第五章 简单机械与功 章节检测　2023-2024学年华东师大版科学九年级上册（含解析）

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一、单选题

1．下列四种生活用具中，使用时属于费力杠杆的是（）

A．剪铁剪刀B．钳子

C．镊子D．剪树枝剪刀

2．以下是小金对各种科学量的估计，你认为最符合事实的是（）

A．一个中学生跑步时脚对地面压强约为25000Pa

B．一个中学生的体积约为0.5dm3

C．中学生步行速度大约为4m/s

D．把一本9年级的科学书从地面捡到课桌约做功10J

3．如图所示，用F=20N的水平推力推着重为40N的物体沿水平方向做直线运动，若推力F对物体做了40J的功，在这一过程中，下列说法正确的是（）

A．重力做功40J

B．物体受到的摩擦力大小一定是20N

C．物体动能可能增加

D．物体的机械能一定守恒

4．在初中科学学习中，会遇到一些作图题，下列各图正确的是（）

A．磁极的磁感线

B．光的折射

C．物体重力的图示

D．杠杆的力臂

5．如图所示，在表面粗糙的斜面上，物块从A点静止释放下滑到B的过程中，下列说法正确的是（）

A．物块的动能不一定增加

B．物块的重力势能可能减小

C．物块的重力势能减少量等于动能的增加量

D．物块的重力势能减少量大于动能的增加量

6．甲、乙两车的功率相等，都在平直公路上匀速行驶，在相等时间内，甲、乙两车通过的路程比为4：5，则()

A．甲、乙两车做功之比为4：5

B．甲、乙两车速度之比为5：4

C．甲、乙两车受到阻力之比为5：4

D．甲、乙两车的牵引力之比为1：1

7．1J的功就是（）

A．把质量为1kg的物体移动1m所做的功

B．把重1N的物体移动1m所做的功

C．在1N力的作用下，物体移动1m所做的功

D．在1N力的作用下，物体在力的方向上移动1m时，此力对物体做的功

8．如图，弹簧左端固定于竖直墙壁，右端与物块M连接，置于粗糙水平面上，当M位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将物块M拉至A处由静止释放，M向左最远可运动至B点。则物块（）

A．从A到O一直加速运动B．从A到O先加速后减速

C．从O到B先加速后减速D．从O到B先匀速后减速

9．如图甲所示原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l。钢球从O点运动到A点的过程中，能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中（）

A．B．

C．D．

10．下列说法正确的是（）

A．弹簧测力计只能测量重力的大小

B．使用滑轮组既可以省力，也可以省功

C．刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住舌头因为液体瞬间汽化

D．穿在身上的化纤衣服易“粘”毛绒因为衣服带静电

11．频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）

A．小球的重力势能逐渐增大

B．小球的机械能逐渐减小

C．小球的重力在ab段做功比在cd段多

D．小球的重力在ab段做功比在cd段慢

12．某同学将同一小球以相同大小的速度按如图两种方法抛掷小球。甲图是竖直上抛，乙图是以一定的角度斜抛小球。忽略运动过程中所受的空气阻力。下列叙述正确的是（）

A．甲图中小球到达的水平高度等于乙图中小球的水平高度。

B．甲图中小球到达地面时的速度大于乙图中小球的速度

C．如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，该小球将水平向右匀速直线运动

D．若将两球的质量增大，则两球到达地面时的速度都将比原来的大

二、填空题

13．如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)，则小球由A点运动到O点的过程中，小球的重力势能是的(填“增大”“不变”或“减小”)，小球在B点的机械能在A点的机械能(填“大于”“等于”或“小于”)，小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的曲线。

14．图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦.物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是（选填“A”或“B”），动滑轮重为N，3s内对物体做的有用功为J。

15．质量为1000kg的汽车以恒定的功率从静止开始启动，经过4分钟后达到最大速度20m/s，假设汽车在这一过程中阻力恒定，且阻力f=2000N，则汽车达到最大速度时发动机的功率为W，这段时间内发动机做的功为J。

16．用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力（选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）

17．长度均为20cm的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为6N时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2s后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。则从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功J。

三、实验探究题

18．为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如下图所示），让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离．

（1）该实验的设计思路是采用法，用木块移动的距离来表示动能的大小。

（2）该实验“物体的动能”是指物体（选填“A”或“B”）的动能。

（3）若要研究物体动能与物体质量的关系。实验中让质量不同的物体从斜面同一高度上静止滚下的目的是。

19．小明在做如图甲所示的“观察小球摆动时动能和势能的转化”的实验。

（1）图甲中，小球从A点由静止开始摆动到B点，小球在A点时和B点时所具有的机械能的关系是(忽略空气阻力)。

（2）小科发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同，

于是他猜想小球来回摆动一次所用的时间t可能与小球质量m、绳子长度L、小球移开的距离s等因素有关。为了验证猜想，他在竖直的木板上画出方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米以改变质量(如图乙所示)，进行实验并得到了表中的数据。

序号瓶子总质量m(g)移开距离s(格)悬线长度L(格)来回时间t(s)

1203122.1

2403122.1

3603122.1

4602122.1

5601122.1

660391.9

760361.5

木板上画出方格的目的是。

（3）通过分析表中的数据可以得出初步的结论：。

20．善于奇思妙想的小强及其兴趣小组在实验室（温度为20℃）进行综合实验。

（1）该小组想研究“密度计的工作原理”。图甲所示是密度计的简化模型，在一根粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使其能竖直漂浮在液体中，设玻璃管浸入液体的深度为h液，该液体密度为ρ液，密度计漂浮在水中时浸入水中的深度为h水，水的密度为ρ水，则浸入液体的深度h液＝（用给出的物理量表示）。

（2）该小组想继续探究“某液体的密度和温度的关系”，设计了如图乙所示装置，长为0.6m的绝缘轻质杠杆ab悬挂在高处，可绕O点转动。杠杆a端的轻质细线悬挂一体积为1×10﹣3m3的实心合金块，浸没在烧杯内的液体中。b端轻质细线悬挂的铜柱在上下移动时能带动滑片P移动。滑片P重力和摩擦不计。

①若电源电压为3V，滑动变阻器标有“100Ω1A”字样。在电路中串联一个量程为0～15mA的电流表，为保证电路安全，定值电阻R的最小阻值是Ω。

②小强在给该液体加热过程中发现，电流表示数减小，则可得出该液体的密度随温度升高而（选填“增大”、“减小”或“不变”）（除烧杯内的液体外，装置中其他物体的热胀冷缩忽略不计，合金块始终浸没）。

（3）该小组还想利用此装置继续测量该合金块的密度。已知该烧杯中液体在温度为20℃时计的密度为1.1×103kg/m3。杠杆水平平衡时，铜柱质量为2kg，点O距杠杆b端0.2m。则合金的密度是kg/m3（g取10N/kg）。

四、解答题

21．利用如图所示的滑轮组，在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m，竖直向上的拉力F为125N．求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）拉力的功率．

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】A、剪铁剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

