初中物理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

这是一份初中物理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．如图所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50N的重物静止在水平地面上．当在B端加竖直向下的作用力F=30N时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直．已知OA=15cm，OB=5cm，则重物对水平地面的压力为( )
A．80NB．60NC．40ND．20N
2．如图，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力与摩擦，则（ ）
A．小球到达最右侧时动能最大
B．到达右侧最高点时动能不为零
C．左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D．左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
3．“跳远”是一项常见的体育运动。跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做的目的是（ ）
A．使跳远运动员产生惯性
B．加大跳远运动员的冲力
C．增大了跳远运动员的动能
D．减小了跳远运动员的动能
4．关于功与功率，下列说法中正确的是（ ）
A．机器做功少，功率一定小
B．功率小的机器做功不一定慢
C．功率大的机器做功一定快
D．功率大的机器一定比功率小的机器做的功多
5．质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行,如果它们的动能相等,那么（ ）
A．大雁比鸽子飞得快
B．鸽子比大雁飞得快
C．大雁比鸽子飞得高
D．鸽子比大雁飞得高
6．如下图所示，杠杆AB绕点B转动，C为AB的中点，在C处挂一重物G，动力F作用在A点，则该杠杆（ ）
A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆
C．一定是等臂杠杆D．可能是等臂杠杆
7．一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，此过程中他对鸡蛋做的功约为（ ）
A．0.lJB．1JC．10JD．100J
8．在体育考中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示．若实心球重20N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7m,则（ ）
A．实心球到达最高点时机械能为零
B．实心球从最高点到落地点的过程中将重力势能转化为动能
C．从最高点到落地点重力做功为零
D．实心球在空中飞行时小明一直对球做功
9．在“测滑轮组机械效率”的活动中，小滨同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示，然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，小滨同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为3H，如图乙所示，则以下所求物理量正确的是（ ）
A．拉力所做的总功W=2FH
B．拉力所做的有用功W有用=2GH
C．该滑轮组的动滑轮重力G动=2F-G
D．该滑轮组的机械效率η=G/3F
10．如图所示装置，在水平拉力F的作用下，物体M沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10N,，物体M的运动速度为1m/s（若不计滑轮与绳子质量）.那么在此过程中（ ）
A．物体M与地面间的摩擦力为20N
B．1s内滑轮对物体M做功为等于20焦
C．水平拉力F做功的功率为大于20瓦
D．水平拉力F做功的功率为等于20瓦
11．所图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A，C两点到B点的竖直距离hAhC。下列说法中不正确的是（ ）
A．A点的机械能最大
B．小球的机械能总量逐渐变小
C．小球的机械能总量保持不变
D．小球的动能和重力势能可以相互转化
12．如图所示OB为粗细均匀的均质杠杆，O为支点，在离O点距离为a的A处挂一个质量为M的物体，杠杆每单位长度的质量为m，当杠杆为多长时，可以在B点用最小的作用力F维持杠杆平衡？（ ）
A． B． C．2Ma/mD．无限长
13．一均匀木板AB，B端定在端壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫有长方形木块C，恰好使木块水平，如图所示，现有水平力F由A向B缓慢匀速推动，在推动过程中，推力F将（ ）
A．大小不变B．逐渐增大C．逐渐减小D．先增加后减小
14．用一根长为L、重为G0的均匀铁棒，插入一个边长为a、重为G的正方体物块的底部，在另一端施加一个向上的力，将物块撬起一个很小的角度(如图所示，图中的角度已被放大).如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一，则要撬动物块，作用在铁捧最右端的力至少为()
