功与简单机械综合练习-2024-2025学年九年级上册科学（浙教版）

功与简单机械综合练习 一、选择题 1．杭州第19届亚运会帆船比赛在宁波象山亚帆中心举行，运动员借助风力，不时地调节舷杆，让帆船快速前行。下列说法正确的是（　　）    A．帆船在整个运动过程中势能保持不变 B．帆船在加速前进过程中动能保持不变 C．帆船在前进过程中机械能保持不变 D．运动员压低帆杆时重心降低，重力势能变小 2．在甲、乙两图中，甲图地面光滑，乙图地面粗糙。质量分别为m，2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的（　　） A．条件不足，无法比较甲、乙图中F做的功多少 B．甲图中F做的功大于乙图中F做的功 C．甲图中F做的功等于乙图中F做的功 D．甲图中F做的功小于乙图中F做的功 3．下列关于能量的叙述，错误的是（　　） A．运动的物体具有能量，静止的物体没有能量 B．一个物体能对另一个物体做功，表明这个物体具有能量 C．物体具有的能量越大，它能对其它物体做的功就越多 D．能量和功的单位都是焦耳 4．小金将一乒乓球从一定高度由静止释放，用仪器记录乒乓球连续多次碰撞地面的声音波形图，如图为部分时间的波形图。下列说法正确的是（　　） A．乒乓球每次碰撞地面的时间间隔相等 B．整个过程中乒乓球的机械能不变 C．乒乓球每次弹起时的动能依次减小 D．乒乓球每次与地面碰撞时的弹性势能相同 5．如图，木块以某初速度从A滑过B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（    ） A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 6．如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起均质木料并恰好水平，其中AO=BO，O为木料的中点。当乙的作用点从B点向O点靠近时，乙对木料作用力将（　　） A．变小 B．变大 C．不变 D．无法判断 7．新冠疫情期间，各地经常进行核酸检测。如图是医务人员在用核酸拭子采集完后，将试子头掰折入试管的情景。该情景下拭子相当于杠杆，下列关于该杠杆的分析正确的是（　　） A．B．C． D． 8．螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则（　　） A．乙更省力 B．丙更省力 C．乙、丙省力情况相同 D．乙、丙都能省功 9．如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆焊接于点后悬挂于竖直墙壁的点，轻杆的延长线过球心，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（    ） A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛 10．据报道，杭州一初中生王星烨为了剥开皮皮虾的虾皮发明了如图所示的“剥虾神器”，一只皮皮虾，背朝下、腹部朝上放好，薄薄的钳嘴从尾巴轻松穿入，伸进一截后，稍一用力压住钳子腿，“啪”地一声，壳就分开了，虾肉轻松取出。关于“剥虾神器”说法错误的是（　　） A．“剥虾神器”的前端的钳嘴做的薄是为了增大压强 B．“剥虾神器”是省力杠杆 C．“剥虾神器”在使用过程中手的压力做了功 D．“剥虾神器”在使用时应使手尽量靠近支点 11．图甲是简易儿童蹦极装置，活动前给小朋友绑上安全带并固定拉长的弹性绳，通过外力使小朋友停留在蹦床上。当撤去外力后，小朋友冲向高空，然后下落至蹦床，蹦床发生形变。图乙中C点为最高点，B点为弹性绳原长，A点为下落最低点。若小朋友始终沿竖直方向运动且忽略绳重及空气阻力等，则下落过程中，下列图像关系最接近事实的是（　　） A．B．C． D． 12．小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于大小判断正确的是（　　） A．大于 B．等于 C．小于 D．无法判断 13．如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中的有关说法错误的是（　　） A．滚摆从起点到甲的过程中动能增大 B．滚摆从乙到最高点的过程中重力势能增大 C．滚摆在甲和乙处的动能相同 D．整个过程中滚摆机械能不守恒 14．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，依次经过等高的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（　　） A．小球在B点的动能大于C点动能 B．小球在B点的机械能等于C点的机械能 C．无论速度v多大，小球都不会到达E点 D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能都转化为小球的动能 15．各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（　　） A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零 B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大 C．图③，射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来 D．图④，运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能 16．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，和是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于（　　） A． B． C．A D．B 17．如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲乙两球抛出：甲球以速度v竖直向下抛出后落地；乙球以速度v竖直向上抛出至最高点A后落地。若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．抛出时刻，甲球的动能比乙球的动能小 B．