3.4简单机械 综合练习-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

2024年12月九上3.4综合练习（选择题） 一．选择题（共21小题） 1．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　） A． B． C． D． 2．悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB＝BO＝OC，下列判断正确的是（　　） A．FA＜G B．FB＝G C．FC D．FB＞FA 3．如图所示，一根粗细均匀的铁丝，在中点处支起并保持水平平衡，如果将左边的一半铁丝弯折并叠放在左端另一半的上边，则此时铁丝的情况是（　　） A．仍保持平衡 B．右端下沉 C．左端下沉 D．无法判断 4．如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2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350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（　　） A．箱子对水平地面的压强是2500Pa B．将箱拉高1m所做的有用功是500J C．上移过程中拉力做功的功率35W D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N 5．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（　　） A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿 6．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大，后变小 D．先变小，后变大 7．两个滑轮如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项中正确的是（　　） A．滑轮A是定滑轮，B是动滑轮 B．额外功为10J C．拉力F的功率为1.8W D．滑轮组的机械效率为90% 8．如图，用竖直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端，使木棒能够绕另一端转动，关于这一过程的下列说法正确的是（　　） A．F的力臂逐渐变小 B．F逐渐变小 C．F和它相应的力臂的乘积保持不变 D．木棒具有的机械能保持不变 9．如图所示，将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F＝50N，则该装置的机械效率为（　　） A．40% B．50% C．80% D．100% 10．如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200N和100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，相同的是（　　） A．拉力大小 B．有用功 C．额外功 D．机械效率 11．如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（　　） A．物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能 B．拉物体的速度越快，斜面的机械效率越高 C．该斜面的机械效率是90% D．斜面上物体受到的摩擦力为1N 12．工人用如图所示装置把重为，1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为400N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（　　） A．绳子对物体的拉力为800N B．绳子对物体做的功为4000J C．工人做功的功率为100W D．整个装置的机械效率为62.5% 13．如图所示四个斜面，分别用四个大小相同、方向分别沿甲、乙、丙、丁斜面向上的力F将同一物体拉上同一高度，则机械效率最大的是（　　） A．斜面甲 B．斜面乙 C．斜面丙 D．斜面丁 14．如图中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F＝4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（　　） A．绳子自由端移动速度为0.1m/s B．滑轮组的机械效率为87.5% C．天花板对滑轮组的拉力为10N D．滑轮组对物体A做功的功率为1.6W 15．某实验小组分别用图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，上升相同的高度。不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．甲图更省力，两图机械效率相同 B．甲图更省力，而且机械效率高 C．乙图更省力，两图机械效率相同 D．乙图更省力，而且机械效率高 16．如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（　　） A．100% B．100% C．100% D．100% 17．一个质量为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% 18．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中下列计算错误的是（　　） A．拉力F做功为30J B．物体重力做功为0J C．拉力F做功的功率为12W D．该装置的机械效率约为80% 19．荆州方特东方神画主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中，如图所示，工人师傅在50s内用大小为500N的力F，将物体从斜面底端拉到顶端，若此装置的机械效率为80%．则下列说法正确的是（g＝10N/kg，不计绳轮摩擦）（　　） A．所拉物体的质量为800kg B．拉力的功率是40W C．物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N D．物体在斜面上运动时增加的内能大于800J 20．如图所示，绳子通过光滑滑轮悬挂一个重100N的物体，一个小孩拉着绳端从滑轮正下方出发，沿水平地面向右走过6m，已知开始时，绳端与滑轮的距离为8m。则对这一过程中描述正确的是（　　） A．这个滑轮可以省距离 B．小孩向右运动过程中，因为拉力方向变化，所以大小也变化 C．人对物体做功200焦 D．如果不计绳重和摩擦，该定滑轮的机械效率为80% 2024年12月九上3.4综合练习 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 D D B D B A D A A C D 题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 D D B C A A A C C D 一．选择题（共21小题） 1．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（　　） A． B． C． D． 【分析】（1）由图示滑轮组，确定滑轮组的种类，根据滑轮组公式求出拉力F1、F3； （2）使用斜面时，不计机械自重和摩擦，Fs＝Gh，据此求拉力F2大小； （3）由图示杠杆求出动力臂与阻力臂的关系，然后由杠杆平衡条件求出拉力F4；最后比较各力大小，确定哪个拉力最小。 【解答】解：不计机械自重和摩擦，即在理想状况下： A、图示是一个定滑轮，则拉力F1＝G； B、图中为斜面，F1×4m＝G×2m，可得F1G； C、这是动滑轮的特殊使用方法，物体挂在动滑轮一侧绳子上， 拉动滑轮的轮轴，此时拉力F3＝2G； D、由图可知动力臂与阻力臂之比：， 由杠杆平衡条件可得：F4×L4＝G×LG，则拉力F4＝GG； 比较可知，所需动力最小的是F4； 故选：D。 【点评】本题主要考查各种滑轮及滑轮组以及杠杆、斜面的使用，是一道常见题。 2．悬挂重物G的轻质杠杆，在力的作用下倾斜静止在如图所示的位置。若力施加在A点，最小的力为FA；若力施加在B点或C点，最小的力分别为FB、FC，且AB＝BO＝OC，下列判断正确的是（　　） A．FA＜G B．FB＝G C．FC D．FB＞FA 【分析】根据杠杆的平衡条件分析出最小的力，然后分析力臂的大小关系，根据杠杆平衡条件判定力的大小。 【解答】解：在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力最小； 根据力臂的定义可知，重力的方向竖直向下，重力的力臂要小于OB； A、若力施加在A点，当OA为动力臂时，动力最小为FA；此时动力臂大于阻力臂的2倍，动力小于阻力的一半，即FAG，故A正确； B、若力施加在B点，当OB为力臂时动力最小，为FB；此时动力臂大于阻力臂，故是省力的，即FB＜G，故B错误； C、若力施加在C点，当OC为力臂时，最小的力为FC，也是省力，但动力臂小于阻力臂的2倍，故不可能是动力是阻力的一半，故C错误； D、由图可知，OA＞OB，A点的动力臂更大，故A更省力，即FB＞FA，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，使用杠杆，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，找出每个力的动力臂是本题的关键。 3．如图所示，一根粗细均匀的铁丝，在中点处支起并保持水平平衡，如果将左边的一半铁丝弯折并叠放在左端另一半的上边，则此时铁丝的情况是（　　） A．仍保持平衡 B．右端下沉 C．左端下沉 D．无法判断 【分析】如图，若将左边的一半铁丝弯折并叠放在左端另一半的上边，其重力的大小没有变化，但是重心向右移动，力臂减小；因原来左右两边重力相同，力臂相等；其左端弯折后，力臂右大、左小，所以右边的力和力臂的乘积大，杠杆的右端将向下倾斜，据此分析。 【解答】解：因为铁丝在水平位置处于平衡状态，根据杠杆平衡条件可知：F左L左＝ F右L右，将左端铁丝弯折，左端铁丝的重心将向右移动，此时杠杆左边的重力不变、力臂l无却减小，而右边的力和力臂不变，所以F左L左＜F右L右，所以杠杆右端下沉，左端上升，故A、C、D错误，B正确。 故选：B。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用，知道F1L1 ＝ F2L2时杠杆平衡，F1L1≠F2L2时，杠杆不能平衡，而且是力和力臂的乘积大的一端下沉。 4．如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2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350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（　　） A．箱子对水平地面的压强是2500Pa B．将箱拉高1m所做的有用功是500J C．上移过程中拉力做功的功率35W D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N 【分析】（1）物体放到水平地面上，压力等于物体的重力，根据物体底面积，可以求出对地面的压强。 （2）使用斜面过程中，克服物体的重力升高一定的高度，做的功是有用功。拉力做的功为总功，根据所有的时间，可以求出拉力做功的功率。 （3）额外功等于总功减去有用功。克服斜面摩擦做的功是额外功。根据额外功和斜面长，可以求出物体受到的摩擦力。 【解答】解：A.重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上，箱子对水平地面的压强p2500Pa；故A正确； BC.现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。有用功W有＝Gh＝500N×1m＝500J； 拉力做功W总＝Fs＝350N×2m＝700J； 拉力做功的功率P35W；故B、C正确； D.将该箱子匀速拉上平台做的额外功W额＝700J﹣500J＝200J；克服斜面摩擦做的功是额外功，W额＝fs，物体受到的摩擦力f100N；故D错误。 故选：D。 【点评】有关斜面的计算。注意判断有用功和总功。 5．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（　　） A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿 【分析】如图，B物体恰能匀速下降，说明物体A在水平方向上向右做匀速直线运动，根据二力平衡的条件和定、动滑轮的工作特点可知，物体A所受的拉力等于B物体自重的二分之一； 用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，A受到的摩擦力不变，此时A水平方向上受到平衡力的作用。 使用动滑轮可以省一半的力，但要费一倍的距离； 使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。 【解答】解：当A向右做匀速直线运动，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力，f＝F拉GB＝5N。 当A向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力； 滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f＝5N。 A向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F＝f+GB＝5N+5N＝10N。 故选：B。 【点评】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用，根据平衡力的条件解决本题，需要分清A物体的受力情况，有点难度。 6．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（　　） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大，后变小 D．先变小，后变大 【分析】力臂是支点到力的作用线的距离，分析使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中阻力、阻力臂和动力臂的变化，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析动力F的大小变化。 【解答】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，因作用力F始终与OA垂直，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，则阻力大小也不变，但阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力F变大。 故选：A。 【点评】本题是杠杆的动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用；正确分析得出阻力臂与动力臂的大小变化是解题的关键。 7．两个滑轮如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项中正确的是（　　） A．滑轮A是定滑轮，B是动滑轮 B．额外功为10J C．拉力F的功率为1.8W D．