蘇科版九年級上冊第十一章簡單機械和功（含答案）-1

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一、單選題

1．如圖所示，是建筑工地吊車的工作示意圖，利用伸縮撐桿可使吊臂繞點轉動：伸縮撐桿為圓弧；伸縮時對吊臂的支持力始終與吊臂垂直，下列關于這個吊車的有關說法正確的是（）

A．使用這種吊車，好處是可以少做功

B．吊臂是一個省力杠桿

C．勻速頂起吊臂的過程中，伸縮撐桿的支持力漸漸變小

D．勻速項起吊臂的過程中，伸縮撐桿的支持力的力臂逐漸減小

2．如圖所示的輕質杠桿處于水平平衡狀態(tài)，設彈簧測力計豎直向上的拉力為F，每只鉤碼重力均為G，AC=BC=BO，下列說法正確的是（）

A．FG

B．若將2只鉤碼懸掛到C點，拉力F變大

C．若將彈簧測力計逐漸向右傾斜，拉力F變小

D．若在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使A點上升的高度相同，鉤碼懸掛在B點與C點相比，兩次所做的有用功相同

3．如圖所示，下列工具的使用，屬于費力杠桿的是（）

A．羊角錘B．瓶起子

C．鑷子D．托盤天平

4．如圖所示的情境中，人對物體做功的是（）

A．用力搬石頭沒有搬動

B．人將重物從地面拉到高處

C．人推一塊大石頭沒推動

D．人使箱子沿水平方向做勻速直線運動

5．一名普通中學生從教學樓的一樓沿樓梯走到五樓，用時60s。在此過程中，他克服重力做功的功率最接近于（）

A．1WB．10WC．100WD．1000W

6．如圖所示，物體在沿斜面向上的拉力作用下，從斜面底端勻速拉到斜面頂端，已知斜面高為h，斜面長為s，且s＝3h，物體所受重力為G，斜面的機械效率為50%，若物體受到的拉力和摩擦力分別用F和f表示，則（）

A．F＝f＝B．F＝f＝C．F＝f＝D．F＝f＝

7．如圖甲所示，在粗糙程度均勻的水平地面上的運動物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，其F—t和v—t圖像分別如圖甲和圖乙所示。下列有關拉力做功及其功率的分析正確的是（）

A．9~12s內拉力做功為18JB．0~3s內拉力做功為9J

C．3~6s內拉力的功率逐漸變小D．第4s拉力的功率為36W

8．下面關于功、功率、機械效率說法正確的是（）

A．功率大的機械做功一定快

B．功率大的機械做功一定多

C．機械做功少，機械效率一定低

D．做有用功多的機械，機械效率一定高

9．一定質量的物體在水平拉力的作用下沿同一水平面做勻速直線運動，物體運動的路程（s）-時間（t）圖像如圖所示，根據圖像，下列判斷正確的是（）

A．物體10s時的速度等于4s時的速度

B．拉力對物體所做的功大于拉力對物體所做的功

C．物體所受的拉力大于物體所受的拉力

D．拉力對物體做功的功率小于拉力對物體做功的功率

10．一物體受到5N豎直向上的拉力作用，沿水平方向以0.2m/s的速度勻速運動了10s，拉力對物體做的功為（）

A．0JB．1JC．10JD．50J

11．如圖所示，地面上某圓柱形容器內裝有水，水的質量為m水，容器底面積為40cm2。將物體B放入容器水中浸沒時，B受到的浮力為F1，容器對地面的壓力為3N；使用杠桿提起物體B，當杠桿C端掛質量為mA的物體時，杠桿在水平位置恰好平衡，物體B剛好有體積露出水面，此時容器對地面的壓力為1.6N，物體B受到的浮力為F2，容器內液面下降了0.5cm。設物體B的密度為，已知：OD∶OC＝1∶2，（g取10N/kg）。下列結果正確的是（）

A．F1＝0.6N；m水＝100g

B．F2＝0.8N；m水＝100g

C．mA＝70g；＝5×103kg/m3

D．mA＝70g；＝2.5×103kg/m3

12．一拖拉機以相同的功率在甲乙兩塊地上耕作，在甲地上勻速前進800米用2分鐘，在乙地上勻速前進600米用1.5分鐘，則此拖拉機在甲乙兩地耕作時受到的阻力之比為（）

A．3∶4B．4∶3C．1∶1D．2∶3.

