2022-2023学年基础强化苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专项训练试卷(附答案详解)

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专项训练
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、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，图中能反映恒力所做的功与时间的对应关系的是（）
A．B． C．D．
2、图所示为某同学在生命科学实验中使用镊子夹取玻璃盖片的场景，使用此镊子（）
A．省力且省距离B．省力但费距离C．费力且费距离D．费力但省距离
3、清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。

在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（）
A．对水所做的功是有用功B．对桶所做的功是总功
C．对水所做的功是总功D．对桶所做的功是有用功
4、早上到校后，小陈同学背着重50N的书包沿水平路面从建兰门口出发走了30m，又登上大约10m 高的三楼才到教室，则他在上学的过程中对书包所做的功约为（）
A．0J B．500J C．1500J D．2000J
5、“给我一个支点，我就能撬动整个地球”，下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是（）
A．食品夹B．托盘天平
C．钓鱼竿D．修树剪
6、下列关于功率、机械效率说法中，正确的是（）
A．机械效率越高，机械做功一定越快B．做功越多的机械，机械效率越高
C．做功越快的机械，功率越大D．功率越大的机械，做功一定越多
7、如图所示的工具中，在使用时属于费力杠杆的是（）
A．天平B．瓶盖起子
C．食品夹D．钳子
8、如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（）
A．C点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部要费力
9、利用如图所示的动滑轮（重0.5N）提升钩码时，不能证明使用动滑轮能省力的操作是（）
A．竖直匀速提升0.5N的钩码B．竖直匀速提升1.0N的钩码
C．竖直匀速提升1.5N的钩码D．竖直匀速提升2.0N的钩码
10、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）
A．物体做功越多，功率一定越大
B．机器的功率越小，机械效率一定越低
C．功率不同的机器，做的功一定不相等
D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大
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，杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升，表是提升物体时采集到的信息：
若不计杠杆自重和摩擦，拉力应为______N；若实际拉力F为90N，则杠杆的机械效率为______。

2、如图所示，滑轮重和摩擦均不计，用10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为______牛，若物体A在4秒内移动0.2米，绳子运动的速度是______米每秒。

3、为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能单位的物理学家是______。

4、如图，用一个动滑轮把重500 N的物体匀速提起2m时，不计摩擦和动滑轮重，人对绳子的拉力为_____N，绳子自由端移动 ______m，动滑轮的挂钩受到的拉力为 _______N。

5、如果把铁锹看作费力杠杆，在图所示的A、B、C三点中，支点是______点，动力作用点是______点，阻力作用点是______点。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，货车（含驾驶员）空载时重为4
⨯N，行驶时所受的
310
阻力为车总重的0.05倍。

求：
（1）货车空载行驶时所受的阻力；
（2）货车空载时以72km/h的速度匀速行驶，1.0s内货车牵引力做的功；
（3）当货车装载4
⨯N重的货物，以80kW的额定功率匀速行驶时，货车行驶的速度。

710
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，叉车在10s内将质量为2t的某块大理石沿竖直方向匀速提升了1m，发动机所做的总功
g=。

求：
是4
510J
⨯，取10N/kg
（1）叉车支持力对大理石做的功是多少？
（2）叉车支持力对大理石做的功的功率是多少？
（3）叉车提升大理石的机械效率是多少？
4、用如图所示的滑轮组提升物体A，在匀速竖直提升A的过程中，卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F为500N，物体A上升的速度v A为0.1m/s，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和滑轮与轴的摩擦。

求：
（1）拉力F做功的功率P；
（2）物体A所受的重力G A；
（3）动滑轮所受的重力G动。

5、在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组。

为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30s时间，将水平路面质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。

若故障车被拖离的速度是5m/s，绳子自由端的拉力F是500N，地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08倍。

求：
（1）拉力F在30s内所做的功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）整个装置的机械效率。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，说明物体受到的拉力和物体的运动速度不变，根据W＝Fs、s＝vt可得W＝Fvt，所以可知恒力所做的功与时间成正比，则W﹣t是一条过原点的倾斜直线，其对应的图像为B。

故选B。

2、D
【解析】
【详解】
使用镊子夹取玻璃盖片时，动力臂小于阻力臂，所以镊子是一个费力杠杆，好处是省距离。

故选D。

3、D
【解析】
【详解】
师傅不小心把水桶弄进水里，目的是为了把水桶提上来，所以对水桶做的功为有用功；但水桶里面有一些水，又不得不对水做功，所以对水做的功为额外功；手对绳子拉力做的功，包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功为总功，故ABC错误；D正确。