滑轮组的机械效率为90% 【分析】（1）随物体一起移动的滑轮为动滑轮；轴固定不动的滑轮为定滑轮； （2）由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，拉力端移动距离s＝2s物，利用W总＝Fs求拉力做功，W有＝fs物计算有用功，从而计算额外功； （3）由P计算拉力的功率； （4）利用W有＝fs物计算有用功；由η计算滑轮组的机械效率。 【解答】解：A、由图知，利用滑轮组拉着物体向左运动时，A滑轮随物体一起移动，为动滑轮；B滑轮的轴固定不动，为定滑轮，故A错误； B、由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2， 拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m，拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J， 克服物体与地面间摩擦做的有用功W有＝fs物＝9N×1m＝9J， 额外功W额＝W总﹣W有＝10J﹣9J＝1J，故B错误； C、拉力的功率P2W，故C错误； D、滑轮组的机械效率η90%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了定滑轮、动滑轮的认识，使用滑轮组时有用功、总功、机械效率和功率的计算，注意水平使用滑轮组时克服地面阻力做的功是有用功。 8．如图，用竖直向上的力F抬起一根放在水平地面上的均匀木棒的一端，使木棒能够绕另一端转动，关于这一过程的下列说法正确的是（　　） A．F的力臂逐渐变小 B．F逐渐变小 C．F和它相应的力臂的乘积保持不变 D．木棒具有的机械能保持不变 【分析】（1）如果人用力的方向总是竖直向上，先确定动力臂和阻力臂的关系，再根据杠杆的平衡条件得出动力的大小变化情况； （2）影响动能的因素是质量和速度，影响重力势能的因素是质量和高度，动能和重力势能统称机械能。 【解答】解：如图， AB、若动力总是竖直向上，动力臂逐渐减小，阻力臂也逐渐减小，但△OAC∽△OBD，所以 为定值即动力臂和阻力臂的比值为定值，因为阻力（木棒重）不变，根据F×OB＝G×OA可得：动力F保持不变，故A正确，B错误； C、由于木棒的重力G不变，OB逐渐减小，G×OB也减小，又因为F×OB＝G×OA，所以F和它相应的力臂的乘积减小，故C错误； D、木棒在匀速逐渐变高的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度升高，重力势能增加，机械能增加，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，由两个三角形相似得出两力臂的比值不变是本题的关键。 9．如图所示，将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力F＝50N，则该装置的机械效率为（　　） A．40% B．50% C．80% D．100% 【分析】已知物体的重力和物体升高的高度，根据公式W有＝Gh计算出有用功；斜面上装一个动滑轮，知道斜面的长从而可以计算出绳子末端移动的距离，又知道拉力的大小，根据公式W总＝Fs计算出总功；最后再利用公式η计算出机械效率。 【解答】解： 拉力做的有用功为：W有＝Gh＝100N×2m＝200J； 斜面上装一个动滑轮，斜面的长是5m， 所以绳子末端移动的距离为：s＝nL＝2×5m＝10m， 拉力做的总功为：W总＝Fs＝50N×10m＝500J； 则机械效率为：η100%＝40%。 故选：A。 【点评】解答此题的关键是仔细审题，看清斜面上的滑轮为动滑轮，利用动滑轮的工作特点求出W总，而不是直接用100N×5m；这也是学生容易出错的地方。 10．如图所示的甲、乙两套装置，每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计。用它们分别将重力为200N和100N的重物匀速提升相同高度，若拉力均竖直向上，两装置中，相同的是（　　） A．拉力大小 B．有用功 C．额外功 D．机械效率 【分析】（1）绳重和摩擦不计，拉力大小利用F来计算； （2）克服重力所做的功就是有用功，即W＝Gh； （3）由题知，绳重和摩檫不计，使用滑轮组做的额外功等于提升动滑轮做的功，由于每个滑轮的质量相等，将重物匀速提升相同高度，做的额外功相等； （4）机械效率的大小利用η来判断。 【解答】解：（1）每个滑轮的质量均相等且绳重和摩擦不计，由图可知，甲图n＝2，而乙图n＝3，所以F甲，F乙。故A错误。 （2）克服重力所做的功就是有用功，即W＝Gh，也就是重力乘以重物被举高的高度，W甲＝200N×h，W乙＝100N×h，W甲不等于W乙，故B错误。 （3）绳重和摩擦不计，所以克服动滑轮所做的功就是额外功，W额＝G动h，也就是动滑轮的重力乘以其上升的高度，由于每个滑轮的质量均相等且被提升相同高度，所以两装置中，额外功相同。故C正确。 （4）η，W额相同，而有用功不同，所以机械效率不同，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了关于滑轮组的拉力大小，有用功，额外功，机械效率的相关计算，是一道综合性很强的题。 11．如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（　　） A．物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能 B．