2024年度蘇科版九年級物理上冊第十一章簡單機械和功單元測試試題（含答案詳解版）

蘇科版九年級物理上冊第十一章簡單機械和功單元測試考試時間：90分鐘；命題人：物理教研組考生注意：1、本卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘2、答卷前，考生務必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級填寫在試卷規(guī)定位置上3、答案必須寫在試卷各個題目指定區(qū)域內相應的位置，如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案；不準使用涂改液、膠帶紙、修正帶，不按以上要求作答的答案無效。第I卷（選擇題30分）一、單選題（10小題，每小題3分，共計30分）1、如圖所示的四個用具中，屬于費力杠桿的是（）A．核桃鉗 B．壓水井手柄C．火鉗 D．裁紙刀2、如圖所示，利用滑輪組將重力為2N的物體，以0.2m/s的速度提升0.1m，作用在繩端的拉力F為1.2N，下列判斷不正確的是（）A．拉力的功率是0.48WB．動滑輪重力是0.8NC．拉力做的有用功是0.2JD．滑輪組的機械效率是83.3%3、下列關于功率、機械效率說法中，正確的是（）A．機械效率越高，機械做功一定越快 B．做功越多的機械，機械效率越高C．做功越快的機械，功率越大 D．功率越大的機械，做功一定越多4、測量爬樓的功率，小明和小華兩人團結協作準備測量小明爬樓梯的功率，以下做法正確的是（）A．需要測量出小華的體重、爬樓的高度、爬樓的時間B．需要測量出小明的體重、樓梯的總長度、爬樓的時間C．小明爬樓所用的時間最好是小明自己手握秒表測量D．測量小明爬樓的功率需要測量3次而后求平均值，這樣最為準確5、某人將一箱書搬上樓，可以有兩種方法：一是把所有的書一起搬上樓；二是先搬一部分書上樓，再搬剩下的部分。假設他上樓的速度相同，則用這兩種方法搬書過程中（）A．人做的總功相同 B．人做的有用功相同C．人做功的機械效率相同 D．人做功的功率相同6、小健學習使用下列簡單機械后做出以下總結，你認為他的總結中敘述錯誤的是（）A．垂直于道釘撬的把手向下壓時，人的用力最省力B．用斜面向上搬物體時，既可以省力，又可以節(jié)省做功C．使用鑷子時，杠桿的支點在動力作用點與阻力作用點的外側，屬于費力杠桿D．圖中的小人若沿F2方向用力，所用的力與沿F1方向用力的大小基本相同7、小明用一豎直向上的力把物體A勻速提到了一定的高度，所做的功為100J。小紅利用某種機械把相同的物體A也勻速提到了相同的高度，所做的功為120J，則下列說法正確的是（）A．小紅利用的機械一定是省力的B．小紅所做的有用功為120JC．小紅所做的有用功為100JD．小紅利用的機械其機械效率達到了100%8、水平地面上有一重5N的球，小孩用20N的力踢球，球離腳后在地面上滾動了15m，那么小孩踢球過程中對球做的功是（）A．75J B．0J C．300J D．無法確定9、甲、乙兩種機器所做的總功之比是2:3，機械效率之比是3:1，則它們所做的有用功之比（）A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:210、如圖所示，重力不計的杠桿可繞O點無摩擦轉動，在A端用輕質細繩懸掛一質量為200g的物體M，同時在B點施加一個始終垂直于杠桿的拉力FB，杠桿繞O點勻速轉動到虛線位置，OA＝3m，AB＝1m。下列說法正確的是（）A．杠桿拉至與墻面夾角為30°時，FB＝3NB．拉力F逐漸變大C．杠桿繞O點緩慢轉動到水平位置時拉力FB做的功為3JD．此過程中，FB最大值為3N第Ⅱ卷（非選擇題70分）二、填空題（5小題，每小題4分，共計20分）1、旗桿頂上的滑輪是__（選填“定”或“動”滑輪；其實質是一個__杠桿，其特點是不能省力，但可以__。2、兩臺機器的功率之比為3∶2，則在相同時間里，他們所做的功之比為_______；他們做相同的功，所用時間之比為_______。3、如圖所示，用20N水平方向拉力F把重100N的物體以0.2m/s的速度水平勻速拉動，物體與水平地面間摩擦力為48N，則拉力F做功的功率是___________W。4、圖甲所示為一種搬運建筑材料的機械裝置AB是個杠桿，O為支點，杠桿平衡時，B端受到的向下的拉力______A端受到的向下拉力（選填“大于”、“小于或“等于”）；若搬運2000N的貨物，電動卷揚機拉鋼絲繩的力F甲＝1600N，該滑輪組的效率η甲＝______；若用同樣的滑輪按乙圖組裝，勻速提升相同的貨物，電動卷揚機拉鋼絲繩的力為F乙，乙滑輪組的效率為η乙，考慮實際情況，則F甲______F乙，η甲______η乙（選填“＞”、“＜”或“＝”）。