第十一章 简单机械和功 单元综合达标测试卷---2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

第十一章 简单机械和功 单元综合达标测试卷 一、单选题 1．下列物理学家中，以其名字命名功的单位的是（　　） A．牛顿 B．瓦特 C．帕斯卡 D．焦耳 2．一只蚂蚁把一块面包屑从平地搬上1m的高处，以下判断正确的是（　　） A．不知道蚂蚁用力的大小，不能判断蚂蚁对面包屑有没有做功 B．面包屑的机械能增加了，由此推断蚂蚁对面包屑有做功 C．搬运时间越短，蚂蚁对面包屑做的功就越多 D．搬运时间越长，蚂蚁对面包屑做的功就越多 3．有一种重心在支点处的杠杆，他与转轴间的摩擦较小，因此机械效率很高。若用这种杠杆将质量为18kg的物体匀速提升50cm的过程中，杠杆的机械效率为90%，则在提升该物体的过程中（g取10N/kg）（　　） A．有用功为9J B．杠杆自重不做额外功 C．总功为10J D．该杠杆为省力杠杆 4．如图所示，斜面长s为1.2m，高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则下列说法错误的是（　　） A．对物体所做的有用功为4.8J B．斜面的机械效率为80% C．斜面对物体的摩擦力为1.2N D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s 5．如图所示，关于旗杆顶端的滑轮，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是动滑轮 B．可以省力 C．可以改变力的方向 D．可以省距离 6．如图所示，斜面长3m，高0.6m ，建筑工人用绳子在6s 内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150 N(忽略绳子的重力).则下列说法中正确的是(　　). A．斜面上的摩擦力是50 N B．拉力的功率是50 W C．拉力所做的功是300 J D．斜面的机械效率是80% 7．用如图所示的装置在4秒钟内使重200牛的重物A在水平地面上匀速前进2米，重物A与地面的摩擦力是50牛，不计滑轮重和轮与轴间的摩擦，则拉力F和拉力F的功率P是（　　） A．F=25牛，P=25瓦 B．F=25牛，P=50瓦 C．F=50牛，P=25瓦 D．F=50牛，P=50牛 8．功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2∶1，下列说法中正确的是（　　） A．两车所做的功之比为2∶1 B．两车所做的功之比为1∶2 C．两车的速度之比为1∶2 D．两车所受牵引力之比为1∶2 9．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（　　） A．不变 B．变小 C．变大 D．先变大后变小 10．处处留心皆学问，发现生活和学习中蕴含丰富的物理知识。下列分析正确的是（　　） A．小明在学校100米决赛中从起跑到终点做匀速直线运动 B．静止在地面上的铅球，所受重力与支持力是一对相互作用力 C．投出去的篮球在空中飞行过程中，手的推力一直在对篮球做功 D．小军通过拍打窗帘清除其上面的灰尘是利用惯性 二、填空题 11．如图所示，用滑轮组将重为120N的物体匀速提升2m，所用时间为10s，若不计绳子的重力及摩擦，动滑轮重为30N，所用拉力F为　 　N，拉力做功的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。 12．岳麓山是全国著名的旅游风景名胜名区，小霖骑着自行车在登山，图是自行车车闸的结构示意图，刹车闸实际上是一个　 　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；微风中送来阵阵花香味，这是　 　现象；寻香味抬头看去，绿叶之中露出几朵红花，他看到花是因为光的　 　 的原理（选填“直线传播”、“反射”或“折射”）。 13．如图是起重机吊臂上的滑轮组，它在40s内将质量为4500kg的物体匀速提高5m，此时拉力F的大小为2×104N，该滑轮组此次的机械效率为 　 　%。（g取10N/kg） 14．定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中，　 　的滑轮叫定滑轮，　 　的滑轮叫动滑轮；定滑轮的作用是　 　动滑轮的作用是　 　． 15．如图所示，人在踮起脚时，人脚可以看成一个杠杆，其支点是　 　填“脚后跟”或“脚掌与地面接触的地方”)，这是一个　 　杠杆。 16．如图，小丽在研究斜面机械效率时，用20N的力将重量为30N的物体，沿斜面从底部拉到高为10cm的顶端，斜面长为30cm，则她做的有用功是　 　J，总功是　 　J，物体所受摩擦力是　 　N ，机械效率是　 　. 17．端午节赛龙舟的寓意是风调雨顺、事事如意等，也是纪念屈原。赛龙舟所用的船桨是一个　 　杠杆，赛龙舟运动员用长的船桨划船，而不用手直接划水，原因是使用船桨能　 　（填“省力”“省距离”或“省功”）。 18．如图所示，在大小为1 000N的拉力F作用下，滑轮组将1 600N的重物匀速提升了2m，所用时间为2s，在此过程重物上升速度是　 　m/s，滑轮组的机械效率是　 　． 三、计算题 19．