13．以相同功率正常勻速行駛的兩輛汽車，在相同時間內兩車通過的路程之比為2:1，下列說法正確的是（）

A．兩車所做功之比是2:1

B．兩車所做功之比是1:1

C．兩車所受牽引力之比是2:1

D．兩車速度之比是1:2

14．下列有關力做功的說法中正確的是（）

A．掛鉤上的書包靜止時，拉力對書包做了功

B．用水平力推著購物車勻速前進，推車的力做了功

C．拋出手的實心球在空中飛行了一段距離，推力一直對實心球做功

D．起重機吊著重物沿水平方向勻速運動一段距離，吊車的拉力對重物做了功

15．在生產和生活中經常使用各種機械，關于機械，下列說法正確的是（）

A．機械做功越快，機械效率越高B．機械做功越多，機械效率越高

C．使用機械可以省力或省距離，但不能省功D．使用機械可以省力、省距離，也可以省功

二、填空題

16．如圖所示，放在水平桌面上的勻質長直木板長度L為40cm，質量為2kg，它的右端與桌面相齊，與桌面間的摩擦力大小為物重的0.2倍。若在木板左端用一水平推力F將其勻速推下桌子，水平推力至少要做功___________J。

17．如圖所示，輕質杠桿OB可繞O點轉動，OA=AB，用細線將重為G的物體懸掛在A點，在B點施加豎直向上的拉力F。在保持杠桿水平靜止的情況下，拉力F=______G；若將拉力F改為沿圖中虛線方向F將______（增大/不變/減?。?/p>

18．各式各樣的剪刀都是一對對杠桿。如圖所示，要剪開鐵皮，應該用_________（選填標號）最合適，原因是這種剪刀能夠省_________；而剪紙或布時，應該用_________（選填標號）最合適。

19．如圖所示，用大小為F的拉力，通過一個動滑輪，拉著重為300N的物體，使物體在豎直方向以1m/s的速度向上做勻速直線運動，其中動滑輪重100N，則拉力F做功的功率為______W。（不計繩重和滑輪轉軸處的摩擦）

20．生活中我們經常使用簡單機械。

（1）小華用如圖甲所示的方法將被臺風刮倒的樹拉正，A的樹干相當于______（選填“動滑輪”、“定滑輪”或“杠桿”），如圖乙所示將石碾子滾上臺階，石碾子相當于______（選填“動滑輪”、“定滑輪”或“杠桿”）；

（2）如圖所示，一根撬棒AD=1m，CD=BC=0.2m，石頭垂直作用在棒上的力是500N，若要撬動石頭，則施加在撬棒A點的力至少是______N。

三、綜合題

21．如圖所示，質量忽不計的AC硬棒能繞O點轉動，且。在B點掛一重物G。

（1）畫出重力G的力臂______。

（2）在AC硬棒上施加一個最小的力且力的方向向下，使硬棒在圖示位置剛好處于靜止狀態(tài)，畫出的示意圖______。

（3）通過以上作圖分析可知，此杠桿是______杠桿。（選填：“省力”、“費力”或“等臂”）

22．（1）杠桿是最簡單的機械之一、阿基米德發(fā)現的杠桿原理即杠桿平衡條件為___________（用公式表示）。

（2）在探究杠桿平衡條件的實驗中，調節(jié)杠桿使其在水平位置平衡，好處是___________。

（3）如圖所示，杠桿左端懸掛重物G，右端施加豎直向下的動力F，使杠桿在此位置靜止，畫出圖中動力F的力臂l。___________

（4）若將重物勻速提升一定高度，且動力方向始終豎直向下（忽杠桿自身重力和摩擦的影響），則動力F大小將___________。

23．人體就像一部復雜的智能系統(tǒng)，其中包含許多物理知識：

(1)如圖所示，人的前臂可以看成杠桿，肘關節(jié)是支點，啞鈴的壓力是阻力，上臂中的肌肉對前臂施加的力是動力。從以上情形來分析，這個杠桿是一個______（省力/費力/等臂）杠桿，這個杠桿的好處是______；

