综合解析苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功定向测试试卷(详解版).docx

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功定向测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，轻质直杆OA可绕O点转动，直杆下端挂一重物G。现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到图示虚线位置，在转动过程中这个直杆（　　）

A．始终是省力杠杆
B．始终是费力杠杆
C．先是省力杠杆，后是费力杠杆
D．先是费力杠杆，后是省力杠杆
2、甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（　　）
A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2
3、图所示为某同学在生命科学实验中使用镊子夹取玻璃盖片的场景，使用此镊子（　　）

A．省力且省距离 B．省力但费距离 C．费力且费距离 D．费力但省距离
4、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　）
A．物体做功越多，功率一定越大
B．机器的功率越小，机械效率一定越低
C．功率不同的机器，做的功一定不相等
D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
5、关于杠杆，下列说法正确的是（　　）
A．力臂一定是杠杆上的一部分
B．力臂就是从支点到力的作用线的距离
C．只有在费力情况时才能省功
D．杠杆平衡时，动力+动力臂与阻力+阻力臂总是相等的
6、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，图中能反映恒力所做的功与时间的对应关系的是（　　）
A． B． C． D．
7、小明用如图所示的实验装置研究杠杆的机械效率，实验时，将重为G的钩码挂在铁质杠杆A点上，弹簧测力计作用于C点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，杠杆的机械效率为，不计摩擦，则（　　）

A．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
B．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，机械效率为η2，则
C．仅将测力计移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为F2，则
D．仅将钩码移到B点，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时拉力为，则
8、如图所示，下列常用的杠杆工具中，属于省力杠杆的是（　　）
A．金属镊子 B．家用多功能小铡刀
C．碗夹 D．筷子
9、如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重物，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（　　）

A．如G甲=G乙则甲更省力，甲机械效率大 B．如G甲=G乙则乙更省力，甲机械效率大
C．如F甲=F乙则甲更省力，甲机械效率大 D．如F甲=F乙则乙更省力，乙机械效率大
10、水平地面上有一重5N的球，小孩用20N的力踢球，球离脚后在地面上滚动了15m，那么小孩踢球过程中对球做的功是（　　）
A．75J B．0J C．300J D．无法确定
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在建兰“农情蜜意”收获的季节，小楼帮忙运收蔬菜，初次干农活的他在左筐中装了4kg，右筐中装了5kg，如果扁担的长度为1.8m，则他在距扁担左端______m处将蔬菜挑起来才能使挑担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；为了方便行走，小楼将两筐蔬菜同时向内移动了0.2m，则需要______筐（选填“左”或“右”）增加约______kg（保留1位小数）蔬菜，才能基本保持挑担水平。
2、柳州本地生产的宝骏E300电动汽车节能环保，方便市民出行，若电动汽车功率为30kW，在20min匀速行驶了20km， 则此电动汽车牵引力做的功为___________J， 电动车的牵引力为___________N。
3、图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置AB是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力______A端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于或“等于”）；若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，该滑轮组的效率η甲＝______；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲______F乙，η甲______η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

4、如图甲所示。放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和图丙所示。由图像可知，当t＝1s时，物体处于______（填“加速”、“匀速”或“减速”）状态；在物体做匀速直线运动的阶段，推力F做的功为______J，推力的功率为______W。

5、如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重800N的物体A沿水平地面做匀速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力为______N；若增大拉力F使物体A沿水平地面做加速直线运动，则物体A与地面间滑动摩擦力将_______（不计滑轮自重及滑轮与绳间摩擦）。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图所示是某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如下表所示。两名总质量为120kg的巡警共同乘坐该车，在平直公路上以额定最高时速匀速行驶了10min。请通过计算回答下列问题：
整车装备质量
780kg
电机额定功率
2.5kW
最高时速
30km/h
轮胎与地面接触总面积
0.12m2

（1）巡逻车空载静止在水平地面时，车对地面的压强是多少？
（2）若巡逻车在匀速行驶过程中受到的平均阻力为整车重力的0.02倍，行驶10min牵引力做了多少功？
（3）该电动巡逻车在工作过程中电动机的效率是多少？

2、如图所示，塔式起重机上的滑轮组将600N的重物匀速吊起5m高度的过程中，作用在绳端的拉力为250N。求：
（1）作用在绳端的拉力做的功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为有用功的0.1倍，求动滑轮的重。

3、如图所示，斜面长s=2m，高h=0.8m。建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=250N，不计绳重力。求：
（1）该过程拉力F做的总功是多少？
（2）该过程拉力F做的额外功是多少？
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是多少？
（4）该装置的机械效率是多少？