故选D。

4、B
【解析】
【详解】
某同学背着书包给书包一个向上的力，只有向上移动距离，该同学对书包才做功。

某同学背着重50N 的书包沿水平路面走了200m，给书包的力是向上的，移动的距离是水平方向的，此过程没有做功。

又登上大约10m高的三楼才到教室此过程做功为
W＝Fs＝50N×10m＝500J
故ACD不符合题意；B符合题意。

故选B。

5、D
【解析】
【详解】
阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。

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不符合题意；
B．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，即不省力也不费力，是等臂杠杆，故B不符合题意；
C．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．修树剪在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。

故选D。

6、C
【解析】
【详解】
A．机械效率是指有用功与总功的比值，功率表示物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，机械效率越高，机械做功不一定越快，故A错误；
B．有用功与总功的比值叫机械效率，与做功的多少没有直接关系，故B错误；
C．做功快的机械，说明单位时间内完成的功多，所以功率一定大，故C正确；
D．根据W＝Pt可知，做功的多少与时间和功率有关，若只是功率大，但时间短做功也不一定多，故D错误。

故选C。

7、C
【解析】
【详解】
A．天平在使用时属于等臂杠杆，故A不符合题意；
B．瓶盖起子使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不符合题意；
C．食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；
D．钳子在使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故D不符合题意。

故选C。

8、C
【解析】
【详解】
A．由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点，液压杆施的力是动力，货物对杠杆的压力是阻力，不能说重力是阻力，故A错误；
BCD．C为支点，当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，省力；物体A放在车厢前部时，动力臂小于阻力臂，费力。

故BD错误，C正确。

故选C。

9、A
【解析】
【详解】
使用如图所示动滑轮提升钩码时，若不计绳重及摩擦，绳端拉力为
F＝1
(G+G动)
2
当钩码重力
G≤G动
时
F≥G
即当动滑轮重力大于或等于物体的重力时，不能证明使用动滑轮能省力；因为动滑轮重0.5N，所以提升钩码重力小于或等于0.5N时不能证明。

故选A。

10、D
【解析】
【详解】
A．功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；
B．机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；
C．由W＝Pt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；
D．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。

故选D。

二、填空题
1、 80 88.9%
【解析】
【详解】
[1]不计杠杆自重和摩擦，可由杠杆平衡条件
F×OB＝G×OA
即
F×0.4m＝40N×0.8m
解得F＝80N。

[2]若F ＝90N ，由表中数据机械效率为
A B 40N 0.2m
100%100%100%88.9%90N 0.1m
W Gh W Gh η⨯=⨯=
⨯=⨯≈⨯有总
2、 20 0.1 【解析】 【详解】
[1]如图所示，用动滑轮拉动物体，由于滑轮重和摩擦均不计，根据动滑轮拉动物体时，省一半的力，但是多移动2倍的距离，则有1
2
F f =
，所以物体A 受到的摩擦力 2210N 20N f F ==⨯=
[2]物体移动了0.2m ，所以拉力F 要移动0.4m ，绳子运动的速度是
0.4m 0.1m/s 4s
s v t =
== 3、焦耳 【解析】 【详解】
焦耳是英国物理学家，为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能的单位，所以在物理学中，焦耳是功和各种能量的基本单位。

4、 250 4 500 【解析】 【详解】
[1]动滑轮可以省一半的力，所以人对绳子的拉力为物体重力的一半，故人对绳子的拉力为
11
500N 250N 22
F G ==⨯=
[2]动滑轮可以剩一半的力但是费一倍的距离，所以物体提起2m ，绳子自由端移动为4m 。

