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测试题

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测试题，共14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．下列各项不属于功的单位的是（ ）
A．牛顿·米/秒B．牛顿·米C．瓦特·秒D．焦耳
2．下列能量都属于机械能的是 （ ）
A．动能和热能B．势能和动能
C．势能和热能D．电能和热能
3．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恰好以0.5m/s的速度作匀速直线运动，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。下列说法错误的是（ ）
A．物体Ａ的质量是62.4千克
B．物体A对水平地面的压强是15600帕
C．拉力F的功率是40瓦
D．该滑轮组的机械效率是78%
4．在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB=BC，如下图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1＜W2， P1＜P2
B．W1=W2， P1=P2
C．W1＜W2， P1=P2
D．W1=W2， P1＜P2
5．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
6．将餐叉平插入玉米粒根部，用手向下压叉柄，玉米粒便在餐叉的撬动下脱落，如图。这一过程中，餐叉相当于一个（ ）
A．省力杠杆
B．费力杠杆
C．等臂杠杆
D．省距离杠杆
7．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
8．如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（ ）
A．变小B．变大C．不变D．先变大后变小
9．如图是一个左右对称的粗糙凹形槽，将一个粗糙的小球从A点由静止释放，小球由A点运动到B点的过程中，产生100J内能。忽略空气阻力，下列说法正确的是该小球（ ）
A．能够从A点运动到D点
B．从A点到C点的过程中，机械能减少100J
C．从A点到B点的过程中，机械能减少100J
D．从A点到B点的过程中，势能减少量等于动能增加量
10．某校学生运动会上新增了素质类项目——“扔羽毛球”。晶晶用50牛顿的力将一个重为0.5牛顿的羽毛球扔出10米远，则晶晶对羽毛球做的功是（ ）
A．500JB．5JC．505JD．无法确定
11．下列生活实例中，对图片描述正确的有（ ）
A．甲：不计阻力及能量损耗，网球从刚击球拍到球拍形变最大过程中，网球机械能守恒
B．乙：铁锁来回摆动最终停下，在铁锁下降过程中，重力势能全部转化为动能
C．丙：人造地球卫星由于不受空气阻力，只有动能和势能的转化
D．丁：跳水运动员从高处落下，动能转化为重力势能
12．如图是投篮练习的动作分解图示。下列相关说法正确的是（ ）
A．篮球离手后，人对篮球没有做功
B．篮球在上升过程中机械能越来越大
C．篮球离开手后在空中的速度一直变小
D．篮球离开手后还能继续向上运动是由于受到惯性的作用
二、简答题
13．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
14．（14分）如图，一卡车车厢底板距地面1.5 m高，小明把一块3 m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F="600" N的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1000 N。
（1）把木箱由B处推动A处，用了30 s时间，求木箱的运动速度；
（2）小明推木箱做的总功是多少？
（3）小明做的有用功是多少？
（4）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数）
（5）斜面的摩擦力是多大？
15．质量为40kg 的货物放在水平地面上．
（1）小明利用如图所示的滑轮组来提升该货物，已知拉力F=250N，货物在10s内被匀速提升了3m．求此过程中拉力的功率；
（2）求滑轮组的机械效率．
16．2016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、填空题
17．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____。
18．如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中，它的________能减小。滚摆到最低点后又上升。
19．小科将重为15N的物体挂在如图所示滑轮组上，动滑轮的重为3N，在力F的作用下匀速向上运动，实际使用中拉力的大小可能为（ ）
A．4NB．5NC．6ND．7N
20．在无风的天气里，雨滴在云层形成后，在重力作用下竖直加速下落。由于受到空气阻力，雨滴最终达到一个恒定的速度匀速落向地面，这个速度叫做终极速度．一滴重为G=2.5×10-3N的雨滴从高空由静止开始竖直落下，已知雨滴所受空气阻力为f=kv2，式中k为比例系数，且k=1×10-4N•s2/m2，v为雨滴下落的速度．
（1）该雨滴下落过程中，其动能和重力势能的变化情况是___
A．动能减小，重力势能增大 B．动能先增大后保持不变，重力势能减小
C．动能增大，重力势能减小 D．动能先增大后减小，重力势能减小
（2）若f=Csv2设水的密度为ρ，水滴可以看成半径为R的球体，水滴的体积公式为V=
水滴的横截面积为S=πR2，试推导雨滴下落的终极速度Vm=___（用C、ρ、g、R表示）．细心的小兰发现：“瓢泼大雨”以很大的速度到达地面，而“毛毛细雨”则缓慢地飘到地面，由此可见，雨滴的终极速度与雨滴的___有关．
4πR3
3
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A．根据：
可知，牛顿•米/秒是功率的单位；故A项符合题意；
B．根据知，焦耳等于牛顿•米；故B项不符合题意；
C．根据知，焦耳等于瓦特•秒；故C项不符合题意；
D．焦耳是功的专用单位；故D项不符合题意；
2．B
【详解】
机械能分为动能和势能，势能分重力势能和弹性势能，所以热能和电能不属于机械能，故ACD错误，B正确。
故选B.
3．C
【详解】
A．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，故A正确；不符合题意；
B．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，故B正确；不符合题意；
C．由图可知，n为3，则拉力移动的速度为v=3v物=3×0.5m/s=1.5m/s，则拉力F的功率P===Fv=80N×1.5m/s=120W，故C错误；符合题意；
D．物体A受到的摩擦力f=0.3G=0.3×624N=187.2N，根据η=====得：
机械效率：
η=×100%=×100%=78%
故D正确。不符合题意。
故选C.
4．D
【详解】
因为AB=BC，所以，根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；
因为小球在自由下落时做加速运动，所以根据v=可知，小球在BC段运动的时间短，
所以，根据公式P=可知,物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1故D正确，ABC错误。
5．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。
6．A
【分析】
结合图片，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
【详解】
用手向下压叉柄，撬动的过程中动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。
故选A。
7．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。
8．A
【详解】
拉力F方向不变、木板始终在水平位置保持静止，则拉力F的力臂l1不变，当物块向左滑动时，物块重力G不变，但重力G的作用线靠近支点，即重力G的力臂l2变小。根据杠杆平衡条件有F×l1=G×l2，则：
F=，
因l1、G不变，l2减小，所以F减小。故A符合题意。
9．C
【详解】
A．由于存在摩擦力，所以机械能不守恒，所以小球运动到右侧的高度不能达到A点的高度。即小球不能够从A点运动到D点。故A错误。
B．小球由A点运动到B点的过程中，产生100J内能，即从A点到B点已经消耗了100J的机械能，所以从A点到C点消耗的机械能应大于100J，即机械能减少量应大于100J。故B错误。
C．小球由A点运动到B点的过程中，产生100J内能，即从A点到B点已经消耗了100J的机械能，机械能减少100J。故C正确。
D．从A点到B点的过程中，机械能不守恒，所以势能减少量不等于动能增加量。故D错误。
10．D
【详解】
做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离；羽毛球离开手后，扔球的力已经撤销，有距离没有力，扔球时，有扔球的力，但没有扔球时手移动的距离，故无法判断晶晶对球做的功，故ABC错误，D正确。
故选D.
11．C
【分析】
动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；判断物体动能、势能、机械能大小变化时，从它们的影响因素考虑；在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。
【详解】
A．不计阻力及能量损耗，网球与球拍的总能量是守恒的；但网球从刚撞击球拍到球拍形变最大过程中，网球的机械能会转化为球拍的弹性势能，则网球的机械能减少，故A错误；
B．铁锁来回摆动最终停下；在铁锁下降过程中，由于要克服空气阻力做功，所以重力势能没有全部转化为动能，故B错误；
C．在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，只有动能和势能的转化，故C正确；
D．运动员从高处落下，质量不变，高度减小，速度增大，则重力势能减小，动能增大，所以重力势能转化为动能，故D错误。
故选C。
12．A
【分析】
根据做功的两个必要因素（作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离）进行分析；根据机械能守恒的条件分析；分析篮球受到的力，根据力与运动的关系得出结论；惯性是物体本身具有的保持原来运动状态不变的性质。
【详解】
A．篮球离手后，人对篮球没有力的作用，则没有做功，故A正确；
B．篮球在上升过程中除重力外，克服空气阻力做功，其机械能减小，故B错误；
C．篮球离开手后上升过程中速度一直变小，然后下落过程中速度一直增大，故C错误；
D．篮球离开手后还能继续向上运动是由于篮球本身具有惯性，而不是受到惯性，故D错误。
故选A。
13．（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.
14．（1）0.1 m/s（2）1800J（3）1500J（4）83%（5）100N
【解析】
(1)v="s/t=3" m/30 s="0.1" m/s (2)W总="Fs=600" N×3 m="1800" J
(3)W有用="Gh=1000" N×l.5 m="1500" J
(4)η= W有用/W="1500" J/1800 J= 83.3%≈83%
(5)W额外=W总–W有用="1800" J–1500 J="300" J
f摩= W额外÷s="300" J÷3 m="100" N
15．（1）此过程中拉力的功率为150W；（2）滑轮组的机械效率为80%．
【解析】
（1）由图可知，n=2，
则绳子自由端移动的距离：s=2h=2×3m=6m，
拉力做的功：W总=Fs=250N×6m=1500J，
拉力的功率：
P===150W；
（2）提升重物做的有用功：W有=Gh=mgh=40kg×10N/kg×3m=1200J，
滑轮组的机械效率：
η=×100%=×100%=80%；
16．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：
。
17．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：
===；
18．重力势能
【解析】
【详解】
滚摆沿着悬线向下运动的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增加。
19．D
【分析】
当使用滑轮组提升重物时，根据计算自由端的拉力大小。
【详解】
根据图片可知，承担重力的绳子段数，那么自由端的最小拉力为
而实际使用过程中，还有摩擦等其他因素的影响，所以拉力肯定大于6N，则D符合题意。
故选D。
20．B 质量．
【解析】
【分析】
（1）分析雨滴动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素考虑．
①动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
②重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（2）根据共点力平衡条件和题意中有关摩擦力的关系式列式求解；
【详解】
(1)雨滴下落时，质量不变，高度减小，重力势能减小。
雨滴下落时，开始时雨滴的重力大于空气阻力，合力向下，雨滴的速度越来越快，动能不断增大。雨滴运动速度不断增大，增大到雨滴受到的空气阻力等于雨滴的重力时，合力为零，雨滴进行匀速直线运动，动能不变。
所以雨滴在整个下落过程中，动能先增大后不变，重力势能不断减小。
故应选B.
(2)当f=mg时,雨点达到最终速度vm,则Csv2m=mg，
根据ρ=、V=πR3则有：Csv2m=ρπR3g，
解得：vm=
“瓢泼大雨”以很大的速度到达地面，而“毛毛细雨”则缓慢地飘到地面，由此可见，雨滴的终极速度与雨滴的质量有关。