抛出时刻，甲球的势能比乙球的势能小 C．甲、乙两球落地时的速度和机械能均相等 D．乙球上升过程中机械能逐渐增大，A点最大 18．下列有关如图所示四幅图的观点中（不计摩擦），分析不合理的是（　　） A．图甲中，起跳后上升到最高点时人的动能不为零 B．图乙中，在上升过程中滚摆的动能转化为重力势能 C．图丙中，卫星从近地点到远地点机械能减小 D．图丁中，小球从A到B的过程中重力势能转化为动能 19．如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图。将“不倒翁”扳到位置1后静止释放，“不倒翁”向右摆动，经过竖直位置2，到达另一侧最大摆角的位置3（忽略空气阻力）。下列关于“不倒翁”由位置1→2→3的摆动过程中能量变化描述正确的是（　　） A．由1→2过程中，重力势能减小，动能减小 B．由1→2过程中，重力势能增加，动能增加 C．由2→3过程中，重力势能减小，动能增加 D．由2→3过程中，重力势能增加，动能减小 20．如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点．蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（    ） A．a图像表示人的重力势能 B．时刻人在B点位置 C．时刻绳的弹性势能最大 D．时刻人的动能为零 21．一颗番茄由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时增加的动能（　　） A．小于番茄减少的重力势能 B．大于番茄减少的重力势能 C．等于番茄减少的重力势能 D．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 22．蹦床运动深受人们喜爱，图甲是运动爱好者蹦床照片，图乙是利用传感器测得蹦床弹力F随时间t的变化图。假设爱好者仅在竖直方向运动，忽略空气阻力，依据图像可知运动者（　　） A．质量为400千克 B．5.5s至7.5s内机械能守恒 C．7.5s至8.3s内，速度先减小后增加 D．在整个蹦床过程中机械能守恒 23．如图，质量为的小球从半径为的四分之一圆弧槽由静止滑下后停在了水平面上的点，的长也为，小球在水平面所受摩擦力为球重的0.2倍，则小球在圆弧槽内克服摩擦力所做的功为（　　） A．0.8mgR B．0.5mgR C．0.4mgR D．0.2mgR 24．如图所示某同学用4牛的水平拉力F拉动装置，使重为50牛的物体A在4秒内沿水平地面运动了1米，物体B重20牛（物体B与A始终接触），弹簧测力计的示数恒为1牛。下列说法不正确的是（　　） A．拉力F做的功为4焦 B．拉力F做功的功率为1瓦 C．物体B的重力做功为0焦 D．物体A克服摩擦力做功0焦 25．总质量为3×103kg的房车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶了200km（如图），若车受到的阻力是总重的0.1倍，则此次行程中下列有关说法正确的是（　　） A．房车受到的牵引力为3×103N B．房车牵引力做功为6×107J C．房车行驶中功率为3×105W D．房车行驶中机械能转化为化学能 26．杭州亚运会以其热情周到的志愿服务、精彩高超的赛事水平收获来自世界的关注和好评。下列小题为运动员参赛情景，请回答相应问题。质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式（如图），跳过相同高度，则他在跳高过程中克服重力做功为（　　） A．都必须大于mgh B．都不一定大于mgh C．用背越式必须大于mgh，用跨越式不一定大于mgh D．用背越式不一定大于mgh，用跨越式必须大于mgh 27．2022年11月14日，台州市域铁路S1线一期工程正式进入试运行指标验证阶段，如图所示，现有一辆列车从A站驶往B站，下列叙述错误的是（    ） A．出A站时，列车利用势能，便于加速 B．进B站时，列车动能增大，势能减少 C．图中加速坡P能减少能源消耗 D．在运行的整个过程中，总能量守恒 28．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）﹣时间（t），根据图像，下列判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＝F2 C．两次拉力0～6 s对物体所做的功：W1＞W2 D．两次拉力0～6 s对物体做功的功率：P1＜P2 29．如图所示，绳子通过一个定滑轮悬挂一个重100N的物体，一人拉着绳端从A向B走过6m用了5s，物体被匀速提高2m，若不计绳与滑轮的摩擦和绳重，则下列说法正确的是（　　） A．人拉绳子做功为200J，平均功率为40W B．拉力大于100N，功率为120W C．拉力做功为600J，功率为120W D．人的拉力拉过的距离不知，无法求出拉力做的功和功率 30．如图所示，①甲图是一个光滑的、不在同一平面上连续的轨道，忽略空气阻力，小球在B点动能最大； ②乙图是一个有摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能重新回到A点；③丙图是一个单摆，从A点静止放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点；④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b，其中不能成立的是（　　） A．①②③ B．②③ C．③④ D．②③④ 31．小柚推着购物车在超市购物，如图所示，购物车与货物的总重为100N，A点距离地面0.9m，B、C点为车轮与地面的接触点，当购物车遇到障碍物时，越过障碍物的推车可视为杠杆。小柚先后两次在A点对购物车施加竖直方向的作用力，使车的前后轮分别越过障碍物，下列说法正确的是（　　） A．图甲中购物车要越过障碍物，小柚应在A点施加竖直向上的力 B．图乙中的购物车越过障碍物时以B为支点 C．图甲和图乙中施加的动力分别为和，则大于 D．图乙中动力的力臂大小为0.6m 32．如图所示的圆盘，第二个圆的半径为第一个的2倍，第三个圆的半径为第一个的3倍，以此类推。该圆盘可以在力的作用下绕圆心转动。现在不同位置上同时分别挂上一个钩码（钩码的质量相等），则可以让圆盘不发生转动的是（　　） A．甲、乙 B．甲、丙 C．