上质量相同的材料匀速运送到二楼，所用拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙，则下列关系正确的是（不计绳重与摩擦）（   ）    A．F甲<F乙，η甲=η乙 B．F甲>F乙，η甲=η乙 C．F甲>F乙，η甲>η乙 D．F甲<F乙，η甲<η乙 8．如图所示，用20N的水平推力F，在2s内，使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m，下列说法中正确的是（      ） A．重力对物体做的功为50J B．推力对物体做的功为40J C．重力做功的功率为50W D．推力做功的功率为5W 9．图中，在拉力F的作用下物体上升了2m，拉力F端移动距离为s，物体重为5N，（不计滑轮重、绳重、滑轮与绳子间摩擦力），则（　　）    A．F=5N，s=2m B．F=10N，s=4m C．F=10N，s=1m D．F=5N，s=1m 10．如图所示，轻质杠杆MON及支架是一个固连在一起的整体，且能绕O点转动，，图中正方体D通过细线与N点相连且与水平地面的接触面积S为8×10-2m2。当物体A的质量为8kg时，杠杆在水平位置上平衡，物体D对水平地面的压强p1为4000Pa；当把物体A换成质量为30kg的物体B，支点移至，使时，杠杆仍在水平位置上平衡，物体D对水平地面的压强为p2；此时用物体C替换物体B，杠杆仍在水平位置上平衡，物体D对水平地面的压强为0，（杠杆、支架和托盘的重力不计，g取I0N/kg） 则下列结论正确的是（　　） A．物体C的重力为300N B．物体D的质量为32kg C．p2为500Pa D．物体C对托盘的压力为40N 二、填空题 11．在力的作用下能绕着某个固定点 的硬棒叫做杠杆．杠杆的支点 在杠杆上，杠杆的支点 在杠杆的中点．（后两空选填“一定”或“不一定”） 12．如图所示，斜面长s=10m，高h=5m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为200N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，推力F的大小为120N，运动过程中推力F做的功为 J，克服物体的重力做的功为 J；运动过程中物体受到摩擦力的大小为 N。 13．如图1所示，放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图2所示，物体运动的速度v与时间t的关系如图3所示。0~2s内物体受到的摩擦力为 N；4~6s内拉力F所做的功为 J，功率为 W。    14．如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以 （选填“省力”、“省距离”或“改变力的方向”）；吊桥可以看作杠杆；绳子对它的拉力F是动力，吊桥的重力G是阻力，绳重、摩擦及风的阻力不计，在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小将 ，拉力F将 （选填“变大”、“变小”或“不变”） 15．如图所示，重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置．在转动的过程中，F的变化是 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 三、实验题 16．探究杠杆的平衡条件： （1） 小王把杠杆放在支架上后，在图（a）所示位置静止，这时的杠杆处于 （平衡/不平衡）状态。为了将杠杆调至水平位置平衡，他应将右端的平衡螺母向 （左/右）调节。当杠杆在水平位置平衡时，杠杆自重的力臂为 cm。实验中使杠杆在水平位置平衡的好处是 ； （2） 如图（b），在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡时，左边钩码离支点20 cm，右边挂钩离支点15 cm，每个钩码重为1 N，则此时弹簧测力计示数应为 N。 17．疫情期间，停课不停学，某同学在妈妈的协助下，利用家中物品探究二力平衡的条件。 【实验器材】晾衣架两个、相同的矿泉水瓶若干、小卡片若干、细线、水、剪刀等。 【设计实验】如图1所示 （1）将小卡片两侧各系一根细线，再把细线的另一端分别穿过晾衣架； （2）将两个矿泉水瓶分别绑在细线两端，请妈妈用两手各提起一个晾衣架，按照以下步骤进行实验，观察并记录小卡片的受力及运动情况。 【进行实验】 （1）如图1所示，提起两个装有水量不等的矿泉水瓶； （2）如图2所示，提起两个装有水量相等的矿泉水瓶，再将其中一只手逐渐放低，使小卡片倾斜至如图3所示； （3）用剪刀把图3中的小卡片从中间剪断； （4）更换小卡片，重新组装，如图4所示，使小卡片扭转一定的角度。 实验步骤 小卡片所受二力情况 小卡片的运动状态是否改变 是否作用在同一物体上 大小 方向 是否作用在同一直线上 （1） 是 不等 相反 是 是 （2） 是 相等 相反 是 否 （3） 否 —— —— —— 是 （4） 是 相等 相反 ① 是 请将表格中①的内容补充到横线上：① ； 【结论】上述实验表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小 ，方向相反，并作用在 上； 【交流与评估】 （1）本实验中的晾衣架起到了改变拉力的 的作用，它类似于简单机械中的 ； （2）静止在水平桌面上的剪刀，它受到的 力和 力是一对平衡力。 