2020北师大版物理九年级期末复习《机械和功》(含答案) 试卷

北师大版九年级期末复习《机械和功》

一、选择题

1.如图为吸盘式挂杆,将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气,挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动,若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计,设挂钩与吸盘A的距离为l,则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为              (　　)

2.如图所示,小华用250 N的力将重400 N的物体匀速提升2 m,共用10 s,在此过程中忽略绳重和摩擦,下列说法正确的是              (　　)

A.绳子自由端下降了6 m

B.动滑轮重是10 N

C.滑轮组的机械效率为80%

D.提升的重物变为500 N时,此滑轮组的机械效率将变小

3.如图所示,用滑轮组在4 s内将重为160 N的物体匀速提升2 m,若动滑轮重20 N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中,下列说法正确的是(　　)

A.绳子自由端向上移动了4 m

B.拉力F的功率为90 W

C.拉力F为90 N

D.滑轮组的机械效率为80%

4.《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图K14-4中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是              (　　)

A.“权”小于“重”时,A端一定上扬

B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”

C.增大“重”时,应把“权”向A端移

D.增大“重”时,应换用更小的“权”

5.如图所示,某同学使用动滑轮把600 N的重物匀速提升了3 m,所用的拉力是400 N。下列说法正确的是(　　)

A.机械效率是80%                               B.有用功是1800 J

C.额外功是300 J                               D.总功是2100 J

6.某实验小组利用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。保持O点位置不变,BC=OC,竖直向上拉动弹簧测力计,使重为G的钩码缓慢匀速上升,在此过程中弹簧测力计的示数为F,利用刻度尺分别测出C、B两点上升的高度为h1、h2。则下列说法正确的是              (　　)

A.杠杆机械效率的表达式为×100%

B.杠杆机械效率的表达式为×100%

C.在水平位置拉升时F×OB=G×OA

D.若弹簧测力计始终竖直向上拉,则弹簧测力计的示数不断变化

7.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则(　　)

A.η甲=η乙,W甲=W乙                       B.η甲>η乙,W甲>W乙

C.η甲<η乙,W甲<W乙                       D.η甲>η乙,W甲<W乙

8.如图所示,斜面长3 m、高0.6 m,建筑工人用绳子在6 s内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N(忽略绳子的重力),则下列说法正确的是(　　)

A.斜面上的摩擦力是50 N

B.拉力的功率是50 W

C.拉力所做的功是300 J

D.斜面的机械效率是80%

9.关于下列四种情况说法正确的是              (　　)

A.图甲中,物体在2~7 s内的平均速度为2 m/s

B.图乙中,a、b两种物质的密度之比为1∶4

C.图丙中,物块M向左做匀速直线运动,该装置的机械效率为75%

D.图丁中,杠杆在水平位置平衡,OA∶AB=1∶2,则F∶G=1∶2

10.如图所示,滑轮组将重50 N的物体A以0.2 m/s的速度沿水平地面匀速向前拉动了1 m,拉力F大小为10 N,滑轮组的机械效率为80%,下列说法中正确的是              (　　)

A.拉力F做功的功率为2 W

B.2 s内绳子自由端移动的距离为0.4 m

C.滑轮组做的有用功为50 J

D.物体A受到水平地面的摩擦力为16 N

11.下列工具中,使用时属于费力杠杆的是              (　　)

12.为探究动滑轮和定滑轮的特点,设计如图K14-5所示的两种方式拉升重物。下面关于探究的做法和认识正确的是              (　　)

A.用动滑轮提升重物上升h高度,弹簧测力计也上升h高度

B.若拉升同一物体上升相同高度,用动滑轮拉力更小,且做功更少

C.减小动滑轮质量可以提高动滑轮机械效率

D.若用定滑轮提升重物,当拉力竖直向下时最省力

二、填空题

13.一台起重机在10 s内将重为3600 N的货物匀速提高了4 m,起重机做的有用功是　　J。若起重机做的额外功是9600 J,则机械效率是　　,起重机的总功率是　　　　W。 

14.工人借助如图K11-9所示的装置,在20 s时间内将重700 N的货物匀速提升了4 m,已知他对绳子的拉力为500 N,该过程中,工人所用装置的机械效率为　　　　,工人对绳子拉力的功率为　　　　W。 