(2)正常人的心臟推動血液流動的功率約為1.5W，那么在4s內心臟做的功是______J。

24．請根據下述材料，回答下列問題：

奔向火星

“天何所沓十二焉分日月安屬列星安陳”愛國詩人屈原以長詩《天問》發(fā)出對天地、自然及人世間一切事物現象的疑問，表現了詩人追求真理的探索精神?！疤靻栆惶枴碧綔y器帶著先人千年的夢想于2023年7月23日踏上飛向火星的旅途，2023年5月15日成功著陸火星表面。我國成為首個通過一次發(fā)射，完成“環(huán)繞、著陸、巡視探測”任務的國家。

在太陽系中，地球和火星圍繞太陽周而復始地做橢圓運動，如下左圖所示。探測器如何從地球到達火星呢從一個天體的引力范圍到另一個天體的引力范圍的軌道叫做轉移軌道，理論上探測器可以沿任意路徑從地球到達火星，但是有一條飛行路徑效率最高，途中只需兩次引擎推進，更節(jié)省燃料。

由于地球和火星的公轉軌道接近于圓，且它們的公轉速度變化不大，為了比較簡明地說明這條路徑，我們假設地球和火星圍繞太陽逆時針做勻速圓周運動（速度大小不變、軌跡為圓的曲線運動），如圖所示。地球的公轉周期約為365天，火星的公轉周期約為687天。當地球與火星夾角為44°時，載有“天問一號”探測器的航天器在上右圖中A處點火，擺脫地球的束縛進入轉移軌道，在太陽引力作用下，奔向火星軌道，到達上右圖中B處時與火星相遇，實現軌道轉移。這條路徑被稱為“霍曼轉移軌道”。

實際上，對于以28km/s高速靠近火星的探測器來說，要想被火星引力捕獲，必須在火星引力范圍內實施精準、自主、可靠地制動控制，使探測器成為環(huán)繞火星飛行的一顆衛(wèi)星。如果探測器沒有被火星捕獲，我們就需要等待探測器與火星在779天后的再次相遇。

（1）“天問一號”探測器從地球到火星，有一條效率最高，更節(jié)省燃料的飛行路徑，叫做______。

（2）在本文中，為了便于研究問題，我們把地球和火星復雜的變速橢圓運動，簡化為勻速圓周運動。這種抓住事物本質，忽次要因素，突出主要因素的研究方法在物理學習中會經常使用。下列事例中使用到這種研究方法的是______

A．平直軌道上行駛的列車，速度變化很小時，可視為做勻速直線運動

B．物體受到拉力的大小可以通過彈簧在彈性限度內的伸長多少來衡量

C．地球吸引物體的每一部分，可以視為作用在一個點上，稱之為重心

D．不計繩重、滑輪重，忽輪與軸間摩擦的滑輪組，稱為理想滑輪組

（3）由文中內容，請你推測：“天問一號”探測器從地球軌道轉移到火星軌道大約經歷______天（保留整數）。

25．電工埋水泥電線桿時，把水泥電線桿放到坑口適當位置后再在A端施加力將電線桿向上拉即可。若已知這種坑深2m、寬0.3m，地面處坑口長2.3m、坑底長0.3m，水泥電線桿的質量為600kg、長10m，粗端直徑0.25m，其重心距粗端4m，試問：

（1）在電工登水泥電線桿時，可以把水泥電線桿看成______模型；

（2）在拉起水泥電線桿的過程中，拉起水泥電線桿的末端至少需要多大的力？()

（3）根據功的原理，使用簡單機械都不省功。用一個始終與OA垂直的力F將A點抬高2m的過程中，F所做的功是多少？()

