简单机械和功及机械能 -2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

苏科版九年级物理 · 第十一章简单机械和功 第十一章《简单机械和功》 苏科版九年级物理 · 简单机械和功综合练习 姓名：________________ 班级：________________ 日期：________________ 满分 100 分 建议用时 60 分钟 分值：选择题 27 分；填空与计算题 23 分；作图与实验题 50 分。 一、单项选择题（1—9题，每题3分，共27分） 1．（3分）如图所示，比较图中、、的大小（　　） A． B． C． D．无法判断 2．（3分）在投掷篮球的过程中，人对篮球做功的是（　　） A．人托着篮球保持静止 B．人将篮球从地上拿起 C．人托着篮球水平运动 D．篮球离手后继续运动 3．（3分）图甲中，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏，图乙是游戏装置示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上缠绕几圈后，女孩抓住绳的另一端向外拉，大人、男孩和女孩各握住一根木棍向外拉。忽略绳重及绳与木棍间的摩擦，下列关于三人的拉力大小和运动距离的说法正确的是（　　） A．女孩拉力最小，运动距离最长 B．女孩拉力最大，运动距离也最长 C．三人的拉力一样大，运动距离一样长 D．大人和男孩拉力一样，女孩运动距离最短 4．（3分）下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（　　） A．做功多的机械，机械效率一定高 B．做功快的机械，功率一定大 C．机械效率高的机械一定省功 D．做功多的机械，功率一定大 5．（3分）两次用水平拉力拉动同一物体，使它在同一水平面上做匀速直线运动，两次运动的图像如图所示。根据图像判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度 B．两次物体受到的拉力 C．0～8 s两次拉力对物体做的功 D．0～8 s两次拉力做功的功率 6．（3分）如图所示，这是一款利用重物下落驱动的无线小车。关于小车运动过程，下列说法正确的是（　　） A．顶部的定滑轮可以省力 B．机械效率可以达到100% C．主要利用重力势能转化为动能 D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力 7．（3分）小明用两个滑轮组分别将同一物体匀速提升到相同高度，如图所示。忽略绳重和摩擦，两滑轮组的机械效率分别为、。下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 8．（3分）小明的质量为60 kg，每次引体向上身体重心上升0.5 m。每次克服重力做功约为（　　）（取10 N/kg） A．3 J B．30 J C．300 J D．3000 J 9．（3分）一块板擦被磁力吸附在竖直黑板上。对它施加方向始终竖直向上的拉力，板擦最终向上运动。图示为过程中摩擦力和移动距离随时间变化的关系。下列说法正确的是（　　） A．板擦所受重力为1.5 N B．整个过程中拉力一直增大 C．板擦受到的滑动摩擦力约为2.5 N D．整个过程中拉力对板擦做功为0.75 J 二、填空与计算题（10—14题，共23分） 10．（5分）某餐馆用智能机器人（如图）替代人工送菜。机器人在20 s内沿水平路面匀速行驶30 m，将菜送到客人桌前；机器人和菜的总质量为25 kg，牵引力恒为50 N。牵引力做功____________ J，牵引力做功的功率为____________ W，机器人所受重力做功____________ J。 11．（5分）工人用160 N的拉力将重为300 N的木箱沿长3 m、高1 m的斜面匀速拉到顶端，用时10 s（如图）。工人做的有用功为____________ J，斜面的机械效率为____________，木箱受到的摩擦力为____________ N。 