第十一章 简单机械和功单元检测（暑假培优·预习讲义）新九年级物理新教材苏科版

**基本信息** 本单元卷聚焦“简单机械和功”，通过跨学科实践（简易杆秤）、生活情境（车闸、滑轮组）及科技案例（三峡升船机），全面考查杠杆平衡、机械效率等核心知识，适配初中物理暑假单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题24分|杠杆平衡（杆秤）、动滑轮效率|跨学科实践情境，考查科学推理| |填空题|8题27分|摩擦力平衡、斜面机械效率|基础巩固，结合生活实例| |实验题|3题22分|自制浮力秤、滑轮组效率探究|项目式学习，培养科学探究能力| |综合题|3题23分|折叠床杠杆功计算、升船机效率|真实科技应用，体现科学态度与责任|

第十一章 简单机械和功单元检测卷 分值：100分 时间：90分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意）。 1．如图所示，是在跨学科实践活动中，某同学制作的简易杆秤，提纽提着秤杆的B点测量秤盘内物体的质量，当秤砣在C点时，秤杆刚好在水平位置平衡。已知秤砣的质量为0.6kg，，。不计绳重和杆重，下列说法正确的是（     ） A．若把秤杆看作杠杆，则支点在A点 B．秤盘及秤盘内物体的总质量为2.4kg C．若再向秤盘里放一个鸡蛋，为保持平衡秤砣应向左移动 D．若称量时秤杆的右端逐渐变低，则测量结果偏小 2．如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10 s内匀速上升4 m，物体的重力为8 N，动滑轮的重力为2 N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（     ） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4 m/s C．拉力做的有用功为40 J D．该动滑轮提升物体的机械效率为80% 3．如图所示，水平地面上AB段和BC段长度相等，AB段比BC段粗糙一些。用水平恒力F拉动物块经过AB和BC段，物块在AB段刚好做匀速直线运动。以下说法正确的是（     ） A．物块经过AB段和BC段所用时间相等 B．拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功 C．木块到达B点的动能小于到达C点的动能 D．拉力F在AB段做功的功率等于在BC段做功的平均功率 4．小明设计了如图所示的装置来进行“探究滑动摩擦力的影响因素”实验，水平传送带的速度可以调节，定滑轮与绳的摩擦忽略不计。对于该实验，以下说法正确的是（　　） A．木块受到静摩擦力 B．定滑轮能改变力的方向和大小 C．木块受到的摩擦力方向为水平向左 D．当传送带速度变大，木块所受摩擦力也变大 5．如图所示，甲为某停车场入口处的车闸杆，乙为此车闸杠杆示意图（忽略摩擦），为质量分布均匀的闸杆的支点，闸杆的重力为，长度为，长度为。下列说法正确的是（     ） A．适当减小的间距，可减小施加在端升起闸杆的力 B．要将闸杆升起，至少需在端施加的力为 C．升起闸杆时，若施加在端的力为动力，此时闸杆是省力杠杆 D．升起闸杆时，在同一竖直面内沿方向施力比沿方向施力更省力 6．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，以下说法正确的是（     ） A．0～2s，物体没有被推动，是因为推力小于摩擦力 B．2～4s，物体做匀速直线运动 C．2～4s，物体受到的摩擦力大小是3N D．4～6s，推力做的功是16J 7．如图甲所示，物体在10 N的水平拉力F的作用下，沿水平地面向右做直线运动。固定于地面的传感器发出的超声波遇到运动的物体被反射回传感器，传感器通过计算机显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s-t图像，如图乙所示，下列说法正确的是（     ） A．物体做减速运动 B．传感器相对于物体是静止的 C．0~15s内拉力做的功为300J D．物体受到的摩擦力小于10N 8．如图所示，重500 N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升重540 N物体A，物体A被匀速提升3 m用时25 s，绳子自由端受到竖直向下的拉力为300 N，若两个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（     ） A．工人做功的功率为36 W B．工人做的有用功是900 J C．滑轮组的机械效率为90% D．增大滑轮的重力，机械效率会变大 9．用图所示的动滑轮，先后将两个不同物体匀速提升一定高度，所用时间相同，两次做功的情况如图所示。两次的额外功相同，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升物体时，动滑轮的机械效率较低 B．第一次提升物体时，物体上升的高度较低 C．第二次提升物体时，物体上升的速度较大 D．第二次提升物体时，绳子自由端受到的拉力较小 10．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重60N的物体，已知滑轮重20N，杠杆（）重10 N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（     ） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：该装置是三者中施力最小的 D．若提升的物体越重，甲、乙、丙的机械效率就会越高 11．某电动汽车在水平路面上沿直线向前运动，行驶过程中所受到的阻力不变，当车速从v =10m/s逐渐增大至某速度值后，汽车保持匀速直线运动。此过程中，汽车所受牵引力F与速度的倒数（）的关系如图中实线所示。关于上述过程说法正确的是（　　） A．牵引力F做功的功率恒为1000W B．加速过程中，牵引力F越来越小 C．当v = 20 m/s，汽车所受阻力为5×103N D．加速过程中，牵引力F对汽车做功越来越快 12．新考法·比较机械效率 小明用如图所示的装置测量杠杆的机械效率。已知制作杠杆的材料质量分布均匀，杠杆的重力为，图中，所用钩码相同，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，杠杆的三次机械效率分别为、、。以下判断正确的是（    ） A． B． C． D． 第Ⅱ卷（非选择题） 二、填空题（本题共8小题，每空1分，共27分） 13．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，如图甲所示。