初中科学浙教版九年级上册第4节 简单机械达标测试

这是一份初中科学浙教版九年级上册第4节 简单机械达标测试，共12页。试卷主要包含了单选题，实验探究题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1.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
2.下列有关杠杆的说法中错误的是（ ）
A. 等臂杠杆既可以省力又可以省距离
B. 用来剪断铁丝的钢丝钳是省力杠杆
C. 力臂是指从支点到力的作用线的距离
D. 两个小孩坐在跷跷板上，恰好平衡，则两人的重力和他们各自力臂的乘积一定相等
3.台风来袭，会对温州造成了重大的损失，公园的一棵大树被吹倒，需要把它扶起，如图所示四种方案，最省力的方案是（ ）
A. B. C. D.
4.如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的（ ）

A. 刀刃很薄可以增大压力
B. 铡刀实质上是一种费力杠杆
C. 甘蔗放在a点比b点更易被切断
D. 手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
5.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为5N。已知A的质量是1Kg，B的质量为0.5kg。不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中不正确的是（ ）
A. 物体A对地面的压力为10N
B. 物体A受到了地面向右的摩擦力
C. 物体B受到的摩擦力为5N，方向水平向左
D. 在运动过程中将拉力增大到12N，弹簧测力计的示数仍为5N
6.如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA=0.6m，OB=0.4m。在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3 ， B端正下方放一盛满水的溢水杯。现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态，然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细线的重力，g取10N/kg）（ ）
A. 木块受到的浮力为0.5N B. 木块C受到细线的拉力为0.3N
C. 小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2N D. 小球的运动速度为0.2m/s
7.重为30牛的A物体，用如图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。若A物体在水平面滑动时受到的摩擦力为20N，F1＝18N，F2＝8N，A物体在5s内匀速移动的距离均为0.3m，则在该过程中，下列分析正确的是（ ）

A. 绳子自由端F1移动的速度比F2移动的速度大 B. F1做功比F2做功少
C. 两种方法中所做的有用功一样多 D. 两种方法中机械效率相同
8.对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A. 通过改进机械的性能可以使机械效率达到100% B. 做功多的机械，功率一定大
C. 功率大的机械，做功一定快 D. 做功快的机械，机械效率一定高
9.现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La ， 如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是（ ）
A. 若La La+Lb2 成立
C. 若Lb 10.小明同学喜欢钓鱼，他感觉上钩的鱼还在水中时很轻，拉出水面后“变重”。当把鱼逐渐拉出水面的过程中，鱼受到的（ ）
A. 浮力增大，鱼竿是省力杠杆 B. 重力增大，鱼竿是省力杠杆
C. 浮力减小，鱼竿是费力杠杆 D. 重力减小，鱼竿是费力杠杆
11.下列是小妍同学在学习科学的过程中所记录的四幅图，其中正确的是（ ）

A. 甲：通电螺线管的磁极 B. 乙：平行光经过凹透镜
C. 丙：F是杠杆静止时施加的最小力 D. 丁：家庭电路中灯、插座的接法
12.在工厂车间，工人先将金属杆一端的空心吸盘(如图)按压在半成品玻璃上固定，再在A处用力，使玻璃刀在玻璃上绕转轴转动一周，圆形玻璃制品就成型了。下列分析正确的是( )

A. 吸盘被按压后即可固定，是由于吸盘受到大气压作用
B. 玻璃刀口做得锋利是为了增大对玻璃的压力
C. 玻璃刀绕转轴转动时，没有受到玻璃施加的摩擦力
D. 玻璃刀绕转轴转动时，金属杆始终是一个等臂杠杆
二、实验探究题
13.小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
⑴实验前，将杠杆中点置于支架上，杠杆处于水平静止状态。
⑵某同学用如图乙装置通过多次实验操作及数据分析出杠杆平衡的条件是：动力×动力作用点到支点的距离＝阻力×阻力作用点到支点的距离，你认为他的结论 （选填：“可靠”或“不可靠”）；
⑶如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆 。（选填仍保持平衡/左端下沉/右端下沉）；
⑷取下A点下方所挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直 （选填：“向上”或“向下”）拉杠杆，才能使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F1 ， 如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为F2 ， 则F2 F1（选填：“＞”“＝”或“＜”）。
三、填空题
14.我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂,“横木穿插硾头,硾嘴为铁,足踏其末而舂之”,如图甲所示。若硾头质量为20千克,不计横木的重力和摩擦。
（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图,O点为支点, F2为阻力,请在图中作出阻力臂 ,此时春属于 (选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。
（2）若每次硾头上升的高度为0.6米,1分钟撞击臼中的谷粒20次, 则人克服硾头重力做功的功率为 瓦。
15.安全阀常作为超压保护装置。如图是利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意图，阀的横截面积S为6cm2 ， OA∶AB=1∶2，若锅炉能承受的最大压强为5.81×105Pa，大气压强为1.01×105Pa，则在B处应挂 N 的重物。若锅炉承受的最大压强减小，为保证锅炉安全，应将重物向 （选填“左”或“右”）移动。