5、如圖所示，升旗用的旗桿頂上安裝一個_____滑輪，此滑輪相當于_____杠桿，好處是可以______。三、計算題（5小題，每小題10分，共計50分）1、用如圖所示的滑輪組提升重物，在電動機拉力的作用下，重為1000N的物體在10s內勻速豎直上升了2m，已知動滑輪重為80N，忽略繩重與摩擦。求：（1）滑輪組對物體做功的功率；（2）滑輪組的機械效率。2、用如圖所示滑輪組勻速提升重為350N的物體，人對繩的拉力為200N，不計繩重和摩擦，求：（1）動滑輪重力；（2）滑輪組的機械效率；（3）在此過程中，物體在5s內勻速上升了2m，求拉力的功率；（4）如果人的體重為500N，拉動過程中繩始終未斷裂，他用此滑輪組能提升的最大物重是多少。3、如圖所示為集合最新IT技術的人工智能醫(yī)護機器人。若該機器人工作時的功率為80W，在水平地面上勻速直線行駛10m用時10s，求：（1）機器人行駛的速度；（2）機器人牽引力做的功；（3）機器人行駛時受的牽引力。4、如圖所示，用起重機上的滑輪組將重為9×104N的重物勻速吊起10m，繩端拉力F為5×104N。求：（1）提升重物做的有用功；（2）滑輪組的機械效率；（3）若克服摩擦和鋼絲繩重所做的功為有用功的0.25倍，動滑輪重多少N。5、某橋梁施工隊的工人用如圖所示的滑輪組勻速打撈沉在水中的工件；已知工件的質量為100kg工人的質量為70kg；工件打撈出水面前與工件完全被打撈出水后工人對地面的壓力之比為，工件在水中時，滑輪組的機械效率為60%。若不計摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg；求：（1）工件浸沒在水中時所受的浮力F??；（2）工件完全打撈出水面后，滑輪組的機械效率η2；（結果保留兩位有效數字）（3）工件完全打撈出水面后，以0.2m/s的速度被勻速提升，工人拉繩的功率P2。-參考答案-一、單選題1、C【解析】【詳解】A．核桃鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．壓水井手柄在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；C．火鉗在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故C符合題意；D．裁紙刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故D不符合題意。故選C。2、B【解析】【詳解】A．拉力的功率是故A正確，不符合題意；B．動滑輪重力是故B錯誤，符合題意；C．拉力做的有用功是故C正確，不符合題意；D．滑輪組的機械效率是故D正確，不符合題意。故選B。3、C【解析】【詳解】A．機械效率是指有用功與總功的比值，功率表示物體做功的快慢，機械效率與機械功率大小沒有直接關系，機械效率越高，機械做功不一定越快，故A錯誤；B．有用功與總功的比值叫機械效率，與做功的多少沒有直接關系，故B錯誤；C．做功快的機械，說明單位時間內完成的功多，所以功率一定大，故C正確；D．根據W＝Pt可知，做功的多少與時間和功率有關，若只是功率大，但時間短做功也不一定多，故D錯誤。故選C。4、C【解析】【詳解】AB．爬樓要克服自身重力做功，且做功功率為所以，實驗時需要測量是被測量者的體重（質量m）、樓高h、爬樓所用時間t，故AB錯誤；C．小明自己手握秒表測量，便于掌握開始和結束的時間，計時較準確，故C正確；D．若不斷地爬樓3次，由于受到體力的影響，爬樓的時間會越來越長，爬樓的功率會越來越小，最終求得的值將比通常情況下的功率值偏小，故D錯誤。故選C。5、B【解析】【詳解】這箱書的重力一定，樓的高度前后不變，由可知，兩次所做的有用功相等；用方法一所做的額外功為一次克服自身重力所做的功，而方法二所做的額外功是兩次克服自身重力所做的功，因此方法二的額外功大于方法一的額外功，則方法二的總功大于方法一的總功，即用方法一搬書時做功少；由可知η1＞η2即用方法一搬書時機械效率高。因上樓的速度相同，方法二需要上樓二次，所以方法二所用時間長；由可知P1＞P2即用方法一搬書時功率大。綜上分析可知，ACD不符合題意，B符合題意。故選B。6、B【解析】【詳解】A．垂直于道釘撬的把手向下壓時，由杠桿平衡條件可知，此時動力臂最大，人的用力最省力，故A正確，不符合題意；B．用斜面向上搬物體時，可以省力，但需額外克服斜面摩擦力做功，不能省功，故B錯誤，符合題意；C．使用鑷子時，杠桿的支點在動力作用點與阻力作用點的外側，此時杠桿的動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故C正確，不符合題意；D．