江苏省南京江宁滨江外国语学校2023-2024学年九年级上学期期初测试物理试卷

2023-2024 年江宁区滨江外国语初三上期初物理测试卷 本试卷分试题和答题卡两部分，所有答案一律写在答题卡上.考试时间为 90 分钟，试卷满分为 100 分. 一.选择题（本题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分.每小题只有一个正确） 1. 人体中有多个杠杆，如图所示的几个人体杠杆中，属于费力杠杆的是（ ） A. a、c B. a、b C. c、d D. b、d 2. 下列四个情境中，属动能转化为势能的是（ ） A.拉弓放箭 B.踩板下滑 C.秋千上摆 3. 下列事例中，人对物体做了功的是（ ） A.将重物从一楼扛到二楼 B.踢出去的足球在草地上滚动 C.运动员举着杠铃保持不动 D.提着水桶在水平路面上匀速前行 4. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ） A.机械效率越高的机械，功率越大 B.做功越多的机械，功率越大 C.功率越大的机械，做功越快 D.做有用功越多的机械，机械效率越高 5. 为了比较两位同学上楼时的功率，使用下列哪组器材一般不能达到目的（ ） A.皮尺、体重计 B.皮尺、秒表 C.体重计、皮尺、秒表 D.体重计、秒表 6. 2022 年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开 跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（ ） A.动能一直减小 B.重力势能一直减小 C.动能先减小后增大 D.重力势能先减小后增大 7. 如图所示，轻质杠杆 AOB 的支点是〇，AO＝BO，在 A 端挂重物 G1、B 端挂重物 G2，杠 杆刚好在如图所示位置平衡，若将 G1、G2 的位置对调，则杠杆（ ） A. 保持平衡 B. A 端下沉 C. B 端下沉 D. 以上均可能 8. 一根直杆可以绕 O 点转动，在直杆的中点挂一个重为 G 的重物，在杆的另一端施加一个力 F，如图所示，在力 F 从水平方向缓慢转动到沿竖直向上的方向过程中，为使直杆保持在图示位置平 衡，则拉力 F 的变化情况是（ ） A. 一直变大 B. 一直变小 C. 先变大，后变小 D. 先变小，后变大 9. 在如图的三种场景中，拉力 F1、F2、F3 大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等。 若拉力所做的功分别记为 W1、W2、W33，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（ ） A. W1＝W2＜W3 B. W1＝W2＝W3 C. W1＝W2＞W3 D. W1＜W2＜W3 10. 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的 高度。若用 η 甲、η 乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率， W 甲、 W 乙表示拉力所做的功 （不计绳重与摩擦），则（ ） A. η 甲＝η 乙， W 甲＝W 乙 B. η 甲＜η 乙， W 甲＜W 乙 C. η 甲＞η 乙， W 甲＞W 乙 D. η 甲＝η 乙， W 甲＜W 乙 11. 如图，在“探究动能的大小与什么因素有关”实验中，下列说法正确的是（ ） A. 王亚平的“太空授课”可以操作本实验 B. 小球静止在斜面上时没有能量 C. 木块被撞击后滑行得越远，说明小球的动能越大 D. 不同质量小球从同一高度下滑，是为了探究动能与速度的关系 12. 如图，两个滑轮组，提升一个重为 17N 的物体 A（每个滑轮重相同），使物体 A 在 2s 内拉 升了 20cm，拉力如图所示（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ） A.甲中，绳端移动的距离为 60cm B.绳自由端移动的速度之比为 2:3 C.拉力之比为 3:2 D.乙中，动滑轮的重力为 2N 二、填空题（本题共 7小题，每空 1分，共 24分） 13. 如图所示，旋翼无人机正在喷洒农药，当无人机水平匀速飞行时，无 人机处于_____（选填“平衡”或“非平衡”）状态，喷洒过程中无人机的动能_____ （选填“增大”、“减小”或“不变“）。 14. 如图 a 所示是用手捏开夹子的情形，捏开夹子是_______（省力/费力）的；如图 b 所示说明 _______________；如图 c 所示，点燃蜡烛跷跷板的两端，发现跷跷板不停地往返摆动，原理是 __________________。 15. 回顾有关“机械能”的几个小实验，请完成下列四个小题。 （1）如图甲所示，木块从高处自由下落时将小桌的脚打入沙子中。要将小桌的脚打入沙子中更 深些，应选用质量较_______（选填“大”或“小”）的木块，并将其从更_______（选填“高”或“低”）处 下落。 （2）如图乙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就制成了一个 “魔罐”。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，你将看到“魔罐”来回滚动，它能滚回来是________能转 化为_________能。 （3）如图丙所示，这是一个会跳的卡片，将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮 筋伸长，迅速松开手，观察到卡片向上跳起。这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片_______， 因此它具有弹性势能。要想使卡片向上跳得更高，应_______（选填“增大”或“减小”）两个小豁口 A 和 B 之间的距离。 16. 如图所示一轻质硬棒，AB＝BC＝CD，在 A 点悬挂一个 60N 的重物 G，C 点在 F1 作用下 处于水平平衡，则硬棒的支点可能在杠杆上_______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）点，F1 的大小为 ______N。若将重物拿走，在 A 点施加一个与 F1平行且大小等于 100N 的力 F2（图中虚线所示），使 杠杆处于水平平衡，则 F1大小为_____N。 17. 