2026年中考物理一轮复习重点题型突破---专题15 综合计算题3 简单机械相关计算

2026年中考物理一轮复习重点题型突破 专题15 综合计算题3 简单机械相关计算 一．选择题（共8小题） 1．如图所示，用动滑轮提起一重为80N的物体，在10s内将物体匀速提高5m，已知动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），则（　　） A．手对绳子的拉力为40N B．拉力做功的功率为50W C．手拉绳子移动的速度为0.5m/s D．该装置的机械效率为60% 2．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动距离为4m B．物体与地面间的滑动摩擦力大小为120N C．额外功的功率为12W D．若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低 3．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，下列说法正确的是（　　） A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．乙中，拉力的功率为1.7W C．甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D．乙中，动滑轮的重力为2N 4．在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．水平地面对工人的支持力为300N B．动滑轮重为50N C．人对绳子拉力的功率为120W D．支架受到滑轮组的拉力为850N 5．如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放。在物块P下落到地面的过程中，P，Q间细线拉力大小为F，（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（　　） A．钩码落地前F＝3mg，Q的机械能增大 B．钩码落地前F＜3mg，Q的机械能增大 C．钩码落地后F＝2mg，P的机械能不变 D．钩码落地后F＞2mg，P的机械能减小 6．如图所示，物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.2m/s的速度匀速运动了5s，弹簧测力计的示数为的8N，（不计滑轮和绳子之间的摩擦），拉力F做功的功率为（　　） A．1.6W B．8W C．3.2W D．16W 7．如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是（　　） A．物块的边长为0.6m B．动滑轮重为300N C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5% D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J 8．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．定滑轮质量一定是0.6kg B．甲所受拉力为22N C．乙所受拉力的功率为2.2W D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功相等 二．多选题（共1小题） 9．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780N 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% 三．填空题（共7小题） 10．如图甲所示，AB为轻质杠杆，AC为轻质硬棒且与力传感器相连，图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像，则物体M的质量大小 　 　g；已知OA的长度为30cm，OB足够长，AC能承受的最大弹力大小为15N，若要杆不断，物体从A点开始运动时间最长为 　 　s（g＝10N/kg）。 11．如图所示，固定的斜面长s＝1.2m，高h＝0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s内把一个重16N的物体从斜面底端匀速拉到顶端。拉力的功率为 　 　W，斜面的机械效率为 　 　。 12．利用斜面把重60N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面长1.5m，高0.4m，机械效率为80%，则拉力的大小为 　 　N。 13．小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置，当施加图乙所示随时间变化的水平拉力F时，重物的速度v随时间t变化的关系如图丙所示。不计绳与滑轮的重量及滑轮转动时的摩擦，绳对滑轮的拉力方向近似看成水平方向。在0﹣1s内，重物受到地面的摩擦力为 　 　N，在2s﹣3s内，拉力F做功的功率为 　 　W。 14．如图是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是 　 　（选填“静止”或“运动”）的，动滑轮上有 　 　段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是 　 　。 15．我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物）里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”，如图甲所示。若碓头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。 （1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力，请在图中作出阻力臂，此时舂属于 　 　（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。 （2）若每次碓头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服碓头重力做功的功率为 　 　瓦。 16．用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为　 　N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为　 　%（不考虑绳重和摩擦）。 四．实验探究题（共7小题） 17．[探究名称】探究杠杆的平衡条件 [猜想与假设】 猜想一：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 猜想二：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 【设计实验与进行实验】 （1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。 （2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如表。 （3）改变钩码的 　 　和钩码的位置重复上述实验两次，记录的数据如表。 