甲、丁 D．乙、丙 33．如图所示，用滑轮组拉动重为80N的物体A，用5秒时间使物体A在水平方向匀速移动了2m，所用拉力F=25N，地面对物体A的摩擦力为30N。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离是6m B．拉力F做功的功率为10W C．滑轮组的机械效率为60% D．拉力F做的有用功是100J 34．一辆车不小心陷进了泥潭中，小科按如图甲、乙两种方法均可将车从泥潭中拉出。如果车受到的阻力为800牛，则下列说法正确的是（　　） A．甲可以省力 B．乙能改变力的方向 C．甲所用的力至少400牛 D．乙所用的力至少400牛 35．拉渡船是一种用人力拉动绳索使船体前进的摆渡工具。下列图示的四种拉渡方案中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 36．如图甲所示，重、底面积为的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）；已知拉力为，箱子沿板移动了，升高，用时；下列说法错误的是（　　） A．箱子对水平地面的压强是 B．将箱拉高所做的有用功是 C．上移过程中拉力做功的功率 D．箱子受到斜面对它的摩擦力为 37．合理使用简单机械可以极大地减轻人们的劳动强度，如图所示，已知动滑轮和水桶总重20牛，工人将重为180牛的水以0.2米/秒的速度匀速提起，用时20秒。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人的拉力为200牛 B．工人做功的功率为40瓦 C．绳子自由端移动的距离为4米 D．此过程工人做的有用功为800焦 38．如图为某款“投篮玩具”及其设计原理，当用手向下按压投射装置A端时，C端与底座相连的橡皮筋被拉长；松手后，橡皮筋快速回弹，投射装置将小球抛向篮筐。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（    ） A．下压投射装置A端时，ABC部分可视为费力杠杆 B．橡皮筋收缩时，弹性势能仅转化为小球的动能 C．投射装置将小球抛出的过程中，没有对小球做功 D．小球被抛出后，运动至最高点时的动能不为零 39．如图，将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从甲处静止释放，杯子落地后乒乓球弹起经过乙，最后到达丙。乒乓球处于乙点与甲点相比，说法正确的是（　　） A．动能减小，惯性变大 B．动能减小，惯性不变 C．动能增加，惯性变大 D．动能增加，惯性不变 40．一个质量为80kg的工人，用如图的装置提升一堆砖。已知装砖的托板重200N，每块砖重100N。当工人匀速提升10块砖时，装置的机械效率为80%（滑轮的摩擦和绳重均忽略不计）。则（　　） A．滑轮重50N B．增加运输砖块的数量，装置的机械效率不变 C．至少要提升2块砖，滑轮组才有省力作用 D．此装置的机械效率最高约为84.4% 二、解答题 41．生活中我们经常使用简单机械。 (1)图甲是家用手摇晾衣架，若衣服和晾衣架的总重为160N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F= N； (2)如图乙所示，已知撬棒AD=1m，CD=BC=0.2m，石头垂直作用在棒上的力是500N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是 N。 42．小强用如图所示装置在10s内将重为500N的货物匀速提升2m，此过程中拉力F的功率为150W，不计绳子的重和滑轮与转轴之间的摩擦。求： (1)小强拉绳子的速度； (2)拉力F的大小； (3)动滑轮的重力。 43．如图甲是我国古人运送巨木的劳动情境图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其它地方。 （1）如图甲，架在支架上的横杆属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）； （2）若巨木可视为质地均匀的圆柱体，质量为2.4×103kg，长度为4m；横杆AB长度为3.5m，质量和粗细忽略不计，简化图如图乙所示，O是横杆与支架的接触点，AO长为0.5m；使巨木一端刚好离开地面时，则人在横杆B端施加的总压力至少为多少牛 ；（写出计算过程） （3）如果他们人手不足，无法将巨木抬起，请你提出一个有可能抬起巨木的方案，并简述其中的科学原理： 。 44．小王用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时保持竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点O处的摩擦不计），问： （1）重为3N的钩码挂在A点时，人的拉力F为2N。钩码上升0.25m时，动力作用点C上升0.5m，此时机械效率ηA= ； （2）小王为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m，此时杠杆机械效率为ηB，问：人的拉力F与第一次钩码在A点处相比 （选填“变大”“变小”或“不变”）。比较两次机械效率的大小：ηA ηB（选填“＞”“＜”或“=”）。 45．在斜面上将一个质量为0.4kg的物体，从底端沿斜面匀速拉到顶端（如图所示），所用时间为4s，斜面长s＝1m、高h＝0.2m，该斜面的机械效率为80%。求： （1）拉力所做的有用功； （2）拉力所做的总功率。 46．小科的质量为48千克，俯卧撑和引体向上是小科热爱的两项体育运动。俯卧撑时他所受的重力可视为集中在E点，静止支撑时如图甲所示，此时地面对双手的支持力为F；引体向上人整体上升高度约为0.6米，如图乙所示。请分析计算： （1）如图甲所示，静止支撑时地面对双手的支持力F为多少? （2）小科按图乙做一个引体向上，克服重力做功多少焦? （3）若小科在60秒内完成10个引体向上，小科引体向上做功的功率为多少瓦? 47．如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，近些年备受年轻人喜爱。其工作原理和物理有着密不可分的关系。