拉物体的速度越快，斜面的机械效率越高 C．该斜面的机械效率是90% D．斜面上物体受到的摩擦力为1N 【分析】A、物体质量不变，沿斜面匀速上升时，速度不变，故动能不变，高度变高，故重力势能变大； B、机械效率等于有用功和总功之比，与拉物体的速度无关； C、根据W有用＝Gh得出有用功，根据W总＝Fs得出总功，根据η得出斜面的机械效率； D、根据W额外＝W总﹣W有用得出额外功，根据f得出斜面上物体受到的摩擦力。 【解答】解：A、物体质量不变，沿斜面匀速上升时，速度不变，故动能不变，高度变高，故重力势能变大，拉力对物体做的一部分功转化为重力势能，故A错误； B、机械效率等于有用功和总功之比，与拉物体的速度无关，故B错误； C、有用功W有用＝Gh＝16N×0.3m＝4.8J，总功W总＝Fs＝5N×1.2m＝6J，斜面的机械效率η80%，故C错误； D、额外功W额外＝W总﹣W有用＝6J﹣4.8J＝1.2J， 斜面上物体受到的摩擦力f1N，故D正确。 故选D。 【点评】本题考查能量转化、功和功率的有关知识，综合性强，难度适中。 12．工人用如图所示装置把重为，1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为400N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（　　） A．绳子对物体的拉力为800N B．绳子对物体做的功为4000J C．工人做功的功率为100W D．整个装置的机械效率为62.5% 【分析】（1）从图中可知绳子的有效股数n＝2，对动滑轮受力分析，算出绳子下面的绳子对其竖直向下的拉力F绳，进而得出绳子对物体的拉力； （2）斜面与水平地面的夹角为30°，平台高2m，根据数学知识可知斜面的长为s＝4m，据W＝F绳s得出绳子对物体做的功； （3）根据s′＝ns算出绳子自由端移动的距离，根据W总＝Fs′得出工人做的功，根据P算出工人做功的功率； （4）根据W有用＝Gh得出有用功，整个装置的机械效率η算出机械效率。 【解答】解：A、从图中可知绳子的有效股数n＝2， 对动滑轮受力分析，受到上面的两段绳子对其竖直向上的拉力F、竖直向下的重力G动和下面的绳子对其竖直向下的拉力F绳，即2F＝G动+F绳， 所以下面的绳子对其竖直向下的拉力为： F绳＝2F﹣G动＝2×400N﹣20N＝780N， 由于物体间力的作用是相互的，所以绳子对物体的拉力也为780N，故A错误； B、斜面与水平地面的夹角为30°，平台高2m，根据数学知识可知斜面的长为s＝4m，即物体移动的距离为4m， 绳子对物体做的功为： W＝F绳s＝780N×4m＝3120J，故B错误； C、绳子自由端移动的距离s′＝ns＝2×4m＝8m， 工人做的功为：W总＝Fs′＝400N×8m＝3200J， 工人做功的功率为： P160W，故C错误； D、有用功为：W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J， 整个装置的机械效率为： η100%＝62.5%，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查功率、功、机械效率的有关计算，并考查受力分析的知识，综合性较强，有一定难度。 13．如图所示四个斜面，分别用四个大小相同、方向分别沿甲、乙、丙、丁斜面向上的力F将同一物体拉上同一高度，则机械效率最大的是（　　） A．斜面甲 B．斜面乙 C．斜面丙 D．斜面丁 【分析】利用斜面提高物体时，有用功为：W有＝Gh，总功为：W总＝Fs，通过比较有用功的大小、总功的大小，再运用机械效率的公式，可得出答案。 【解答】解：甲、乙、丙、丁4个斜面中，拉力F相同，根据W总＝Fs可知，用丁斜面时拉力端移动距离最小，丁图中的总功最小；由于4个斜面上所做有用功W有＝Gh相同，由η可得出，丁斜面的机械效率最大。 故ABC错误，D正确。 故选：D。 【点评】熟练运用功和机械效率的公式，可解答此题。 14．如图中定滑轮重2N，动滑轮重1N。物体A在拉力F＝4N的作用下，1s内沿竖直方向匀速升高了0.2m。不计绳重和轴摩擦，则以下计算结果正确的是（　　） A．绳子自由端移动速度为0.1m/s B．滑轮组的机械效率为87.5% C．天花板对滑轮组的拉力为10N D．滑轮组对物体A做功的功率为1.6W 【分析】A、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，根据s＝nh求出绳子自由端的路程，根据速度公式求出绳子自由端的速度。 B、不计绳重和轴摩擦，根据F（G物+G动）求出物体的重，根据W＝Gh求出有用功及额外功，进一步求出总功，根据η100%求出效率。 C、对滑轮组整体受力分析，然后由平衡条件求出天花板对滑轮组的拉力。 D、已求出总功，已知时间t，由功率公式求出滑轮组对物体A做功的功率。 【解答】解：A、由图知，承担物重的绳子股数n＝2， 绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×0.2m＝0.4m， 绳子自由端移动速度v0.4m/s，故A错误； B、由图知，承担物重的绳子股数n＝2，拉力F（G物+G动）可得， 物体的重力G物＝nF﹣G动＝2×4N﹣1N＝7N， 有用功W有＝G物h＝7N×0.2m＝1.4J， 额外功W额＝G动h＝1N×0.2m＝0.2J， 总功W总＝W有+W额＝1.4J+0.2J＝1.6J， 滑轮组的机械效率η100%100%≈87.5%，故B正确。 C、滑轮组整体受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力的绳子自由端的拉力作用，处于平衡状态，由力的平衡条件可得， 天花板对滑轮组的拉力F拉＝G物+G动+G定+F＝7N+1N+2N+4N＝14N，故C错误。 D、滑轮组对物体A做功的功率P1.4W，故D错误。 故选：B。 【点评】本题滑轮组中有关量的计算，关键是明确滑轮组中n的大小以及对滑轮组进行整体受力分析。 15．某实验小组分别用图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物，上升相同的高度。不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是（　　） A．甲图更省力，两图机械效率相同 B．甲图更省力，而且机械效率高 C．乙图更省力，两图机械效率相同 D．乙图更省力，而且机械效率高 【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s＝nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。 【解答】解：不计绳重及摩擦， 因为拉力F（G物+G轮），n1＝2，n2＝3， 所以绳子受的拉力： F1（G物+G轮），F2（G物+G轮）， 所以F1＞F2，乙图更省力； 因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h， 所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同， 因为η， 所以两滑轮组的机械效率相同。 故选：C。 【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等。 16．如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用沿斜面向上的拉力F把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。已知在这个过程中，物体受到斜面的摩擦力大小为f，则斜面的机械效率为（　　） A．100% B．100% C．100% D．100% 【分析】把物体从斜面底端匀速拉到顶端，拉力做的有用功W有用＝Gh，拉力做的总功为W总＝FL，拉力做的额外功W额＝fL，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。 【解答】解：此过程中，克服重力做的功为有用功，W有用＝Gh，拉力做的总功为W总＝FL，拉力做的额外功W额＝fL， A、斜面的机械效率：η100%，故A正确； B、100%100%≠η，故B错误； C、100%100%≠η，故C错误； D、100%100%≠η，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了使用斜面时机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。 17．一个质量为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% 【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η求出拉力F，根据F（G+G板+G动）求出动滑轮重； （2）根据η分析回答； （3）根据F'（G'+G板+G动）分析回答； （4）当人站在地面上用此装置提升这些砖的过程中，使用最大拉力不能超过人自重（否则人会被提起），假设F′'＝G人，根据F（G轮+G板+G砖）求出最大砖重G砖′，求出有用功W有′'＝G砖′h，总功W总′'＝F′'s，再利用机械效率的公式求此时的机械效率。 【解答】解：A、由图可知，n＝2，由η可知，拉力F为： F625N， 根据F（G+G板+G动）可知，动滑轮重为： G动＝nF﹣G﹣G板＝2×625N﹣10×100N﹣200N＝50N，故A正确； B、增加运输砖块的数量，由η可知，装置的机械效率变大，故B错误； C、提升2块砖，此时拉力F'为： F'（G'+G板+G动）（2×100N+200N+50N）＝225N＞200N，故C错误； D、人的质量为80kg，则绳端的最大拉力F大＝G人＝mg＝80kg×10N/kg＝800N， 不计滑轮的轮与轴之间的摩擦和钢丝绳子所受的重力， 则最大拉力：F大（G动+G板+G砖）（50N+200N+G砖）＝800N， 解得G砖＝1350N， 因为每块砖重100N，所以最多能提升砖的数量为13块， 实际能提升的最大砖重：G砖′＝1300N， 此时的拉力：F′'（G动+G板+G砖′）（50N+200N+1300N）＝775N， W有′'＝G砖′×h＝1300N×h， W总′'＝F′'s＝775N×2h， 最大机械效率： η′100%≈83.9%，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算方法，不计滑轮的摩擦和绳重，用好拉力F（G动+G板+G砖）是本题的关键。 18．