图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。木块受到的拉力和________是一对平衡力，木块两次受到的摩擦力大小关系为________，两次拉力做功的功率大小关系为________。 14．如图所示，轻质杠杆AB长为2m，AO长为0.4m，物体G的重力为40N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个__________N的力F，方向__________。如果G为80N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个____________N的力。 15．如图，利用动滑轮提水，用75N的拉力将水桶提升1m，不计绳重、摩擦和桶重，若动滑轮的机械效率为90%，则拉力所做的总功____为J，水的重力为_________N；如果从水桶内取出部分水，此时动滑轮的机械效率将_______；该动滑轮可以看作为_________杠杆。 16．工人师傅搭了如图所示斜面，用沿斜面向上600N的拉力，把一个重为1200N的重物搬到2m高的车上。已知斜面长为5m，此过程中，搭建斜面的目的是为了______，工人对重物所做的有用功为______J，额外功为______J， 斜面的机械效率为______。 17．如图所示，物理学习小组在室外测试某型号无人机负重飞行能力，将重的货物固定在无人机上。 （1）无人机在空中悬停的过程中，对货物做功为________J； （2）无人机在内匀速上升，对货物做功为________J，功率为________W，以________（选填“货物”“地面”）为参照物，无人机是静止的。 18．小方用图中滑轮组将物块匀速提升了2cm，用时2s，已知动滑轮重0.9N，弹簧测力计的示数为3N，绳子自由端移动的距离为___________cm，绳子自由端提升的速度为___________m/s，不计绳重及摩擦，则该物块的重力___________N。 19．在洞庭湖生态产业园建设工地上，有一重600N、底面积0.06m2的石材平放在水平地面，对地面压强p1为___________Pa。工人师傅使用杠杆AB（杠杆及绳质量不计）搬运此石材，杠杆可绕支点O转动，AO∶OB=5∶3。工人师傅在A端施加竖直向下的力F，杠杆水平平衡，石材没有离开地面，此时石材对地面的压强为p2，。此杠杆为__________（根据动力臂与阻力臂大小分类）杠杆；此时在A端施加的力F为__________N。 20．放在地面的箱子重1200N，当用100N的水平力推它时，木箱没有动，地面对木箱的摩擦力是________N；当用200N的水平力推它时，木箱恰好做匀速直线运动，如果作用在木箱上的水平推力为300N时，木箱受到的摩擦力是________N。用一个动滑轮将这个物体匀速提升0.5m，如果人的拉力是800N，则滑轮的机械效率是________。 三、作图题（每题2分，共4分） 21．如图所示，图甲是一个门把手，握住门把手向下压就可以打开门，门把手可以看成如图乙所示的一个杠杆，O为支点，请你在图乙中画出阻力F2的力臂及B点施加的最小动力F1。 22．如图所示，请画出利用滑轮组以最省力的方式提升重物的绕线方法。 四、实验题（每空1分，共22分） 23．项目式学习小组开展了“自制质量测量仪”的活动。 【项目任务】自制质量测量仪并用于测量物体的质量。 【项目制作】 第一小组方案： (1)组员找到的材料如图甲所示，每个铅粒10g，将铅粒逐个放在托盘中，根据弹簧指针所在位置在外壳上标刻度。为提高“精确度”，应选用图乙中________（选填“a”“b”或“c”）弹簧制作。该小组用到的物理知识是：在弹性限度内，弹簧的________与受到的拉力成正比。 第二小组方案： (2)如图丙所示，选择轻质的圆柱形小筒，在其底部均匀地放上细沙，上端放一个轻质的秤盘。将组装好的小筒和空秤盘，放入水中，并使它漂浮在水面上。 当秤盘上未放物体时，用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度，标记为________g；在秤盘中只放入一个10g的砝码，用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度b，标记为10g；在秤盘中只放入一个20g的砝码，用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度c，标记为20g；作好标记的小筒外侧，如图丁所示，a、b、c三个位置标记正确的是：________（选填“A”或“B”）。 (3)小筒底面积，最大高度，小筒、细沙和空秤盘的总质量，则该“浮力秤”的量程________g。 第三小组方案： 如图戌所示，用长50cm的硬木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在点作为秤盘，在离点的点挂粗绳作为提纽，制作了一个杆秤。 【交流评价】 (4)三个小组同学一起讨论各方案的优缺点。普遍认为第二小组制作的浮力秤精确度不够。为提高浮力秤的精确度，可行的改进措施有_____________。 (5)有同学了解到，不同地区值不同，将以上三种装置拿到月球上进行实验，值的大小对测量结果无影响的是________。 A．第一小组方案 B．第二小组方案 C．第三小组方案 D．都无影响 24．物理活动小组同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 (1)实验需要测量的物理量： ①用体重计测量自己的质量m； ②用______（填测量器材）测自己平均每次跳起的高度（人的重心上升的高度）； ③用______（填测量器材）记录跳n次绳所用的时间t； (2)跳绳时平均功率表达式P=______；（用已测得物理量的字母表示） (3)若某同学的质量m=50kg，他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min内，他跳绳的个数是______个，在1min内克服重力做功的平均功率为______W；（g取10N/kg） (4)若两位同学比较跳绳的平均功率大小（假设两人跳起的平均高度相同），则______。（选填“A”、“B”或“C”） A．体重相同，跳的时间越短的功率越大 B．体重相同，跳的个数越多的功率越大 C．两人相同时间内跳的个数相同，体重大的功率大 25．小华用如图装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如表所示。 次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η 1 2 10 1.0 66.7％ 2 3 10 1.4 71.4％ 3 6 10 2.5 80.0％ (1)实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计。 (2)分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是______；汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，______与本实验的原理相同。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员； 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力； 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。 (3)小华所用动滑轮重一定小于______N。 (4)小红也利用重为2N、3N、6N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于小华的测量值，则小华测量值偏大的原因可能是（　　） A．测拉力时，测力计未调零，指针指在零刻度线上方 B．测力计每次拉动物体时均加速上升 C．测力计每次拉动物体时未沿竖直方向 D．所使用的动滑轮的重力小于小华 小华还利用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系，OC是一根均匀的杠杆，且（不计摩擦），收集的数据如表所示。 悬挂点 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力的大小F/N 拉力端移动距离s/m 机械效率η A 6 0.2 3 0.6 66.7％ B 6 0.2 5 0.3 80.0％ (5)从实验数据分析初步得出，当物重相同时，悬挂点越______（靠近/远离）支点，机械效率越高。 (6)分析表格中的数据，请你求出杠杆的自重为______N。 (7)若把弹簧测力计由C点移动B点，点O位置不变，仍将挂在A点的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将______（变大/变小/不变）。 五、综合解答题（26，27题每题8分，28题7分，共23分） 26．如图甲所示的折叠床因隐形、节约空间等特点，备受欢迎。将折叠床处于水平位置时的结构进行简化，构成如图乙所示的模型。折叠床可围绕O点转动，床两侧各装一根液压杆，液压杆连接了床架上B处和墙体上A处，液压杆的拉力沿AB方向，通过控制液压杆的开关可以在10 s内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5 m，床体OC长度为2 m、（包含床垫）质量为100 kg，整个床体厚度为0.2 m，不计床架、液压杆自重及摩擦损耗。求： (1)床体的重力大小； (2)收起床体过程中，克服床体重力所做的功； (3)收起床体时，单个液压杆的最小拉力； (4)液压杆收起床体过程中，对床做功的最小功率。 27．课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置，用物体代替沉船。如图所示，使物体从位置匀速直线上升到位置，的高度，物体受到的重力，体积是，作用在绳子的拉力为，作用在绳子的拉力，（整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响），，求： (1)物体所受浮力的大小； (2)的大小； (3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置，滑轮组的机械效率。 28．阅读短文，回答问题。 三峡升船机-全球最大的“超级电梯”三峡升船机是三峡工程重要通航设施之一，主要为客船、货船和特种船舶提供快速过坝通道，过船规模为3000吨级，提升总重量约15500吨，最大提升高度为113米，是目前世界上规模最大、技术难度最高的垂直升船机，如图1所示。 与电梯相似，升船机主要由塔柱、承船厢、滑轮组和平衡重组等构成，承船厢是米标准水深、总重为15500吨的水厢。其工作原理是：船只由航道进入承船厢，关闭闸门后，由带动力的滑轮组和平衡重组将承船厢提升或下降，到达位置后开闸，船只离开承重厢驶出，如图2所示。 (1)从工作原理图上看，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮属于___________滑轮。 (2)一艘总重量为3000吨（船重+货重）的货轮驶入承船厢，由阿基米德原理可知，货轮将排出一定量的水，待排水结束关闭承船厢的闸门后，货轮和承船厢的总重是___________吨。因此，为了减少升船机的耗能，提升升船机的机械效率，三峡升船机的每个平衡重设置质量应为___________吨。 (3)升船机将一艘总质量为3000吨的货轮，从下航道闸口以0.2m/s的速度匀速提升100米到上航道闸口。在提升过程中，为克服误载水深荷载、系统机械摩擦阻力和风阻力等，滑轮组驱动机构给予了承船厢总共400吨的驱动力，则在这次提升中滑轮组的驱动功率是___________ W，滑轮组和平衡重组所做的总功为___________ J，升船机提升货船的机械效率是___________%。（g取10N/kg，结果保留一位小数） (4)要想提高升船机的机械效率，可思考的改进措施是___________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 简单机械和功单元检测卷 分值：100分 时间：90分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意）。 1．如图所示，是在跨学科实践活动中，某同学制作的简易杆秤，提纽提着秤杆的B点测量秤盘内物体的质量，当秤砣在C点时，秤杆刚好在水平位置平衡。已知秤砣的质量为0.6kg，，。不计绳重和杆重，下列说法正确的是（     ） A．若把秤杆看作杠杆，则支点在A点 B．秤盘及秤盘内物体的总质量为2.4kg C．若再向秤盘里放一个鸡蛋，为保持平衡秤砣应向左移动 D．若称量时秤杆的右端逐渐变低，则测量结果偏小 【答案】B 【详解】A．杆秤绕提纽B点转动，因此支点是B点，故A错误； B．根据杠杆平衡条件，可得： 代入数据得 解得秤盘及秤盘内物体的总质量为，故B正确； C．向秤盘加物体后，左侧力与力臂的乘积变大，右侧秤砣重力不变，需要增大力臂，即BC的长度才能平衡，因此秤砣应向右移动，故C错误； D．称量时右端变低，说明秤砣位置偏右，离支点B更远，对应的刻度读数更大，因此测量结果偏大，故D错误。 故选B。 2．