初中科学华师大版九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试课后练习题

这是一份初中科学华师大版九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试课后练习题，共10页。试卷主要包含了选择题，简答题，探究题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆( )
A．右边向下倾斜
B．左边向下倾斜
C．仍保持水平位置平衡
D．无法确定杠杆是否平衡
2．如图所示，让钢球从斜槽上由静止滚下，钢球运动到水平面上碰到静止的木块后，能将木块撞出一段距离。下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A．钢球能从斜槽上滚下是因为它具有惯性
B．木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多
C．钢球在斜槽上向下滚动时，它的机械能越来越大
D．木块被撞出一段距离，说明物体的运动需要力来维持
3．如图所示，滑轮组的每个滑轮质量相同，用它们将重为G1、G2的货物提高相同的高度(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是( )
A．用一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
B．若G1＝G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1＝G2，则拉力F1与F2所做的总功相等
D．若G1＝G2，则甲、乙滑轮组所做的额外功相等
4．如图所示的四种情景中，使用的工具属于费力杠杆的是( )
A．食品夹B．栽纸刀
C．托盘天平D．瓶盖起子
5．如图所示，用三种不同的方式分别拉同一物体在水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2和F3，则它们的大小关系正确的是(不计滑轮重和绳子与滑轮间的摩擦)( )
A．F3＜F1＜F2B．F1＜F2＜F3
C．F2＜F1＜F3D．F3＜F2＜F1
二、简答题
6．利用如图所示的滑轮组，用F＝1000N的力拉绳子自由端，货物A以0.1 m/s的速度匀速直线运动10s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在10s内移动的距离。___________________
（2）这个过程中拉力F的功率。___________________
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。___________________
7．已知物体的重力势能表达式为EP＝mgh，动能表达式为EK＝1/2mv2。其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1。
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W。
（3）物体落地前瞬间的动能EK2。
8．2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建。其工作原理如图所示。用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电(g取10N/kg)。
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的_____。
（2）发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为7.86×106m3，上下水库平均水位差637m。上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为___J。
三、探究题
9．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重力相等，杠杆刻度均匀。
（1）小周同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图甲所示，他们记录的数据为：动力F1＝1.5N，动力臂L1＝0.1m，阻力F2＝1N，则阻力臂L2＝_____m。
（2）下列四个因素中，不会带来实验误差的是_____。
A．铁架台自身的重力足够大
B．单个钩码的重力不完全相等
C．悬挂钩码的绳套重力偏大
D．杠杆与转轴之间的摩擦偏大
（3）小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到F2、F3两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图乙所示的结果。根据这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为：F1L1＝_____。(F1、F2、F3的力臂分别用L1、L2、L3表示)
10．据报道，高空坠物伤人事件时有发生。某兴趣小组对物体从高空落到地面的破坏力进行研究，做了以下两个实验。
实验一：将相同的鸡蛋从不同楼层静止释放，砸中铺在草坪上的二层玻璃，实验结果如下表所示：
实验二：将150克西红柿，300克土豆，500克瓶装矿泉水分别从8楼静止释放，观察到的现象与实验一中三次实验现象相同。
（1）实验中，物品从高空坠落的破坏力是通过___________来反映。
（2）实验一想验证的假设是___________。
（3）小明通过实验二得出结论：高度相同时，高空抛物的质量越大破坏力越大。你认为小明这样得出的结论是否合理？请说明理由___________。
四、填空题
11．如图所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1，并画出阻力F2的阻力臂L2。____