12．（5分）如图所示，园林工人使用的剪刀可以省____________；环卫工人使用的扫帚可以省____________；上山公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的____________，可以省力。 13．（3分）如图所示，完全相同的甲、乙两个小球分别用细线和橡皮筋系在同一高度的悬点。把两球移到与悬点等高的位置，此时细线恰好拉直、橡皮筋恰好为原长。由静止释放，两球到达悬点正下方点时，橡皮筋长度恰好与细线长度相等。忽略空气阻力，则两球到达点时，甲球的动能____________乙球的动能；甲球到达点时的机械能____________乙球在初始位置时的机械能（均选填“>”“=”或“<”）。 14．（5分）如图所示，桥面模型为长30 cm、重5 N且均匀的木条，可绕点转动。木条保持水平，端用细线与桥塔上的点相连，细线与桥面夹角为30°。细线对的拉力为____________ N。若将细线固定点由改到更高的点，拉力将____________（选填“变大”或“变小”）。 三、作图与实验探究题（15—19题，共50分） 15．（7分）（1）（3分）如图所示，请画出撑杆对伞骨作用力的力臂。 （2）（4分）用图示滑轮组提升重物，请画线组成省力效果最大的滑轮组。 16．（14分）如图所示是探究物体动能大小与哪些因素有关的实验装置。已知，。 （1）（2分）实验研究的是____________（选填“小球”或“木块”）的动能。 （2）（2分）实验通过观察木块被撞后运动的距离判断小球动能大小。若水平面绝对光滑，实验____________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。 （3）（2分）比较甲、乙两图，是为了研究动能大小与____________的关系。 （4）（3分）比较甲、丙两图可得：当____________一定时，物体的____________越大，物体的动能越大。 （5）（2分）甲、乙两次实验中，木块克服摩擦力做功分别为、，则____________（选填“>”“=”或“<”）。 （6）（3分）小组得到下表数据。分析可知，____________（选填“速度”或“质量”）对物体动能影响更大。 实验序号 钢球质量 m/g 钢球速度 v/(cm/s) 木块移动距离 s/cm 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 17．（7分）根据“研究杠杆平衡条件”实验，完成下列问题。 （1）（2分）实验开始时，杠杆左端下沉、右端上翘。应把右端的平衡螺母向____________移动，使杠杆在水平位置平衡。 （2）（2分）三次实验数据如下表。由表中数据可得杠杆平衡条件：____________。 次数 动力 F₁/N 动力臂 l₁/m 阻力 F₂/N 阻力臂 l₂/m 1 3 0.20 4 0.15 2 5 0.05 1 0.25 3 2 0.10 1 0.20 （3）（2分）在杠杆左端20 cm处挂2个50 g钩码，右端10 cm处用弹簧测力计竖直向下拉，杠杆平衡时读数为。若测力计改沿斜向下方向拉，仍使杠杆水平平衡，读数____________（选填“>”“=”或“<”）。 （4）（1分）杠杆在水平位置平衡后，缓慢转过一个小角度再松手（忽略杠杆自重），杠杆____________（选填“能”或“不能”）保持静止。 18．（8分）测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。 次数 钩码重 G/N 上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端距离 s/cm 机械效率 η 1 1.0 5 0.6 15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15 3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% （1）（2分）实验中应____________拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速运动；第1次实验时，弹簧测力计示数为____________ N。 （2）（2分）计算第2次实验的机械效率：____________。 （3）（2分）分析第1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越重，机械效率越____________（选填“高”或“低”）。 （4）（2分）下列方法中能提高滑轮组机械效率的是（　　） A．增大绳重　　B．减小动滑轮重　　C．改变绕绳方法　　D．加快提升速度 19．（14分）工人使用如图所示滑轮组提升重物。绳端施加竖直向下的拉力 N，使重力 N的物体以0.2 m/s的速度匀速竖直上升5 s。不计绳重和摩擦，求： （1）（5分）工人拉绳做功的功率。 （2）（5分）滑轮组的机械效率。 （3）（4分）若用该装置匀速提升重500 N的物体，所需拉力多大？ 苏科版九年级物理试题 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 苏科版九年级物理 · 第十一章简单机械和功 第十一章《简单机械和功》参考答案与详细解析 苏科版九年级物理 · 简单机械和功综合练习 分值复核：1—9题27分；10—14题23分；15—19题50分；合计100分。 一、答案速查 题号 答案 题号 答案 1 C 2 B 3 A 4 B 5 C 6 C 7 A 8 C 9 D 10 1500 J；75 W；0 J 11 300 J；62.5%；60 N 12 力；距离；斜面 13 =；= 14 5 N；变小 15 见作图解析 16 小球；不能；速度；速度、质量；>；速度 17 右；F₁l₁=F₂l₂；>；能 18 竖直向上匀速；0.6 N；62.5%；高；B 19 200 W；90%；300 N 总分 100分 本卷评分建议：第15题按规范作图给分，第16—19题按各小问分值累计；合分已校核为100分。 第1题｜同一轻绳的拉力 【答案】C，。 【考查知识点】理想轻绳中各处张力大小相等；定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小。 【解题思路】比较绳端拉力时看绳的张力，不要把方向变化误认为力的大小变化。 【解析】 图中各拉力对应同一条轻绳的不同拉动方向。忽略绳重和滑轮摩擦，绳上张力处处相等，因此，选C。 【易错提醒】力是矢量，方向可以不同；题目比较的是大小，所以仍可相等。 第2题｜判断人是否对物体做功 【答案】B。 【考查知识点】力对物体做功需同时满足有力作用，且物体在力的方向上发生位移。 【解题思路】比较人对篮球的力方向与篮球位移方向。 【解析】 把篮球从地上拿起时，人对篮球的支持力向上，篮球也向上移动，支持力做功。静止时位移为零；水平移动时支持力与位移垂直；篮球离手后人不再对篮球施力。因此选B。 第3题｜绕绳游戏中的力与距离 【答案】A。 【考查知识点】理想绳中张力相等；绕绳结构会让木棍受到多段绳力的合力，体现力和距离的交换。 【解题思路】识别绳段对两根木棍的合力，再比较手端与木棍的位移。 【解析】 忽略绳与木棍间的摩擦，绳张力沿绳传递。多段绕绳共同作用于木棍，使木棍端获得较大的合力；女孩只需较小的手力即可拉动装置。由功和位移相互制约，女孩的手端移动距离较长，故A正确。 【提示】“省力”通常伴随“费距离”，并不意味着省功。 第4题｜功、功率与机械效率 【答案】B。 【考查知识点】功率表示做功快慢，；机械效率是有用功与总功之比。 【解题思路】逐项区分“做功多少”“做功快慢”和“有用功占比”。 【解析】 做功多不一定效率高，也不一定功率大，因为总功、用时和有用功比例均可能不同；任何机械都不能省功。做功快表示单位时间内做功多，即功率大，所以B正确。 第5题｜s-t图像与功、功率 【答案】C。 【考查知识点】匀速运动的速度等于s-t图像斜率；同一物体在同一水平面匀速运动时，拉力等于摩擦力。 