4、一辆轿车发动机的牵引力的功率P为90kW，现以v＝108km/h的速度在一段平直的高速公路上匀速行驶。运动过程中轿车受到的阻力不变。
（1）请推导：P＝Fv（其中F表示轿车发动机的牵引力，v表示轿车行驶的速度，P表示轿车牵引力的功率）；
（2）求该轿车在加速启动过程中受到的阻力为多少？
5、上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面行驶，它的发动机输出3000N的牵引力，汽车在5min内行驶了9000m。求这段时间内：
（1）汽车牵引力所做的功。
（2）汽车牵引力做功的功率。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向图示虚线位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，但始终在l2＜l1时是省力杠杆，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2、B
【解析】
【详解】
由可得

则它们有用功之比为

故选B。
3、D
【解析】
【详解】
使用镊子夹取玻璃盖片时，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆，好处是省距离。
故选D。
4、D
【解析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；
B．机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；
C．由W＝Pt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；
D．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。
故选D。
5、B
【解析】
【详解】
A．力臂不一定是杠杆的长度，力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上，故A错误；
B．力臂是从支点到力的作用线的距离，简单地说，就是“点到线”的距离，故B正确；
C．使用任何机械都不能省功，故C错误；
D．根据杠杆的平衡条件，杠杆平衡时，动力×动力臂与阻力×阻力臂总是相等的，故D错误。
故选B。
6、B
【解析】
【详解】
一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，说明物体受到的拉力和物体的运动速度不变，根据W＝Fs、s＝vt可得W＝Fvt，所以可知恒力所做的功与时间成正比，则W﹣t是一条过原点的倾斜直线，其对应的图像为B。
故选B。
7、A
【解析】
【详解】
A．将弹簧测力计移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度不变，杠杆重心上升的高度不变，则由知道，克服杠杆重力做的额外功不变，由于有用功和额外功都不变，所以总功也不变，由知道，机械效率不变，即

故A正确；
B．将钩码移动到B点时，仍将钩码竖直向上匀速提升的高度，由知道，有用功不变；因杠杆的偏转角度变小，杠杆重心上升的高度变小，则由知道，克服杠杆重力做的额外功变小，由于有用功不变，额外功变小，所以总功变小，由知道，机械效率变大，即

故B错误；
C．将弹簧测力计移动到B点时，根据图像可知，阻力、阻力臂均不变，动力臂变小，由知道，动力变大，即

故C错误；
D．将钩码移动到B点时，根据图像可知，阻力不变，阻力臂变大，动力臂不变，由知道，动力变大，即

故D错误。
故选A。
8、B
【解析】
【详解】
A．镊子的支点在末端，动力臂约为手指的发力点到镊子末端的距离，阻力臂约为镊子最前端的物体到镊子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．铡刀的支点在刀与底座最前端的连接处，动力臂约为把手到连接处的距离，阻力臂约为铡刀某个中间位置到连接处的距离，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力小于阻力，属于省力杠杆，故B符合题意；
C．夹子的末端为支点，动力臂约为手指的发力点到夹子末端的距离，阻力臂约为碗到夹子末端的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故C不符合题意；
D．筷子的支点为拇指的按压位置，动力臂约为食指到拇指的距离，阻力臂约为为筷子前端到拇指的距离，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡的条
件，可知动力大于阻力，属于费力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
9、D
【解析】
【详解】
由图知
n甲=2，n乙=3
AB．不计绳重及摩擦，绳子受的拉力分别为

因为
G甲=G乙
所以
F′甲＞F′乙
乙更省力；滑轮组的机械效率

物体的重力和动滑轮的重力相同，所以两滑轮组的机械效率相同，故AB错误；
CD．不计绳重及摩擦，物体的重力分别为
G′甲=2F甲-G动
G′乙=3F乙-G动
因为
F甲=F乙
所以
G′乙＞G′甲
乙更省力，滑轮组的机械效率

动滑轮的重力相同，乙的重力较大，乙的机械效率较大，故D正确，C错误。
故选D。
10、D
【解析】
【详解】
由W=Fs可知，脚对球的力为20N，但不知道在该力的方向上球通过距离，球滚动15m的过程中有一段是沿力的方向的距离，同时还有一段是由于惯性而运动的距离，所以题中虽然知道力，但由于不知道沿力的方向的具体距离而无法计算功，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、 1 右 0.3
【解析】
【详解】
[1]由题意可知，左、右两筐中蔬菜的重力分别为：