15.如图所示,物体和动滑轮的总重力为200 N,当物体匀速上升的高度为2 m时,绳子移动的距离为　　　　m,若滑轮组的机械效率为80%,则动滑轮重　　　　N。(绳子的重力、绳子与滑轮各处的摩擦均忽略不计) 

16.如图所示,沿斜面把质量为12 kg的一个物体匀速拉到最高处,沿斜面向上的拉力F=100 N,斜面长2 m、高1 m,则其机械效率是　　　%,物体所受摩擦力是　　　N。(g取10 N/kg) 

17.如图所示,斜面长6 m、高1.5 m,工人用沿斜面向上的500 N的力,以1.5 m/s的速度把重1600 N的箱子匀速推到车上,则推力的功率是　　　　W;该斜面的机械效率是　　　　%。 

18.如图所示,一张重90 N的笔记本电脑桌放在水平地面上,桌面上不放任何物品时,工字型底座右侧两个滚轮对地面的压力共50 N,则左侧两个滚轮对地面的压力共　　　N。若底座的长度为63 cm,则桌子中间支柱到底座右侧的水平距离为　　　cm。 

三、实验题

19.斜面是在生活和生产中常见的简单机械,也是物理实验中常用的实验器材。

(1)使用斜面提升物体可以省力。如图甲所示,将重力为5 N的木块放在长1 m、高0.2 m的斜面上,沿斜面向上匀速拉动弹簧测力计,记下弹簧测力计的示数为1.6 N,则该斜面的机械效率η=　　　　%;木块在斜面上运动时受到的滑动摩擦力为　　　　N。继续探究,可以得出斜面越陡,省力越　　　　(选填“多”或“少”),机械效率越　　　　(选填“高”或“低”)。 

(2)用斜面探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验,如图乙所示,使一个小球从斜面上不同高度由静止开始滚下,撞击水平面上的小木块,通过观察　　　　　　　　　　　比较小球动能的大小,可以探究物体的动能跟　　　　这一因素的关系。 

四、计算题

20.下图是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,OC∶OD=1∶2,物体A为配重,其质量为200 g,烧杯的底面积为75 cm2,物体B的质量是320 g,体积是40 cm3。当物体B浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。当用力拉物体A,将物体B从容器底提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,竖直向下拉物体A的力为F,水对杯底的压强为p2。若p1与p2之差为40 Pa,则:(g取10N/kg)

(1)物体B浸没在水中时受到的浮力多大?

(2)水对烧杯底部的压力差多大?

(3)拉力F是多少?(杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计)

参考答案

1.答案为：D；

2.答案为：C；

[解析] 由图可知,滑轮的承重绳n=2,物体上升2 m,绳端应该下降2h=2×2 m=4 m,故A错误;因2F=G物+G动,故G动=2F-G物=2×250 N-400 N=100 N,故B错误;W总=G总h=(400 N+100 N)×2 m=1000 J,W有=G物h=400 N×2 m=800 J,则η===80%,故C正确;由以上分析可知重物越重,滑轮组的机械效率越高,故D错误。

3.答案为：B；

[解析] 由图可知,承担物重绳子股数n=3,则绳端移动的距离s=nh=3h=3×2 m=6 m,故A错误。

不计摩擦及绳重,拉力F=(G+G动)=×(160 N+20 N)=60 N,故C错误。

拉力做功W总=Fs=60 N×6 m=360 J,拉力做功的功率P=90 W,故B正确。

拉力所做有用功W有用=Gh=160 N×2 m=320 J,滑轮组的机械效率η≈88.9%,故D错误。

4.答案为：C；

5.答案为：B　

6.答案为：B；

[解析] 用杠杆提升重物时,有用功为W有用=Gh1,总功为W总=Fh2,

则机械效率的表达式为η=×100%=×100%,故A错误、B正确。

根据杠杆的平衡条件可知,在水平位置拉升时有F×OB=G×OC,故C错误。

若弹簧测力计始终竖直向上拉,动力臂与阻力臂的比值不变,阻力不变,

由杠杆平衡条件可知,动力不变,即弹簧测力计的示数不变,故D错误。

7.答案为：A；

[解析] 钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据W有用=Gh可知,所做的有用功相同;