四、解答题
16.身高1.7m、重力为500N的小东同学在体育课上做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则：（g取10N/kg）
（1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
（2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【分析】（1）（2）根据力臂的定义判断；
（3）根据功的原理判断；
（4）根据杠杆的平衡条件判断。
【解答】力臂是从杠杆的支点到力的作用线的垂直距离，与杠杆本身没有关系，故A错误，B正确；
无论使用什么机械，都不能升高，这是功的原理，故C错误；
当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，故D错误。
故选B。
2.【答案】 A
【解析】【分析】（1）（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据力臂的定义判断；
（4）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2判断。
【解答】A.等臂杠杆不省力也不费力，故A错误符合题意；
B.用来剪断铁丝的钢丝钳，阻力作用在刀口上，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B正确不合题意；
C.力臂是指从支点到力的作用线的距离，故C正确不合题意；
D.两个小孩坐在跷跷板上，恰好平衡，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，两人的重力和他们各自力臂的乘积一定相等，故D正确不合题意。
故选A。
3.【答案】 D
【解析】【分析】根据滑轮的工作特点和杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可。
【解答】（1）A中的绳子系在倾倒的树上，此时直立的树相当于定滑轮，此时不省力不费力；C中绳子系在直立的树上，倾倒的树相当于动滑轮，可以省一半的力。二者比较可知，C比A省力；
（2）C和D的方法相似，但是C的绳子张角更大，因此D比C省力；
（3）B和D的方法相同，只是绳子在倾倒的树上的位置不同。绳子的位置越靠上，动力臂越长，则越省力，因此D比B省力。
则最省力的是D。
故选D。
4.【答案】 C
【解析】【分析】（1）增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积；
（2）比较动力臂和阻力臂的长度大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析；
（4）动力臂越长越省力，据此分析判断。
【解答】A.刀刃的厚薄不能改变作用在刀上的压力，但是可以减小受力面积而增大对甘蔗的压强，故A错误；
B.左边的转轴为支点，甘蔗对刀刃产生阻力，手对刀柄产生动力，此时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，当动力臂L1和阻力F2不变时，甘蔗放在a点不在b点时阻力臂L2更小，此时甘蔗被切断时的动力F1会更小，故C正确；
D.F2与刀柄垂直，此时刀柄的长度就是动力臂，而F1的方向不与刀柄垂直，则此时的动力臂小于刀柄长度，则前者的动力臂大于后者，因此前者比后者更省力，故D错误。
故选C。
5.【答案】 A
【解析】【分析】（1）物体A对地面的压力等于A和B的总重力，即F压=GA+GB；
（3）对物体B进行受力分析，根据二力平衡的知识分析；
（2）首先根据FA= 1 nFA计算绳子对物体A的拉力，然后根据相互作用力原理计算出B对A的摩擦力，然后分析二者是否平衡。如果二力平衡，那么A就不受地面的摩擦力；
（4）根据影响摩擦力的因素分析B受到的摩擦力是否改变，再根据二力平衡的知识分析测力计的示数是否改变。
【解答】物体A对地面的压力为：F压=GA+GB=（1kg+0.5kg）×10N/kg=15N，故A错误符合题意；
物体B处于静止状态，它受到的拉力和摩擦力相互平衡，因此摩擦力f=F示数=5N．因为拉力的方向向右，所以摩擦力的方向向左，故C正确不合题意；
B.不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，绳子对物体A的拉力为：FA= 1 nFA=12 ×10N=5N；
根据相互作用力的规律可知，B对A的摩擦力大小为5N，方向向右；
那么A受到向左的拉力5N，向右的摩擦力5N，二者相互平衡，故正确不符合题意；
D.无论物体A的移动速度如何，对B和A之间的压力以及接触面的粗糙程度都没有影响，因此B受到的摩擦力还是5N，测力计的示数保持3N不变，故D正确不合题意。
故选A。
6.【答案】 D
【解析】【分析】（1）利用溢出水的重力，根据阿基米德原理即可求出物体受到的浮力；
（2）根据F浮=ρ水V排g求排开水的体积；此时木块浸入体积为木块体积的一半，可求木块的体积，又知道木块的密度，利用密度公式和重力公式求木块重；根据FB=G-F浮求杠杆B端受到的拉力FB ，
（3）根据杠杆平衡条件得出关系式FA×OA=FB×OB求出小球刚放在B端时A端受到细线的拉力；
（4）知道小球的质量可求重力，设小球的运动速度为v，则小球滚动的距离s=vt，可求当A端的拉力为0时，小球到O点距离（s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m），再根据杠杆平衡条件得出G球×s′=FB×OB，据此求小球运动速度。
【解答】A.溢水杯内盛满水，当物体放入后，溢出0.5N的水，
根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力：F浮=G排=0.5N，故A正确不合题意；
B.排开水的体积：V排= F浮 ρ水g=0.5N 1.0×103kg/m3×10N/kg =5×10−5m3
；
因为一半浸入水中，
所以物体的体积：V物=2V排=2×5×10-5m3=1×10-4m3；
物体的重力：G=mg=ρ物V物g=0.8×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=0.8N，
则B端木块C所受的拉力：FB=G-F浮=0.8N-0.5N=0.3N，故B正确不合题意；
C.小球的重力为：G球=m球g=0.3kg×10N/kg=3N，
小球刚放在B端时，B端受到的力为FB=3N+0.3N=3.3N，
根据杠杆平衡条件得出关系式：FA×OA=FB×OB；
FA×0.6m=3.3N×0.4m；
解得：FA=2.2N，故C正确不合题意；
D.当A端的拉力为0时，杠杆再次平衡，此时小球到O点距离：
s′=s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m，
根据杠杆平衡条件可知：
G球×s′=FB×OB，
即：3N×（v×4s-0.4m）=0.3N×0.4m，
