初中科学华师大版九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试测试题

这是一份初中科学华师大版九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试测试题，共16页。试卷主要包含了选择题，简答题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．如图所示，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平衡，在B点分别作用的四个力中最小的是（ ）
A．F1B．F2C．F3D．F4
2．关于功的概念，正确的是（ ）
A．只要物体移动了距离，物体就做了功
B．只要有力作用在物体上，力就对物体做了功
C．有力作用在物体上，物体又移动了距离，这个力就对物体做了功
D．有力作用在物体上，物体有在力的方向上移动了距离，则力对物体做了功
3．很多封闭小区门口有道闸，如右图所示。有车的时候，道闸在力F的作用下开启。道闸可视为杠杆，O为支点，杠杆的重力为G，则其阻力臂是（ ）
A．OAB．OBC．OCD．OD
4．如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是（ ）
A．F1＜F2＜F3＜GB．F1＞F2＞F3＞G
C．F1=F2=F3=GD．F1＞F2=F3=G
5．关于功与功率，下列说法中正确的是（ ）
A．机器做功少，功率一定小
B．功率小的机器做功不一定慢
C．功率大的机器做功一定快
D．功率大的机器一定比功率小的机器做的功多
6．如图所示，水平地面上的物体，在水平恒定的拉力F的作用下，沿ABC方向做直线运 动。已知AB=BC，设AB段是光滑的，拉力F做功为W1；BC段是粗糙的，拉力F做 功为W2，则( )
A．W1= W2B．W1> W2
C．W1< W2D．不能确定
7．奥运会举重运动员在比赛时，第一阶段把100kg的杠铃很快举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳停留了3s钟，3名裁判都亮出了白灯，确认她这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．她在第一阶段内没有做功
B．她在第二阶段内没有做功
C．她在两个阶段内一直都在做功
D．她在两个阶段内都没有做功
8．为保证市场的公平交易，我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。如图所示秤砣质量为1千克，秤杆和秤盘总质量为0.5千克，定盘星到提纽的距离为2厘米，秤盘到提纽的距离为10厘米，若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣，售出2.5千克的物品，物品的实际质量是（ ）
A．1.96千克B．0.32千克C．3.125千克D．2.1千克
9．如图所示，物体A放在木板B上的右端，木板B放在光滑的水平地面上，它们用绳子通过滑轮组相连。现用水平拉力F把木板匀速向右拉。已知A与B之间的滑动摩擦力的大小为6N，木板长1.2米，不计绳子与滑轮的重，不计绳与滑轮间的摩擦，A物体的形状大小可以忽略不计。则当物体A从木板的右端匀速滑到木板左端时，拉力F的大小及拉力F所做的功分别是（ ）
A．B．C．D．
10．如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A沿水平面以速度v向右匀速运动了距离s。若物体重为G，水平面对物体的摩擦力为f，则下列说法中正确的是（ ）
A．有用功为fvB．拉力做的功为Fs
C．装置的机械效率为D．额外功为
11．如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动．铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。若铁块受到的摩擦力为2N，下列说法正确的是（ ）
A．在0～2s内铁块做匀速运动B．在2～6s内铁块经过的路程为10m
C．在2～6s内拉力F做的功为120JD．在2～6s内拉力F的功率是40W
12．如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动．不计绳重、动滑轮重及摩擦，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是
A．10秒内拉力所做总功为1500J
B．物体受到的摩擦力为12N
C．拉力F做功的功率为15W
D．在10s内物体重力做功为500J
二、简答题
13．如图，要把一个质量是450kg的贵重物品A沿水平地面移动100m，工人把它放在一个质量是50kg的木板B上，然后用400N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点。