质量为 3kg 的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所 示，g 取 10N/kg。在 150N 的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动 10s 的过程中，所受 阻力大小为_______N，推力所做功为_______J；当该机器人在水平地面上以 0.6m/s 的速度匀速运动 时水平推力的功率是_______W。 18. 如图所示，沿斜面向上拉一个重 4.5N 的物体到高处，拉力 F 为 2N，斜面长 s 为 1.2m，高 h 为 0.4m，则拉力做的功为_______J，斜面的机械效率为_______，斜面在生产、生活中随处可见， 在盘山公路、镊子、汽车方向盘中，应用了斜面的是____________。 19. 用如图所示的滑轮组将 90N 的重物匀速提升 2m，用时 10s，已知动滑轮重为 10N，机械效 率为 75%，此过程总功为_______J，拉力 F 的大小为_______N，拉力 F 做功的功率为_______W，当 该滑轮组的机械效率低于_______时，使用它将不再省力。 三、解答题（本题共 8小题，共 52 分，其中第 26、27题应写出必要的解题过程） 20. （6 分）（1）如图所示，用羊角锤拔钉子时，若 O 为支点，画出动力 F 力臂 L。 （2）如图所示，左图是正在使用的核桃夹，上、下两部分都是杠杆，右图是上半部分杠杆的示 意图，请在 A 点画出最小动力 F1 及其力臂 L1。 （3）用图示所示的滑轮组提升重物，若拉力 F 将绳子的自由端移动 1.2m 时，重物升高 0.6m， 请你在图中画出绳子绕法。 （2） （3） 21. （5 分）如图所示，是探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时杠杆_______（选填“是”或 “不是”）平衡状态；接着把左端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节，直至使杠杆在水平 位置平衡； （2）实验中，通过改变钩码的位置或钩码的个数来改变力臂或力的大小进行多次实验，目的是： _________________________； （3）根据实验数据分析：杠杆在水平平衡位置时，不但有动力×动力臂＝阻力×阻力臂的关系， 同时还满足动力×支点到动力作用点间距离＝阴力×支点到阻力作用点间距离的关系。为了使实验结 论明确，把实验装置中右侧改为弹簧测力计，如图乙所示，这样做的最终的目的是为了_______。 A.便于直接读出拉力的大小 B.便于正确认识力臂 C.便于测量力臂的大小 （4）在杠杆左侧挂上一个重为 0.5N 的钩码，调整杠杆支点至图丙所示位置时，杠杆恰好处于 水平静止。则杠杆的自重为_______N。 22. （11 分）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实 验数据记录如表所示。 （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做_______运动。 （2）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重为_______N. （3）第 2 次实验时所做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率是_______。 （4）分析 1、2、3 次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受重力越_______ （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析 3、4 次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩 码上升的高度_______（选填“有关”或“无关”）。 实验次数 动力 F 1/N 动力臂L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂L2/cm 1 3 10 2 15 2 2 20 5 8 3 4 5 1 20 （5）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是_______。 A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度 （6）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等 于有用功；可见使用任何机械都__________。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的选项是 _______。 A. 平面镜成像规律 B. 牛顿第一定律 C. 阿基米德原理 D. 光的反射定 律 （7）实验过程中边过动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数，你认为他 的想法_______（正确/不正确），因为他没有考虑到__________对滑轮组机械效率的影响。 23. （8 分）如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球 分别从斜面由静止开始滚下，撞击木块。 （1）该实验是通过观察木块移动的距离来判断_______（选填“钢球”或“木块”）动能的大小； （2）利用如图所示的实验情景，可以得到的结论是：______________。 （3）在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板， 要维续完成此实验，下列措施中可行的是：_______（选填序号）： ① 换质量更大的木块； ② 降低第二次钢球的高度； ③ 换质量更大的钢球； ④ 换质量更小的钢球； （4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一个小车沿同一斜面的同一个高度 由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面 运动的整个过程中，克服摩擦力做的功______（选填“相等”或“不相等”），小车在玻璃、毛巾表面克 服阻力做功的功率分别是 P1、P2，则 P1_______P2（选填“＞”或“＝”或“＜”）。 （5）小明同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”，经过思考设计了实 验方案：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被橙 击的距离；这个实验方案是_______（选填“正确”或“错误”）的，因为压缩程度相同时，小球获得的 动能_______，木块移动的距离__________。 24. （3 分）学了功的知识后，甲和乙两位同学想测量自己平时从底楼爬到教学楼三楼的功率， 他们测试前设计了如下问题，请你帮忙补充完整。 （1）实验原理：______________（写出公式）。 （2）甲和乙两同学都觉得测功率需要多次实验，他们给出了以下两种方法。 甲：每天测 1 次自己正常爬楼的功率，一星期后把测得的所有值取平均值。 乙：在 2h 内不间断地爬楼 N 次，最后求出 N 次爬楼的平均值。 其中，甲同学求得的功率值能较准确地反映他爬楼的功率，乙同学求得的值将比通常情况下的 功率值偏_______（选填“大”或“小”），采取多次测量取平均值主要目的是______________。 25.（4 分）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 O 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）计算秤砣的质量是_______kg （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换秤砣。 26. （5 分）如图甲是疫情期间的一块校园移动牌，简化图如图乙，其中 AB 为竖直牌面，CD （水平）和 BE（竖直）为支架，并且测得牌面长 AB 为 150cm，宽为 120cm，支架长度 CE＝ED＝ 2BE＝50cm，指示牌的质量为 15kg（所有支架的受风面积忽略不计）。 （I）乙圆所画指示牌模型可视作简单机械中_______模型； （2）假设风对指示牌的作用点在 AB 中点，根据图示风向计算：刚好把 D 端吹离地面这一瞬间 的风力 F。 27. （10 分）工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重 700N 的货物，绳子自由端被竖直向上拉起 6m，所做的额外功为 600J，不计绳重和摩擦。求： （1）拉力所做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）当另一重物被提起相同高度时，滑轮组的机械效率增加了 10%，求此时被提升重物的重力。 2023-2024 年江宁区滨江外国语初三上期初物理测试卷 本试卷分试题和答题卡两部分，所有答案一律写在答题卡上.考试时间为 90 分钟，试卷满分为 100 分. 一.选择题（本题共 12 小题，每小题 2 分，共 24 分.每小题只有一个正确） 1. 人体中有多个杠杆，如图所示的几个人体杠杆中，属于费力杠杆的是（ ） A. a、c B. a、b C. c、d D. b、d 【答案】A 【解析】 ac、托铁球、举哑铃时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆； b、踮起脚尖时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆 d、做俯卧撑时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 可见，属于费力杠杆的是 a、c。 故选 A 2. 下列四个情境中，属动能转化为势能的是（ ） A.拉弓放箭 B.踩板下滑 C.秋千上摆 【答案】C 【解析】 A、拉弓放箭的过程是将弓的弹性势能转化为箭的动能，故 A 错误； B、踩板下滑的过程是重力势能转化为动能，故 B 错误； C、秋千上摆的过程，是动能转化为重力势能，故 C 正确； D、弹簧拉车的过程是弹簧的弹性势能转化为车的动能，故 D 错误。 故选 C 3. 下列事例中，人对物体做了功的是（ ） A.将重物从一楼扛到二楼 B.踢出去的足球在草地上滚动 C.运动员举着杠铃保持不动 D.提着水桶在水平路面上匀速前行 【答案】A 【解析】 A、将重物从一楼扛到二楼，对重物用了力，并且在力的方向上移动了距离，做了功，故 A 正 确； B、踢出去的足球，由于惯性在草地上滚动，有距离，但不再受人的作用力，没有做功，故 B 错 误； C、运动员举着杠铃保持不动，用了力，但没有移动距离，没有做功，故 C 错误； D、提着水桶在水平路面上匀速前行，力的方向竖直向上，移动的距离在水平方向上，二者方向 相互垂直，水桶没有在力的方向上通过距离，没有做功，故 D 错误。 故选 A 4. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ） A.机械效率越高的机械，功率越大 B.做功越多的机械，功率越大 C.功率越大的机械，做功越快 D.做有用功越多的机械，机械效率越高 【答案】C 【解析】 A、机械效率越高的机械，功率不一定越大，故 A 错误； B、做功越多的机械，功率不一定越大，还要看时间是否相等，故 B 错误； C、功率表示做功的快慢，所以功率越大的机械，做功越快，故 C 正确； D、做有用功越多的机械，机械效率不一定越高，还要看总功是否相等，故 D 错误。 故选 C 5. 为了比较两位同学上楼时的功率，使用下列哪组器材一般不能达到目的（ ） A.皮尺、体重计 B.皮尺、秒表 C.体重计、皮尺、秒表 D.体重计、秒表 【答案】B 【解析】 由𝑃𝑃 = 𝑊𝑊 𝑡𝑡 = 𝐺𝐺ℎ 𝑡𝑡 可以知道，要比较两位同学上楼时的功率，需测量两名同学的体重、楼的高度和所 用的时间，因此需要使用测量体重的工具：体重计；测量高度的工具：皮尺；测量时间的工具：秒 表；故 C 能达到目的； 还可以通过相同时间比较上楼的高度，因此可以不用测量时间的工具，故 A 能达到目的； 还可以通过相同高度，比较时间，因此可以不使用测量高度的工具，故 D 能达到目的； 无论选用那种方案，都必须测量人的体重，因此 B 不能达到目的。 故选 B 6. 2022 年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开 跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（ ） A.动能一直减小 B.重力势能一直减小 C.