实验次数 动力F1/N OB间距离/cm 阻力F2/N OA间距离/cm 小明 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 小红和小明 4 0.8 15 1.0 10 5 1.4 15 1.0 10 【分析与论证】 根据小明同学的数据可验证猜想 　 　（选填“一”、“二”或“一和二”）是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的 　 　进行实验。 于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 　 　是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是 　 　。 通过以上探究，小明同学真正理解了力臂是支点到 　 　的距离。 18．涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示： 实验次数 钩码重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η 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 70.2% 4 4 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中应沿竖直方向 　 　拉动弹簧测力计。 （2）分析表中数据可知：第4次实验是用 　 　图所示装置来完成的。 （3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。 （4）通过比较 　 　两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。 （5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。 （6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 　 　。 A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体重 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度 19．小勇在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。 （1）实验装置如图甲所示静止在桌上，此时杠杆 　 　（选填“是”或“不是”）平衡状态，为了调节杠杆在水平位置平衡，他应将两侧的平衡螺母向 　 　边调； （2）小勇在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙所示，他应该在下列方法中选择 　 　使杠杆重新在水平位置平衡； A.向左调节平衡螺母 B.将左侧钩码向左移动 C.增加右侧钩码个数 （3）进行正确操作后测出力和力臂记录在如下表格中。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 3 4 4 3 2 4 5 5 4 3 5 6 6 5 小勇根据表中记录的多次实验数据分析得出如下结论：动力+动力臂＝阻力+阻力臂。小华说他得出的结论是错误的，小华判断的依据是 　 　。 20．图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。 （1）挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 　 　（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向 　 　（选填“左”或“右”）侧调节。 （2）图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线（如图丙所示），就会发现杠杆 　 　（选填“左端下沉”、“仍然平衡”或“右端下沉”）。 （3）在探究过程中，需要进行多次实验的目的是 　 　。 （4）某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为 　 　N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1L1总是 　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）F2L2，其原因可能是 　 　。 （5）图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于 　 　（选填“省力”或“费力”）杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：　 　。 21．在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）实验前，若使如图1所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 　 　（选填“左”或“右”）调节。 （2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如表所示。分析可得杠杆的平衡条件是 　 　。 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15.0 1.5 10.0 2 1.0 20.0 2.0 10.0 3 2.0 15.0 3.0 10.0 （3）为了进一步验证实验结论，又做了如图2所示的实验，在杠杆水平平衡时： ①已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为 　 　N，阻力臂l2为 　 　cm；（g取10N/kg） ②请你在图中画出动力F1的力臂。 22．小金同学为了制作弹簧测力计，对一根弹簧进行了探究：将弹簧的一端固定，另一端悬挂钩码，记录弹簧的长度与它受到的拉力之间的关系。如表所示： 拉力（N） 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 弹簧长度（cm） 6.5 7.5 8.5 9.5 11.0 14.2 18.0 若用此弹簧制作弹簧测力计，请回答以下问题： （1）从表格信息可得，它的最大称量是 　 　N。 （2）若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N，则相邻刻度线之间的距离为 　 　cm。 （3）当该弹簧测力计悬挂75g的重物时，弹簧将伸长 　 　cm。 23．杆秤（如图甲）是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤（如图乙）。 【制作步骤】 ①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”； ②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处； ③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子； ④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”； ⑤定刻度：…… 【交流评价】 （1）杆秤是一种测量 　 　的工具； （2）当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向 　 　侧移动； （3）步骤④标零线的目的是 　 　； （4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为 　 　的方法更合理。 