综合解析苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专题测评试卷(含答案解析)

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专题测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、将一本九年级上册物理课本从地面捡起放到课桌上，所做的功大约是()
A．200J B．20J C．2J D．0.2J
2、如图所示的四个用具中，属于费力杠杆的是（）
A．核桃钳B．压水井手柄
C．火钳D．裁纸刀
3、如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量。

两木块下表面的粗糙程度相同。

甲、乙分别在相同的水平拉力F1和F2的作用下，运动了相同的距离，下列说法中正确的是
（）
A．F1做功和F2一样多B．F1做功比F2多
C．F2做功比F1多D．条件不足，F1、F2做功无法比较
4、关于足球下列说法正确的是（）
A．踢出去的足球受到惯性的作用会继续运动，且速度越快惯性越大
B．给正在飞行的足球再踢一脚，足球一定会运动得更快
C．足球在空中飞行时，没有力对它做功
D．运动员踢出的“香蕉球”旋转着前进时能转弯绕过人墙，是因为流体的压强与流速有关
5、下列工具在使用时属于费力杠杆的是()
A．羊角锤B．筷子
C．手推车D．核桃夹子
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F1一定大于F2
B．乙滑轮组的机械效率较高
C．甲、乙滑轮组的有用功相同
D．甲的额外功与有用功的比值较小
7、如图是一个小球自由下落过程的频闪照片（间隔时间相等）的一部分，物体由A点落下相继经过
B、C两点，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则它们的大小关系是（）
A．W1＞W2P1＜P2B．W1＜W2P1＞P2
C．W1＞W2P1＞P2D．W1＜W2P1＜P2
8、完全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s。

如图，力F对A、B两物体做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2。

下列的大小比较正确的是（）
A．W1<W2B．W1>W2C．P1<P2D．P1>P2
9、如图所示的简单机械中，省距离的是（）
A．旗杆上的定滑轮B．夹东西的筷子
C．开门的把手D．蜿蜒的盘山公路
10、用力沿水平方向拉水平桌面上的木块，拉力大小随时间变化的图像如图甲所示，物块速度随时间变化的图像如图乙所示。

下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（）
A．10~30s内拉力做功为32J
B．50s内拉力做功为80J
C．10~30s内拉力的功率逐渐变大
D．30~40s内拉力的功率逐渐变大
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，妈妈体重比小明大，跷跷板水平平衡时，妈妈比小明离转轴______（远/近）。

若小明往转轴远离一小段距离，为了保持跷跷板水平平衡，妈妈应适当______（远离/靠近）转轴；跷跷板水平平衡时，顽皮的小明将上半身向后仰，则跷跷板会______（左端下沉/保持平衡/右端下沉）。

2、旗杆顶端装有______（定/动）滑轮，利用它来升国旗的作用是可以______（省力/省距离/改变施力的方向）；当国旗缓缓上升10m时，旗手向下的拉力移动的距离为______m。

3、发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸，若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如表所示。

汽车发动机数据表
（1）汽车以100km/h速度匀速运动时，发动机的输出功率最大，则1min内有用功______；
（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是______（对甲、乙、丙、丁重新排序），______图所示的冲程，内燃机给汽车提供动力；
（3）汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比，根据表中数据可知，气缸内混合气体中汽油的质量为______kg。

1分钟内总共需要消耗的汽油质量为______kg；
（4）当汽车以100km/h速度匀速运动时，根据表中数据可求得汽车发动机的效率为______。

4、如图所示，小明用动滑轮把90N的重物匀速提升2m，所用的拉力是60N，则小明做的有用功是______J，动滑轮的机械效率是______。

5、如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。

锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。

（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。

现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向______（选填“左”或“右”）移；
（2）若用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上计数按钮移动6厘米完成一个握力动作，则做功______J。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图所示，斜面长0.5 m，高0.1 m，把重为50 N的物体匀速地拉向斜面顶端，弹簧测力计的示数为12.5N，则：
（1）有用功是多少？
（2）总功为多少？
（3）该斜面的效率为多少？
2、用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向下匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，不计绳重和摩擦。

求：
（1）若6s内将某重物匀速提升10cm，作用在细绳上的拉力为9N。

此时拉力做的功和功率；
（2）此滑轮组中动滑轮的重力；
（3）当G物＝9N时滑轮组的机械效率。

3、如图所示，张伟同学通过斜面用平行于斜面F＝200N的推力，将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上，斜面长s＝2m。

（g取10N/kg）求：
（1）推力做功的功率。

（2）斜面的机械效率。

（3）斜面对物体的摩擦力。

4、如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。

质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v 随时间变化关系如图丙所示。

忽略绳重及摩擦，（g=10N/kg）。

求：
（1）动滑轮的重力为多少N？
（2）12s内拉力F的功率为多少W？
（3）此装置提升重物的最大机械效率约为多大？
5、如图是一种塔式起重机上的滑轮组，现用它匀速起吊质量为600kg的物体时，滑轮组的机械效率是80%，物体上升4m所用的时间为10s，g取10N/kg。

求：
（1）所做的有用功是多少？
（2）绳端的拉力F是多大？
（3）拉力F的功率是多少？
-参考答案-
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
一本物理课本大约0.25kg，重力
0.25kg10N/kg=2.5N
==⨯
G mg
课桌大约0.8m高，所以，将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为
W Gh
==⨯=
2.5N0.8m2J
故选C。

2、C
【解析】
【详解】
A．核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；B．压水井手柄在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；C．火钳在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D．裁纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。

故选C。

3、A
【解析】
【详解】
甲、乙分别在相同的水平拉力F1和F2的作用下，运动了相同的距离，拉力相同，物体在拉力方向上
＝，故拉力做功相同，故A正确；BCD错误。

移动的距离相等，根据W Fs
故选A。

4、D
【解析】
【详解】
A．踢出去的足球由于具有惯性会继续运动，但惯性不是力，不能说受到惯性的作用，且惯性的大小只与物体质量有关，与物体运动的速度无关，故A错误；
B．给正在运动的物体再施加一个力，若使合力方向与运动方向相反，则物体会比原来运动得更慢，故B错误；
C．足球离开脚继续飞行是因为足球具有惯性，不再受到脚力的作用；此时足球还受到重力及空气阻力的作用，这两个力都对足球做功，故C错误；
D．足球在运动过程中，逐渐向一侧偏移，说明这一侧的压强小，另一侧的压强大，根据流体压强与流速的关系可知，是因为这一侧空气流速快，另一侧空气流速慢，故D正确。

故选D。

5、B
【解析】
【分析】
【详解】
A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；
B．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．手推车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。

故选B。

6、D 【解析】 【详解】
A ．由图可知，甲、乙动滑轮上绳子股数n 分别为3和2，且物重G 1>G 2，动滑轮重G 动相同，由公式：
()1
F G G n =
+物
动可知：F 1与F 2的大小关系不能确定，故A 错误； CD ．已知物体上升的高度h 相同，且物重G 1>G 2，动滑轮重G 动相同，由公式：W 有=Gh 和W 额=G 动h 可知：甲的有用功大于乙的有用功，而两者的额外功相同，则甲的额外功与有用功的比值较小，故C 错误、D 正确；
B ．由公式W W W η=
+有用额
有用可知：在额外功相同时，甲的有用功大，所以其机械效率就高，故B 错误。

故选D 。

7、D 【解析】 【详解】 由图可知
AB <BC
且同一物体的重力大小不变，则根据
W Fs Gh ==
可知，小球在AB 段重力做的功小于BC 段重力做的功，即
W 1＜W 2
又间隔时间相等，即小球在AB 段和BC 段所用的时间相等，根据
W P t
=
可知，小球在AB 段重力做功的功率小于BC 段重力做功的功率，即
P 1＜P 2
故ABC 不符合题意，D 符合题意。

故选D 。

8、C 【解析】 【详解】
AB ．由题意可知，A 、B 两物体，在相同的力F 作用下，移动了相同的距离s ，即12F F =，12s s =，根据计算公式W Fs =，可知12W W =，故A 、B 错误；
CD ．A 和B 两物体，是完全相同的，沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离，粗糙地面会有摩擦力，光滑冰面没有摩擦力，力F 是相同的，物体A 在粗糙地面上移动的速度是较小的，则物体A 在粗糙地面上移动的时间是较大的，即12t t >，根据W
P t
=
可知，12P P <，故C 正确，D 错误。

故选C 。

9、B 【解析】 【详解】
A ．旗杆上的定滑轮，相当于等臂杠杆，不省力，也不省距离，故A 不符合题意；
B ．夹东西的筷子，是费力杠杆，费力，省距离，故B 符合题意；
C ．开门的把手使用时，实质是轮轴，动力作用在轮上，阻力作用在轴上，是省力机械，省力，费距离，故C 不符合题意；
D ．蜿蜒的盘山公路是斜面，省力，费距离，故D 不符合题意。

故选B 。

10、C 【解析】
【详解】
A ．结合图甲、乙两图知，0~10s ，水平拉力由0增大到4N ，木块处于静止状态；10~30s ，水平拉力由4N 增大到12N ，木块做加速运动，不知道木块运动的距离，由W =Fs 可知，无法确定做功的多少，故A 错误；
B ．50s 内，由图甲可知拉力在变化，不知道物体运动的距离，由功的公式W =Fs 可知，无法计算拉力做的功，故B 错误；
C ．10~30s 内，由图甲可知，拉力逐渐增大，木块的速度逐渐增大，根据
W Fs P Fv t t
=
== 知，拉力的功率逐渐变大，故C 正确；
D ．30~40s ，水平拉力保持为4N 不变，木块做匀速直线运动，根据
W Fs P Fv t t
=
== 知，拉力的功率保持不变，故D 错误； 故选C 。

二、填空题
1、 近 远离 右端下沉 【解析】 【详解】
[1]从图中可以看到，这个跷跷板是一个杠杆，妈妈体重比小明大，妈妈对跷跷板的压力比小明的大，要让跷跷板水平平衡，根据杠杆的平衡条件1122F L F L =，12F F >，则12L L <，即妈妈到转轴的距离小于小明的，妈妈比小明离转轴近。

[2]若小明往转轴远离一小段距离，即2L 变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，即1F 、2F 大小不变，那么1L 要变大，妈妈到转轴的距离要变大，妈妈应适当远离转轴。

[3]跷跷板水平平衡时，可知1122F L F L =，顽皮的小明将上半身向后仰，则小明的重心会向后移动，小
明的重心到转轴的距离变大，妈妈和小明对跷跷板的压力大小不变，妈妈到转轴的距离不变，则
1122F L F L ，跷跷板会右端下沉。

2、 定 改变施力的方向 10 【解析】 【详解】
[1] [2]升旗时，只需要很小的力就可以完成，要想国旗能向上运动，就需要向上的作用力，但人在地面，作用力只能向下拉，所以这里需要改变力的方向，定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，故旗杆顶端安装的是定滑轮，作用是改变施力的方向。

[3]由于定滑轮不省力也不费力，所以即不省距离也不费距离，故当国旗缓缓上升10m 时，旗手向下的拉力移动的距离为10m 。

3、 4.5×106J 乙、甲、丁、丙 丁 2×10﹣4 0.5 20% 【解析】 【详解】
（1）[1]由表格数据可知发动机输出最大功率
P ＝75kW ＝75000W
则1min 内做的有用功为
W ＝Pt ＝75000W×1×60s＝4.5×106J
（2）[2]图甲中进气门和排气门关闭，活塞向上运动，说明是压缩冲程； 图乙中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，说明是进气冲程； 图丙中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，说明是排气冲程； 图丁中进气门和排气门关闭，活塞向下运动，说明是做功冲程； 由上述可知一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是乙、甲、丁、丙。

[3]做功冲程内燃机给汽车提供动力，即丁图所示的冲程内燃机给汽车提供动力；
（3）[4]根据ρ＝
m
V
可得做一次功燃气的质量为 m ＝ρV ＝1.5kg/m 3×2×10﹣3m 3＝3×10﹣3kg
因为空燃比是14:1，所以气缸内混合气体中汽油的质量
m 油＝3×10﹣3kg×
1
15
＝2×10﹣4kg [5]由表格数据可知1min 完成的工作循环是2500次，即1min 对外做2500次功，因此1分钟内总共需要消耗的汽油质量为
m 总＝m 油×2500＝2×10﹣4kg×2500＝0.5kg
（4）[6]1min 内汽油完全燃烧释放的热量
Q 放＝m 总q ＝0.5kg×4.5×107J/kg ＝2.25×107J
发动机的效率
η＝100%W Q ⨯放
＝
674.510J 100%2.2510J ⨯⨯⨯＝20% 4、 180 75% 【解析】 【详解】
[1]由图可知，动滑轮有两段绳子承担物体重，绳子自由端移动距离
222m 4m s h ==⨯=
提起物体所做的有用功
90N 2m 180J W Gh ==⨯=有用
[2]提起物体所做的总功
60N 4m 240J W Fs ==⨯=总
滑轮组的机械效率
180J
100%100%=75%240J
W W η=
⨯=⨯有用总 5、 右 30 【解析】 【详解】
（1）[1]弹簧拉伸的形变程度越大，其弹力越大，所需的握力就越大，反之，所需的握力就越小。

向右调节调节器，可使弹簧的伸长量变小，所需力度就变小。

（2）[2]已知握力大小
F ＝500N
移动的距离
s ＝6cm ＝0.06m
完成一个动作做的功
W ＝Fs ＝500N×0.06m＝30J
三、计算题
1、（1）5J ；（2）6.25J ；（3）80% 【解析】 【详解】
解：（1）根据题意知道，所做的有用功
W 有=Gh =50N×0.1m=5J
（2）由W Fs =知道，拉力做的总功
W 总=Fs =12.5N×0.5m=6.25J
（3）由W W η=
有
总
知道，该斜面的效率
5J
100%=
100%80%6.25J
W W η=
⨯⨯=有总
答：（1）有用功是5J ； （2）总功为6.25J ； （3）该斜面的效率为80%。

2、（1）1.8J ， 0.3W ；（2）3N ；（3）75% 【解析】 【详解】
解：（1）由图知，n ＝2，拉力端移动距离
s ＝nh ＝2×10cm＝20cm ＝0.2m
拉力做的总功
W 总＝F s ＝9N×0.2m＝1.8J
拉力做功功率
1.8J
6s
W P t =
=总=0.3W （2）不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，W 额＝G 动h ，滑轮组的机械效率
η=
W W G h G W W W G h G h
G G ===
+++有有物物总
额
物动物动
有
由图乙可知，当提升物体
G ＝12N
时，滑轮组的机械效率
80%G G G η=
=+物物动
即
12N
80%12N G =+动
解得动滑轮重力
G 动＝3N
（3）当提升物体
G'物＝9N
时，滑轮组的机械效率
'9N
100%75%'9N 3N
G G G η==
⨯++'=物物动
答：（1）拉力做的功为1.8J ，功率为0.3W ； （2）此滑轮组中动滑轮的重力为3N ； （3）当G 物＝9N 时滑轮组的机械效率为75%。

3、（1）80W ；（2）75%；（3）50N 【解析】 【详解】
解：（1）推力做的总功
200N?2m 400J W Fs 总＝＝＝
推力的功率
400J
80W 5s
W P t 总＝
＝＝ （2）推力做的有用功
30kg?10N/kg?1m 300J W Gh mgh 有＝＝＝＝
斜面的机械效率
300J
100%100%75%400J
W W η⨯⨯有总
＝＝
＝ （3）由
W W W +总额有＝
可得，额外功
400J 300J 100J W W W 额总有＝﹣＝﹣＝
由W fs 额＝ 可得摩擦力
100J
50N 2m
W f s 额
＝
＝＝ 答：（1）推力做功的功率为80W ； （2）斜面的机械效率为75%； （3）斜面对物体的摩擦力为50N 。

4、（1）10N ；（2）4W ；（3）81.8%。

【解析】 【详解】
解：（1）由图丙可知，在12s 内，A 被匀速提升，由图乙可知拉力
10N F =
由图甲可知绳子
=2n
忽略绳重及摩擦，根据滑轮组拉力公式
A 1
2
G F G =+动（）
则动滑轮的重力为
A 2=210N-10N=10N G F G =-⨯动
（2）由图丙可知，12s 内，A 上升的速度为
A =0.2m/s v
则拉力端移动速度为
A 2=20.2m/s=0.4m/s v v =⨯
12s 内拉力F 的功率为
10N 0.4m/s=4W =W Fs P Fv t t
=
=⨯= （3）忽略绳重及摩擦，C 处绳子拉力为
11=10N 22
C B B F F G F =++动（）（）
则由上式可知，当绳子C 最大拉力为60N 时，绳子B 拉力为110N>100N ，则B 处的绳子会被拉断；当绳子B 最大拉力为100N 时，绳子C 的拉力为55N ＜60N ，此时两绳子都不会被拉断；所以要以B 处最大拉力100N 为准（此时FC 最大=55N ），且绳子B 的拉力为
A 100N
B F G G =+=货
则此装置最多能匀速运载货物的重力为
A =100N-10N=90N
B G F G -=货
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，则此装置提升重物的最大机械效率为
90N
=100%81.8%22255N
C C C G h G h G W W F s
F h
F η====
⨯≈⨯⨯货货货有用总
最大最大最大
答：（1）动滑轮的重力为10N ；
（2）12s 内拉力F 的功率为4W ；
（3）此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。

5、（1）24000J ；（2）2500N ；（3）3000W
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）物体的重力
600kg 10N/kg=6000N G mg ==⨯
所做的有用功
6000N 4m=24000J W Gh ==⨯有
（2）由W W η=有总
得，拉力所做总功 24000J =30000J 80%W W η==
有总 起重机有3股绳子吊着物体，即
3n =
拉力移动距离
34m=12m s nh ==⨯
由W Fs =总得，拉力
30000J =2500N 12m
W F s ==总 （3）拉力F 的功率
30000J =3000W 10s
W P t ==总
答：（1）所做的有用功是24000J；（2）拉力F的是2500N；
（3）拉力F的功率是3000W。