初中物理苏科版九年级全册5 机械效率同步训练题

北京市朝阳区中考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-简单机械与机械效率

一、单选题

1．（2020·北京朝阳·统考二模）如图所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N的钩码乙，O为支点，正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂l1，电子测力计的示数T随之改变，T- l1的关系如图所示。则下列判断正确的是（　　）

A．阻力臂l2为6cm

B．正方体甲受到的重力为6N

C．当动力臂l1=2cm时，左侧细绳对杠杆的拉力为2N

D．当动力臂l1=4cm时，正方体甲对电子测力计的压强为100Pa

2．（2020·北京朝阳·统考一模）如图所示的厨房器具中，在使用时属于省力杠杆的是（　　）

A．去核器

B．瓶盖起子

C．面包夹

D．筷子

3．（2020·北京朝阳·统考模拟预测）在图所示的四种用具中，使用时属于费力杠杆的是 （　　）

A．核桃夹子

B．撬棒

C．取碗夹子

D．瓶起子

4．（2020·北京朝阳·统考模拟预测）下面关于功、功率、机械效率说法正确的是 （　　）

A．功率小的机械做功一定快

B．做功时间越长，机器的功率越大

C．机械做功少，功率一定小，机械效率一定低

D．有用功一定时，额外功少的机械，机械效率一定高

二、多选题

5．（2020·北京朝阳·统考一模）在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/kg。则下列说法中正确的是（　　）

A．钢丝绳自由端的移动的速度为0.1m/s

B．电动机对钢丝绳做的功为2400J

C．建筑材料的质量为216kg

D．电动机对钢丝绳做功的功率为160W

6．（2020·北京朝阳·统考模拟预测）用如图所示的滑轮组提起物体A,当卷扬机用500N的力拉钢丝绳，使物体A在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为80%．不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，下列判断正确的是

A．物体A的重力为400 N

B．动滑轮的重力为300N

C．卷扬机做的有用功为1200J

D．卷扬机做功的功率为120W

7．（2021·北京朝阳·统考二模）如图所示，工人师傅用150N的力使重为2400N的物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，物体A受到的拉力水平向左。下列说法中正确的是（　　）

A．物体A受到的拉力为150N B．动滑轮重为60N

C．工人师傅拉力的功率为60W D．该装置的机械效率为80%

8．（2022·北京朝阳·统考二模）为了将放置在水平地面上重为150N的物体提升到高处，小阳设计了如图甲所示的滑轮组。小阳用竖直向下的拉力F拉绳，拉力F随时间的变化关系图像如图乙所示，物体上升的高度h随时间t变化的关系图像如图丙所示。若物体与地面的接触面积为5×10-2m2，不计绳重和摩擦。下列说法中正确的是（　　）

A．动滑轮受到的重力为50N

B．在0~1s内，物体对地面的压强为800Pa

C．在1~2s内，拉力F做的功为250J

D．在2~3s内，滑轮组的机械效率为83.3%

9．（2022·北京朝阳·统考一模）将边长为10cm、质量为2000g的正方体甲放在水平地面上，细绳的一端系于正方体甲上表面的中央，另一端竖直拉着杠杆的A端，把质量为400g 的物体乙悬挂在杠杆的B端， 此时，杠杆在水平位置平衡，如图所示。已知 lAO︰ lOB= 1︰2，不计杠杆的质量，g取10N/ kg。下列说法中正确的是（　　）

A．细绳对甲的拉力为4N

B．地面对甲的支持力12 N

C．甲对地面的压强为1200Pa

D．若用8N的力竖直向下拉乙，则甲对地面的压力为0

三、填空题

四、作图题

10．（2020·北京朝阳·统考二模）组装如图所示的滑轮组，画出滑轮组的绕线，使绳子自由端最省力。

(       )

五、实验题

11．（2020·北京朝阳·统考二模）利用图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件。杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码所受重力均为0.5N：

(1)如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）端调节；

(2)杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了4个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，可在B点下方挂_____个钩码；或在C点竖直______（选填“向上”或“向下”）施力，其大小为_________N。

12．（2021·北京朝阳·统考二模）为了探究动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2这4个量满足怎样的关系时杠杆平衡，小阳利用轻质细杆（杆上相邻刻度线之间的距离相等）和质量相等的钩码等器材进行实验。

（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向___________侧调节。

（2）将杠杆调节在水平位置平衡后，如图乙所示，在杠杆上的A点悬挂了2个钩码。为使杠杆保持在此位置平衡，可以在___________点悬挂钩码；也可以在___________点用弹簧测力计竖直向上拉杠杆。（选填“B”或“C”）

（3）小阳通过多次实验发现，杠杆平衡时，F1、F2、l1、l2满足的关系式是：___________。

13．（2022·北京朝阳·统考二模）小阳利用图所示的实验装置探究杠杆的平衡条件，其中，杠杆上相邻刻线间的距离相等，每个钩码所受重力均为0.5N。

（1）实验前，为使如图甲所示的杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向__________端调节；

（2）杠杆水平平衡后，在杠杆上的A点悬挂了3个钩码，如图乙所示，为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂__________个钩码；

（3）接下来，他将弹簧测力计挂在C点继续实验，如图丙所示，在用弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点，且始终保持杠杆在水平位置平衡的过程中，弹簧测力计的示数逐渐变大，请你解释原因__________。

六、计算题

14．（2020·北京朝阳·统考二模）如图甲是用滑轮组提升货物的示意图。在拉力F的作用下，货物被匀速竖直提升。此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系如图乙所示。g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计。求：

(1)货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率η；

(2)动滑轮的质量m动；

(3)当绳子自由端的拉力F为500N，货物以0.1m/s的速度被匀速提升时，拉力F的功率P。

参考答案：

1．D

【分析】通过甲物体处于平衡条件的分析确定杠杆所受的拉力大小，再根据杠杆平衡条件结合图像上不同的点来解题。

【详解】A．根据题意，甲始终处于静止状态，甲受到绳子的拉力，甲物体自身的重力，电子秤对甲物体的支持力

物体拉杠杆的力和杠杆拉物体的力是一对相互作用力

电子测力计对物体甲的支持力和物体甲对电子测力计的压力是一对相互作用力

即

根据杠杆的平衡条件

得

根据图像可知当T1=2N，L1=2cm

根据图像可知当T1=1N，L1=4cm

解得L2=2cm，G=2N，A、B选项错误；

C．由图像可知，当L1=2cm，此时T1=2N

细绳对杠杆的拉力是1N，C选项错误；

D．由图像可知，当L1=4cm，此时T1=1N，由公式

D选项正确。

故答案选择D。

2．B

【分析】本题考查杠杆的分类，根据动力臂和阻力臂判断。

【详解】A．用去核器时，动力臂小于阻力臂是费力的杠杆，故A项不符合题意；

B．瓶盖起子动力臂大于阻力臂是省力杠杆，故B项符合题意；

CD．面包夹子与筷子，动力臂小于阻力臂是费力的杠杆，故CD项不符合题意。

故选B。

3．C

【详解】A．核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意；

B．修树剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意；

C．取碗夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故符合题意；

D．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故不符合题意。

故选C。

4．D

【详解】A．功率大的机械，做功快，故A错误；

B．由 可知，做功时间越长，做功多少未知，机器的功率无法判断，故B错误；

C．机械做功少，做功不一定慢，功率不一定小，与机械效率无关，故C错误；

D．有用功一定时，额外功少、总功少，有用功与总功的比值大，机械效率一定高，故D正确。

故选D。

5．BC

【详解】A．材料上升的速度为

滑轮组由3股绳子，则钢丝绳自由端的移动的速度为

故选项A错误；

B．电动机用800N的力拉钢丝绳，物体上升1m，则绳子的自由端移动3m，故拉力做的功

故选项B正确；

C．因为滑轮组的机械效率为90%，则根据

可得

则重物的质量为

故选项C正确；

D．电动机对钢丝绳做功的功率为

故选项D错误。

故选BC。

6．BC

【详解】A．由图可知，承重的绳子段数n=3，则由得，物体A的重力为：

，故A错误；

B．不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，由可得，动滑轮的重力：

G轮=nF-GA=3×500N-1200N=300N，故B正确；

C．卷扬机绳子移动的距离：s=3h=3×1m=3m，

拉力做功：W总=Fs=500N×3m=1500J，

卷扬机做的有用功：W有用=ηW总=80%×1500J=1200J．故C正确

D．用500N拉力通过此滑轮组提升物体，使其在10s内匀速上升1m：

卷扬机做功的功率：；故D错误；

7．CD

【详解】由图可知滑轮组中n=2，物体A受到的摩擦力为A受到重力的0.1倍，即

由于物体A匀速直线运动，则受到的拉力大小等于摩擦力大小即240N；当不计滑轮与绳之间的摩擦时，根据受力平衡分析可知

则动滑轮重为

由于题中未说明可忽略滑轮与绳之间的摩擦，实际上动滑轮重小于60N；物体A的移动速度为

则绳端移动速度为

工人师傅拉力的功率为

有用功为

总功为

该装置的机械效率为

故选CD。

8．BC

【详解】A．由丙图可知，物体在2~3s内做匀速直线运动，由乙图可知，此时绳子的拉力

F=80N

对滑轮组受力分析得

2F=G物+G动

所以动滑轮的重力为

G动=2F-G物=2×80N-150N=10N

故A错误；

B．由乙图可知，在0~1s内，绳子的拉力

F=60N

把滑轮和物体看作一个整体，受力分析得

2F+F支=G物+G动

根据力的作用是相互的原则，可得物体对地面的压力

F压=F支=G物+G动-2F=150N+10N-2×60N=40N

所以，物体对地面的压强为

故B正确；

C．由乙图可知，在1~2s内，绳子的拉力

F=100N

由丙图可知，物体上升高度

h=1.25m

连在动滑轮上的绳子股数

n=2

所以，绳子移动的距离为

s=nh=2×1.25m=2.5m

可得，拉力F做的功为

W=Fs=100N×2.5m=250J

故C正确；

D．由乙图可知，在2~3s内，绳子的拉力

F=80N

滑轮组的机械效率为

故D错误。

故选BC。

9．BCD

【详解】A．由杠杆平衡的条件可得

F拉lAO=G乙lOB

则细绳对甲的拉力为

故A错误；

B．物体甲的重力为

G甲=m甲g=2kg×10N/kg=20N

则地面对甲的支持力为

F支=G甲-F拉=20N-8N=12N

故B正确；

C．甲保持静止，甲对地面的压力和地面对甲的支持力相等，即

F压=F支=12N

甲的底面积为

S甲=a2=(10cm)2=(0.1m)2=0.01m2

则甲对地面的压强为

故C正确；

D．若用8N的力竖直向下拉乙，则乙端绳子的拉力为

F乙=G乙+F拉乙=4N+8N=12N

根据杠杆平衡的条件

F拉甲lAO=F拉乙lOB

则甲端绳子的拉力为

因为

G甲＜F拉甲

所以，甲对地面的压力为0，故D正确。

故选BCD。

10．

【详解】该滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，当承担物重的绳子股数为3时最省力，画出滑轮组的绕线图如图所示：

11．     左     3     向上     3

【详解】(1)[1]如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左端调节；

(2)[2]设杠杆每一格的长度为L，根据杠杆平衡条件可得

解得

[3]A所挂重物使杠杆逆时针方向旋转，为了让杠杆在水平方向平衡，C点应施加一个竖直向上的力作用。

[4]根据杠杆平衡条件可得

解得

12．     左     B     C     F1l1=F2l2

【详解】（1）[1]为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母应向上翘的一端移动，即将平衡螺母向左侧调节。

（2）[2] A点受到钩码竖直向下的拉力，这个力的作用效果是让杠杆逆时针转动，可在B挂钩码，效果是让杠杆顺时针转动，可以水平平衡。

[3]A点受到钩码竖直向下的拉力，这个力的作用效果是让杠杆逆时针转动，为了让杠杆在水平位置平衡，则在C点用弹簧测力计施加竖直向上的力。

（3）[4]杠杆平衡时，几个量满足杠杆平衡条件，即

F1l1=F2l2

13．     左     2     根据杠杆平衡条件，杠杆水平平衡且阻力和阻力臂一定，由于动力臂减小，所以动力增大，因此弹簧测力计示数逐渐变大

【详解】（1）[1]由图甲可知，杠杆的左端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左端调节。

（2）[2]设一格的长度为L，根据杠杆的平衡条件可得

解得：n=2，故为使杠杆保持水平平衡，应在B点悬挂2个钩码。

（3）[3]根据杠杆平衡条件

杠杆水平平衡且阻力和阻力臂一定，弹簧测力计由竖直向上拉C点逐渐变为沿图丙中虚线方向斜向上拉C点，动力臂减小，所以动力增大，因此弹簧测力计示数逐渐变大。

14．(1)75%；(2)10kg；(3)100W

【详解】(1)如图乙所示为此滑轮组的机械效率η随货物所受重力G物的变化关系，可知当货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率η为75%。

(2)动滑轮与两股绳子接触，n=2，滑轮组的机械效率表达式为

则绳端拉力为

当该滑轮组的机械效率η为75%时，货物重300N，即

绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计时，由拉力与重物重力、动滑轮之间的关系得

则动滑轮的质量为

(3)当货0.1m/s的速度被匀速提升时，绳子自由端的移动速度为

当绳子自由端的拉力F为500N，拉力的功率为

答：(1)货物所受重力为300N时，该滑轮组的机械效率为75%；

(2)动滑轮的质量为10kg；

(3)拉力F的功率为100W。