26．工人師傅用如圖所示的裝置在10s內將重為400N的貨物勻速提升3m，拉力F的大小為250N，不計繩重和一切摩擦；

（1）該滑輪組既可以______，又可以改變施力的______；

（2）拉力F做功的功率為多大？______

（3）動滑輪的重為多少？______

（4）該滑輪組的機械效率為多大？______

試卷第1頁，共3頁

試卷第1頁，共3頁

參考答案：

1．C

【詳解】

A．杠桿是一種機械，使用任何機械都不省功，故A錯誤；

B．如圖畫出動力臂和阻力臂：

由圖可知，動力臂小于阻力臂，根據杠桿平衡條件，動力大于阻力，是費力杠桿，故B錯誤；

CD．吊車吊起貨物的過程中，阻力不變，阻力臂減小，動力臂不變，動力減小，所以支持力逐漸變小，故C正確，D錯誤。

2．B

【詳解】

A．由圖及杠桿平衡條件知道，

解得故A錯誤；

B．若將2只鉤碼懸掛到C點，由杠桿平衡條件知道，拉力大小

解得

即拉力F變大，故B正確；

C．由圖知道，若輕質杠桿處于水平平衡狀態(tài)時，將彈簧測力計逐漸向右傾斜，則拉力F的力臂減小，由杠桿平衡條件知道，拉力F變大，故C錯誤。

D．若在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使A點上升的高度相同，由圖知道，由W=Gh，在C點提升鉤碼做的有用功要小于在B點的有用功，故D錯誤。

故選B。

3．C

【詳解】

A．羊角錘使用時動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，股A不符合題意；

B．瓶起子使用時動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，股B不符合題意；

C．鑷子使用時動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，股C符合題意；

D．托盤天平使用時動力臂等于阻力臂，屬于等臂杠桿，故D不符合題意。

故選C。

4．B

【詳解】

A．人用力搬石頭但沒有搬動，有力，但物體沒有在力的方向上通過距離，沒有做功，不符合題意；

B．人將重物從地面拉到高處，對物體有向上的拉力，物體在拉力的方向上通過了距離，所以拉力對物體做了功，符合題意；

C．人推一塊大石頭沒推動，有力，但物體沒有在力的方向上通過距離，沒有做功，不符合題意；

D．人使箱子沿水平方向做勻速直線運動，人給箱子一個向上的力，箱子向上沒有移動距離，人對箱子沒有做功，不符合題意。

故選B。

5．C

【詳解】

中學生體重約500N，一層樓高約3m，從一樓走到五樓的高度為

h=4×3m=12m

他克服重力做功

W=Gh=500N×12m=6000J

他克服重力做功的功率

故選C。

6．C

【詳解】

根據題意知道，拉力做的有用功

W有用＝Gh

拉力做的總功

W總＝Fs＝F×3h＝3Fh

斜面的機械效率

解得拉力

克服摩擦力所做的額外功

則摩擦力

故C符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

7．A

【詳解】

A．由圖甲可知，9~12s內，拉力為，由圖乙知，9~12s內，物體做勻速直線運動，，所以9~12s內物體移動的距離

則推力對物體做功

故A正確；

B．由圖乙知，0~3s內，物體速度為0，處于靜止狀態(tài)，沒有在拉力F的方向上移動距離，拉力不做功，故B錯誤；

C．由圖甲可知，3~6s內，拉力為，由圖乙知，3~6s內，物體運動速度逐漸增大，由

可知，功率逐漸變大，故C錯誤；

D．由圖甲可知，第4s拉力的大小為，由圖乙可知，3s時速度為0，6s時速度為，物體做加速直線運動，所以第4s的速度為，由

可知，功率為

故D錯誤。

故選A。

8．A

【詳解】

AB．功率是單位時間內做的功，表示的是做功的快慢；機械效率是有用功與總功的比值。所以，功率大的機械，做功快，但不一定多，故A正確，B錯誤；

C．機械做功少，做功不一定慢，與機械效率無關，故C錯誤；

D．由知道，有用功多，機械效率的大小還要看總功的大小，故D錯誤。

故選A。

9．B

【詳解】

A．從圖象知道，0~6s和6s~12s物體以不同的速度做勻速直線運動，而0~6s過程中通過的路程是3m，6~12s的過程中通過路程為1m，因為相同時間內通過的路程越多，速度越大，所以，0~6s過程中的速度大于6~12s的過程中的速度，即4s時的速度大于10s時的速度，故A錯誤；

BC．由圖象知道，物體做勻速直線運動，拉力等于摩擦力，同一物體對水平面壓力相等，接觸面的粗糙程度不變，故物體受到的摩擦力相等，所以0~6s物體所受的拉力等于6~12s物體所受的拉力；從圖中知道，0~6s中通過的距離為3m；6~12s的過程中通過的距離為1m；而拉力相同，由W=Fs知道，0至6s內拉力對物體做的功大于6s至12s內拉力對物體做的功，故B正確，C錯誤；

D．由于0~6s過程中的速度大于6~12s的過程中的速度，且拉力相同，由P=Fv知道，0~6s拉力對物體做功的功率大于6~12s拉力對物體做功的功率，故D錯誤。

故選B。

10．A

做功的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離；二者缺一不可。

【詳解】

A．一物體受到5N豎直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度勻速運動了10s，力與物體的運動方向垂直，對物體沒有做功，即做功為0J，故A符合題意；

B．一物體受到5N豎直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度勻速運動了10s，力與物體的運動方向垂直，對物體沒有做功，即做功為0J，故B不符合題意；

C．一物體受到5N豎直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度勻速運動了10s，力與物體的運動方向垂直，對物體沒有做功，即做功為0J，故C不符合題意；

D．一物體受到5N豎直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度勻速運動了10s，力與物體的運動方向垂直，對物體沒有做功，即做功為0J，故D不符合題意。

故選A。

本題考查了力是否做功的判斷方法，基礎題目。

11．D

【詳解】

設容器和水的總重力為G，作用在D端繩子的拉力為FD，根據題意可得，

G+GB=3N……①

G+GB-FD=1.6N……②

把①式入②式解得FD=1.4N，根據杠桿的平衡條件可得

FD·OD=GA·OC

則物體A的重力為

所以A物體的質量為

因為物體B剛好有體積露出水面，容器內液面下降了0.5cm，則B的體積

VB=4×0.5cm×40cm2=80cm3

F1=ρ水gVB=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=0.8N

右圖中B受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和拉力的作用，即

GB=F2+FD=0.6N+1.4N=2N

則

則B物體的密度為

綜上所述ABC錯誤，D正確。

故選D。

12．C

【詳解】

拖拉機在甲地上的速度

拖拉機在乙地上的速度

由可知，在功率相同的情況下，拖拉機在兩塊地耕作時的牽引力F大小相等。由于拖拉機做勻速直線運動，牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，所以阻力也大小相等，即阻力之比為1∶1，故ABD不符合題意，C符合題意。

故選C。

13．B

【詳解】

AB．兩車功率相同，根據可知，在相等的時間內做的功相等，即兩車所做的功之比為1:1，故A錯誤，B正確；

C．由W＝Fs可得，兩車所受牽引力之比為

故C錯誤；

D．由可得

故D錯誤。

故選B。

14．B

【詳解】

A．做功的兩個要素是：一是有作用在物體上的力；二是物體在力的方向移動了一段距離。掛鉤上的書包靜止時，書包沒有移動距離，拉力對書包沒有做功，故A錯誤；

B．推著購物車使其在推力方向移動了一段距離，推力對購物車做了功，故B正確；

C．實心球離開手之后，手對實心球不再有推力，所以不再做功，故C錯誤；

D．起重機吊著重物對重物的拉力豎直向上，沿水平方向勻速運動一段距離，移動的方向與拉力方向垂直，此時拉力不做功，故D錯誤。

故選B。

15．C

【詳解】

A．機械做功越快，功率越大，機械效率是有用功占總功的比例，做功的快慢與機械效率無關，故A錯誤；

B．機械做功越多，不清楚是有用功和總功的占比，故機械效率未知，故B錯誤；

CD．使用機械可以省力或省距離，但不能省功，任何機械都不能省功，故C正確；故D錯誤。

故選C。

16．0.8

【詳解】

由知道，物體的重力

G=mg=2kg×10N/kg=20N

木板與桌面間的摩擦力

f=0.2G=20N×0.2=4N

由于物體勻速運動，水平推力的大小與木板與桌面間的摩擦力大小相等，即推力

F=f=4N

當物體的重心剛過桌面的邊沿時，木板會被推下桌子，所以當木板推下桌子時，推力移動的距離是木板總長的，推力做的功

17．（或0.5）增大

【詳解】

[1]由圖可知，豎直向上拉動時，動力臂為OB，阻力臂為OA，因為OA=AB，所以OB=2OA，根據杠桿平衡條件可得

所以有

[2]若將拉力F改為沿圖中虛線方向，這時動力臂減小，阻力和阻力臂沒變，根據杠桿平衡條件可得，動力F增大。

18．乙力甲

【詳解】

[1]要用剪刀剪開鐵皮，需要省力，因此需選用動力臂大于阻力臂的剪刀，由圖知符合條件的有乙、丙兩把剪刀，但乙剪刀的動力臂與阻力臂的比值更大（刀口更短一些），所以乙剪刀更省力，所以選乙最合適。

[2]由第一空可知，乙更省力。

[3]剪紙或布時，主要是為了省距離，所以應選動力臂小于阻力臂的剪刀，所以甲最合適。

19．350

【詳解】

由圖可知：由于物體在豎直方向向上做勻速直線運動，則兩股繩子的拉力大小F1、F2都等于物體的重力G，滑輪受豎直向下的重力、兩股繩子的拉力和豎直向上的拉力作用，根據受力平衡可知

由于物體在豎直方向以1m/s的速度向上做勻速直線運動，則拉力F的作用點移動的速度

根據

可得拉力F做功的功率

20．動滑輪杠桿100

【詳解】

（1）[1][2]動滑輪在使用時，滑輪隨重物一起移動，圖甲中的樹木在用力時，都會移動，屬于動滑輪；將石碾子滾上臺階，石碾子在與臺階的接觸點處轉動，因此可以把球形重物看成一個杠桿，這杠桿的支點是石碾子與臺階的接觸點。

（2）[3]要使施加在撬棒A點的動力最小，應使動力臂l1最大；當以D為支點，在A點施加垂直AD向上的動力時，動力臂

l1=AD=1m

即動力臂為最大值，則動力為最小；此時阻力F2=500N，阻力臂

l2=CD=0.2m

根據杠桿平衡條件F1l1=F2l2可得，施加在撬棒A點的力

21．見解析見解析省力

【詳解】

（1）[1]過支點作力G作用線的垂線段，即可做出力臂，如下圖；

（2）[2]由杠桿平衡條件知道，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越??；圖中支點在最O點，因為力的方向向下，所以，OC作為動力臂最長，如下圖

（3）[3]由圖知道，該杠桿在使用的過程中，動力臂要大于阻力臂，為省力杠桿。

22．F1l1=F2l2便于測量力臂的大小不變

【詳解】

（1）[1]阿基米德發(fā)現的杠桿原理即杠桿平衡條件為：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即

F1l1=F2l2

（2）[2]杠桿在水平位置平衡，力臂在杠桿上，這樣做的好處是便于在杠桿上讀出力臂的大小。

（3）[3]從支點O做力F的作用線的垂線，該垂線段即為動力F的力臂l，如圖所示

（4）[4]保持動力F始終豎直向下，將重物緩慢提升時，動力臂和阻力臂的比值始終不變，阻力G不變，由杠桿平衡的條件可知拉力F的大小不變。

23．費力省距離6

【詳解】

(1)[1][2]如圖，在人的前臂用力舉起一個物體時，其支點在O點，啞鈴的壓力是阻力，上臂中的肌肉對前臂施