专题10 第十一章 功和机械能-章末复习 素养进阶（预习）-【暑假自学课】2025年新九年级物理暑假提升精品讲义（沪粤版2024）

第10讲 第十一章 功和机械能 章末自测 （限时60分钟） 一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。 1．民法典规定：禁止从建筑物中抛掷物品，高空抛物存在巨大的安全隐患，是因为高处的物体具有较大的（　　） A．重力 B．弹性势能 C．动能 D．重力势能 2．据媒体报道，中央空管委即将在合肥等六个城市开展eVTOL（电动垂直起降飞行器）试点。飞行汽车，作为一种新型交通工具，具有低碳环保、噪声低、运行成本低、安全性高等显著优势。未来当人们乘坐飞行汽车在空中水平匀速直线飞行时，下列说法中正确的是（　　） A．飞行汽车动能增大，重力势能不变 B．飞行汽车动能不变，重力势能增大 C．飞行汽车动能不变，重力势能不变 D．由于空气阻力，飞行汽车机械能减小 3．小明参观科技馆时看到了一个有趣的科学实验，如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中竖直向上弹出一小球，该小球越过框架后，恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是（　　） A．小球在上升的过程中动能变大 B．小球能落回小孔是因为小球始终受水平向前的推力 C．因为小球被弹出时，惯性比重力大，所以小球会继续上升 D．当小球到达最高点时，如果所有力都消失，小球将无法落回小孔 4．如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　） A．人用力搬石头没有搬动 B．人推着车向前运动 C．人推一块大石头没推动 D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 5．创新小组的成员们学习了滑轮之后，他们利用所学知识设计了下图所示的装置提升重物，并提出了自己的一些看法，其中正确的是（　　） A．小明：该装置不仅能省力，还能省距离 B．小亮：该装置既能改变力的方向，还可以省功 C．小红：该装置中的滑轮均为定滑轮 D．小丽：若物体上升距离为，则绳端移动的距离为 6．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，下列说法正确的是（    ） A．小球在下落过程中，重力势能增大 B．小球在下落过程中，机械能增大 C．小球所受的重力在AB段做的功小于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率 7．如图所示，在相同时间内把同一物体分別沿光滑斜面AB、AC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分別为P1、P2，则（    ） A．F1<F2，P1=P2 B．F1>F2，P1>P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1<F2，P1<P2 8．如图甲所示，工人师傅把放在水平地面上的箱子从工厂的一边推到另一边，在推动过程中，箱子受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和箱子运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。下列判断正确的是（　　） A．时，箱子处于静止状态，受到的摩擦力是0 N B．0~3 s内，推力F做功9 J C．t=5 s时，箱子与地面间的滑动摩擦力为9 N D．9 s~12 s内，推力F做功的功率是6 W 9．图1中物体M静置在水平桌面上，力传感器（相当于测力计）通过细线与M相连。从时起，缓慢增大细线对M的拉力F，6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。图2描绘了0～9s内F随时间t变化的图像。实验中，细线始终保持水平。下列说法正确的是（　　） A．在2～5s内，M所受摩擦力为0 B．在0～3s内，F对M所做的功为6J C．若9s后F增大为6N，则M所受摩擦力也增大为6N D．若9s时撤去F，则M继续运动过程中所受摩擦力仍为4N 10．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为1m/s，弹簧测力计的示数为10N，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．物体所受地面的摩擦力为5N B．使用该动滑轮的目的是为了省力 C．水平拉力F的功率20W D．物体A的运动速度为0.5m/s 二、填空题。（每空2分，共28分） 11．2024年10月23日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射遥感四十三号03组卫星。在加速升空的过程中，卫星的动能 ，机械能 。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 12．下图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时“子弹”的速度也不同。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 （选填“相同”或“不相同”）。 13．用如图所示的滑轮组在内将的重物匀速提升，已知动滑轮重，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的速度是 m/s，滑轮组的机械效率是 。 14．如图所示，一楼的工人用图中所示装置将一袋质量为50kg的装修材料从地面匀速提起，材料上升2m用时10s。