科学九年级上册2 滑轮同步练习题

这是一份科学九年级上册2 滑轮同步练习题，共15页。试卷主要包含了FB；η甲　 　η乙等内容，欢迎下载使用。

浙江省宁波市鄞州区三年（2020-2022）九年级上学期期末科学试题汇编-高频考点2（杠杆、斜面、滑轮、动能）
一．选择题（共6小题）
1．（2022秋•鄞州区期末）如图，轻弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球（　　）

A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．运动至O点时，动能最大
C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D．从O点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
2．（2022秋•鄞州区期末）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以度v沿轨道滚下，依次经过等高的A点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（　　）

A．小球在B点的动能大于C点动能
B．小球在B点的机械能等于C点的机械能
C．小球不可能到达D点，因为轨道是粗糙的
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能都转化为球的动能
3．（2021秋•鄞州区期末）2021年10月3日，我国自主研制的“神舟十三号“载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中（　　）
A．动能增加，势能增加 B．动能不变，势能减少
C．动能减少，势能不变 D．动能减少，势能减少
4．（2020秋•鄞州区期末）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示，图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（　　）

A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大
D．在c状态时小金的机械能达到最大
5．（2021秋•鄞州区期末）如图是一种杠杆式开门器，可以方便人们开门。针对这种开门器，下列分析正确的是（　　）

A．该开门器是省力杠杆
B．开门时，手握部分越靠近锁孔越省力
C．利用此开门器开门，可以省功
D．手垂直向下压动把手时，拉力F的力臂始终变大
6．（2020秋•鄞州区期末）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
二．填空题（共4小题）
7．（2022秋•鄞州区期末）小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆，O为支点，OA：OB＝5：1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6V时，报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为8V，R0的阻值恒为15Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问：

（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而　 　；
（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？
（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？
（4）若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，踏板触点B应向　 　（选填“左”或“右”）移动，并简要说明理由。
8．（2022秋•鄞州区期末）如图所示，用滑块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N，若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则木块所受地面的摩擦力　 　N，在2s内拉力F做的功为　 　。

9．（2021秋•鄞州区期末）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去、如图所示。工人将一块5m长的长板在地面与车厢之间构成斜面、用500N的力把重为1200N的重物从斜面底端匀速推到高为1.5m的车厢里，整个过程用时25s。
（1）使用斜面的好处是可以省 　 　。
（2）工人做功的功率为 　 　W。
（3）若斜面光滑，则工人需要施加的推力为 　 　N。

10．（2021秋•鄞州区期末）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，用力FA、FB分别匀速提升重为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＝GB，则FA　 　（填“＞”“＜”或“＝”，下同）FB；η甲　 　η乙。

三．解答题（共2小题）
11．（2020秋•鄞州区期末）杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5cm，OB＝10cm。
（1）计算秤砣的质量。
（2）小金在B处标的刻度应为 　 　kg．若图中OC＝2OB，则C处的刻度应为 　 　kg。
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数 　 　（选填“＜”或“＞”）2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。

12．（2021秋•鄞州区期末）脚运动的基本模型是杠杆。如图是小宁踏脚时的示意图，脚掌前端是支点，人体的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。已知小宁的质量为60kg假设图中阻力臂是动力臂的一半，他每次双脚踏脚过程中身体重心拾升高度是6cm。
（1）此时脚掌相当于 　 　（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）每次双脚踏脚时，小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大？
（3）每次双脚脚过程中克服重力所做的功是多少？


浙江省宁波市鄞州区三年（2020-2022）九年级上学期期末科学试题汇编-高频考点2（杠杆、斜面、滑轮、动能）
参考答案与试题解析
一．选择题（共6小题）
1．（2022秋•鄞州区期末）如图，轻弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球（　　）

A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．运动至O点时，动能最大
C．运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D．从O点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
【答案】C
【解答】解：A、小球在最高点时只受重力作用，受非平衡力作用，故A错误；
B、C、小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大，弹力等于重力时，速度达到最大值，此时动能最大，越过平衡位置时，重力大于弹力，合力向下，速度减小，故运动至O点时，动能不是最大，故B错误；
从A点释放，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球离开弹簧继续运动，动能转化为重力势能，到达最高点，只具有重力势能。小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以整个过程中，重力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故C正确；
D、从O点向上运动过程中，小球的质量不变，速度变小，同时高度升高，故动能减小，重力势能增加，所以动能转化为重力势能。故D错误。
故选：C。
2．（2022秋•鄞州区期末）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以度v沿轨道滚下，依次经过等高的A点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（　　）