如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10 s内匀速上升4 m，物体的重力为8 N，动滑轮的重力为2 N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（     ） A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4 m/s C．拉力做的有用功为40 J D．该动滑轮提升物体的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．使用动滑轮可以省力，但费距离，故A错误； B．物体运动的速度，故B错误； C．拉力做的有用功，故C错误； D．由图可知，与动滑轮连接的绳子段数n=2，不计绳重与摩擦，拉力的大小 绳子自由端移动的距离 该动滑轮的效率，故D正确。 故选D。 3．如图所示，水平地面上AB段和BC段长度相等，AB段比BC段粗糙一些。用水平恒力F拉动物块经过AB和BC段，物块在AB段刚好做匀速直线运动。以下说法正确的是（     ） A．物块经过AB段和BC段所用时间相等 B．拉力F在AB段做的功大于在BC段做的功 C．木块到达B点的动能小于到达C点的动能 D．拉力F在AB段做功的功率等于在BC段做功的平均功率 【答案】C 【详解】A．物块在段做匀速直线运动，因为段比段粗糙，所以物块在段受到的摩擦力小于，而拉力不变，那么物块在段做加速运动。由于、段长度相等，根据，物块在段速度大于段速度，所以经过段所用时间大于段所用时间，故A错误； ‌B．根据功的计算公式，拉力恒定，段和段长度相等，所以拉力在段做的功等于在段做的功，故B错误； ‌C．物块在段做加速运动，速度不断增大，根据动能的影响因素，质量不变时，速度越大动能越大，所以木块到达点的动能小于到达点的动能，故 C正确； D‌．由前面分析可知拉力在段和段做的功相等，但物块经过段所用时间大于段所用时间，根据功率公式，可得拉力在段做功的功率小于在段做功的平均功率，故D错误。 故选C。 4．小明设计了如图所示的装置来进行“探究滑动摩擦力的影响因素”实验，水平传送带的速度可以调节，定滑轮与绳的摩擦忽略不计。对于该实验，以下说法正确的是（　　） A．木块受到静摩擦力 B．定滑轮能改变力的方向和大小 C．木块受到的摩擦力方向为水平向左 D．当传送带速度变大，木块所受摩擦力也变大 【答案】C 【详解】A．木块相对于传送带是运动的，故木块受到的是滑动摩擦力，故A错误； B．定滑轮可以改变力的方向，但不能改变力的大小，故B错误； C．木块相对于传送带向右运动，受到的摩擦力与运动方向相反，故木块受到的摩擦力方向水平向左，故C正确； D．木块相对于运动的传送带是运动的，但木块相对于地面是静止的，根据二力平衡，可知木块受到平衡力，故传送带速度的大小对木块受到的摩擦力无影响，故D错误； 故选C 。 5．如图所示，甲为某停车场入口处的车闸杆，乙为此车闸杠杆示意图（忽略摩擦），为质量分布均匀的闸杆的支点，闸杆的重力为，长度为，长度为。下列说法正确的是（     ） A．适当减小的间距，可减小施加在端升起闸杆的力 B．要将闸杆升起，至少需在端施加的力为 C．升起闸杆时，若施加在端的力为动力，此时闸杆是省力杠杆 D．升起闸杆时，在同一竖直面内沿方向施力比沿方向施力更省力 【答案】B 【详解】A．适当减小的间距，即动力臂减小，阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件，动力会增大，故A错误； B．闸杆质量分布均匀，重心在闸杆中点，阻力（闸杆重力）的力臂为 当动力方向垂直杠杆时，动力臂最大，动力最小，最大动力臂为。根据杠杆平衡条件，可得最小动力 故B正确； C．升起闸杆时，最大动力臂为，阻力臂为，动力臂小于阻力臂，因此是费力杠杆，故C错误； D．沿方向斜向施力时，支点到作用线的垂直距离（动力臂）小于方向的动力臂，根据杠杆平衡条件，动力臂越小动力越大，因此沿方向施力更费力，故D错误。 故选B。 6．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，以下说法正确的是（     ） A．0～2s，物体没有被推动，是因为推力小于摩擦力 B．2～4s，物体做匀速直线运动 C．2～4s，物体受到的摩擦力大小是3N D．4～6s，推力做的功是16J 【答案】D 【详解】A．由图像可知，0～2秒，物体没有推动，物体处于平衡状态，根据力的平衡条件可知，物体受到的推力等于摩擦力，故A错误； B．由图乙中图像可知，2～4秒物体的速度随时间的变化而增大，所以物体做加速直线运动，故B错误； C．由图像可知，在4s～6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由图像可知在4s～6s可知拉力，由平衡条件可得滑动摩擦力，由图像，物体在2～4秒做匀加速运动，因物体受到的摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与运动的速度无关，因此物体受到的摩擦力不变，是2N，故B错误； D．由图像可知，在4s～6s物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由图可知，第4秒到第6秒，速度为4m/s，由图乙知第4秒到第6秒，物体受到水平推力是2N，则4～6s推力做的功 故D正确。 故选 D。 7．如图甲所示，物体在10 N的水平拉力F的作用下，沿水平地面向右做直线运动。固定于地面的传感器发出的超声波遇到运动的物体被反射回传感器，传感器通过计算机显示出物体在水平方向通过的距离随时间变化的s-t图像，如图乙所示，下列说法正确的是（     ） A．物体做减速运动 B．传感器相对于物体是静止的 C．0~15s内拉力做的功为300J D．物体受到的摩擦力小于10N 【答案】C 【详解】A．图像是过原点倾斜直线，路程与时间成正比，物体做匀速直线运动，不是减速，故A错误； B．物体向右运动、传感器固定于地面，二者位置不断变化，传感器相对物体是运动的，故B错误； C．路程，拉力做功，故C正确； D．匀速直线运动受力平衡，水平方向物体受到的摩擦力，故D错误。 故选C。 8．如图所示，重500 N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升重540 N物体A，物体A被匀速提升3 m用时25 s，绳子自由端受到竖直向下的拉力为300 N，若两个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（     ） A．工人做功的功率为36 W B．工人做的有用功是900 J C．滑轮组的机械效率为90% D．增大滑轮的重力，机械效率会变大 【答案】C 【详解】A．由图可知，承担重物的绳子段数，绳子自由端移动距离 拉力做的总功 工人做功的功率 ，故A错误； B．工人做的有用功是提升物体做的功，，故B错误； C．滑轮组的机械效率，故C正确； D．