工人拉绳子的拉力 500N（选填“<”、“=”或“>”）；该过程绳子对装修材料做功的功率为 W。 15．某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示。已知物体重为900N，竖直向下的拉力，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示。则绳子自由端移动的速度为 m/s，拉力F做功的功率为 W。 16．小明在水平面上用50N的水平推力，推着一辆重120N的小车，匀速前进了10m，此过程中小明的推力做功是 J。“泥人张”彩塑是天津特色民间工艺品，艺人将泥揉捏成形态各异的人物，这表明力可以改变物体的 。 17．中国高铁已经成为了中国的一张名片。高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中定滑轮可以改变力的方向，图乙中 为定滑轮（选填“A”或“B”）。钢绳通过滑轮组悬挂相同的坠砣，每个坠砣配重为200N，若某段要将输电线绷直需要8000N的力，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，应该悬挂 个坠砣。这段时间内坠砣串下降了20cm，输电线P端向左移动了 cm，坠砣重力做功 J。 三、实验探究题（每空2分，共24分） 18．如图所示，引体向上，是同学们经常做的一项健身运动。某同学能连续匀速做10个规范的引体向上动作。同学现要估测该同学做动作时的功率。 (1)请你说出应测量的物理量是：一次引体向上的时间t、 。 (2)该同学做动作时功率的表达式为 。 19．如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，A是小球，B是木块。 (1)实验中小球动能大小是通过 来反映的； (2)小球从斜面某一高度静止滚下的过程中，小球的 能转化为动能。高架路面严禁车辆超速、超载。若探究车辆“超速”带来的危害，可以用质量 的小球，让它们从斜面的 高度由静止滚下来探究； (3)若利用如图的器材做“阻力对物体运动的影响”实验，必须增加的器材是 （填写字母序号）。 A．倾斜程度不同的斜面 B．粗糙程度不同的水平面 C．质量不同的小球 20．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小瑜用同一滑轮组进行了三次实验如图甲、乙、丙所示，实验数据记录如表： 次数 钩码重力G/N 钩码上升距离h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 88.9 3 6 10 2.2 30 90.9 (1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量 拉动弹簧测力计且在 （拉动过程中/静止时）读数；   (2)分析表中数据推测，若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%，物体的重力可能为______ ； A．1N B．3N C．5N D．8N (3)另一小组改变动滑轮重，提升同一物体多次实验，根据所测数据绘制出丁图像。分析可知： ； (4)根据所学知识，滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关，分析图丁中的A点可知，被提升物体所受的重力一定______。 A．小于40N B．等于40N C．大于40N 四、计算题：本题共3小题，共18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 21．下图是一款扫地机器人，它的工作原理是通过电动机转动使内部压强减小，从而使杂物进入吸尘器。若该扫地机器人工作时所受阻力恒为60N，它在5s内沿直线匀速清扫地面的距离为2m（忽略灰尘质量和气流的影响），求： (1)此过程中，该扫地机器人动力所做的功。 (2)此过程中，该扫地机器人动力的功率。 22．用图甲所示的滑轮组提升物体。已知被提升的物体M质量为72kg，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g取10N/kg） (1)拉力F做功的功率； (2)绳子自由端拉力F的大小； (3)滑轮组提升重物的机械效率。 23．小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和液体的阻力。（） (1)物体A的质量为50kg，求物体A的重力是多少？ (2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？ (3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。已知与之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。求液体密度是多少？ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第10讲 第十一章 功和机械能 章末自测 （限时60分钟） 一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。 1．民法典规定：禁止从建筑物中抛掷物品，高空抛物存在巨大的安全隐患，是因为高处的物体具有较大的（　　） A．重力 B．弹性势能 C．动能 D．重力势能 【答案】D 【解析】由题意可知，高空抛物现象之所以存在巨大的安全隐患，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，因此高空抛物会造成很大的危害，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．据媒体报道，中央空管委即将在合肥等六个城市开展eVTOL（电动垂直起降飞行器）试点。飞行汽车，作为一种新型交通工具，具有低碳环保、噪声低、运行成本低、安全性高等显著优势。未来当人们乘坐飞行汽车在空中水平匀速直线飞行时，下列说法中正确的是（　　） A．飞行汽车动能增大，重力势能不变 B．飞行汽车动能不变，重力势能增大 C．飞行汽车动能不变，重力势能不变 D．由于空气阻力，飞行汽车机械能减小 【答案】C 【解析】飞行汽车匀速直线飞行，质量不变，速度不变，故动能不变  高度不变，故重力势能不变  机械能等于动能和势能之和，故机械能也不变，故C正确，ABD错误。 故选C。 3．小明参观科技馆时看到了一个有趣的科学实验，如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中竖直向上弹出一小球，该小球越过框架后，恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是（　　） A．小球在上升的过程中动能变大 B．小球能落回小孔是因为小球始终受水平向前的推力 C．因为小球被弹出时，惯性比重力大，所以小球会继续上升 D．当小球到达最高点时，如果所有力都消失，小球将无法落回小孔 【答案】D 【解析】A．小球在上升的过程中质量不变，速度变小，所以动能变小，故A错误； B．小球从车顶弹出后，在水平方向上不受到力的作用，由于惯性要保持原来的运动状态向前运动，所以在重力的作用下会落回小孔，故B错误； C．小球被弹出时，由于惯性，要保持原来的运动状态不变，所以继续向上运动，物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性，惯性不是力，不能与重力比较，故C错误； D．小球到达最高点时，小球在水平方向的速度不为0，此时所有力消失，据牛顿第一定律知，小球将做匀速直线运动，故D正确。 故选D。 4．如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　） A．人用力搬石头没有搬动 B．人推着车向前运动 C．人推一块大石头没推动 D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动 【答案】B 【解析】A．人用力搬石头没有搬动，石头没有在力的方向上移动距离，所以人对石头没有做功，故A不符合题意； B．人推着车向前运动，车子在推力的方向上移动了距离，人对物体做了功，故B符合题意； C．人推一块大石头没推动，石头没有在推力的方向上移动距离，所以人对石头没有做功，故C不符合题意； D．人使箱子沿水平方向做匀速直线运动，人给箱子一个向上的力，箱子向上没有移动距离，人对箱子没有做功，故D不符合题意。 故选B。 5．创新小组的成员们学习了滑轮之后，他们利用所学知识设计了下图所示的装置提升重物，并提出了自己的一些看法，其中正确的是（　　） A．小明：该装置不仅能省力，还能省距离 B．小亮：该装置既能改变力的方向，还可以省功 C．小红：该装置中的滑轮均为定滑轮 D．小丽：若物体上升距离为，则绳端移动的距离为 【答案】D 【解析】ABC．图中上面的是定滑轮，下面的是动滑轮，定滑轮可以改变力的方向，不能省力；动滑轮可以省力，不能改变力的方向，因此使用该装置既能省力，又能改变力的方向。使用任何机械省力一定费距离，费力一定省距离，不存在既省力又省距离的机械，所以由可知，使用任何机械都不省功，故ABC错误； D．图中上面的是定滑轮，下面的是动滑轮，动滑轮省力费距离，动滑轮上绳子的股数是2。若物体上升距离为 s，据可得绳端移动的距离会是物体移动距离的两倍，即 2s，故D正确。 故选D。 6．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，下列说法正确的是（    ） A．小球在下落过程中，重力势能增大 B．小球在下落过程中，机械能增大 C．小球所受的重力在AB段做的功小于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率 【答案】D 【解析】A．小球下落过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，A错误； B．小球下落过程中，若不计空气阻力，机械能守恒；若考虑空气阻力，部分机械能转化为内能，机械能减小，所以小球下落过程中机械能不可能增大，故B错误； C．根据功的计算公式W=Fs，小球重力G不变，AB和BC距离相等，即s相等，那么重力在AB段和BC段做的功W=Gh相等，故C错误； D．小球下落速度越来越大，AB和BC距离相等，根据，可知通过AB段时间大于通过BC段时间。又因为AB和BC段重力做功W相等，根据功率公式，时间t越大，功率P越小，所以重力在AB段做功功率小于在BC段做功功率 ，故D正确。 故选D。 7．如图所示，在相同时间内把同一物体分別沿光滑斜面AB、AC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分別为P1、P2，则（    ） A．F1<F2，P1=P2 B．F1>F2，P1>P2 C．F1=F2，P1=P2 D．F1<F2，P1<P2 【答案】A 【解析】不计摩擦，AB>AC，则可知斜面AB的倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时推力较小，即F1<F2 不计摩擦时，物体从不同的斜面到达顶端是，力对物体做的总功等于有用功，即 已知物体从不同的斜面到达顶端的时间相同，根据公式可知，P1=P2 故选A。 8．如图甲所示，工人师傅把放在水平地面上的箱子从工厂的一边推到另一边，在推动过程中，箱子受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和箱子运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。