2020九年级物理上册 11 简单机械和功章末习题检测（提高篇）（含解析）（新版）苏科版

2020九年级物理上册 11 简单机械和功章末习题检测（提高篇）（含解析）（新版）苏科版

‎《简单机械和功》章末习题检测(提高篇)‎ 一、选择题 ‎1.当你用手掌托住一只铁球并绕腕关节向上转动时，手就是一个杠杆、球压在掌心上的力是阻力，腕关节是支点，通过前臂中的伸、屈肌的伸、缩产生动力，使托住球的手向上转动（如图）。那么，人体上的这个杠杆应该是（　　）‎ A．省力杠杆 B．省距离杠杆 C．既省力又省距离的杠杆 D．既不省力也不省距离的杠杆 ‎2.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　）‎ A．做功多的机器机械效率一定高 ‎ B．功率小的机器做功慢 ‎ C．机械效率高的机器功率一定大 ‎ D．功率大的机器做功时间一定短 ‎3.如图，杠杆在水平位置平衡，若在杠杆两端各取掉相同质量的物体，则（　　）‎ A．杠杆左端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡 ‎ B．杠杆左端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡 C．杠杆右端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡 ‎ D．杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡 ‎4.用下图所示的简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是(均不计摩擦)（　　）‎ ‎5.如图所示，甲、乙两滑轮组，它们吊起的重物都是G，滑轮重量及摩擦不计，当重物匀速上升时，两滑轮组绳端拉力分别为F甲、F乙，那么F甲:F乙是（　　）‎ 10‎ A．1:1 　　　B．2:‎3 ‎　　　C．3:2　　　 D．1:3‎ ‎6.图中的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（　　）‎ A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N B．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N C．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J 的功用于剪纸 D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J 的功用于剪纸 ‎7.下列说法中正确的是（　　）‎ A．省力的机械不能省功，机械越省力，其机械效率越高 B．做功越快的机械，虽然它做的功不一定多，但是其机械效率是越高的 C．做相同的额外功时，有用功越大的机械效率越高 D．机械效率越低的时候，做功一定是越慢的 ‎8.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（ ）‎ A．有用功减少，总功减少　　 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功不变　　 D．有用功不变，总功减少 ‎9.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，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。若不计绳重与摩擦，则（　　） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．W1=W2，η1=η2　　　　 B．W1=W2，η1＜η2‎ C．W1＜W2，η1＞η2　　　 D．W1＞W2，η1＜η2‎ ‎10.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是‎5m，高是‎2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（　　）‎ A．40% B．50% C．80% D．100%‎ 二、填空 ‎11.如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕 点倾翻。已知AB长‎40cm，AC长‎30cm 10‎ ‎。室外机的重力为300N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为 N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。‎ ‎12.杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了 ；有时却要使用费力杠杆，那又是为了 。下列工具中①天平、②扳手、③镊子、④羊角锤、⑤裁衣剪刀、⑥瓶盖起子、⑦筷子、⑧钓鱼杆等都是简单机械，其中属于省力杠杆的是 。（填序号）‎ ‎13.如图所示，某人将重为150N的物体匀速提起，在2s内绳的自由端移动了‎6m，则重物上升的速度为 ‎ ‎ m/s，若拉绳的力为60N，则动滑轮重为 N。（不计绳重和摩擦）‎ ‎14.小童同学用50N的水平推力，使放在水平桌面上重200N的物体做匀速直线运动，若该物体在10s内移动‎4m，则在此过程中，物体受到的摩擦力是 N，小童做功的功率是 W。‎ ‎15.如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为 N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为 N。‎ ‎16.如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程中，小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小刚的质量为‎50kg，物体A的质量为‎54kg，物体B的质量为‎84kg，动滑轮的质量为‎6kg。