A．B．
C．D．
二、简答题
15．一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F保持1.5×103N，汽车沿水平方向匀速移动了2m，滑轮组的机械效率为90%。求：
（1）拉力F做的总功。
（2）有用功的大小。
（3）汽车受到的阻力大小。
16．一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N．
（1）求货车空载匀速行驶1千米，牵引力做的功是多少？
（2）有同学发现一般发动机功率大的汽车最高时速就会比较高，那么若汽车的牵引力用F表示，速度用v表示，汽车的输出机械功率用P表示，请你推导出F、v与P之间的关系式P=Fv．
17．如图所示，物体A是立方体铁块，边长是20厘米。当水平拉力F=80牛时，物体A恰好作匀速直线运动，已知铁的密度是7.8 ×103千克／米3，物体A运动时受到地面的阻力是物重的0.3倍。
（1）物体A对水平地面的压强是多少帕？
（2）该滑轮组的机械效率是多少？
18．如图所示，工人以20cm/s的速度拉着绳子使重物沿竖直方向匀速向上运动，已知物体重400N，动滑轮重100N，不计绳重和摩擦．求：
（1）工人5s钟所做的功；
（2）工人做功的功率；
（3）该动滑轮的机械效率．
三、填空题
19．在2013年中国吉尼斯之夜节目上，赵小龙表演以头“走“楼梯的绝技。他将一个软垫套在头顶，倒立着只用头“走”了34级台阶，创造了新的吉尼斯世界纪录。
（1）小龙在头上套一个软垫，可以_________（选填“减小”或“增大”）对头的压强。
（2）若每级台阶高8厘米，小龙的质量是30千克，则“走”完34级台阶，他至少做功_______焦耳。
20．甲站在0．5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0．7m/s匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等。某时刻他们的位置如图所示，此时甲的重力势能 乙的重力势能，甲的机械能 乙的机械能（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
21．过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，保家同学制作了一个过山车模型，如图所示，他把重力为G的铁球放在A点，然后让它沿光滑轨道由静止滚下，轨道的右侧有一弹簧，铁球先后经过B、C、D点，到达E点（弹簧压缩至最短），已知B点离台面高度为零，A、D点离台面的高度分别为hA、hD，则从A位置到B位置铁球的重力做功是_____；D点小铁球的动能为________，当到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，小球_______（选填“处于”或“不处于”）平衡状态。
22．如图所示，杆OA长L0，O端用铰链绞于垂直墙面，杆上B处有一制动闸OB长为L1，闸厚为D，轮子C的半径为R，闸对飞轮的摩擦力是闸对飞轮压力的0.5倍.飞轮顺时针转动时，要对飞轮施加力矩（力与力臂乘积）M，才能减速而制动.若杆与闸重力不计，在A端需加垂直与杆的力F的大小为______.
23．目前杭城的高层建筑越来越多，为了方便居民的上下楼，各高层建筑都安装了垂直升降式电梯，楼内安装的垂直升降式电梯可以使人们方便上下。该电梯铭牌如下，其工作原理如图所示。在额定状态下试运行时，所载15人平均每人质量是60千克，测得电梯从一楼匀速上升到顶楼所需时间为40秒。一楼到顶楼高度为60米。动滑轮和绳的重力及摩擦均不计，g＝10N/kg。求：
（1）钢丝绳的拉力。
（2）该电梯的机械效率。
（3）该电动机的功率。
额定载客量
15人
空载电梯质量
500千克
电动机效率
75%
参考答案
1．C
【详解】
根据杠杆平衡的条件：F1l1=F2l2，有：F1×OA=F2×OB；即：F1×15cm=30N×5cm，所以F1=10N，则重物对地面的压力
F=50N−10N=40N
故选C。
2．D
【详解】
A、B．小球到达最右侧（右侧最高点）时速度为零，则动能为零。故A、B错误，不符合题意。
C、D．小球在左侧最高点和右侧最高点时速度都为零，动能都为零。因不计空气阻力与摩擦，则机械能守恒，所以小球在左侧最高点和右侧最高点时的重力势能相等，则小球在左侧最高点和右侧最高点时的高度相等。故C错误，不符合题意，D正确，符合题意。
3．C
【详解】
跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，改变的只是速度，而没改变运动员的质量，所以运动员的惯性没变。只是增加了运动员的动能。故C正确，A. B. D错误。
4．C
【解析】
【详解】
AD．影响功率大小的因素是做功的多少和做功的时间，只知道做功的多少，不能判断功率的大小，AD项不符合题意。
BC．物体做功越快，功率越大，相反，功率越大，做功就越快。B项不符合题意，C项符合题意。
5．B
【解析】
【详解】
动能的大小与质量和速度有关，质量越大动能越大，速度越大动能越大，质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行，如果速度相同，质量大的大雁动能大，如果它们的动能相等，一定是大雁的速度小，故B正确。
故选B.