下列判断正确的是（　　） A．时，箱子处于静止状态，受到的摩擦力是0 N B．0~3 s内，推力F做功9 J C．t=5 s时，箱子与地面间的滑动摩擦力为9 N D．9 s~12 s内，推力F做功的功率是6 W 【答案】D 【解析】A．时，据丙图可知，此时箱子处于静止状态，受到的推力与静摩擦力大小相等，乙图中该时段内的推力是3N，则受到的静摩擦力为3N，故A错误； B．0~3s内，物体静止，无距离，因此不做功，做功为0，故B错误； C．9~12s内，据丙图物体做匀速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，且滑动摩擦力与推力为一对平衡力，大小相等，乙图中受到的推力是6N，则滑动摩擦力为6N，t=5s时，物体做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则滑动摩擦力不变，仍为6N，故C错误； D．9s~12s内，据丙图可知物体做匀速直线运动，速度为1m/s，推力为6N，则推力F做功的功率是，故D正确。 故选D。 9．图1中物体M静置在水平桌面上，力传感器（相当于测力计）通过细线与M相连。从时起，缓慢增大细线对M的拉力F，6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。图2描绘了0～9s内F随时间t变化的图像。实验中，细线始终保持水平。下列说法正确的是（　　） A．在2～5s内，M所受摩擦力为0 B．在0～3s内，F对M所做的功为6J C．若9s后F增大为6N，则M所受摩擦力也增大为6N D．若9s时撤去F，则M继续运动过程中所受摩擦力仍为4N 【答案】D 【解析】A．物块在6s后某时刻M开始相对桌面运动，此前处于静止且受到与拉力等大的静摩擦力，故在2~5s内摩擦力并非 0，故A错误； B．0~3s内物块尚未移动，水平方向移动距离为 0，拉力对物块做功也为 0，不可能是 6 J，故B 错误； C．6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。由图像可知，M匀速直线运动时的滑动摩擦力等于此时的拉力，为4N，一旦物块运动起来，受到的是恒定的滑动摩擦力，并不会随外力增大而增大到 6 N，故C错误； D．在9s时撤去拉力后，物块还在滑动时，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所受的是滑动摩擦力不变，仍为4N，故D正确。 故选D。 10．如图所示，重为100N的物体A在水平拉力F的作用下水平向左匀速运动，滑轮的速度为1m/s，弹簧测力计的示数为10N，忽略绳子和滑轮自重及绳子与滑轮间的摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．物体所受地面的摩擦力为5N B．使用该动滑轮的目的是为了省力 C．水平拉力F的功率20W D．物体A的运动速度为0.5m/s 【答案】C 【解析】A．物体A匀速运动，说明物体A受到水平方向的拉力与摩擦力平衡，即大小相等，弹簧测力计的示数为10N，即物体A受到水平方向的拉力为10N，故摩擦力也应为10N，故A错误； B．使用该动滑轮不可以省力，但可以省距离，故B错误； C．对动滑轮进行受力分析可知，拉力F=10N+10N=20N，故拉力的功率为，故C正确； D．滑轮的速度为1m/s，则物体A的运动速度为 故D错误。 故选C。 二、填空题。（每空2分，共28分） 11．2024年10月23日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射遥感四十三号03组卫星。在加速升空的过程中，卫星的动能 ，机械能 。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 【答案】 增大 增大 【解析】[1]卫星在加速升空过程中，质量不变，速度变大， 因此动能增大。 [2]卫星加速升空，质量不变，高度增加，重力势能增大，机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增大。 12．下图是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，这说明橡皮筋的弹性势能与 有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时“子弹”的速度也不同。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】 弹性形变程度 相同 【解析】[1]弹弓弹性势能的大小是通过子弹射出的距离来表示；橡皮筋拉得越长，子弹射出的越远，弹弓的弹性势能越大；即说明橡皮筋的弹性势能与弹性形变程度有关。 [2]橡皮筋被拉的长度相同，所具有的弹性势能相同，对子弹做的功相同。 13．用如图所示的滑轮组在内将的重物匀速提升，已知动滑轮重，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的速度是 m/s，滑轮组的机械效率是 。 【答案】 0.6 90% 【解析】[1]图中连接动滑轮绳子的股数是2股，在内将的重物匀速提升，绳子移动的距离是6m，则绳子自由端移动的速度是 [2]不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为 14．如图所示，一楼的工人用图中所示装置将一袋质量为50kg的装修材料从地面匀速提起，材料上升2m用时10s。工人拉绳子的拉力 500N（选填“<”、“=”或“>”）；该过程绳子对装修材料做功的功率为 W。 