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，取其部分可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以在10秒内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体（包含床垫）质量约为80kg，整个床体厚度为0.2m。求：（g取10N/kg） （1）图乙中液压杆和床架构成了 杠杆； （2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供多大的力 ？ （3）计算液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率大小 ？ 48．建筑工地上经常用长臂大吊车来输送建筑材料，安装建筑构件，图甲是其钢丝绳缠绕简化示意图（其中动滑轮重、绳重及摩擦均不计），喜欢实践的小科同学，自己也尝试设计了类似的吊车模型（如图乙），其中AP为粗细均匀的直棒，长1.8米，质量为1千克，凳子宽度为40厘米，A下端固定一个铅块M。 （1）若钢丝绳能承受的最大拉力为3×104牛，则能吊起货物的质量不能超过 千克。 （2）若将重为1.2×103千克的货物由地面沿竖直方向匀速提升30米，再沿水平方向移动20米，则此过程中克服货物重力做功多少焦 ？ （3）乙图模型中AO1为30厘米，在没挂物体时直棒刚好有绕O1点转动的趋势，则配重M的质量为多少千克 ？ 49．钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲所示是人坐在钓箱上垂钓时的情景。该钓箱（如图乙所示）长、宽、高，容量大、功能齐全，带有四只可升降脚，每只脚的高度都可以独立调节，使箱体上表面呈水平状态，方便人坐，空箱时，整箱质量仅，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。 （1）若该钓箱每只脚的着地面积为，空箱时，钓箱对水平地面的压强是多少？ （2）在有风的天气，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒。整个装置的简图如图丙所示（无人坐），除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看作在钓箱的几何中心。遮阳伞（包括伞杆）的质量为，重心在点下方处。若风从左往右吹，已知遮阳伞承受风压的面积为，某时刻风压为，风压作用点可视为点。当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少千克的重物？（空气对遮阳伞的升力忽略不计） 50．“小秤砣，压千斤”，可生活中没见过能称“千斤”的杆秤，小明对此存在疑惑。“五·一”假期他邀请物理老师去动物园，准备自制“杆秤”称一头大象的质量。器材有：铁笼、长钢管、卷尺、电子测力计、起重机等。测量的步骤如下： (1)如图甲，先将空铁笼挂在钢管的B点，左右移动吊钩到O点，直到钢管水平静止，目的是 ； (2)将大象引入铁笼，保持吊钩的悬吊点O和铁笼悬挂点B的位置不变．用电子测力计竖直向下拉住槽钢的另一端A点，使之再次在水平位置平衡；测得图乙中，测力计示数为200N，则大象质量为 kg；（） (3)若测力计量程为0~200N，要用现有器材称出更重些的大象，正确的做法是 ； (4)经过活动，小明知道了“小秤砣，压千斤”的原理是 。 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A C BC B B A B D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D C C A C B C C D D 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 A B A D A D B BC A D 题号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 答案 C C C D D D B D D A 1．D 【解析】A．帆船在整个运动过程中，高度会随着海浪变化，因此重力势能改变，故A错误； B．帆船在加速前进过程中，质量不变，速度变大，动能变大，故B错误； C．帆船在前进过程中，质量不变，速度变化情况未知，动能变化情况未知，势能会随着海浪高低发生变化，因此机械能不会保持不变，故C错误； D．运动员压低帆杆时，重心降低，重力势能变小，故D正确。 故选D。 2．C 【解析】根据题意，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离s，根据W=Fs可知，甲图中F做的功等于乙图中F做的功。 故选C。 3．A 【解析】A．一切物体都具有内能，与物体的运动状态无关，因此，运动的物体具有能量，静止的物体也有能量，故A错误，不符合题意； B．由能量的概念可知，一个物体能对另一个物体做功，表明这个物体具有能量，故B正确，不符合题意； C．物体具有的能量越大，它能对其它物体做的功就越多，故C正确，不符合题意； D．在国际单位制中，能量和功的单位都是焦耳，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．C 【解析】A．由图可知，乒乓球每次发声的时间间隔逐渐变短，故A错误； BC．整个过程中乒乓球和空气摩擦，并且与台面碰撞，它的机械能减小，所以每次弹起时的动能减小，故B错误，C正确； D．由于乒乓球的机械能减小，所以乒乓球每次与台面碰撞转化的弹性势能减小，故D错误。 故选C。 5．BC 【解析】A．D点与A点相比，势能减少，由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，故A错误； B．A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B正确； C．木块以一定的速度滑过AB点，AB是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，B点的动能可能等于A点的动能；BC段粗糙，木块运动过程中会有一部分动能转化为内能，使得动能减小，所以B点的动能大于C点的动能；CD是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，C点的动能可能等于D点的动能，综上，A点的动能一定大于D点的动能，故C正确； D．