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为 ，此时小刚对高台的压力是 N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B上升的速度为 m/s。（g取10N/Kg）‎ 10‎ 三、实验探究 ‎17.物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。 （1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 。‎ ‎（2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 N。‎ ‎ 测量序号 ‎ 动力F1/N ‎ 动力臂l1/cm 阻力F2/N ‎ ‎ 阻力臂l2/cm ‎ ①‎ ‎ 1‎ ‎ 20‎ ‎ 2‎ ‎ 10‎ ‎ ②‎ ‎ 2‎ ‎ 15‎ ‎ 1.5‎ ‎ 20‎ ‎ ③‎ ‎ 3‎ ‎ 5‎ ‎ ‎ ‎ 15‎ ‎（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）。‎ A．没有改变力的大小       B．没有改变力的方向 C．没有改变力的作用点     D．实验次数较少，结论具有偶然性 ‎18.用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。实验时，竖直向上的匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。实验数据如下表。‎ 10‎ 序号 动滑轮重G动/N 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳的拉力F/N 绳端移动距离s/m ‎ 机械效率η ‎①‎ ‎0.1‎ ‎1‎ ‎0.2‎ ‎0.6‎ ‎0.4‎ ‎83.3%‎ ‎②‎ ‎0.1‎ ‎2‎ ‎0.2‎ ‎1.1‎ ‎0.4‎ ‎③‎ ‎0.2‎ ‎2‎ ‎0.2‎ ‎1.2‎ ‎0.4‎ ‎83.3%‎ ‎（1）第②次实验时，测得动滑轮的机械效率约为 。 （2）分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将 ；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将 。（选填“增大”“减小”或“不变”） （3）分析表中数据可知，，可能的原因是： 。‎ 四、计算 ‎19.学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的一端固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平，如图所示，将40N的衣物挂在晾衣架上，人拉绳的力为12.5N时，衣物匀速上升，忽略绳重及摩擦，求：‎ ‎（1）此时该装置的机械效率；‎ ‎（2）将60N的衣物挂在晾衣架上，使其在5s匀速升高‎1m，人所做的总功和功率各是多少？‎ ‎20.如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=‎2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知铝的密度ρ铝=2.7×‎103kg/m3，水的密度ρ水=1.0×‎103kg/m3，g取10N/kg。求：‎ ‎（1）滑轮组的机械效率多大？‎ ‎（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？‎ 10‎ ‎【答案与解析】‎ 一、选择 ‎1.【答案】B ‎【解析】手是一个杠杆时，如图所示：支点O在腕关节处；球压在掌心上的力是阻力F2，方向竖直向下；过支点作阻力F2 的垂线得到的线段即为阻力臂L2；前臂中的屈肌收缩产生的动力F1，方向水平向右；过支点作动力F1的垂线得到的线段即为动力臂L1；由图可知：阻力臂很明显大于动力臂。所以是费力杠杆，费力杠杆的特点是：省距离。‎ ‎2.【答案】B ‎【解析】A、有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关，此选项错误； B、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢，此选项正确； C、机械效率与机械功率大小没有直接关系，此选项错误； D、功率等于功和做功时间的比值，时间短，功多少不确定，功率大小不确定，此选项错误。 ‎ ‎3.【答案】D ‎【解析】原来水平平衡：‎ 去掉相同质量的物体后，杠杆左边：；杠杆右边；‎ 因为所以 ，‎ 则： ，所以杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡。‎ ‎4.【答案】B 　【解析】选项A和B中各是一个杠杆，其中A图中的杠杆的动方臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故F1＜G；而B图中的杠杆是一个费力杠杆，故F2＞G；选项C中是一个定滑轮，定滑轮不省力，故F3＝G；选项D中是一个动滑轮，可以省一半的力，故F4＜G。综上所述，F2最大。‎ ‎5.【答案】B　‎ ‎【解析】根据滑轮组省力知识，依题:。‎ 10‎ ‎6.【答案】D ‎【解析】A、B 剪刀可以看做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件F‎1L1=F‎2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂；A、B选项都错误；C、D 利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功；由机械效率为80%知，如果动力做功1J，有0.8J是用于剪纸。