2022年苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功章节测评试卷(含答案详解版)

苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功章节测评
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、如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重物，不计绳重及摩擦。

若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（）
A．如G甲=G乙则甲更省力，甲机械效率大B．如G甲=G乙则乙更省力，甲机械效率大
C．如F甲=F乙则甲更省力，甲机械效率大D．如F甲=F乙则乙更省力，乙机械效率大
2、如图所示的简单机械中一定省力的是（）
A．筷子B．核桃夹
C．钓鱼竿D．船桨
3、“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
4、如图所示的工具中，使用时属于省距离的杠杆的是（）
A．道钉撬
B．火钳
C．钢丝钳
D．天平
5、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．
6、如图所示，轻质直杆OA可绕O点转动，直杆下端挂一重物G。

现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到图示虚线位置，在转动过程中这个直杆（）
A．始终是省力杠杆
B．始终是费力杠杆
C．先是省力杠杆，后是费力杠杆
D．先是费力杠杆，后是省力杠杆
7、如图所示用三个力沿不同的方向拉绳子，则（）
A．F1最大B．F2最大C．F3最大D．一样大
8、如图所示，小明先后用F1、F2、F3的力匀速拉起重物，若摩擦不计，则（）
A．F1大于F2B．F1大于F3C．F1等于F2D．F2小于F3
9、如图所示，不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，在水平拉力F的作用下，重为100N的物体M以0.2m/s的速度向左匀速直线运动5s，弹簧测力计的示数为20N，以下正确的是（）
A．M受到地面摩擦力水平向左
B．M受到地面的摩擦力为10N
C．M受到的重力对M所做的功为100J
D．拉力F的功率为4W
10、如图所示甲、乙两套装置所用每个滑轮质量均相等，用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。

若G1＝G2，所用竖直向上的拉力分别为F1和F2，拉力做功的功率分别为P1和P2，两装置的机械效率分别为η1和η2（忽略绳重和摩擦），则下列选项正确的是（）
A．F1＞F2 η1＜η2 P1＜P2B．F1＞F2 η1＝η2 P1＝P2
C．F1＜F2 η1＜η2 P1＞P2D．F1＜F2 η1＝η2 P1＞P2
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、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端受到的向下拉力（选填“大于”、“小于或“等于”）；若搬运2000N的货物，电动卷扬机拉钢丝绳的力F甲＝1600N，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（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

3、将一根粗细均匀的铁丝弯成直角，两直角边边长之比为2∶1，将角顶放在一光滑细钉上（如图所示），当直角铁丝静止时，短边和竖直方向的夹角θ的正切等于________。

4、用如图装置，在10s内将60N的水桶提升2m，拉力为40N，则拉力的功率为___________W；若不计绳重和摩擦，则动滑轮的重力为___________N。

5、小宇家里新买了一辆某品牌的家用轿车，他看到汽车铭牌上标有“最大功率为90kW”，假如汽车行驶时的功率为80kW，表示的物理意义是_________。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、某型号汽车在测试中，发动机输出功率为40kW时，汽车在一段平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了9km。

假设汽油完全燃烧，汽油热值为q油＝4.5×107J/kg，汽油机的效率为40%，该型号汽车以此速度行驶过程中，求：
（1）汽车向前的牵引力是多大。

（2）汽车消耗的汽油是多少kg。

2、一个物体重力为G，问：①如图有几股有效绳子？②绳子力是多大？（滑轮重力和绳子与滑轮间的摩擦力忽略不计）
3、如图所示，斜面长L＝12.5m，斜面高h＝4m物体A重力为200N，物体B的重力为500N，B在A的拉力作用下从斜面底端匀速上升到斜面顶端不计绳与滑轮间的摩擦，求：
（1）此过程中，拉力对B所做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）B与斜面间的摩擦力大小。