B、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

C、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

D、剪树枝剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．

故选C．

【分析】结合生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．

2．【答案】A

【解析】【分析】（1）估测中学生的体重和脚掌的面积，根据公式计算对地面的压强；

（2）根据公式计算中学生的体积；

（3）正常步行的速度大约1.1m/s；

（4）估测课桌的高度，根据计算出课本的重力进行分析即可。

【解答】A.中学生的体重大约50kg，那么它对地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N；

中学生的脚掌宽约10cm，长约20cm，那么脚掌面积S=10cm×20cm=200cm2=0.02m2；

它跑步时对地面的压强：，故A符合题意；

B.人的密度与水差不多，那么中学生的体积为：，故B不合题意；

C.中学生步行的速度大约1.1m/s，4m/s太大了，故C不合题意；

D.课桌大约高1m，那么课本的重力为：，相当于质量为1kg，太重了，故D不合题意。

故选A。

3．【答案】C

【解析】【分析】（1）已知物体的重力和高度的变化根据计算重力做功；

（2）摩擦力是否等于推力，取决于物体的运动状态；

（3）质量相等时，速度越大，动能越大；

（4）当物体与外界没有能量交换时才保持机械能守恒。

【解答】A.物体在水平方向运动，在竖直方向运动的距离为0，因此重力做功0J，故A错误；

B.只有物体做匀速直线运动时，摩擦力和推力才是平衡力，二者才会相等，题目中没有说明运动状态，因此摩擦力大小不定，故B错误；

C.物体的运动速度可能加快，因此动能可能增加，故C正确；

D.因为外界对物体做功，所以物体的机械能肯定会发生变化，因此机械能不守恒，故D错误。

故选C。

4．【答案】B

【解析】【分析】（1）根据磁体周围磁感线的环绕方向判断；

（2）根据光的折射规律判断；

（3）根据力的图示的作图方法判断；

（4）根据力臂的定义判断。

【解答】A.磁体周围的磁感线总是从N极出来，回到S极，故A错误；

B.光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，故B正确；

C.图片中没有表示力的大小的标度，故C错误；

D.力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，因此L2的力臂是错误的，故D错误。

故选B。

5．【答案】D

【解析】【分析】（1）动能的大小与速度和质量大小有关；重力势能的大小与质量和高度有关；

（2）如果没有摩擦，那么机械能守恒，即重力势能减少多少，动能就增大多少。

【解答】斜面的表面粗糙，肯定会受到摩擦力。如果物体重力在斜面上的分力大于摩擦力，物体就加速下滑，那么动能就会增加，故A错误；

物体下滑过程中，高度不断减小，那么重力势能肯定减小，故B错误；

因为斜面粗糙，所以物体下滑时要克服摩擦，将机械能转化为内能，即重力势能的减小量=动能的增加量+内能，故C错误，D正确。

故选D。

6．【答案】C

【解析】【分析】本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用，要求功、牵引力的大小之比，要求细心，防止因颠倒而出错。

已知功率相等，在相等的时间内，做功之比可以用W=Pt进行比较；再根据W=FS变形，就可以求出牵引力之比，再根据P=FV变形，可以算出两者的V之比。

【解答】

（1）甲、乙两车功率相同，根据W=Pt则在相等的时间内做的功相等，即W甲：W乙=1：1；

（2）做功之比W甲：W乙=1：1，通过的路程之比为s甲：s乙=4：5，根据F=则两车所受的牵引力之比为F甲：F乙=5：4．再通过V=可得两者速度之比为4：5；故选C。

7．【答案】D

【解析】【分析】功的计算式：W=Fs；功等于力与力的方向上距离的乘积．

【解答】解：不知道物体移动的方向是否与力的方向相同，无法计算功，故A、B、C错误；

物体沿力的方向方向移动一段距离；所以做功W=FS=1N×1m=1J，故D正确．

故选D．

8．【答案】B

【解析】【分析】（1）当合力的方向与运动方向相同时，物体做加速运动；当合力的方向与运动方向相反时，物体做减速运动；当合力为0时，物体做匀速直线运动；

（2）物块受到弹力和摩擦力，物体的运动状态取决于二者的大小关系；A点弹力最大，O点弹力为0，而运动过程中受到的摩擦力大小不变，分析弹力和摩擦力的合力的大小关系即可；

（3）O点弹力为0，B点弹力最大，摩擦力大小不变，分析物块受到的合力，进而确定它的运动状态。

【解答】物块从A到O的过程中，开始一段时间内，弹力始终大于摩擦力，合力与物块的运动方向相同，它做加速运动；但是弹簧的弹力在一直减小，当弹簧的弹力等于摩擦力时，物块加速停止，这时运动速度最大；接下来弹力小于摩擦力，直到弹力为0的O点，合力与运动方向相反，物块开始做减速运动，因此从A到O物块先加速后减速，故A错误，B正确；

从O点到B点，弹簧的弹力和摩擦力的方向相同，与物块的运动方向相反，因此物块一直在做减速运动，故C、D错误。

故选B。

9．【答案】D

【解析】【分析】小球下降过程，重力势能转化为动能的过程；小球拉动橡皮筋，小球动能转化为橡皮筋的弹性势能，动能逐渐变小，据此分析小球动能随移动距离变化并做出判断。

【解答】橡皮筋长为L，小球从初始状态下降至L过程中，重力势能转化为动能，小球做加速运动，动能逐渐变大；小球从L继续下降至2L过程中，受到橡皮筋向上的拉力作用；当拉力小于重力时，合力向下，小球仍加速，动能仍然增大；当拉力大于重力时，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，最后变为零；对照选项中的图象可知，只有D选项符合题意。

故选D。

10．【答案】D

【解析】【分析】（1）弹簧测力计可以测量力的大小；（2）使用任何机械都不能省功；（3）冰变为水是熔化；水变为冰是凝固；（4）根据摩擦起电现象和带电物体的性质分析．此题是一道综合题，考查的知识点较多，包括弹簧测力计的用途、功的原理、凝固、摩擦起电现象，需要结合具体实例进行分析．

【解答】解：

A、弹簧测力计可以测量重力，也可以测量拉力，故A错误；

B、使用滑轮组可以省力，也可能改变力的方向，但不能省功，故B错误；

C、刚从冷冻室拿出的冰棒会“粘”住，是因为舌头上的水分遇到比较冷的冰棍形成的，液态变为固态的现象叫凝固，故C错误；

D、穿着的化纤衣服“粘”毛绒﹣﹣因为衣服摩擦起电后带静电，会吸引轻小物体，故D正确．

故选D．

11．【答案】D

【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关；

（2）根据机械能是否有损耗判断；

（3）根据W=Gh比较做功大小；

（4）根据比较做功功率大小。

【解答】A.小球的高度逐渐减小，则它的重力势能减小，故A错误；

B.不计空气阻力，那么机械能没有损失，即机械能保持不变，故B错误；

C.根据图片可知，hab<hcd，根据W=Gh可知，重力做功Wab<Wcd，故C错误；

D.ab段和cd段时间相同，根据可知，做功的功率Pab<Pcd，故D正确。

故选D。

12．【答案】C

【解析】【分析】（1）如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，即机械能守恒；（2）牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。一切物体都具有保持原有的速度大小和运动方向的性质。我们把物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。因此，牛顿第一定律也叫做惯性定律。

【解答】A、甲图是竖直上抛，到达最高点时动能为零，原来的机械能全部转化为重力势能；乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，重力势能要小于原来的机械能，故甲图中小球到达的水平高度小于乙图中小球的水平高度，A说法错误，不符合题意；

B、根据机械能守恒，到达地面时，两种情况下机械能应该都和原来的机械能是一样的，故甲图中小球到达地面时的等于乙图中小球的速度，B说法错误，不符合题意；

C、乙图是以一定的角度斜抛小球，达到最高点时还具有水平向右的速度，如果乙图中小球到达最高点时突然不受重力，由于惯性，该小球将水平向右匀速直线运动，C说法正确，符合题意；

D、若将两球的质量增大，则两球到达地面时的机械能都将比原来大，但速度还是和原来一样的，D说法错误，不符合题意。

故答案为：C

13．【答案】减小；等于；C

【解析】【分析】（1）重力势能的大小与质量和高度有关；

（2）如果忽略空气阻力和摩擦，那么机械能守恒；

（3）注意比较最高点的高度大小。

【解答】（1）从A点到O点的过程中，小球的质量不变高度减小，则重力势能减小；

（2）轨道表面光滑，即没有摩擦力，且忽略空气阻力，因此机械能守恒，则小球在B点的机械能等于在A点的机械能。

（3）当小球沿着OB运动到最高点时，它的动能不为零。根据机械能=动能+重力势能可知，此时小球的重力势能应该小于A点的重力势能，即最高点应该低于A点高于B点，故选C。

14．【答案】A；40；300

【解析】【分析】（1）使用滑轮组提升重物时，自由端移动的距离s=nh；

（2）根据计算动滑轮的重力；

（3）首先根据乙图确定3s内物体上升的高度，再根据W有=Gh计算出对物体做的有用功。

【解答】（1）根据图甲可知，承担重力的绳子段数n=3，根据s=nh可知，绳子自由端移动的距离为物体上升高度的3倍。根据图乙可知，当物体上升2s时，B对应的距离为1m，A对应的距离为3m，则A是B的3倍，那么A为绳子自由端运动的曲线。