因扁担和筐的重力均不考虑，可设挑担水平平衡时，他在距离扁担左端为L，则右侧部分距离扁担（1.8m﹣L），由杠杆的平衡条件可得

则

[2][3]小楼将两筐蔬菜同时向内移动了0.2m时，左、右两筐重力的力臂分别为：

则

由

可知，要保持挑担水平，应向右筐增加蔬菜，设其质量为m，则其重力为

由杠杆的平衡条件可得

即

解得

2、
【解析】
【详解】
[1]汽车的功率为
P=30kW=3×104W
根据，可得电动汽车牵引力做的功为

[2]根据W=Fs可得，电动车的牵引力为

3、 小于 62.5% ＞ ＞
【解析】
【详解】
[1]AB是个杠杆，O为支点，因为OA＜OB，由
FA×OA＝FB×OB
可知，FA＞FB。
[2]由图知，甲滑轮组中n＝2，由
η＝＝＝＝
得，甲滑轮组的效率
η甲＝×100%＝×100%＝62.5%
[3]由图示可知，甲图中n＝2，乙图中n＝3，由F＝（G+G动）可知，F甲＞F乙。
[4]根据题意可知，两种方法提升货物，并且匀速提升高度相同，则有用功相同，而乙增加了定滑轮需要克服绳重及摩擦力做的额外功增加，由
η＝＝
可知，η甲＞η乙。
4、 加速 8 4
【解析】
【详解】
[1]由v﹣t图像可知，在0~2s内，物体的速度随时间均匀增加，即物体做加速运动，因此当t＝1s时，物体处于加速状态。
[2]由v﹣t图像可知，在2~4s内，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为v＝2m/s；根据v＝可得，在2~4s内物体通过的距离
s＝vt＝2m/s×2s＝4m
由图乙知，2~4s内物体受到的推力F＝2N，推力F做的功
W＝Fs＝2N×4m＝8J
[3]推力的功率

5、 150 不变
【解析】
【详解】
[1]物体A沿水平地面做匀速直线运动，物体A和动滑轮处于平衡状态，将动滑轮与物体当成一个整体，该整体受到了向左的3段绳子的拉力，总拉力为150N，还受到了向右的地面给其的摩擦力，摩擦力与总拉力是平衡力，故摩擦力的大小为150N。
[2]由于A与地面的摩擦力属于滑动摩擦力，只与接触面的粗糙程度有关和压力的大小有关，与速度无关，故摩擦力的大小不变。
三、计算题
1、（1）6.5×104 Pa；（2）9×105 J；（3）60%
【解析】
【详解】
解：（1）巡逻车空载静止在水平地面时，车对地面的压力

车对地面的压强

（2）人和车的总质量为

巡逻车在水平路面上匀速行驶，则受到的牵引力

车行驶通过的路程

车行驶牵引力做的功即机械功

（3）电机额定功率为，则内电机消耗的电能

电动机的效率为

答：（1）巡逻车空载静止在水平地面时，车对地面的压强是；
（2）若巡逻车在匀速行驶过程中受到的平均阻力为整车重力的倍，行驶牵引力做了的功；
（3）该电动巡逻车在工作过程中电动机的效率是。
2、（1）3750J；（2）80%；（3）90N
【解析】
【详解】
解：（1）由图知道，n=3，绳端移动的距离
s=nh=3×5m=15m
作用在绳端的拉力做的功
W总=Fs=250N×15m=3750J
（2）提升重物做的有用功
W有=Gh=600N×5m=3000J
滑轮组的机械效率

（3）克服摩擦和钢丝绳重所做的功
W额1=0.1×W有=0.1×3000J=300J
克服动滑轮重力所做的额外功
W额2=W总-W有-W额1=3750J-3000J-300J=450J
由W额2=G动h得动滑轮的重力

答：（1）作用在绳端的拉力做的功为3750J；
（2）滑轮组的机械效率为80%；
（3）动滑轮的重为90N。
3、（1）500J；（2）100J；（3）50N；（4）80%
【解析】
【详解】
解：（1）该过程拉力F做的总功

（2）该过程拉力F做的有用功即为货物箱克服重力做的功

由可得

（3）物箱在斜面上摩擦力所做的功即为额外功
由可得

（4）由可得，该装置的机械效率为

答：（1）该过程拉力F做的总功是500J；
（2）该过程拉力F做的额外功是100J；
（3）货物箱在斜面上受的摩擦力大小是50N；
（4）该装置的机械效率是80%。
4、（1）见解析；（2）3000N
【解析】
【详解】
解：（1）根据功率的定义式可得

（2）轿车匀速运动时，所受的阻力与牵引力为一对平衡力

由题可知，运动过程中轿车受到的阻力不变，即加速启动过程中所受到的阻力仍为3000N。
答：（1）见推导过程；
（2）该轿车在加速启动过程中受到的阻力为3000N。
5、（1）2.7×103J；（2）9×104W
【解析】
【详解】
解：(1) 由W =Fs可求牵引力做功为
W =Fs=3000N×9000m=2.7×107 J
(2)由可求汽车牵引力做功功率为

答：（1）汽车牵引力所做的功为2.7×103J。
（2）汽车牵引力做功的功率为9×104J。