A．小球在B点的动能大于C点动能
B．小球在B点的机械能等于C点的机械能
C．小球不可能到达D点，因为轨道是粗糙的
D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能都转化为球的动能
【答案】A
【解答】解：AB、弧形轨道是粗糙的，小球运动过程中要克服摩擦做功，整个过程中小球的机械能逐渐减小，所以小球在B点的机械能大于C点的机械能；A点和C点等高，小球的质量不变，所以A点和C点的重力势能相同，则A点的动能大于C点的动能，故A正确、B错误；
C、由于小球的机械能逐渐减小，但小球具有一定的初始动能，所以小球可能到达D点，故C错误；
D、小球从A点到B点的过程中，一部分机械能转化为内能，减少的重力势能没有全部转化为球的动能，故D错误。
故选：A。
3．（2021秋•鄞州区期末）2021年10月3日，我国自主研制的“神舟十三号“载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中（　　）
A．动能增加，势能增加 B．动能不变，势能减少
C．动能减少，势能不变 D．动能减少，势能减少
【答案】A
【解答】解：在飞船刚离地上升的过程中做加速运动，质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大，故A正确。
故选：A。
4．（2020秋•鄞州区期末）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示，图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（　　）

A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大
D．在c状态时小金的机械能达到最大
【答案】C
【解答】解：
AD、a→b的过程中，弹簧的弹性势能不断转化为小金的机械能，故小金的机械能不断增加；b→c的过程中，小金需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，故机械能不断减小；故在c状态时小金的机械能不是最大。
开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小金做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大，（此时动能动能最大）；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小金做减速运动；而b→c的过程中，小金在重力作用下做减速运动；
所以，a→c的过程中，小金先加速后减速，在b状态时速度并不是最大，此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段，故在b时动能不是最大。故AD错误。
B、b→c的过程中，即离开地面上升的过程，小希的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为人的重力势能，故B错误。
C、a是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在a状态时弹簧的弹性势能最大，故C正确。
故选：C。
5．（2021秋•鄞州区期末）如图是一种杠杆式开门器，可以方便人们开门。针对这种开门器，下列分析正确的是（　　）

A．该开门器是省力杠杆
B．开门时，手握部分越靠近锁孔越省力
C．利用此开门器开门，可以省功
D．手垂直向下压动把手时，拉力F的力臂始终变大
【答案】A
【解答】解：A、开门器在使用时，动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故A正确；
B、手的位置越远离锁孔动力臂越大，在阻力和阻力臂不变的情况下，越省力，故B错误；
C、使用任何机械都不省功，费力机械可以省距离，但不能省功，故C错误；
D、手垂直向下压动把手时，根据力臂的定义可知，拉力F的力臂变小，故D错误。
故选：A。
6．（2020秋•鄞州区期末）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解答】解：设物体重力为G，不计机械自重和摩擦：
A、图中为斜面，由功的原理可得，F1×4m＝G×2m，解得F1＝0.5G；
B、图中为滑轮组，与动滑轮相连的绳子段数是3，因此F2＝G；
C、图中为定滑轮，不省力，则F3＝G；
D、由图可知，杠杆的动力臂为阻力臂的2倍，根据杠杆平衡条件可知，动力为阻力的二分之一，F4＝0.5G；
因此动力最小的是B。
故选：B。
二．填空题（共4小题）
7．（2022秋•鄞州区期末）小丽设计了一个防踩踏模拟报警装置，工作原理如图甲所示。ABO为一水平杠杆，O为支点，OA：OB＝5：1，当水平踏板所受压力增大，电压表示数达到6V时，报警器R0开始发出报警信号。已知电路中电源电压为8V，R0的阻值恒为15Ω，压力传感器R固定放置，其阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示，踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。试问：

（1）由图乙可知，压力传感器R的阻值随压力F的增大而　减小　；
（2）当踏板空载时，闭合开关，电压表的示数为多少？
（3）当报警器开始报警时，踏板设定的最大压力值为多少？
（4）若电源电压略有降低，为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警，踏板触点B应向　左　（选填“左”或“右”）移动，并简要说明理由。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）如图乙所示，当压力增大时，传感器的电阻值会减小；
（2）闭合开关时，压力传感器和报警器串联，由图乙可知当踏板空载时，压力传感器的电阻为R＝25Ω，
此时电路中的电流I＝＝＝0.2A，
由I＝得：
报警器两端的电压U0＝IR0＝0.2A×15Ω＝3V，即电压表示数；
（3）报警器R0开始发出报警信号时，U0′＝6V，此时电路中的电流I′＝＝＝0.4A，
传感器两端的电压U传＝U﹣U0′＝8V﹣6V＝2V，
传感器的阻值R′＝＝＝5Ω，由图象可知当传感器的阻值为5Ω时，对应的压力为8N，
根据杠杆平衡条件可得：F压×OA＝F踏×OB，即8N×5＝F踏×1，解得F踏＝40N；
（4）一段时间以后电源电压会降低，R0两端分得的电压减低，根据串联电路的分压特点可知，应减小压敏电阻分担的电压，保证R0两端分得的电压不变，此时就应该减小压敏电阻的阻值，因电阻值随所受压力的增大而减小，所以应该增大压杆对传感器的压力，由杠杆平衡条件F压×OA＝F踏×OB可知，OA不变，F踏不变，所以F压和OB成正比，要增大压杆对传感器的压力，应增大OB，即把踏板触点B向左移动。
故答案为：
（1）减小；（2）电压表的示数为3V；（3）踏板设定的最大压力值为40N；（4）左；理由见解答。
8．（2022秋•鄞州区期末）如图所示，用滑块P沿水平面以0.5m/s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4N，若每只滑轮重1N，绳与滑轮间的摩擦不计，则木块所受地面的摩擦力　4　N，在2s内拉力F做的功为　5J　。

【答案】见试题解答内容
【解答】解：因为物体匀速向右运动，
所以木块所受地面的摩擦力f＝F示＝4N；
由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n＝2，
由v＝得物体移动的距离：s＝vt＝0.5m/s×2s＝1m，
绳子自由端移动的距离：s′＝ns＝2×1m＝2m，
绳子自由端的拉力：F＝（f+G动）＝（4N+1N）＝2.5N，
拉力F做的功：W总＝Fs′＝2.5N×2m＝5J；
故答案为：4；5J。
9．（2021秋•鄞州区期末）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去、如图所示。工人将一块5m长的长板在地面与车厢之间构成斜面、用500N的力把重为1200N的重物从斜面底端匀速推到高为1.5m的车厢里，整个过程用时25s。
（1）使用斜面的好处是可以省 　力　。
（2）工人做功的功率为 　100　W。
（3）若斜面光滑，则工人需要施加的推力为 　360　N。

【答案】（1）力；（2）100；（3）360。
【解答】解：（1）斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；
（2）工人对重物做的总功：W总＝Fs＝500N×5m＝2500J，
工人做功的功率为：P＝＝＝100W；
（3）工人做的有用功：W有用＝Gh＝1200N×1.5m＝1800J，
若斜面光滑，利用斜面不做额外功，工人做的总功等于有用功，
即W总′＝W有用＝1800J，
则工人需要施加的推力：F′＝＝＝360N。
故答案为：（1）力；（2）100；（3）360。
10．（2021秋•鄞州区期末）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，用力FA、FB分别匀速提升重为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＝GB，则FA　＞　（填“＞”“＜”或“＝”，下同）FB；η甲　＝　η乙。

【答案】＞；＝。
【解答】解：（1）由图可知n甲＝2、n乙＝3，且动滑轮重相同，
不计绳重和摩擦，已知GA＝GB，由F＝（G+G动）可得：FA＞FB；
（2）不计绳重和摩擦，克服物体重力做的功为有用功，克服物体和动滑轮总重力做的功为总功，
则滑轮组的机械效率：η＝＝＝，
因动滑轮的重力相同，且GA＝GB，所以η甲＝η乙。
故答案为：＞；＝。
三．解答题（共2小题）
11．（2020秋•鄞州区期末）杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5cm，OB＝10cm。
（1）计算秤砣的质量。
（2）小金在B处标的刻度应为 　2　kg．若图中OC＝2OB，则C处的刻度应为 　4　kg。
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数 　＜　（选填“＜”或“＞”）2kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。

【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由题知，秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，
由杠杆的平衡条件有：m物g×AO＝m砣g×OB﹣﹣﹣①，
秤砣的质量：m砣＝×m物＝×2kg＝1kg；
（2）由题知，秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，由此知O处为0刻度，
秤盘上放一个质量为2kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，所以在B处标的刻度应为2kg；
秤砣在C处时杆秤恰好水平平衡，此时秤盘上放的重物质量为m，
则mg×AO＝m砣g×OC，且OC＝2OB，
所以mg×AO＝m砣g×2OB﹣﹣﹣②
①÷②可得：m＝4kg，
所以C处刻度应为4kg。
（3）当秤盘上放一个质量为2kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，由杠杆的平衡条件可知：G物×OA＝G砣×l，G物×OA的值不变，G砣增大，力臂l变小，读数变小，故读数小于2kg。
故答案为：（1）秤砣的质量为1kg；
（2）2；4；
（3）＜。
12．（2021秋•鄞州区期末）脚运动的基本模型是杠杆。如图是小宁踏脚时的示意图，脚掌前端是支点，人体的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力。已知小宁的质量为60kg假设图中阻力臂是动力臂的一半，他每次双脚踏脚过程中身体重心拾升高度是6cm。
（1）此时脚掌相当于 　省力　（填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（2）每次双脚踏脚时，小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大？
（3）每次双脚脚过程中克服重力所做的功是多少？

【答案】（1）省力；（2）每次双脚踮脚时，小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大为150N；（3）每次双脚踮脚过程中克服重力做功为36J。
【解答】解：（1）由题意可知，阻力臂是动力臂的一半，所以可知，此时脚掌相当于省力杠杆；
（2）由杠杆的平衡条件可知，FL1＝GL2，则F＝＝300N；
故每只脚的拉力F′＝×F＝150N；
（3）每次双脚踮脚过程中克服重力所做的功：W＝Gh＝600N×0.06m＝36J。
答：（1）省力；（2）每次双脚踮脚时，小腿肌肉对每只脚的拉力至少是多大150N；（3）每次双脚踮脚过程中克服重力做功为36J。