12．教室内的日光灯一般都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的(如图甲所示)，两条吊链竖直平行除了美观外，还蕴含着科学道理。
（1）图甲中a、b是挂日光灯的吊链。若以吊链a的固定点O作为支点，作为拉力时，可将灯视作_____(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
（2）比较图甲、图乙两种悬挂方式，图甲吊链受到的拉力大小为，图乙吊链受到的拉力大小为，则_____ (选填“＞”“＝”或“＜”)。
（3）若图甲中b吊链突然断开后日光灯将绕O点转动，此时日光灯的重力势能将_____(选填“增大”“减小”或“不变”)。
13．小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为_____m/s，水平拉力F的功率为_____W。
序号
物品
楼层数
实验现象
1
一个鸡蛋
10楼
一层玻璃破碎
2
一个鸡蛋
15楼
第一层玻璃破碎，第二层玻璃裂痕
3
一个鸡蛋
20楼
二层玻璃全碎
参考答案
1．A
【解析】
试题分析：如图所示，每个钩码的质量为50g，重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，杠杆上每小格的长度假设为1cm，则FA=0.5N×2=1N，LA=1cm×2=2cm，FB=0.5N，LB=1cm×4=4cm；所以FA×LA=FB×LB；在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，FA′=0.5N×3=1.5N，FB′=0.5N×2=1N，LA和LB的长度都不变，则FA′×LA=1.5N×2cm=3N•cm，FB′×LB=1N×4cm=4N•cm，因为FA′×LA＜FB′×LB，所以杠杆右边下倾，故应选A。
【考点定位】杠杆的平衡条件
2．B
【详解】
A．钢球能从斜槽上滚下是因为它受到重力的作用，而不是因为它具有惯性，故A错误；
B．根据W=Fs可知，木块被撞得越远，说明钢球对木块做的功越多，故B正确；
C．钢球在斜槽上向下滚动时，不计空气阻力，但钢球还受到摩擦力作用，钢球滚下时需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为内能，所以，钢球的机械能会减少，故C错误；
D．木块被撞出一段距离，是因为木块受到力的作用，其运动状态发生了变化，不能说明物体的运动需要力来维持，故D错误。
3．B
【分析】
（1）同一滑轮组提起重物不同时，所做的额外功相同，有用功不同，根据机械效率为有用功和总功的比值判断滑轮组机械效率是否变化；
（2）滑轮组所做的总功为克服物体的重力和动滑轮重力所做的功，根据W＝Gh比较两者所做总功之间的关系；
（3）滑轮组所做的有用功为克服物体重力所做的功，根据W＝Gh比较两者的大小，再根据机械效率为有用功和总功的比值比较两者机械效率之间的关系；
（4）根据W＝Gh比较有用功的大小。
【详解】
A．用同一个滑轮组提起不同的重物时，额外功不变，但有用功不同，有用功和总功的比值不同，则滑轮组的机械效率不同，故A错误；
BC．若G1=G2，且货物被提升的高度相同，根据W有=G物h可知，两滑轮组所做的有用功相等；
不计绳重和摩擦，拉力所做的总功为克服物体重力和动滑轮重力所做的功，因甲滑轮组只有1个动滑轮（即动滑轮重更小），所以由W总=（G物+G动）h可知，甲滑轮组做的总功小于乙滑轮组做的总功，由可知，甲滑轮组的机械效率高，故B正确，C错误；
D．两物体被提升的高度相同，动滑轮的重力不同，根据W=G动h可知，甲、乙滑轮组所做的额外功不相等，故D错误。
故选B。
【点睛】
涉及机械效率的问题时，关键是要清楚总功、有用功、额外功都在哪，特别要清楚额外功是对谁做的功，使用滑轮或滑轮组时，额外功为提高滑轮做的功、克服摩擦及绳子重做的功。
4．A
【详解】
试题分析：食品夹在使用时，阻力臂大于动力臂，属于费力杠杆，故A正确；栽纸刀在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B错误；天平在使用时，动力臂等于阻力臂，故属于等臂杠杆，故C错误；瓶盖起子在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D错误；故应选A。
【考点定位】杠杆的分类
5．C
【详解】
不计滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：假设物块与地面的摩擦力为f，
左滑轮为定滑轮，F1处于绳端，所以F1＝f；中间滑轮为动滑轮，F2处于绳端，则F2＝f；
右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力2f等于向右的拉力F3，即F3＝2f；
故F26．1 200 500
【解析】
（1）根据v= 可得，货物A在10 s内移动的距离：sA=vAt=0.1m/s×10s=1m；
（2）由图可知，动滑轮上绳子的有效股数：n=2，由η= = = = 可得，水平地面对货物A的摩擦力：f=2ηF=2×75%×1000N=1500N．
7．(1) 6 ; 0.8(2) 6(3) 6.8
【详解】
(1)由题意可得，物体被抛出时的重力势能：
Ep=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J；
物体被抛出时的动能：
EK1=mv2=×0.4kg×(2m/s)2═0.8J；
(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功：
W=Gh=mgh=0.4kg×10N/kg×1.5m=6J；
(3)不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒；落地时高度为0，此时其重力势能为0，动能最大；
所以,物体落地前瞬间的动能：
EK2=EK1+Ep=0.8J+6J=6.8J.
答：(1)物体被抛出时的重力势能EP为6J,动能EK1为0.8J；
(2)物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W为6J；
(3)物体落地前瞬间的动能EK2为6.8J.
8．重力势能 5.00682×1013
【详解】
（1）蓄能时，水被抽到上水库中，水的高度增加，所以电能转化为水的重力势能；
（2）水的质量为：
；
水的重力为：
；
水的重力做功为：
。
9．0.15 A F2L2＋F3L3
【解析】
（1）由杠杆平衡条件知，F1L1＝F2L2,阻力臂L2＝＝0.15m；(2)A.铁架台自身的重力足够大目的使杠杆稳定，但对杠杆的平衡无影响，故A符合题意；B. 单个钩码的重力不完全相等，则多个钩码总重力无法确定，对实验结果有影响，故B不符合题意；C. 悬挂钩码的绳套重力偏大，会对力的真实值有影响，故C不符合题意；D. 杠杆与转轴之间的摩擦偏大会影响杠杆的灵敏，对测量结果造成误差，故D不符合题意，故选A.(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个格的长度为L,根据杠杆平衡条件可知,杠杆右侧F3L3F2L2＝2G×2L2G×4L＝12GL;杠杆左侧F1L1＝4G×3L＝12GL,故左侧等于右侧,故F3L3F2L2＝F1L1.
10．玻璃破碎的程度 高空坠物的破坏力与物体下落高度有关 不合理，因为物体的种类没有控制相同
【详解】
(1)[1]被撞击后的玻璃破碎的程度越大，说明物品的破坏力越大；被撞击后的玻璃破碎的程度越小，说明物品的破坏力越小。
(2)[2]实验一中，物体的种类和质量相同，但是高度不同，因此想验证的假设是：高空坠物的破坏力与物体下落高度有关。
(3)[3]根据控制变量法的要求可知，高空抛物的破坏力与物体的质量和种类都有关系，探究破坏力与质量的关系时，必须控制物体的种类相同。我认为小明这样得出的结论不合理，理由：物体的种类没有控制相同。
11．
【解析】
解答：力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可。过O点作垂直于F2的垂线即为阻力F2的力臂L2.如下图所示：
点睛：由杠杆的平衡条件可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．
12．省力 ＜ 减小
【详解】
(1)[1]甲图中将日光灯看作杠杆，若以吊链a的固定点O作为支点，重力是阻力，作用点在灯的几何中心上，是动力，可见动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆；
(2)[2]甲图、乙图两种方式悬挂，支点都是O点，阻力和阻力臂都一样，只是的力臂大于的力臂，根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，所以；
(3)[3]甲图中b吊链突然断开后日光灯将在重力作用下绕O点转动，由于重心降低，所以重力势能减小。
13．0.1 3.6
【详解】
[1]物体移动的速度：
滑轮移动的速度：
[2]物体A受到向左的拉力等于地面的摩擦力加上B的摩擦力，已知，所以
又因为
则
拉力做功的功率