动能先减小后增大 D.重力势能先减小后增大 【答案】C 【解析】 谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起时，高度增加，质量不变，故重力势能增加，同时她的 运动速度减小，故动能减小；当她从高处往下落时，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时运 动速度加快，故动能增大。所以她的动能是先减小后增大，重力势能先增大后减小，故 C 正确。 故选 C 7. 如图所示，轻质杠杆 AOB 的支点是〇，AO＝BO，在 A 端挂重物 G1、B 端挂重物 G2，杠 杆刚好在如图所示位置平衡，若将 G1、G2 的位置对调，则杠杆（ ） A. 保持平衡 B. A 端下沉 C. B 端下沉 D. 以上均可能 【答案】B 【解析】 杠杆的示意图如下所示： 重物对 B 端施加的力大小等于 G2，力臂为 OC； 重物对 A 端施加的力大小等于 G1，力臂为 OA； 因 OC<OB=OA，根据杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2可知，G1<G2； 若将 G1、G2的位置对调，G1<G2，OC<OA，则 G1OC<G2OA，故杠杆的 A 端下沉。 故选 B 8. 一根直杆可以绕 O 点转动，在直杆的中点挂一个重为 G 的重物，在杆的另一端施加一个力 F，如图所示，在力 F 从水平方向缓慢转动到沿竖直向上的方向过程中，为使直杆保持在图示位置平 衡，则拉力 F 的变化情况是（ ） A. 一直变大 B. 一直变小 C. 先变大，后变小 D. 先变小，后变大 【答案】D 【解析】 在转动过程中 F 力矩与重物的重力的力矩动态平衡，在转动过程中，由几何关系知：F 的力臂 先变大后变小（力的方向与杠杆垂直时最大），所以力 F 先变小，后变大（在水平时最大）。 故选 D 9. 在如图的三种场景中，拉力 F1、F2、F3 大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离也相等。 若拉力所做的功分别记为 W1、W2、W33，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（ ） A. W1＝W2＜W3 B. W1＝W2＝W3 C. W1＝W2＞W3 D. W1＜W2＜W3 【答案】A 【解析】 由图可见，第一幅图中滑轮为定滑轮，它的特点是不省力，不省距离，所以拉力移动的距离等 于物体移动距离为 s，拉力做的功为：W1=F1s； 第二幅图中，拉力移动的距离也等于物体移动距离为 s，拉力做的功为：W2=F2s； 第三幅图中滑轮为动滑轮，可以省一半力，但是费距离，拉力移动距离为 2s，拉力做的功为： W3=F3×2s。 又因为拉力 F1、F2、F3大小相等， 所以综上分析可得：W1＝W2＜W3故 A 正确，BCD 错误。 故选 A 10. 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的 高度。若用 η 甲、η 乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率， W 甲、 W 乙表示拉力所做的功 （不计绳重与摩擦），则（ ） A. η 甲＝η 乙， W 甲＝W 乙 B. η 甲＜η 乙， W 甲＜W 乙 C. η 甲＞η 乙， W 甲＞W 乙 D. η 甲＝η 乙， W 甲＜W 乙 【答案】A 【解析】 此题中，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据 W 有=Gh 可知，所做的有用功相同；此时 对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦，滑轮相同，即额外功相同，即 W 额是相同的，据 W 总= W 有+W 额可知，所以 W 总是相同的，故拉力做的功相同，即 W 甲=W 乙，机械效率𝜂𝜂 = 𝑊𝑊 有 𝑊𝑊 总 × 100％， 故也是相同的，即 η 甲＝η 乙。 故选 A 11. 如图，在“探究动能的大小与什么因素有关”实验中，下列说法正确的是（ ） A. 王亚平的“太空授课”可以操作本实验 B. 小球静止在斜面上时没有能量 C. 木块被撞击后滑行得越远，说明小球的动能越大 D. 不同质量小球从同一高度下滑，是为了探究动能与速度的关系 【答案】C 【解析】 A、在太空中，物体处于失重状态，所以小球在斜面上不会滑下，故 A 错误； B、小球静止在斜面上时具有能量，比如具有内能，故 B 错误； C、根据转换法可知，木块被撞击后滑行得越远，说明小球的动能越大，故 C 正确； D、不同质量小球从同一高度下滑，小球到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，是为了探 究动能与质量的关系，故 D 错误。 故选 C 12. 如图，两个滑轮组，提升一个重为 17N 的物体 A（每个滑轮重相同），使物体 A 在 2s 内拉 升了 20cm，拉力如图所示（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（ ） A.甲中，绳端移动的距离为 60cm B.绳自由端移动的速度之比为 2:3 C.拉力之比为 3:2 D.乙中，动滑轮的重力为 2N 【答案】A 【解析】 由题意可知，不计绳重和摩擦。 A、由图甲可知，𝑛𝑛1 = 3，则绳端移动的距离𝑠𝑠1 = 𝑛𝑛1ℎ = 60𝑐𝑐𝑐𝑐，故 A 正确； B、由图甲可知，绳自由端移动的速度：𝑣𝑣1 = 𝑠𝑠1 𝑡𝑡1 = 0.3𝑐𝑐/𝑠𝑠，由图乙可知，𝑛𝑛2 = 2，则绳端移动的 距离𝑠𝑠2 = 𝑛𝑛2ℎ = 40𝑐𝑐𝑐𝑐 = 0.4𝑐𝑐，绳自由端移动的速度：𝑣𝑣2 = 𝑠𝑠2 𝑡𝑡2 = 0.2𝑐𝑐/𝑠𝑠，则𝑣𝑣1:𝑣𝑣2 = 3: 2，故 B 错 误； C、由图可知，𝐹𝐹1:𝐹𝐹2 = 2: 3，故 C 错误； D.在图乙中，由𝐹𝐹 = 1 2 �𝐺𝐺𝐴𝐴 + 𝐺𝐺动�可知，动滑轮的重力：𝐺𝐺动 = 2𝐹𝐹2 − 𝐺𝐺𝐴𝐴 = 1𝑁𝑁，故 D 错误。 故选 A 二、填空题（本题共 7小题，每空 1分，共 24分） 13. 如图所示，旋翼无人机正在喷洒农药，当无人机水平匀速飞行时，无 人机处于_____（选填“平衡”或“非平衡”）状态，喷洒过程中无人机的动能_____ （选填“增大”、“减小”或“不变“）。 【答案】平衡； 减小。 