【解题思路】先比较图线斜率，再判断两次拉力、位移、功和功率。 【解析】 ①图线①斜率较大，故，A错误。 ②同一物体在同一水平面匀速运动，滑动摩擦力相同，故，B错误。 ③0～8 s内，物体1的位移大于物体2；又因两次拉力相同，，所以，C正确。 ④同一时间内物体1做功更多，故，D错误。 第6题｜重力势能和动能的转化 【答案】C。 【考查知识点】重力势能与高度有关；动能与速度有关；机械效率小于100%时有能量损耗。 【解题思路】沿着能量的输入、转化和损耗逐项判断。 【解析】 重物下落时，重力势能转化为小车的动能及其他能量。定滑轮只能改变力的方向；机械效率无法达到100%；润滑油会减小摩擦。故选C。 第7题｜不同滑轮组的拉力和效率 【答案】A，，。 【考查知识点】忽略摩擦时，滑轮组拉力近似为；效率为有用功占总功的比例。 【解题思路】比较承重绳段数，并比较两组中相同的动滑轮重与物重。 【解析】 左侧滑轮组由两段绳承担物重，右侧由三段绳承担物重，因此、，有。 两组提升相同物体、同一动滑轮，且忽略绳重与摩擦，有。所以，选A。 第8题｜引体向上做功 【答案】C，300 J。 【考查知识点】功的计算式为；克服重力做功可写成。 【解题思路】用每次上升的高度乘以人的重力。 【解析】 J。 选C。若题目问多次引体向上的总功，还需要再乘次数；本题问每次。 第9题｜摩擦力图像与拉力做功 【答案】D，0.75 J。 【考查知识点】静止时静摩擦力随外力调整；匀速滑动时合力为零，拉力平衡重力和滑动摩擦力。 【解题思路】由静止阶段判重力，由滑动阶段读摩擦力和位移，再求拉力功。 【解析】 ①最初板擦静止，图中静摩擦力为1 N，可知重力约为1 N，因此A错误。 ②板擦开始向上匀速滑动后，图中滑动摩擦力为1.5 N，方向向下。平衡条件给出 N，故C把拉力与摩擦力混淆，错误。 ③位移图像显示板擦移动0.3 m。拉力做功 J，D正确。 【易错提醒】板擦受到的滑动摩擦力不是拉力；匀速向上时拉力还要克服重力。 第10题｜牵引力做功和功率 【答案】1500 J；75 W；0 J。 【考查知识点】功，功率；力与位移垂直时该力不做功。 【解题思路】用牵引力和水平路程求功，再除以时间；重力竖直、位移水平。 【解析】 ①牵引力做功： J。 ②牵引力功率： W。 ③机器人水平移动，重力方向竖直向下，与位移垂直，重力做功为0 J。 第11题｜斜面有用功、效率与摩擦 【答案】300 J；62.5%；60 N。 【考查知识点】有用功，总功，效率。 【解题思路】先算提升木箱的有用功，再与拉力总功比较；额外功用于克服摩擦。 【解析】 ① J。 ② J，。 ③克服摩擦力做功 J，因此 N。 第12题｜杠杆类别与斜面 【答案】力；距离；斜面。 【考查知识点】剪刀属于杠杆；扫帚是费力杠杆，可省距离；盘山公路相当于斜面。 【解题思路】分别判断支点、动力和阻力的位置，并识别盘山路的几何模型。 【解析】 园林剪刀的动力臂较长，可省力；扫帚属于第三类杠杆，动力臂短于阻力臂，费力但可省距离；盘山公路利用斜面“省力但费距离”的特点。 第13题｜机械能守恒与橡皮筋 【答案】；。 【考查知识点】机械能包括动能、重力势能和弹性势能；忽略空气阻力时系统机械能守恒。 【解题思路】比较两球下降高度，并检查到P点时橡皮筋是否储存弹性势能。 【解析】 ①两球质量相同，初始高度相同；到P点下降的高度也相同。到P点时橡皮筋恰为细线长度，即回到原长，弹性势能为零。忽略空气阻力，两球重力势能减少量相同，转化为相同的动能，故两球动能相等。 ②甲球到P点时的机械能等于其初始机械能；乙球初始时橡皮筋为原长、球静止，机械能也只有相同的重力势能，因此两者相等。 第14题｜桥面杠杆的平衡 【答案】5 N；变小。 【考查知识点】杠杆平衡条件为；力臂是支点到力的作用线的垂直距离。 【解题思路】取O为支点，计算绳拉力和桥面重力对O的力矩。 【解析】 ①均匀木条重力作用在中点。取O点为支点，木条重力力臂为；细线拉力力臂为。 ②平衡时，约去，得 N。 ③固定点从B上移到C后，细线与桥面的夹角增大，拉力的力臂增大；要平衡同一重力，拉力减小。 