四、计算题 18．如图所示，质量为60kg的小明骑着平衡车在水平路面匀速行驶，该平衡车的主要参数如下表所示。g取10N/kg，请你计算： (1)该平衡车所能承载物体的最大质量； (2)若小明在额定功率下以最大速度匀速直线行驶，求平衡车所受的平均阻力。 19．工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢，如图所示，已知车厢高1.5m，木板长3m，货物质量为50kg，用绳子将货物从地面匀速拉到车厢时，沿斜面向上的拉力F=300N。（忽略绳子重力，g取10N/kg）求： （1）该斜面的机械效率。 （2）货物在斜面上受的摩擦力大小。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第十一章 简单机械和功 练习卷 2024-2025学年苏科版物理九年级上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D B B B B D C C 1．C 【详解】A．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意； B．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C符合题意； D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】山区的公路环绕山坡盘山而上，盘山公路本质上是一个斜面，使用任何机械都不能省功，沿公路向上行驶时，路程变长，费了距离，但是可以省力，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．D 【详解】A．甲滑轮组中动滑轮上有2段绳子，则拉力 乙滑轮组中动滑轮上有3段绳子，则拉力 所以，故A错误； B．因相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，滑轮组的额外功相等，均等于克服动滑轮重力做的功，做的有用功W有=G物h也相等，由 W总=W有+W额 可知它们做的总功相同，故B错误； C．因为两个滑轮组做的总功相同，所用时间相同，由可知，两个拉力的功率相同，故C错误； D．不计绳重及摩擦，由B可知两个滑轮组做的有用功和总功都相同，根据可知，甲装置和乙装置的机械效率相同，故D正确。 故选D。 4．B 【详解】A．购物车在水平地面上运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，故A错误； B．购物车在水平推力的作用下，沿推力的方向运动一段距离，所以推力对购物车做了功，故B正确； C．支持力的方向与小车运动方向垂直，所以支持力不做功，故C错误； D．购物车受到推力的作用，且在推力的方向上通过了距离，所以推力做了功，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】A．增大水桶的重力，在水的重力不变的情况下，有用功不变，额外功变大，根据 可知，机械效率会变小，故A不符合题意； B．增大桶内的水量，有用功会变大，桶的重力不变，额外功不变，根据 可知，机械效率会变大，故B符合题意； CD．根据 可知，增大转动的速度、增大轴筒的直径都不会改变机械效率的大小，故CD不符合题意。 故选B。 6．B 【详解】①起子使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； ②镊子使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； ③筷子使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆； ④羊角锤使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆； 所以属于费力杠杆的是②③； 故选B． 7．B 【详解】忽略绳重及摩擦，甲方案承担物重的绳子股数n甲=2，则甲方案所用的拉力 忽略绳重及摩擦，乙方案承担物重的绳子股数n乙=3，则甲方案所用的拉力 则F甲>F乙。甲、乙两方案中将同一物体匀速提高相同的高度，所以做的有用功W有相同。因为忽略绳重及摩擦，所做的额外功W额=G动h，所以两方案中做的额外功W额相同；又因为，所以总功相同；因为，所以两方案中机械效率η相同，即η甲=η乙，故ACD错误，B正确。 故选B。 8．D 【详解】A．物体所受的重力竖直向下，物体在水平方向运动，此时重力方向和运动方向垂直，所以重力不做功，即重力做的功为0，故A错误； B．推力对物体做的功为 故B错误； C．因为重力做的功为0，根据公式得重力的功率为0，故C错误； D．推力做功的功率为 故D正确。 故选D。 9．C 【详解】竖直身上匀速拉起滑轮，不计滑轮重、绳重、滑轮与绳子间摩擦力，所以 F＝2G＝2×5N＝10N 根据动滑轮的特点可知 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．