【解析】 [1]无人机水平匀速飞行时，做匀速直线运动，所以无人机处于平衡状态； [2]无人机正在喷洒农药，质量逐渐变小，速度不变，则动能变小。 14. 如图 a 所示是用手捏开夹子的情形，捏开夹子是_______（省力/费力）的；如图 b 所示说明 _______________；如图 c 所示，点燃蜡烛跷跷板的两端，发现跷跷板不停地往返摆动，原理是 __________________。 【答案】省力； 使用滑轮组可以省力； 杠杆的平衡条件（或杠杆原理）。 【解析】 ［1］用手捏开夹子时，夹子的手柄部分比较长，在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，所以此 时夹子是省力的； ［2］如图 b 所示，将绳子的一头系在一棍上，在另一棍子的中部绕几圈，另一头由另一人拉着， 它的实质是一个滑轮组，说明使用滑轮组可以省力； ［3］点燃的蜡烛上下摆动，有一个支点、两个力、两个力臂，符合杠杆的五要素，所以其原理 是杠杆的平衡条件，即杠杆原理。 15. 回顾有关“机械能”的几个小实验，请完成下列四个小题。 （1）如图甲所示，木块从高处自由下落时将小桌的脚打入沙子中。要将小桌的脚打入沙子中更 深些，应选用质量较_______（选填“大”或“小”）的木块，并将其从更_______（选填“高”或“低”）处 下落。 （2）如图乙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就制成了一个 “魔罐”。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，你将看到“魔罐”来回滚动，它能滚回来是________能转 化为_________能。 （3）如图丙所示，这是一个会跳的卡片，将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮 筋伸长，迅速松开手，观察到卡片向上跳起。这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片_______， 因此它具有弹性势能。要想使卡片向上跳得更高，应_______（选填“增大”或“减小”）两个小豁口 A 和 B 之间的距离。 【答案】（1）大； 高； （2）弹性势； 动； （3）做功； 增大。 【解析】 （1）要将小桌的脚打入沙子中更深些，需要增大重力势能，影响重力势能的因素是质量和高度， 且物体质量越大、位置越高、物体具有的重力势能就越大，故应选用质量较大的木块，并将其从更 高处下落。 （2）魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能， 当动能为 0 时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小， 罐子动能增大，弹性势能转化为动能。 （3）“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体要恢复原状，就会对使它 发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋会对硬卡片施力，使它弹起，这个现象说明：发生弹性 形变的橡皮筋能对卡片做功，因此它具有弹性势能； 跳起高度与橡皮筋的形变量有关，保持其他条件不变，将卡片上的二个卡口之间的间隔增大， 压平松手，则橡皮筋的形变量增大，弹性势能增大，转化成的重力势能增大，故卡片跳起的高度变 高。 16. 如图所示一轻质硬棒，AB＝BC＝CD，在 A 点悬挂一个 60N 的重物 G，C 点在 F1 作用下 处于水平平衡，则硬棒的支点可能在杠杆上_______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）点，F1 的大小为 ______N。若将重物拿走，在 A 点施加一个与 F1平行且大小等于 100N 的力 F2（图中虚线所示），使 杠杆处于水平平衡，则 F1大小为_____N。 【答案】D； 360； 300。 【解析】 [1]动力与阻力使杠杆的转动方向相反，一个顺时针则另一个为逆时针。故当 D 为支点时，𝐹𝐹1、 𝐹𝐹2使杠杆转动的方向相反；AC 不能为支点，无动力臂或阻力臂；B 为支点时，𝐹𝐹1、𝐹𝐹2使杠杆转动的 方向相同； [2]根据数学关系可知，𝐹𝐹1的力臂为 CD 的一半，即𝐿𝐿1 = 0.5𝐶𝐶𝐶𝐶；根据杠杆平衡条件可知：𝐺𝐺 × 𝐴𝐴𝐶𝐶 = 𝐹𝐹1 × 0.5𝐶𝐶𝐶𝐶，则：𝐹𝐹1 = 𝐺𝐺×𝐴𝐴𝐴𝐴 0.5𝐶𝐶𝐴𝐴 = 6𝐺𝐺 = 360𝑁𝑁； [3]若将重物拿走，在 A 点施加一个与𝐹𝐹1平行且大小等于 100N 的力𝐹𝐹2，此时𝐹𝐹2的力臂为𝐿𝐿2 = 0.5𝐴𝐴𝐶𝐶，使杠杆处于水平平衡，则𝐹𝐹2 × 0.5𝐴𝐴𝐶𝐶 = 𝐹𝐹1 × 0.5𝐶𝐶𝐶𝐶，𝐹𝐹1 = 𝐹𝐹2×0.5𝐴𝐴𝐴𝐴 0.5𝐶𝐶𝐴𝐴 = 300𝑁𝑁。 17. 质量为 3kg 的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所 示，g 取 10N/kg。在 150N 的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动 10s 的过程中，所受 阻力大小为_______N，推力所做功为_______J；当该机器人在水平地面上以 0.6m/s 的速度匀速运动 时水平推力的功率是_______W。 【答案】150； 750； 180。 【解析】 [1]因为机器人在水平地面上匀速运动，所以，机器人所受的阻力：𝑓𝑓 = 𝐹𝐹 = 150𝑁𝑁； [2]由图象可知，在 150N 的水平推力作用下机器人的速度𝑣𝑣 = 0.5𝑐𝑐/𝑠𝑠，根据𝑣𝑣 = 𝑠𝑠 𝑡𝑡 可得，匀速直 线运动通过的路程 𝑠𝑠 = 𝑣𝑣𝑣𝑣 = 5𝑐𝑐，推力做的功：𝑊𝑊 = 𝐹𝐹𝑠𝑠 = 750𝐽𝐽； [3]由图象可知，该机器人在水平地面上以 0.6m/s 速度匀速直线运动时的推力𝐹𝐹’ = 300𝑁𝑁，则水 平推力的功率：𝑃𝑃’ = 𝐹𝐹’𝑣𝑣’ = 180𝑊𝑊。 18. 如图所示，沿斜面向上拉一个重 4.5N 的物体到高处，拉力 F 为 2N，斜面长 s 为 1.2m，高 h 为 0.4m，则拉力做的功为_______J，斜面的机械效率为_______，斜面在生产、生活中随处可见， 在盘山公路、镊子、汽车方向盘中，应用了斜面的是____________。 【答案】2.4； 75%； 盘山公路。 