华师大版九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试课时练习

这是一份华师大版九年级上册第5章 功和简单机械综合与测试课时练习，共17页。试卷主要包含了选择题，简答题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球以椭圆轨道运行，如图所示。近地点a离地面高度为439千米，远地点b离地面高度为2384千米，它从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是 （ ）
A．势能减小，动能增大
B．势能增大，动能减小
C．势能增大，动能不变
D．势能增大，动能增大
2．为增强体质，2018 年 12 月 23日育英初中分校举行了教工篮球比赛，如图所示为投球后，蓝球落地在地面弹跳的频闪照片，照片中位置 1、2、3 高度相等，则该蓝球（ ）

A．在位置 1、2 和 3 的动能相等B．在位置 1、2 和 3 的重力势能相等
C．在位置 1、2 和 3 的动能越来越大D．在位置 1、2 和 3 的重力势能越来越小
3．如图所示，正常使用时属于费力机械的是（ ）
A．定滑轮B．扳手
C．镊子D．自行车的车把
4．如图是一种打开泥蚶的钳子，用力按压a点，可以打开泥蚶.下列能正确表示使用钳子打开泥蚶时的杠杆示意图是（ ）
A．AB．BC．CD．D
5．一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的（ ）
A．动能不变，势能不变B．动能不变，势能增加
C．动能增加，势能增加D．动能增加，势能不变
6．奥运会举重运动员在比赛时，第一阶段把100千克的杠铃很快地举过头顶，第二阶段使杠铃在空中稳稳地停留了3秒钟，3名裁判都亮出了白灯，确认她这次举重成功。关于她举重时对杠铃做功的情况，下列说法中正确的是 （ ）
A．她在第一阶段内没有做功
B．她在第二阶段内没有做功
C．她在两个阶段内一直都在做功
D．她在两个阶段内都没有做功
7．大伟同学用一个离手3米高的定滑轮拉住重100牛的物体，从滑轮下方沿水平方向移动4米，如图所示，若不计绳重和摩擦，他至少做了多少功（ ）
A．200焦B．300焦C．400焦D．500焦
8．如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中（ ）
A．重力势能增加、动能减小
B．重力势能减小、动能增加
C．重力势能增加、动能增加
D．重力势能不变、动能不变
9．为保证市场的公平交易，我国已有不少地区禁止在市场中使用杆秤。杆秤确实容易为不法商贩坑骗顾客提供可乘之机。如图所示秤砣质量为1千克，秤杆和秤盘总质量为0.5千克，定盘星到提纽的距离为2厘米，秤盘到提纽的距离为10厘米，若有人换了一个质量为0.8千克的秤砣，售出2.5千克的物品，物品的实际质量是（ ）
A．1.96千克B．0.32千克C．3.125千克D．2.1千克
10．以下各项事例中，重力对人体有做功的是（ ）
A．观礼的贵宾们从天安门城楼上往下走
B．习主席站在水平开动的检阅车上
C．升旗手站在旗杆下
D．演员们静止站在彩车上
11．如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（ ）
A．刀刃很薄可以增大压力
B．铡刀实质上是一种费力杠杆
C．甘蔗放在a点比b点更易被切断
D．手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
12．如图，一体重为G的工人通过定滑轮拉着政在水平地面上的重物A，所用的力为F。若重物A所受重力为GA，重物A对地面的压力为FA，且F＜G＜GA，定滑轮所受总重力为G定，不计绳重及滑轮摩擦。当整个装置处于静止平衡状态时，下列说法正确的是（ ）
A．FA与GA大小相等，方向相同
B．F与FA大小相等，方向相反
C．F和G是一对平衡力
D．天花上的O点受到的向下拉力大小等于2F＋G定
13．停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（ ）
A．A点B．B点C．C点D．D点
14．如图甲，一块重为G的石板，搁在相距L的A、B相同桥墩上，形成一座便桥，一辆质量为m的小车从A端驶向B端。则图乙中可以表示A桥墩受力大小与x关系的是（ ）
A．B．
C．D．
二、简答题
15．利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体，下图P-t图像中表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。已知0～80s时间内，物体始终以v=0.1m/s的速度匀速上升，当t=80s时，物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上。已知电动机的电压是200V，物体上升过程中的摩擦阻力不计，g取10N/kg。求：
（1）湖水的深度h1，甲板离水面距离h2
（2）物体的质量m，长度l，体积V
（3）若电动机电能转换为机械能的效率为80%，求在0～50s内，电动机线圈中电流的大小
16．“塔吊”是建筑工地上普遍使用的起重设备．如图所示的“塔吊”，AB是竖直支架，CD是水平臂，其上OC段叫平衡臂，C端装有配重体，OD段叫吊臂，E处装有滑轮组，可在O、D两点间移动，滑轮组重力及摩擦不计。
（1）OE=15m时，若用此“塔吊”能起吊重物的最大质量是0.8t，则当滑轮组移到D点（OD=25m）时能够安全起吊重物的最大质量是多少？
（2）OE=15m时，用此“塔吊”将0.8t的钢材先竖直匀速吊起8m，然后沿水平方向慢慢旋转90°后即送到指定位置，在这一过程中“塔吊”对钢材做了多少功？
17．小明到某山区旅游时，发现一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械（如图所示），当地人借助这种装置可以将较重的物体很轻便地搬运到二楼上面，对此小明充满好奇，经主人同意后，小明借助该装置，用很小拉力就能将质量为80千克的重物匀速提升了3米，请根据所学知识解答下列问题：
(1)该装置可简化看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，则属于动滑轮是的________（选填“A”或“B”）；
(2)重物上升3米的过程中，小明对重物做的功为多少________？
(3)主人介绍滑轮B的质量为5千克，不计绳重和摩擦，整个过程中，小明做的功是多大________？
18．图甲是建筑工地上常见的塔式起重机示意图．这种起重机主要用于房屋建筑施工中物料的竖直或水平输送．
（1）由杠杆的平衡条件可知，塔式起重机的起重量随起吊幅度而变化，起吊幅度越大，起重量_________
（2）某塔式起重机是通过电动机带动如图乙所示滑轮组竖直起吊物料的．已知起吊重为3×104N的物料时，电动机的输出功率为60kW，物料匀速上升的速度为1.5m/s．试求：
①电动机作用在滑轮组上的水平拉力F；_____
②这次起吊时滑轮组的机械效率．______
三、填空题
19．一颗树的树叶平均高度是3米，其一生中共蒸腾了100吨水，这颗树对水做的功是 。
20．2015年4月，衢州突然落下冰雹。请回答：
(1）如图，小明家的汽车引擎盖被冰雹砸得坑坑洼洼，这体现出力的作用效果：_____。
(2）有一颗冰雹质量为100克，从1000米的高空下落到地面（假设冰雹在下落过程中质量不变）,重力对它做功_____焦。
21．如图 a，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a 是压缩弹 簧后小球静止释放的位置，b 是弹簧原长时小球的位置，c 是小球到达最右端的位置，则小 球从 a 运动到 c 的过程中，在____（选填“a”“b”或“c”）位置动能最大；在课外兴 趣小组活动中，小明想验证重力势能与高度的关系：他在水平地面上铺一张纸，将蓝球表 面涂黑，使蓝球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑 A、B，如图 b 所示，球 从较高处下落形成的圆斑是图中的“A”还是“B”，请写出你的选择并说明理由______。
22．如图所示，两位同学用一根轻竹棒抬重物。乙同学为了减轻甲同学的负担，请你写出一种合理的做法_____________，假如乙同学要承担3/5的力，那么甲同学的肩头到重物挂点O的距离与乙同学的肩头到重物挂点O的距离之比是____。
23．如图所示，有一根均匀铁棒，长为L，OA＝2L/5，重力G＝900N，为了不使这根铁棒的B端下沉，所需外力F至少应为_____N，若F的方向不变，微微抬起这根铁棒的B端，所需外力F′应为_____N。
参考答案
1．B
【详解】
人造地球卫星从近地点向远地点运动时，高度增加、速度减小，所以势能增大、动能减小，动能转化为势能。故B符合题意。
2．B
【详解】
小球在在位置1、2和3，高度相等，势能也相等，在弹跳的过程中需要克服摩擦力阻力做功，有一部分机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以动能减小。故ACD错误，B正确；
3．C
【详解】
A． 定滑轮是等臂杠杆，既不省力也不费力，故A选项不符合题意；
B． 扳手在使用时动力臂大于阻力臂，是省力机械，故B选项不符合题意；
C． 镊子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力机械，故C选项符合题意；
D． 自行车把在使用时较为省力，是省力机械，故D选项不符合题意。
4．D
【解析】
【详解】
据图可知，打开泥蚶时，用力按压a点，a点受到向下的力，泥蚶给b点一个向下的阻力，故两个力都向下，所以选D.
5．B
【详解】
气球匀速运动时，质量不变，速度不变，动能不变，气球上升时质量不变，高度增大，重力势能增大。
故B符合题意。
6．B
【详解】
在第一阶段将杠铃举过头顶，在这个过程中，对杠铃有力的作用并且杠铃在力的作用下向上移动了一段距离，具备了做功的两个必要因素，所以在第一阶段，对杠铃做了功。
在第二阶段，只是对杠铃有力的作用，因为杠铃已经举过头顶且没有再往上移动距离，所以只有力没有距离，缺少一个必要因素，所以在第二阶段没有对杠铃做功。
故B正确。
7．A
【解析】
【详解】
滑轮为定滑轮，不省力，若不计绳重和摩擦，他至少做的功W总＝W有用＝Gh；
利用勾股定理计算绳子现在的长度，
所以物体被提高的高度为h＝5m﹣3m＝2m，
W＝Gh＝100N×2m＝200J。故A正确。
8．B
【详解】
当飞行器由远地点向近地点运行时，其运行速度增大，故动能增大；飞行器的高度在减小，故势能在减小，此过程中势能转化为动能；在近地点时，高度最小，重力势能最小，速度最大，动能最大，故B选项正确。
9．A
【详解】
设秤杆和秤盘的重心为C，当杠杆平衡时秤砣放在A点，
∵G秤×OC=G砣×OA，即：m秤g×OC=m砣g×OA，
0.5kg×OC=1kg×2cm，
∴OC=4cm，
使用1kg秤砣（正常情况下），设秤砣到O点的距离L，
∵m物g×OB+m秤g×OC=m砣g×L 即：2.5kg×g×10cm+0.5kg×g×4cm=1kg×g×L，
解得：L=27cm，
当使用0.8kg秤砣时，秤砣到O点的距离不变，
∵m物′g×OB+m秤g×OC=m砣′g×L，
即：m物′g×10cm+0.5kg×g×4cm=0.8kg×g×27cm，
解得：m物′=1.96kg，
物品的实际质量是1.96kg。
故A正确。
10．A
【详解】
物体做功必须同时具备两个条件，一是必须有力作用在物体上；二是物体在力的方向上产生了一段距离，本题BCD三个选项在重力的方向上均没有移动距离，所以重力没有做功；而贵宾从天安门城楼上往下走，在重力的方向上移动了一段距离，所以重力对人体有做功，故A选项符合题意。
11．C
【分析】
（1）根据增大压强的方法判定；
（2）对于杠杆类型的判断可从动力臂与阻力臂的大小关系上入手；
（3）在阻力不变的情况下，减小阻力臂，能减小动力；
（4）在阻力、阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小．
【详解】
A.刀刃很薄是通过减小接触面积来增大压强的，故A错误；
B.铡刀在使用时动力臂大于阻力臂，实质上是一种省力杠杆，故B错误；
C.甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断，故C正确；
D.手F1沿方向用力比沿F2方向时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，动力越大，故D错误。
故选C。
12．D
【分析】
解决此题的关键是要知道滑轮两端绳子的拉力大小相等，且整个装置处于静止平衡状态；分别先后对滑轮、人、A物体进行受力分析，然后根据力的平衡去求解。
【详解】
A．物体A的重力GA方向为竖直向下，重物A对地面的压力为FA方向为竖直向下，方向相同；对A物体进行受力分析，受到了绳子对A向上的拉力F拉，地面对A向上的支持力F支和本身的重力GA，因A静止，处于平衡状态，则有
可得
又因滑轮为定滑轮，F拉=F，对于物体A来说，地面对A向上的支持力F支等于重物A对地面的压力FA，则有
即FA大小等于GA与F之差；故A错误；
B．人的拉力F方向向下，与重物A对地面的压力为FA方向相同，经分析可知，FA大小等于GA与F之差，故B错误；
C．人的拉力F和人的重力G不是作用在同一个物体上的力，所以不是一对平衡力，故C错误；
D．对滑轮进行受力分析，滑轮受到了向上的一段绳子的拉力、本身的重力G定、向下的两端绳子的拉力2F，根据力的平衡，可知滑轮受的向上的一段绳子的拉力为
根据力的作用是相互的可知：天花板上的O点受到的向下拉力大小也等于2F+G定，故D正确；
故选D。
13．D
【详解】
后轮被提起时，前轮是支点，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，要使提力最小，其力臂应最大，故此点应距离支点的水平距离最大，A、B、C、D四点中，D点作为动力作用点时动力臂最长，最省力。
故选D。
14．C
【分析】
如图甲所示是以B点为支点的杠杆模型，分析杠杆的受力及力臂，根据杠杆平衡条件可得出A点处桥墩受力大小与x的关系式，进而分析即可。
【详解】
由图甲可知，B点为支点，A点处有一竖直向上的支持力，力臂为L，石板的中点处受到重力G，力臂为，小车对石板的压力大小为，力臂为，根据杠杆平衡条件可得
根据相互作用力的关系可知，A点处桥墩受力大小为
由此可知A点处桥墩受力大小与x的关系式为一次函数，且F随x的增大而减小。
故选C。
15．（1）6米 2米
（2）2000千克 1米 1米3
（3）6.25安
【详解】
(1)物体从湖底至完全露出水面的时间t1=60s，
∵v=，
∴h1=vt1=0.1m/s×60s=6m；
∵当t=80s时,物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上。由图可知,t2=80s−60s=20s，
则
h2=vt2=0.1m/s×20s=2m；
(2)①由P=Fv可得：
F1=,F2=，
由图象可知,P1=1×103W，P2=2×103W，
F1==s=1×104N； F2= = =2×104N，
F1=mg−ρ水Vg，F2=G=mg，
m===2×103kg，
②由图象可知物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上所用时间从50秒到60秒这部分，即为10s，
则长度
l=vt3=0.1m/s×10s=1m；
F浮=G−F1=2×104N−1×104N=1×104N，
V= ==1m3；
(3)由电动机电能转换为机械能的效率为80%，
即 =80%,得：P电×80%=P1
∵P=UI，
∴I= ==6.25A.
答：(1)．湖水的深度h1为6m;甲板离水面距离h2为2m；
(2)．物体的质量m为2×103kg;长度l为1m;体积V为1m3；
(3)．电动机线圈中电流的大小为6.25A.
16．（1）480Kg （2）6.4×104J
【解析】
（1）滑轮组在E处时，由力矩平衡知：mg•OE=F•L，
当滑轮组移到D处时：m'g•OD=F•L
即：mg•OE=m'g•OD
0.8t×9.8N/kg×15m=m'×9.8N/kg×25m
则m'=480Kg
（2）塔吊对重物做功W=mgh=0.8×103×10N/kg×8m=6.4×104J
答：能够安全吊起的最大质量为：480Kg，在上升过程中对做物做功为6.4×104J。
17．B 2400J 2550J
【分析】
(1)轴固定不动的滑轮是定滑轮，滑轮和物体一起移动的滑轮是动滑轮。
(2)利用求重物重力，小明对重物做的功。
(3)求出动滑轮重力，由图知，n=5，不计绳重和摩擦，拉力，拉力端移动距离，利用求小明做的功。
【详解】
(1)[1]提升物体时，A的轴固定不动，属于定滑轮；B和物体一起移动，属于动滑轮。
(2)[2]重物的重力
小明对重物做的功
(3)[3]动滑轮B的重力
由图知，n=5，不计绳重和摩擦，则小明的拉力
拉力端移动距离
小明做的功
18．越小 2×104N 75%
【详解】
(1)[1]由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)可知，当动力与动力臂不变时，阻力与阻力臂成反比，
即阻力臂越大，阻力越小；阻力臂越小，阻力越大；题中动力与动力臂不变，则起吊幅度越大，起吊重量越小；
(2)①[2]由图可知，n=2，绳子移动的速度：
v绳=nv物=2×1.5m/s=3m/s，
由P= ==Fv可得，电动机作用在滑轮组上的水平拉力：
F== =2×104N；
②[3]这次起吊时滑轮组的机械效率：
η= ×100%=×100%=×100%=×100%==75%
19．3×106
【解析】
【详解】
这颗树对水做的功是：
20．力能使物体发生形变 1000
【详解】
第一空．冰雹对汽车引擎盖施加力，汽车引擎盖变得坑坑洼洼，说明了力可以使物体发生形变；
第二空．冰雹下落过程中重力做功：
W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×1000m=1000J.
21．b B；在质量相同的情况下，高度越高，重力势能越大，转变成的弹性势能大，球的形变大
【详解】
ab过程:弹力对小球做功,小球做加速运动，到b点时速度最大;bc过程:弹簧向左拉小球,拉力阻碍小球运动，小球做减速运动。故在b点时小球的动能最大。
从图中A. B的印迹看出，B球的形变大，说明在质量相同的情况下，高度越高，重力势能越大，转变成的弹性势能大，球的形变大。
22．将重物向乙方向移动（或乙同学靠近挂点O） 3:2
【解析】
【详解】
第一空．由杠杆的平衡条件可知,要减轻甲同学的负担即省力,那么需要延长甲同学到支点O的长度(增大动力臂);故要让乙肩膀前移(或让重物挂点O往乙移动)；
第二空．由F1l1=F2l2得：
===；
23．400 450
【详解】
[1]根据杠杆的平衡条件可知，
；
所以
解之得；
[2]微微抬起这根铁棒的B端，；所以
。