如图所示，当水平拉力F＝50N时，恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N，所受地面的摩擦力为80N，假如在5s时间内，物体水平移动了0.6m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中下列计算错误的是（　　） A．拉力F做功为30J B．物体重力做功为0J C．拉力F做功的功率为12W D．该装置的机械效率约为80% 【分析】（1）物体水平运动，在重力的方向（竖直向下）上没有移动距离，据此判断重力是否做功； （2）由图可知，该滑轮为动滑轮，绳子的有效股数n＝2，根据s绳＝ns物求出绳端移动的距离，根据W总＝Fs绳求出拉力F做的功，根据P求出拉力F做功的功率，根据W有＝fs求出拉力做的有用功，利用η求出该装置的机械效率。 【解答】解：（1）由于物体沿水平地面移动，物体在重力的方向上（竖直向下）没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J，故B正确； （2）由图可知，该滑轮为动滑轮，绳子的有效股数n＝2， 则绳端移动的距离：s绳＝ns物＝2×0.6m＝1.2m， 拉力F做的功：W总＝Fs绳＝50N×1.2m＝60J，故A错误； 拉力F做功的功率：P12W，故C正确； 物体所受地面的摩擦力约为80N，则有用功约为：W有＝fs物＝80N×0.6m＝48J， 该装置的机械效率约为：η100%＝80%，故D正确。 故选：A。 【点评】本题考查了力是否做功的判断和做功公式、功率公式、机械效率公式的应用，明确有用功和总功是关键。 19．荆州方特东方神画主题乐园于2019年9月盛大开园。乐园在修建过程中，如图所示，工人师傅在50s内用大小为500N的力F，将物体从斜面底端拉到顶端，若此装置的机械效率为80%．则下列说法正确的是（g＝10N/kg，不计绳轮摩擦）（　　） A．所拉物体的质量为800kg B．拉力的功率是40W C．物体在斜面上运动时受到的摩擦力是100N D．物体在斜面上运动时增加的内能大于800J 【分析】（1）根据直角三角形的角边关系求斜面的长度s，利用W总＝Fs求出拉力做的总功，利用机械效率公式求出有用功，再利用W＝Gh求出物体的重力，利用G＝mg求出其质量； （2）利用P求拉力的功率； （3）克服摩擦力做的功为额外功，等于总功减去有用功，再利用W额＝fs求摩擦力f的大小； （4）物体在斜面上运动时增加的内能来自于克服摩擦做的功，即额外功。 【解答】解： A、在直角三角形中，h＝s×sin30°s，斜面的长度为：s＝2h＝2×4m＝8m， 所做总功为：W总＝Fs＝500N×8m＝4000J， 由η得有用功为： W有＝ηW总＝80%×4000J＝3200J， 由W有＝Gh得物体重力为： G800N， 物体的质量为： m80kg，故A错误。 B、拉力的功率为： P80W，故B错误。 C、此过程所做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝4000J﹣3200J＝800J， 由W额＝fs得摩擦力： f100N，故C正确。 D、此过程所做的额外功W额＝800J，物体在斜面上运动时增加的内能等于克服摩擦所做的额外功，即内能等于800J，故D错误。 故选：C。 【点评】熟练运用功、功率、机械效率的计算公式和变形公式，理解额外功与内能间的关系，是解答此题的关键。 20．如图所示，绳子通过光滑滑轮悬挂一个重100N的物体，一个小孩拉着绳端从滑轮正下方出发，沿水平地面向右走过6m，已知开始时，绳端与滑轮的距离为8m。则对这一过程中描述正确的是（　　） A．这个滑轮可以省距离 B．小孩向右运动过程中，因为拉力方向变化，所以大小也变化 C．人对物体做功200焦 D．如果不计绳重和摩擦，该定滑轮的机械效率为80% 【分析】（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向； （2）光滑环没有摩擦，根据功的原理，小孩的拉力所做的功等于提升重物做的功； 沿水平地面向右走过6m，开始时，绳端与滑轮的距离为8m，利用直角三角形的勾股定理可求斜边的长度，进而求出物体上升的高度，利用W＝Fs＝Gh求拉力做的功； （3）滑轮光滑，且不计绳重和摩擦，所以不做额外功，据此分析定滑轮的机械效率。 【解答】解： AB、由图知，物体向上移动时，滑轮的位置固定不变，所以这是一个光滑的定滑轮，不省力也不省距离，即F＝G＝100N不变，所以AB错误； C、物体上升的距离：h8m＝2m， 人的拉力所做的功：W＝Fs＝Gh＝100N×2m＝200J，故C正确； D、因为滑轮光滑，且不计绳重和摩擦，所以人拉动绳子的过程中不做额外功，所以该定滑轮的机械效率为100%，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查对定滑轮的认识、功的计算以及对机械效率的认识，难点在于正确计算物体被提升的高度。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/12/14 11:51:37；用户：俞蜀平；邮箱：orFmNt3rrUdcpC6MK1JahluKb_no@weixin.jyeoo.com；学号：25155137 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$