C选项错误，D选项正确。‎ ‎7.【答案】C ‎【解析】A、使用任何机械都不省功；机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率的高低与是否省力没有必然的联系，故A错误；BD、做功越快的机械，说明功率大，与机械效率没有必然联系，不能确定机械效率的高低；根据机械效率的高低也不能确定做功的快慢；故BD错误；C、根据 和 W总=W有+W额可知，额外功相同时，有用功越大的机械效率越高，故C正确，故选C。‎ ‎8.【答案】D ‎9.【答案】C ‎【解析】因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。又因乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低，即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。‎ ‎10.【答案】A ‎【解析】有用功；总功；‎ 机械效率： 。‎ 二、填空 ‎11.【答案】C；200；靠近 ‎【解析】用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻；‎ C点是支点，空调的自身重力是阻力，在阻力与阻力臂一定的情况下，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，；；所以F=200N；为了安全，室外机的位置应尽量靠近墙壁，以减小阻力臂，从而减小A处的拉力。‎ ‎12.【答案】省力；省距离；②④⑥‎ ‎【解析】人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了省力；有时却要使用费力杠杆，那又是为了省距离；‎ ‎①天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；②扳手、④羊角锤、⑥瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；③镊子、⑤裁衣剪刀、⑦筷子、⑧钓鱼杆在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故答案为：省力；省距离；②④⑥。‎ ‎13.【答案】1；30‎ ‎【解析】（1）由图知，n=3，则，重物升高：，‎ 重物上升的速度：。‎ ‎（2）因为：，所以动滑轮重：。‎ ‎14.【答案】50；20‎ ‎【解析】物体在50N的推力作用下，在水平方向做匀速直线运动，所以摩擦力等于推力，也是50N；‎ 10‎ 物体移动的速度为；‎ 小童做功的功率为P=Fv=50N×‎0.4m/s=20W。‎ ‎15.【答案】（1）1；（2）1.25‎ ‎【解析】（1）如果直接把物体提升‎0.2m，需要做功：，‎ 使用斜面做的功：；‎ 不考虑摩擦有用功等于总功，即：，则拉力：。‎ ‎（2）直接把物体提升‎0.2m所做的功为有用功：，‎ 机械效率：，得总功；则拉力：。‎ ‎16.【答案】90%；700；0.2‎ ‎【解析】（1）已知：，，g=10N/Kg，‎ 物体A的重力为：，‎ 动滑轮的重力为：，‎ 从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，所以提升物体A时小刚对绳子的拉力为：， 则提升物体A时，滑轮组的机械效率为：。‎ ‎（2）此时小刚受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和拉力，则小刚对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力，而，则小刚的重力为：，‎ 所以小刚对高台的压力为：。‎ ‎（3））物体B的重力为：，‎ 则提升物体B时小刚对绳子的拉力为：，‎ 而拉力做功的功率为，‎ 拉力上升的速度为：，‎ 则物体B上升的速度为：。‎ 10‎ 三、实验探究 ‎17.【答案】（1）右；力臂；（2）1；（3）B ‎【解析】（1）杠杆重心左移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处；由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂；‎ ‎（2）第三组的阻力为；‎ ‎（3）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡 且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故选项A、C、D错误，选项B正确。‎ ‎18.【答案】（1）90.9%；（2）增大；减小；（3）滑轮与轮轴间有摩擦、绳子有重力 ‎【解析】（1）由表中实验数据可知，第②次实验时，动滑轮的机械效率：‎ ‎。 （2）由表中实验序号为①②的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大；由表中实验序号为②③的实验数据可知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将减小。 （3）由于滑轮与轮轴间存在摩擦、缠绕滑轮组的绳子有重力，因此。‎ 四、计算 ‎19.【答案与解析】：（1）由图可知，n=4，则该装置的机械效率：‎ ‎；‎ ‎（2）由可得，晾衣架的重力：G衣架=‎4F-G=4×12.5N-40N=10N，‎ 人所做的总功：W总′=（G′+G衣架）h=（60N+10N）×‎1m=70J，‎ 人所做功的功率：。‎ 答：（1）此时该装置的机械效率为80%；（2）功率是14W。‎ ‎20.【答案与解析】（1）铝块重的质量：，‎ 铝块的体积：；‎ 在水中铝块受到的浮力：；‎ 滑轮组对铝块的拉力：；‎ 使用滑轮组做的有用功：，‎ 不计绳重和各种摩擦，使用滑轮组做的额外功：；‎ 10‎ ‎；滑轮组的机械效率：；‎ ‎（2）根据公式：，可得做功时间：；‎ 铝块上升的速度：。‎ 答：（1）滑轮组的机械效率85%；（2）铝块上升的速度为‎0.09m/s。‎ 10‎