解得：v=0.11m/s，故D错误符合题意。
故选D。
7.【答案】 D
【解析】【分析】（1）根据v=nv物计算自由端绳子移动的速度大小，然后进行比较；
（2）根据s=ns物计算出自由端的移动距离，根据W=Fs计算拉力做的功，然后比较大小；
（3）提升重物时，克服物体重力做有用功，即W有=Gh；水平拉动物体时，克服摩擦做有用功，即W有=fs，计算比较即可；
（4）根据η=W有W总分别计算出机械效率进行比较即可。
【解答】两个物体的移动速度为：v物=s物t=0.3m5s=0.06m/s；
甲图中承担重力的绳子n=2，那么自由端F1的速度为：v1=nv物1=2×0.06m/s=0.12m/s；
甲图中承担拉力的绳子n=3，那么自由端F2的速度为：v2=nv物2=3×0.06m/s=0.18m/s；
因此速度大的是F2 ， 故A错误；
甲图中F1移动的距离：s1=ns物1=2×0.3m=0.6m；
拉力F1做的总功为：W1=F1s1=18N×0.6m=10.8J；
乙图中F2移动的距离：s2=ns物2=3×0.3m=0.9m；
拉力F2做的总功为：W2=F2s2=8N×0.9m=7.2J；
因此F1做的功多，故B错误；
甲图中做的有用功W有1=Gh=30N×0.3m=9J；
乙图中做的有用功W有2=fs物=20N×0.3m=6J；
因此两种方法做的有用功不同，故C错误；
甲的机械效率：η1=W有1W总1=9J10.8J=83.3%；
乙的机械效率：η2=W有2W总2=6J7.2J=83.3%.
故D正确。
故选D。
8.【答案】 C
【解析】【分析】根据功、功率和机械效率的定义和特点分析即可。
【解答】A.通过改进机械的性能，可以减小额外功，但是不能将其变为零，因为摩擦阻力不可避免，所以所有机械效率都小于100%，故A错误；
B.当时间相同时，做功多的机器，功率一定大，没有限制时间相同，故B错误；
C.功率是表示物体做功快慢的物理量，因此功率大的机器，做功一定快，故C正确；
D.机械效率是表示机械性能好坏的，与做功快慢无关，故D错误。
故选C。
9.【答案】 A
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件分析。
【解答】当把铝条a放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：L2−La；动力为铝条a的重力Ga ， 作用在它的中点处，动力臂为La2 ，
根据杠杆的平衡条件得到：G铁×L2−La=Ga×La2 ①；
当把铝条b放在铁条上时，铁条的重力G铁为阻力，作用在中点，那么阻力臂为：L2−Lx；动力为铝条a的重力Ga ， 作用在它的中点处，动力臂为Lx−Lb2 ，
根据杠杆的平衡条件得到：G铁×L2−Lx=Gb×Lx−Lb2 ②；
①÷②得到：
L2−LaL2−Lx=GaGb×La2Lx−Lb2 ③；
因为铝条a和b横截面积相等，根据公式G=ρVg=ρShg可知，铝条的重力与长度成正比，
即：GaGb=LaLb；
将其袋入③得到：L2−LaL2−Lx=LaLb×La2Lx−Lb2 ；
因为La 所以LaLb<1；
那么L2−LaL2−Lx 化简得到：L−2LaL−2Lx 整理得到：Lx 即：Lx 那么：Lx 如果支点O不动，因为Lb>La ， 所以肯定后有一部分在O点左侧。与原来相比可知，此时左边重力增大，为了维持平衡，必须减小阻力臂，增大动力臂，即支点向左移动，那么La 故A正确，B错误；
若Lb La ， 故C、D错误。
故选A。
10.【答案】 C
【解析】【分析】根据公式G=mg分析重力的变化，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的变化，根据动力臂和阻力臂的大小关系确定杠杆的分类。
【解答】把鱼拉出水面的过程中，它的质量不变，根据G=mg可知，它的重力不变。鱼排开水的体积减小，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，鱼受到的浮力减小。
拉起鱼竿时，贴近胸口的手为支点，阻力作用在鱼竿的顶端，动力作用在鱼竿中间，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
故选C。
11.【答案】 C
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断；
（2）根据凹透镜的特殊光线判断；
（3）在杠杆上，从支点到力的作用点之间的线段最长，以它为动力臂时动力最小；
（4）根据家庭电路的安全用电原则分析。
【解答】A.螺线管上电流方向向下，用右手握住螺线管，四指指尖向下，大拇指指向右端，那么螺线管的右端为N极，故A错误；
B.与主轴平行的光线经过凹透镜后，折射光线的反向延长线经过入射光线侧的虚焦点，故B错误；
C.在丙图中，当F与杠杆AB垂直时，动力臂最长，那么动力最小，故C正确；
D.在家庭电路中，开关应该接在灯泡和火线之间，故D错误。
故选C。
12.【答案】 A
【解析】【分析】（1）吸盘被按压后，里面的空气减少，压强变小，于是产生内外的压力差，它就被固定在玻璃上面了；
（2）增大压强的方法：①增大压力；②减小受力面积；
（3）摩擦力产生的条件：①相互接触；②做相对运动或有相对运动的趋势；
（4）如果动力臂等于阻力臂，那么杠杆是等臂杠杆。
【解答】A.吸盘被按压后即可固定，是由于吸盘受到大气压作用，故A正确；
B.玻璃刀口做得锋利是为了减小受力面积，增大对玻璃的压强，使玻璃被顺利切割，故B错误；
C.玻璃刀绕转轴转动时，与玻璃相互接触，且相对滑动，因此受到玻璃施加的摩擦力 ，故C错误；
D.玻璃刀绕转轴转动时，如果推力的方向与摩擦力在同一直线上，那么二者的力臂相等；但是推力的方向不一定和摩擦力在同一直线上，所以动力臂和阻力臂不一定相等，那么金属杆不一定是一个等臂杠杆，故D错误。
故选A。
二、实验探究题
13.【答案】 不可靠；左端下沉；向上；＞
【解析】【分析】（2）决定杠杆能否平衡的不是杠杆的支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的垂直距离，即力臂；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析即可；
（4）当杠杆的支点在一侧时，只有两个力的方向相反，杠杆才可能平衡；当杠杆的支点在两个力的中间时，只有两个力的方向相同时，杠杆才可能平衡。比较动力臂的长度变化，从而确定动力的大小。
【解答】（2）杠杆的平衡条件为：动力×动力臂=阻力×阻力臂，因此我认为它的结论不可靠。
（3）设钩码的重力为G，杠杆上每格的长度为L，则移动后：
左边：3G×3L=9GL；
右边：2G×4L=8GL；
因此左边乘积大于右边乘积；
所以杠杆左边下沉。
（4）根据丙图可知，杠杆的支点在两个力的左侧，因此两个力的方向必须相反，即在C点竖直向上拉杠杆。
如果将弹簧测力计沿如图丙所示方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平位置平衡，由于动力臂变小了，那么动力变大了，即F2>F1。

三、填空题
14.【答案】 （1）；费力
（2）40
【解析】【分析】（1）力臂是从杠杆的支点到力的作用线的距离。比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类。
（2）根据W=Gh计算出人克服锤头重力所做的功，再根据公式P=Wt计算出人做功的功率。

【解答】（1）O点为杠杆的支点，从O点做阻力F2力的作用线的垂线，从O到垂足之间的距离就是阻力臂L2 ， 如下图所示：

根据图片可知，锤头到支点的距离远，而人到锤头的距离近，即动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2）人克服锤头重力做功：W=Gh=20kg×10N/kg×（0.6m×20）=2400J；
则人做功的功率：P=Wt=2400J60s=40W。

15.【答案】 96；右
【解析】【分析】（1）A点受到的向上的压力等于内外压力差，由压强公式可求得A点处杠杆所受到的压力，则由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知B处应挂物体的重力。
（2）根据锅内压强的变化分析A点受到向上压力的变化，再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析重物对应力臂的长度变化即可。
【解答】（1）A点受到向上的压力为：
F=△pS=（5.81×105Pa-1.01×105Pa）×6×10-4m2=288N；
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知：F•OA=G•OB；
因OA：AB=1：2，故OA：OB=1：3，
得到：288N×1=G×3；
解得：G=96N。
（2）若锅炉承受的最大压强减小，则A点受到的蒸汽压力FA减小。此时A点的力臂OA不变、重物的重力G不变，根据杠杆平衡条件G•LG=FA•OA可知，此时应减小重物的力臂，所以应将应将重物向右移动。
四、解答题
16.【答案】 （1）解：由图可知，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，
阻力臂L2＝0.9m，阻力等于重力为G＝500N，
由杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2；即：F1×1.5m＝500N×0.9m；
故地面对手的作用力F＝300N
答：若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N
（2）解： 肩膀每次上升距离为0.3m，则每次做功W=Fs=300N×0.3m=90J；
1min做的总功：W总＝nW＝15×90J＝1350J，
功率：P＝ Wt ＝ 1350J60s ＝22.5W
答：若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是22.5W。
【解析】【分析】（1）根据图片确定杠杆的动力、阻力，动力臂和阻力臂，然后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出地面对手的作用力。
（2）首先根据W=Fs计算出每次做的功，再根据W总＝nW计算出1min做的功，最后根据 P＝Wt计算出他的功率。