[3]不计滑轮重和绳子的重力，将挂钩和重物当成一个整体，其处于平衡状态，其受到了向上的拉力和向下的重力，故拉力等于物体的重力等于500N 。

5、 C B A 【解析】 【详解】
[1][2][3]铁锹的工作原理可看成费力杠杆，如图人握住C 点不动，往上提拉B 点带动A 处重物上升。

故支点是C 点，动力作用点是B 点，阻力作用点是A 点。

三、计算题
1、（1）1.5×103N ；（2）3×104J ；（3）22.86m/s 【解析】 【详解】
解：（1）依题意得，货车空载行驶时所受的阻力
430.050.053?10N=1.5?10N f G ==⨯
（2）货车空载时以72km/h 的速度匀速行驶，1.0s 内货车运动的路程为
72
m/s?1.0s=20m 3.6
s vt ==
由二力平衡得，货车的牵引力为
31.5?10N F f ==
1.0s 内货车牵引力做的功为
341.510N?20m=3?10J W Fs ==⨯
（3）当货车装载4710⨯N 重的货物，货车的牵引力为
430.050.05710N=3.5?10N F f G '''===⨯⨯
以80kW 的额定功率匀速行驶时，货车行驶的速度为
3380?10W 22.86m/s 3.5?10N
P v F ==≈'
答：（1）货车空载行驶时所受的阻力为1.5×103N ；
（2）货车空载时以72km/h 的速度匀速行驶，1.0s 内货车牵引力做的功为3×104J ；
（3）当货车装载4710⨯N 重的货物，以80kW 的额定功率匀速行驶时，货车行驶的速度为22.86m/s 。

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）2×104J ；（2）2×103W ；（3）40% 【解析】 【详解】
解：（1）大理石的质量
m ＝2 t ＝2×103 kg
大理石的重力
G ＝mg ＝2×103 kg×10 N/kg＝2×104 N
因为叉车对大理石的支持力与大理石的重力是一对平衡力，所以叉车支持力
F ＝
G ＝2×104 N
则叉车提升大理石做的功
W ＝Fs ＝2×104 N×1 m＝2×104 J
（2）叉车提升大理石的功率
43210J W 10s
210W P t ⨯⨯===
（3）叉车提升大理石的机械效率
44210J
100%=100%40%510J
W W η⨯=⨯⨯=⨯有总
答：（1）叉车支持力对大理石做的功是2×104J ； （2）叉车支持力对大理石做的功的功率是2×103W ； （3）叉车提升大理石的机械效率是40%。

4、（1）100W ；（2）900N ；（3）100N 【解析】 【详解】
解：（1）由题意可知，物体A 上升的速度v A =0.1m/s ，由图可知n =2，则绳子自由端移动的速度
A 220.1m/s 0.2m/s v v ==⨯=
绳子自由端移动的速度是0.2m/s ；卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F 为500N ，根据P Fv =可知，拉力F 做功的功率
500N 0.2m/s 100W P Fv ==⨯=
拉力F 做功的功率是100W 。

（2）由题意可知，滑轮组所做的有用功A W G h =有用功，滑轮组所做的总功W Fs =总功，由图可知n =2，则物体A 上升的距离和绳子自由端移动的距离关系s nh =，那么滑轮组的机械效率
A A A
W G h G h G W Fs Fnh nF
η==
==有用功总功
题中滑轮组的机械效率为90%，拉力F 为500N ，那么物体A 所受的重力
A 2500N 90%900N G nF η==⨯⨯=
物体A 所受的重力是900N 。

（3）不计绳重和滑轮与轴的摩擦，由
()A 1
n
F G G =
+动 解得动滑轮的重力
A 2500N 900N 100N G nF G =-=⨯-=动
动滑轮所受的重力是100N 。

答：（1）拉力F 做功的功率P 为100W ； （2）物体A 所受的重力G A 为900N ； （3）动滑轮所受的重力G 动为100N 。

5、（1）2.25×105J ；（2）7500W ；（3）80% 【解析】 【详解】
解：（1）由s
v t
=可得故障车被拖离的距离
s 车＝v 车t ＝5m/s×30s＝150m
由图可知，滑轮组绳子的有效股数n ＝3，因此拉力端移动的距离
s ＝ns 物＝3×150m＝450m
拉力做的总功
W 总＝Fs ＝500N×450m＝2.25×105J
（2）拉力F 做功的功率
5322510J 7510W 30s
..W p t ⨯===⨯
（3）地面对故障车的摩擦力
f ＝0.08G ＝0.08m
g ＝0.08×1.5×103kg×10N/kg＝1200N
拉力所做的有用功
W 有＝fs ＝1200N×150m＝1.8×105J
整个装置的机械效率
551810J 1001008022510J .%%%.W W ⨯=⨯=⨯=⨯有
总 答：（1）拉力F 在30s 内所做的功为2.25×105J ； （2）拉力F 做功的功率为7500W ； （3）整个装置的机械效率为80%。