如图所示，小红在探究斜面的机械效率时，用力把重为25N的物体沿着高为10cm的斜面，从底端匀速拉到顶端，拉力克服摩擦力做了1.5J的功．求： （1）拉力在该过程中所做的功； （2）该斜面的机械效率： 20．如图所示，是王叔叔乘坐一款可以爬楼梯的电动轮椅上楼时的情景。该轮椅平路用轮胎，爬楼用履带，为老年人、残疾人的出行带来了便捷。王叔叔的质量为70kg，该电动轮椅质量为80kg，轮胎与地面的总接触面积为50cm2。求：（g取10N/kg，一层的高度3m） （1）空载轮椅静止在水平地面上，轮胎着地时，地面受到的压强； （2）王叔叔乘轮椅从一层到三层的家中，电动轮椅做的功。 四、作图题 21．如图所示，杠杆OA可绕固定点O自由转动，作用于B点的细绳绕过定滑轮，沿细绳施加一个拉力F，让杠杆A端吊着的重物在水中静止。画出拉力F的力臂l1、重物受到的重力G和浮力F浮。 22．某剧组为拍摄节目需要设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度轻质杠杆ABO可绕O点转动请在图中画出杠杆所受拉力的力臂L1和所受阻力F2的示意图。 23．如图所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），图为单侧钳柄及相连部分示意图．请在图中画出出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1，和阻力F2， 五、实验探究题 24．如图为研究滑轮组机械效率的实验装置。 （1）实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计分析表中数据可知，实验2是用图　 　做的实验，实验序号3中的机械效率是　 　； （2）通过比较　 　（填实验序号）两次实验数据，可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （3）通过比较2、3两次实验数据，可得出结论：　 　； 实验序号 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率/% 1 4 0.1 1.8 0.3 74 2 8 0.1 3.1 0.3 86 3 8 0.1 2.5 0.4 　 （4）实验过程中边拉动绳子边读出弹簧测力计示数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应该静止时读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到　 　对滑轮组机械效率的影响； （5）拓展：若实验序3中的数据是忽略绳重和摩擦测得的，已知弹簧测力计的量程为“0-5N”，则利用此弹簧测力计提升物体时，忽略绳重和摩擦，可达到的最大机械效率为　 　。 25．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。请回答下列问题： 实验次数 1 2 钩码重G/N 4 4 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 绳端移动的距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 71.4% 　 （1）根据表中数据可知第2次实验使用的是滑轮组　 　（选填“甲”或“乙”）； （2）计算第2次实验中的机械效率η=　 　%； （3）通过2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮　 　，滑轮组的机械效率越低。 26．在“探究滑轮组机械效率”的实验中，某实验小组采用A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验，发现了一些实际问题． （1）如表是实验中的几组数据，请在空白处填上相应的计算结果． 实验 次数 滑 轮 组 物块重 G/N 物块上升 的高度 h/m 有用功 W有/J 拉力 F/N 弹簧测力 计移动的 距离s/m 总功 W总/J 机械 效率 1 A 0.50 0.2 0.10 0.20 0.4 0.08 125% 2 A 1.90 0.2 0.38 0.95 0.4 0.38 100% 3 B 0.50 0.2 0.40 0.25 0.6 4 B 1.90 0.2 0.38 0.75 0.6 0.45 84.4% （2）实际中机械效率　 　 1（选填“＞”、“=”或“＜”），而表格中1、2两次实验的机械效率分别为100%和125%．这是什么原因？通过观察图2和图3，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的位置不同，中图中指针在零刻线的下方． （3）经过分析，找到了机械效率为100%和125%的原因是：用滑轮组A进行实验时，弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要　 　，用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要　 　，因此测得的机械效率比实际效率要高． （4）实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向　 　移动；若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调至零刻线处． 27．小刚用一个质量为m的钩码、一把刻度尺及一些细绳就能测量出一根长为50cm左右、粗细不均匀的木棒的质量M： （1）他用细绳系住木棒中点然后竖直吊起，移动细绳位置，使木棒在水平位置平衡，在木棒上标明细绳节点位置O1。他这样做的目的是　 　。 （2）他用细绳把钩码挂在木棒一端，然后把木棒支起，移动支点使木棒平衡。接下来他应该　 　。(写出相应的物理量的符号) （3）用你写出的物理量的符号所表达的木棒的质量M=　 　。 （4）实际上，小明在用细绳把钩码挂在木棒一端时可以有两种选择：挂在离O1较远或较近的一端。你认为挂在离O1较　 　端较好，原因是：　 　。 六、综合题 28．小明用如图所示的夹子夹核桃，发现下面两种情况： ①如果将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），当力垂直作用于杆上时，在B点比A点省力； ②如果将力作用在同一点（A或B）时，将核桃放在C点更易夹开．请你利用所学的物理知识完成以下两个问题： （1）请画出F对支点O的力臂； （2）请你选择上述现象中的一个进行分析． 第十一章 简单机械和功 单元综合达标测试卷 一、单选题 1．下列物理学家中，以其名字命名功的单位的是（　　） A．牛顿 B．瓦特 C．帕斯卡 D．焦耳 【答案】D 【解析】【解答】A.牛顿是力的单位，A不符合题意； B.瓦特是功率的单位，B不符合题意； C.帕斯卡是压强的单位，C不符合题意； D.焦耳是功的单位，D符合题意。 故答案为：D. 【分析】在国际单位中，功的单位是焦耳。 2．一只蚂蚁把一块面包屑从平地搬上1m的高处，以下判断正确的是（　　） A．不知道蚂蚁用力的大小，不能判断蚂蚁对面包屑有没有做功 B．面包屑的机械能增加了，由此推断蚂蚁对面包屑有做功 C．搬运时间越短，蚂蚁对面包屑做的功就越多 D．搬运时间越长，蚂蚁对面包屑做的功就越多 【答案】B 【解析】【解答】解：A、在上述过程中，蚂蚁对面包有力，且沿力的方向运动了一段距离，故蚂蚁对面包做了功，故错误； B、由于面包屑的机械能增加了，由此推断蚂蚁对面包屑有做功，故正确； C、在所做的功一定的情况下，搬运时间越短，蚂蚁对面包屑做功的功率就越大，故错误； D、在所做的功一定的情况下，搬运时间越长，蚂蚁对面包屑做功的功率就越小，故错误； 故选B． 【分析】（1）做功的条件是：作用在物体上有力，且沿力的方向必须有一段距离；（2）功率是表示做功快慢的物理量． 3．有一种重心在支点处的杠杆，他与转轴间的摩擦较小，因此机械效率很高。若用这种杠杆将质量为18kg的物体匀速提升50cm的过程中，杠杆的机械效率为90%，则在提升该物体的过程中（g取10N/kg）（　　） A．有用功为9J B．杠杆自重不做额外功 C．总功为10J D．该杠杆为省力杠杆 【答案】B 【解析】【解答】解：A、有用功W有用＝Gh＝mgh＝18kg×10N/kg×0.5m＝90J，A不符合题意； B、重心在支点处的杠杆，重心的位置不变，没有克服杠杆自重做额外功，B符合题意； C、根据η＝ 可知，总功W总＝ ＝ ＝100J，C不符合题意； D、重心在支点处的杠杆，其动力臂和阻力臂的大小关系不知道，所以无法判断它属于哪种类型的杠杆，D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】根据W=Gh=mgh求出有用功；重心在支点处的杠杆，没有克服杠杆自重做额外功（有力无距离 根据η＝ 求出总功. 4．如图所示，斜面长s为1.2m，高h为0.3m，现将重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，拉力的功率为3W，则下列说法错误的是（　　） A．对物体所做的有用功为4.8J B．斜面的机械效率为80% C．斜面对物体的摩擦力为1.2N D．物体由斜面底端运动到顶端用时2s 【答案】C 【解析】【解答】A．对物体的做的有用功即为物体克服重力做功，W=Gh，即W有用=Gh=16N×0.3m=4.8J 故A正确，不符合题意； B． 拉力F为5N， 斜面长s为1.2m ，拉力做的总功为W总=Fs=5N×1.2m=6J，根据效率公式计算斜面的机械效率为=80%，故B正确，不符合题意； C．额外功为总功和有用功的差值，则W额外=fs=W总-W有用=6J-4.8J=1.2J，根据做功公式计算斜面对物体的摩擦力为f==1N，故C错误，符合题意； D．由W=Pt计算物体由斜面底端运动到顶端用时t==2s，故D正确，不符合题意。 故选C。 【分析】功的计算：总功为W=Fs，总功包括两部分，有用功和额外功，其中有用功就本题目来说是克服重力做功即W有=Gh，额外功的计算包括总功和有用功的差，也可以根据功的定义W=Fs计算，机械效率：η= 。 5．如图所示，关于旗杆顶端的滑轮，下列说法正确的是（　　） A．该滑轮是动滑轮 B．可以省力 C．可以改变力的方向 D．可以省距离 【答案】C 【解析】【解答】A.根据题意可知，升旗时，旗杆顶端的滑轮固定不动，故A错误； BCD.定滑轮本质上是等臂杠杆，不省力不省距离，可以改变力的方向，故BD错误，C正确。 故选C。 【分析】A.固定不动的滑轮为定滑轮，跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮； BCD.