6．D
【详解】
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂的大小决定了动力的大小。
以上图为例，当力的方向不同时，力臂的大小也会不同，杠杆的省力情况也会不同。
故D符合题意。
7．B
【详解】
一只鸡蛋的质量约50g=0.05kg，受到的重力为
G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
从地上拿起鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，通过的距离大约2m，所以对鸡蛋做的功大约为
W=Gh=0.5N×2m=1J
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
8．B
【详解】
A．实心球到达最高点时有重力势能，且最大，所以机械能不为零，故A不符合题意。
B．实心球从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度越来越小，速度越来越快，所以重力势能越来越小，动能越来越大，将重力势能转化为动能， 故B符合题意。
C．从最高点到落地点过程中，球在重力方向上移动了一段距离，所以重力做了功，重力做功不为零，故C不符合题意。
D． 实心球在空中飞行时，小明对球没有了力的作用，所以小明对球不做功， 故D不符合题意。
9．D
【详解】
由图可知，物体的重由三段绳子承担，
钩码升高H，则绳子自由端移动的距离为：s=3H，
有用功：W有=GH，
总功：W总=Fs=F×3H=3FH，故A错误、B错误；
额外功W额= W总 W有=3FHGH
该滑轮组的动滑轮重力：G动====3F-G.则C错
该滑轮组的机械效率：
η= == =，故D正确。
10．D
【解析】
【详解】
AB、如图所示，n=2，物体做匀速运动，若不计滑轮与绳子之间的摩擦力，f=2F=2×10N=20N；由于滑轮与绳子之间存在摩擦力，则物体M与地面间的摩擦力小于20N，物体移动的路程s′=v物t=1m/s×1s=1m，所以1s内滑轮对物体M做功小于20焦，故AB错误；
CD、拉力移动的距离：
s=2s′=2×v物t=2×1m/s×1s=2m，
拉力做功：W=Fs=10N×2m=20J，
拉力做功功率：
P===20W；
故C错误，D正确。
故选D.
11．C
【分析】
影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．影响重力势能大小的因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．机械能是动能和重力势能的和，在小球运动的过程中，只有空气阻力忽略不计时机械能守恒．
【详解】
由题可知从A→B→C的过程中小球要克服空气阻力一些机械能转化成内能，所以此过程中机械能减小，故B正确，C错误，由A→B过程中重力势能转化为动能，B→C的过程中小球的动能转化为重力势能，故D正确，由于小球在A点时是最初起始位置 能量还没有损耗，故A点的机械能最大。故D正确。故选C.
12．A
【详解】
由题意可知，杠杆的动力为，动力臂为，阻力分别是重物和杠杆的重力，阻力臂分别是和，重物的重力，杠杆的重力
，
由杠杆平衡条件可得：
，
代入相关数据则
，
得：
，
移项得：
，
杠杆的长度是确定的，只有一个，所以该方程只能取一个解，
该方程根的判别式等于0，因为当时，方程有两个相等的实数根，即有一个解，
即：
，
则，
得，
将代入方程
，
解得。
故选A。
13．B
【分析】
以木板AB为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力，由杠杆平衡条件知；在C逐渐向右推移的过程中，根据支持力对轴B的力臂逐渐减小，可知的变化；由此可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大，然后再由平衡条件知，水平推力F的变化。
【详解】
以木板AB为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力，两力臂如图所示：
根据杠杆平衡条件可得
水平力F由A向B缓慢匀速推动木块，的力臂在减小，重力G及其力臂均不变，则根据杠杆平衡条件可知，在整个过程中在逐渐增大，根据力的作用是相互的，则可知杆对物体C的压力也逐渐变大，根据影响摩擦力大小的因素可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大，由力的平衡条件知，水平推力F也逐渐增大。
故选B。
14．C
【详解】
如图所示：
在撬起物块时，物块为以左端点为支点发生转动，所以物块可视为一根杠杆，
由图1可知，动力臂为阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，支持力是物重的，即，
力的作用是相互的，则物块对铁棒的压力：
；
则对铁棒来说，物体提供的阻力为；在阻力与阻力臂一定的情况下，由杠杆平衡条件可知：
动力臂越大，动力越小，如图2所示，当力垂直于铁棒时，力的力臂是铁棒的长度，的力臂最大，力最小；铁棒重力的作用点是铁棒的重心，在铁棒的中点处，即铁棒重力的力臂，物体提供的阻力为，力臂；由杠杆平衡条件可得：
；
则
；
故选C。
15．（1）6000J
（2）5400J
（3）2700N
【详解】
拉力移动的距离：
s=2h=2×2m=4m，
拉力做的功：
W总=Fs=1.5×103N×4m=6×103J；
(2)由于η=×100%，
则拉力做的有用功：
W有用=W总η=6×103J×90%=5.4×103J；
(3)由W=Fs得滑轮组对汽车的拉力：
F′===2.7×103N，
汽车做的是匀速运动，所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力，大小相等，
所以汽车受的阻力f=F′=2.7×103N。
答：(1)拉力做的功为6×103J；
(2)有用功为5.4×103J；
(3)汽车所受的水平阻力为2.7×103N.
16．(1)12.5×106J；(2)见解析
【详解】
(1)根据题意知道，货车空载行驶时所受的阻力大小是：
f=0.1G=0.1×2.5×104 N=2500N，
所以，当货车匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，即F=f=2500N，故匀速行驶1千米时，牵引力做的功是：
W=Fs=2500N×1000m=2.5×106J；
(2)由于，，，所以，发动机的功率是：
。
答：(1)货车空载匀速行驶1千米，货车牵引力做的功为2.5×106 J；
(2)发动机的功率是。
17．(1) 1.56×104(2) 78%
【详解】
(1)体积为：
V=a3=(0.2m)3=8×10−3m3，
由ρ=可得：物体A的质量：
m=ρV=7.8×103kg/m3×8×10−3m3=62.4kg，
由于物体A在水平地面上，则物体A对水平地面的压力为：
F=G=mg=62.4kg×10N/kg=624N，
面积：
S=a2=(0.2m)2=0.04m2，
则压强：
p===15600Pa；
(2)物体A受到的摩擦力：
f=0.3G=0.3×624N=187.2N，
滑轮组的机械效率：
η= ×100%=×100%=×100%=×100%≈78%.
答：(1)物体A对水平地面的压强是15600帕？
(2)该滑轮组的机械效率是78%。
18．（1）工人5s钟所做的功为250J；
（2）拉力做功的功率为50W；
（2）该动滑轮的机械效率为80%．
【解析】
（1）由图知，n=2，不计绳重和摩擦，
拉力：F=（G轮+G物）=（400N+100N）=250N，
绳端移动的距离：s=vt=20cm/s×5s=100cm=1m，
拉力做功：W总=Fs=250N×1m=250J．
（2）拉力做功的功率：
P===50W；
（3）物体升高的高度：h===0．5m，
有用功：W有=Gh=400N×0．5m=200J，
该动滑轮的机械效率：
η=×100%=×100%=80%．
19．减小 816J
【详解】
(1)小龙在头上套一个软垫，这是在压力一定的情况下，通过增大受力面积的方法来减小对头的压强；
(2)每级台阶高8厘米，则“走”完34级台阶所走的路程h=0.08m×34=2.72m，小龙的重力G=mg=30kg×10N/kg=300N，W=Gh=300N×2.72m=816J.
20．等于 小于
【详解】
由图可见，甲、乙的高度相同，甲的质量等于乙的质量，所以甲的重力势能等于乙的重力势能；质量相等，甲的速度小于乙的速度，甲的动能小于乙的动能，因此甲的机械能小于乙的机械能。
21．W=GhA E= G(hA-hD) 不处于
【详解】
[1]从A位置到B位置的竖直高度为hA,所以铁球从A位置到B位置重力做功：
W=GhA；
[2]不考虑能量损失，则机械能是守恒的，小球到D点时具有的动能由减小的重力势能转化而来，所以小球在D点时的动能大小为：
E= G(hA-hD)；
[3]小球到达E点时，水平方向上只受到弹簧向左的弹力做用，受力不平衡，所以不处于平衡状态。
22．F = 2M×L0 / (R×L1)
【详解】
设闸对飞轮压力为 F1，则
F1 = L1×F/L0
闸对飞轮的摩擦力 ：
F2 = 0.5F1 = 0.5 L1×F/L0
M = R×F2 = 0.5 R×L1×F/L0
所以
F = 2M×L0 / (R×L1)
23．(1)；(2)；(3)；
【解析】
【详解】
(1)已知：
则：
由图知：滑轮组中，有三根绳子承重，故拉力：
(2)电梯的总功为：
电梯的有用功为：
故滑轮组的机械效率：
(3)电动机做的功为：
电动机的功率是：
答：(1)钢丝绳的拉力是；
(2)该电梯的机械效率是；
(3)电动机的功率是；