2020九年级物理上册 11 简单机械和功章末习题检测(提高篇)(含解析)(新版)苏科版

一、选择题

1.当你用手掌托住一只铁球并绕腕关节向上转动时，手就是一个杠杆、球压在掌心上的力是阻力，腕关节是支点，通过前臂中的伸、屈肌的伸、缩产生动力，使托住球的手向上转动（如图）。那么，人体上的这个杠杆应该是（ ） A．省力杠杆 B．省距离杠杆 C．既省力又省距离的杠杆 D．既不省力也不省距离的杠杆

2.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（ ） A．做功多的机器机械效率一定高 B．功率小的机器做功慢

C．机械效率高的机器功率一定大 D．功率大的机器做功时间一定短

3.如图，杠杆在水平位置平衡，若在杠杆两端各取掉相同质量的物体，则（ ） A．杠杆左端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡 B．杠杆左端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡 C．杠杆右端下降；把支点向左移动，可使杠杆平衡 D．杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡

4.用下图所示的简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，其中用力最大的是(均不计摩擦)（ ）

5.如图所示，甲、乙两滑轮组，它们吊起的重物都是G，滑轮重量及摩擦不计，当重物匀速上升时，两滑轮组绳端拉力分别为F甲、F乙，那么F甲:F乙是（ ）

A．1:1 B．2:3 C．3:2 D．1:3 6.图中的剪刀剪纸机械效率为80%，这表示（ ） A．若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N B．若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N

1

C．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J 的功用于剪纸 D．若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J 的功用于剪纸 7.下列说法中正确的是（ ）

A．省力的机械不能省功，机械越省力，其机械效率越高

B．做功越快的机械，虽然它做的功不一定多，但是其机械效率是越高的 C．做相同的额外功时，有用功越大的机械效率越高 D．机械效率越低的时候，做功一定是越慢的

8.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（ ） A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少

9.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（ ）

A．W1=W2，η1=η2 B．W1=W2，η1＜η2 C．W1＜W2，η1＞η2 D．W1＞W2，η1＜η2

10.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端．已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（ ）

A．40% B．50% C．80% D．100%

二、填空

11.如图所示，用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕 点倾翻。已知AB长40cm，AC长30cm。室外机的重力为300N，正好处在AB中点处，则A处螺钉的水平拉力为 N（支架重力不计）。为了安全，室外机的位置应尽量 （选填“靠近”或“远离”）墙壁。

12.杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了 ；有时却要使用费力杠杆，那又是为了 。下列工具中①天平、②扳手、③镊子、④羊角锤、⑤裁衣剪刀、⑥瓶盖起子、⑦筷子、⑧钓鱼杆等都是简单机械，其中属于省力杠杆的是 。（填序号）

13.如图所示，某人将重为150N的物体匀速提起，在2s内绳的自由端移动了6m，则重物上升的速度为 m/s，若拉绳的力为60N，则动滑轮重为 N。（不计绳重和摩擦）

2

14.小童同学用50N的水平推力，使放在水平桌面上重200N的物体做匀速直线运动，若该物体在10s内移动4m，则在此过程中，物体受到的摩擦力是 N，小童做功的功率是 W。

15.如图所示，用平行于斜面的拉力F，将重为2N的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端。若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力F为 N；若斜面的机械效率为80%，则此时拉力F为 N。

16.如图所示，小刚站在高台上通过滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。假设在拉绳子的过程中，小刚对绳子的拉力与对高台的压力始终在同一直线上，不计绳重和摩擦。已知小刚的质量为50kg，物体A的质量为54kg，物体B的质量为84kg，动滑轮的质量为6kg。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为 ，此时小刚对高台的压力是 N；当提升物体B时，小刚拉力做功的功率为180W，则物体B上升的速度为 m/s。（g取10N/Kg）

三、实验探究

17.物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。 （1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 。

（2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 N。 测量序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm ①

1 20 2 10 3

② ③ 2 3 15 5 1.5 20 15

（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）。 A．没有改变力的大小 B．没有改变力的方向

C．没有改变力的作用点 D．实验次数较少，结论具有偶然性

18.用如图所示装置测量动滑轮的机械效率。实验时，竖直向上的匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。实验数据如下表。

钩码重力钩码上升高度绳端移动距离绳的拉力F/N G/N h/m s/m 1 2 2 0.2 0.2 0.2 0.6 1.1 1.2 0.4 0.4 0.4 序号 动滑轮重G动/N ① ② ③ 0.1 0.1 0.2 机械效率η 83.3% 83.3% （1）第②次实验时，测得动滑轮的机械效率约为 。

（2）分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将 ；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将 。（选填“增大”“减小”或“不变”） （3）分析表中数据可知，FG动G2，可能的原因是： 。

四、计算

19.学习了简单机械的有关知识后，小强同学自制了一种简易升降晾衣架，它由4个定滑轮和两个动滑轮组成，绳子的一端固定在天花板上，人用力拉绳子的自由端可以使晾衣架匀速上升，晾衣架在匀速上升过程中横梁保持水平，如图所示，将40N的衣物挂在晾衣架上，人拉绳的力为12.5N时，衣物匀速上升，忽略绳重及摩擦，求： （1）此时该装置的机械效率；

（2）将60N的衣物挂在晾衣架上，使其在5s匀速升高1m，人所做的总功和功率各是多少？

4

20.如图所示，现将一重G1=8100N的实心铝块在水中匀速上提h=2m（未露出水面），已知每个滑轮重G2=900N，不

3333

计绳重和各种摩擦，不计水的阻力。已知铝的密度ρ铝=2.7×10kg/m，水的密度ρ水=1.0×10kg/m，g取10N/kg。求：

（1）滑轮组的机械效率多大？

（2）若绳端拉力的功率为P=540W，则铝块上升的速度为多大？

【答案与解析】 一、选择 1.【答案】B

【解析】手是一个杠杆时，如图所示：支点O在腕关节处；球压在掌心上的力是阻力F2，方向竖直向下；过支点作阻力F2 的垂线得到的线段即为阻力臂L2；前臂中的屈肌收缩产生的动力F1，方向水平向右；过支点作动力F1的垂线得到的线段即为动力臂L1；由图可知：阻力臂很明显大于动力臂。所以是费力杠杆，费力杠杆的特点是：省距离。

2.【答案】B

【解析】A、有用功与总功的比值叫机械效率，故机械效率与做功的多少无关，此选项错误； B、功率反映做功的快慢，功率大则做功快，功率小，则做功慢，此选项正确； C、机械效率与机械功率大小没有直接关系，此选项错误；

D、功率等于功和做功时间的比值，时间短，功多少不确定，功率大小不确定，此选项错误。

3.【答案】D

【解析】原来水平平衡：G1L1G2L2

去掉相同质量的物体后，杠杆左边：(G1G)L1；杠杆右边(G2G)L2； 因为L1L2所以 GL1GL2，

5

则：(G1G)L1(G2G)L2 ，所以杠杆右端下降；把支点向右移动，可使杠杆平衡。

4.【答案】B

【解析】选项A和B中各是一个杠杆，其中A图中的杠杆的动方臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，故F1＜G；而B图中的杠杆是一个费力杠杆，故F2＞G；选项C中是一个定滑轮，定滑轮不省力，故F3＝G；选项D中是一个动滑轮，可以省一半的力，故F4＜G。综上所述，F2最大。 5.【答案】B

【解析】根据滑轮组省力知识，依题:

。

6.【答案】D

【解析】A、B 剪刀可以看做是一个杠杆，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂；A、B选项都错误；C、D 利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功；由机械效率为80%知，如果动力做功1J，有0.8J是用于剪纸。C选项错误，D选项正确。 7.【答案】C

【解析】A、使用任何机械都不省功；机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率的高低与是否省力没有必然的联系，故A错误；BD、做功越快的机械，说明功率大，与机械效率没有必然联系，不能确定机械效率的高低；根据机械效率的高低也不能确定做功的快慢；故BD错误；C、根据W有 和 W总W总=W有+W额可知，额外功相同时，有用功越大的机械效率越高，故C正确，故选C。 8.【答案】D 9.【答案】C

【解析】因为小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，所以两种情况的有用功相同；当有用功一定时，利用机械时做的额外功越少，则总功越少，机械效率越高。又因乙滑轮是动滑轮，所以利用乙滑轮做的额外功多，则总功越多，机械效率越低，即W1＜W2，η1＞η2，所以C选项正确。 10.【答案】A

【解析】有用功W有Gh100N2m200J；总功W总Fs50N25m500J； 机械效率：W有W总200J40% 。 500J二、填空

11.【答案】C；200；靠近

【解析】用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱，则支架会绕C点倾翻；

C点是支点，空调的自身重力是阻力，在阻力与阻力臂一定的情况下，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，FACGAB；F30cm300N40cm；所以F=200N；为了安全，室外机的位置应尽量靠近墙壁，以减小阻力臂，从而减小A处的拉力。 12.【答案】省力；省距离；②④⑥

【解析】人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了省力；有时却要使用费力杠杆，那又是为了省距离；

①天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；②扳手、④羊角锤、⑥瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；③镊子、⑤裁衣剪刀、⑦筷子、⑧钓鱼杆在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；故答案为：省力；省距离；②④⑥。 13.【答案】1；30

【解析】（1）由图知，n=3，则s3h，重物升高：h重物上升的速度：v

1212s6m2m， 33s2m1m/s。 t2s6

（2）因为：nFG物G动，所以动滑轮重：G动3FG物=360N150N30N。

14.【答案】50；20

【解析】物体在50N的推力作用下，在水平方向做匀速直线运动，所以摩擦力等于推力，也是50N；

s4m0.4m/s； t10s小童做功的功率为PFv50N0.4m/s20WP=Fv=50N×0.4m/s=20W。

物体移动的速度为v15.【答案】（1）1；（2）1.25

【解析】（1）如果直接把物体提升0.2m，需要做功：W手Gh2N0.2m0.4J， 使用斜面做的功：W机Fs；

不考虑摩擦有用功等于总功，即：W手W机，则拉力：FW手0.4J1N。 s0.4m（2）直接把物体提升0.2m所做的功为有用功：W有Gh2N0.2m0.4J， 机械效率：W有W总80%，得总功W总W有W0.4J0.5J0.5J；则拉力：F总1.25N。 80%s0.4J16.【答案】90%；700；0.2

【解析】（1）已知：mA54kg，m轮6kg，g=10N/Kg， 物体A的重力为：GAmAg54kg10N/kg540N， 动滑轮的重力为：G轮m轮g6kg10N/kg60N，

从图可知，该滑轮组有3段绳子吊着物体，所以提升物体A时小刚对绳子的拉力为：

11FA（GAG轮）(540N60N)200N，

33则提升物体A时，滑轮组的机械效率为：W有W总GA540N90%。 3FA3200N（2）此时小刚受竖直向上的支持力和竖直向下的重力和拉力，则小刚对高台的压力等于他的体重加上绳子对他的拉力，而m人50kg，则小刚的重力为：G人m人g50kg10N/kg5400N， 所以小刚对高台的压力为：F压G人FA500N200N700N。 （3））物体B的重力为：GBmBg84kg10N/kg840N，

则提升物体B时小刚对绳子的拉力为：FA（GBG轮）而拉力做功的功率为P131(840N60N)300N， 3WFv180W， tP180W0.6m/s， 拉力上升的速度为：vF300N11则物体B上升的速度为：v物v0.6m/s0.2m/s。

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三、实验探究 17.【答案】（1）右；力臂；（2）1；（3）B 【解析】（1）杠杆重心左移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处；由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的读出力臂； （2）第三组的阻力为F2F1L13N5cm1N； L215cm（3）“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡

且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故选项A、C、D错误，选项B正确。

18.【答案】（1）90.9%；（2）增大；减小；（3）滑轮与轮轴间有摩擦、绳子有重力 【解析】（1）由表中实验数据可知，第②次实验时，动滑轮的机械效率：

=W有W总100%=Gh2N0.2m100%100%90.9%。 Fs1.1N0.4m（2）由表中实验序号为①②的实验数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的重力增大，机械效率将增大；由

表中实验序号为②③的实验数据可知，提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将减小。 （3）由于滑轮与轮轴间存在摩擦、缠绕滑轮组的绳子有重力，因此F四、计算

19.【答案与解析】：（1）由图可知，n=4，则该装置的机械效率： =W有W总100%=1nG动G2。

GhG40N100%=100%100%80%； FsnF412.5N（2）由F（GG衣架）可得，晾衣架的重力：G衣架=4F-G=4×12.5N-40N=10N， 人所做的总功：W总′=（G′+G衣架）h=（60N+10N）×1m=70J， 人所做功的功率：PW总70J==14W。 t5s答：（1）此时该装置的机械效率为80%；（2）功率是14W。 20.【答案与解析】（1）铝块重的质量：m铝G铝810kg， g铝块的体积：V铝m铝铝810kg3； 0.3m332.710kg/m333在水中铝块受到的浮力：F浮水V铝g1.010kg/m0.3m10N/kg3000N； 滑轮组对铝块的拉力：FG铝F浮=8100N3000N5100N； 使用滑轮组做的有用功：W有Fh5100N2m10200N，

不计绳重和各种摩擦，使用滑轮组做的额外功：W额G轮h900N2m1800J；

W总W有W额10200J1800J12000J；滑轮组的机械效率：W有W总10200J85%；

12000J（2）根据公式：P总

W总W12000J，可得做功时间：t总； tP540W总8

铝块上升的速度：vs2m0.09m/s。 12000Jt540W答：（1）滑轮组的机械效率85%；（2）铝块上升的速度为0.09m/s。

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