初中物理苏科版九年级全册第十一章 简单机械和功综合与测试单元测试当堂检测题

苏科版初中物理九年级上册第十一章《简单机械和功》单元测试卷

考试范围：第十一章；考试时间：75分钟；总分：80分

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）

1. 踮脚是一项很好的有氧运动，如图，它简单易学，不受场地的限制，深受广大群众的喜爱，踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是(    )

A. 脚后跟是支点，是省力杠杆
B. 脚后跟是支点，是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆

2. 如图所示，在轻质杠杆上吊一重物，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力，使杠杆缓慢地从转至，则在转动过程中(    )

A. 不变，杠杆是省力杠杆 B. 变大，杠杆是省力杠杆
C. 不变，杠杆是费力杠杆 D. 变大，杠杆是费力杠杆

3. 小柯用图中装置提升重为牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是(    )

A. 两个滑轮均为定滑轮
B. 人将绳子拉过米，物体也上升米
C. 物体匀速上升时，人对绳子的拉力为牛
D. 使用该装置不能省力，但能改变力的方向

4. 如图所示为我国第一部物理学著作远西奇器图说所记载的一机械装置，书中对小球、的质量大小关系作出了正确的推测。若小球的质量为克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球的质量可能为(    )

A. 克 B. 克 C. 克 D. 克

5. 如图甲所示，物体在水平拉力的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在内，拉力所做的功为(    )

A.      B.    C.  D.

6. 如图所示，是质量相同的小球甲、乙均从处竖直下落到处的过程中，每隔相等时间曝光一次分别得到的照片，据此记录，下列说法正确的是(    )

A. 两球的平均速度相等
B. 两球的重力做功相等
C. 甲球受的阻力比乙大
D. 甲球做匀速直线运动

7. 如图甲所示，在粗糙程度均匀的水平地面上的运动物体，受到方向不变的水平拉力的作用，其和图像分别如图甲和图乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是(    )

A. 内拉力做功为 B. 内拉力做功为
C. 内拉力的功率逐渐变小 D. 第拉力的功率为

8. 如图所示的装置，物体放在水平桌面上，小华同学在绳自由端用竖直向下的力拉绳时，物体在时间内匀速向右运动，不计滑轮重、绳重和轴摩擦，下列说法不正确的是 (    )

A. 物体与桌面间的滑动摩擦力是
B. 时间内拉力做的功是
C. 时间内拉力的功率是
D. 时间内绳子自由端移动距离为

9. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，绳子受的拉力分别为、，保持甲、乙两绳自由端的速度相同，把相同的物体匀速提升相同的高度。若不计绳重及轴处摩擦，下列说法正确的是(    )

A. 和大小相等
B. 绳子自由端移动的距离相等
C. 和的功率相同
D. 两个滑轮组的机械效率相同

10. 利用如图所示甲、乙装置，在相同的时间内，用同样大小的力、把物重相等的物体、提升相同的高度，如果、分别表示甲、乙装置的机械效率，、分别表示、做功的功率，则(    )

A. ，
B. ，
C. ，
D. ，

11. 如图是常用的一些工具，它给我们带来了很多便利。其中属于费力杠杆的是(    )

A. 核桃夹 B. 食品夹
C. 园艺剪刀 D. 天平

12. 在杭州动物园内，一位物理老师仅用小小的弹簧测力计量程就测出了一头大象的质量，测量时利用了一根长度约为的槽钢作为杠杆不计槽钢和铁笼的质量。当槽钢水平静止时，弹簧测力计的读数为，测得吊车吊钩的悬点距弹簧测力计一端点，距系铁笼处点。当他拉着弹簧测力计匀速竖直向下拉动了，使装有大象的铁笼向上运动了。有关此次活动的说法正确的是(    )

A. 该大象的质量为
B. 拉力做的功为
C. 拉力的功率是
D. 他若想称量更重的大象，可以将弹簧测力计的悬挂点向点靠近

第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

13. 如图所示，质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上，现分别用始终竖直向上的力和分别作用在和的中点，使它们缓慢的竖直起来，且砖不在地面上滑动，当砖的边、刚离开地面时          选填“”、“”或“”。当两块砖抬高至竖直位置时，、做功的大小分别为、，则          选填“”、“”或“”。
14. 甲、乙两个同学体重之比是：，都从一楼走到三楼，甲和乙所用时间之比为：，那么甲、乙做功之比______ ，功率之比为______ ．
15. 如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡，被测物体和秤砣到提钮的距离分别为、，秤砣的质量为，秤杆的质量忽略不计，则被测物体的质量为______。若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会______选“偏大”或“偏小”。

16. 在冬奥会某场馆建设中，采用如图所示的装置提升重物，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体在内匀速上升了，物体的速度是______，若物体重，该工人重，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为，人对滑轮组做的总功为______，水平地面对人的支持力是______。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

17. 如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面，该器材相当于一根杠杆杠杆自重不计图乙为其简化图，锻炼时手在点用力向上举手柄将点的配重抬高，达到锻炼上肢的目的．请在图乙中画出动力臂阻力及阻力臂．

18. 如图，在撬棒上作出撬起“石块”的最小力及对应的力臂．

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

19. 斜面是简单机械的一种，可用于克服竖直提升重物的困难。几名同学围绕斜面展开如下两个方面的探究忽略空气阻力：

小花同学猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。她利用图甲的装置进行实验，用弹簧测力计匀速拉动物块并记录数据如下表：

表格的空白处应该填的数据是___________；

第一次实验中，物块受到斜面的摩擦力为___________；

通过分析实验数据，可得结论：___________。

小埔同学想探究物体沿斜面下滑过程中的能量转化。如图乙，他将同一物体分别置于两个高度相同但倾斜程度不同的斜面顶端由静止释放，物体均沿斜面运动到底端。

若斜面光滑，下滑过程中物体的运动速度___________选填“增大”、“减小”或“不变”；

已知斜面对物体的支持力为，斜面长，支持力在这个过程中做功___________；

若两斜面的材料相同，物体沿斜面下滑到底端的速度为，物体沿斜面下滑到底端的速度为，则___________选填“”、“”或“”，判断的依据是___________。

20. 同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：

滑轮组机械效率的高低可能与动滑轮重有关；

滑轮组机械效率的高低可能与被提物重有关；

滑轮组机械效率的高低可能与物体被提升的高度有关；

滑轮组机械效率的高低可能与承重绳子的段数有关一名同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所测实验数据填入下表．

在表中填入四次实验的绳子段数和机械效率；

根据实验________和________可知，滑轮组机械效率的高低与被提物重有关选填；

根据实验可知，滑轮组的机械效率与________有关；

要探究滑轮组机械效率的高低是否与物体被提升的高度有关，应该选用________填“同一”或“不同”滑轮组，提升________填“相同”或“不同”的高度去研究．

五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）

21. 用一根绳子把如图所示的两个定滑轮和两个动滑轮组成一个最省力的滑轮组．若每个滑轮重，绳子的最大承重能力为．

画出滑轮组的装配图；

求用此滑轮组最多能提起多重的物体不计摩擦；

若在内将重物竖直提起，求拉力的功率是多少；

求此滑轮组的机械效率是多少．

22. 如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的石块拉至井口的装置图。已知井深，石块重，汽车重，汽车匀速拉绳子时的拉力，汽车受到的阻力为车重的，忽略绳重及滑轮的轴摩擦。取求：

动滑轮的重力；

将石块从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功。

23. 电动玩具车质量为，它与水平地面的接触面积为，该车在水平地面上运动时，车内电动机提供的水平动力与速度的关系如图所示．取求：

玩具车对水平地面的压强．

该玩具车在水平地面以的速度做匀速直线运动时，水平动力做功的功率是多少？

24. 电梯的简化模型如图甲所示．考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和减小的过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的．某次上升过程中电梯所受拉力随上升高度变化的图像如图乙所示，这个过程用时求这个过程中：

电梯上升的平均速度；

拉力做的功；

拉力做功的功率

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：
如图所示，踮脚时，脚掌与地面接触的地方是支点，小腿肌肉对脚的拉力向上，从图中可知动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

故选：。
结合图片和生活经验，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。
本题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
 

2.【答案】 

【解析】解：由图可知，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知，动力逐渐变大。
故选：。
从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件分析，力作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，然后分析阻力与阻力臂的关系，并得出正确结果。
 

3.【答案】 

【解析】

【分析】
定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；
动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力但要费距离。
本题考查了定滑轮和动滑轮的省力情况，属于基础知识的考查。
【解答】
A、由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成，故A错误；
B、使用动滑轮时，物体上升，则绳子的自由端会通过，故B错误；
C、不计摩擦和滑动自重，使用动滑轮能省一半的力，物体的重力为，则拉力为，故C正确；
D、使用动滑轮能省力，使用定滑轮能改变力的方向，故D错误。
故选：。  

4.【答案】 

【解析】解：不考虑摩擦和绳重，定滑轮即不省力又不省距离，则绳子对的拉力等于的重力，当下降时，下降的高度等于沿斜面上升的距离大于竖直上升的高度，根据功的原理可知，重力对做的功等于绳子的拉力对做的功，也等于克服的重力做的功，即，因为，所以，因此的质量肯定小于。
故选：。
不考虑摩擦和绳子重力，根据定滑轮的特点和功的原理分析解答。
此题主要考查了定滑轮、斜面特点，以及功的原理的运用。属于基本内容，难度适中。
 

5.【答案】 

【解析】由图乙可知，在内，拉力为

由图丙可知，在内，物体做匀速运动，有

此时摩檫力与拉力是一对平衡力，大小相等，有

根据

可得，物体运动的距离为

由做功的计算公式可得，物体克服摩檫力所做的功为

故ACD不符合题意，符合题意。

故选B。

6.【答案】 

【解析】A.小球甲、乙均从处竖直下落到处，通过的距离相等，乙球所用时间大于甲球所用时间，所以由可知甲球的平均速度大于乙球的平均速度，故A错误；

B.甲、乙两球的质量相同，则重力相同，两球均从下落到处，下落高度相同，由可知，甲、乙两球的重力做功相等，故B正确；

甲球在相等的时间内通过的路程不相等，甲球做直线运动，所以甲球做变速直线运动，由图可知，乙球在相等时间内通过的路程相同，并且乙球做直线运动，所以乙球做匀速直线运动，甲球做加速直线运动，甲的重力大于甲受到的阻力，乙球做匀速直线运动，乙受到竖直向上的阻力和竖直向下的重力是一对平衡力，大小相等，甲、乙两球质量相等，则重力相等，所以甲受到的阻力小于乙受到的阻力，故CD错误。

故选B。

7.【答案】 

【解析】A.由图甲可知，内，拉力为，由图乙知，内，物体做匀速直线运动，，所以内物体移动的距离

则推力对物体做功

故A正确；

B.由图乙知，内，物体速度为，处于静止状态，没有在拉力的方向上移动距离，拉力不做功，故B错误；

C.由图甲可知，内，拉力为，由图乙知，内，物体运动速度逐渐增大，由

可知，功率逐渐变大，故C错误；

D.由图甲可知，第拉力的大小为，由图乙可知，时速度为，时速度为，物体做加速直线运动，所以第的速度为，由

可知，功率为

故D错误。

故选A。

8.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查摩擦力、拉力、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是对物体的受力分析，分析出动滑轮上绳子的段数。
当保持匀速运动状态时，物体所受的摩擦力等于拉力的倍；
由滑轮组的结构看出，，则；由可求得时间内拉力做的功；
由可求得时间内拉力的功率。

【解答】

由图可知，滑轮组有效绳子段数，所以物体受到的拉力为，物体做匀速直线运动，由二力平衡可知，物体与桌面间的滑动摩擦力，不符合题意；
绳子自由端在时间内移动的距离，不符合题意；
时间内拉力做的功，符合题意；
时间内拉力的功率，不符合题意。
故选B。  

9.【答案】 

【解析】A.不计绳重及摩擦，甲滑轮组动滑轮上的绳子段数为，则绳子的拉力

乙滑轮组动滑轮上的绳子段数为，则绳子的拉力

所以和大小不相等，故A错误；

B.提升物体的高度相同，甲绳子自由端移动的距离

乙绳子自由端移动的距离

绳子自由端移动的距离不相等，故B错误；

C.不计绳重及摩擦，甲拉力做的功

乙拉力做的功

，物体上升相同的高度，绳子自由端移动的距离不相等，速度相同，则两滑轮组使物体上升相同高度所需时间不同，由可得，功率不同，故C错误；

D.提升的物体高度相同，则额外功和有用功为

，

滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同，滑轮组的机械效率

所以滑轮组的机械效率相同，故D正确。

故选D。

10.【答案】 

【解析】已知，，提升高度，所用时间，
甲、乙装置在相同时间内所做的有用功分别为，，
，
它们所做的总功分别为，，，
根据机械效率定义式，它们的机械效率分别有为，，
故由此可知，选项B、不正确．
根据功率定义式，、做功的功率分别为，，
因，故．
由此可知，选项A不正确
 

11.【答案】 

【解析】解：、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、食品夹使用时动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B正确；
C、园艺剪刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D错误。
故选：。
结合图片和生活经验，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。
此题考查的是杠杆的分类，主要包括以下几种：省力杠杆，动力臂大于阻力臂；费力杠杆，动力臂小于阻力臂；等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。
 

12.【答案】 

【解析】解：
A、不计槽钢和铁笼的质量，根据杠杆平衡条件有，
所以，大象的重力：，
由可得，大象的质量：
；故A错误；
B、根据相似三角形的性质可得，拉力移动的距离，
则拉力做的功；故B正确；
C、拉力的功率：故C错误；
D、根据杠杆平衡条件可知，动力臂和阻力臂一定时，要想称量更重的大象，需要动力臂更长，因此将弹簧测力计的悬挂点更加远离点。故D错误。
故选：。
已知拉力动力、动力臂、阻力臂，利用杠杆平衡条件得到大象重力阻力，然后根据重力与质量成正比，得到大象的质量；
根据相似三角形的性质求出拉力移动的距离，然后利用计算拉力做的功；
利用计算拉力的功率。
根据杠杆平衡条件分析解答。
此题是一道与杠杆有关的应用题，考查了杠杆的五要素、平衡条件的应用和功率的计算，是一道利用物理规律解决实际问题的应用题，体现了物理与社会生活密切相关的特点。此题关键是根据相似三角形的性质求出拉力移动的距离。
 

13.【答案】

【解析】左图以与地面接触的下边为支点转动，克服重力才能将砖抬起，由杠杆平衡条件得到

右图同理有    

所以

在或边不断抬高的过程中，动力臂始终等于阻力臂的倍，所以动力臂与阻力臂的比值不变，砖的重力不变，由杠杆的平衡条件可知，在或不断抬高的过程中，动力的大小不变，即始终等于；由

可知，拉力移动的距离大，由可得，两次拉力做功的关系为

14.【答案】：；： 

【解析】

【分析】
已知甲乙所上楼的高度相同，甲、乙体重之比，上楼所用时间之比，利用分别求出甲和乙做的功，得出做功之比即可．同理利用功率的计算公式求出功率，得出比值．
本题只要正确运用功和功率的公式，表示出甲、乙两位同学的功率，然后整理化简即可求解．
【解答】
：：，：：，：：
可得：；
由可得，．
故答案为：：；：．  

15.【答案】  偏大 

【解析】解：如图，
由杠杆平衡可知，
即：，
。
若秤砣有缺损，减小，而不变，所以要变大，
杆秤所示的质量值要偏大。
故答案为：；大于。
知道秤砣的质量和两边力臂的大小，利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量；
若秤砣有缺损时，左边的力和力臂不变，右边的力减小，根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂增大，即：杆秤所示的质量值要大于被测物的真实质量值。
本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用，找出力臂大小是本题的关键。
 

16.【答案】     

【解析】解：物体的速度：；
拉力做的有用功：，
由可知，人对滑轮组做的总功：；
由图可知，绳子自由端移动的距离：，
由可知，绳子自由端的拉力：，
此时人受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和支持力，由力的平衡条件可知，水平地面对人的支持力：。
故答案为：；；。
利用求物体的速度；
利用求有用功，利用求人对滑轮组做的总功；
由图可知，绳子自由端移动的距离，利用求拉力，对人进行受力分析，根据力的平衡条件求出水平地面对人的支持力。
本题考查了力的平衡条件条件、速度公式、功的公式和机械效率公式的应用，关键是从图中得出滑轮组绳子的有效股数。
 

17.【答案】 

【解析】略
 

18.【答案】 

【解析】略
 

19.【答案】         当物重与斜面的粗糙程度一定时，斜面越陡，机械效率越高     增大               根据，两种情况下做的有用功相同，斜面机械效率高，克服摩擦力做的额外功少，故当物体滑到斜面底端时，机械能转换成的内能少，物体在斜面上动能较大，即的速度较大。 

【解析】第三次的机械效率为

第一次实验中，总功为

有用功为

额外功为

本实验中克服摩擦力做的功为额外功，故物块所受斜面的摩擦力为

纵向分析表中的实验的数据，结论是：当物重与斜面的粗糙程度一定时，斜面越陡，机械效率越高。

若斜面光滑，则物体只受到垂直斜面上的支持力与物体的重力作用，这两力的合力斜向下，为非平衡力，故物体的运动状态要发生改变，下滑过程物体的运动速度增大。

因支持力与移动的距离垂直，故这个过程中支持力做功为。

根据，两种情况下做的有用功相同，由知，斜面机械效率高，克服摩擦力做的额外功少，故当物体滑到斜面底端时，机械能转换成的内能少，物体在斜面上动能较大，即的速度较大。

20.【答案】见下表．

承重绳子的段数
同一 不同 

【解析】　，
，
，
．
 

21.【答案】滑轮组的装配图如图所示．

设绳子的最大承重能力为，物体和动滑轮的总重为，动滑轮重为，物重为，绳子的段数为．
根据，
则，
最多能提起的物重．
拉力的功率
．
滑轮组的机械效率有
． 

【解析】略
 

22.【答案】

【解析】由题图可知，承担石块重的绳子股数，由于忽略绳重及滑轮的轴摩擦，由，得动滑轮的重力  。

绳子自由端移动的距离，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功  。

23.【答案】解：玩具车对水平地面的压力

，

玩具车对水平地面的压强

．

根据图像可知，该玩具车在水平地面以的速度做匀速直线运动时的牵引力，

水平动力做功的功率．

【解析】略
 

24.【答案】解：平均速度．

J.

．

【解析】略