木块从B到C，木块与地面有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，但与A点的动能不确定，故D错误。 故选BC。 6．B 【解析】当乙的作用点向O靠近时，此时作用点记为；以A为支点，由杠杆平衡条件得 则 当乙向O点靠近，咸小，G与AO不变, 则变大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．B 【解析】在动力的作用下，杠杆可能静止，也 可能转动，阻力与动力的作用效果相反，如果动力使杠杆顺时针转动，阻力必须使杠杆逆时针转动。该情境下拭子相当于杠杆，F1绕O点顺时针旋转，F2绕O点逆时针旋转，故B正确，ACD错误。 故选B。 8．A 【解析】根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，拧相同的深度时，做的功多少相同，斜面越长越省力，由图示可知乙的斜面最长，用的力最小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．B 【解析】由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，动力最小，其受力情况和力臂如下图所示∶ 球的重力G竖直向下，力臂为L2，由图知L2 = R，F的力臂等于杆的长度与球的直径之和为 根据杠杆的平衡条件可得 代入数据解得 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．D 【解析】A．“剥虾神器”前端的钳嘴做得薄是为了在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A正确，不符合题意； B．该“剥虾神器”在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B正确，不符合题意； C．“剥虾神器”在使用过程中在手的压力作用下，在力的方向上移动了距离，手的压力做了功，故C正确，不符合题意； D．“剥虾神器”使用时为了省力，应使手尽量远离支点，越靠近支点，动力臂越短，越费力，故D错误，符合题意。 故选D。 11．D 【解析】A．根据图片可知，从 C到B时，弹性绳没有形变，即人不受弹力，此时只受向下的重力作用，合力向下，因此做加速运动。从B到A的过程中，弹性绳逐渐伸长，人受到的弹力逐渐增大。在弹力等于重力之前，合力仍然向下，人依然做加速运动，因此速度最大的点肯定在B点下面，故A错误； B．在下降过程中，人的机械能会逐渐转化为弹性绳和蹦床的弹性势能，即人的机械能不断减小，故B错误； C．从C到B，绳子没有形变，因此绳子的弹性势能为零；从B到A，绳子的形变逐渐增大，则绳子的弹性势能逐渐增大，故C错误； D．在人接触蹦床之前，蹦床没有形变，则它的弹性势能为零；当人接触蹦床后，随着蹦床的形变增大，则它的弹性势能增大，故D正确。 故选D。 12．C 【解析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时，落高度越大，重力势能越大，转化成的动 能、弹性势能越大，发生的弹性形变越大；圆斑B大，说明h2大，即h1小于h2。 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 13．C 【解析】A．滚摆从起点到甲的过程中，质量不变，高度降低，速度增大，所以动能增大，故A正确，不符合题意； B．滚摆从乙到最高点的过程中，质量不变，高度升高，速度减小，所以重力势能增大，故B正确，不符合题意； CD．由起点和最高点可知，滚摆在运动过程中，机械能减小，滚摆在甲和乙处的高度相同，即重力势能相同，所以滚摆在甲处的动能大于乙处的动能，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 14．A 【解析】AB．由于轨道是粗糙的，所以小球在运动过程中机械能肯定会有损失，因为C点在B点后面，所以B点的机械能损耗更大，即B点的机械能大于C点；B和C的高度相同，因此小球在两点时重力势能相同；根据机械能等于动能和重力势能之和可知，B点的动能肯定大于C点，故A正确，B错误； C．小球在D点的机械能等于A点时的动能于A点时的重力势能之和，再减去AD之间损耗的机械能，如果A点时的动能大于AD之间损耗的机械能，那么D点的机械能将大于A点的重力势能，也就是大于D点的重力势能，那么小球是可能达到并超过D点，所以速度v足够大，小球可能到达E点，故C错误； D．小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能转化为小球的动能和克服摩擦产生的内能，故D错误。 故选A。 15．C 【解析】A．掷出后的铅球到达最高点时，有水平运动的速度，所以动能不为零，故A错误； B．运动员下降过程中，重力势能转化为动能，再转化为蹦床的弹性势能，蹦床运动员在下落到最低点时，蹦床的弹性势能最大，运动员的动能最小，故B错误； C．射箭时，将弓的弹性势能转化为箭的动能，所以射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来，故C正确； D．运动员起跳时，将运动员的动能转化为撑杆的弹性势能和运动员的重力势能，故D错误。 故选C。 16．B 【解析】行星由远太阳点运动到近太阳点，将行星的重力势能转化为动能，所以行星在近太阳点运动的速度较大，由于行星在A点的速率比在B点的大，所以太阳位于F2，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 17．C 【解析】A．动能的大小与质量和速度有关，抛出时刻，甲球和乙球的速度相同，质量相同，所以甲球的动能等于乙球的动能 ，故A错误； B．重力势能的大小与质量和高度有关，抛出时刻，甲球和乙球的高度相同，质量相同，所以甲球的势能等于乙球的势能，故B错误； C．甲、乙两球运动的过程中发生动能和势能的转化，由于不考虑空气阻力，则甲球和乙球运动过程中机械能守恒，抛出时刻动能相等，势能相等，机械能相等，所以落地时机械能相等；落地时势能为0，只有动能，则两球落地时动能相等，所以速度相等，故C正确； D． 乙球上升过程中机械能守恒，保持不变，故D错误。 故选C。 