第11章简单机械和功培优练习-2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024）

第11章简单机械和功培优练习-2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024） 一、单项选择题 1．如图，机械臂的功能类似于人的手臂。以下与机械臂工作时属于同一类杠杆的是（　　） A．镊子 B．修枝剪刀 C．天平 D．踮起脚尖 2．如图，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（　　） A． B． C． D． 3．重为4000N的重物在与斜面平行的拉力作用下，匀速由斜面底端运动到顶端，斜面长5m，高2m，斜面的机械效率为80%，则（　　） A． B． C． D． 4．跳绳是镇江多地中小学体能测试项目之一，根据镇江市中小学体能测试评分标准，初中学生1min跳绳不低于160次可得满分。如图所示，小智同学今年参加中考，他的质量为50kg，每次跳起高度约6cm。要想获得满分，小智1min跳绳的功率至少是（　　） A．0.8W B．8W C．80W D．800W 5．如图所示，中国选手李雯雯在2024年巴黎奥运会举重项目女子81公斤以上级比赛中获得冠军。下列说法正确的是（　　） A．运动员手握杠铃准备提起时，运动员对杠铃做了功 B．运动员提起杠铃过程中，运动员对杠铃做了功 C．运动员举着杠铃静止站立时，运动员正在对杠铃做功 D．运动员将杠铃放下的过程中，没有力对杠铃做功 6．图1 是跳水运动中的跳板，其可简化为图2所示的轻质杠杆，A 为支点，跳板左侧O点由一竖直轻杆OB将跳板固定在水平面上，设人到跳板左端O 点距离为x，OA 之间距离为xA，跳板总长为L，下列关于OB中弹力大小F与x的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．如图，小明分别用甲、乙两相同滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计一切摩擦和绳重，则（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为，牵引力为，对绳子的拉力为；物体的重力为，物体匀速上升的速度始终为，取，不计绳重和滑轮间的摩擦。下列说法中（　　） ①滑轮组的机械效率为80% ②汽车受到的摩擦为 ③动滑轮的重力为 ④汽车牵引力的功率为 A．只有①正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 9．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。小明将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。不计绳重及摩擦（）。下列说法正确的是（　　） A．动滑轮的重力为14N B．1~2s内拉力F做的功为2J C．1~2s内拉力F的功率为2W D．此装置的最大机械效率约为81.8% 10．在跨学科实践活动中，小明设计了如图所示的组合机械模型。推动硬棒CD或EF，使它们在水平面内绕轴O转动，即可将绳逐渐绕到轴O上，提升重物G。下列说法正确的是（　　） A．硬棒CD是费力杠杆 B．滑轮B能改变施力的大小 C．工作中轴O上绕进的绳长等于重物上升的高度 D．该组合机械既可以省力，又可以改变力的方向 二、填空题 11． 某款重力为2N的电动玩具小车，以的功率在水平路面上匀速运动，此过程中所受摩擦阻力恒为0.6N，则匀速运动时的速度　 　；现在小车以相同功率在斜面上匀速运动4m的路程，对应上升2m的高度，此过程中所受摩擦阻力恒为0.5N，则玩具小车所用时间　 　s。 12．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。 13．如图甲所示，我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，其简化图如图乙所示，此杠杆为　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。该装置碓头A重200N，不计横木的重力和摩擦。杆长，支点O距离脚踏板，作用在脚踏板上力　 　N；若每次碓头A上升的高度都为0.6m，1min撞击舂中的谷粒20次，克服碓头重力做功的功率　 　W。 14．如图所示，重为100N 的物体在水平拉力F为10N 的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了 10m，则拉力所做的功为　 　J，滑轮组有用功的功率为　 　W。 15．小明同学用如图甲所示的装置，两次水平拉动同一物体M在同水平面上做直线运动，两次物体运动的s-t图像如图乙所示。第一次弹簧测力计的读数是3N，则第一次拉力的功率是　 　W，两次拉动过程中物体M与水平面的摩擦力大小关系为f1　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）f2。 16． “奇思妙想”小组组装了如图所示装置，测量滑动摩擦力大小。长木板B置于水平面，在水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为0.15m/s，弹簧测力计的示数为2N。拉力F的功率为　 　W，B受到水平面的摩擦力为　 　N（不计绳重及绳与滑轮间摩擦、弹簧测力计始终保持竖直状态）。 三、实验探究题 17．“探究杠杆的平衡条件”的实验装置如图甲所示，所用的钩码质量均相同。 （1）杠杆不挂钩码时左端低、右端高，向　 　调节螺母，直至杠杆在水平位置平衡。 （2）在B点挂2个钩码，在A点挂　 　个钩码，使杠杆恢复水平平衡。取下A点所挂的钩码，用弹簧测力计在C点施加一个竖直向　 　的力，仍可使杠杆恢复水平平衡。 （3）如图乙所示，用核桃夹夹核桃时，核桃夹是一种　 　杠杆， （4）如图丙所示，小吉同学利用杆秤结合浮力知识设计了一款液体密度秤：轻质杆秤左端A点悬挂一质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡，将B处记作零刻度线。已知秤砣的质量为0.1kg，AO=5cm。把铁块浸没在待测液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。 ①该液体密度秤的零刻度线B在O点右侧　 　cm处； ②现将铁块浸没在待测液体中，秤砣由B向左移动2.5cm到C点后，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为多少？　 　（请写出必要文字说明，表达式及计算过程） 18．实验小组为探究“杠杆的平衡条件”，准备了以下器材：刻度均匀的杠杆、铁架台、若干钩码、网盘等。 （1）如图甲，小明将杠杆安装到铁架台上，静止放置，此时杠杆处于　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将两端的平衡螺母向　 　（选填“左”或“右”）侧适当调节； （2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A点挂3个钩码，点挂2个钩码，此时杠杆再次在水平位置平衡。完成此操作后，下一步小明不能做的是________（填序号）； A．读取此时杠杆上力和力臂的数据，找到其中的规律，得出杠杆的平衡条件 B．保持右侧钩码不动，改变左侧钩码数量并适当移动，使杠杆再次在水平位置平衡 C．同时改变左右两侧钩码数量及位置，使杠杆再次在水平位置平衡 （3）同组的小华认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确，他们制作了一个密度均匀的圆盘，圆盘可以绕着圆心转动。如图丙所示，在点和点分别悬挂钩码，使圆盘平衡。接下来她应将挂在点的钩码先后挂在圆盘上的　 　，两个点上，观察圆盘是否平衡； （4）实验小组探究得出杠杆的平衡条件后，利用身边的材料模仿中药房的戥（dēnɡ）秤制作了杆秤，如图丁所示，若要增加称量的范围，应选用提纽　 　。 19．风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组的同学制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，并想要探究“风车做功的功率与风速有什么关系”，实验装置如图所示。 电风扇挡位 钩码的重力/N 提升钩码到A点的时间/s 1 0.5 15 2 0.5 13 3 0.5 10 ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用停表记录提升钩码到A点所需的时间； ③将电风扇调到不同挡位（电风扇挡位越高，风速越大），重复上述步骤。并将所得数据记录在表格中； （1）实验中，通过比较　 　来比较风车做功功率的大小，这里用到的实验方法是　 　； （2）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的重力G，则风车对钩码做功的功率　 　（用含上述物理量符号的式子表示）；实验中还应该准备的测量工具有停表和　 　； （3）由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车做功的功率　 　； （4）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下表所示。根据表中数据分析，随着风速的增大，风车给风电场发电带来的经济效益　 　（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。 风速/（） 4 6 8 10 12 14 16 18 20 输出功率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550 20． 如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮工作特点”的实验装置。 （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，实验测力计的操作方法正确的是____； A．随意拉动钩码 B．拉着钩码保持静止 C．匀速向下拉动弹簧测力计 （2）他按图示提起钩码时，分别测得一组数据如下表所示，请你分析： ①比较甲和丙实验测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是　 　； ②把钩码升高相同的高度，比较乙和丙实验测力计移动的距离，可知：使用动滑轮　 　； 钩码重 钩码升高高度 测力计示数 测力计移动距离 甲 0.98 0.2 0.98 0.2 乙 0.98 02 1.02 0.2 丙 0.98 0.2 0.55 0.4 （3）在探究定滑轮工作特点时，按照图乙所示操作，觉得校准弹簧测力计操作麻烦，于是把弹簧测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，如图丁所示，读得的测力计示数会　 　（变大/变小/不变），其理由是　 　。 四、计算题 21．如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度 v 匀速向右移动，将质量 m=80kg 的物体匀速提升了h=2m。动滑轮质量 m 动=10kg，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g 取10N/kg。完成下列问题： （1）求上述提升过程中该同学向右移动的距离 s； （2）求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小 f； （3）求上述提升过程中滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。 22．如图所示，轻质杠杆端通过细绳挂有一边长为、质量为的正方体B，为支点，在力的作用下，处于静止状态，此时B对地面的压力为。（g取10 N/kg） （1）求B的重力； （2）求拉力的大小； （3）若保持的大小不变，只改变的方向，求正方体B对地面的最小压强。 答案解析部分 1．【答案】A 2．【答案】A 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】B 6．【答案】C 7．【答案】C 8．【答案】B 9．【答案】D 10．【答案】C 11．【答案】5；2 12．【答案】0.72；83.3% 13．【答案】费力；400；40 14．【答案】300；12 15．【答案】0.6；等于 16．【答案】0.75；3 17．【答案】（1）右 （2）3；上 （3）省力 （4）10；2g/cm3 18．【答案】（1）平衡；右 （2）A （3）、 （4）2 19．【答案】（1）提升钩码到A点的时间；转换法 （2）；弹簧测力计 （3）越大 （4）先变大后变小 20．【答案】（1）C （2）省力；费距离 （3）变小；测力计自身有重力 21．【答案】（1）解：据图可知，动滑轮缠绕绳子数为3， 物体匀速提升了h=2m。 所以同学向右移动的距离为s=nh=3×2m=6m。 （2）解：绳子受到的拉力F=，人匀速运动，所以拉力和摩擦力为平衡力，所以该同学所受地面摩擦力的大小为300N。 （3）解：根据效率公式计算滑轮组的机械效率η =，所以滑轮组的机械效率约为88.9%。 22．【答案】（1）50N （2）60N （3）1000Pa 学科网（北京）股份有限公司 $