（注：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比）
（1）在匀速拉动B的过程中，A、B之间的摩擦力是____N。
（2）在拉力做功的过程中，机械效率是_____。
14．甲、乙两人用右图两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计。若将物体提高2米，甲用了2秒，乙用了3秒。
（1）乙的绳子自由端移动了多少米？
（2）这个过程中，甲做了多少功？
（3）通过计算比较甲、乙的功率大小。
15．如图所示，物体A是立方体铁块，边长是20厘米。当水平拉力F=80牛时，物体A恰好作匀速直线运动，已知铁的密度是7.8 ×103千克／米3，物体A运动时受到地面的阻力是物重的0.3倍。
（1）物体A对水平地面的压强是多少帕？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
16．如图，分别使用轻质定滑轮、轻质动滑轮竖直提升G=10牛的重物，使其匀速上升2m。不计滑轮与轴的摩擦和滑轮自重，F1=10牛、F2=5牛。
（1）请运用杠杆平衡原理作图分析：为什么动滑轮能省一半的力______。（在答卷上作答）
（2）若想进一步研究使用定滑轮时拉力大小是否与拉力方向有关，接下来的操作是______________________________________。
17．如图所示是利用起重机打捞水中物体的示意图，吊臂前端由滑轮组组成，动滑轮总质量300kg，绳重和摩擦不计。现在用此起重机从水中把质量为2×103kg，体积为0.8m3的物体G匀速提起，滑轮组上钢丝绳拉力F的功率为3000W（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）。求：
（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力；
（2）物体离开水面前拉力F的大小；
（3）物体离开水面前上升的速度；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率多大。
三、填空题
18．飞行的子弹能击穿靶子，是因为它具有_________能，放在阳台栏杆上的花盆有砸伤人的危险，是因为它具有_____________能。
19．如图所示，把重为G的同一物体沿斜面BA和CA分别匀速拉到顶端A，所用时间均为t，两边拉力分别为F1与F2，两边的斜面对物体的摩擦力分别为f1与f2，已知斜面高为h，AB长度为s1，BC长度为s2，斜面摩擦不可忽略。
(1)求将物体从B拉到A过程中，F1所做功的功率大小P1____；
(2)求将物体从C拉到A过程中，F2所做有用功大小W右2____；
(3)若斜面两边的机械效率η1=η2，请证明斜面的拉力之比F1:F2=f1:f2=s2:s1____。
20．科学就在我们身边。如图所示的是家庭中常见的衣架，若把衣架的衣钩挂好，在衣架的一端A点挂上重物G，在B点分别用不同方向的三个力FA、FB、FC使衣架静止在如图的位置，那么其中最省力的是 ；如图的裤架有4个夹子，其中一个夹子已经夹住了毛巾的一个角，为了使裤架在水平位置平衡，那么毛巾另一个角应该夹在 号夹子上。
21．如图所示，杆OA长L0，O端用铰链绞于垂直墙面，杆上B处有一制动闸OB长为L1，闸厚为D，轮子C的半径为R，闸对飞轮的摩擦力是闸对飞轮压力的0.5倍.飞轮顺时针转动时，要对飞轮施加力矩（力与力臂乘积）M，才能减速而制动.若杆与闸重力不计，在A端需加垂直与杆的力F的大小为______.
22．如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用,力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙、丙所示
(1)当t=5s时,物体A受到的摩擦力f的大小为________N，方向是____________。
(2)根据图乙、丙有关信息，6s-10s内拉力对物体A做功_____J。
参考答案
1．C
【详解】
所挂重物重力大小不变，其力臂也不变，根据杠杆平衡条件，拉力要最小，则拉力的力臂要最长。由图可知最长力臂为OB，则最小拉力为F3。
故选C。
2．D
【详解】
A．物体移动了距离，如果物体在该方向上没有力的作用，则力对物体不做功，故A不选项符合题意；
B．物体受到力的作用，如果物体在力的方向上没有移动距离，则力对物体不做功，故B选项不符合题意；
C．有力作用在物体上，物体移动了距离，但移动的距离不一定在力的方向上，不能确定是否做功，故C选项不符合题意；
D．有力作用在物体上，并且物体在力的方向上移动了距离，这个力对物体做了功，故D选项符合题意。
故选D。
3．D
【详解】
由图可知，动力臂是支点到动力作用线的距离，图中OC就是动力臂；阻力臂是支点到阻力作用线的距离，图中OD就是阻力臂。故选D.
