初中物理苏科版九年级全册5 机械效率达标测试

这是一份初中物理苏科版九年级全册5 机械效率达标测试，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2022·北京海淀·统考一模）在如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．用镊子夹金属环
B．用钢丝钳剪钢丝
C．用剪刀剪花枝
D．用起子开瓶盖
2．（2022·北京海淀·统考一模）小利在做探究杠杆平衡条件的实验时，先将杠杆调节为水平平衡，然后在支点O的右侧A刻线处挂上两个重均为1N的钩码，再用弹簧测力计在B刻线处竖直向上拉杠杆，使其水平平衡，如图所示。杠杆上相邻刻线间的距离均为2cm，下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧测力计竖直向上的拉力为2N
B．若取下一个钩码，则杠杆再次水平平衡时弹簧测力计竖直向上的拉力将减小1N
C．若弹簧测力计沿杠杆所在竖直平面内的虚线方向拉杠杆，则杠杆水平平衡时弹簧测力计拉力的力臂为8cm
D．保持杠杆水平平衡，在弹簧测力计的拉力由竖直向上缓慢变为沿杠杆所在竖直平面内的虚线斜向上的过程中，弹簧测力计的拉力一定变大
3．（2021·北京海淀·统考一模）如图所示的用具在正常使用时，属于费力杠杆的是（ ）
A．镊子
B．瓶盖起子
C．钳子
D．橇棒
4．（2021·北京海淀·统考一模）体重为700N的工人用图所示的滑轮组将建材运送到高处。在某次运送中，工人在20s内将质量为40kg的建材竖直向上匀速提升了5m，滑轮组的机械效率为80%。若两个滑轮的质量相等，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．动滑轮重为10N
B．此过程中工人拉力做功的功率为62.5W
C．此过程中B处挂钩受到天花板的拉力为600N
D．此过程中该工人对地面的压力的大小为250N
5．（2020·北京海淀·统考二模）如图展示了几种我国古代劳动人民的智慧成果，下列说法正确的是（ ）
A． 司南能够指南北是由于受到了地磁场的作用
B． 孔明灯在竖直匀速上升过程中所受的浮力大于其所受的重力
C． 杆秤是利用二力平衡条件进行测量的
D． 人抬起独轮车车把的过程中，独轮车属于费力杠杆
6．（2020·北京海淀·统考一模）如图所示的用具中，在使用时属于费力杠杠的是（ ）
A．食品夹
B．栽纸刀
C．钳子
D．核桃夹
二、多选题
7．（2022·北京海淀·统考一模）如图所示，置于水平工作台面上的卷扬机，其质量为50kg，工作时做功的功率恒为1000W。现用卷扬机通过一个动滑轮匀速竖直提升重为4500N的物体A，经过2s物体A被竖直匀速提升了40cm。不计绳重和摩擦，取g=10N/kg，下列说法中正确的是（ ）
A．1s内滑轮对物体A做的有用功为1800J
B．动滑轮的质量为50kg
C．提升物体A时，动滑轮的机械效率为90%
D．提升物体A时，工作台面对卷扬机的支持力为3000N
8．（2020·北京海淀·统考一模）如图甲所示，用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A，在卷扬机拉力F的作用下，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示；用该装置匀速提升物体B时，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。已知动滑轮的重力为200N，在这两次提升物体的过程中，卷扬机拉力F的功率保持不变，且不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为10cm/sB．拉力F的功率为100W
C．物体B受到的重力为4000ND．提升物体B时动滑轮的机械效率为95%
9．（2020·北京海淀·统考模拟预测）工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物A，不计绳重和轮与轴的摩擦，下列说法正确的是
A．增大提升重物A的高度，可以增大有用功
B．增大提升重物A的高度，可以提高机械效率
C．减小定滑轮的重力，可以减小额外功
D．减小动滑轮的重力，可以提高机械效率
三、计算题
10．（2022·北京海淀·统考二模）如图所示，质量为60kg的工人站在地面上用滑轮组提起重为600N的物体，在物体匀速上升1m的过程中，拉力做功800J。滑轮组中的绳均沿竖直方向，绳重和摩擦均可忽略不计，且绳足够结实，取g=10N/kg，求：
（1）滑轮组的机械效率η；
（2）地面对工人的支持力大小F支；
（3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率ηm。
11．（2021·北京海淀·统考二模）图甲是用滑轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力F与卷扬机拉动绳子的速度v的关系如图乙所示。当使用这个装置提升重为850N的物体A时，卷扬机拉动绳子的速度为0.2m/s，不计绳重及摩擦，卷扬机的拉动绳子的功率保持不变。
（1）求提升物体A时卷扬机对绳子的拉力FA；
（2）求动滑轮受到的重力G动；
（3）若用该装置提升另一物体B时，卷扬机拉动绳子的速度为0.5m/s，求此时滑轮组的机械效率η。（计算结果保留数）
12．（2020·北京海淀·统考二模）图是用动滑轮提升物体A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，重为400N的物体A在20s的时间里，匀速竖直上升了4m。在此过程中，拉力F=250N。绳重、滑轮与轴的摩擦忽略不计。求：
(1)动滑轮对物体所做的功W有；
(2)拉力F的功率P；
(3)动滑轮的机械效率η；
(4)动滑轮受的重力G动。
四、实验题
13．（2021·北京海淀·统考二模）小波想探究“动滑轮的机械效率与提升物体受到的重力是否有关”。他利用如图所示的装置分别竖直匀速提升两个所受重力不等的钩码，做了两次实验，实验数据记录在下表中。
（1）在第2次测量中，动滑轮的机械效率η=___________%；（计算结果保留1位小数）
（2）分析表中数据可得到的结论是：___________。
14．（2020·北京海淀·统考模拟预测）小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等．如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向____（选填“左”或“右”）端调节．杠杆水平后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂____个钩码．
五、填空题
15．（2021·北京海淀·统考二模）（1）在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，将如图所示的装置放在水平桌面上，发现杠杆的左端高于右端，则应将杠杆两端的螺母向___________移动，直到杠杆保持水平平衡；杠杆平衡后，若在B位置挂2个50g的钩码，则应在A位置挂___________个50g的钩码，才能使杠杆保持水平平衡。
（2）如图所示，将两端开口的饮料管B插入水中，用另一只饮料管A向B的上端持续吹气时，饮料管B中的水面会___________。
（3）图示的实验中，将小铁球从斜面顶端由静止释放，观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图中虚线OA所示。在OA的旁边放一磁铁（图中未画出），再次将小铁球从斜面顶端由静止释放，观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图中虚线OB所示，小球在运动过程中与磁铁不接触。由上述实验现象可以得出的结论是___________。
16．（2020·北京海淀·统考二模）某同学用如图所示装置进行实验。图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物高度为h过程中，弹簧测力计示数为 F1。图乙中弹簧测力计通过动滑轮匀速提升同一个重物，记录重 物和绳子自由端的始末位置，重物上升高度仍为h，绳子自由端移动距离为 s，弹簧测力计示数始终为 F2。请你根据记录表格中的实验数据回答下列问题：
(1)F1 提升重物做功为_______J，比较 与得到的结论是_______；
(2)根据实验数据可以计算出通过动滑轮提升重物的机械效率是_________（结果保留一位小数）。
17．（2020·北京海淀·统考二模）如图 所示，OB 是以 O 点为支点的杠杆，F 是作用在杠杆 B 端的力。图中线段 AB 与力 F 的作用线在一条直线上，且 OA⊥AB、AC⊥OB。线段_____表示力 F 的力臂（选填“OA”“AB”或“AC”）。
18．（2020·北京海淀·统考一模）某同学在探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量相等，杠杆上相邻刻线间的距离相等。将杠杆调节在水平位置平衡后，如图所示，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码。为使杠杆保持在此位置平衡，可以在B点悬挂 _______ 个钩码；也可以在 _______ 点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆。（选填“B” “O” “C”）
实验
次数
钩码所受
重力G/N
钩码被提
升高度h/m
拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械效率