小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……；按上述方法直到标出所有刻度。 小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。 五．综合能力题（共1小题） 24．党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。 （1）一个工人质量为60kg，竖直向上匀速拉动700N的重物时，绳上拉力为400N，将重物提升2m用时20s，滑轮组的机械效率为多少？ （2）在这20s的时间内拉力的功率为多少W？ （3）该工人能够提升的最重的物体约为多少kg？ （4）请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。 （5）利用最省力的方式，提升800N的重物，求绳上拉力的大小？ （6）利用最省力的方式，竖直向上以0.15m/s的速度匀速拉动绳子，求20s物体上升的距离？ 六．解答题（共3小题） 25．反思是一种良好的学习品质。 （1）一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。 （2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。 26．杠杆平衡时，动力F1大小为20N，动力臂l1为0.8m，阻力臂l2为0.4m，求阻力F2的大小。 27．小邱同学在践行我市中小学生“研学旅行”活动中，赴大邑县“建川博物馆”进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如下所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。请完成下列问题： ①画出拉力F的力臂L。 ②要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是　 　（选填符合要求的选项标号）。 A.缩短拉杆的长度 B.使拉力方向顺时针改变20° C.将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′ 七．计算题（共13小题） 28．深圳地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上，一线施工人员正在紧张忙碌，进行架桥机钢梁吊装等施工作业。（g取10N/kg） （1）图2为图1中起重机的简图，请画出阻力F2的力臂l2 （2）图3为架桥机的装置图，已知箱梁的质量为5×105kg，体积为200m3，架桥机滑轮组总拉力为4×105N，自由端移动距离为25m，将箱梁提升lm。求： ①箱梁的密度； ②架桥机在此过程中的有用功 ③架桥机在此过程中的机械效率。 29．杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10kg，秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示（g取10N/kg），求： （1）提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？ （2）秤砣质量为多少？ （3）当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少？ 30．图甲为某自动注水装置的部分结构模型简图，底面积为200cm2的柱形水箱内装有质量为5kg的水，竖直硬细杆上端通过力传感器固定，下端与不吸水的实心长方体A连接。打开水龙头，水箱中的水缓慢排出，细杆对力传感器作用力F的大小随排出水的质量m变化的关系如图乙所示，当排出水的质量达到4kg时，A刚好全部露出水面，由传感器控制开关开始注水，不计细杆重力，水的密度为1×103kg/m3。求： （1）开始注水时，水箱内的水受到的重力； （2）A的密度； （3）水从A上表面下降至传感器示数为零的过程，水箱底部受到水的压强变化量。 31．如图所示是一个水位监测仪的简化模型。杠杆AB质量不计，A端悬挂着物体M，B端悬挂着物体N，支点为O，BO＝4AO。物体M下面是一个压力传感器，物体N是一个质量分布均匀的实心圆柱体，放在水槽中，当水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零。已知物体N的质量m2＝4kg，高度H＝1m，横截面积S＝20cm2（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）。求： （1）物体N的密度ρ； （2）物体M的质量m1； （3）当压力传感器的示数F＝40N时，求水槽内水的深度h。 32．带着移居火星生活，实现人类真正走出地球的梦想，“天问一号”在火星着陆（如图）。中国成为第3个触摸这颗红色星球的国家！ （1）“天问一号”火星探测器由“长征五号”运载火箭担任发射任务。几乎所有火箭发射都选择朝东方向是因为地球 　 　，使火箭在地面未发射之前，已经具有了一个向东的速度，从而节省推进剂。 （2）本次探测的一个重要任务是寻找火星上是否存在 　 　，以回答“火星是否存在支持生命的环境”。 （3）假如能成功移居火星，我们会比在地球上跳得更高，树木会长得更高，原因是火星的质量比地球小，其重力加速度g′比地球的重力加速度g（9.8牛/千克）也小的缘故。若质量为240千克的“祝融号”在火星上受到的重力为902.4牛，则火星上的重力加速度g′大小为多少？ 33．研究物理问题时，常需要突出研究对象的主要因素，忽略次要因素，将其简化为物理模型。 （1）如图甲，一质量分布均匀的杠杆，忽略厚度和宽度，长度不可忽略，用细线将它从中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图乙）释放，为研究其能否平衡，可将它看成等长的两部分，请在图乙中画出这两部分各自所受重力的示意图和力臂，并用杠杆平衡条件证明杠杆在该位置仍能平衡； （2）如图丙，一质量分布均匀的长方形木板，忽略厚度，长度和宽度不可忽略，用细线将它从AB边的中点悬起，能在水平位置平衡。将它绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后（如图丁）释放，木板在该位置能否平衡？写出你的判断依据。 34．创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具﹣﹣密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题（g＝10N/kg）： （1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小。 （2）C点刻度表示的待测液体密度多大？ （3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？ （4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离L与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度是否均匀。 