根据定滑轮的本质判断。 6．如图所示，斜面长3m，高0.6m ，建筑工人用绳子在6s 内将重500 N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150 N(忽略绳子的重力).则下列说法中正确的是(　　). A．斜面上的摩擦力是50 N B．拉力的功率是50 W C．拉力所做的功是300 J D．斜面的机械效率是80% 【答案】A 【解析】【解答】A、在斜面上，克服重力做的有用功：W有=Gh=500N×0.6m=300J； 总功：W总=Fs=150N×3m=450J，额外功为：W额=W总-W有=450J-300J=150J，斜面上的摩擦力为：，拉力做功的功率为：；斜面的机械效率为：；A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【分析】根据W=Gh，计算有用功，根据W=Fs，计算总功，根据总功和有用功差，计算额外功；根据，计算摩擦力，利用，计算功率的大小，根据，计算斜面的机械效率。 7．用如图所示的装置在4秒钟内使重200牛的重物A在水平地面上匀速前进2米，重物A与地面的摩擦力是50牛，不计滑轮重和轮与轴间的摩擦，则拉力F和拉力F的功率P是（　　） A．F=25牛，P=25瓦 B．F=25牛，P=50瓦 C．F=50牛，P=25瓦 D．F=50牛，P=50牛 【答案】A 【解析】【解答】解：由于图中是动滑轮，根据动滑轮的特点可知：F的大小等于物体A与地面摩擦力的一半，则拉力F=25N； F移动的距离S是物体移动距离的2倍，则S=4m，P=​ 故选A． 【分析】要解答本题需掌握：①动滑轮是动力臂是阻力臂2倍的杠杆，以动滑轮绳子自由端移动的距离是物体移动距离的2倍； ②功率是单位时间内所做的功． 8．功率相等的两汽车，在相同的时间内匀速通过的路程之比为2∶1，下列说法中正确的是（　　） A．两车所做的功之比为2∶1 B．两车所做的功之比为1∶2 C．两车的速度之比为1∶2 D．两车所受牵引力之比为1∶2 【答案】D 【解析】【解答】AB．根据W=Pt，且P1∶P2=1∶1 t1∶t2=1∶1 可得，两车所做的功之比为 A不符合题意，B不符合题意； C．根据 ，且s1∶s2=2∶1 可得，两车的速度之比为 C不符合题意； D．根据 可得，两车所受牵引力之比为 D符合题意。 故答案为：D。 【分析】利用功率和时间的乘积，计算做功多少；根据路程和时间的比值， 计算速度，判断速度比值；根据功率和速度的比值，计算拉力大小。 9．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，力F的大小将（　　） A．不变 B．变小 C．变大 D．先变大后变小 【答案】C 【解析】【解答】解：在杠杆缓慢由A到B的过程中，动力臂OA的长度没有变化，阻力G的大小没有变化，而阻力臂L却逐渐增大； 由杠杆的平衡条件知：F•OA=G•L，当OA、G不变时，L越大，那么F越大； 因此拉力F在这个过程中逐渐变大． 故选C． 【分析】解答此题，首先要判断杠杆的五要素中，有哪些要素发生了变化，然后再利用杠杆的平衡条件进行分析． 10．处处留心皆学问，发现生活和学习中蕴含丰富的物理知识。下列分析正确的是（　　） A．小明在学校100米决赛中从起跑到终点做匀速直线运动 B．静止在地面上的铅球，所受重力与支持力是一对相互作用力 C．投出去的篮球在空中飞行过程中，手的推力一直在对篮球做功 D．小军通过拍打窗帘清除其上面的灰尘是利用惯性 【答案】D 二、填空题 11．如图所示，用滑轮组将重为120N的物体匀速提升2m，所用时间为10s，若不计绳子的重力及摩擦，动滑轮重为30N，所用拉力F为　 　N，拉力做功的功率为　 　W，滑轮组的机械效率为　 　。 【答案】75；30；80% 【解析】【解答】由图示可知，此滑轮组由两段绳子吊着物体，所用力为总物重的一半，所以可得拉力为75N；拉力做功的功率等于拉力的大小与拉力的速度的乘积，物体上升的速度为0.2m/s，拉力的速度为0.4m/s，所以拉力的功率为30W；有用功为重力乘以物体升高的高度为240J，总功等于拉力乘以拉力通过的距离为300J，所以可求出滑轮组的机械效率为80%. 故答案为：75；30；80%. 【分析】滑轮组有几股绳，所用拉力就是总重的几分之一，根据拉力和移动的速度求功率，利用功的计算公式求总功和有用功，有用功和总功的比值就是机械效率. 12．岳麓山是全国著名的旅游风景名胜名区，小霖骑着自行车在登山，图是自行车车闸的结构示意图，刹车闸实际上是一个　 　杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；微风中送来阵阵花香味，这是　 　现象；寻香味抬头看去，绿叶之中露出几朵红花，他看到花是因为光的　 　 的原理（选填“直线传播”、“反射”或“折射”）。 【答案】省力；扩散；反射 【解析】【解答】由图可知，刹车闸实际上是一个动力臂大于阻力臂的杠杆，因此是省力杠杆。微风中送来阵阵花香味，这是扩散现象，花本身不发光，他看到花是因为花反射光的原理。 故答案为：省力；扩散；反射. 【分析】三种杠杆：(1)省力杠杆：L1>L2，平衡时F1<F2.特点是省力，但费距离.（如剪铁剪刀，铡刀，起子） (2)费力杠杆：L1<L2，平衡时F1>F2.特点是费力，但省距离.