苏科版九年级物理上册第十一章简单机械和功专题练习练习题(含答案详解)

 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组

考生注意：

1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟

2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上

3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题  30分）

一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）

1、一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，图中能反映恒力所做的功与时间的对应关系的是（　　）

A．    B．    C．    D．

2、下列实例中，利用连通器原理工作的（　　）

A．锅炉液位计    B．脱拌油烟机

C．温度计    D．订书机

3、如图所示小明分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，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，若不计绳重及摩擦，则（　　）

A．W1η2    B．W1=W2 η1<η2

C．W1=W2η1>η2    D．W1>W2η1<η2

4、如图所示的工具中，在使用时与其它三种不是同一种类型的是（　　）

A．取碗夹子    B．核桃夹子

C．羊角锤    D．修枝剪刀

5、下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）

A．天平    B．理发剪刀

C．钢丝钳    D．瓶盖起子

6、如图所示的四种情景中，力对物体做功的是（　　）

A．用力推小车没有推动  B．提着滑板车在水平路面上前行

C．用力搬石头没有搬动   D．将货物从地面拉到高处

7、下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　）

A．物体做功越多，功率一定越大

B．机器的功率越小，机械效率一定越低

C．功率不同的机器，做的功一定不相等

D．额外功与总功之比越小，机械效率一定越大

8、如图所示，轻质直杆OA可绕O点转动，直杆下端挂一重物G。现用一个始终跟直杆垂直的力F将直杆由竖直位置缓慢转动到图示虚线位置，在转动过程中这个直杆（　　）

A．始终是省力杠杆

B．始终是费力杠杆

C．先是省力杠杆，后是费力杠杆

D．先是费力杠杆，后是省力杠杆

9、如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（　　）

A．有用功为1.35J，机械效率为75%

B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%

C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%

D．有用功为1.35J，机械效率为100%

10、下列说法中正确的是（　　）

A．机械做的有用功越多，机械效率越大    B．机械效率大的功率一定大

C．机械做功可以省力或省距离，但不能省功    D．机械做功时间短的，功率一定大

第Ⅱ卷（非选择题  70分）

二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）

1、为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能单位的物理学家是 ______。

2、在斜面上将一个重8N的物体匀速拉到顶端，沿斜面向上的拉力为4N，斜面长4m，高1m，则拉力做的有用功为_______J，斜面的机械效率为_______。

3、一质量为40kg的重物A放在水平地面上，利用如图所示的装置将它匀速提升0.1m用了1s，此时的机械效率为80%，则有用功为 _____J，动滑轮重力为 _____N，拉力的功率为 _____W，若再用该滑轮提升多块重物B（规格相同），提升一块重物B和两块重物B时滑轮的机械效率之比η1∶η2＝4∶5，则重物B的重力为 _____N。（不计绳重和摩擦）

4、如图所示，拉力F＝250N，在10s内将重为600N的货物匀速提升2m，则滑轮组的机械效率为 _____，拉力的功率为 _____W。请你说出一条提高该机械机械效率的方法：_____。

5、如图所示，物体重170N，小明用100N的拉力方向不变将物体匀速提升2m，则此过程中有用功是_______J，总功是______J，滑轮组的机械效率是________。根据已知条件，以下三个物理量：动滑轮上升的高度、动滑轮的重力、额外功，不能求出的有_______选填序号。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）

1、如图是某建筑工地上使用的塔式起重机。在一次操作过程中起重机将质量为500 kg的建筑材料竖直提升了12 m，用时15 s，g取10 N/kg。求：

（1）所提建筑材料受到的重力；

（2）起重机提起建筑材料所做的功；

（3）提升过程中该起重机的电动机功率为8 kW，那么提升过程中塔式起重机的机械效率是多大？

2、如图，塔式起重机上的滑轮组将质量为600kg的重物匀速吊起5m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。求：

（1）提升重物做的有用功；

（2）绳端的拉力；

（3）若动滑轮的质量为40kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

3、国产飞机“运20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行10min，需要燃烧航空燃油80kg，已知飞机发动机输出的有用功为1.92×109J，航空燃油的热值为q=4.0×107J/kg。求：

（1）发动机的有用功率是多少瓦？

（2）80g航空燃油完全燃烧放热是多少？

（3）在这段时间内该发动机的热机效率是多大？

4、上海自主研发了一种氢燃料汽车，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，汽车在水平路面行驶，它的发动机输出3000N的牵引力，汽车在5min内行驶了9000m。求这段时间内：

（1）汽车牵引力所做的功。

（2）汽车牵引力做功的功率。

5、水陆两栖飞机先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。飞机蓄满水后总质量53.5t。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106 W。求：

（1）飞机在水平面上沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力；

（2）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；

（3）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率。

-参-

一、单选题

1、B

【解析】

【详解】

一个物体在一恒力的作用下沿水平方向匀速运动，说明物体受到的拉力和物体的运动速度不变，根据W＝Fs、s＝vt可得W＝Fvt，所以可知恒力所做的功与时间成正比，则W﹣t是一条过原点的倾斜直线，其对应的图像为B。

故选B。

2、A

【解析】

【详解】

A．上端开口，下端连通的容器叫连通器，其特点是连通器里同一种液体不流动时，各容器的液面相平。锅炉液位计上端开口，下端连通，是利用连通器原理工作的，故A符合题意；

B．脱拌油烟机使用过滤网等各种技术使得油烟分离，分离出来的油多流入集油杯内，没有利用连通器原理，故B不符合题意；

C．温度计是利用液体热胀冷缩的原理工作，温度计没有开口，没有利用连通器原理，故C不符合题意；

D．订书机是利用杠杆原理工作，没有利用连通器原理，故D不符合题意。

故选A。

3、A

【解析】

【详解】

分别用甲乙两个滑轮把同一袋沙子从地面匀速提到二楼，沙袋所受的重力相同，高度相同，故两机械做的有用功相同，由于乙是动滑轮，克服动滑轮和绳子摩擦力做功，而甲是定滑轮，只需要克服摩擦力做功，故乙做的额外功多，故乙拉力做的总功大，乙的机械效率低，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

4、A

【解析】

【详解】

取碗夹子使用时，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；而羊角锤、核桃夹子、修枝剪刀使用时动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故在使用时与其它三种不是同一种类型的是取碗夹子，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

5、B

【解析】

【详解】

A．天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；

B．理发剪刀在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；

C．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；

D．瓶盖起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。

故选B。

6、D

【解析】

【详解】

A．用力推小车但没有推动，有力作用在小车上，但小车没有通过距离，所以力对物体不做功，故A不符合意题；

B．提着滑板车在水平路面上前行，人给滑板车一个向上的拉力，但滑板车没有在拉力的方向上通过距离，所以力对物体不做功，故B不符合题意；

C．人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但石头没有通过距离，所以力对物体不做功，故C不符合题意；

D．将货物从地面拉到高处，人给货物一个向上的拉力，货物在拉力的方向上通过了距离，所以力对物体做功，故D符合题意。

故选D。

7、D

【解析】

【详解】

A．功率是功与时间的比值，做功多，若时间不确定，则功率大小不能确定，故A错误；

B．机械效率是有用功与总功之比；机械功率是物体在单位时间内做的功，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故B错误；

C．由W＝Pt知道，做功多少还受时间的影响，功率不同的机器，做的功可能相等，故C错误；

D．总功包括有用功和额外功，额外功在总功中占比例越小，则有用功在总功中占比例越大，机械效率越高，故D正确。

故选D。

8、A

【解析】

【详解】

由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向图示虚线位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，但始终在l2＜l1时是省力杠杆，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

9、C

【解析】

【详解】

有用功

总功

机械效率

故选C。

10、C

【解析】

【详解】

A．有用功与总功的比值叫机械效率，不知道总 功，只知道机械做的有用功多，机械效率不一定大，故A错误；

B．机械效率是有用功与总功的比值，而功率是功与时间的比值，二者没有必然的联系，所在机械效率大的功率不一定大，故B错误；

C．机械做功可以省力或省距离，但不能省功，故C正确；

D．功率是功与时间的比值，不知道做功的多少，做功时间短的，功率不一定大，故D错误。

故选C。

二、填空题

1、焦耳

【解析】

【详解】

焦耳是英国物理学家，为了纪念其在能量转化中发现守恒思想的重大贡献，用他的名字来命名功和能的单位，所以在物理学中，焦耳是功和各种能量的基本单位。

2、     8     50%

【解析】

【详解】

[1]此过程所做的有用功为

[2]所做的总功为

则斜面的机械效率为

3、     40     100     50     150

【解析】

【详解】

[1]重物A的重力

GA＝mAg＝40kg×10N/kg＝400N

有用功为

W有用＝GAh＝400N×0.1m＝40J

[2]绳重和摩擦不计，滑轮组的机械效率

据此可知动滑轮重力

[3]绳重和摩擦不计，总功为

则拉力的功率

[4]绳重和摩擦不计，根据滑轮组的机械效率

可得提升一块重物B时，滑轮组的机械效率

提升两块重物B时，滑轮组的机械效率

由题知

η1∶η2＝4∶5

即

解得重物B的重力

GB＝150N

4、     80%     150     增大提升物体的重力

【解析】

【详解】

[1]滑轮组的有用功为

拉力移动的距离

拉力做的总功

滑轮组的机械效率为

[2]拉力的功率为

[3]滑轮组的机械效率与提升物体的重力和动滑轮的重力有关，增大滑轮组的机械效率可以增大提升物体的重力或者减小动滑轮的重力。

5、     340     400          

【解析】

【详解】

[1]此过程中做的有用功

W有=Gh=170N×2m=340J

[2]由图知道，n=2，拉力端移动的距离

s=2h=2×2m=4m

拉力做的总功

W总=Fs=100N×4m=400J

[3]滑轮组的机械效率

[4]①因为动滑轮和物体一起运动，所以动滑轮上升的高度等于物体上升的高度，大小为2m；

②若不计摩擦和绳重，则拉力

据此可求动滑轮重力；因为没有条件“不计摩擦和绳重”，所以无法计算动滑轮重力；

③额外功等于总功减去有用功，即

W额=W总-W有用=400J-340J=60J

所以，不能求出的是②。

三、计算题

1、（1）5×103N；（2）6×104J；（3）50%

【解析】

【详解】

解：（1）建筑材料受到的重力

G=mg =500kg×10N/kg =5×103N 

（2）起重机提起建筑材料所做的功

W有=Gh =5×103N×12m =6×104J 

（3）起重机做的总功

W总=Pt =8000W×15s=1.2×105J 

起重机的机械效率

答：（1）所提建筑材料受到的重力为5×103N；

（2）起重机提起建筑材料所做的功为6×104J ；

（3）塔式起重机的机械效率为50%。

2、（1）3×104J；（2）2.5×103N；（3）5.5×103J

【解析】

【详解】

解：（1）重物的质量为600kg，根据可知，重物的重力为

重物的重力为6000N，滑轮组将重物匀速吊起5m时，根据可知，提升重物做的有用功为

提升重物做的有用功为3×104J。

（2）由（1）解析可知，提升重物做的有用功为3×104J，滑轮组的机械效率为80%，再由可得拉力做的总功为

由图可知，承担物重绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离为

再由可得拉力为

绳端的拉力为2.5×103N。

（3）提升重物做的有用功为3×104J，拉力做的总功为3.75×104J，则对动滑轮、克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功为

动滑轮的质量为40kg，则动滑轮的重力为

动滑轮也上升了5m，则提升动滑轮做的额外功为

克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功为

克服摩擦和钢丝绳重所做的额外功为5.5×103J。

答：（1）提升重物做的有用功为3×104J；

（2）绳端的拉力为2.5×103N；

（3）若动滑轮的质量为40kg，克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5.5×103J。

3、（1）3.2×106瓦；（2）3.2×109J；（3）60%

【解析】

【详解】

解：（1）已知飞机水平匀速航行的时间为

t=10min=600s

发动机输出的有用功为W=1.92×109J，则发动机的有用功率为

P有===3.2W

（2）航空燃油完全燃烧放出的热量为

Q放=mq=80kg×4.0×107J/kg=3.2×109J

（3）发动机的热机效率为

=100=100=60

答：（1）发动机的有用功率是3.2×106瓦。

（2）80g航空燃油完全燃烧放热是3.2×109J。

（3）在这段时间内该发动机的热机效率是60%。

4、（1）2.7×103J；（2）9×104W

【解析】

【详解】

解：(1) 由W =Fs可求牵引力做功为

W =Fs=3000N×9000m=2.7×107 J

 (2)由可求汽车牵引力做功功率为

答：（1）汽车牵引力所做的功为2.7×103J。

（2）汽车牵引力做功的功率为9×104J。

5、（1）2.5×105 N；（2）53.5m3；（3）1.5×104 W

【解析】

【详解】

解：（1）飞机发动机牵引力的总功率始终为

P总=2.5×106 W

因为

所以，飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力

（2）因为水陆两栖飞机蓄满水后静止在水面上，所以飞机受到的浮力等于重力

根据阿基米德原理，飞机排开水的体积

（3）每次投下的水在下落过程中重力做功

重力做功的平均功率

答：（1）飞机在水面面上沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力为；

（2）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积是；

（3）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率是。