不计绳重和摩擦，提升相同物体时，滑轮（动滑轮）重力越大，克服滑轮重力做的额外功越多，有用功不变，总功增大，由可知，机械效率会变小，故D错误。 故选 C。 9．用图所示的动滑轮，先后将两个不同物体匀速提升一定高度，所用时间相同，两次做功的情况如图所示。两次的额外功相同，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升物体时，动滑轮的机械效率较低 B．第一次提升物体时，物体上升的高度较低 C．第二次提升物体时，物体上升的速度较大 D．第二次提升物体时，绳子自由端受到的拉力较小 【答案】D 【详解】A． 由图可知，第一次机械效率75%，第二次70%，第一次机械效率更高，故A错误； B． 根据，、都相同，因此两次物体上升高度h相等，故B错误； C． 速度，h和t都相同，因此两次物体上升速度相等，故C错误； D． 机械效率变形得有用功 代入得 即 又，h相同，因此，动滑轮拉力 因此第二次绳子自由端拉力更小，故D正确。 故选D。 10．如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重60N的物体，已知滑轮重20N，杠杆（）重10 N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（     ） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：该装置是三者中施力最小的 D．若提升的物体越重，甲、乙、丙的机械效率就会越高 【答案】D 【详解】已知，，，，忽略绳重及摩擦。 甲（定滑轮）：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不省距离，不计绳重摩擦，拉力 定滑轮不需要提升自身，额外功为0，机械效率，故A正确； 乙（动滑轮）：，忽略绳重及摩擦，拉力 机械效率 丙（杠杆）：均匀杠杆重心在中点，，因此重心正好在A点位置，阻力臂为，动力臂为。 根据杠杆平衡 代入得 解得，机械效率 对比可知： 拉力大小:，丙施力最小；机械效率，乙的机械效率最低；提升物体越重时：乙和丙的额外功（提升自身重力的功）不变，物体越重，有用功占总功的比例越大，机械效率升高；但甲（定滑轮）不计绳重摩擦，额外功为0，机械效率始终为100%，不随物体重力增大而升高，故选D。 11．某电动汽车在水平路面上沿直线向前运动，行驶过程中所受到的阻力不变，当车速从v =10m/s逐渐增大至某速度值后，汽车保持匀速直线运动。此过程中，汽车所受牵引力F与速度的倒数（）的关系如图中实线所示。关于上述过程说法正确的是（　　） A．牵引力F做功的功率恒为1000W B．加速过程中，牵引力F越来越小 C．当v = 20 m/s，汽车所受阻力为5×103N D．加速过程中，牵引力F对汽车做功越来越快 【答案】B 【详解】根据功率公式 ，变形得 ，可知图中倾斜段与成正比，说明此段功率保持不变，结合图像计算分析各选项： A．取点 ，，计算功率 不是，故A错误； B．加速过程车速逐渐增大，因此逐渐减小，由图像可知：减小时，逐渐减小，因此牵引力越来越小，故B正确； C．汽车最终匀速时，牵引力等于阻力，最大速度对应，此时，阻力，阻力全程不变，因此时阻力仍为，故C错误； D．做功快慢就是功率，加速过程中功率保持不变，因此牵引力做功的快慢不变，故D错误。 故选B。 12．新考法·比较机械效率 小明用如图所示的装置测量杠杆的机械效率。已知制作杠杆的材料质量分布均匀，杠杆的重力为，图中，所用钩码相同，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，杠杆的三次机械效率分别为、、。以下判断正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【分析】因为，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，根据数学知识可知，从左到右三个图中杠杆的重心上升的高度；根据可知有用功相同，根据可知机械效率大小关系。 【详解】因，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，根据数学知识可知，从左到右三个图中杠杆的重心上升的高度分别为，，； 根据可知有用功相同，根据，可知、所做的额外功相同，大于所做的额外功，根据 可知，故A正确，BCD错误。 故选A。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、填空题（本题共8小题，每空1分，共27分） 13．在“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验中，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，如图甲所示。图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。木块受到的拉力和________是一对平衡力，木块两次受到的摩擦力大小关系为________，两次拉力做功的功率大小关系为________。 【答案】 滑动摩擦力 = < 【详解】木块水平匀速直线运动时，水平方向受力平衡，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。 滑动摩擦力大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关。两次拉动同一木块，压力、接触面粗糙程度都不变，因此。 从s-t图像可知，两次都做匀速直线运动，且通过相同路程，第一次所用时间大于第二次，因此；由于拉力等于摩擦力，因此。根据可知，。 14．如图所示，轻质杠杆AB长为2m，AO长为0.4m，物体G的重力为40N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个__________N的力F，方向__________。如果G为80N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个____________N的力。 【答案】 10 竖直向下 20 【详解】支点O，阻力大小等于物体G的重力，这个力使杠杆产生逆时针转动趋势，阻力臂 所以需要在B点施加一个竖直向下的动力F，此力使杠杆产生顺时针转动趋势，并且动力臂 最大，需要动力最小。 根据杠杆平衡条件 当时 当时 15．如图，利用动滑轮提水，用75N的拉力将水桶提升1m，不计绳重、摩擦和桶重，若动滑轮的机械效率为90%，则拉力所做的总功____为J，水的重力为_________N；如果从水桶内取出部分水，此时动滑轮的机械效率将_______；该动滑轮可以看作为_________杠杆。 【答案】 150 135 减少 省力 【详解】动滑轮绳子段数，水桶提升高度，所以拉力移动的距离 拉力做的总功 已知机械效率，有用功 有用功是克服水的重力做功，所以水的重力 不计绳重、摩擦和桶重，额外功只来自克服动滑轮重力做功。取出部分水后，有用功（克服水重做功）减小，额外功（克服动滑轮重做功）不变，根据 ​​，有用功占比降低，机械效率减小；动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，所以是省力杠杆。 16．工人师傅搭了如图所示斜面，用沿斜面向上600N的拉力，把一个重为1200N的重物搬到2m高的车上。已知斜面长为5m，此过程中，搭建斜面的目的是为了______，工人对重物所做的有用功为______J，额外功为______J， 斜面的机械效率为______。 【答案】 省力 2400/ 600/ 80% 【详解】斜面属于省力机械，使用斜面可以省力，因此搭建斜面的目的是省力。 有用功 总功 额外功 斜面的机械效率 17．如图所示，物理学习小组在室外测试某型号无人机负重飞行能力，将重的货物固定在无人机上。 （1）无人机在空中悬停的过程中，对货物做功为________J； （2）无人机在内匀速上升，对货物做功为________J，功率为________W，以________（选填“货物”“地面”）为参照物，无人机是静止的。 【答案】 0 1000 100 货物 【详解】【小题1】无人机悬停时对货物有向上的力，但货物在力的方向上没有移动距离。根据做功的两个必要因素，此时无人机对货物做功为 。 【小题2】无人机匀速上升时拉力等于货物重力 ，货物在拉力方向移动了 。无人机对货物做的功 已知无人机对货物做功所用时间为 。功率 无人机与货物相对位置保持不变，故以货物为参照物时，无人机是静止的。 18．小方用图中滑轮组将物块匀速提升了2cm，用时2s，已知动滑轮重0.9N，弹簧测力计的示数为3N，绳子自由端移动的距离为___________cm，绳子自由端提升的速度为___________m/s，不计绳重及摩擦，则该物块的重力___________N。 【答案】 6 0.03 8.1 【详解】由图可知，，绳子自由端移动的距离为 绳子自由端提升的速度为 不计绳重及摩擦，根据可知，则该物块的重力 19．在洞庭湖生态产业园建设工地上，有一重600N、底面积0.06m2的石材平放在水平地面，对地面压强p1为___________Pa。工人师傅使用杠杆AB（杠杆及绳质量不计）搬运此石材，杠杆可绕支点O转动，AO∶OB=5∶3。工人师傅在A端施加竖直向下的力F，杠杆水平平衡，石材没有离开地面，此时石材对地面的压强为p2，。此杠杆为__________（根据动力臂与阻力臂大小分类）杠杆；此时在A端施加的力F为__________N。 【答案】 10000/104 省力 216 【详解】石材平放在水平地面，对地面的压力等于自身重力，即 对地面的压强 动力是A端的拉力，动力臂为；阻力是B端绳子的拉力，阻力臂为。已知，动力臂大于阻力臂，因此该杠杆是省力杠杆。 已知，得 此时石材对地面的压力 地面对石材的支持力等于，对石材受力分析得，绳子对石材的拉力 即杠杆B端受到的拉力为。 根据杠杆平衡条件得， 代入 解得 20．放在地面的箱子重1200N，当用100N的水平力推它时，木箱没有动，地面对木箱的摩擦力是________N；当用200N的水平力推它时，木箱恰好做匀速直线运动，如果作用在木箱上的水平推力为300N时，木箱受到的摩擦力是________N。用一个动滑轮将这个物体匀速提升0.5m，如果人的拉力是800N，则滑轮的机械效率是________。 【答案】 100 200 75% 【详解】[1]由题意可知，木箱没有动即处于静止状态，根据二力平衡的条件可得，地面对木箱的摩擦力等于水平推力，即 [2]由题意可知，当推力为200N时，木箱处于匀速直线运动状态，根据二力平衡的条件可知，此时木箱受到的摩擦力等于水平推力，即200N，由于影响摩擦力大小的因素是压力和接触面粗糙程度，所以当水平推力为300N时，木箱受到的摩擦力不变，仍为200N。 [3]由题意可知，动滑轮的有用功为 绳自由端移动的距离为 拉力做的总功为 滑轮的机械效率为 三、作图题（每题2分，共4分） 21．如图所示，图甲是一个门把手，握住门把手向下压就可以打开门，门把手可以看成如图乙所示的一个杠杆，O为支点，请你在图乙中画出阻力F2的力臂及B点施加的最小动力F1。 【答案】 【详解】力臂为支点到力的作用线的垂直距离，从支点O作F2的作用线的垂线即为F2的力臂L2；根据杠杆平衡原理，当动力臂最大时，动力最小，连接支点O与B，作OB的垂直线即为动力F1的作用线，由题意得，动力F1的方向向下，如图所示： 22．如图所示，请画出利用滑轮组以最省力的方式提升重物的绕线方法。 【答案】 【详解】以最省力的方式提升重物，需要动滑轮上绳子股数最多。观察滑轮组可以发现动滑轮数量比定滑轮多一个，因此为了完美利用上两个动滑轮，应从定滑轮开始绕线，如图所示： 四、实验题（每空1分，共22分） 23．项目式学习小组开展了“自制质量测量仪”的活动。 【项目任务】自制质量测量仪并用于测量物体的质量。 【项目制作】 第一小组方案： (1)组员找到的材料如图甲所示，每个铅粒10g，将铅粒逐个放在托盘中，根据弹簧指针所在位置在外壳上标刻度。为提高“精确度”，应选用图乙中________（选填“a”“b”或“c”）弹簧制作。该小组用到的物理知识是：在弹性限度内，弹簧的________与受到的拉力成正比。 第二小组方案： (2)如图丙所示，选择轻质的圆柱形小筒，在其底部均匀地放上细沙，上端放一个轻质的秤盘。将组装好的小筒和空秤盘，放入水中，并使它漂浮在水面上。 当秤盘上未放物体时，用记号笔在小筒外侧水面的位置画上一个刻度，标记为________g；在秤盘中只放入一个10g的砝码，用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度b，标记为10g；在秤盘中只放入一个20g的砝码，用记号笔在小筒外侧水面位置画上刻度c，标记为20g；作好标记的小筒外侧，如图丁所示，a、b、c三个位置标记正确的是：________（选填“A”或“B”）。 (3)小筒底面积，最大高度，小筒、细沙和空秤盘的总质量，则该“浮力秤”的量程________g。 第三小组方案： 如图戌所示，用长50cm的硬木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在点作为秤盘，在离点的点挂粗绳作为提纽，制作了一个杆秤。 【交流评价】 (4)三个小组同学一起讨论各方案的优缺点。普遍认为第二小组制作的浮力秤精确度不够。为提高浮力秤的精确度，可行的改进措施有_____________。 (5)有同学了解到，不同地区值不同，将以上三种装置拿到月球上进行实验，值的大小对测量结果无影响的是________。 