【解析】 [1]提升重物所做的有用功：𝑊𝑊有 = 𝐺𝐺ℎ = 1.8𝐽𝐽，提升重物所做的总功：𝑊𝑊总 = 𝐹𝐹𝑠𝑠 = 2.4𝐽𝐽； [2]该斜面的机械效率：𝜂𝜂 = 𝑊𝑊 有 𝑊𝑊 总 × 100％ = 75％； [3]镊子应用的是杠杆的原理，方向盘应用的是轮轴的原理，盘山公路应用了斜面的原理，故选 盘山公路。 19. 用如图所示的滑轮组将 90N 的重物匀速提升 2m，用时 10s，已知动滑轮重为 10N，机械效 率为 75%，此过程总功为_______J，拉力 F 的大小为_______N，拉力 F 做功的功率为_______W，当 该滑轮组的机械效率低于_______时，使用它将不再省力。 【答案】240； 40； 24； 33.3%。 【解析】 [1]拉力做的有用功：𝑊𝑊有 = 𝐺𝐺ℎ = 180𝐽𝐽，由𝜂𝜂 = 𝑊𝑊 有 𝑊𝑊 总 × 100％ = 75％，得拉力做的总功：𝑊𝑊总 = 𝑊𝑊 有 75% = 240𝐽𝐽； [2]由图知，𝑛𝑛 = 3，拉力端移动距离𝑠𝑠 = 3ℎ = 6𝑐𝑐，由𝑊𝑊总 = 𝐹𝐹𝑠𝑠，得拉力大小：𝐹𝐹 = 𝑊𝑊 总 𝑠𝑠 = 40𝑁𝑁； [3]拉力做功的功率：𝑃𝑃 = 𝑊𝑊 总 𝑡𝑡 = 24𝑊𝑊； [4]不省力，说明拉力至少等于物重，当𝐹𝐹 = 𝐺𝐺 = 90𝑁𝑁时，此时滑轮组的机械效率：𝜂𝜂 = 𝑊𝑊 有 𝑊𝑊 总 = 𝐺𝐺ℎ 𝐹𝐹𝑠𝑠 = 𝐺𝐺ℎ 𝐹𝐹×3ℎ = 𝐺𝐺 3𝐹𝐹 × 100％ ≈ 33.3％，当该滑轮组的机械效率低于 33.3％时，使用它将不再省力。 三、解答题（本题共 8小题，共 52 分，其中第 26、27题应写出必要的解题过程） 20. （6 分）（1）如图所示，用羊角锤拔钉子时，若 O 为支点，画出动力 F 力臂 L。 （2）如图所示，左图是正在使用的核桃夹，上、下两部分都是杠杆，右图是上半部分杠杆的示 意图，请在 A 点画出最小动力 F1 及其力臂 L1。 （3）用图示所示的滑轮组提升重物，若拉力 F 将绳子的自由端移动 1.2m 时，重物升高 0.6m， 请你在图中画出绳子绕法。 （2） （3） 【答案】 【解析】 [1]已知羊角锤与物体的接触点 O 为支点，从支点 O 到力 F 的作用线作垂线段，即可作出力臂 I； [2]连接 OA 两点，OA 即为最长动力臂 L1，当动力 F1 与动力臂垂直时，动力最小，据此可作出 最小动力 F1，动力方向向下； [3] 已知绳子的自由端移动 1.2m 时，重物升高 0.6m，则滑轮组由两段绳子来承担物重，根据“奇 动偶定”原则即可确定绳子的绕法。 21. （5 分）如图所示，是探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 F （1）实验前，将杠杆置于支架上，当杠杆静止时，如图甲所示，此时杠杆_______（选填“是”或 “不是”）平衡状态；接着把左端的平衡螺母向_______（选填“左”或“右”）调节，直至使杠杆在水平 位置平衡； （2）实验中，通过改变钩码的位置或钩码的个数来改变力臂或力的大小进行多次实验，目的是： _________________________； （3）根据实验数据分析：杠杆在水平平衡位置时，不但有动力×动力臂＝阻力×阻力臂的关系， 同时还满足动力×支点到动力作用点间距离＝阴力×支点到阻力作用点间距离的关系。为了使实验结 论明确，把实验装置中右侧改为弹簧测力计，如图乙所示，这样做的最终的目的是为了_______。 A.便于直接读出拉力的大小 B.便于正确认识力臂 C.便于测量力臂的大小 （4）在杠杆左侧挂上一个重为 0.5N 的钩码，调整杠杆支点至图丙所示位置时，杠杆恰好处于 水平静止。则杠杆的自重为_______N。 【答案】（1）是； 左； （2）寻找普遍规律； （3）B； （4）0.25。 【解析】 （1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态； 杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点右侧，调节平衡螺母应使杠杆重心左移，即向左调节平 衡螺母使杠杆在水平位置平衡； （2）通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规 律才具有普遍性，结论才正确，所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为 了获取多组实验数据归纳出物理规律； （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，故为了使实验结论明确，把实验装置中右侧改为弹簧测力计，如图乙所示，这样做的最终目 的是便于正确认识力臂，故选 B； （4）设杠杆的重力为𝐺𝐺，每一格的长度为𝐿𝐿，则每一格的重力为𝐺𝐺 8 ，支点 O 左侧的部分的杠杆重 2𝐺𝐺 𝐺𝐺 = 𝐺𝐺 4 ，力臂为𝐿𝐿，右侧部分重6𝐺𝐺 8 = 3𝐺𝐺 4 ，力臂为3𝐿𝐿，根据杠杆平衡条件可知：0.5𝑁𝑁 × 𝐿𝐿 + 𝐺𝐺 4 × 𝐿𝐿 = 3𝐺𝐺 4 × 3𝐿𝐿， 解得：𝐺𝐺 = 0.25𝑁𝑁 22. （11 分）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实 验数据记录如表所示。 实验次数 动力 F 1/N 动力臂L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂L2/cm 1 3 10 2 15 2 2 20 5 8 3 4 5 1 20 （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做_______运动。 （2）如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重为_______N. （3）第 2 次实验时所做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率是_______。 （4）分析 1、2、3 次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受重力越_______ （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析 3、4 次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩 码上升的高度_______（选填“有关”或“无关”）。 （5）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是_______。 A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度 （6）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功，总功等 于有用功；可见使用任何机械都__________。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的选项是 _______。 A. 平面镜成像规律 B. 牛顿第一定律 C. 阿基米德原理 D. 光的反射定 律 （7）实验过程中边过动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数，你认为他 的想法_______（正确/不正确），因为他没有考虑到__________对滑轮组机械效率的影响。 【答案】（1）匀速； （2）0.4； （3）0.4； 88.9%； （4）大； 无关； （5） B； （6）不能省功； B； （7）不正确；摩擦力。 【解析】 （1）［1］实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运动，此时系统处 于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （2）［2］由图可知，该滑轮组绳子的承重段数𝑛𝑛 = 3，忽略绳重和摩擦，根据𝐹𝐹 = 1 𝑛𝑛 �𝐺𝐺 + 𝐺𝐺动�可 得，动滑轮的重为𝐺𝐺动 = 3𝐹𝐹 − 𝐺𝐺 = 0.4𝑁𝑁。 （3）［3］［4］克服钩码重力做功为有用功，根据表格中的数据可得，第 2 次实验时所做的有用 功为𝑊𝑊有 2 = 𝐺𝐺2ℎ2 = 0.4𝐽𝐽； 拉力做的功为总功，根据表格中的数据可得，第 2 次实验时所做的总功为𝑊𝑊总 2 = 𝐹𝐹2𝑠𝑠2 = 0.45𝐽𝐽； 所以第 2 次实验时，滑轮组的机械效率为𝜂𝜂2 = 𝑊𝑊 有 2 𝑊𝑊 总 2 × 100％ ≈ 88.9％。 （4）［5］分析 1、2、3 次实验的数据可知，重物越重，机械效率越大，所以可得：使用同一滑 轮组提升重物时，重物所受重力越大，滑轮组的机械效率越高。 ［6］分析 3、4 次实验的数据可知，钩码上升的高度不同，但滑轮组的机械效率相同，所以滑 轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 （5）［7］A.增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故 A 不符合 题意； B.减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故 B 符合题意； C.由（4）可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据𝑣𝑣 = 𝑠𝑠 𝑡𝑡 可知，机械效率与物体提 升的速度无关，故 C 不符合题意。 故选 B。 （6）［8］［9］实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假设没有额外功， 总功等于有用功；由此可见使用任何机械都不能省功，这个研究方法是理想化推理法； ACD.平面镜成像规律、阿基米德原理、光的反射定律，都可以通过实验直接验证，故 ACD 不 符合题意； B.牛顿第一定律不能用实验直接验证，是在实验的基础下推理得出的，故 B 符合题意。 故选 B。 （7）［10］［11］实验时，应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，受到的 拉力等于测力计的示数，若静止时读数，拉力虽然也等于测力计的示数，但是与之前相比，缺少了 滑动摩擦力对滑轮组机械效率的影响，所以他的想法不正确。 23. （8 分）如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球 分别从斜面由静止开始滚下，撞击木块。 （1）该实验是通过观察木块移动的距离来判断_______（选填“钢球”或“木块”）动能的大小； （2）利用如图所示的实验情景，可以得到的结论是：______________。 （3）在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板， 要维续完成此实验，下列措施中可行的是：_______（选填序号）： ① 换质量更大的木块； ② 降低第二次钢球的高度； ③ 换质量更大的钢球； ④ 换质量更小的钢球； （4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一个小车沿同一斜面的同一个高度 由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面 运动的整个过程中，克服摩擦力做的功______（选填“相等”或“不相等”），小车在玻璃、毛巾表面克 服阻力做功的功率分别是 P1、P2，则 P1_______P2（选填“＞”或“＝”或“＜”）。 （5）小明同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”，经过思考设计了实 验方案：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被橙 击的距离；这个实验方案是_______（选填“正确”或“错误”）的，因为压缩程度相同时，小球获得的 动能_______，木块移动的距离__________。 【答案】（1）钢球； （2）质量一定时，物体的速度越大，动能越大； （3）④； （4） 相等； ＜； （5）错误； 相同； 相同。 