（2）根据得到：；

解得：G动=40N。

（3）根据图乙可知，3s内物体上升的高度h=1.5m，则对物体做的有用功为：W有=Gh=200N×1.5m=300J。

15．【答案】4×104；9.6×106

【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识计算出速度最大时发动机的牵引力，再根据公式P=Fv计算出此时的功率；

（2）根据W=Pt计算出发动机做的功。

【解答】（1）当汽车做匀速直线运动时，它受到的牵引力和阻力相互平衡，即发动机的牵引力F=f=2000N，此时的发动机功率为：P=Fv=2000N×20m/s=4×104W；

（2）这段时间内发动机做的功为：W=Pt=4×104W×240s=9.6×106J。

16．【答案】Gh；Gh；小于

【解析】【分析】（1）根据功的计算式W=Fs计算出重力做的功；

（2）弹簧重力势能的增加量等于小球克服重力做的功；

（3）当物体受到合力的方向与运动方向相同时，做加速运动；当合力为零时，加速停止，此时速度最大；当合力的方向与运动方向相反时，做加速运动，据此分析判断。

【解答】（1）则从A位置到C位置铁球的重力做功是：W=Fs=Gh；

（2）根据能量转化的知识可知，在此过程中弹簧的弹性势能增加量为等于铁球重力做功，即Gh。

（3）从A倒B，弹力小于铁球重力，合力向下，与运动方向一致，则球做加速运动；当到达B位置时，弹力等于重力，合力为零，此时球的速度最大；从B到C，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相反，此时做减速运动，直到静止下来。

17．【答案】1.2

【解析】【分析】推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功，分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功，最后将两个功相加即可。【解答】当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，

此时移动的距离s==10cm=0.1m；

木块A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；

当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，

从A掉落到B掉落，一共移动距离s′=0.1m+0.1m=0.2m；

这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，

所以推力F2=F1=3N；

这段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；

从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。

18．【答案】（1）控制变量

（2）A

（3）保证物体到达水平面时的速度相同

【解析】【分析】（1）探究一个因素对物理量的影响时控制其它因素相同，这种方法叫控制变量法；

（2）物体B移动距离的远近反应小球A的动能大小；

（3）探究质量对动能的影响时，必须控制物体的速度相同，据此解答。

【解答】（1）探究动能与质量的关系，控制速度相同改变质量；探究速度对动能的影响时，控制质量相同改变速度，因此该实验采用的设计思路是控制变量法；

（2）小球从斜面上滚下，推动物体B移动，通过B移动距离的远近反映物体A的动能大小，因此该实验“物体的动能”是指物体A的动能；

（3）若要研究物体动能与物体质量的关系。实验中让质量不同的物体从斜面同一高度上静止滚下的目的是：保证物体到达水平面时的速度相同。

故答案为：（1）控制变量；（2）A；（3）保证物体到达水平面时的速度相同

19．【答案】（1）相等

（2）方便测量小球移开的距离s（合理即可）

（3）小球的摆动周期（时间）与小球的质量、移开距离无关，只与悬线长度有关，长度越长，时间越长

【解析】【分析】（1）如果忽略空气阻力，那么小球的机械能没有损失，即机械能守恒；

（2）如果木板上没有方格，那么就无法准确判断小球移开距离的大小；

（3）根据控制变量法的要求，选择对照实验，弄清小球的摆动周期与质量、移开距离和悬线长度的关系。

【解答】（1）图甲中，小球从A点由静止开始摆动到B点，小球在A点时和B点时所具有的机械能的关系是相等。

（2）木板上画出方格的目的是：方便测量小球移开的距离s。

（3）根据实验1、2、3可知，当其它条件相同时，小球的摆动周期与质量无关；

根据实验3、4、5可知，当其它条件相同时，小球的摆动周期与移开的距离无关；

根据实验5、6、7可知，当其它条件相同时，小球的摆动周期与悬线长度有关，即长度越大，时间越长。

20．【答案】（1）

（2）200；减小

（3）2.1×103

【解析】【分析】（1）根