C 【详解】当放物体A时，地面对物体的支持力等于物体对地面的压力 此时杠杆受到的拉力 根据杠杆平衡条件可知 解得 则物体D的质量 故B错误； 放物体C时，D对地面的压强为0，此时支持点在，根据杠杆的平衡条件可知 则 故A错误； 物体C对托盘的压力等于C的重力为330N，故D错误； 当放上物体B时，根据杠杆的平衡条件可知 则 则物体D对地面的压强 故C正确。 故选C。 11． 转动 一定 不一定 【详解】[1]杠杆是一根能绕固定点转动的硬棒． [2]杠杆绕着转动的固定点叫支点，是杠杆上的一点，所以杠杆的支点一定在杠杆上． [3]杠杆的支点可以在杠杆上的任何位置，不一定在杠杆的中点． 12． 1200 1000 20 【详解】[1]由题意得，推力F做的功为 [2]克服物体的重力做的功为 [3]物体受到摩擦力做的功为 根据得，物体受到摩擦力的大小为 13． 1 1.6 0.8 【详解】[1]由图丙可知0~2s内物体保持静止，由图可知此时的拉力大小为1N，由二力平衡条件可知，此时物体受到的摩擦力 f＝F1＝1N [2]由丙可知，在4~6s内物体做匀速直线运动，速度大小为0.4m/s，此时拉力和摩擦力平衡，由图知，此时拉力为2N，物体运动的距离为 s＝vt＝0.4m/s×（6s﹣4s）＝0.8m 拉力F做的功为 W＝F2s＝2N×0.8m＝1.6J [3]功率为 14． 改变力的方向 变小 变小 【详解】[1]定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，也不能省距离，但能改变用力的方向。 [2][3]如图所示：绳子对吊桥的拉力F是杠杆的动力，吊桥的重力G是杠杆的阻力 支点到拉力作用线的距离（垂直线段）是动力臂l2，支点到重力作用线的距离是阻力臂l1。吊桥在缓慢拉起的过程中，动力臂l1是在逐渐增大（在拉到绳子与吊桥垂直之前），阻力臂ll是在逐渐减小。根据杠杆平衡条件得Fl1＝Gl2，因为重力G不变，l1增大，l2减小，所以F减小。 15．变大 【详解】杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为木棒的重力，大小不变，木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角度后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大；当木棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过一定角度后，力与杠杆不再垂直，所以动力臂变小，根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，而动力臂减小，所以动力逐渐变大。 16． 平衡 右 0 便于测量力臂 4 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态，说明杠杆受力平衡，即杠杆处于平衡状态。 [2]由图可知，杠杆左端下降，根据可知，可通过增大右端杠杆力臂使杠杆水平平衡，故应将右端平衡螺母向右调，直至水平平衡。 [3]杠杆自身重力的作用点与支点重合，故其力臂为0。 [4]杠杆在水平位置平衡，拉力在竖直方向，方便直接在杠杆上读出力臂大小。 （2）[5]由杠杆平衡条件可知 即 解得 17． 否 相等 同一条直线 方向 定滑轮 重 支持 【详解】[1]由实验步骤（4）可知，此时两绳子对小卡片的拉力不在同一条直线上，故可知表格中①的内容应填否。 [2][3]由表中数据可知，只有实验步骤（2）中小卡片才能保持静止，故可知二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。 （1）[4][5]由图中可知，晾衣架将变绳子对小卡片水平方向的拉力变成了竖直方向上，所以晾衣架起到了改变拉力的方向的作用，故可知它类似与简单机械中的定滑轮。 （2）[6][7]由受力分析可知，静止在水平桌面上的剪刀，受到向下的重力和向上的桌面的支持力，剪刀在这两个力的作用下处于受力平衡状态，故这两个力是一对平衡力。 18．（1）80kg；（2）160N 【详解】(1)因为平衡车在水平路面匀速行驶，由得，轮胎能承受的最大总重力 轮胎能承载的最大质量，由得 平衡车所能承载物体的最大质量 (2)由 可得，平衡车所受牵引力 当车匀速行驶时，平衡车所受平均阻力 答：(1)该平衡车所能承载物体的最大质量是80kg； (2)平衡车所受的平均阻力是160N。 19．（1）83.3%；（2）50N 【详解】解：（1）由题意可得，有用功为 W有=Gh=mgh=50kg×10N/kg×1.5m=750J 总功为 W总=Fs=300N×3m=900J 所以斜面的机械效率为 （2）因为有用功为750J，总功为900J，所以工人师傅做的额外功为 W额=W总-W有用=900J-750J=150J 忽略绳子重力，由W额=fs可得，货物受到的摩擦力为 答：（1）该斜面的机械效率为83.3%。 （2）货物在斜面上受的摩擦力大小为50N。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$