（如钓鱼杠，理发剪刀等） (3)等臂杠杆：L1=L2，平衡时F1=F2.特点是既不省力，也不费力.（如：天平） 扩散：不同物质相互接触，彼此进入对方现象.扩散现象说明分子间有空隙；一切物体的分子都永不停息地做无规则运动. 不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，白色上衣反射所有色光. 13．如图是起重机吊臂上的滑轮组，它在40s内将质量为4500kg的物体匀速提高5m，此时拉力F的大小为2×104N，该滑轮组此次的机械效率为 　 　%。（g取10N/kg） 【答案】75 【解析】【解答】根据图片可知，动滑轮上承担重力的绳子段数n＝3， 该滑轮组的机械效率为 。 【分析】根据图片确定承担重力的绳子段数，根据计算滑轮组的机械效率。 14．定滑轮和动滑轮在构造上是相同的，只是在使用中，　 　的滑轮叫定滑轮，　 　的滑轮叫动滑轮；定滑轮的作用是　 　动滑轮的作用是　 　． 【答案】固定；随物体一起移动；改变力的方向；省力 【解析】【解答】解：（1）定滑轮工作中不随物体一起移动；（2）动滑轮工作时和物体一起移动；（3）定滑轮的优点是可以改变力的方向；（4）动滑轮可以用较小力提升较大物重． 故答案为：固定、随物体一起移动、改变力的方向、省力． 【分析】在理解滑轮定义的基础下可解决前两问．后两问对定滑轮和动滑轮的优点进行了考查． 15．如图所示，人在踮起脚时，人脚可以看成一个杠杆，其支点是　 　填“脚后跟”或“脚掌与地面接触的地方”)，这是一个　 　杠杆。 【答案】脚掌与地面接触的地方；省力 【解析】【解答】人在踮起脚时，脚掌和地面接触的位置为支点，此时克服的阻力是重力，在脚心的位置，动力在腿上的位置，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。 故答案为：脚掌与地面接触的地方；省力。 【分析】杠杆上的支点是杠杆可以绕之转动的点，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力。 16．如图，小丽在研究斜面机械效率时，用20N的力将重量为30N的物体，沿斜面从底部拉到高为10cm的顶端，斜面长为30cm，则她做的有用功是　 　J，总功是　 　J，物体所受摩擦力是　 　N ，机械效率是　 　. 【答案】3；6；10；50％ 【解析】【解答】解：（1）W有用=Gh=30N×0.1m=3J． （2）W总=Fs=20N×0.3m=6J， （3）W额外=W总-W有用=6J-3J=3J， 根据fs=W额外即f×0.3m=3J 解得f=10N （4）机械效率 ． 故答案为： 3； 6 ； 10 ；50％. 【分析】使用斜面时，利用W=Gh求出有用功，利用W=Fs求出总功，总功减去有用功即为额外功（克服摩擦力做的功），利用W=fs求出摩擦力的大小，再根据效率公式求出斜面的机械效率． 17．端午节赛龙舟的寓意是风调雨顺、事事如意等，也是纪念屈原。赛龙舟所用的船桨是一个　 　杠杆，赛龙舟运动员用长的船桨划船，而不用手直接划水，原因是使用船桨能　 　（填“省力”“省距离”或“省功”）。 【答案】费力；省距离 【解析】【解答】赛艇的船桨在使用时，动力臂小于阻力臂，则船桨是一个费力杠杆。 使用费力杠杆时费力，但省距离，运动员用很长的船桨划船，而不用手直接划水。根据功的原理，任何机械都不能省功。 【分析】动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆；使用任何机械都不省功。 18．如图所示，在大小为1 000N的拉力F作用下，滑轮组将1 600N的重物匀速提升了2m，所用时间为2s，在此过程重物上升速度是　 　m/s，滑轮组的机械效率是　 　． 【答案】1；80% 【解析】【解答】解：（1）v= = =1m/s．（2）W有=Gh=1600N×2m=3200J．物体和动滑轮有两段绳子承担，所以，绳子自由端移动的距离为：s=2h=2×2m=4m，拉力做的总功为：W总=Fs=1000N×4m=4000J．机械效率为：η= = =80%． 故答案为：1； 80%． 【分析】（1）知道物体升高的距离和时间，根据速度公式求出物体上升的速度．（2）知道物体重力和物体升高的距离求出有用功；知道绳子的段数，求出绳子自由端移动的距离；知道拉力大小和拉力移动的距离求出总功；根据机械效率公式求出机械效率． 三、计算题 19．如图所示，小红在探究斜面的机械效率时，用力把重为25N的物体沿着高为10cm的斜面，从底端匀速拉到顶端，拉力克服摩擦力做了1.5J的功．求： （1）拉力在该过程中所做的功； （2）该斜面的机械效率： 【答案】（1）有用功：W有=Gh=25N×0.1m=2.5J； 则拉力所做的功：W总=W有+W额=2.5J+1.5J=4J 答：拉力所做的功为4J （2）则机械效率：η= ×100%= ×100%=62.5% 答：斜面的机械效率为62.5% 【解析】【分析】（1）拉力的功应等于有用功和额外功之和，则由W=Gh可求得有用功，则拉力的功即等于有用功加摩擦力所做的功；（2）已求得有用功和总功，则由机械效率公式可求得机械效率． 20．如图所示，是王叔叔乘坐一款可以爬楼梯的电动轮椅上楼时的情景。该轮椅平路用轮胎，爬楼用履带，为老年人、残疾人的出行带来了便捷。王叔叔的质量为70kg，该电动轮椅质量为80kg，轮胎与地面的总接触面积为50cm2。求：（g取10N/kg，一层的高度3m） （1）空载轮椅静止在水平地面上，轮胎着地时，地面受到的压强； （2）王叔叔乘轮椅从一层到三层的家中，电动轮椅做的功。 【答案】（1）解： 空载轮椅的重力：G轮椅＝m轮椅g＝80kg×10N/kg＝800N， 地面受到的压力：F＝G轮椅＝800N， 空载轮椅静止在水平地面上，轮胎着地时，地面受到的压强： ； 答：空载轮椅静止在水平地面上，轮胎着地时，地面受到的压强是1.6×105Pa； （2）解： 王叔叔的重力：G人＝m人g＝70kg×10N/kg＝700N， 总重力：G＝G轮椅+G人＝800N+700N＝1500N， 一层的高度3m，一层到三层的高度：h＝2×3m＝6m， 电动轮椅做的功：W＝Gh＝1500N×6m＝9000J。 答：王叔叔乘轮椅从一层到三层的家中，电动轮椅做的功是9000J。 【解析】【分析】（1） 空载轮椅对地面受到的压强利用公式进行计算，利用重力与质量的关系 G＝mg求出物体重力，在水平面上物体对水平面的压力等于物体重力，即 F＝G，带入压强公式计算即可。 （2）利用重力公式计算出人和轮椅的总重力，上楼需要克服重力做功，一层到三层高度为2层楼的高度，代入W＝Gh ，计算出 电动轮椅做的功 。 四、作图题 21．如图所示，杠杆OA可绕固定点O自由转动，作用于B点的细绳绕过定滑轮，沿细绳施加一个拉力F，让杠杆A端吊着的重物在水中静止。画出拉力F的力臂l1、重物受到的重力G和浮力F浮。 【答案】解：如图所示： 【解析】【解答】由图知F为拉力，从支点O作动力F的力的作用线的垂线段，即为拉力F的力臂l1。物体浸没在水中时，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力及拉力作用，使物体处于静止状态，则浮力应小于重力，重力和浮力的作用点都在物体的重心，故此时重力第线段稍长，浮力的线段稍短。如图所示 【分析】力臂与对应的力的作用线垂直；物体浸没在水中时，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力及拉力作用，使物体处于静止状态，则浮力应小于重力。 22．某剧组为拍摄节目需要设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度轻质杠杆ABO可绕O点转动请在图中画出杠杆所受拉力的力臂L1和所受阻力F2的示意图。 【答案】解：如图所示： 【解析】【解答】过A点作竖直向下的力，即阻力F2；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段，即动力臂L1．如图所示。 故答案为：。 【分析】先确定阻力作用点，然后过阻力作用点表示动力的方向；已知支点和动力的方向，过支点作力的作用线的垂线段，即力臂。 23．如图所示的钢丝钳，其中A是剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴（支点），图为单侧钳柄及相连部分示意图．请在图中画出出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1，和阻力F2， 【答案】解：如图所示： 【解析】【分析】力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点；②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线；③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂． 五、实验探究题 24．如图为研究滑轮组机械效率的实验装置。 （1）实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计分析表中数据可知，实验2是用图　 　做的实验，实验序号3中的机械效率是　 　； （2）通过比较　 　（填实验序号）两次实验数据，可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高； （3）通过比较2、3两次实验数据，可得出结论：　 　； 实验序号 钩码重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率/% 1 4 0.1 1.8 0.3 74 2 8 0.1 3.1 0.3 86 3 8 0.1 2.5 0.4 　 （4）实验过程中边拉动绳子边读出弹簧测力计示数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应该静止时读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到　 　对滑轮组机械效率的影响； （5）拓展：若实验序3中的数据是忽略绳重和摩擦测得的，已知弹簧测力计的量程为“0-5N”，则利用此弹簧测力计提升物体时，忽略绳重和摩擦，可达到的最大机械效率为　 　。 【答案】（1）乙；80% （2）1、2 （3）不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 （4）摩擦力 （5）90% 【解析】【解答】（1）①根据表格可知，实验2中承担重力的绳子段数，故选乙； ②实验3中滑轮组的机械效率：； （2）探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系时，需要控制滑轮组相同，只改变物体重力，故选实验1和2； （3）实验2和3中物体的重力相等，3中动滑轮重力大，对应机械效率小，那么得到结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （4）实验过程中边拉动绳子边读出弹簧测力计示数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应该静止时读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响； （5）根据表格数据3，利用公式得到：； 解得：G动=2N； 弹簧测力计的量程为0-5N，则最大拉力为5N，根据得到：； 解得：G大=18N； 则提升物体的最大重力为18N； 那么滑轮组的最大机械效率：。 【分析】（1）①根据s=nh计算实验2中承担重力的绳子段数n； ②根据计算实验3中的机械效率； （2）根据控制变量法的要求选择对照实验； （3）根据表格数据2和3，分析哪个因素相同，哪个因素不同，并描述结论即可； （4）注意分析是否考虑到摩擦力对拉力的影响； （5）首先根据实验3利用计算出动滑轮的重力，再计算出拉力为5N时对应物体的重力，最后根据计算滑轮组的最大功率。 25．某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。请回答下列问题： 实验次数 1 2 钩码重G/N 4 4 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 绳端移动的距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 71.4% 　 （1）根据表中数据可知第2次实验使用的是滑轮组　 　（选填“甲”或“乙”）； （2）计算第2次实验中的机械效率η=　 　%； （3）通过2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮　 　，滑轮组的机械效率越低。 【答案】（1）乙 （2）62.5 （3）动滑轮的个数越多（或动滑轮的质量越大） 【解析】【解答】（1）根据绳子移动的距离与物体升高高度的关系s=nh，绳子的有效段数 故使用的是滑轮组乙。 （2）计算第2次实验中的机械效率 （3）通过对第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（或动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。 【分析】（1）根据s=nh，判断承重绳段数，确定滑轮组的选择； （2）根据，求出机械效率； （3）使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（或动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。 26．在“探究滑轮组机械效率”的实验中，某实验小组采用A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验，发现了一些实际问题． （1）如表是实验中的几组数据，请在空白处填上相应的计算结果． 实验 次数 滑 轮 组 物块重 G/N 物块上升 的高度 h/m 有用功 W有/J 拉力 F/N 弹簧测力 计移动的 距离s/m 总功 W总/J 机械 效率 1 A 0.50 0.2 0.10 0.20 0.4 0.08 125% 2 A 1.90 0.2 0.38 0.95 0.4 0.38 100% 3 B 0.50 0.2 0.40 0.25 0.6 4 B 1.90 0.2 0.38 0.75 0.6 0.45 84.4% （2）实际中机械效率　 　 1（选填“＞”、“=”或“＜”），而表格中1、2两次实验的机械效率分别为100%和125%．这是什么原因？通过观察图2和图3，手持弹簧测力计在竖直方向时，发现指针的位置不同，中图中指针在零刻线的下方． （3）经过分析，找到了机械效率为100%和125%的原因是：用滑轮组A进行实验时，弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力要　 　，用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功要　 　，因此测得的机械效率比实际效率要高． （4）实验总结：在测量滑轮组机械效率的实验中，考虑弹簧测力计对读数的影响，测拉力时，弹簧测力计一般要竖直向　 　移动；若弹簧测力计倒置时测拉力，要先将指针调至零刻线处． 【答案】（1）0.15|66.7% （2）＜ （3）小；小 （4）上 【解析】【解答】解：（1）总功：W总3=F3s3=0.25N×0.6m=0.15J；机械效率：η3= = ×100%=66.7%；（2）实际中，由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；而在第1、2次实验中，由表格中数据由两段绳子承担物重，所以拉力向下，由于测力计外壳本身有重力，所以此时所测拉力偏小，计算出的总功也会偏小，从而造成机械效率偏大甚至大于100%；（3）因为弹簧测力计本身具有重力，所以当拉力方向竖直向下时，弹簧测力计的重力与测力计示数之和为绳端的实际拉力．所以所测的拉力比实际的拉力要小；因此计算的总功偏小，根据η= 可知，在有用功不变的情况下，总功偏小，所以测量的机械效率偏高；（4）由于测力计本身重力的影响，所以向下拉力测力计误差会很大，所以测力计一般要竖直向上拉动． 故答案为：（1）0.15；66.7%；（2）＜；（3）小；小；（4）上． 【分析】（1）要解决此题，需要掌握总功、有用功、机械效率的概念．知道W有用=Gh、W总=Fs、η= ；（2）要知道在使用滑轮组时，总要克服额外功，所以有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；由于弹簧测力计的弹簧测力计本身具有重力，所以如果物体的重力太小的话，造成的误差就会很大；（3）在分析机械效率大的原因时，关键是从测力计的示数着手，拉力的误差会造成总功的误差；所以如果拉力偏小，则总功偏小，机械效率便会偏大；（4）要知道竖直向上拉动测力计可以减少测力计本身对拉力的影响． 27．小刚用一个质量为m的钩码、一把刻度尺及一些细绳就能测量出一根长为50cm左右、粗细不均匀的木棒的质量M： （1）他用细绳系住木棒中点然后竖直吊起，移动细绳位置，使木棒在水平位置平衡，在木棒上标明细绳节点位置O1。他这样做的目的是　 　。 （2）他用细绳把钩码挂在木棒一端，然后把木棒支起，移动支点使木棒平衡。接下来他应该　 　。(写出相应的物理量的符号) （3）用你写出的物理量的符号所表达的木棒的质量M=　 　。 （4）实际上，小明在用细绳把钩码挂在木棒一端时可以有两种选择：挂在离O1较远或较近的一端。你认为挂在离O1较　 　端较好，原因是：　 　。 【答案】（1）确定木棒重心 （2）量出木棒重心到支点的距离L1和钩码悬挂点到支点的距离L2 （3）mL2/L1 （4）远；长度的测量误差较小 【解析】【解答】（1）用细绳系住木棒中点然后竖直吊起，移动细绳位置，使木棒在水平位置平衡，在木棒上标明细绳节点位置O1，O1就是木棒的重心，如图所示： ；（2）他用细绳把钩码挂在木棒一端，然后把木棒支起，移动支点使木棒水平平衡，此时支点为O，如图所示，用刻度尺测量OA即L2、OO1的长度； ；（3）上图左边力臂L2=OA，右边力臂 ，由杠杆平衡条件可得： ， ，解得： ；（4）若挂在离O1较近的一端，如下图，两力臂较小，测量不方便。所以挂在离O1较远的一端较好，这样力臂较大，便于测量，长度的测量误差较小。 故答案为：(1). 确定木棒重心 (2). 量出木棒重心到支点的距离L1和钩码悬挂点到支点的距离L2 (3). (4). 远 (5). 长度的测量误差较小 【分析】本题考查了杠杆平衡条件的应用，需要画图帮助理解，涉及到利用“悬挂法”确定不规则形状物体的重心. 六、综合题 28．小明用如图所示的夹子夹核桃，发现下面两种情况： ①如果将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），当力垂直作用于杆上时，在B点比A点省力； ②如果将力作用在同一点（A或B）时，将核桃放在C点更易夹开．请你利用所学的物理知识完成以下两个问题： （1）请画出F对支点O的力臂； （2）请你选择上述现象中的一个进行分析． 【答案】（1）解：从支点O向力F的作用线作垂线交力的作用线于H，则OH为力F的力臂；如下所示： （2）解：①夹开核桃时，核桃对夹子的阻力F2大小是一定的，将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），阻力臂L2是一定的；由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，F2L2一定时，L1越长，F1越小；动力在B点时动力臂较长，所以在B点比A点省力． 【解析】【解答】（2）①夹开核桃时核桃受到的力大小是一定的，根据力的作用是相互的，核桃对夹子的阻力F2大小也是一定的，将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），阻力臂L2是一定的； 由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，F2L2一定时，L1越长，F1越小；动力在B点时动力臂较长，所以在B点比A点省力； 或②：由上面分析可知，阻力F2大小是一定的，将力作用在同一点（A或B）时，动力臂L1一定；将核桃放在C点比A点的阻力臂L2更短，由平衡条件F1L1=F2L2可知，当F2、L1一定时，L2越短，F1越小，所以将核桃放在C点更易夹开． 故答案为：（1）如上图所示；（2）①夹开核桃时，核桃对夹子的阻力F2大小是一定的，将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），阻力臂L2是一定的；由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，F2L2一定时，L1越长，F1越小；动力在B点时动力臂较长，所以在B点比A点省力． 【分析】（1）根据力臂的定义作图；（2）根据实际情况确定杠杆的五要素，找到变化的量和不变的量，根据杠杆的平衡条件讨论． www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $