科学九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试练习

这是一份科学九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试练习，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题， 科学探究题，分析计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(每题2分，共30分)
1. 在日常生活中，用100 N的拉力不能提起重150 N的物体的简单机械是( )
A．一个定滑轮 B．一个动滑轮C．杠杆 D．斜面
2．一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A．0.l J B．1 J C．10 J D．100 J
3．甲机械比乙机械的功率大，表示两机械在工作时( )
A．甲做功多 B．甲更省力 C．甲做功快 D．甲用时少
4．跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的( )
A．重力势能减少 B．动能减少
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
5．举重是我国的优势体育项目。一位身高170 cm的运动员和一位身高160 cm的运动员，在挺举项目中用相同时间，把同样重的杠铃举起，如图所示。如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式中正确的是( )
(第5题)
A．W1＝W2、P1＝P2 B．W1＞W2、P1＝P2
C．W1＞W2、P1＞P2 D．W1＜W2、P1＜P2
6．如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( )
A．起子 B．镊子 C．钢丝钳 D．订书机
7．如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会( )
(第7题)
A．左端下降 B．右端下降 C．仍然平衡 D．无法判断
8．如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆( )

(第8题)
A．一定是省力杠杆 B．一定是费力杠杆
C．一定是等臂杠杆 D．以上情况都有可能
9．如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是( )
(第9题)
A．F1较大
B．F3较大
C．F1、F2、F3的大小不能确定
D．将钩码提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等
10．用一个动滑轮将重为4 N的物体匀速提升1 m，拉力大小如图所示，则( )
(第10题)
A．拉力是2.2 N B．有用功是2.2 J
C．总功是4.8 J D．机械效率是120%
11. 如图所示，斜面长4 m，高2 m。质量为50 kg的小明站在斜面顶端，用平行于斜面向上的75 N的拉力将100 N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，g取10 N/kg，那么( )
(第11题)
A．小明对物体做的总功为1 300 J
B．物体所受的摩擦阻力为25 N
C．物体所受的摩擦阻力为75 N
D．斜面的机械效率是75%
12．跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( )
(第12题)
A．在助跑阶段，动能保持不变
B．在起跳时，机械能最小
C．在最高点时，动能最大
D．从起跳到最高点的过程中，部分动能转化为重力势能
13. 将你的文具盒或直尺的一端抬起形成一个斜面，把你的橡皮放在斜面的顶端如图所示，改变斜面的倾角，由静止释放后的橡皮沿斜面下滑，对应橡皮的下滑过程，下列说法正确的是( )
(第13题)
A．橡皮所受支持力做了功 B．橡皮的机械能增加了
C．橡皮所受的重力做了功 D．橡皮的动能不变
14．如图所示，用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在下面重为G的物体缓慢上升，动滑轮的重力不可忽略，现改变物体的重力G，则动滑轮的机械效率η与物体重力G的关系可能符合下列图中的( )

(第14题)
15．小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率，他先后进行了两次实验，将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1＞h2)，对两次实验中一些物理量进行比较，正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离，H为动滑轮上升的高度)( )
(第15题)
A．s1＝s2 B．H1＝H2
C．η1＝η2 D．W有用1＝W有用2
二、填空题(每空1分，共21分)
16．如图所示的装置中，两支笔构成了一个________，可以轻松地举起很重的书，小指离支点越远，所用的力越________。
(第16题)
17．一辆搬运砖头的独轮车，车和砖头所受总重力G＝1200 N，独轮车的有关尺寸如图所示，它是一个________杠杆。推车时，人手向上的力F应为________N，生活中应用这个特点的杠杆还有________(请举出一例)。

(第17题)
18．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s­t图像如图所示，由图可知，甲车的动能________(填“大于”“小于”或“等于”)乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为________。(空气阻力忽略不计)
(第18题)
19．如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度(不计机械自重和摩擦)，则所用拉力F甲__________F乙，拉力做功的功率P甲__________P乙。(均填“＞”“＜”或“＝”)
(第19题)
20．某同学利用如图所示的装置，匀速拉动重力为100 N的物体，在10 s内物体移动了60 cm，物体所受摩擦力是物重的0.4 倍，则拉力F＝______N，物体移动的速度v＝______m/s，拉力所做的功W＝______J，拉力的功率P＝________W(不计绳重及绳与滑轮间的摩擦)。
(第20题)
21．青少年在安静思考问题的时候，心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，则你在考试的100 min内，心脏做功约为________J，用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高______m。(g取10N/kg)
22．如图是自动回转的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是______能转化为______能。