4．C
【详解】
设拉力的力臂为L，则由题意可知，当杠杆在水平位置平衡时：G×OD=F×L 由此可得： 因为、OD不变，OD=L=r，故F=G，由于F1、F2、F3的力臂都为圆的半径，相等，故F1=F2=F3 =G ，故C符合题意，A B D不符合题意。
5．C
【解析】
【详解】
AD．影响功率大小的因素是做功的多少和做功的时间，只知道做功的多少，不能判断功率的大小，AD项不符合题意。
BC．物体做功越快，功率越大，相反，功率越大，做功就越快。B项不符合题意，C项符合题意。
6．A
【详解】
由公式W=FS可知，力F是水平恒定的，又AB=BC，所以，W1=W2。故A正确，BCD错误。
7．B
【解析】
【详解】
运动员在第一阶段将杠铃举过头顶，在这个过程中，运动员对杠铃有力的作用并且杠铃在力的作用下向上移动了一段距离，具备了做功的两个必要因素，所以在第一阶段，对杠铃做了功。在第二阶段，只是对杠铃有力的作用，因为杠铃已经举过头顶且没有再往上移动距离，所以只有力没有距离，缺少一个必要因素，所以在第二阶段没有对杠铃做功；故ACD项错误，B项正确；
8．A
【详解】
设秤杆和秤盘的重心为C，当杠杆平衡时秤砣放在A点，
∵G秤×OC=G砣×OA，即：m秤g×OC=m砣g×OA，
0.5kg×OC=1kg×2cm，
∴OC=4cm，
使用1kg秤砣（正常情况下），设秤砣到O点的距离L，
∵m物g×OB+m秤g×OC=m砣g×L 即：2.5kg×g×10cm+0.5kg×g×4cm=1kg×g×L，
解得：L=27cm，
当使用0.8kg秤砣时，秤砣到O点的距离不变，
∵m物′g×OB+m秤g×OC=m砣′g×L，
即：m物′g×10cm+0.5kg×g×4cm=0.8kg×g×27cm，
解得：m物′=1.96kg，
物品的实际质量是1.96kg。
故A正确。
9．C
【分析】
由图示滑轮组求出承重绳子的股数，然后求出拉力大小，再根据功的计算公式求出拉力的功。
【详解】
由图示滑轮组可知，因为还需要考虑木块A对木块B的摩擦力6N，承重绳子的股数n=3，则拉力
拉力F所做的功
故选C。
10．D
【分析】
根据二力平衡的条件可知，物体做匀速运动时所受拉力等于摩擦力；克服摩擦力做的功为有用功；已知动滑轮上绳子的段数可求拉力F移动的距离，根据公式W=Fs可求拉力F做的总功；有用功和总功的比值就是滑轮组的机械效率；总功与有用功的差值即为额外功。
【详解】
A．克服摩擦力做的功为有用功，则该过程做的有用功
W有=fs
故A错误；
B．动滑轮上绳子的段数为3段，拉力F移动的距离为物体移动距离的3倍为3s，所以拉力做的功为
W总=F×3s=3Fs
故B错误；
C．机械效率为
故C错误；
D．拉力做的额外功
故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．由乙图可知，0~2s内铁块的速度逐渐增大，为加速运动，A错误；
BCD．由乙图可知，2~6s内铁块以3m/s的速度匀速运动，则经过的路程为：
s=vt=3m/s×4s=12m
由于铁块做匀速直线运动，则物块受力平衡，则拉力为：
F=G+f=8N+2N=10N
故拉力在2~6s内做功及功率为：
W=Fs=10N×12m=120J
BD错误，C正确；
故选C。
12．C
【详解】
A．物体运动的速度为1m/s，10秒内物体移动的距离为：
s=vt=1m/s×10s=10m；
由图可知，由三段绳子拉着动滑轮，则绳子的自由端通过的距离为：
s′=3s=3×10m=30m；
则拉力所做的总功为：
W=Fs′=5N×30m=150J；
故A错误；
B．由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n=3，根据动滑轮特点可知，拉动物体A的力为：
F′=3×5N=15N；
由于物体做匀速直线运动，则拉力与摩擦力是一对平衡力，故f=F′=15N，故B错误；
C．拉力的功率：
P===Fv′=5N×1m/s×3=15W，
故C正确；
D．在重力的方向是竖直向下的，物体运动的方向是水平的，没有在力的方向上通过距离，重力没有做功，故D错误。
13．0 90%
【详解】
（1）因为匀速拉动B物体，所以A. B物体相对静止，即A与B物体没有相对运动的趋势，所以f=0.
（2）因为：η= = =，根据提示，拉动A所用拉力在总拉力中所占的比例等于A的重量在总重量中所占的比例，所以：η= = =90%.
14．（1）4（2）200J（3）P甲＞P乙
【详解】
（1）由图可知，乙是动滑轮，省一半的力，费一倍的距离，若将物体提高2米，则绳子自由端移动了4米。
（2）甲为定滑轮,绳重和摩擦力不计,则拉力等于物体的重力,则甲做的功：W甲=Gh=100N×2m=200J；
（3）乙做的功：W乙=Fs=×4m=240J；
甲的功率：P甲===100W;乙的功率：P乙===80W；
比较得, P甲>P乙.
答：(1)乙的绳子自由端移动了4米;
(2)甲做的功为200J;
(3)甲的功率为100W;乙的功率为80W;P甲>P乙.