4、有一根绳子，通过如图甲所示的滑轮组，能够提起的最重物体是A，物体再重绳子将断裂（不计绳重和摩擦）。

求：
（1）将A 匀速提高2m 做的有用功为740J ，则物重G A =？
（2）若此时滑轮组机械效率为92.5%，人的体重为600N ，每只脚与地面接触面积为2×10﹣2m 2，则人对地面的压强p 地=？
（3）若用这根绳子和这些滑轮，组成图乙所示滑轮组，利用它从水中缓慢匀速提起（不计水的阻力）一个边长为3×10﹣1m 的正方体B ，当提到B 的下表面所受水的压强为2×103Pa 时，绳子断裂。

则正方体B 的密度ρB =？
5、某正在测试中的一款无人汽车，其质量为1.6×103kg ，汽车以72km/h 的速度在平直公路上匀速行驶75min ，消耗汽油6.4kg ，所受的阻力是汽车总重的0.05倍，汽油的热值是4.5×107J/kg ，g 取10N/kg ，求：
（1）汽车以72km/h 的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力； （2）汽车发动机的功率；
（3）在测试汽车的加速性能时，该汽车从静止开始以大小为a 的匀加速直线运动（若一物体沿直线运动，且在运动的过程中加速度保持不变且大于0，则称这一物体在做匀加速直线运动），汽车通过
的距离与加速度、时间关系为：s =2
012
v t at +（s 为运动的距离，单位为m ；v 0为初始速度，单位为
m/s ；a 为匀加速度，单位为m 2·s -，t 为加速时间，单位为s ），求：此汽车从静止开始，以10m 2·s -匀加速直线运动2s 通过的距离。

-参考答案-
一、单选题 1、D 【解析】
【详解】 由图知
n 甲=2，n 乙=3
AB ．不计绳重及摩擦，绳子受的拉力分别为
1
()2
F G G '=+甲
甲动 1
(3
)F G G '=+乙
乙动 因为
G 甲=G 乙
所以
F′甲＞F′乙
乙更省力；滑轮组的机械效率
=
==W W Gh G
W W W Gh G h G G η=+++有有总有额动动
物体的重力和动滑轮的重力相同，所以两滑轮组的机械效率相同，故AB 错误； CD ．不计绳重及摩擦，物体的重力分别为
G′甲=2F 甲-G 动 G′乙=3F 乙-G 动
因为
F 甲=F 乙
所以
G′乙＞G′甲
乙更省力，滑轮组的机械效率
1=
===1+W W Gh G
G W W W Gh G h G G G
η=+++有有动
总有额动动
动滑轮的重力相同，乙的重力较大，乙的机械效率较大，故D 正确，C 错误。

故选D 。

2、B 【解析】 【详解】
ACD ．筷子、钓鱼竿、船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，都属于费力杠杆，故ACD 不符合题意；
B ．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B 符合题意。

故选B 。

3、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 。

4、B 【解析】 【详解】
AC．道钉撬、钢丝钳在使用时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，但要多移动距离，故AC不符合题意；
B．火钳在使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，但可少移动距离，即为省距离的杠杆，故B符合题意；
D．天平为等臂杠杆，不省力也不费力，不省距离也不多移动距离，故D不符合题意。

故选B。

5、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。

6、A
【解析】
【详解】
由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向图示虚线位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，但始终在l2＜l1时是省力杠杆，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

7、C
【解析】
【详解】
过支点做F1、F2、F3作用线的垂线段，即为力臂，然后比较力臂的大小，从而确定出力的大小；如图所示：从图中可得
l 1＞l 2＞l 3
根据杠杆平衡条件1122Fl F l 可知，用动滑轮拉同一重物G ，阻力和阻力臂乘积为定值，沿三个不同方向，用的拉力大小关系是
F 1＜F 2＜F 3
故选C 。

8、C 【解析】 【详解】
使用定滑轮时，若摩擦不计，绳子自由端的拉力等于物重。

即
F 1=F 2=F 3=G
定滑轮只起到了改变拉力方向的作用，而对力的大小并未造成影响。

故选C 。

9、D 【解析】 【详解】
AB ．弹簧秤的示数为20N ，即绳子对弹簧秤的拉力为20N ，因同一根绳子各处的拉力大小相同，所以
绳子对物体M 的拉力也为20N 。