(第22题)
23．图甲所示为一种搬运建筑材料的机械装置，AB是个杠杆，O为支点，杠杆平衡时，B端受到的向下的拉力______A端受到的向下的拉力(填“大于”“小于”或“等于”)；用于装载货物的小车自重为500 N，若搬运2000 N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1 600 N，该滑轮组的效率η甲＝______；若用同样的滑轮按乙图组装，匀速提升相同的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力为F乙，乙滑轮组的效率为η乙，考虑实际情况，则F甲______F乙，η甲______η乙(填“＞”“＜”或“＝”)。
(第23题)
三、作图题(5分)
24．一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10 m高的楼上，请你帮他在图中画出符合要求且省力的绳子绕法。

(第24题)
四、 科学探究题(每空2分，共34分)
25．在探究“杠杆平衡条件”的实验中，采用了如图所示的实验装置。
(第25题)
(1)调节平衡时，应该使它在________位置平衡。根据图示杠杆所处的位置，应将平衡螺母向________(填“右”或“左”)调整。
(2)挂上钩码，正确调节使杠杆再次平衡，此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆________，挂钩码位置所对应的刻度值就等于________。
(3)某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，同时调节平衡螺母使杠杆平衡，你认为他们的做法是________的。
(4)实验的结果如下表所示。
甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂。
乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂。
两个同学都认为自己是对的，对方是错误的。那么你认为他们中正确的应该是________同学，原因是________同学的结论仅从部分实验数据分析得到，不是所有实验数据都满足他总结的结论。
(5)下列正在使用中的杠杆：用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉锤拔钉子，属于费力的杠杆是________。
26．某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验，先用弹簧测力计测量钩码的重力G(如图甲)，再按图乙所示连接方式装好滑轮组，并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
(第26题)
(1)图甲中弹簧测力计的示数为________N。
(2)图乙中，为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是________(填“A”或“B”)同学的方法。
(3)按照正确的测量方法，测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F________eq \f(1,3) G(填“＞”“＜”或“＝”)。
(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了______________________________________________________________。
27．如图所示是某一学习小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：
(第27题)
(1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做________运动。
(2)比较表中“物块重”和“________”两栏对应的数据，可知斜面是一种________(填“省力”或“费力”)的简单机械。
(3)本实验研究了________________对斜面机械效率的影响，其影响规律是_______________________________________________________________。
五、分析计算题(每题15分，共30分)
28．如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端推进车厢，货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示，在此期间，工人推这箱货物沿斜面匀速运动时的推力为594 N，此斜面的长为5 m，高为1 m，这箱货物重为1 500 N。
(第28题)
(1)0～5 s内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J。
(2)5～30 s内，这箱货物运动的速度大小是多少？推力做功的功率是多大？
(3)该斜面的机械效率是多少？
29．用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知被提升的物体M重为760 N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M以0.5 m/s的速度匀速提升到10 m的高度，拉力做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计钢丝绳的重、摩擦力大小，求：
(第29题)
(1)滑轮组提升物体所做的有用功是多少？
(2)滑轮组提升物体的机械效率是多少？
(3)动滑轮的重力是多少？
参考答案
一、1.A
2．B
3．C 点拨：功率是表示物体做功快慢的物理量，功率大的做功快，省力与功率大小无关。
4．A 点拨：跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，其质量不变，速度不变，故其动能不变；同时其质量不变，高度减小，故其重力势能减少。
5．C 点拨：由题知身高170 cm的运动员和身高160 cm的运动员举起杠铃的重力相同，身高170 cm的运动员比身高160 cm的运动员举得高，根据W＝Gh可知，W1＞W2；因为两运动员举起杠铃的时间相同，根据P＝eq \f(W,t)可知，P1＞P2，所以A、B、D错误，C正确。
6．B
7．A 点拨：设一个钩码重为G，一格为L，原来2G×3L＝3G×2L，杠杆平衡，现在3G×3L＞4G×2L，所以杠杆不再平衡，杠杆沿逆时针方向转动，即左端下沉。
