难点解析苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专项练习试题(详解)

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专项练习考试时间：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、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2、一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（）A．总功不变，但额外功减少了B．总功不变，有用功增加了C．有用功不变，总功减少了D．做的有用功减少了3、“给我一个支点，我就能撬动整个地球”，下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（）A．食品夹 B．托盘天平C．钓鱼竿 D．修树剪4、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．核桃夹 B．瓶盖起子C．撬棍 D．镊子5、一足球运动员用50N的力，用脚把足球踢出100米，则运动员对足球做的功（）A．100J B．50J C．5000J D．无法计算6、在图中，物体A的重力为G，在拉力F的作用下，物体沿水平桌面做匀速直线运动，已知物体受到的摩擦力为f，则人对绳的拉力F的大小等于（）A．0.5G B．2G C．0.5f D．2f7、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（）A．F1最大 B．F2最大 C．F3最大 D．一样大8、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）A．天平 B．理发剪刀C．钢丝钳 D．瓶盖起子9、如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．F1＝F2 B．甲、乙绳子自由端移动的速度相同C．甲、乙两个拉力的功率相同 D．乙滑轮组的额外功多10、气功表演者躺在地上，胸部上面放上一块大石板，旁边的人抡起大锤子向胸部上面的石板砸去，石板被砸成碎块，石板下面的人却安然无恙。关于这种现象，下列说法正确的是（）A．锤子向石板砸去的过程中，重力对锤子没有做功B．石板被砸成碎块的过程中，锤子没有受到石板的作用力C．人安然无恙是由于胸部承受的压力小于石板承受的压力D．石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状第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、如图所示，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，表是提升物体时采集到的信息：物重G/NOA/mOB/mA端上升的高度h/mB端下降的竖直距离s/m400.80.40.20.1若不计杠杆自重和摩擦，拉力应为______N；若实际拉力F为90N，则杠杆的机械效率为______。2、用如图装置，在10s内将60N的水桶提升2m，拉力为40N，则拉力的功率为___________W；若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为___________N。3、如图所示，小金用轻质杠杆（自身重力忽略不计）、空桶、质量为m0的物体A和细线，自制了测量液体密度的杠杆密度计。该杠杆密度计可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值。（1）将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m0的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0，此时C点的密度刻度线应标注为_______；（2）在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至D位置，使杠杆在水平位置平衡。若D点到O点的距离为l1，通过推导分析，此时D点的应标注的密度值_______。（结果用题中所给的字母表示）。4、某校举行了春季趣味运动会，如图所示是物理老师某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像，已知物理老师的质量为60kg，则在1min内克服重力所做的功为__________J，他跳绳的功率为__________W。（g取10N/kg）5、如图所示，升旗用的旗杆顶上安装一个_____滑轮，此滑轮相当于_____杠杆，好处是可以______。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g=10N/kg）。求：（1）动滑轮的重力为多少N？（2）内拉力F的功率为多少W？（3）此装置提升重物的最大机械效率约为多大？2、工人用图甲所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N/kg。（1）若某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是多少？（2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N，求拉力的功；（3）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12m，作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是多大？3、国产飞机“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行10min，需要燃烧航空燃油80kg，已知飞机发动机输出的有用功为1.92×109J，航空燃油的热值为q=4.0×107J/kg。求：（1）发动机的有用功率是多少瓦？（2）80g航空燃油完全燃烧放热是多少？（3）在这段时间内该发动机的热机效率是多大？4、引体向上是体能测试项目之一，引体时双臂的拉力使身体上升，并对身体做功。已知小明同学体重为500牛，双臂拉力使身体上升高度为45厘米，在1分钟内共做了12次引体向上。求：（1）小明共做了多少功？（2）小明做功的功率。5、如图所示，一个边长为80cm的正方体重640N，放在水平地面上，一个人站在地上利用滑轮组将重物匀速提起来。（不计摩擦及绳重）求：（1）人还没有用力拉之前，重物对地面的压强是多大？（2）要想使人所用的拉力最小，请在图上画出滑轮组上绳子的绕法。（3）如果此人匀速提起640N的正方体时，人对绳子的实际拉力是220N，若人的体重为600N，那么他用此滑轮组提升物体的重力不能超过多少牛？-参考答案-一、单选题1、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。2、C【解析】【详解】由于把同一物体匀速提升同样的高度，所以，利用滑轮组做的有用功相同，由于改装后的机械效率高，所以，由知道，改装后利用滑轮组做的总功减少，又因为W总＝W有+W额所以，改装后利用滑轮组做的额外功减少，综上所述，故ABD错误，C正确。故选C。3、D【解析】【详解】阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。A．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意；B．