【解析】 （1）实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小，该方法是转 换法； （2）根据图示可知，小球的质量不变，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以探究 的是动能大小与速度的关系，钢球的速度越大，撞击木块移动的距离越大，动能越大；结论为：在 质量一定时，物体的速度越大，动能越大； （3）在探究动能的大小与质量关系时，需要控制速度大小不变，改变质量，当换用另一个钢球 实验时，发现它将木块撞出了木板，这说明该球的质量太大了； ①换质量更大的木块，改变了摩擦力的大小，故①错误； ②实验中需要控制速度相同，不能降低第二次钢球的高度，故②错误； ③换质量更大的钢球，则更容易使木块滑出木板，故③错误； ④换质量更小的钢球，能减小木块移动的距离，故④正确； 故选④； （4）物体克服摩擦力做功的能量来自物体的动能，而动能一开始是相等的，最终物体停下来， 动能为零，因此说明，小球无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的；小车在玻璃、 毛巾表面克服阻力做功的功率分别是𝑃𝑃1、𝑃𝑃2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，运动时间越长， 由于克服摩擦所做的功相同，根据𝑃𝑃 = 𝑊𝑊 𝑡𝑡 可知，则𝑃𝑃1 < 𝑃𝑃2 （5）用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹 簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动 能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的，所以该方案是错误的。 24. （3 分）学了功的知识后，甲和乙两位同学想测量自己平时从底楼爬到教学楼三楼的功率， 他们测试前设计了如下问题，请你帮忙补充完整。 （1）实验原理：______________（写出公式）。 （2）甲和乙两同学都觉得测功率需要多次实验，他们给出了以下两种方法。 甲：每天测 1 次自己正常爬楼的功率，一星期后把测得的所有值取平均值。 乙：在 2h 内不间断地爬楼 N 次，最后求出 N 次爬楼的平均值。 其中，甲同学求得的功率值能较准确地反映他爬楼的功率，乙同学求得的值将比通常情况下的 功率值偏_______（选填“大”或“小”），采取多次测量取平均值主要目的是______________。 【答案】（1）𝑃𝑃 = 𝑚𝑚𝑚𝑚ℎ 𝑡𝑡 ； （2）小； 为了减小误差。 【解析】 （1）上楼的过程就是克服重力做功的过程，爬楼的功率：𝑃𝑃 = 𝑊𝑊 𝑡𝑡 = 𝐺𝐺ℎ 𝑡𝑡 = 𝑚𝑚𝑚𝑚ℎ 𝑡𝑡 ； （2）由于受到体力的影响，爬楼的时间会越来越长，爬楼的功率会越来越小，最终求得的值将 比通常情况下的功率值偏小；因此，按照甲的方法求得的值能较准确地反映他通常情况下爬楼的功 率；采取多次测量取平均值主要目的是减小误差。 25.（4 分）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）计算秤砣的质量是_______kg （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换秤砣。 【答案】（1）1； （2）2； 4； （3）＜。 【解析】 （1）由题知，秤盘上放一个质量为2𝑘𝑘𝑘𝑘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：𝑐𝑐物𝑘𝑘 × 𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝑐𝑐砣𝑘𝑘 × 𝐴𝐴𝑂𝑂----①，秤砣的质量：𝑐𝑐砣 = 𝐴𝐴𝐴𝐴 𝐴𝐴𝑂𝑂 × 𝑐𝑐物 = 1𝑘𝑘𝑘𝑘； （2）[1]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2𝑘𝑘𝑘𝑘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2𝑘𝑘𝑘𝑘； [2]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𝑐𝑐𝑘𝑘 × 𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝑐𝑐砣𝑘𝑘 × 𝐴𝐴𝐶𝐶， 且𝐴𝐴𝐶𝐶 = 2𝐴𝐴𝑂𝑂， 所以𝑐𝑐𝑘𝑘 × 𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝑐𝑐砣𝑘𝑘 × 2𝐴𝐴𝑂𝑂----②，由①÷②可得：𝑐𝑐 = 4𝑘𝑘𝑘𝑘，所以 C 处刻度应为 4𝑘𝑘𝑘𝑘； （3）当秤盘上放一个质量为2𝑘𝑘𝑘𝑘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：𝐺𝐺物 × 𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝐺𝐺砣 × 𝑙𝑙，𝐺𝐺物 × 𝐴𝐴𝐴𝐴的值不变，𝐺𝐺砣增大，力臂𝑙𝑙变小， 读数变小，故读数小于2𝑘𝑘𝑘𝑘。 26. （5 分）如图甲是疫情期间的一块校园移动牌，简化图如图乙，其中 AB 为竖直牌面，CD （水平）和 BE（竖直）为支架，并且测得牌面长 AB 为 150cm，宽为 120cm，支架长度 CE＝ED＝ 2BE＝50cm，指示牌的质量为 15kg（所有支架的受风面积忽略不计）。 （I）乙圆所画指示牌模型可视作简单机械中_______模型； （2）假设风对指示牌的作用点在 AB 中点，根据图示风向计算：刚好把 D 端吹离地面这一瞬间 的风力 F。 【答案】（1）杠杆； （2）75N。 【解析】 （1）根据图示可知，指示牌的模型是一个可以绕固定点转动的硬棒，即可以看作杠杆模型； （2）根据杠杆平衡条件可得：𝐺𝐺 × 𝐶𝐶𝐶𝐶 = 𝐹𝐹 × 𝐿𝐿，即𝑐𝑐𝑘𝑘 × 𝐶𝐶𝐶𝐶 = 𝐹𝐹 × �1 2 𝐴𝐴𝑂𝑂 + 𝑂𝑂𝐶𝐶� 代入数值解得𝐹𝐹 = 75𝑁𝑁，即刚好把 D 端吹离地面这一瞬间的风力为75𝑁𝑁。 27. （10 分）工人利用如图所示的滑轮组匀速提升重 700N 的货物，绳子自由端被竖直向上拉起 6m，所做的额外功为 600J，不计绳重和摩擦。求： （1）拉力所做的有用功； （2）滑轮组的机械效率； （3）当另一重物被提起相同高度时，滑轮组的机械效率增加了 10%，求此时被提升重物的重力。 【答案】（1）1400J； （2）70%； （3）1200N。 【解析】 （1）ℎ = 𝑠𝑠 𝑛𝑛 = 2𝑐𝑐， 𝑊𝑊有 = 𝐺𝐺ℎ = 1400𝐽𝐽； （2）𝑊𝑊总 = 𝑊𝑊有 +𝑊𝑊额 = 2000𝐽𝐽， 𝜂𝜂 = 𝑊𝑊 有 𝑊𝑊 总 × 100％ = 70%； （3）𝐺𝐺动 = 𝑊𝑊 额 ℎ = 300𝑁𝑁， 𝜂𝜂′ = 𝜂𝜂 + 10% = 80%， 即𝜂𝜂′ = 𝑊𝑊 有 ′ 𝑊𝑊 总 ′ × 100％ = 𝐺𝐺′ℎ �𝐺𝐺′+𝐺𝐺 动 �ℎ′ × 100％ = 𝐺𝐺 ′ 𝐺𝐺′+𝐺𝐺 动 × 100％ = 80%， 解得𝐺𝐺′ = 1200𝑁𝑁