35．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求： （1）工人师傅拉力的功率； （2）动滑轮的重； （3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？ 36．如图甲、乙所示，物体M先后浸没在水和浓盐水中（ρ盐水＞ρ水），用同一滑轮组从两种液体中将物体M匀速提出水面，拉力F和F′随时间t变化的图像如图丙所示。不计绳重、摩擦及水的阻力，物体M不吸水、不沾水，g＝10N/kg。 （1）图丙中 　 　（选填“A”“B”）曲线表示拉力F随时间t变化的图像。 （2）求物体M浸没在水中受到的浮力。 （3）如果物体M浸没在水中滑轮组的机械效率为η1，完全拉出水面滑轮组的机械效率为η0，浸没在浓盐水中滑轮组的机械效率为η2，已知η0：η1＝25：24，η0：η2＝20：19，求物体M浸没在盐水中的浮力。 37．楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。已知该装置电动机的额定功率P＝2.2kW，电动机将电能转换为机械能的效率η＝50%，某次吊运过程中将物料匀速提升h＝16m，所用时间t＝40s，求： （1）电动机拉绳的速度大小， （2）电动机对绳的拉力大小。 38．如图所示，工人用滑轮组将重为400N的重物从井底匀速吊起2m，用时为8s，工人所用拉力F为250N。求： （1）滑轮组的机械效率； （2）拉力F的功率。 39．如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦。在拉力F的作用下，将重为320N的重物经过20s匀速提升了3m。求： （1）拉力F的大小； （2）拉力F做功的功率； （3）此过程动滑轮的机械效率。 40．测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表。 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 弹簧测力计上升距离s/m 0.5 0.1 0.3 0.3 请根据以上信息，求： （1）拉力所做的功； （2）滑轮组的机械效率。 参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．【解答】 A、由图知，该滑轮为动滑轮，则n＝2， 在不计绳重和摩擦，则手对绳子的拉力F＝（G+G动）＝×（80N+20N）＝50N，故A错误； BC、当物体提升5m时，绳子自由端移动的距离为：s＝nh＝2×5m＝10m， 手拉绳子移动的速度为：v＝＝＝1m/s， 拉力F的功率：P＝＝＝Fv＝50N×1m/s＝50W，故B正确，C错误； D、该装置的机械效率为： η＝＝＝×100%＝80%，故D错误。 故选：B。 2．【解答】 A、由v＝可得，物体移动的距离：s物＝v物t＝0.1m/s×20s＝2m， 由图知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：s自由端＝3s物＝3×2m＝6m，故A错误； B、由η＝＝＝＝×100%可得，物体与地面间的滑动摩擦力：f＝η×3F＝60%×3×100N＝180N，故B错误； C、总功：W总＝Fs自由端＝100N×6m＝600J， 有用功：W有＝ηW总＝60%×600J＝360J， 额外功：W额＝W总﹣W有＝600J﹣360J＝240J， 额外功的功率：P额＝＝＝12W，故C正确； D、如果增大接触面的粗糙程度，增大了摩擦力，增大了有用功，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故D错误。 故选：C。 3．【解答】由题意可知，不计绳重和摩擦。 AC.由图甲可知，n1＝3，则绳端移动的距离s1＝n1h＝3×20cm＝60cm，故A正确，C错误； B.由图乙可知，n2＝2，绳自由端移动的速度：v2＝＝＝＝0.2m/s， 由公式P＝＝＝Fv可知，拉力的功率为：P2＝F2v2＝9×0.2m/s＝1.8W，故B错误； D.在图乙中，由F＝（GA+G动）可知，动滑轮的重力：G动＝2F2﹣GA＝2×9N﹣17N＝1N，故D错误。 故选：A。 4．【解答】 A、由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝×100%＝×100%＝80% 解得：F＝250N， 由于人受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力以及竖直向上的拉力，则地面对工人的支持力：F支持＝G﹣F＝500N﹣250N＝250N，故A错误； B、不计滑轮组的绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×250N﹣400N＝100N，故B错误； C、绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×1m＝2m， 拉力做的功：W总＝Fs＝250N×2m＝500J， 绳子自由端拉力的功率：P＝＝＝100W，故C错误； D、由两个滑轮质量相等可知，定滑轮的重力G定＝G动＝100N， 则支架受到滑轮组的拉力：F拉＝3F+G定＝3×250N+100N＝850N，故D正确。 故选：D。 5．【解答】（1）钩码落地前，物体P及钩码下落速度越来越快，故F＜3mg；物体Q则上升越来越快，机械能增大。故A不正确、B正确。 （2）钩码落地后，因物体P、Q的重力大小都为2mg，故F＝2mg；因为惯性物体依然保持原来的运动状态，物体P动能不变，势能减小，机械能减小；物体Q动能不变，势能增大，机械能增大。故：C、D不正确。 故选：B。 6．【解答】弹簧测力计的示数为8N，则绳端的拉力F为8N， 绳端移动的速度：v绳＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s； 拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝8N×0.4m/s＝3.2W； 故选：C。 7．【解答】 A.动滑轮绳子的有效股数n＝2，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力F1＝1375N， 绳重和摩擦忽略不计，由F＝（G+G动﹣F浮）可得：1375N＝（G+G动﹣F浮）﹣﹣﹣﹣① 当物块完全离开水面后绳子的拉力F2＝2000N， 由F＝（G+G动）可得：2000N＝（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②可得：F浮＝1250N， 因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等， 所以，由F浮＝ρ液gV排可得，物块的体积：V＝V排＝＝＝0.125m3， 由V＝L3可得，物块的边长：L＝＝＝0.5m，故A错误； B.绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%，即87.5%＝×100%﹣﹣﹣﹣﹣③ 由②③可得：G＝3500N，G动＝500N，故B错误； C.绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，滑轮组的机械效率： η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈81.8%， 则动滑轮的机械效率小于87.5%，故C错误； D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N， 绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m， 此过程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故D正确。 故选：D。 8．【解答】对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示： AB.甲受到的重力为：G甲＝m甲g＝1.8kg×10N/kg＝18N， 乙受到的重力为：G乙＝m乙g＝2kg×10N/kg＝20N， 因为甲、乙都做匀速直线运动， 则有：G甲＝f甲+F甲，G乙+f乙＝F乙， 则：F甲＝G甲﹣f甲＝18N﹣4N＝14N，故B错误； 则：F乙＝G乙+f乙＝20N+2N＝22N， 而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，则：G动＝2F甲﹣F乙＝2×14N﹣22N＝6N， 由G＝mg可知，动滑轮的质量为：m动＝＝＝0.6kg， 由于不知道动滑轮与定滑轮之间的关系，所以不能求出定滑轮的质量，故A错误； C.由v甲＝2v乙可知，乙运动的速度为：v乙＝v甲＝×0.2m/s＝0.1m/s， 由P＝＝＝Fv可知，乙所受拉力的功率为：P乙＝F乙v乙＝22N×0.1m/s＝2.2W，故C正确； D.由v＝可知，甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为： s甲＝v甲t＝0.2m/s×3s＝0.6m， s乙＝v乙t＝0.1m/s×3s＝0.3m， 由W＝fs可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为： W甲＝f甲s甲＝4N×0.6m＝2.4J， W乙＝f乙s乙＝2N×0.3m＝0.6J， 所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D错误。 故选：C。 二．多选题（共1小题） 9．【解答】A、从图中可知绳子的股数n＝2，工人对绳子的拉力为F＝400N， 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、竖直向下的重力和下面的绳子对其竖直向下的拉力F绳， 则2F＝G动+F绳，得出F绳＝2F﹣G动＝2×400N﹣20N＝780N, 故绳子对物体的拉力也为780N，故A正确； 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， 绳子对物体做的功W＝F绳s＝780N×4m＝3120J，故B错误； C、绳子自由端移动的距离s′＝2×4m＝8m， 工人做的功W总＝Fs′＝400N×8m＝3200J， 工人做功的功率P＝＝＝160W，故C错误； D、有用功W有用＝Gh＝1000N×2m＝2000J， 整个装置的机械效率η＝×100%＝×100%＝62.5%，故D正确。 故选：AD。 三．填空题（共7小题） 10．【解答】（1）由图甲知，当M在A点时，传感器的力等于物体的重力，由图乙知，物体的重力为：G＝10N， 则物体的质量为：m＝＝＝1kg＝1000g； （2）当M运动到支点O时，传感器的力为0，由图乙知，此时用时t＝5s， 所以物体M的速度为： v＝＝＝6cm/s； 由图乙知，当传感器的拉力为15N时，M应在支点O的右侧，此时距离支点为L，根据杠杆的平衡条件： F传•OA＝G•L 则L＝＝＝45cm； 从A点物体M运动的路程为： s＝30cm+45cm＝75cm； 由v＝得，运动的时间为： t＝＝＝12.5s，则最长运动时间为12.5s。 故答案为：1000；12.5. 11．【解答】（1）拉力所做的总功为：W总＝Fs＝5N×1.2m＝6J； 拉力的功率为：P＝＝＝3W； （2）此过程所做的有用功为：W有＝Gh＝16N×0.3m＝4.8J； 则斜面的机械效率为：η＝＝＝80%。 故答案为：3；80%。 12．【解答】已知机械效率η＝80%，物体重力G＝60N，斜面长s＝1.5m，高h＝0.4m， 由η＝＝可得， 80%＝， 解得F＝20N。 故答案为：20。 13．【解答】（1）在0～1s内，拉力F1＝100N，由图丙可知，物体在0﹣1s内速度为0，处于静止状态， 则在0﹣1s内，重物受到地面的摩擦力f＝F1＝100N， （2）由图丙可知在2～3s内，重物做匀速运动，v＝2.50m/s， 由图甲可知，拉力F＝40N， 从动滑轮上直接引出的绳子股数n＝3， 拉力F的作用点绳子自由端在水平方向运动的速度v′＝3v＝3×2.50m/s＝7.5m/s， 拉力做功功率（总功率）： P总＝＝＝Fv＝40N×7.5m/s＝300W； 故答案为：100；300。 14．【解答】 （1）匀速拉动车的过程中，车相对树木，汽车位置不断变化，是运动的。 （2）由图得出，从动滑轮上引出的有效股数n＝2，拉力端移动距离s＝2s车， 若对车的拉力为F拉，拉力为F， 该滑轮组的机械效率： η＝＝＝＝＝×100%＝80%。 故答案为：运动；2；80%。 15．【解答】（1）由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂L2，如图所示： 舂在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 （2）不计横木的重力和摩擦，1min内人克服碓头重力做功： W总＝nW＝20×Gh＝20×mgh＝20×20kg×10N/kg×0.6m＝2400J， 做功功率： P＝＝＝40W。 故答案为：（1）如图所示；费力；（2）40。 16．【解答】 由图乙可知，运送1件货物时，即G＝100N时，滑轮组的机械效率η＝50%， 因不考虑绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率η＝＝＝， 所以可得：50%＝，解得G动＝100N； 当某次运送4件货物时，即G′＝4G＝4×100N＝400N； 不计绳重和摩擦，则滑轮组的机械效率： η′＝＝＝＝＝80%。 故答案为：100；80。 四．实验探究题（共7小题） 17．【解答】【设计实验与进行实验】 （1）当杠杆不在水平位置平衡时，我们需要通过调节杠杆两端的平衡螺母来调平。调平原则为：左高左调，右高右调。本题中，杠杆左端较高，所以需要向左调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡。 （3）小明所做的实验中，阻力是由挂在O点左侧的钩码提供的，动力是由挂在O点右侧的钩码提供的，所以阻力＝左侧钩码重，动力＝右侧钩码重，动力与重力的方向均为竖直向下。分析表格中实验1、2、3中数据可知，动力与阻力的大小都在变化，这就说明左右两侧所挂钩码的数量均在变化。 【分析与论证】小明所做的三次实验均是在杠杆在水平位置平衡时完成的，这就导致动力臂、阻力臂均在杠杆上，所以我们无法区分动力臂（阻力臂）与支点到动力（阻力）的距离，所以根据小明的数据，猜想一、二都可以得到验证。为了改变这种情况，我们就需要改变动力或阻力的方向，使动力臂（阻力臂）与杠杆有一定的角度，而不是重合在一起。 分析实验4、5中的数据我们发现，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，所以我们可以得出结论：猜想二是错误的。若要验证猜想一，我们就需要测出倾斜后的动力（或阻力）的力臂。为使实验数据易于处理，即易于求出支点到动力（或阻力）作用线的距离，我们应使动力（或阻力）与杠杆成30°、45°或60°。为此，我们需要使用半圆或直角三角板。 若通过他们二人共同实验得出的数据可以验证猜想一，则说明动力臂（阻力臂）为支点到动力（阻力）作用线的距离。 故答案为：【设计实验与进行实验】（1）左；（3）数量。 【分析与论证】一和二；方向；二；直角三角板；力的作用线。 18．【解答】（1）为了准确测出滑轮组的机械效率，应使弹簧测力计沿竖直方向做匀速直线运动； （2）在第四次实验中，s＝0.5m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝5，即承担物重的绳子股数n＝5，所以第4次实验是用丙图所示装置来完成的； （4）1、3两次实验，s＝0.3m，h＝0.1m，由s＝nh可得n＝3，使用同样的滑轮组，即使用的甲乙两图，通过得出的实验数据可知提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越高，得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； （5）要提高滑轮组的机械效率，可以： A、减轻动滑轮重力，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故A正确； B、由实验得出的结论可知，增大提升的物体重力，可以提高滑轮组的机械效率，故B正确； C、机械加润滑油，在提升相同重物、提升相同高度时，减小额外功，而有用功不变，总功减小，有用功与总功的比值增大，提高了滑轮组的机械效率；故C正确； D、滑轮组的机械效率η＝＝＝＝，可见滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关，所以，增加重物上升高度，不能提高滑轮组的机械效率；故D错误。 故答案为：（1）匀速；（2）丙；（4）1、3；（6）ABC。 19．【解答】（1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆静止，处于平衡状态；杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，故应向左调节平衡螺母。 （2）由图可知，杠杆不在水平位置，右端向下倾斜，左端上翘，则左侧力与力臂的乘积要小于右侧力与力臂的乘积； A、在实验的过程中，不能通过条件平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，故A错误； B、将左侧钩码向左移动，左侧的力不变，力臂变大，则左侧力与力臂的乘积变大，会使杠杆平衡，故B正确； C、增加右侧钩码个数，右侧的力臂不变，力变大，力与力臂的乘积变大，杠杆不会平衡，故C错误。 故选：B。 （3）力的单位是N，力臂的单位是cm，两个物理量的单位不相同，不能进行加减运算。 故答案为：（1）是；左；（2）B；（3）将不同的物理量进行了加法运算。 20．【解答】解（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡状态； 由图甲知，杠杆的左端较高，所以接下来应将两端的螺母向左调节，使杠杆保持水平并静止； （2）图乙中支点在中心时，杠杆平衡，根据杠杆平衡条件知F左L左＝F右L右，图丙中改变了右侧拉力的力臂，使右侧拉力的力臂减小，故此时F左L左＞F右L右，故左端会下沉； （3）本实验进行多次实验，是为避免偶然性，得出普遍结论； （4）分度值为0.1N，弹簧测力计示数为2.3N； 图丁中，设杠杆的重力为G，力臂为LG，当杠杆平衡时，根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2+GLG， 由丁图可知LG≠0，所以杠杆自重对杠杆平衡有影响，此时F1L1＞F2L2； （5）由图丁可知此时L1＜L2，故为费力杠杆，生活中常见的镊子、钓鱼竿等都是费力杠杆。 故答案为：（1）平衡；左 （2）左端下沉； （3）避免偶然性，寻找普遍规律； （4）2.3；大于；杠杆自重对杠杆平衡有影响； （5）费力；钓鱼竿（或镊子等）。 21．【解答】（1）杠杆左端下沉，应将杠杆重心向右移，所以应将两端的平衡螺母（左端和右端的均可）向右调节； （2）分析表格中的数据知1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm，1.0N×20.0cm＝2.0N×10.0cm，2.0N×15.0cm＝3.0N×10.0cm，故可得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1×l1＝F2×l2）； （3）①已知每个钩码的质量均为50g＝0.05kg，由图可知，阻力即为钩码的重力，所以阻力F2大小为： F2＝G＝mg＝2×0.05kg×10N/kg＝1N； 杠杆在水平位置平衡，支点到力的作用点的距离即为阻力臂，由图知阻力臂l2为10.0cm； ②过支点O作动力F1作用线的垂线段，即动力臂l1；如图所示： 故答案为：（1）右；（2）F1×l1＝F2×l2；（3）①1；10.0；②见上图。 22．【解答】（1）由表格数据可知当拉力为0时，弹簧原长为6.5cm,拉力在0~1.5N以内，拉力与弹簧伸长量成正比，故弹簧测力计的最大称量是1.5N； （2）由表格数据分析可知在0~1.5N内弹簧受到的拉力每增加0.5N弹簧伸长1cm，即拉力与伸长量之比为0.5N/cm，若该弹簧测力计的最小刻度为0.1N， 则相邻刻度线之间的距离为0.2cm； （3）当悬挂75g的重物时，弹簧受到的拉力F＝G＝mg＝0.075kg×10N/kg＝0.75N,此时弹簧的伸长量△L＝＝1.5cm。 故答案为：（1）1.5N；（2）0.2cm；（3）1.5cm。 23．【解答】（1）杆秤是一种测量物体质量的工具； （2）当在秤盘上没有放置物体时，秤杆在水平位置平衡后，秤砣所挂的位置为“0”； 当在秤盘上放置物体称量时，由杠杆的平衡条件（m物g•AB＝m秤砣g•BO）可知，在秤砣质量和AB不变的情况下，要使秤杆在水平位置平衡，应增大BO的大小，即秤砣应从“0”刻度向右侧移动； （3）图乙中，B点是支点，当在秤盘上没有放置物体时，秤砣挂在“0”点与杆秤自重平衡，所以步骤④标零线的目的是避免杆秤自身重力对称量的干扰； （4）根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的，所以定刻度时，小科的方法比较麻烦，而小思的方法比较简单，更合理。 故答案为:（1）物体质量；（2）右；（3）避免杆秤自身重力对称量的干扰；（4）小思。 五．综合能力题（共1小题） 24．【解答】（1）此过程所做的有用功：W有＝Gh＝700N×2m＝1400J， 图甲中有2段绳子承担重物，则绳子自由端移动的距离为：s＝2h＝2×2m＝4m； 所做的总功：W总＝Fs＝400N×4m＝1600J， 滑轮组的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝87.5%； （2）在这20s的时间内拉力的功率P＝＝＝80W； （3）由F＝（G+G动）可得， G动＝2F﹣G＝2×400N﹣700N＝100N， 因力的作用是相互的，所以为了防止工人被绳子拉上去，则人施加的最大拉力等于人的重力，即F最大＝G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N， 由F＝（G+G动）可得，G′＝2F最大﹣G动＝2×600N﹣100N＝1100N， 最重的物体质量m′＝＝＝110kg； （4）图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如图所示： （5）利用最省力的方式，提升800N的重物，绳上拉力F′＝（G″+G动）＝×（800N+100N）＝300N， （6）由v＝可得，20s物体上升的距离： h′＝v′t＝0.15m/s×20s＝3m。 