η
1
2
0.1
1.5
0.2
66.7%
2
6
0.1
3.6
0.2
F1/N
h/cm
F2/N
s/cm
拉力做功 W/J
甲图
3
5
乙图
5
2.1
10
0.21
参考答案：
1．A
【详解】A．镊子在使用过程中，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆。故A符合题意；
B．钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故B不符合题意；
C．开瓶器在起瓶盖过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故C不符合题意；
D．剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故D不符合题意。
故选A。
2．D
【详解】A．由图示知，阻力臂和动力臂分别为
l2=2cm×8=16cm，l1=2cm×4=8cm
据杠杆的平衡条件知
F×8cm=2×1N×16cm
解得，弹簧测力计竖直向上的拉力
F=4N
故A错误；
B．取下一个钩码，阻力变成了1N，阻力臂、动力臂不变，再次水平平衡时有
F1×8cm=1N×16cm
解得，测力计的示数
F1=2N
即拉力减少量
故B错误；
C．测力计沿杠杆在竖直平面内的虚线方向拉杠杆，对应的动力臂变小，小于8cm，故C错误；
D．保持杠杆水平平衡，测力计的拉力由竖直向上缓慢变为沿杠杆所在竖直平面内的虚线斜向上的过程中，对应的力臂变小，据杠杆的平衡条件知，拉力变大，故D正确。
故选D。
3．A
【详解】A．镊子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
BCD．瓶盖起子、钳子、撬棒在使用时都是动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故BCD不符合题意。
故选A。
4．C
【详解】B．建材受到的重力
工作对建材做的有用功
工作做的总功
拉力做功的功率
故B错误；
A．工人做的额外功
动滑轮重
故A错误；
C．定滑轮重
绳子自由端拉力
此过程中B处挂钩受到天花板的拉力
故C正确；
D．此过程中地面对该工人的支持力的大小
此过程中，该工人对地面的压力和地面对该工人的支持力是一对相互作用力，故压力的大小
故D错误。
故选C。
5．A
【详解】A．地磁场能对地球附近的磁体产生磁力，所以司南能够指南北是受地磁场的作用，故A正确；
B．孔明灯在竖直匀速上升过程中，处于平衡状态，受平衡力作用，故所受的浮力等于其所受的重力，故B错误；
C．杆秤是利用杠杆平衡条件进行测量的；
D．人抬起独轮车车把的过程中，动力臂大于阻力臂，独轮车属于省力杠杆，故D错误。
故选A。
6．A
【详解】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项符合题意；
B．栽纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B项不符合题意；
C．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C项不符合题意；
D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D项不符合题意。
故选A。
7．BCD
【详解】A．1s内物体A被竖直匀速提升了
h=20cm=0.20m
1s内滑轮对物体A做的有用功为
故A错误；
B．1s内卷扬机做的总功
W总=Pt=1000W×1s=1000J
1s内卷扬机做的额外功
W额外= W总- W有用=1000J-900J=100J
不计绳重和摩擦的情况下，对动滑轮做的功就是全部的额外功，则动滑轮的重力为
动滑轮的质量为
故B正确；
C．提升物体A时，动滑轮的机械效率为
故C正确；
D．不计绳重和摩擦的情况下，提升物体A时，卷扬机对绳子的拉力为
卷扬机受到绳子的拉力和卷扬机对绳子的拉力为相互作用力，大小相等方向相反，即卷扬机受到绳子的拉力
F′= F=2500N
卷扬机受到重力为
G′=mg=50kg×10N/kg=500N
由于卷扬机受到重力、绳子的拉力和支持力的作用，由三力平衡可知，工作台面对卷扬机的支持力为
N= G′+ F′=500N+2500N=3000N
故D正确。
故选BCD。
8．ABD
【详解】由图乙可知，提升物体A时，绳子自由端竖直移动的速度为
则物体A上升的速度为
拉力F的大小为
拉力F的功率为
由图乙可知，提升物体B时，绳子自由端竖直移动的速度为
提升物体B时，拉力的大小为
物体B的重力为
提升物体B时动滑轮的机械效率为
故选ABD。
9．AD
【详解】A．由W有=Gh可知，增大提升重物A的高度，可以增大有用功，故A正确；
B．滑轮组的机械效率η=，可以看出滑轮组的机械效率与提升的高度无关，故B错误；
C．定滑轮的重力不会影响额外功，而动滑轮的重力会影响额外功，故C错误；
D．不计绳重和摩擦，由公式η=可知，减小动滑轮的重力，可以提高机械效率，故D正确．
10．（1）75%；（2）200N；（3）83.3%
【详解】解：（1）工人做的有用功为
W有用=Gh=600N×1m=600J
拉力做的总功W总=800J，滑轮组的机械效率为
（2）由图可知，承担重物的绳子股数n=2，绳端移动的距离为
s=nh=2×1m=2m
绳端的拉力为
对人受力分析可知，人受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力和地面对人的支持力，三力平衡，故地面对工人的支持力大小为
F支=G人-F=60kg×10N/kg-400N=200N
（3）绳重和摩擦均可忽略不计，由
可知，提起600N的物体时，动滑轮的重力为
G动=2F-G=2×400N-600N=200N
当人对地面的压力为0时，提起的物体最重，滑轮组的机械效率最高，此时绳端的拉力为
F拉=G人=60kg×10N/kg-=600N
把动滑轮和最重物体看成一个整体，对其受力分析可知：动滑轮和货物的向下的重力、两根绳子向上的拉力，整个装置匀速运动，整体平衡，故有
G大=2F拉-G动=2×600N-200N=1000N
不计绳重和摩擦，滑轮组最大的机械效率为
答：（1）滑轮组的机械效率75%；
（2）地面对工人的支持力大小200N；
（3）工人站在地面上用这个滑轮组匀速提升不同质量物体的过程中，此滑轮组的最大机械效率为83.3%。
11．（1）450N；（2）50N；（3）86%
【详解】解：（1）由图像可知
时
（2）由
得
（3）由图像得
时
所以卷扬机的功率
卷扬机拉物体B，且拉动绳子的速度为0.5m/s 时的拉力
因此物体B的重力
此时滑轮组的机械效率
答：（1）提升物体A时卷扬机对绳子的拉力FA为450N；
（2）动滑轮受到的重力G动为50N；
（3）此时滑轮组的机械效率η为86%。
12．(1)1600J；(2)100W；(3)80%；(4)100N。
【详解】(1)动滑轮对物体所做的功
(2)绳子的股数n=2，绳子自由端移动的距离
拉力F的功率
(3)拉力所做的功
动滑轮的机械效率
(4)动滑轮所做的额外功
动滑轮受的重力
答：(1)动滑轮对物体所做的功是；
(2)拉力F的功率为；
(3)动滑轮的机械效率是；
(4)动滑轮受的重力是。
13． 83.3 机械效率与提升物重有关
【详解】（1）[1]在第2次测量中，动滑轮的机械效率
（2）[2]分析表中数据，物重增加，机械效率也增加，所以可得结论：同一动滑轮，机械效率随提升重物的重力增大而增大。
14． 右 3
【详解】如图甲所示，杠杆左端偏低，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向右端调节．
杠杆水平后，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码；
设每个钩码重为G，每格的长度为L，根据杠杆的平衡条件得：
解得：
所以为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂3个钩码．
点睛：重点是杠杆平衡条件的应用，要清楚杠杆的平衡条件应用时，两等式两边的长度单位一样即可，但求功的时候，单位必须为米．
15． 左 4 上升 力可以改变物体的运动状态
【详解】（1）[1]杠杆的左端高于右端，说明杠杆右端较重，因此需要将平衡螺母向左调，使杠杆平衡。
[2]如图，由杠杆平衡条件可得
nG×2L=2G×4L
解得
n=4
故应在A位置挂4个50g的钩码，才能使杠杆保持水平平衡。
（2）[3]用另一只饮料管A向B的上端持续吹气时，饮料管B上端的气体流速较大，压强小，下端的压强大于上端，因此饮料管B中的水面会上升。
（3）[4]磁铁具有吸引铁钴镍的性质，故小球会受到的磁力的作用，又因小铁球的沿虚线OB运动，运动方向在改变，故说明力可以改变物体的运动状态。
16． 0.15 使用动滑轮提升重物省力，但不省功 71.4%
【详解】(1)[1] F1 提升重物做功为
[2]由表格数知
比较与得到的结论是：使用动滑轮提升重物省力，但不省功。
(2)[3]动滑轮提升重物的机械效率为
17．OA
【详解】力臂是指力的作用线到转动轴的垂直距离，图中O点为杠杆支点，AB线为力F的延长线，OA⊥AB，故线段OA表示力F的力臂。
18． 1 C
【详解】[1]设在B点悬挂n个钩码，杠杆能在此位置平衡，由杠杆平衡条件可知
即
[2]用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，即动力的方向竖直向上，与阻力方向相反，要使杠杆平衡，动力和阻力的作用点应在支点的同一侧，即应该在C点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆。