苏科版九年级全册第十一章 简单机械和功综合与测试单元测试巩固练习

第十一章综合能力测试卷

一、选择题(每题3分，共36分)

1．下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是(　　)

A．筷子   B．瓶起子   C．核桃夹   D．钢丝钳

2．用下列简单机械，使重力同为G的物体都处于静止状态，如图所示，其中用力最大的是(均不计摩擦和机械自重)(　　)

3．立定纵跳摸高是中学生常见的运动项目．起跳前先屈膝下蹲，然后脚掌用力蹬地，伸展身体，两臂上挥，竖直向上跳起至最高点，小刚同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为(　　)

A．3×102 J   B．3×103 J   C．3×104 J   D．3×105 J

4．如图所示，有一质量不计的长木板，可绕O点转动，在它的右端放一重力为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着其右端．当物块向左匀速运动时，长木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F(　　)

A．变小   B．变大   C．不变   D．先变大后变小

5．如图所示，O为杠杆的支点，杠杆右端挂有重力为G的物体，杠杆在力F1的作用下在水平位置平衡．如果用竖直向上的力F2代替力F1，使杠杆仍在水平位置保持平衡，下列关系中正确的是(　　)

A．F1＜F2  B．F1＞F2  C．F2＜G  D．F1＝G

6．将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组．使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度．绳子自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦．则下列判断正确的是(　　)

A．拉力F1一定小于F2      B．甲、乙滑轮组的有用功相同

C．乙滑轮组的机械效率较高  D．甲的额外功与有用功的比值较小

7．某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知(　　)

A．A是动滑轮 

B．B是定滑轮

C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升 

D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等

8．如图所示，工人利用动滑轮吊起一袋沙的过程中，做了300 J的有用功，100 J的额外功，则该动滑轮的机械效率为(　　)

A．75%   B．66.7%   C．33.3%   D．25%

9．如图所示，重为500 N的搬运工人站在水平高台上用滑轮组竖直向上匀速提升重为450 N的物体，10 s内将物体提升2 m，滑轮组的机械效率为75%，每个滑轮的重力相同，不计绳重和摩擦．下列说法正确的是(　　)

A．动滑轮的重力为50 N       B．拉力F的功率为120 W

C．工人对高台的压力为300 N  D．定滑轮对天花板的拉力为400 N

10．如图，水平地面ABOCD，以O点为界，AO段是一种材质，OD段是另一种材质．细线一端系在物体上，绕过滑轮，另一端系在墙上，拉滑轮的水平拉力F恒为8 N，不计滑轮重、绳重及摩擦．物体经A点开始计时，此后各段路程及用时见下表．下列说法中正确的是(　　)

A．AB区间物体受到的摩擦力为8 N   B．AD区间拉力F做的总功为48 J

C．OD区间物体所受摩擦力逐渐变小  D．OD区间拉力F的功率为32 W

11．如图所示是汽车起重机的示意图．当用它从水中吊起重物时，下列说法正确的是(　　)

A．汽车轮胎有花纹是为了减少行驶过程中的摩擦力

B．此吊车运用了杠杆原理，此杠杆为费力杠杆

C．汽车固定后，吊起重物与没有吊起重物相比，对地面的压强变小

D．将重物从水中匀速吊起时，出水过程中，拉力逐渐变小

12．台风是一种破坏力很强的灾害性天气．某次台风把市民公园的一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起来，工人们想到了下列四种方案，每个人所需拉力最小的方案是(　　)

二、填空题(每空2分，共22分)

13．利用图甲中的撬棒撬石块时，撬棒相当于______(填“省力”或“费力”)杠杆；利用图乙中的滑轮组匀速提升900 N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为______N.

14．如图，用大小为500 N的拉力F通过滑轮组将重为800 N的物体匀速提升2 m，不计绳重与摩擦，拉力F做的额外功为________J，滑轮组的机械效率是________%.

15．钻井井架的作用是提起钻杆，在电动机的带动下，利用三脚架和滑轮组完成，其简易图如图所示．假设滑轮对钻杆的拉力是2 400 N，忽略摩擦与机械重，电动机对钢丝绳的拉力为______N，假如电动机在10 s内把钻杆提高了10 m，则电动机将绳子向下拉了______m.

16．如图所示是某医院建造过程中工地上的一台汽车起重机，汽车起重机整车质量约为15.1 t，起重时汽车与地面接触总面积约为8 000 cm2.该车吊臂上的滑轮组如图所示，汽车起重机将重为9.0×103 N的重物以0.5 m/s的速度匀速提升10 s，且作用在钢丝绳自由端C处的拉力为3.2×103 N，动滑轮重为400 N，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103 N的重物时，汽车对地面的压强是________Pa，钢丝绳自由端拉力的功率为________ W，滑轮组的机械效率为________，滑轮组提升重物时所做的额外功是________J．其他条件不变，若提升物体的重力变大，滑轮组的机械效率将________(填“变小”“变大”或“不变”)．(g取10 N/kg)

三、解答题(17题6分，18题6分，19题10分，20题10分，21题10分，共42分)

17．如图，力气大的人，用一只手就可以把一盆水端起，此时脸盆相当于一个杠杆．右边是它的示意图，图中O为支点，A为动力作用点．请你在示意图中画出最小动力F1、阻力臂l2.

18．某人使用滑轮组提升重物，请你在图中画出使用滑轮组最省力的绕法(人向下拉绳)．

19．如图所示是探究杠杆平衡条件的几个实验情景：

(1)挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆________(填“达到”或“没有达到”)平衡状态，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向________(填“左”或“右”)调节．

(2)如图乙所示，A点挂有2个质量均为50 g的钩码，为了让杠杆在水平位置平衡，应在B点挂________个质量均为50 g的钩码．

(3)取下B点位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点，如图丙，当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡，则测力计的示数如何变化？______________．

(4)探究结束后，小刚发现家里的开关也是杠杆(图丁)，其按钮可绕面板内轴转动，根据你的生活经验，你认为________(填“1”或“2”)较易损坏，这是因为________________________．

20．小红在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想：

A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．

B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．

为了验证自己的猜想，小红用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表：

(1)在实验过程中，应沿斜面向上________拉动木块．

(2)第①次实验中斜面的机械效率η＝________%.

(3)对比实验①②的数据可以用来验证猜想____________，对比②③两次实验数据，可初步得出的结论是_____________________________________________

_________________________________________________________________.

21．如图甲所示，质量为20 kg的重物放在水平地面上，重物与地面间的接触面积为0.1 m2.利用图乙所示的滑轮组，小明在20 s内将重物匀速提高5 m，他对绳子自由端施加的拉力为150 N．不计绳重和摩擦，g取10 N/kg.

(1)求图甲中重物对地面的压强．

(2)在图乙所述过程中，求：

①小明所做的额外功．

②小明做功的功率．

答案

一、1．A　2．B

3．A　点拨：中学生重力G约为600 N，重心升高的高度Δh＝0.5 m，故该同学在一次立定纵跳摸高中消耗的能量约为W＝GΔh＝600 N×0.5 m＝300 J.

4．A　5．B

6．D 　点拨：由图可知，F1＝(G1＋G动)，F2＝(G2＋G动)，动滑轮的重力相同，物重G1＞G2，所以无法比较拉力F1、F2的大小关系，故A错误；物体上升的高度相同，物重G1＞G2，根据W＝Gh可知，甲滑轮组的有用功要大于乙滑轮组的有用功；两个物体上升相同的高度，根据W＝Gh可知，克服动滑轮重力所做的额外功相同，根据η＝×100%可知，有用功大的机械效率高，即甲的机械效率高，故C错误；甲的机械效率高，则甲的有用功占总功的比例就大，甲的额外功与有用功的比值较小，故D正确．

7．C　8．A　

9．B 　点拨：工人做的有用功W有用＝Gh＝450 N×2 m＝900 J，拉力做的总功W总＝＝＝1 200 J，工人施加的拉力F＝＝＝200 N，不计绳重和摩擦，由F＝(G＋G动)可得，动滑轮的重力G动＝nF－G＝3×200 N－450 N＝150 N，故A错误；拉力F的功率P＝＝＝120 W，故B正确；工人对高台的压力F压＝G人＋F＝500 N＋200 N＝700 N，故C错误；根据题意和前面解答可知G定＝G动＝150 N，定滑轮受到天花板施加的向上拉力、竖直向下的重力以及两段绳子向下的拉力作用处于平衡状态，则天花板对定滑施加的拉力F拉＝2F＋G定＝2×200 N＋150 N＝550 N，因天花板对定滑轮的拉力和定滑轮对天花板的拉力是一对相互作用力，定滑轮对天花板的拉力F拉′＝F拉＝

550 N，故D错误．

10．B　点拨：由表格可知，在AB区间物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到的滑动摩擦力和绳子对物体的拉力是一对平衡力，二者大小相等，根据动滑轮的工作特点，绳子对物体的拉力为拉滑轮的拉力F的一半，即4 N，故A错误；AD区间，拉力F恒为8 N，拉力F通过的路程为物体通过的路程的一半，即s＝＝6 m，拉力F做的功W＝Fs＝8 N×6 m＝48 J，故B正确；由表格可知，在OD区间物体做加速运动，物体受力不平衡，物体在水平方向上受到的绳子的拉力大于物体受到的滑动摩擦力，即此时摩擦力小于4 N，而物体在AO区间受力平衡，摩擦力等于4 N，因此物体在OD区间受到的摩擦力小于在AO区间受到的摩擦力，所以OD区间物体所受摩擦力变小．但由于OD区间的物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力的大小不变，故C错误；OD区间，拉力F恒为8 N，拉力F通过的路程为物体通过的路程的一半，即s′＝＝4 m，拉力F做的功W′＝Fs′＝8 N×4 m＝32 J；拉力F的功率为P＝＝＝16 W，故D错．

11．B　12．B

二、13．省力；300　14．400；80　15．600；40

16．2×105；4.8×103；93.75%；3×103；变大 　点拨：汽车起重机整车重力G车＝

m车g＝15.1×103 kg×10 N/kg＝1.51×105 N，汽车起重机在水平地面上吊起重为9.0×103 N的重物时，汽车对地面的压力F压＝G车＋G物＝1.51×105 N＋9×103 N＝1.6×105 N，汽车对地面的压强p＝＝＝2×105 Pa；钢丝绳拉力所做的总功W总＝Fs＝3.2×103 N×15 m＝4.8×104 J，钢丝绳自由端拉力的功率P＝＝＝4.8×103 W，钢丝绳拉力所做的有用功W有用＝G物h＝9×

103 N×5 m＝4.5×104 J，则滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝93.75%；滑轮组提升重物时所做的额外功W额外＝W总－W有用＝4.8×104 J－4.5×104 J＝3×103 J；其他条件不变，若提升物体的重力变大，额外功不变，有用功增加，则有用功在总功中所占的比值增大，机械效率变大．

三、17．解：如图所示．

18．解：如图所示．

19．(1)达到；右 　 (2)3　(3)先变小后变大 　(4)1；按动这种开关的力臂较小，按动需要的力较大

点拨：(2)设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件有FALA＝FBLB，即2G×3L＝FB×2L，解得FB＝3G，需挂3个钩码．(3)让杠杆在水平位置平衡，阻力和阻力臂不变，拉力的力臂先变长再变短，根据杠杆平衡条件可知，测力计的示数先变小后变大．(4)如图所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板内轴转动，1较易损坏，这是因为按动这种开关的力臂较小，按动需要的力较大．

20．(1)匀速　(2)60　(3)A；斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关

21．解：(1)重物对地面的压力大小与重物的重力大小相等，重物对地面的压力F压＝mg＝20 kg×10 N/kg＝200 N，重物对地面的压强p＝＝＝2 000 Pa.

(2)由图知承担物重的绳子的股数n＝2，①小明所做的总功W总＝Fs＝150 N×

5 m×2＝1 500 J，小明所做的有用功W有用＝mgh＝20 kg×10 N/kg×5 m＝1 000 J，小明所做的额外功W额外＝W总－W有用＝1 500 J－1 000 J＝500 J.

②小明做功的功率P＝＝＝75 W.