A．第一小组方案 B．第二小组方案 C．第三小组方案 D．都无影响 【答案】(1) a 伸长量 (2) 0 A (3)250 (4)换用底面积更小的圆柱形小筒 (5)BC 【详解】（1）[1]要提高精确度，需要相同拉力下弹簧伸长量更大，从图乙可知，拉力相同时，弹簧a的伸长量最大，相同质量变化对应的长度变化更明显，精度更高，因此选a。 [2]弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。 （2）[1]秤盘上未放物体时，待测质量为0，因此a标记为0g。 [2]被测质量越大，总重力越大，小筒漂浮需要的浮力越大，排开水的体积越大，小筒下沉越深，水面在小筒上的位置越靠上，因此刻度顺序从上到下为c（20g）、b（10g）、a（0g），对应A正确。 （3）小筒最大的排开水体积为 最大排水质量 浮力秤的最大测量值等于小筒完全浸入水中时排开水的质量减去小筒、细沙和空秤盘的总质量，即最大测量值为 则该“浮力秤”的量程为250g。 （4）质量变化对应排开水体积变化，对应深度变化 减小小筒底面积，可以使相同质量变化对应更大的深度变化，更易分辨，提高精确度。 （5）第一组：弹簧伸长量（k为弹簧的劲度系数），g变化时，相同m对应变化，用原刻度测量结果错误，g对结果有影响； 第二组浮力秤：漂浮时有，可得，测量结果和g无关； 第三组杆秤：杠杆平衡时有，可得，可知和L的关系与g无关，测量结果不受影响。 故选BC。 24．物理活动小组同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 (1)实验需要测量的物理量： ①用体重计测量自己的质量m； ②用______（填测量器材）测自己平均每次跳起的高度（人的重心上升的高度）； ③用______（填测量器材）记录跳n次绳所用的时间t； (2)跳绳时平均功率表达式P=______；（用已测得物理量的字母表示） (3)若某同学的质量m=50kg，他跳绳时的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min内，他跳绳的个数是______个，在1min内克服重力做功的平均功率为______W；（g取10N/kg） (4)若两位同学比较跳绳的平均功率大小（假设两人跳起的平均高度相同），则______。（选填“A”、“B”或“C”） A．体重相同，跳的时间越短的功率越大 B．体重相同，跳的个数越多的功率越大 C．两人相同时间内跳的个数相同，体重大的功率大 【答案】(1) 刻度尺 秒表 (2) (3) 25 180 75 (4)C 【详解】（1）[1][2]测自己平均每次跳起的高度用到刻度尺，记录跳n次绳所用的时间t要用秒表。 （2）跳绳时平均功率为 （3）[1][2][3]由图可知，每跳一次重心上升的高度，则每跳一次克服重力所做的功为 由图可知，跳一次所用的时间为，则在1min内，他跳绳的个数为 则在1min内克服重力做功的平均功率为 （4）A．根据可知，体重相同，次数未知，所以跳的时间越短的功率不一定越大，故A不符合题意； B．根据可知，体重相同，跳的时间未知，所以跳的个数越多的功率不一定越大，故B不符合题意； C．根据可知，两人相同时间内跳的个数相同，体重大的功率大，故C符合题意。 故选C。 25．小华用如图装置探究滑轮组的机械效率，实验数据记录如表所示。 次数 物重G/N 物体上升高度h/cm 拉力F/N 机械效率η 1 2 10 1.0 66.7％ 2 3 10 1.4 71.4％ 3 6 10 2.5 80.0％ (1)实验中应竖直向上______拉动弹簧测力计。 (2)分析数据可知，提高同一滑轮组的机械效率，可以采取的措施是______；汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，______与本实验的原理相同。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员； 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力； 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。 (3)小华所用动滑轮重一定小于______N。 (4)小红也利用重为2N、3N、6N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于小华的测量值，则小华测量值偏大的原因可能是（　　） A．测拉力时，测力计未调零，指针指在零刻度线上方 B．测力计每次拉动物体时均加速上升 C．测力计每次拉动物体时未沿竖直方向 D．所使用的动滑轮的重力小于小华 小华还利用如图所示的装置探究杠杆的机械效率与悬挂点的关系，OC是一根均匀的杠杆，且（不计摩擦），收集的数据如表所示。 悬挂点 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力的大小F/N 拉力端移动距离s/m 机械效率η A 6 0.2 3 0.6 66.7％ B 6 0.2 5 0.3 80.0％ (5)从实验数据分析初步得出，当物重相同时，悬挂点越______（靠近/远离）支点，机械效率越高。 (6)分析表格中的数据，请你求出杠杆的自重为______N。 (7)若把弹簧测力计由C点移动B点，点O位置不变，仍将挂在A点的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将______（变大/变小/不变）。 【答案】(1)匀速直线 (2) 增加提升物体的重力 方法一 (3)1 (4)AD (5)远离 (6)2 (7)不变 【详解】（1）实验中应竖直向上匀速竖直拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，绳子对动滑轮的总拉力等于动滑轮和物体的总重力。 （2）[1]由表中数据可知，同一滑轮将不同的重物提升相同的高度，提升物体越重，有用功越多，机械效率越高；即对同一滑轮，增加提升物体的重力可提高机械效率。 [2]方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，符合题意； 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，不符合题意； 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，是通过减小额外功来增加机械效率，不符合题意。 故选方法一与本实验原理相同。 （3）由图可知，滑轮组由3根绳承担物重，若不考虑绳重和摩擦，由表中的第1组数据可得 由表中的第2组数据可得 由表中的第3组数据可得 由于物重越重，实际操作时，绳和滑轮之间的摩擦越大，因此实际操作时小华所用动滑轮重一定小于1N。 （4）A．测拉力时，测力计未调零，指针指在零刻度线上方，使得测得的拉力变小，计算出的总功偏小，由可知，计算出的机械效率偏高，故A符合题意； B．测力计每次拉动物体时均加速上升，读出的拉力偏大，计算出的总功偏大，由可知，计算出的机械效率偏小，故B不符合题意； C．测力计每次拉动物体时未沿竖直方向，绳子斜拉时，测力计的读数偏大，计算出的总功偏大，由可知，计算出的机械效率偏小，故C不符合题意； D．所使用的动滑轮的重力小于小华，在所挂重物相同时，装置做的有用功相同；小红所用动滑轮的重力小，所做额外功较少，由可知，滑轮组的机械效率高，故D符合题意。 故选AD。 （5）由表中数据可知，悬挂点在B点时，距离支点较远，机械效率高；可得结论，当物重相同时，悬挂点越远离支点，机械效率越高。 （6）如图，悬挂点在A点时，由杠杆的平衡条件可得 解得 （7）若把弹簧测力计由C点移动B点，点O位置不变，由杠杆的平衡条件可得 解得 仍将挂在A点的钩码提升相同的高度，B点拉力端移动距离 则杠杆的机械效率 把弹簧测力计由C点移动B点，点O位置不变，仍将挂在A点的钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将不变。 五、综合解答题（26，27题每题8分，28题7分，共23分） 26．如图甲所示的折叠床因隐形、节约空间等特点，备受欢迎。将折叠床处于水平位置时的结构进行简化，构成如图乙所示的模型。折叠床可围绕O点转动，床两侧各装一根液压杆，液压杆连接了床架上B处和墙体上A处，液压杆的拉力沿AB方向，通过控制液压杆的开关可以在10 s内收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5 m，床体OC长度为2 m、（包含床垫）质量为100 kg，整个床体厚度为0.2 m，不计床架、液压杆自重及摩擦损耗。求： (1)床体的重力大小； (2)收起床体过程中，克服床体重力所做的功； (3)收起床体时，单个液压杆的最小拉力； (4)液压杆收起床体过程中，对床做功的最小功率。 【答案】(1)1000N (2)900J (3)2000N (4)90W 【详解】（1）床体的重力 （2）床体水平放置时，整个床体厚度为0.2m，其重心距底面的高度为 收起至竖直位置后，床体OC长度为2m，重心距底面的高度 重心上升的高度为 克服床体重力所做的功为 （3）该折叠床可视为以O点为支点的杠杆，由已知条件可知，床架上B处与O点的距离为0.5m。 结合几何关系得出动力臂 阻力为床体重力，阻力臂 因床两侧共有两根液压杆，设单个液压杆的拉力为F，根据杠杆平衡条件，解得 （4）已知控制液压杆可以在内收起床体，液压杆对床做功的最小功率为 27．课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置，用物体代替沉船。如图所示，使物体从位置匀速直线上升到位置，的高度，物体受到的重力，体积是，作用在绳子的拉力为，作用在绳子的拉力，（整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响），，求： (1)物体所受浮力的大小； (2)的大小； (3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置，滑轮组的机械效率。 【答案】(1)1000N (2)2100N (3)50% 【详解】（1）由于物体从M到N的过程中完全浸没在水中，所以排开水的体积等于物体的体积，即 物体所受的浮力为 （2）物体在水中匀速上升，处于平衡状态。物体受到竖直向下的重力，以及竖直向上的浮力和绳子a的拉力。 根据力的平衡条件有 的大小 （3）在此过程中，滑轮组做的有用功为提升物体所做的功，即克服物体的视重（重力与浮力的差值）做的功 由图可知，承担动滑轮的绳子段数，绳子b端移动的距离为 拉力F2做的总功为 滑轮组的机械效率为 28．阅读短文，回答问题。 三峡升船机-全球最大的“超级电梯”三峡升船机是三峡工程重要通航设施之一，主要为客船、货船和特种船舶提供快速过坝通道，过船规模为3000吨级，提升总重量约15500吨，最大提升高度为113米，是目前世界上规模最大、技术难度最高的垂直升船机，如图1所示。 与电梯相似，升船机主要由塔柱、承船厢、滑轮组和平衡重组等构成，承船厢是米标准水深、总重为15500吨的水厢。其工作原理是：船只由航道进入承船厢，关闭闸门后，由带动力的滑轮组和平衡重组将承船厢提升或下降，到达位置后开闸，船只离开承重厢驶出，如图2所示。 (1)从工作原理图上看，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮属于___________滑轮。 (2)一艘总重量为3000吨（船重+货重）的货轮驶入承船厢，由阿基米德原理可知，货轮将排出一定量的水，待排水结束关闭承船厢的闸门后，货轮和承船厢的总重是___________吨。因此，为了减少升船机的耗能，提升升船机的机械效率，三峡升船机的每个平衡重设置质量应为___________吨。 (3)升船机将一艘总质量为3000吨的货轮，从下航道闸口以0.2m/s的速度匀速提升100米到上航道闸口。在提升过程中，为克服误载水深荷载、系统机械摩擦阻力和风阻力等，滑轮组驱动机构给予了承船厢总共400吨的驱动力，则在这次提升中滑轮组的驱动功率是___________ W，滑轮组和平衡重组所做的总功为___________ J，升船机提升货船的机械效率是___________%。（g取10N/kg，结果保留一位小数） (4)要想提高升船机的机械效率，可思考的改进措施是___________。 【答案】(1)定 (2) 15500/ 7750/ (3) 8×105 1.59×1010 97.5 (4)给机械加润滑油 【详解】（1）由图可知，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮固定不动，该滑轮属于定滑轮。 （2）[1] 由题意知，升船机提升的总重量约为15500t，所以3000t的货轮驶入承船厢，承船厢会放出3000t的水，所以关闭承船厢的闸门后，货轮和承船厢的总重为15500t。 [2] 由图2知，提升承船厢的是定滑轮，用两根绳子来提升承船厢，所以每个平衡重组重量为；所以三峡升船机的平衡重组设置重量应为7750t。 （3）[1]承船厢的驱动力 货轮从下航道闸口以的速度匀速上升，提升中滑轮组的驱动功率为 [2]提升承船厢做的有用功 [3]滑轮组和平衡重组所做的总功为 则滑轮组和平衡重组提升承船厢的机械效率 （4）要想提高升船机的机械效率，给机械加润滑油，可减少克服摩擦做的额外功，在有用功一定时，总功减小，滑轮组的机械效率将变大。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $