第五章功和简单机械章节测评卷2023-2024学年华东师大版科学九年级上册.docx

第五章 功和简单机械章节测评卷一、选择题1如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡，已知每个钩码的质量均为50g，若在A、B两处各加1个钩码，那么杠杆()A右边向下倾斜B左边向下倾斜C仍保持水平位置平衡D无法确定杠杆是否平衡2曾国强是我国第一个获得奥运会举重金牌的运动员，当时他的挺举成绩是130千克。他在挺举过程中（将杠铃从地面举到如图所示）对杠铃做的功最接近（）A500焦B1000焦C2000焦D4000焦3如图所示，小明在玩蹦蹦杆。在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是（  ）A重力势能减小，弹性势能增大B重力势能增大，弹性势能增大C重力势能减小，弹性势能减小D重力势能增大，弹性势能减小4运动员甲比乙高，如果甲和乙举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图，则（ ）A甲做功较多，功率较大B甲做功较多，功率较小C甲做功较多，甲、乙功率相等D甲、乙做功相等，乙的功率较大5如图所示，重为50N的物体A在拉力F=5N作用下沿水平面做匀速直线运动。已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（    ）A物体所受合力为5NB物体受到的摩擦力为12NC拉力F做功的功率为5WD在10s内机械所做的有用功为500J6如图是建筑工地上起重设备“塔吊”的局部示意图。某次绕在滑轮组上的钢丝绳拉力F为700牛，将重1200牛的建筑材料吊高了10米。下列对该过程的说法错误的是（）A下方滑轮为动滑轮B拉力F做功12000焦C绳子自由端通过的距离为20米D该滑轮组的机械效率为85.7%7如图所示，斜面长5m，高1m，将10N重的物体A从斜面顶端匀速拉到斜面顶端，需要用拉力2.5N，则物体受到的摩擦力为 （ ）  A2.5NB10NC0.5ND6.25N8丰田“刹车门”事件让小明对刹车时的情景有了更多的思考。下列想法正确的是(    )A一辆车在下坡时若刹车失灵，在不增加动力的情况下，此车的运动状态将保持不变B有人错把油门当刹车踩，会导致汽车的惯性变大C司机看到意外时刹车，反射活动的途径是：眼睛传入神经脊髓传出神经腿部肌肉D万一下坡时刹车失灵可试图将车一侧靠着山体摩擦产生阻力而减速，这是通过做功把机械能转换为其他形式的能9如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A在水平桌面上做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为10W，则使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计滑轮与轴之间的摩擦，不计绳重）（ ）A4秒B3秒C5秒D6秒10如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（）   A每次倒入空桶的液体体积相同 B秤的刻度值向右越来越大C悬点O适当右移，秤的量程会增大D增大M的质量，秤的量程会增大11杭州地铁已于11月24号试运营，如图是1号线某个地铁站上下两楼层间设计的楼梯和电梯。下列关于小明的说法中不正确的是（    ）A从低碳角度，小明应该选择走楼梯上楼B如果梯面是光滑的，在不利用扶手的情况下，小明就上不了楼。C小明随电梯匀速上楼时，受到3个力的作用。D小明走楼梯上楼所做的功比乘电梯上楼电梯做的功少12古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆,一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是：（ ）AL始终在增加，FL始终在增加BL始终在增加，FL始终在减小CL先增加后减小，FL始终在减小DL先减小后增加，FL先减小后增加二、填空题13如图所示，将同一重物用甲、乙两种机械举高（绳子与滑轮摩擦不计），甲的机械效率为甲，乙机械效率为乙，且甲乙=75，则分别使用这两种机械时的拉力之比F1F2= 。若甲、丙两滑轮完全相同，提升的重物也相同，则F1 F3 ，若丙的机械效率为丙，则甲 丙。（选填“大于”、“等于”或“小于”）14小翔同学利用课余时间制作图示一款捕鼠器。将一块木板用铰链固定在桌边的O点，木板能绕O点转动，食饵放于A点，A的下方放一水桶，木板经打蜡后，很光滑。捕鼠器的工作原理是 ，木板的重心位于 （选填“O点”、“略偏O点左侧”或“略偏O点右侧”）。15用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。其中在 处的重力势能最大， 处的动能最大（填字母）。A位置到C位置的过程中,弹簧的弹性势能变化情况为 。16如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。（1）若G=30牛，台面受到木棒的压力为 牛。（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于 牛。（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为 牛。17如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图。杆AB可绕O点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧OB相等，杆AB的重力不计，柱形物体较重。（1）制作舂米工具时，为了使作用在A点的力F更小，在其他条件相同时，只改变支点O的位置，应将O点更靠近 端。（2）若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动45度的过程中，动力F大小的变化是 。18用一根长为L重为的均匀铁棒,插入一个边长为、重为的正方体物块的底部,在另一端施加一个向上的力,将物块撬起一个很小的角度(如图所示,图中的角度已被放大).如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一，则要撬动物块，作用在铁捧最右端的力至少为 .三、探究题19科学兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：（1）弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的。（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用 (选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验，并先后改变 （用图中字母表示）之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。20在探究“杠杆平衡条件”的实验中：（1）如图（a）所示，在未挂钩码时，螺母A、B的作用是 。若实验前，没有挂钩码时，杠杆静止在图（b）所示位置，应进行的操作是 。（2）实验中共有8个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边、离支点2格的P处挂有3个钩码，如图（c）所示，为使杠杆平衡，请在杠杆右边挂上钩码，你的方法是 （写出两种方法）。（3）当小宇同学在拉着弹簧测力计使杠杆在如图（d）位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读出对应的力臂，结果发现：动力×动力臂阻力×阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此种情况下不成立。你认为其中的原因是 。四、简答题21如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m,长度为L，竖直悬挂在转轴O处。在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力 F 缓慢将木棒拉动到竖直方向夹角为 的位置（转轴处摩擦不计）。问：（1）在答题纸上画出=60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小。（2）木棒的重力作用点在其长度二分之一处，随拉开角度的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度的关系式。22搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦求：（1）滑轮组的机械效率；（2）动滑轮的重；（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大23如图，一卡车车厢底板距地面1.5 m高，小明把一块3 m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用F="600" N的力，把一个大木箱由B处推到A处，已知木箱重为1000 N。（1）把木箱由B处推动A处，用了30 s时间，求木箱的运动速度；（2）小明推木箱做的总功是多少？（3）小明做的有用功是多少？（4）这个过程中，斜面的机械效率是多少？（结果保留一位小数）（5）斜面的摩擦力是多大？试卷第7页，共7页参考答案：1A【详解】试题分析：如图所示，每个钩码的质量为50g，重力为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N，杠杆上每小格的长度假设为1cm，则FA=0.5N×2=1N，LA=1cm×2=2cm，FB=0.5N，LB=1cm×4=4cm；所以FA×LA=FB×LB；在A、B两处再各加挂一个50g的钩码后，FA=0.5N×3=1.5N，FB=0.5N×2=1N，LA和LB的长度都不变，则FA×LA=1.5N×2cm=3Ncm，FB×LB=1N×4cm=4Ncm，因为FA×LAFB×LB，所以杠杆右边下倾，故应选A。【考点定位】杠杆的平衡条件2C【详解】杠铃的重力G=mg=130kg×10N/kg=1300N杠铃被举高的高度h=1.5m，那么对杠铃做的功大约为W=Gh=1300N×1.5m=1950J故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。3A【详解】在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，重力做正功，则小朋友的重力势能减少。弹簧的形变量增大，其弹性势能增加，故A正确，BCD错误。4A【详解】两人举起杠铃质量相同，杠铃重相同，甲比乙高，举起的高度：h甲h乙，举起杠铃做功W=Gh，举起杠铃做的功：W甲W乙，由 ，举起杠铃用的时间相同，做功功率：P甲P乙A. 甲做功较多，功率较大与分析相符，故A项正确；B. 甲做功较多，功率较小与分析不符，故B项错误；C.甲做功较多，甲、乙功率相等与分析不符，故C项错误；D. 甲、乙做功相等，乙的功率较大与分析不符，故D项错误。故选A。5B【详解】A、物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，物体所受合力为零，故A错误；B、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n3，克服摩擦力做的功为有用功，则效率：，则fnF3×80%×5N12N，故B正确；C、拉力的功率，故C错误；D、在10s内机械所做的有用功Wfsfvt12N×1m/s×10s120J，故D错误；6B【详解】A滑轮组下面的滑轮跟随着物体一块上升，属于动滑轮，故A正确，不符合题意；BC滑轮组的动滑轮绕2段绳，则绳子自由端移动的距离s=2h=2×10m=20m拉力做的功W总=Fs=700N×20m=14000J故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；D有用功W有=Gh=1200N×10m=12000J该滑轮组的机械效率为故D正确，不符合题意。故选B。7C【详解】克服物体重力做的有用功：W有=Gh=10N×1m=10J； 拉力做的总功为：W总=Fs=2.5N×5m=12.5J； 克服摩擦做的功：W额=W总-W有=12.5J-10J=2.5J； 物体受到的摩擦力为：f= =0.5N故C符合题意。8D【详解】A一辆车在下坡时，刹车失灵后，在不增加动力情况下，此车的情况将使汽车越来越快。故A错误；B有人错把油门当刹车踩，不会导致汽车的惯性变大，因为车的惯性只与其质量有关。故B错误；C司机看到意外情况时立即刹车，该反射活动的途径是眼睛传入神经大脑脊髓传出神经腿部肌肉。故C错误；D专家建议万一下坡时刹车失灵可试图将车一侧靠着山体摩擦产生阻力变大而减速，这是通过做功把机械能转化为其他形式的能。故D正确。9D【详解】由图知，通过动滑轮绳子段数n=3，不计轮与轴之间的摩擦，不计轮重、绳重，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时：拉动A向左运动时，A受力如图：，则：因此拉力F做功为：由得，所用时间为：故ABC项不符合题意、D项符合题意；10C【详解】A由于液体密度不同，所以当液体体积相同时，质量不同，由于杠杆的平衡条件可知，挂点B的位置会随着液体的不同而改变位置，从而在秤杆上标出不同的液体所对应的密度，故A正确；B液体密度越大，左边的力越大，由杠杆的平衡条件可知，物体M必须向右移才能使杠杆平衡，所以B正确；C当悬点右移时，造成左边和力和力臂的乘积变大，由于右边的力是一定的，所以要平衡杠杆，所需要的力臂变长，量程会缩小，故C错；D只增大M的质量时，用较小的力臂就能使杠杆平衡，所以量程会变大，故D正确；应选C。11C【详解】A 从低碳角度，小明应该选择走楼梯上楼，这样不会消耗电能，说法正确，故A选项不符合题意；B如果梯面是光滑的，则不能利用脚与地面的摩擦力上楼，说法正确，故B选项不符合题意；C小明随电梯匀速上楼时，受到重力和支持力的共同作用，这两个力是一对平衡力，说法错误，故C选项符合题意；D小明走楼梯上楼所做的功是克服自身的重力做功；乘电梯上楼电梯做的功包括对人和电梯所做的功，故小明走楼梯上楼所做的功比乘电梯上楼电梯做的功少，说法正确，故D选项不符合题意。12C【详解】当吊桥被吊起的过程中，如图中虚线位置1所示：吊桥重力的力臂L在减小，重力不变，则GL在减小；一开始动力臂小于桥长，当桥与绳垂直时，动力臂最大，随后动力臂又变小，即拉力的力臂线变大后变小，根据杠杆的平衡条件可知，FL始终在减小。ABD项不符合题意、C项符合题意。13 57 大于 等于【详解】1由图甲可知，承担重物的绳子股数n=2，则滑轮组的机械效率是甲=×100%=×100%=×100%=×100%斜面的机械效率乙=×100%=×100%=×100%=×100%因为甲 乙=75，所以F1F2=57。2在不计摩擦的情况下，则拉力F=（G动+G）从图中可以看出，图甲有2段绳子在拉重物，故F1=（G动+G）图丙有3段绳子在拉重物，故F3=（G动+G），所以F1大于F3。3根据机械效率公式=×100%=×100%=×100%可知两个滑轮组动滑轮重相同，物重相同，所以其机械效率相等，即甲等于乙。14 杠杆平衡条件， 略偏O点右侧【详解】1由图知道， 捕鼠器的工作原理是杠杆的平衡条件； 2 由图知道，木板的重心应位于略偏O点右侧，这样木板能静止在桌子上，当老鼠沿木板到A点吃食饵时，破坏木板的平衡，使木板转动掉入水桶中。15 A B 变大【详解】1由图可知，A位置铁球的高度最高，其重力势能最大；2由题意可知，到达B位置速度达到最大，则铁球的动能最大；3A位置到C位置的过程中，弹簧的形变程度越来越大，所以弹性势能逐渐增大。16 60 90 1090【详解】（1）若 G30 牛，以木棒为研究对象，木棒受力平衡，故木棒受台面的支持力为60N, 台面收到木棒的压力与木棒受到台面的支持力为相互作用力，即为60N；（2）若要使木棒右端下沉，则B点为支点，根据杠杆平衡条件GB .3GA0.9, 解得GB90N，即B端挂的物体至少要大于90牛；（3）若 B 端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，以A点为支点，根据杠杆平衡条件GB ×0.9GA×0.3，解得则 GB10N, 即G 的取值范围为.：l090牛。点睛：1. 以木棒为研究对象，木棒受力平衡，据二力平衡知识解答；2. 若要使木棒右端下沉，则B点为支点，确定动力臂和阻力臂，由杠杆平衡条件求出B 端挂的物体的重力；3. 木棒在水平台面上静止，分别以A、B为支点，由杠杆平衡条件求出B 端挂的物体的重力，即为G 的取值范围。17 B 先增大后减小【详解】(1)1根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，动力臂越长、阻力臂越短则越省力，所以O点向B点移动时，动力臂增大，阻力臂减小，使用起来越省力。(2)2在杆从水平位置缓慢转动45°角过程中，动力F的方向始终与杆垂直，故动力臂不变。阻力臂先增大后变小，由杠杆平衡可知，动力F先增大后变小。18【详解】以正方体物块为杠杆时,对铁棒产生的阻力为，由于在阻力与阻力臂一定的情况下，根据杠杆平衡条件可知：动力臂越大，动力越小，以正方体物块为杠杆时,如图所示,当力垂直于铁棒时,力的力臂是铁棒的长度，的力臂最大，力最小；此时,正方体物块对铁棒产生的阻力的力臂；即铁棒重力,作用点是铁棒的重心,在铁棒的中点处,力臂，由杠杆平衡条件可得：，即：；则；19 物体M被弹出的距离 相同 AP【详解】第一空实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接的反应，这用到了转换法； 第二空探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同(即相同的弹簧)，改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；第三空为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；20（1）调节杠杆平衡、把平衡螺母向右调（2）在2格处挂3个钩码或在3格处挂2个钩码或在6格处挂1个钩码（3）弹簧秤拉力力臂不能直接在杠杆上读出【分析】（1）杠杆上的平衡螺母是用来调节杠杆平衡的，可根据其偏转的情况进行移动；（2）判断杠杆上所挂的钩码及其位置时，要依据杠杆的平衡条件来进行；（3）如果使用弹簧测力计来拉杠杆应使其沿竖直方向用力【详解】(1)杠杆两端的螺母是用来调节杠杆平衡的,图(b)中左侧下沉应向右调节平衡螺母；(2)依据杠杆的平衡条件，可采用的方法是2格处挂3个钩码；3格处挂2个钩码；6格处挂1个钩码； (3)图中弹簧秤的拉力方向与杠杆不垂直，所以力臂的长不能在杠杆上读出，造成结果不符合平衡条件。21（1）（2）见解析【详解】（1）l=Lcos=Lcos60°=故力臂l为（2）由杠杆平衡得：FL1=GL2解法1：FLcos=G1/2Lsin F=1/2Gtan当0<<900时，tan随着的增大而增大，所以F逐渐增大。解法2：FL1=GL2 通过观察发现，随着的增大，L1减小而L2增大，因此L2/L1增大，而F=GL2/L1，所以，F逐渐增大。22（1）滑轮组的机械效率为80%；（2）动滑轮的重为30N；（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为170N【详解】由图可知，n=3；（1）滑轮组的机械效率：=×100%=×100%=×100%=×100%=80%；（2）由F=（G+G动）可得，动滑轮的重：G动=3FG=3×50N120N=30N；（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，则拉力：F=（4G+G动）=（4×120N+30N）=170N23（1）0.1 m/s（2）1800J（3）1500J（4）83%（5）100N【详解】(1)v="s/t=3" m/30 s="0.1" m/s (2)W总="Fs=600" N×3 m="1800" J(3)W有用="Gh=1000" N×l.5 m="1500" J (4)= W有用/W="1500" J/1800 J= 83.3%83%(5)W额外=W总W有用="1800" J1500 J="300" J f摩= W额外÷s="300" J÷3 m="100" N答案第9页，共9页