物体M 向左匀速直线运动，其受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，所以M 受到地面的摩擦力
f =F 拉=20N
M 受到地面的摩擦力的方向与物体运动方向相反，即水平向右，故AB 错误；
C ．M 在重力的方向上没有移动距离，所以M 受到的重力对M 所做的功为0J ，故C 错误；
D ．不计动滑轮与绳之间的摩擦和重力，由图知，拉力F 作用在动滑轮轴上，则拉力F 的大小为
F =2F 示=2×20N=40N
由图知，绳子的有效段数
n =2
则拉力端移动的速度是物体移动速度的1
2，故拉力端移动的速度
11
0.2m/s 0.1m/s 22
v v =
=⨯=绳 拉力F 的功率为
40N 0.1m/s=4W Fs W P Fv t t
=
===⨯绳绳 故D 正确。

故选D 。

10、B 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知
n 1=2，n 2=3
已知每个滑轮的质量相同，则动滑轮重相同；且两滑轮组均只有一个动滑轮，不计绳重及摩擦，则绳子受到的拉力分别为
()111
2
F G G =
+动 ()221
3
F G G =
+动
因G 1=G 2，故F 1＞F 2；因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度都相同，且
W 额=G 动h ，W 有用=G 物h
所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；由W W η=有总
可知，两滑轮组的机械效率
相同，即 η1=η2；又因为所用时间相同、总功相同，所以由W
P t
=可知，拉力做功的功率P 1= P 2，故B 正确；ACD 错误。

故选B 。

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、 小于 62.5% ＞ ＞ 【解析】 【详解】
[1]AB 是个杠杆，O 为支点，因为OA ＜OB ，由
FA ×OA ＝FB ×OB
可知，FA ＞FB 。

[2]由图知，甲滑轮组中n ＝2，由
η＝W W 有总
＝
Gh
Fs ＝Gh Fnh ＝G nF
得，甲滑轮组的效率
η甲＝
G nF
×100%＝2000N
21600N ⨯×100%＝62.5%
[3]由图示可知，甲图中n ＝2，乙图中n ＝3，由F ＝
1
n
（G +G 动）可知，F 甲＞F 乙。

[4]根据题意可知，两种方法提升货物，并且匀速提升高度相同，则有用功相同，而乙增加了定滑轮需要克服绳重及摩擦力做的额外功增加，由
η＝W W 有总
＝W W W +有额
有
可知，η甲＞η乙。

3、4 【解析】 【详解】
如图所示
NO =2OM ，铁丝平衡，根据杠杆平衡条件
21G OA G OB ⨯=⨯
代入数据
1
2
mg OA mg OB ⨯=⨯ 故
OA =2OB
由图可知
OMA BON θ∠=∠=∠
夹角θ的正弦
sin OA
sin OMA OM
θ==
∠ 夹角θ的余弦
cos cos OB
BON ON
θ==
∠ 夹角θ的正切
22411OA
sin OA ON OM tan OB cos OB OM ON
θθθ
===⨯=⨯=
4、 6 20 【解析】 【详解】
[1]绳端移动的距离
2?2m=4m s h ==2
拉力做的功
40N?4m=160J W Fs ==
拉力的功率
W 160J P=
=16W t 10s
= [2]若不计绳重和摩擦，由()1
2
F G G =
+动 可得，动滑轮的重力 22?40N-60N=20N G F G =-=动
5、汽车行驶时1s 做功8×104J 【解析】 【详解】
功率是表示物体做功快慢的物理量，汽车行驶时的功率为80kW ，表示发动机在1s 内完成80000J 的功。

三、计算题
1、（1）2000N ；（2）1kg 【解析】 【详解】
解：（1）已知汽车行驶的速度为
72km/h 20m/s v ＝＝
输出功率为
440kW 410W P ＝＝
由W Fs P Fv t t
=
==可知汽车的牵引力为 4410W
=2000N 20m/s
P F v ⨯==
（2）已知汽油机的效率为
40%＝
汽车发动机做的有用功为
372000N 910m 1.810J W Fs ＝＝＝
由=
100%W
Q 放
可知消耗的汽油完全燃烧放出的热量为 771.810J
=4.510J 40%
W
Q 放η⨯==⨯
由Q qm 放＝可知汽车消耗的汽油质量为
774.510J =1kg 4.510J/kg
Q m q 放
⨯==⨯
答：（1）汽车向前的牵引力为2000N ； （2）汽车消耗的汽油是1kg 。

2、5，3
5
G 【解析】 【详解】
解：①凡是承担动滑轮和重物的绳子都属于有效绳子。

由图知有5股有效绳子。

②根据滑轮组的平衡条件1
(F G G n
=+物动），因为滑轮重力和绳子与滑轮间的摩擦力忽略不计，所以绳子力为
113
=3=555
F G G G =⨯物
答：①如图有5股有效绳子； ②绳子力是3
5
G 。

3、（1）2500J ；（2）80%；（3）40N 【解析】 【详解】
解：（1）由图可知，物体A 用细绳跨过定滑轮与物体B 连起来。

在A 的作用下，B 由斜面底端被匀速拉上顶端，因此绳对B 的拉力的大小等于物体A 的重力，即
200N A F G ＝＝
拉力对B 做的功
200N 12.5m 2500J W FL ⨯总＝＝＝
（2）克服B 的重力做的有用功
B 500N 4m 2000J W G h ⨯有＝＝＝
则机械效率
2000J
100%=
100%=80%2500J
W W η⨯⨯有总
＝ （3）拉力做的额外功
2500J 2000J 500J W W W 额总有＝﹣＝﹣＝
由W fs 额＝可得，B 与斜面间的摩擦力大小为
500J
=40N 12.5m
W f L
=
=
额 答：（1）此过程中，拉力对B 所做的功为2500J ； （2）斜面的机械效率为80%； （3）B 与斜面间的摩擦力大小为40N 。

4、（1）370N ；（2）1×104Pa ；（3）2.8×103kg/m 3 【解析】 【详解】
解：（1）物体的重力
740J
370N 2m
A W G h
=
=
=有用 （2）拉力做的总功
740J
800J 92.5%
W W η
=
=
=有总用
绳子拉力
800J
200N 222m
W F h
=
=
=⨯有用 人对地面的压力
600N 200N=400N F G F ==地人﹣﹣
人对地面的压强
4-22400N
=110Pa 2210m
F p S =
=⨯⨯⨯压地 （3）正方体浸入水中的深度
333210Pa
=0.2m 110kg/m 10N/kg
p h g ρ⨯==⨯⨯下水
正方体排开水的体积
21223310m 0.2m=1.810m V a h ==⨯⨯⨯﹣﹣排（）
正方体受到的浮力
3323110kg/m 10N/kg 1.810m =180N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯﹣浮水排
动滑轮的重力
A 2200N 370N=30N G nF G ==⨯动﹣﹣
正方体的重力
3200N 30N+180N=750N B G n F G F ='+=⨯浮动﹣﹣
正方体的质量
750N 75kg 10N /kg
B B G m g === 正方体的体积
31323310m =2.710m B V a ==⨯⨯﹣﹣（）
正方体的密度
33B B 23B 75kg 2.810kg/m 2.710m
m V ρ-=
=≈⨯⨯ 答：（1）物体的重力为370N ；
（2）人对地面的压强为1×104Pa ； （3）正方体B 的密度为2.8×103kg/m 3。

5、（1）800N ；（2）1.6410W ⨯；（3）20m
【解析】
【详解】
解：（1）汽车总重力
341610kg 10N/kg 1610N G mg ..==⨯⨯=⨯
汽车行驶时受到的阻力是
40.050.05?1.6?10N=800N f G ==
由于汽车在平直公路上匀速行驶，即汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力为
800N F f ==
（2）汽车的速度
72km/h=20m/s v =
汽车的功率为
4800N?20m/s=1.6?10W W Fs P Fv t t
==== （3）汽车的初速度为0m/s ，所以v 0=0m/s ，汽车2s 通过的距离为
2-220110m/s?2s+?10m?s ?(2s)=20m 22
s v t at =+= 答：（1）汽车发动机的牵引力为800N ；
（2）汽车发动机的功率为1.6×104W ；
（3）汽车从静止开始，匀加速直线运动2s 通过的距离为20m 。