答：（1）滑轮组的机械效率为87.5%； （2）在这20s的时间内拉力的功率为80W； （3）该工人能够提升的最重的物体约为110kg； （4）见上图； （5）绳上拉力的大小为300N； （6）20s物体上升的距离为3m。 六．解答题（共3小题） 25．【解答】（1）F1与F2必须是一个为使杠杆绕支点转动的动力，另一个为阻碍杠杆转动的阻力，然后满足F1L1＝F2L2的条件杠杆才平衡，则杠杆一定保持静止状态或匀速转动；硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动； （2）使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F＝（G+G滑）， 若拉力F＜G，即：（G+G滑）＜G， 所以，G＞G滑， 即：使用动滑轮匀速提升物体，满足竖直向上的拉力F小于物重G的条件是：物重G大于动滑轮重G动。 答：（1）小宁的想法不正确。若硬棒AB上施加两个力F1和F2使杠杆绕支点转动的方向相同，那么即使满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB也不能保持静止状态或匀速转动； （2）条件：物重G大于动滑轮重G动。 使用动滑轮匀速提升物体时，不计摩擦和绳重，拉力：F＝（G+G滑）， 若拉力F＜G，即：（G+G滑）＜G，所以，G＞G滑。 26．【解答】由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得，阻力F2的大小： F2＝＝＝40N。 答：阻力F2的大小为40N。 27．【解答】 （1）由图知，O为支点，反向延长力F的作用线，由O点做F作用线的垂线，垂线段长为其力臂L，如图所示： （2）A、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行； B、拉杆箱的重力、重力的力臂不变，使拉力方向顺时针改变20°，此时拉力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行； C、拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′，重力的力臂变短，拉力方向不变，拉力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变小，故此方法可行。 故选：C。 故答案为：（1）见上图；（2）C。 七．计算题（共13小题） 28．【解答】（1）由支点O向F2的作用线引垂线，垂线段的长度即为其力臂l2； （2）①箱梁的密度ρ＝＝＝2.5×103kg/m3， ②箱梁重力G＝mg＝5×105kg×10N/kg＝5×106N， 将箱梁提升高度h＝lm， 架桥机在此过程中的有用功W有用＝Gh＝5×104N×1m＝5×106J， ③已知架桥机滑轮组总拉力F＝4×105N，自由端移动距离s＝25m， 总功W总＝Fs＝F＝4×105N×25m＝1×107J， 架桥机在此过程中的机械效率η＝×100%＝×100%＝50%。 答：（1）见上图； （2）①箱梁的密度为2.5×103kg/m3； ②架桥机在此过程中的有用功为5×106J； ③架桥机在此过程中的机械效率为50%。 29．【解答】（1）根据杠杆的平衡条件可知：当提着B处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为GA＝；当提着C处秤纽、秤砣在E点时，A点所挂物体重为GA′＝。 因BE＞CE、AB＜AC，故可得：GA＞GA′，即提B处秤纽时，此秤的称量最大。 （2）由（1）可知，当提着B处秤纽、秤砣挂在E点、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时，秤杆可以在水平位置平衡，则可列式：GA•AB＝G秤砣•BE。 由G＝mg可得：mA•AB＝m秤砣•BE， 则m秤砣＝＝＝0.4kg。 （3）当提起C处秤纽称一袋质量为2kg的荔枝时，阻力臂为 AC＝AB+BC＝0.02m+0.03m＝0.05m， 根据杠杆的平衡条件可列式：G荔枝•AC＝G秤砣•CD。 由G＝mg可得：m荔枝•AC＝m秤砣•CD， 则CD＝＝＝0.25m。 故答案为：（1）提B处秤纽时，此秤的称量最大。 （2）秤砣的质量为0.4kg。 （3）D与C之间的距离为0.25m。 30．【解答】（1）水箱内剩余水的重力为：G剩＝m剩g＝（5kg﹣4kg）×10N/kg＝10N； （2）由图乙可知，在排水量为0～1kg范围内，F不变，A受到细杆对它竖直向下的压力和重力以及竖直向上的浮力作用且F浮＝F+G，A处于浸没状态，即VA＝V排，排水前A上表面上方水的质量为1kg； 在F从零增大到2N的范围内，A受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、细杆对A竖直向上的拉力的作用， 且G＝F+F浮，在排水量为4kg时，A受到的浮力为零，即GA＝F拉＝2N； 当A完全浸没时受到的浮力为：F浮＝GA+F压＝2N+8N＝10N， A的体积为：VA＝V排＝， A的密度为：. 从排水量1kg～4kg的过程中，水位下降的高度为：＝……① A的底面积为：……② 由①②可得：SA＝5×10﹣3m2； （3）从排水量1kg到F减小为零的范围内，A受到细杆对它竖直向下的压力和重力以及竖直向上的浮力作用，F浮＝GA+F示，水从A上表面下降至传感器示数为零的过程中，示数减小了8N，所以A受到的浮力减小了8N。 此时，水位下降的高度等于A露出水面的高度为：＝， 水箱底部受到水的压强变化量为：△p＝ρ水g△h'＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m＝1600Pa. 答：（1）开始注水时，水箱内的水受到的重力为10N； （2）A的密度为0.2×103kg/m3； （3）水从A上表面下降至传感器示数为零的过程，水箱底部受到水的压强变化量为1600Pa. 31．【解答】（1）S＝20cm2＝0.002m2； 物体N的密度为：ρ＝＝＝＝2×103kg/m3； （2）水槽中无水时，物体N下端与水槽的底部恰好接触且压力为零，此时压力传感器的示数也为零，此时杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知： m1g×AO＝m2g×BO，则：m1＝m2×＝4kg×4＝16kg； （3）M的重力为：G1＝m1g＝16kg×10N/kg＝160N； 则A端受到的拉力为：FA＝G1﹣F＝160N﹣40N＝120N； 根据杠杆的平衡条件可知：FA×AO＝FB×BO，则B端受到的拉力为：FB＝＝120N×＝30N； N的重力为：G2＝m2g＝4kg×10N/kg＝40N； N浸入水中，受到竖直向上的拉力和浮力、竖直向下的重力，则浮力为：F浮＝G2﹣FB＝40N﹣30N＝10N； 根据阿基米德原理可知，N排开的水的体积为：V排＝＝＝10﹣3m3； 则N浸入水中的深度即水的深度为：h＝＝＝0.5m。 答：（1）物体N的密度ρ为2×103kg/m3； （2）物体M的质量m1为16kg； （3）当压力传感器的示数F＝40N时，水槽内水的深度h为0.5m。 32．【解答】（1）因为地球是在围绕太阳公转的同时，还在自西向东自转，为了使火箭在地面未发射之前，已经具有了一个向东的速度，从而节省推进剂，所以几乎所有火箭发射都选择朝东方向； （2）根据对“天问一号”火星探测器发射的任务的了解可知，本次探测的一个重要任务是寻找火星上是否存在水，以回答“火星是否存在支持生命的环境”。 （3）因为G＝mg， 所以火星上的重力加速度：g′＝＝＝3.76N/kg。 故答案为：（1）自西向东自转；（2）水；（3）3.76N/kg。 33．【解答】（1）由题知，杠杆质量分布均匀，支点在中点，左右两部分重力G1＝G2，且重心在这两部分的中点A、B，由A、B分别竖直向下画有向线段，即两部分重力示意图； 由杠杆中点O（支点）画G1、G2作用线的垂线，垂线段分别为两部分重力的力臂，如图所示： 图中，AO＝BO，根据全等三角形知识可知，L1＝L2， 所以：G1L1＝G2L2，说明杠杆绕悬点在竖直面内缓慢转过一定角度后仍能平衡； （2）长方形木板质量分布均匀，从中点将其分成两部分，两部分重力大小相等，找到左右两部分的几何中心，即两部分重心，作两部分的重力示意图，并作出它们的力臂，如图所示： 由图知，L3＜L4， 则：G3L3＜G4L4， 所以木板在该位置不能平衡。 34．【解答】（1）由杠杆平衡条件：FA×OA＝G砣×OC可得 FA×10cm＝2N×34cm， 解得FA＝6.8N； （2）F浮＝G金﹣FA＝8N﹣6.8N＝1.2N， 因合金块浸没，V排＝V金＝100cm3＝10﹣4m3， 由F浮＝ρ液gV排可得： ρ液＝＝＝1.2×103kg/m3； （3）因容器成柱状，合金块放入液体后对容器底增大的压力： △F＝F浮＝1.2N， 增大的压强△p＝＝＝120Pa； （4）由杠杆平衡条件：（G金﹣F浮′）×OA＝G砣×L， （G金﹣ρgV排）×OA＝G砣×L， L＝＝ 解得：L＝0.4﹣5×10﹣5ρ， 因L与ρ成线性关系，所以密度秤刻度均匀。 答：（1）秤杆A端受到绳子的拉力大小为6.8N； （2）C点刻度表示的待测液体密度为1.2×103kg/m3； （3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化120Pa； （4）L与待测液体密度ρ的函数关系式，L＝0.4﹣5×10﹣5ρ，密度秤刻度均匀。 35．【解答】 （1）由图可知，有两段绳子拉着动滑轮，则绳子的自由端移动的速度为：v＝2×0.2m/s＝0.4m/s； 拉力的功率为：P＝＝＝Fv＝150N×0.4m/s＝60W； （2）物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍，则物体受到的摩擦力为：f＝0.2G＝0.2×1000N＝200N； 物体在水平面上做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，则拉动物体的力F'＝f＝200N； 不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦，根据F＝（F'+G动）可知，动滑轮的重力为：G动＝2F﹣F'＝2×150N﹣200N＝100N； （3）若物重增大到2000N，则水平方向上拉动物体的力为：F大＝0.2G'＝0.2×2000N＝400N； 设物体在水平方向上移动的距离为l，则动滑轮上升的高度为l，滑轮组的机械效率为： η＝＝＝＝＝80%。 答：（1）工人师傅拉力的功率为60W； （2）动滑轮的重为100N； （3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是80%。 36．【解答】（1）当物体M浸没在液体中时，由F浮＝ρ液gV排可知，液体的密度越大，物体M受到浮力越大， 因为ρ甲＜ρ乙，所以M浸在两种液体受到的浮力F甲＜F乙， 而浸在液体中的物体受到的浮力F浮＝G﹣FM，所以M在液体中受到的拉力FM甲＞FM乙， 又因为绳自由端的拉力F＝（FM+G动）， 所以拉力F＞F′，则图丙中A曲线表示拉力F随时间t变化的图像； （2）由图丙可知物体M在完全离开水面时绳自由端的拉力F0＝180N， 此时有：F0＝（G+G动）——① 当物体M浸没在水中时绳自由端受到的拉力FA＝150N，令此时物体M在水中受到的拉力为F1， 则有：FA＝（F1+G动）——② ①﹣②有：G﹣F1＝2（F0﹣FA）＝2×（180N﹣150N）＝60N 所以物体M浸没在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F1＝60N； （3）由于绳重和摩擦不计，则η＝＝＝， 所以，物体离开水面前，滑轮组的机械效率：η1＝＝＝＝， 物体离开水面后，滑轮组的机械效率：η0＝＝＝， 所以，＝＝， 解得：G＝300N， 则动滑轮的重力为：G动＝2F0﹣G＝2×180N﹣300N＝60N， 令物体M在浓盐水中受到的拉力为F2，浮力为F浮'，绳自由端受到的拉力为FB，物体离开浓盐水前，滑轮组的机械效率：η2＝＝＝， 所以，＝＝＝， 解得：F浮'＝72N。 答：（1）A； （2）物体M浸没在水中受到的浮力为60N； （3）物体M浸没在盐水中的浮力72N。 37．【解答】（1）图中使用滑轮组提升物体，n＝2， 则自由端移动的距离：s＝2h＝2×16m＝32m， 电动机拉绳的速度：v＝＝＝0.8m/s； （2）电动机的额定功率P＝2.2kW＝2200W，电动机消耗的电能：W＝Pt＝2200W×40s＝88000J， 电动机做功：W′＝Wη＝88000J×50%＝44000J， 电动机对绳的拉力：F＝＝＝1375N。 答：（1）电动机拉绳的速度大小为0.8m/s； （2）电动机对绳的拉力大小为1375N。 38．【解答】（1）有用功： W有用功＝Gh＝400N×2m＝800J； 由图知，n＝2，拉力端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m， 拉力做的功：W总＝Fs＝250N×4m＝1000J； 滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝80%； （2）拉力做功的功率P＝＝＝125W。 答：（1）滑轮组的机械效率为80%； （2）拉力F的功率为125W。 39．【解答】 （1）图中动滑轮由2段绳子承担重物，不计摩擦和绳子重， 拉力F＝（G+G动）＝（320N+80N）＝200N， （2）绳子自由端移动的距离s＝2h＝2×3m＝6m： 总功W总＝Fs＝200N×6m＝1200J， 绳子自由端拉力F的功率： P＝＝＝60W； （3）不计绳重和摩擦，动滑轮的机械效率： η＝×100%＝×100%＝×100%＝＝80%。 答：（1）拉力F的大小为200N； （2）拉力F做功的功率为60W； （3）此过程动滑轮的机械效率为80%。 40．【解答】（1）拉力所做的功为： W总＝Fs＝0.3N×0.3m＝0.09J； （2）有用功为： W有用＝Gh＝0.5N×0.1m＝0.05J， 滑轮组的机械效率为： η＝＝×100%≈55.6%。 答：（1）拉力所做的功为0.09J； （2）滑轮组的机械效率为55.6%。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $