九年级物理专题练测09 简单机械及效率.docx

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九年级物理专题练测09简单机械及效率

考点1杠杆

解读：

1、定义：

在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

说明：

①杠杆可直可曲，形状任意。

②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。

如：

鱼杆、铁锹。

2五要素——组成杠杆示意图。

①支点：

杠杆绕着转动的点。

用字母O表示。

②动力：

使杠杆转动的力。

用字母F1表示。

③阻力：

阻碍杠杆转动的力。

用字母F2表示。

说明动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反

④动力臂：

从支点到动力作用线的距离。

用字母l1表示。

⑤阻力臂：

从支点到阻力作用线的距离。

用字母l2表示。

3、研究杠杆的平衡条件：

杠杆平衡是指：

杠杆静止或匀速转动。

实验前：

应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

这样做的目的是：

可以方便的从杠杆上量出力臂。

结论：

杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：

动力×动力臂＝阻力×阻力臂。

写成公式F1l1=F2l2也可写成：

F1/F2=l2/l1

解题指导：

分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图；弄清受力与方向和力臂大小；然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。

（如：

杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。

）

解决杠杆平衡时动力最小问题：

此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

【针对练习】

1．（2013•永州）如图所示，在调节平衡后的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态．如果两侧各去掉一个钩码，下列说法正确的是（　　）

2019-2020年九年级物理专题练测09简单机械及效率

A．左端下沉B．右端下沉C．仍然平衡D．无法判断

2（2013连云港）下列四种情形中所使用的杠杆属千省力杠杆的是　　　

考点2滑轮

①定义：

中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：

定滑轮的实质是：

等臂杠杆

③特点：

使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G

绳子自由端移动距离SF（或速度vF）=重物移动

的距离SG（或速度vG）

2、动滑轮：

①定义：

和重物一起移动的滑轮。

（可上下移动，

也可左右移动）

②实质：

动滑轮的实质是：

动力臂为阻力臂2倍

的省力杠杆。

③特点：

使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：

F=1／2G；

只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1／2（G物+G动

）绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（或vG）

3、滑轮组

①定义：

定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：

使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=1／nG。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1／n（G物+G动）

绳子自由端移动距离SF（或vF）=n倍的重物移动的距离SG（或vG）

组装滑轮组方法：

首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”的原则。

结合题目的具体要求组装滑轮。

【针对练习】

1．（2013•湘西州）学校旗杆顶端装有一个定滑轮，在升旗仪式中（　　）

　A．该滑轮可以省力B．该滑轮可以省功

　C．该滑轮可以改变力的方向D．做的功都是有用功

2（2013年福州）小明用如图9所示的滑轮组，将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度，在此过程中，手拉力的大小实际应该是

A．小于0.75NB．等于0.75N

C．大于0.75ND．等于0.5N

考点3机械效率：

１、有用功：

定义：

对人们有用的功。

　　　公式：

W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总

斜面：

W有用=Gh

2、额外功：

定义：

并非我们需要但又不得不做的功

公式：

W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）

斜面：

W额=fL

3、总功：

定义：

有用功加额外功或动力所做的功

公式：

W总=W有用＋W额=FS=W有用／η

斜面：

W总=fL+Gh=FL

4、机械效率：

①定义：

有用功跟总功的比值。

②公式：

斜面：

定滑轮：

动滑轮：

滑轮组

③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。

通常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。

④提高机械效率的方法：

减小机械自重、减小机件间的摩擦。

5、机械效率的测量：

①原理：

②应测物理量：

钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S

③器材：

除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：

必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：

保证测力计示数大小不变。

⑤结论：

影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

B提升重物越重，做的有用功相对就多。

C摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

重物提升高度不影响滑轮机械效率；

注意：

在摩擦力忽略不计时，绕线方法也不影响机械效率

6、机械效率和功率的区别：

功率和机械效率是两个不同的概念。

功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

【针对练习】

1（2013漳州）下列关于机械效率的说法正确的是

A．机械效率不可能达到100％

B．随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100％

C．滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率

D．杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率

2．（2013•柳州）使用动滑轮能省　　（选填“力”、“功”或“距离”）．用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时，动滑轮的机械效率为75%，若改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物，此动滑轮的机械效率为　　%（不计绳重和摩擦）．

第二部分专题测试

1（2013扬州）下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是

A．羊角锤B．筷子C．起瓶器D．独轮车

2（2013内江）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。

忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是

A.F1较小

B.F2较大

C.F1、F2、F3的大小不能确定

D.如果将钩码提升相同的高度，那么力F1、F2、F3做的功相等

3（2013四川自贡）如图所示，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。

在这个过程中，力F作用在A端且始终与铁棒垂直，则用力F将（）

A.逐渐变大　　B.逐渐变小　　C.保持不变　　D.先变小后变大

4．（2013•德州）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物．不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

　A．甲图省力，机械效率甲图大B．甲图省力，机械效率一样大

　C．乙图省力，机械效率一样大D．乙图省力，机械效率乙图大

【答案】C

5（2013年福建省泉州市）如图6所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是

6（2013宁波）如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0．2m。

已知G=18N，F=1ON。

这一过程中，不能得到的结论是

A．绳子自由端上升0.4mB．拉力F做功4J

C．动滑轮重为2ND．该动滑轮的机械效率为90％

7（2013乐山）重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。

在转动的过程中：

A．动力臂逐渐变大     

B．阻力臂逐渐变小

C．动力F逐渐变大         

D．动力F逐渐减小

8（2013雅安）工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房,他们设计了如图3所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面）。

其中最省力的方案是

9（2013天津）图3为用瓶起开启瓶盖的情景，图4中关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是（）

【答案】D

【解析】使用瓶起开启瓶盖，瓶起子是绕上端点移动，上端点是支点，力臂是支点到力作用线的距离，动力臂是支点到动力作用线的距离，阻力臂是支点到阻力作用线的距离。

选项D正确。

考点：

杠杆

点评：

解决本题方的关键是杠杆的一要素,难度不大。

10（2013年河南省）一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将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

11（浙江省2013年）如图甲，物体A在水平拉力F的作用下，以0.2米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，此时弹簧秤示数如图乙所示。

若不计滑轮、弹簧秤和绳的重及滑轮与绳之间的摩擦，则下列说法中正确的是（）

A．拉力F为2牛

B．此滑轮是定滑轮

C．拉力F的功率为0.4瓦

D．以物体A为参照物，弹簧秤是静止的

12（2013年河南省）如图5所示，小华用苹果和桔子来玩跷跷板。

她将苹果、桔子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来。

使杆逆时针转动的力是（）

A.苹果的重力

B.桔子的重力

C.杆对桔子的支持力

D.苹果对杆的压力

13（2013•沈阳）如图所示，斜面长1m，高0.4m，用大小为5N沿斜面向上的拉力F，将重10N的铁块从底端匀速拉到顶端，斜面的机械效率为　　；若仅使倾角θ逐渐增大，沿斜面向上的拉力将逐渐　　（选填“增大”、“不变”或“减小”），此斜面的机械效率将逐渐　　（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

14．（2013•沈阳）如图所示，轻质杠杆ABO能绕O点自由转动，若在杠杆末端A点施加一个力提起重物G，使杠杆在水平位置平衡，则此杠杆　　（选填“一定”或“不一定”）是省力杠杆；若在A点施加一个最小的力使杠杆在水平位置平衡，此力的方向是　　．

【答案】不一定、垂直于OA向上

【解析】杠杆有三种，省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，省力杠杆是动力臂大于阻力臂的杠杆，费力杠杆是动力臂小于阻力阻力臂，等臂杠杆是动力臂和阻力臂相等，如图这个杠杆的阻力臂是OB，动力作用在A点，如果力的方向和杠杆成30度角或150度角是等臂杠杆，如果成的角小于30度大于150度是费力杠杆，成角在30度到150度是省力杠杆。

考点：

杠杆

点评：

解决本题方的关键是力臂的长短,难度中等。

15．（2013•长沙）用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，由图可知动滑轮重为　　N，当某次运送4件货物时，绳子的拉力F是　N，滑轮组的机械效率为　　．（不考虑绳重和摩擦）

16（2013南京）如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为550N。

地面对手的支持力F的力臂是________m，大小为________N。

17（2013龙岩）

（1）“糖枣”是上杭古田红色旅游圣地的美食。

图10示意了筷子夹“糖枣”的情景，此时筷子是　杠杆（填“省力”、“费力”或“等臂”）。

请在图中画出“糖枣”所受重力的示意图。

18．电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上．钢缆的A端固定在电杆上，B端通过滑轮组连接在电杆C上．

（1）配重D是n个混凝土圆盘（图中只画出3个），每个盘的质量是m．按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力大约是多少？

（2）如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C，实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么？

态．如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的张紧程度仍随弹簧的长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度。

考点：

滑轮组及其工作特点

点评：

本题考查了滑轮组的省力公式的应用，滑轮组在实际生产生活中的应用，难度中等。

19（2013扬州）工人用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N。

求此过程中：

（1）做的总功。

（2）做的有用功。

（3）滑轮组的机械效率。

20（2013乐山）某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。

升降机货箱的重力是400N，g取10N/kg。

不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。

试求：

（1）已知大理石的密度是2.8×103kg/m3，每块大理石的体积是1.0×10-2m3,则每块大理石的重力是多少？

（2）如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？

（3）某次提升中，升降机在1min内将货物匀速提升了15m，钢丝绳的拉力是2000N。

则钢丝绳的拉力的功率是多少？

考点1欧姆定律

解读：

1.探究电流与电压、电阻的关系。

①提出问题：

电流与电压电阻有什么定量关系？

②制定计划，设计实验：

要研究电流与电压、电阻的关系，采用的研究方法是：

控制变量法。

即：

保持电阻不变，改变电压研究电流随电压的变化关系；保持电压不变，改变电阻研究电流随电阻的变化关系。

③进行实验，收集数据信息：

（会进行表格设计）

④分析论证：

（分析实验数据寻找数据间的关系，从中找出物理量间的关系，这是探究物理规律的常用方法。

）

⑤得出结论：

在电阻一定的情况下，导体中的电流与加在导体两端的电压成正比；在电压不变的情况下，导体中的电流与导体的电阻成反比。

2.欧姆定律的内容：

导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。

3.数学表达式I=U/R

4.说明：

①适用条件：

纯电阻电路（即用电器工作时，消耗的电能完全转化为内能）

②I、U、R对应同一导体或同一段电路，不同时刻、不同导体或不同段电路三者不能混用，应加角码区别。

三者单位依次是A、V、Ω

③同一导体（即R不变），则I与U成正比同一电源（即U不变），则I与R成反比。

④

，是电阻的定义式，它表示导体的电阻由导体本身的长度、横截面积、材料、温度等因素决定。

R＝U/I是电阻的量度式，它表示导体的电阻可由U/I给出，即R与U、I的比值有关，但R与外加电压U和通过电流I等因素无关。

5.解电学题的基本思路

①认真审题，根据题意画出电路图；

②在电路图上标出已知量和未知量（必要时加角码）；

③选择合适的公式或规律进行求解。

【针对练习】

1（2013德阳）由欧姆定律公式I=U/R变形得R=U/I，对此，下列说法中正确的是（）

A．加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大

B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小

C．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零

D．导体的电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流无关

考点2伏安法测电阻

解读：

1.定义：

用电压表和电流表分别测出电路中某一导体两端的电压和通过的电流就可以根据欧姆定律算出这个导体的电阻，这种用电压表电流表测电阻的方法叫伏安法。

2.原理：

I=U/R

3.电路图：

（右图）

4.步骤：

①根据电路图连接实物。

连接实物时，必须注意开关应断开

②检查电路无误后，闭合开关S，三次改变滑动变阻器的阻值，分别读出电流表、电压表的示数，填入表格。

③算出三次Rx的值，求出平均值。

④整理器材。

5.讨论：

⑴本实验中，滑动变阻器的作用：

改变被测电阻两端的电压（分压），同时又保护电路（限流）。

⑵测量结果偏小是因为：

有部分电流通过电压表，电流表的示数大于实际通过Rx电流。

根据Rx=U/I电阻偏小。

⑶如图是两电阻的伏安曲线，则R1＞R2

【针对练习】

1（2013上海）10秒内通过某导体横截面的电荷量为6库，通过该导体的电流为安，该导体两端的电压为6伏，该导体的电阻为欧。

若将该导体两端的电压改变为10伏，它的电阻为欧。

考点3串联、并联电路的特点：

解读：

1.电流：

串联电路中各处电流都相等。

公式：

I=I1=I2=I3=……In

2.电压：

串联电路中总电压等于各部分电路电压之和。

公式：

U=U1+U2+U3+……Un

3.电阻：

串联电路中总电阻等于各部分电路电阻之和。

公式：

R=R1+R2+R3+……Rn

理解：

把n段导体串联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都大，这相当于增加了导体的长度。

特例：

n个相同的电阻R0串联，则总电阻R=nR0.

4.分压定律：

串联电路中各部分电路两端电压与其电阻成正比。

字母：

U1/U2=R1/R2，U1∶U2∶U3∶……=R1∶R2∶R3∶……

5.电流：

文字：

并联电路中总电流等于各支路中电流之和。

公式：

I=I1+I2+I3+……In

6.电压：

文字：

并联电路中各支路两端的电压都相等。

公式：

U=U1=U2=U3=……Un

7.电阻：

文字：

并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。

公式：

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……1/Rn

理解：

把n段导体并联起来，总电阻比任何一段导体的电阻都小，这相当于导体的横截面积增大。

特例：

n个相同的电阻R0并联，则总电阻R=R0/n.

求两个并联电阻R1、R2的总电阻

8、分流定律：

文字：

并联电路中，流过各支路的电流与其电阻成反比。

公式：

I1/I2=R2/R1

【针对练习】

1.（2013衢州）如图所示，R1=10欧姆，电流表A1示数为0.5安培，电源电压为10伏特。

下列叙述不正确的是（）

2019-2020年九年级物理专题练测11欧姆定律

A．R1与R2并联B．R2阻值为20欧姆

C．R1两端电压为10伏特D．电流表A的示数为1.0安培

2.（2013德阳）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑片P向右移动时，电压表示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

当滑片P分别在滑动变阻器的两个端点a和d、中点c和图中b位置时，电压表的示数从小到大的顺序分别为0V、2V、3V和4V，则在图示b位置时电压表示数应为_________V。

第二部分专题测试

1（2013北京）图5所示的电路中，电源两端电压保持不变。

开关S闭合，灯L正常发光，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则下列说法中

正确的是

A．电压表的示数变大，灯L变亮

B．电压表的示数变小，灯L变暗

C．电流表的示数变大，灯L变暗

D．电流表的示数变小，灯L变亮

2（2013东营）某同学设计了一个电子身高测量仪。

下列四个电路中，R是定值电阻，R＇是滑动变阻器，电源电压不变，滑片会随身高上下平移。

能够实现身高越高，电压表示数越大的电路是

3（2013鄂州）在如图所示的电路中，闭合开关S，电路正常工作。

一段时间后灯L熄灭，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小。

将两用电器位置互换后再次闭合开关S，两个电表指针均发生明显偏转。

若电路中只有一处故障，且只发生在灯L或电阻R上，则

A．灯L短路　　　　　　　B．灯L断路

C．电阻R断路　　　　　D．电阻R短路

4（2013•黑龙江）在如图所示的电路图中，把滑动变阻器的滑片向右滑动时，各表的示数的变化情况是（　　）

A．

电压表示数变大，电流表示数变大

B．

电压表示数变大，电流表示数变小

C．

电压表示数变小，电流表示数变大

D．

电压表示数变小，电流表示数变小

5．（2013•绵阳）在探究一个用电器中电流随电压变化关系时，李芳连接好的电路如图所示．闭合开关，发现电流表、电压表均有示数，调节滑动变阻器，电流表、电压表示数都不变化．李芳连接的电路有不妥之处，改正的方法是（　　）

A．

将导线K的a端移至接线柱A

B．

将导线L的b端移至接线柱B

C．

将导线L的b端移至接线柱D

D．

将导线M的c端移至接线柱B

A．

变大

B．

变小

C．

不变

D．

无法确定

7（2013南充）如图3所示的电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片P由B端移到a端的过程中、下列说法正确的是

A.电压表和电流表的示数都变大

B，电压表和电流表的示数都变小

C.电压表的示数变大，电流表的示数变小

D，电压表的示数变小，电流表的示数变大

8（2013泰安）如图所示，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P由右端向左滑向中点处的过程中

A.电压表V的示数变小，电流表A2示数变大

B.灯泡变亮，电流表A2示数变小

C.电压表V的示数不变，灯泡亮度不变

D.电流表A1示数不变，电流表A2示数变大

9（2013年福州）图8是一个环境温度监控电路原理图。

电源电压不变，R0为定值电阻，R是用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻值会随温度的升高而变小。

若环境温度升高，闭合开关S。

则

A．热敏电阻R的阻值变大

B．电压表的示数变大

C．通过电阻R的电流变小

D．电阻R两端电压变大

10.（2013泉州）如图9所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为U1；接着只断开开关S2，此时电压表示数为U2，若已知U1∶U2=5∶3，则电阻R1和R2的阻值之比是

A．1∶2B．2∶3C．3∶2D．5∶3

11.（2013扬州）检查近视眼是否饮酒设备的电路如图甲，R为酒精气体传感器，其阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙，R0为定值电阻，电源电压不变。

当检测酒精气体浓度增大时

A．电流表示数减小B．电压表示数减小C．电路总电阻增大D．电路总功率增大

12.（2013雅安）如图7所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是

A.电流表示数变小，电压表与电流表示数之比变大

B.电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变

C.电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变

D.电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大

13（2013鄂州）．如图a所示的电路，电源电压保持不变。

闭合开关S，调节滑动变阻器，两电压表的示数随电路中电流变化的图像如图b所示，根据图像的信息可知：

_____（选填“甲”或“乙”）是电压表V2示数变化的图像，电源电压为_____V，电阻R1的阻值为_____Ω。

14（2013•成都）如图1所示，电源电压保持不变．闭合开关，电压表的示数如图2所示，为　　V，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电流表的示数将　　（选填“变大”“变小”或“不变”）．

15．（2013•黑河）在某一温度下，两个电路元件A和B中的电流与其两端电压的关系如右图所示。

则由图可知，元件A的电阻为　　Ω。

将A和B并联后接在电压为2.5V的电源两端，则通过A和B的总电流是　　A．

【答案】5、0.75

17.（2013达州）一只小灯泡的额定