【答案】 > 100 【解析】[1]50kg的装修材料的重力 由图可知，工人用定滑轮提升装修材料，装修材料从地面匀速提起，装修材料处于平衡状态，装修材料受到的拉力等于重力，由于定滑轮不能省力，绳子与定滑轮有摩擦，所以工人拉绳子的拉力大于500N。 [2]材料上升2m用时10s，则材料上升速度 该过程绳子对装修材料做功的功率为 15．某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示。已知物体重为900N，竖直向下的拉力，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示。则绳子自由端移动的速度为 m/s，拉力F做功的功率为 W。 【答案】 0.4 200 【解析】[1]物体上升的速度 由图甲知，承担物重的绳子的股数是 绳子自由端移动的速度 [2]拉力的功率 16．小明在水平面上用50N的水平推力，推着一辆重120N的小车，匀速前进了10m，此过程中小明的推力做功是 J。“泥人张”彩塑是天津特色民间工艺品，艺人将泥揉捏成形态各异的人物，这表明力可以改变物体的 。 【答案】 500 形状 【解析】[1]此过程中小明的推力做的功为 [2]泥受到手的作用力，形状发生了改变，被揉捏成形态各异的人物，这表明力可以改变物体的形状。 17．中国高铁已经成为了中国的一张名片。高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中定滑轮可以改变力的方向，图乙中 为定滑轮（选填“A”或“B”）。钢绳通过滑轮组悬挂相同的坠砣，每个坠砣配重为200N，若某段要将输电线绷直需要8000N的力，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，应该悬挂 个坠砣。这段时间内坠砣串下降了20cm，输电线P端向左移动了 cm，坠砣重力做功 J。 【答案】 A 20 10 800 【解析】[1]定滑轮的特点是轴的位置固定不动，不随物体移动，图乙中 A 滑轮轴固定，可改变力的方向，是定滑轮；B 滑轮随输电线移动，是动滑轮。 [2]由图可知，使用的滑轮组承担P端拉力的绳子股数n＝2，某段绳子要将输电线绷直需要8000N的力，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得 不计滑轮和钢绳自重、摩擦，应该悬挂坠砣个数 [3]图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度h＝2sP，则输电线P端向左移动的距离 [4]这段时间内坠砣串下降了20cm，即0.2m，坠砣重力做的功W＝G砣h＝4000N×0.2m＝800J 三、实验探究题（每空2分，共24分） 18．如图所示，引体向上，是同学们经常做的一项健身运动。某同学能连续匀速做10个规范的引体向上动作。同学现要估测该同学做动作时的功率。 (1)请你说出应测量的物理量是：一次引体向上的时间t、 。 (2)该同学做动作时功率的表达式为 。 【答案】(1)该同学的质量m、一次引体向上的高度h (2) 【解析】（1）根据公式可知，应测量的物理量是一次引体向上的时间t、该同学的质量m、一次引体向上的高度h。 （2）该同学做动作时功率的表达式为 19．如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，A是小球，B是木块。 (1)实验中小球动能大小是通过 来反映的； (2)小球从斜面某一高度静止滚下的过程中，小球的 能转化为动能。高架路面严禁车辆超速、超载。若探究车辆“超速”带来的危害，可以用质量 的小球，让它们从斜面的 高度由静止滚下来探究； (3)若利用如图的器材做“阻力对物体运动的影响”实验，必须增加的器材是 （填写字母序号）。 A．倾斜程度不同的斜面 B．粗糙程度不同的水平面 C．质量不同的小球 【答案】(1)木块被推动的距离 (2) 重力势 相同 不同 (3)B 【解析】（1）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小球撞击木块，对木块做功，使木块移动一段距离，木块移动的距离越远，说明小球对木块做的功越多，小球的动能就越大。所以实验中小球动能大小是通过木块被推动的距离来反映的。 （2）[1]小球从斜面某一高度静止滚下时，小球的质量不变，高度降低，重力势能减小；同时小球的速度增大，动能增大。所以小球的重力势能转化为动能。 [2][3]车辆“超速”是指车辆的速度过大，在探究车辆“超速”带来的危害时，需要控制车辆的质量相同，改变车辆的速度。在该实验中，可以用质量相同的小球，让它们从斜面的不同高度由静止滚下来，高度越高，小球到达水平面时的速度就越大，从而探究速度对动能的影响，进而模拟车辆“超速”带来的危害。 （3）“阻力对物体运动的影响”实验需要探究物体在不同阻力情况下运动的距离，从而得出阻力对物体运动的影响。在该实验中，需要改变物体在水平面上受到的阻力大小，而改变阻力大小可以通过改变水平面的粗糙程度来实现。所以必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面。 故选B。 20．在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小瑜用同一滑轮组进行了三次实验如图甲、乙、丙所示，实验数据记录如表： 次数 钩码重力G/N 钩码上升距离h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 88.9 3 6 10 2.2 30 90.9 (1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量 拉动弹簧测力计且在 （拉动过程中/静止时）读数；   (2)分析表中数据推测，若该滑轮组提升物体时机械效率为92.1%，物体的重力可能为______ ； A．