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，即不省力也不费力，是等臂杠杆，故B不符合题意；C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；D．修树剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。故选D。4、D【解析】【详解】A．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；B．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；C．撬棍在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。故选D。5、D【解析】【详解】运动员在用脚踢球的过程中，脚给球一个向前的50N的作用力，但是题目中没有给出球在力的方向上通过的距离，所以脚对球做的功无法计算；在水平地面上向前滚动100m的过程中，靠惯性运动，球脱离了脚，脚没有给球施加力，对球不做功。综上所述，运动员对足球做的功无法计算。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。6、C【解析】【详解】当在水平方向使用动滑轮时，拉力所要克服的是摩擦力。绳子对A的拉力就等于A所受到的摩擦力，作用在动滑轮上的绳子有2段，则得故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。7、C【解析】【详解】过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得l1＞l2＞l3根据杠杆平衡条件可知，用动滑轮拉同一重物G，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是F1＜F2＜F3故选C。8、B【解析】【详解】A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；B．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；D．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。故选B。9、C【解析】【详解】A．甲乙两幅图中的滑轮组承担物重的绳子有效股数n甲＝2，n乙＝3，不计绳重及摩擦，拉力又因为动滑轮重力G动相同，所以F甲＜F乙，故A错误；B．用甲、乙两个滑轮组在相同时间内匀速提高到相同高度h，由s＝nh可得，拉力端移动的距离s甲＝3h，s乙＝2h，则s甲＜s乙，由可得，拉力端移动的速度不相同，v甲＞v乙，故B错误；CD．在提升重物的过程中，若不计绳重及摩擦，克服动滑轮重做的功为额外功，因为动滑轮重相同，提升高度相同，根据公式W额＝G动h可知，拉力F1和F2所做的额外功相等；将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度时，因不计绳重和摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力所做的功，克服物体重力做的功为有用功，所做的有用功相等、额外功相等，拉力做的总功相等，由可知，甲、乙两个拉力的功率相同，故C正确，D错误。故选C。10、D【解析】【详解】A．锤子向石板砸去的过程中，锤子受到重力竖直向下，距离的方向竖直向下，故重力对锤子做功，故A错误；B．物体间力的作用是相互的，石板被砸成碎块的过程中，锤子也受到石板的反作用力，故B错误；C．胸部承受的压力等于石板承受的压力与石板的重力之和；人安然无恙的原因主要是因为人的受力面积大，压力的作用效果不明显，故C错误；D．石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状，故D正确。故选D。二、填空题1、8088.9%【解析】【详解】[1]不计杠杆自重和摩擦，可由杠杆平衡条件F×OB＝G×OA即F×0.4m＝40N×0.8m解得F＝80N。[2]若F＝90N，由表中数据机械效率为2、620【解析】【详解】[1]绳端移动的距离拉力做的功拉力的功率[2]若不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力3、0【解析】【详解】（1）由题意可知，空桶内没有盛被测液体杠杆平衡时，相当于装了密度是0的密度，质量为m0的物体A悬挂处C点应标零刻度，即0。（2）设空桶的质量为m1，某液体的质量为m2，当空桶没有盛液体时杠杆平衡，由杠杆平衡条件得m1g×l＝m0g×l0……①当盛满某液体时杠杆再次平衡，由杠杆平衡条件得(m1+m2)g×l＝m0g×l1……②联立①②为方程组，并解得由得，液体的密度4、540090【解析】【详解】[1][2]如图可计算1min跳绳个数为由图可知每次跳起高度为6cm，合0.06m，则1min克服重力做功为W=nGh=150×60kg×10N/kg×0.06m=5400J由可求功率为5、定等臂改变力的方向【解析】【详解】[1]滑轮在使用时轴是固定不动的，是定滑轮，升国旗用的旗杆顶上安装一个定滑轮。[2][3]定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，所以定滑轮实际上是一个等臂杠杆，因此使用定滑轮不能省力，好处是可以改变力的方向。三、计算题1、（1）10N；（2）4W；（3）81.8%。【解析】【详解】解：（1）由图丙可知，在内，A被匀速提升，由图乙可知拉力由图甲可知绳子忽略绳重及摩擦，根据滑轮组拉力公式则动滑轮的重力为（2）由图丙可知，内，A上升的速度为则拉力端移动速度为内拉力F的功率为（3）忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力为则由上式可知，当绳子C最大拉力为60N时，绳子B拉力为110N>100N，则B处的绳子会被拉断；当绳子B最大拉力为100N时，绳子C的拉力为55N＜60N，此时两绳子都不会被拉断；所以要以B处最大拉力100N为准（此时FC最大=55N），且绳子B的拉力为则此装置最多能匀速运载货物的重力为此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率为答：（1）动滑轮的重力为10N；（2）内拉力F的功率为4W；（3）此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。2、（1）50%；（2）12000J；（3）600N【解析】【详解】解：（1）建材的重力由图象可知，当重物G=400N，滑轮组的机械效率得（2）由图可知n=2，则1min内绳子自由端移动的距离拉力做的功（3）由（1）可知，当重物G=400N，滑轮组的机械效率η=50%，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，则滑轮组的机械效率即解得作用在钢绳上的拉力为500N时，由可得运送建材的重力答：（1）某次运送建材的质量为40kg，滑轮组的机械效率是50%；（2）拉力的功是12000J；（3）作用在钢绳上的拉力为500N时，运送建材的重力是600N。3、（1）3.2×106瓦；（2）3.2×109J；（3）60%【解析】【详解】解：（1）已知飞机水平匀速航行的时间为t=10min=600s发动机输出的有用功为W=1.92×109J，则发动机的有用功率为P有===3.2W（2）航空燃油完全燃烧放出的热量为Q放=m