此时对动滑轮做的功是额外功,不计绳重和摩擦,滑轮相同,即W额外相同,

根据W总=W有用+W额外可知,W总是相同的,故拉力做的功相同,即W甲=W乙,

根据机械效率η=×100%可知,η甲=η乙。

8.答案为：A；

[解析] 拉力所做的有用功为W有用=Gh=500 N×0.6 m=300 J,

拉力所做的总功为W总=Fs=150 N×3 m=450 J,故C错误。

斜面的机械效率为η=×100%=×100%≈66.7%,故D错误。

所做额外功为W额外=W总-W有用=450 J-300 J=150 J,物体所受的摩擦力为f===50 N,故A正确。

拉力的功率为P===75 W,故B错误。

9.答案为：C；

10.答案为：D；

[解析] 滑轮组承重绳子的股数n=2,拉力做的功W总=F×2ns=10 N×2×1 m=20 J,

由v=可得物体移动所用时间t===5 s;拉力的功率P===4 W,故A错误。

2 s内物体移动距离sA=vtA=0.2 m/s×2 s=0.4 m,自由端移动的距离sF=2sA=2×0.4 m=0.8 m,故B错误。

由公式η=×100%得,W有用=W总×η=20 J×80%=16 J,故C错误。

根据η=×100%=×100%=×100%得,80%=×100%,可得摩擦力f=16 N,故D正确。

11.答案为：B；

12.答案为：C；

13.14400　60%　2400

[解析] 起重机做的有用功W有用=Gh=3600 N×4 m=14400 J。

由题知起重机做的额外功W额外=9600 J,

则机械效率η=×100%=×100%=×100%=60%。

起重机的总功率P总===2400 W。

14.答案为：70%　200

15.答案为：4　40

[解析] 由题图可知,n=2,则拉力端移动的距离s=2h=2×2 m=4 m。

η=×100%=×100%=×100%,则G+G动===200 N,

解得G=160 N,G动=200 N-160 N=40 N。

16.答案为：60　40

17.答案为：750　80

18.答案为：40　28；

[解析] 桌子重90 N,由左右两侧各两个滚轮支持,右侧两个滚轮对地面的压力为50 N,则对桌子的支持力为50 N,可知左侧两个滚轮对桌子的支持力为90 N-50 N=40 N,对地面的压力共40 N;由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得50 N·l1=40 N·l2①,且l2+l2=63 cm②,联立①②可得l1=28 cm。

19.答案为：

(1)62.5　0.6　少　高

(2)小木块移动的距离　速度

[解析] (1)木块在斜面上运动时,拉力做的总功为W总=Fs=1.6 N×1 m=1.6 J,

有用功为W有=Gh=5 N×0.2 m=1 J,则斜面的机械效率η===62.5%,

额外功为W额=W总-W有=1.6 J-1 J=0.6 J,滑动摩擦力为f===0.6 N。

继续探究,可得结论:斜面越陡,省力越少,机械效率越高。

20.解:

(1)由阿基米德原理可知,

物体B浸没在水中时的浮力F浮=ρ水V排g=1×103 kg/m3×40×10-6m3×10 N/kg=0.4 N。

(2)前后两次水对烧杯底的压强差Δp=40 Pa,

则前后两次水对烧杯底的压力差ΔF=Δp×S=40 Pa×75×10-4 m2=0.3 N。

(3)物体A的重力为GA=mAg=200×10-3 kg×10 N/kg=2 N,

物体B的重力为GB=mBg=320×10-3 kg×10 N/kg=3.2 N;

当用竖直向下的力F拉物体A,将物体B提出水面一部分后,杠杆在水平位置平衡时,

物体B受到的浮力减小;

因为容器中水的重力不变,容器底受到压力的变化是由浮力变化引起的,

故浮力减小值为ΔF浮=ΔF=0.3 N;

物体受到的浮力减小,则杠杆右端受到拉力增大量为ΔF'=ΔF浮=0.3 N,

此时杠杆恰好在水平位置平衡,由杠杆的平衡条件可得(GA+F)×OC=(GB-F浮+ΔF')×OD,

即(2 N+F)×OC=(3.2 N-0.4 N+0.3 N)×OD①,

已知OC∶OD=1∶2②,

联立①②解得F=4.2 N。