18．C 【解析】A．图甲中，起跳后上升到最高点时人在竖直方向上的速度为零，但在水平方向上速度不为零，由于惯性仍会向前运动，所以此时人的动能不为零，故A不符合题意； B．图乙中，在上升过程中滚摆的质量不变，高度变大，速度变小，所以重力势能增加，动能减小，动能转化为重力势能，故B不符合题意； C．卫星在太空，运行过程中没有受到阻力，没有能量的损失，机械能是守恒的，故C符合题意； D．图丁中，小球从A到B的过程中质量不变，高度变小，速度变大，所以重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能，故D不符合题意。 故选C。 19．D 【解析】由1→2过程中，“不倒翁”的重心下移，则重力势能减小，动能增加；由2→3过程中，重心上移，重力势能增加，动能减小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 20．D 【解析】运动员从O到A的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大；从A点到B点过程中，运动员受到的弹力小于重力，所以运动员向下做加速运动，速度变大，质量不变，动能变大；从B到C的过程中，弹力大于重力，运动员向下做减速运动，质量不变，动能变小;高度变小，重力势能变小； ABC．a先变大后变小，表示的是动能的变化图像，t2时刻人的动能最大，所以人在B点位置；t2时刻弹性绳的形变程度不是最大，弹性势能不是最大，故ABC错误； D．b在t1时刻后逐渐增大，为弹性势能的变化图像；t3时刻人的速度为0，在最低点，人的动能为零，故D正确。 故选D。 21．A 【解析】番茄从开始下落至刚好浸没时，此时番茄仍有较大速度，末状态与初状态相比，番茄的速度增大，其动能增大；番茄的高度减小，重力势能减小；同时溅起许多水珠，则这些水珠的动能和重力势能都增大（即所有溅起的水珠的机械能增大）；不计一切机械能损耗，根据机械能守恒定律可知，此过程中番茄减少的势能＝番茄增加的动能+所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和，所以番茄减少的势能大于番茄从开始下落至刚好浸没时增加的动能。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 22．B 【解析】A．重力为 400N，故质量为 40千克，故A错误； B．5.5s至 7.5s 内弹力为零，说明运动员在空中机械能守恒，故B正确； C．7.5s至8.3s内，弹力先增后减，说明运动员先向下加速，再向下减速，后向上加速，再向上减速，故C错误； D．在整个蹦床过程中，蹦床对运动员做功，因此机械能不守恒，故D 错误。 故选B。 23．A 【解析】由题意可知，小球在未下滑之前具有的重力势能为，在下滑过程中将重力势能转化为动能，最后将动能用来克服摩擦力做功，已知在水平面受到的摩擦力为，在水平面克服摩擦力做的功为，最终小球停止，则小球在圆弧槽内克服摩擦力所做的功为 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 24．D 【解析】A．拉力做功为 故A正确，不符合题意； B．拉力F做功的功率为 故B正确，不符合题意； C．物体B始终处于静止状态，物体B的重力方向竖直向下，在重力的方向上没有移动距离，故物体B的重力没有做功，故C正确，不符合题意； D．由图知道，物体B处于静止状态，水平方向受到测力计向右的拉力和A对B向左的摩擦力是一对平衡力，所以物体A与物体B之间的摩擦力为 物体在水平方向上移动了距离，根据W=Fs知道，物体克服摩擦力做了功，即物体A克服摩擦力做功不为0J，故D错误，符合题意。 故选D。 25．A 【解析】A．总质量为3×103kg的房车在平直公路上以100km/h的速度匀速行驶了200km，若车受到的阻力是总重的0.1倍，则阻力为 f=0.1G=0.1mg=0.1×3×103kg×10N/kg=3×103 N 根据二力平衡的条件，房车受到的牵引力为 F= f =3×103 N 故A正确； B．房车牵引力做功为 W= Fs=3×103 N×200×103m=6×108J 故B错误； C．房车的速度为 房车行驶中功率为 故C错误； D．房车行驶中燃料的化学能转化为机械能，故D错误。 故选A。 26．D 【解析】由图知道，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，采用跨越式时的重心高度一定大于h，但采用背越式时、头、躯干和四肢不是同时通过横杆，运动员的重心高度有可能比横杆的高度h低，所以运动员用背越式克服重力所做的功不一定大于mgh，用跨越式克服重力所做的功必须大于mgh，所以，D正确，ABC错误。 故选D。 27．B 【解析】A．出A站时列车行驶方向向下，重力势能主要转化为动能便于加速，A正确，故A不符合题意； B．进B站时，列车上坡，速度减小，列车质量不变，因此动能减少，势能增加。B错误，故B符合题意； C．P加速坡重力势能主要转化为动能，节省增加动能时的能源消耗，Q减速坡动能主要转化为重力势能，节省减少动能时的能源消耗，C正确，故C不符合题意； D．能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本定律之一，在整个过程中，重力势能、动能、热能相互转化，总能量保持不变，D正确，故D不符合题意。 故选B。 28．BC 【解析】A．由题图可知，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，所以速度，故A错误,； B．同一物体，所受重力相等，对水平面的压力相等，同一水平面上，接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等。物体两次均做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两次物体所受的拉力，故B正确； C．由题图可知，0~6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，又知两次拉力相等，根据 可知，0~6s两次拉力对物体所做的功，C正确； D．0~6s，时间相同，且，根据可知，0~6s两次拉力对物体做功的功率，故D错误。 故选BC。 29．A 【解析】因为不计绳与滑轮的摩擦和绳重，此机械为理想机械，根据功的原理，使用机械做的功等于直接用手做的功。直接用手做的功是 W手=Gh=100N×2m=200J 所以用机械做的功也是200J，功率是 故A正确，BCD错误。 故选A。 30．D 【解析】①甲图是一个光滑的、不在同一平面上连续的轨道，忽略空气阻力，小球在B点速度最大，在质量不变时，动能最大，①成立； ②乙图是一个有摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，因机械能转化为与空气摩擦产生的内能，所以不能重新回到A点，②不成立； ③丙图中，将单摆从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球仍只能摆到B点，而不可能上升到更高的C点，③不成立； ④由题知，AOB为完全光滑轨道，所以，小球运动时其机械能守恒；小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能；整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，这是不可能的；b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，也是不可能的；c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合实际；d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不可能，所以符合实际的是c，④不成立； 综上，能成立的是①，不能成立的是②③④，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 31．C 【解析】A．由图甲可知，前轮要越过障碍物时，应以B为支点，使C点抬高，所以应在A点施加向下的力，故A错误； B．由图乙可知，后轮要越过障碍物时，应以C为支点，使B点抬高，在A点施加向上的力，故B错误； C．由图甲可知，前轮越过障碍物时，以B为支点，动力臂为0.6m；由图乙可知，后轮越过障碍物时，以C为支点，动力臂为1.2m，由于图乙中动力臂更大，由杠杆平衡条件可知，图乙中动力更小，所以F甲大于F乙，故C正确； D．由图乙可知，以C为支点，在A点对购物车施加竖直方向的作用力，则图乙中动力臂为1.2cm，故D错误。 故选C。 32．C 【解析】由于两侧钩码的质量相等，拉力相等，故动力与阻力相等，根据杠杆平衡条件知，两侧力臂相等时，杠杆能保持静止，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离； 甲图，动力和阻力都作用在3圈上，动力臂和阻力相等都是3L，圆盘能平衡，故甲符合题意； 乙图，左侧力臂2L，右侧力臂3L，圆盘不能平衡，故乙不符合题意； 丙图，左侧力臂2L，右侧力臂3L，圆盘不能平衡，故丙不符合题意； 丁图，左侧力臂3L，右侧力臂3L，圆盘能平衡，故丁符合题意。 由以上分析可知，C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 33．C 【解析】A．由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离 故A错误； B．已知物体移动的速度为 拉力F做功的功率为 故B错误； CD．地面对物体A的摩擦力f=30N，s物=5m，克服摩擦做的有用功 拉力F做的功 滑轮组的机械效率为 故C正确，D错误。 故选C。 34．D 【解析】AC．甲图滑轮为定滑轮，使用定滑轮不省 力，故AC错误； BD．乙图滑轮为动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，若绳与滑轮间的摩擦不计，乙所用的力至少为 故B错误，D正确。 故选D。 35．D 【解析】A．由图知道，绳子的一端栓在柱子上，人在船上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等； B．由图知道，绳子的一端栓在桅杆上，人在岸上拉绳子的另一端，此时人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等； C．由图知道，绳子的一端栓在桅杆上，绳子绕过柱子，人在岸上拉绳子的另一端，此时柱子相当于一个定滑轮，人对绳子的拉力与水对船的阻力大小相等； D．由图知道，将绳子的一端栓在柱子上，绳子绕过桅杆，人在岸上拉绳子的另一端，此时桅杆相当于一个动滑轮，人对绳子的拉力等于水对船的阻力的一半； 综上所述，D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 36．D 【解析】A．箱子对水平地面的压强 故A正确，不符合题意； B．将箱子拉高1m所做的有用功 W有=Gh=500N×1m=500J 故B正确，不符合题意； C．拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s，拉力做功 W总=Fs=350N×2m=700J 拉力做功功率 故C正确，不符合题意； D．克服摩擦力做功 W额=W总-W有=700J-500J=200J则箱子受到斜面对它的摩擦力 故D错误，符合题意。 故选D。 37．B 【解析】C．由可得，20s内水桶上升的高度 由图甲可知，滑轮组绳子的有效股数 则绳子自由端移动的距离 故C错误； AB．根据不计绳重和摩擦，工人的拉力为 由可得，工人做功 工人做功的功率 故A错误，B正确； D．拉力做的有用功 故D错误。 故选B。 38．D 【解析】A．下压投射装置A端时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误； B．橡皮筋收缩时，橡皮筋的弹性势能转化为投射装置的动能，故B错误； C．投射装置将小球抛出的过程中，投射装置对小球施加了力，同时小球在力的方向移动了距离，因此投射装置对小球做了功，故C错误； D．小球被抛出后，运动至最高点时，小球有一定的速度，动能不为零，故D正确。 故选D。 39．D 【解析】乒乓球在运动的过程中，质量不变，则惯性大小不变；水和杯子一起向下运动，落地瞬间，杯子由于受到阻力停止运动，水由于惯性要继续运动，所以水对杯底要产生一个压力，因为物体间的作用力是相互的，所么用杯底对水一个反作用力，乒乓球在水的作用力的方向上移动距离，所以水对乒乓球做了功，使得乒乓球的机械能增大，到达乙位置时的机械能大于甲位置的机械能，甲、乙高度相同，重力势能相同，所以乙位置的动能大于甲位置的动能，故D正确，ABC错误。 故选D。 40．A 【解析】A．如图，滑轮组的机械效率 托板和动滑轮的重力 滑轮重 故A符合题意； B．装置的机械效率 由上式可知，增加运输砖块的数量，提升砖块的重力G增大，装置的机械效率变大，故B不符合题意； C．当要提升2块砖时，绳端的拉力 拉力大于物体的重力，滑轮组不能省力，故C不符合题意； D．绳端的最大拉力等于工人的重力 能提升的货物的重力 由计算可知，滑轮组最多能提升13块砖，最大机械效率 故D不符合题意。 故选A。 41．(1)40 (2)100 【解析】（1）由图知道，手摇晾衣架上有2个动滑轮，动滑轮上绳子的股数n=4，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力 （2）要使施加在撬棒A点的动力最小，应使动力臂L1最大。当以D为支点，在A点施加垂直于AD向上的动力时，动力臂 即动力臂为最大值，则动力最小。 此时阻力F2=500N，阻力臂 根据杠杆平衡条件知道，施加在撬棒A点的力 42．(1)0.6m/s (2)250N (3)250N 【解析】（1）由图知道，承担重物绳子的段数n=3，绳端移动速度 （2）由于 所以绳端拉力的大小 （3）不计绳重和摩擦，由知道，动滑轮的重力 43． 省力 2000 见解析 【解析】（1）[1]由图可知，横杆在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 （2）[2]巨木可视为质地均匀的圆柱体，巨木的重力 要将一段提起，此时对一端施加的最小力为F1，巨木的长度为L，故 所以 所以此时在A点向下的力为12000N，设人对横杆的压力为F2，根据杠杆平衡条件可知 所以 （3）[3]根据杠杆平衡条件可知，可以通过把支架向左移，即减少阻力臂的方式，或者通过加长右端的杠杆，即增大动力臂的方式来抬动重物。 44． 75% 变小 > 【解析】（1）[1]重为3N的钩码上升0.25m，则有用功 人的拉力F为2N，动力作用点C上升 0.5m，则总功 则机械效率 （2）[2][3]将钩码移到A点左侧的B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5m，对杠杆做的额外功大小不变；钩码重不变，钩码上升高度减小，则有用功减小，则总功变小，因动力臂不变，则动力变小，由可得，有用功在总功中占比减小，所以η2小于η1。 45．（1）0.8J；（2）0.25W 【解析】解：（1）拉力所做的有用功为 （2）拉力所做的总功为 拉力所做的总功率 答：（1）拉力所做的有用功为0.8J； （2）拉力所做的总功率为0.25W。 46．（1）300N；（2）288焦；（3）48W 【解析】解：（1）由图甲知道，此时人体相当于一个杠杆，阻力大小等于人的体重，即 由图知道，动力臂 阻力臂 根据杠杆平衡条件知道，静止支撑时地面对双手的支持力 （2）小科按图乙做一个引体向上，上升高度为0.6m，则需克服自身重力做功 W=Gh=480N×0.6m=288J （3）完成10个引体向上做的总功 则小科引体向上做功的功率 答：（1）静止支撑时地面对双手的支持力F为300N； （2）小科按图乙做一个引体向上，克服重力做的功为288J； （3）小科引体向上做功的功率为48W。 47． 费力 1600N 72W 【解析】解：（1）[1]由乙图可知，过O向AB做垂线，垂线段的长就是动力臂l1为0.25m，阻力臂为O点到床中心的距离，即l2为1m，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆。 （2）[2]床体的重力 根据杠杆平衡条件可得 液压杆至少要提供的力 每个液压杆至少要提供的力 （3）[3]床在升起过程中液压杆对床体做的功等于克服床体重力所做的功，床体重心上升的高度为 则液压杆对床体做的功 液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率 答：（1）图乙中液压杆和床架构成了费力杠杆； （2）当收起床体时，每个液压杆至少要提供1600N的力； （3）液压杆收起床体过程中，对床体做功的功率为72W。 48． 6000 2kg 【解析】（1）[1]由甲图中动滑轮的特点可知，能吊起货物的重力为 吊起货物的质量为 （2）[2]由于水平移动时，重力方向上没移动距离，故水平移动过程中重力没做功，则此过程中克服货物重力做功为 （3）[3]设棒的中心为O，则AO=90cm，O1O=60cm；以O1为支点，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得到平衡方程 带入数据为 解得。 49．（1）；（2） 【解析】解：（1）空箱时，钓箱对水平地面的压力等于自身的重力，即 空箱时，钓箱对水平地面的压强 （2）遮阳伞承受风压的面积为，某时刻风压为，则风力的大小 根据杠杆平衡条件可得 即 可得 钓箱内放重物的质量 答：（1）若该钓箱每只脚的着地面积为，空箱时，钓箱对水平地面的压强是； （2）当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放的重物。 50．(1)消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响 (2)2000 (3)将铁笼向左移动，再移动O点，使之再次在水平位置平衡 (4)杠杆原理 【解析】（1）先将空铁笼挂在钢管的B点，左右移动吊钩到O点，直到钢管水平静止，目的是消除槽钢和铁笼重力对杠杆平衡的影响。 （2）甲图中，槽钢重力作用在AB中点，槽钢重心到O点距离l,槽钢在水平位置平衡时根据杠杆的平衡条件 ① 大象引入铁笼后，再次在水平位置平衡时 ② ②-①式得 所以 （3）利用现有器材称一只重力更大的大象，即阻力变大，动力不变，若动力臂OA也不变，根据知道，需减小阻力臂OB，具体做法是将铁笼向左移动，再移动O点，使之再次在水平位置平衡。 （4）小明知道了“小秤砣，压千斤”的原理杠杆原理。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$