15．(1) 1.56×104(2) 78%
【详解】
(1)体积为：
V=a3=(0.2m)3=8×10−3m3，
由ρ=可得：物体A的质量：
m=ρV=7.8×103kg/m3×8×10−3m3=62.4kg，
由于物体A在水平地面上，则物体A对水平地面的压力为：
F=G=mg=62.4kg×10N/kg=624N，
面积：
S=a2=(0.2m)2=0.04m2，
则压强：
p===15600Pa；
(2)物体A受到的摩擦力：
f=0.3G=0.3×624N=187.2N，
滑轮组的机械效率：
η= ×100%=×100%=×100%=×100%≈78%.
答：(1)物体A对水平地面的压强是15600帕？
(2)该滑轮组的机械效率是78%。
16．支点为O，重力的阻力臂L2 =r；拉力F的动力臂L1 =2r，由平衡条件知道，使用动滑轮能省一半的力； 改变力的方向，分别用弹簧测力计测出拉力大小
【详解】
(1) 如图，支点为O，重力的阻力臂L2 =r；拉力F的动力臂L1 =2r，
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知道，
GL2 =FL1，
即当竖直向上匀速拉动时，使用动滑轮能省一半的力；
(2) 改变力的方向，分别用弹簧测力计测出拉力大小；若弹簧测力计的示数相等，则说明使用定滑轮时拉力大小与拉力方向无关；若弹簧测力计的示数不相等，则说明使用定滑轮时拉力大小与拉力方向有关。
17．（1）8×103N；（2）5×103N；（3）0.2m/s；（4）80%。
【详解】
（1）物体排开水的体积与物体的体积相等,即：
V排=V物=0.8m3，
则：
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m3=8×103N，
（2）物体重力：
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N；
由于物体离开水面前受重力、滑轮组对物体的拉力G′和浮力的作用,根据受力平衡可知：G=G′+F浮；
所以,
G′=G−F浮=2×104N−8×103N=1.2×104N；
动滑轮的总重力为：
G动=m动g=300×10N/kg=3×103N；
由图可知：滑轮组的绳子股数为n=3，
则由于绳重和摩擦不计,所以绳子的拉力为：
F=(G′+G动)=×(1.2×104N+3×103N)=5×103N，
（3）已知功率P=3kW=3000W,根据P===Fv得：
速度：
v===0.6m/s,
则物体上升的速度为：
v′=V=×0.6m/s=0.2m/s；
（4）由于绳重和摩擦不计,则：
η== ==，
所以,物体离开水面前,的机械效率：
η=×100%=×100%=80%
答：（1）物体完全浸没在水中时受到的浮力为8×103N；
（2）物体离开水面前拉力F的大小为5×103N；
（3）物体离开水面前上升的速度为0.2m/s；
（4）物体离开水面前，滑轮组的机械效率为80%.
18．动 势

【详解】
运动的物体具有动能，飞行的子弹在高速运动，故具有很大的动能；
在高处的物体具有重力势能，花盆在高处，故具有重力势能；
19． 详见解析
【详解】
解：(1)[1]F1所做的功为
则F1所做功的功率大小
(2)[2]F2所做有用功大小
(3)[3]斜面BA的机械效率
斜面CA的机械效率
由η1=η2可知
，
由以上两式可得
20．FB、2
【详解】
由杠杆的平衡条件，F1L1=F2L2可得F1=，当在B点沿FB方向施加力时，此时力臂最长，最省力；当毛巾另一个角夹在2号夹子上时，力和力臂均相同，根据杠杆的平衡条件，此时裤架可以在水平位置平衡。
21．F = 2M×L0 / (R×L1)
【详解】
设闸对飞轮压力为 F1，则
F1 = L1×F/L0
闸对飞轮的摩擦力 ：
F2 = 0.5F1 = 0.5 L1×F/L0
M = R×F2 = 0.5 R×L1×F/L0
所以
F = 2M×L0 / (R×L1)
22．8 水平向左 96
【详解】
(1)由丙图可知，在4s-6s时间内，物体做加速运动。在6s-10s时间内，物体以3m/s的速度做匀速直线运动，此时物体受平衡力，水平方向上的滑动摩擦力f与拉力F大小相等。再由乙图可知，物体在6s-10s时间内，受到的拉力F为8N，则物体受到的滑动摩擦力f也为8N。因滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关，所以当t=5s时（即在4s-6s时间内）,物体受到的滑动摩擦力与6s-10s时间内受到的滑动摩擦力相等，为8N；因为物体相对于水平地面向右运动，所以摩擦力方向为水平向左。
(2) 6s-10s时间内物体运动的距离为s=vt=3m/s×4s=12m，则拉力做功为W=Fs=8N×12m=96J。