第15题｜作图：力臂与最省力滑轮组 【答案】①力臂为过O点且垂直于F作用线的线段；②三段绳承重。 【考查知识点】力臂是支点到力的作用线的垂直距离；滑轮组由承担动滑轮和重物的绳段数决定省力程度。 【解题思路】先标出力的作用线，再作垂线；滑轮组尽量增加承担重物的绳段数。 【解析】 ①从支点O向力F的作用线作垂线段，垂足到O的距离就是动力臂。力臂必须与力的作用线垂直，不是沿伞骨量取。 ②将绳端固定在动滑轮上，再依次绕过定滑轮、动滑轮，形成三段绳共同承担动滑轮和重物。忽略摩擦与绳重时，承担绳段越多越省力。 【评分建议】第（1）问：力臂起点在O、与F作用线垂直、垂足正确各给分；第（2）问：绳端固定正确、滑轮绕法连续正确、三段承重且自由端方向合理给分。 第16题｜探究动能大小的影响因素 【答案】（1）小球；（2）不能；（3）速度；（4）速度；质量；（5）；（6）速度。 【考查知识点】动能与质量和速度有关；转换法用木块移动距离反映小球动能大小；控制变量法每次只改变一个因素。 【解题思路】比较甲乙控制质量、改变速度；比较甲丙控制速度、改变质量。 【解析】 ①小球撞击木块并使木块移动，因此研究对象是小球；木块移动距离是反映小球动能的转换指标。 ②若水平面绝对光滑，木块不受摩擦力，碰撞后不会停下，无法用其最终移动距离比较能量，所以不能达到探究目的。 ③甲、乙小球质量相同，释放高度不同，速度不同，适合研究动能与速度的关系。 ④甲、丙释放高度相同，可视为到达水平面的速度相同；丙球质量更大，木块移动更远，说明速度一定时质量越大，动能越大。 ⑤同一木块在相同水平面上滑动，摩擦力相同。甲中木块移动距离大于乙中距离，故。 ⑥表中第1、2组质量相同，速度加倍时木块距离由4 cm增至16 cm，增为4倍；第1、3组速度相同，质量加倍时距离由4 cm增至8 cm，增为2倍。因此速度对动能影响更大。 第17题｜探究杠杆平衡条件 【答案】右；；；能。 【考查知识点】杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂；力臂取决于力的作用线；杠杆转动后两侧水平力臂同比变化。 【解题思路】用数据验证乘积关系，再比较测力计竖直与斜拉时的力臂。 【解析】 ①杠杆左端下沉，需要增大右侧平衡螺母的力矩；把右端螺母向右移动可增大其力臂，所以向右调。 ②逐行计算： N·m； N·m； N·m。因此杠杆平衡条件为。 ③测力计斜向下拉时，拉力对支点的垂直力臂小于竖直向下时的水平力臂。为保持力矩相等，拉力读数需增大，所以。 ④杠杆转过小角度后，两侧重力力臂均乘以相同的，原平衡关系仍成立，因此能保持静止。 第18题｜滑轮组机械效率实验 【答案】（1）竖直向上匀速；0.6 N；（2）62.5%；（3）高；（4）B。 【考查知识点】机械效率；减小动滑轮重可减少额外功。 【解题思路】代入表中数据求第2次效率，并比较1—3次受控变化。 【解析】 ①测力计应竖直向上匀速拉动，使钩码匀速上升；第1次示数按表为0.6 N。 ②。 ③第1、2、3次实验中提升高度与绳端距离相同，物重逐渐增大，效率由55.6%升至62.5%、66.7%，因此物重越重效率越高。 ④减小动滑轮重可降低额外功，提高效率，选B。增大绳重会增加额外功；改变绕法或提升速度本身不会提高理想情况下的效率。 第19题｜滑轮组功率、效率与拉力 【答案】200 W；90%；300 N。 【考查知识点】动滑轮由两段绳承重；绳端速度；；。 【解题思路】先由物体速度求绳端速度和位移，再求总功、有用功；最后利用平衡条件求动滑轮重。 【解析】 ①滑轮组有两段绳承担动滑轮，绳端速度 m/s。工人拉力的功率为： W。 ②5 s内物体上升高度 m，绳端移动距离 m。 J， J。 。 ③原情形中，动滑轮受两段绳的拉力，故，得到 N。 提升500 N物体时， N。 【易错提醒】功率中的速度应取绳端速度；机械效率分母用拉力做的总功，而不是有用功。 详细答案与解析 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $