苏科版九年级物理上册 第十一章　简单机械和功 单元测试卷（2024年秋）

这是一份苏科版九年级物理上册 第十一章　简单机械和功 单元测试卷（2024年秋），共11页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．[2024徐州沛县期中]如图所示的工具中，属于费力杠杆的是( )
2．[2023甘孜州]小王推着自行车在水平路面上前进了一段距离，关于该过程中力对自行车做功的说法，正确的是( )
A．重力做了功 B．支持力做了功 C．推力做了功 D．没有力做功
3．[2023连云港]如图所示，每个钩码的质量为50 g，在匀质杠杆的A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好水平平衡．在A、B两处再各加1个钩码，那么( )
A．杠杆仍水平平衡
B．杠杆的左边向下倾斜
C．杠杆的右边向下倾斜
D．将A处的钩码向左移动一格，杠杆仍能水平平衡
4．[2024苏州期中]骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿S形路线骑行，这样做是为了( )
A．缩短所走的路程 B．减少所做的功
C．减小骑行者所施加的力 D．缩短所用的时间
5．[2024宿迁沭阳期中]下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是( )
A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越快的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．做功越多的机械，功率越大
6．[2024苏州振华中学期中]如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦)，其中所需动力最小的是( )
7．[2024宿迁宿豫区期中]如图，九年级某学生在1 min内做了8个规范的引体向上，则他在整个做引体向上过程中的功率最接近于( )
A．3 W
B．30 W
C．300 W
D．3 000 W
8．[2024无锡惠山区期中]研究表明，爬楼梯消耗的热量相当于登山消耗的热量，还具有保持关节的灵活性和加强肠道蠕动等优点．妈妈和小红进行爬楼梯比赛，妈妈和小红所受重力之比是2∶3，爬完相同楼高所用时间之比是3∶4，则妈妈和小红爬楼梯的功率之比是( )
A．2∶1 B．1∶2 C．8∶9 D．9∶8
9．[2024宿迁钟吾中学月考]为了粉刷教室，需要将涂料运到五楼．工人可以采用的方法有：①人直接搬运上去；②用定滑轮提上去；③用轻质动滑轮提上去．在这几种方法中( )
A．最省力的是② B．最省力的是③
C．做有用功最多的是① D．机械效率最高的是③
10．[2024盐城景山中学月考]用如图所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终与杆垂直，那么，在将重物提升到最高处的过程中，力F的大小将( )
A．逐渐变小
B．先变小，后变大
C．逐渐变大
D．先变大，后变小
11．[2024南京秦淮区期中]如图所示，斜面高2 m，长4 m，小明从斜面底端将质量为6 kg的物体匀速拉到斜面顶端(g取10 N/kg)，物体受到的摩擦力为10 N，此过程中，下列说法正确的是( )
A．有用功为12 J
B．拉力F为10 N
C．斜面的机械效率为75%
D．斜面越陡越省力，机械效率越高
12．[2023西安模拟]如图甲所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓图．水流冲击水轮转动，水轮上离支架比较近的板通过碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图乙所示．水轮一小时可提升质量为2 880 kg的水升高3.5 m，每分钟水对水轮做功为2 400 J，g取10 N/kg，忽略摩擦力，下列说法正确的是( )
A．水流冲击水轮的功率为2 487 W
B．水轮能连续转动是受到惯性的作用
C．水轮旋转一小时提升水的机械效率为70%
D．若考虑木杆的自重，将B向左移动时，杠杆的机械效率不变
二、填空题(本题共5小题，每空1分，共17分)
13．[2024徐州铜山区月考]学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，国旗就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个__________滑轮，它的作用是改变__________，它__________(填“能”或“不能”)省功．
14．[2023徐州新沂期中]小明发现木工师傅使用的螺丝钉和盘山公路很像，都是____________(填“斜面”或“轮轴”)，优点是可以____________，缺点是费____________．
15．[2024无锡外国语学校期中]小华同学用30 N的水平推力，推放在水平地面上重50 N的物体，使其做匀速直线运动．若该物体在10 s内移动5 m，重力做的功为________J，小华做的功是________J，小华做功的功率是________W.
16．[2024常州二十四中月考]俯卧撑是一项常见的健身项目，如图所示是某同学做俯卧撑时的情景．此同学的身体可视为杠杆，身高1.80 m，质量为80 kg，脚与地面的接触点为A点，A点到人的重力作用线的距离为1.2 m，手与地面接触点B点距A点1.5 m．人在做俯卧撑时，支点是______点，地面对两手的支持力为________N．若50 s内做俯卧撑40次，每次人重心上升高度为0.2 m，每次人做功为________J，做功功率为________W．(g取10 N/kg)
17．[2023南通]如图所示，在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小明匀速向下拉动绳子，2 s内物体上升20 cm，G物＝10 N，F＝6 N，不计绳重和摩擦．
(1)重物上升的速度v物＝__________m/s.
(2)动滑轮的重力G动＝________N，滑轮组的机械效率η＝__________%.
(3)小明想更省力，他只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将____________．
三、作图题(4分)
18．按照要求完成下列作图：
(1)如图甲所示，请在羊角锤A点处画出撬起钉子所能施加的最小动力F1.
(2)如图乙所示，请画出利用滑轮组提起物体时既能省力又能改变拉力方向的绕线方法．
四、实验探究题(本题共2小题，19题16分，20题12分，共28分)
19．[2024扬州广陵区期中]小依和小钟同学在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，用到的器材有：刻度均匀的杠杆(每小格为2 cm)，支架，细线，钩码若干(每个钩码重0.5 N)．
(1)实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆__________(填“是”或“不是”)处于平衡状态．接下来，应将杠杆的平衡螺母向________(填“左”或“右”)移动，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便测量____________．
(2)某次实验中，小依在杠杆A点挂上4个钩码后，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，她应在B点挂上________个钩码，当杠杆水平平衡后，将左侧所挂钩码个数减少1个，并将悬挂点向左移动一格，则杠杆________(填字母)．
A．左端下沉 B．右端下沉
C．保持水平平衡 D．无法判断
(3)实验结束后，小钟同学联想到生活中的杆秤，如图丙所示，其主要结构由秤杆、秤钩A、两个提纽(B、C)和秤砣D组成．
①不称货物时，提住提纽B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平位置平衡，E点称为杆秤的“定量心”，则E点是此时杆秤的________刻度线．
②在称量货物时，使用提纽________(填“B”或“C”)时，该杆秤的称量范围更大．
③若该杆秤配套的秤砣D有磨损，则称量货物时杆秤显示的质量比真实质量________(填“大”或“小”)．
20．[2023枣庄]提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义．某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想Ⅰ：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关；
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关；
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关．
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示．
(1)实验时应沿竖直方向__________缓慢向上拉动弹簧测力计．
(2)分析表中数据可知：第3次实验是利用图________的装置完成的，它的机械效率η＝________．
(3)比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是__________(填“正确”或“错误”)的．
(4)通过比较________(填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率________．
五、计算题(15分．要写出必要的文字说明及解题过程)
21．[2023镇江润州区期中]如图所示的滑轮组，物体的重力为60 N，绳端拉力的功率为30 W，在拉力F的作用下物体以40 cm/s的速度匀速上升5 s．求：
(1)拉力做的功．
(2)滑轮组的机械效率．
(3)若克服摩擦和绳重所做的功为总功的2%，则动滑轮的重力为多大？
答案
一、选择题
6．D 点拨：在图A的斜面中，存在F1×4 m＝G×2 m，故F1＝ eq \f(G,2)；在图B的滑轮组中，n＝3，故F2＝ eq \f(G,3)；在图C的定滑轮中，不省力，故F3＝G；在图D的杠杆中，存在F4×(l＋3l)＝G×l，故F4＝eq \f(G,4)，故选D.
11．C 点拨：小明做的有用功W有用＝Gh＝mgh＝6 kg×10 N/kg×2 m＝120 J，额外功W额外＝fs＝10 N×4 m＝40 J，总功W总＝W有用＋W额外＝120 J＋40 J＝160 J，拉力F＝eq \f(W总,s)＝eq \f(160 J,4 m)＝40 N．机械效率η＝eq \f(W有用,W总)×100%＝eq \f(120 J,160 J)×100%＝75%.同一高度，同种材料的斜面越长越省力，摩擦力越大，机械效率越低，斜面越陡越不省力，机械效率越高．
12．C 点拨：水流冲击水轮的功率P＝eq \f(W,t)＝eq \f(2 400 J,60 s)＝40 W，A错误；水轮能连续转动是因为水不断对它做功，惯性是物体的性质，不是一种作用，B错误；水轮旋转一小时提升水做的有用功W有用＝Gh＝mgh＝2 880 kg×10 N/kg×3.5 m＝1.008×105 J，水对水轮做的总功W总＝2 400 J×60＝1.44×105 J，机械效率 η＝eq \f(W有用,W总)×100%＝eq \f(1.008×105 J,1.44×105 J)×100%＝70%，C正确；若考虑木杆的自重，将B向左移动时，额外功不变，有用功变多，有用功与总功的比值变大，杠杆的机械效率变大，D错误．
二、填空题
13．定；力的方向；不能 14．斜面；省力；距离 15．0；150；15
16．A；640；160；128 点拨：人在做俯卧撑时，人的身体相当于杠杆，人的重力是阻力，A为支点，则动力臂l1＝1.5 m，阻力臂l2＝1.2 m，人受到的重力G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N．根据杠杆平衡条件得，G×l2＝F×l1，则地面对两手的支持力F＝eq \f(Gl2,l1)＝eq \f(800 N×1.2 m,1.5 m) ＝640 N．每次做俯卧撑人做的功W＝Gh＝800 N×0.2 m＝160 J，做40次俯卧撑所做的总功W′＝160 J×40＝6 400 J，做俯卧撑的功率P＝eq \f(W′,t)＝eq \f(6 400 J,50 s)＝128 W.
17．(1)0.1 (2)2；83.3 (3)不变
三、作图题
18．解：(1)如图甲所示．(2)如图乙所示.
四、实验探究题
19．(1)是；左；力臂 (2)6；C (3)①零 ②C ③大
20．(1)匀速 (2)丙；80% (3)错误 (4)1、2 (5)越低
五、计算题
21．解：(1)拉力做的功W总＝Pt＝30 W×5 s＝150 J.
(2)物体上升的高度h＝vt＝40 cm/s×5 s＝200 cm＝2 m，有用功W有用＝Gh＝ 60 N×2 m＝120 J，滑轮组的机械效率η＝eq \f(W有用,W总)×100%＝eq \f(120 J,150 J)×100%＝80%.
(3)额外功W额外＝W总－W有用＝150 J－120 J＝30 J，克服摩擦和绳重所做的功W额外1＝W总×2%＝150 J×2%＝3 J，克服动滑轮重所做的功W额外2＝W额外－ W额外1＝30 J－3 J＝27 J，动滑轮的重力G动＝eq \f(W额外2,h)＝eq \f(27 J,2 m)＝13.5 N.
实验
次数
钩码的重
力G/N
钩码上升
高度h/m
绳端拉
力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
0.90
0.3
74.1%
2
4
0.1
1.50
0.3
88.9%
3
4
0.1
1.25
0.4
4
4
0.2
1.50
0.6
88.9%
答案
速查
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
C
C
C
B
D
B
C
B
D
C
C