8．D 点拨：B点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能省力，可能费力，可能既不省力也不费力。故选D。
9．D 点拨：由题图可知，滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故A、B、C错误；如果将钩码提升相同的高度，由W＝Fs可知，力F1、F2、F3做的功相等，故D正确。
10．C 点拨：动滑轮绳子的有效股数为2，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝2× 1 m ＝2 m，拉力做的总功W总＝Fs＝2.4 N×2 m＝4.8 J，故C正确。
11．B 点拨：W总＝Fs＝75 N×4 m＝300 J，W有＝Gh＝100 N×2 m＝200 J，W额＝fs＝W总－W有＝300 J－200 J＝100 J，f＝eq \f(W额,s)＝eq \f(100 J,4 m)＝25 N，η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(200 J,300 J)≈66.7%。
12．D
13．C 点拨：因为橡皮所受支持力的方向是垂直斜面向上的，橡皮没有沿支持力的方向移动距离，所以橡皮所受支持力没做功；因为橡皮沿斜面下滑的过程中，要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以橡皮的机械能减小了；因为橡皮有沿重力的方向移动距离，所以橡皮所受重力做了功；因为橡皮沿斜面下滑的过程中，速度越来越大，橡皮的动能越来越大。
14．A
15．C 点拨：由η＝eq \f(W有用,W总)＝eq \f(W有用,W有用＋W额)＝eq \f(Gh,Gh＋G动h)＝eq \f(G,G＋G动)可知，只改变物体被提升的高度，机械效率不变。
二、16.杠杆；小
17．省力；360；钳子
18．小于；1 : 4 点拨：由图像知，甲的速度为v甲＝eq \f(s甲,t甲)＝eq \f(8 m,12 s)＝eq \f(2,3)m/s，乙的速度为v乙＝eq \f(s乙,t乙)＝eq \f(16 m,6 s)＝eq \f(8,3)m/s；已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度较小，所以甲的动能较小；在匀速直线运动过程中，F甲＝F乙＝f，因为W＝Fs，v＝eq \f(s,t)，所以，相同时间牵引力做的功之比为eq \f(W甲,W乙)＝eq \f(F甲s甲,F乙s乙)＝eq \f(F甲v甲t,F乙v乙t)＝eq \f(1,4)。
19．＞；＝ 20.40；0.06；24；2.4
21．9 000；18 点拨：由题意可知，P＝1.5 W，t＝100 min＝6 000 s，则在100 min内心脏做功W＝Pt＝1.5 W×6 000 s＝9 000 J；物体质量m＝50 kg，由公式W＝Gh＝mgh可得，这些功可把物体举高的高度h＝eq \f(W,mg)＝eq \f(9 000 J,50 kg×10 N/kg)＝ 18 m。
22．弹性势；动 点拨：魔罐在开始滚动的时候，具有动能。滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大。魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
23．小于；62.5%；＞；＞
三、24．解：如图所示。
(第24题)
点拨：对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，三股绕线的方法拉力方向向上；两股绕线的方法拉力方向向下，根据题意人站在楼下地面上可知拉力方向向下。
四、25．(1)水平；左 (2)垂直；力臂 (3)错误 (4)乙；甲 (5)镊子
26．(1)2.0 (2)B (3)＞ (4)测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功
点拨：(1)由题图知，测力计的分度值为0.2N，所以其示数为2.0N；(2)为了正确测量滑轮组提升物体时的拉力，需在缓慢匀速提升时读数，B同学正确。(3)由题图知，动滑轮由3段绳子承担物重，在不考虑机械自重和摩擦时，拉力为eq \f(G,3)，但机械自重和摩擦不可忽略，则拉力F大于eq \f(G,3)。(4)为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。
27．(1)匀速直线 (2)沿斜面拉力；省力 (3)斜面倾斜程度；斜面长度不变时，斜面越倾斜，斜面的效率越大
五、28．解：(1)静止；0
(2)货物运动的时间t＝30 s－5 s＝25 s，货物在这25 s内通过的路程s＝5 m，
则货物的速度大小v＝eq \f(s,t)＝eq \f(5 m,25 s)＝0.2 m/s，
推力做功W总＝Fs＝594 N×5 m＝2 970 J；
则功率P＝eq \f(W总,t)＝eq \f(2 970 J,25 s)＝118.8 W；
(3)有用功W有用＝Gh＝1 500 N×1 m＝1 500 J；
则机械效率η＝eq \f(W有用,W总)×100%＝eq \f(1 500 J,2 970 J)×100%≈50.5%。
29．解：(1)有用功W有＝Gh＝760 N×10 m＝7 600 J。
(2)以0.5 m/s的速度将物体匀速提升到10 m的高度，故其运动的时间t＝eq \f(s,v)＝eq \f(10 m,0.5 m/s)＝20 s；故据图乙可知，此时拉力做的总功是8000 J，所以其机械效率η＝eq \f(W有,W总)×100%＝eq \f(7 600 J,8 000 J)×100%＝95%。
(3)据图甲能看出有两段绳子吊着动滑轮及物体，所以绳子自由端移动的距离s′＝2×10 m＝20 m；
拉力F＝eq \f(W总,s′)＝eq \f(8000 J,20 m)＝400 N；
所以动滑轮的重力G动＝2F－G＝2×400 N－760 N＝40 N。
题 号
一
二
三
四
五
总 分
得 分
动力(F1/N)
动力臂(L1/cm)
阻力(F2/N)
阻力臂(L2/cm)
3
6
6
3
2
5
5
2
4
2
2
4
3
6
9
2
3
4
2
6
4
4
2
8
斜面的倾斜程度
物块重(N)
斜面高(m)
沿斜面拉力(N)
斜面长(m)
机械效率
较缓
10
0.1
5.0
1
20%
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
最陡
10
0.5
8.4
1
60%