根據滑輪的特點可知，動滑輪上有兩段繩子，n=2，圖中的若沿F2方向用力，所用的力與沿F1方向用力的大小基本相同，都等于物體和動滑輪總重的，故D正確，不符合題意。故選B。7、C【解析】【詳解】A．利用機械可能省力也可能費力，小紅利用某種機械不能確定一定省力，故A錯誤；B．小紅利用某種機械把相同的物體A也勻速提到了相同的高度，所做的功是為120J，即120J是總功，故B錯誤；C．對物體做的功是有用功，所以，小紅利用機械做的有用功等于小明做的功，即100J，故C正確；D．由于利用機械就一定做額外功，所以，機械效率總小于1，機械效率不可能達到了100%，故D錯誤。故選C。8、D【解析】【詳解】由W=Fs可知，腳對球的力為20N，但不知道在該力的方向上球通過距離，球滾動15m的過程中有一段是沿力的方向的距離，同時還有一段是由于慣性而運動的距離，所以題中雖然知道力，但由于不知道沿力的方向的具體距離而無法計算功，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。9、B【解析】【詳解】由可得則它們有用功之比為故選B。10、D【解析】【詳解】AD．當杠桿轉到水平位置時拉力最大，由杠桿平衡條件可得又所以有解得故A錯誤，D正確；BC．由于阻力臂先增大后減小，拉力也是先增大后減小，當杠桿轉到水平位置時，拉力做的功等于克服物體重力做功為故BC錯誤。故選D。二、填空題1、定等臂改變力的方向【解析】【詳解】[1][2][3]定滑輪使用時，滑輪的軸固定不變，所以旗桿頂部的滑輪是定滑輪，定滑輪的實質是一個等臂杠桿，它不能省力，但可以改變力的方向。2、3∶22∶3【解析】【詳解】[1]在相同時間里，他們所做的功之比為W1∶W2=P1t∶P2t=P1∶P2=3∶2[2]他們做相同的功，所用時間之比為3、12【解析】【詳解】由圖知，與動滑輪相連的有三段繩子，則n=3，拉力的速度v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s拉力F做功的功率4、小于62.5%＞＞【解析】【詳解】[1]AB是個杠桿，O為支點，因為OA＜OB，由FA×OA＝FB×OB可知，FA＞FB。[2]由圖知，甲滑輪組中n＝2，由η＝＝＝＝得，甲滑輪組的效率η甲＝×100%＝×100%＝62.5%[3]由圖示可知，甲圖中n＝2，乙圖中n＝3，由F＝（G+G動）可知，F甲＞F乙。[4]根據題意可知，兩種方法提升貨物，并且勻速提升高度相同，則有用功相同，而乙增加了定滑輪需要克服繩重及摩擦力做的額外功增加，由η＝＝可知，η甲＞η乙。5、定等臂改變力的方向【解析】【詳解】[1]滑輪在使用時軸是固定不動的，是定滑輪，升國旗用的旗桿頂上安裝一個定滑輪。[2][3]定滑輪的動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，所以定滑輪實際上是一個等臂杠桿，因此使用定滑輪不能省力，好處是可以改變力的方向。三、計算題1、（1）200W；（2）92.6%【解析】【詳解】解：（1）滑輪組對物體做功滑輪組對物體做功的功率（2）由圖可知，滑輪組繩子的有效股數n＝3，忽略繩重與摩擦，電動機對繩的拉力拉力做的總功滑輪組的機械效率答：（1）滑輪組對物體做功的功率為200W；（2）滑輪組的機械效率為92.6%。2、（1）50N；（2）87.5%；（3）160W；（4）950N【解析】【詳解】解：（1）由圖知道，n＝2，因為不計繩重和摩擦時，，所以動滑輪的重力G動＝nF﹣G＝2×200N﹣350N＝50N（2）滑輪組的機械效率（3）繩子自由端移動的距離s＝nh＝2×2m＝4m拉力做的功W總＝Fs＝200N×4m＝800J則拉力做功的功率（4）人向下拉繩子時的最大拉力等于人的重力，即F最大＝G人＝500N因為不計繩重和摩擦時，所以用此滑輪組能提升的最大物重G最大＝nF最大﹣G動＝2×500N﹣50N＝950N答：（1）動滑輪重力為50N；（2）滑輪組的機械效率為87.5%；（3）在此過程中，物體在5s內勻速上升了2m，拉力的功率為160W；（4）如果人的體重為500N，拉動過程中繩始終未斷裂，他用此滑輪組能提升的最大物重力是950N。3、（1）1m/s；（2）800J；（3）80N【解析】【詳解】解：（1）機器人行駛的速度（2）機器人牽引力做的功W＝Pt＝80W×10s＝800J（3）由W＝Fs可得機器人行駛時受的牽引力答：（1）機器人行駛的速度是1m/s；（2）機器人牽引力做的功是800J；（3）機器人行駛時受的牽引力是80N。4、（1）9×105J；（2）60%；（3）3.75×104N【解析】【詳解】解：（1）提升重物做的有用功（2）