1N B．3N C．5N D．8N (3)另一小组改变动滑轮重，提升同一物体多次实验，根据所测数据绘制出丁图像。分析可知： ； (4)根据所学知识，滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关，分析图丁中的A点可知，被提升物体所受的重力一定______。 A．小于40N B．等于40N C．大于40N 【答案】(1) 匀速竖直向上 拉动过程中 (2)D (3)见解析 (4)C 【解析】（1）[1]在测量绳端拉力F时，为了准确计数应尽量匀速竖直向上拉动弹簧测力计，让整个装置处于平衡状态。 [2]应在拉动过程中读数，因为拉动过程中的机械间的摩等对实验的影响不可忽略，在静止读数，机械间的间摩擦较小。 （2）由表格数据知，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率越大，当钩码的重力为6N时，机械效率为90.9%，则机械效率为92.1%时，物体的重力比6N大，所以物体的重力可能为8N，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）由图丁知，随着动滑轮重力增大，机械效率减小，所以可得：提升物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （4）由图丁知，当动滑轮重力为10N时，滑轮组的机械效率为80%，即 若不计绳重和摩擦，则有 所以有 解得G=40N。而实际上，绳重的摩擦不可忽略，所以实际上的额外功，那么实际上有用功，所以被提升物体的重力一定大于40N。故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 四、计算题：本题共3小题，共18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 21．下图是一款扫地机器人，它的工作原理是通过电动机转动使内部压强减小，从而使杂物进入吸尘器。若该扫地机器人工作时所受阻力恒为60N，它在5s内沿直线匀速清扫地面的距离为2m（忽略灰尘质量和气流的影响），求： (1)此过程中，该扫地机器人动力所做的功。 (2)此过程中，该扫地机器人动力的功率。 【答案】(1)120J (2)24W 【解析】（1）该扫地机器人沿直线匀速清扫地面，动力，此过程中，扫地机器人动力所做的功 （2）此过程中该扫地机器人动力的功率 22．用图甲所示的滑轮组提升物体。已知被提升的物体M质量为72kg，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g取10N/kg） (1)拉力F做功的功率； (2)绳子自由端拉力F的大小； (3)滑轮组提升重物的机械效率。 【答案】(1)400W (2)400N (3)90% 【解析】（1）由图乙可知，当拉力F做的功为8000J时，所用时间为20s，则拉力F做功的功率为 （2）由图甲可知绳子段数为2，则绳子自由端移动的速度为v=nv物=2×0.5m/s=1m/s 由公式P=Fv可知，绳子自由端拉力为 （3）由题意可知，物体M的重力为G=mg=72kg×10N/kg=720N 则20s内所做的有用功为W有=Gh=720N×0.5m/s×20s=7200J 滑轮组提升重物的机械效率为 23．小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和液体的阻力。（） (1)物体A的质量为50kg，求物体A的重力是多少？ (2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？ (3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。已知与之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。求液体密度是多少？ 【答案】(1)500N (2)1200J (3)1×103kg/m3 【解析】（1）物体A的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N （2）如图甲，由题意可知，小雨没有把重物A提起来，对A进行受力分析如下图1，由力的平衡条件可得 G=F拉+F支 滑轮组对A的拉力 F拉=G-F支=500N-100N=400N 根据力的作用是相互的，A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力，由图甲可知，n=3，对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析，如图2所示，由力的平衡条件可得 3F=F拉+G动 所以动滑轮的重力 G动=3F-F拉=3×150N-400N=50N 为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析，如图3： 此时绳端的拉力 由图乙可知，n′=4，绳子移动的距离 s=4h=4×2m=8m 小雨做的功 W=F′s=150N×8m=1200J （3）不计绳重、摩擦，在空气中提升B时滑轮组的机械效率 代入数据可得 GB=300N B的体积 在空气中，绳端的拉力 已知 F2-F1=50N 则在水中绳端的拉力 F1=F2-50N=100N-50N=50N B物体浸没在水中时，以B物体和2个动滑轮为研究对象，其受力情况如图4，由力的平衡条件可得 4F1+F浮B=GB+2G动 则B在水中受到的浮力 F浮B=GB+2G动-4F1=300N+2×50N-4×50N=200N 液体的密度 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$