精品解析：山东淄博市高青县2025-2026年第二学期期末考试八年级物理试题

2025—2026学年度第二学期期末诊断性检测 八年级物理试题 （满分：100分；时间：90分钟） 一、选择题（本题包括15个小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 一般水桶的形状如图所示。水桶做成“上大下小”的形状，是为了减小（ ） A. 手受到的拉力 B. 桶对手的压强 C. 水对桶底的压力 D. 水对桶底的压强 2. 如图所示，物体A在水平推力F的作用下从甲图位置匀速直线运动到乙图位置。在此过程中，下面四个物理量保持不变的有（ ） ①物体A对桌面的压力 ②水平推力F ③物体A受到的摩擦力 ④物体A对桌面的压强 A. ①②③④ B. ①②③ C. ②③ D. ① 3. 一位同学从淄博出发，旅游目的地可能是杭州，也可能是西藏。出发前，他给家里没开封的一袋小食品拍了一张照片，如图甲所示；到达目的地后又给这袋小食品拍了一张照片，如图乙所示。不考虑温度对袋内气压的影响，下列判断正确的是（　　） A. 乙图为在杭州拍摄，包装袋内的气压变小 B. 乙图为在杭州拍摄，包装袋外的气压变大 C. 乙图为在西藏拍摄，包装袋外的气压变小 D. 乙图为在西藏拍摄，包装袋内的气压变大 4. 溺水是造成青少年意外死亡的“第一杀手”。下列对溺水时自救的分析错误的是（　　） A. 图甲：不能举手呼救，手臂举起会减小浮力，更易溺水 B. 图乙：让身体漂浮，口鼻露出水面，此时浮力等于重力 C. 图丙：尽量抓住身边木板等漂浮物，使身体上浮 D. 图丁：用手掌向下压水，可以增大浮力，使身体上浮 5. 2025年9月，海军有关部门正式宣布，歼-15T、歼-35和空警-600三型舰载机已成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练。如图是歼-15T航母舰载机从航母上起飞时的情景，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A. 舰载机获得的升力，是因为机翼上表面的空气流速大压强大 B. 从甲板上起飞多架舰载机后，航母底部受到海水的压强变小 C. 从甲板上起飞多架舰载机后，航母所受水的浮力大小不变 D. 福建舰满载排水量8万吨，则它满载时受到的浮力是N 6. 我国自主研发的载人潜水器“奋斗者”号通过调整压载铁实现下潜或上浮，悬浮在水中的潜水器准备上浮时，会抛掉部分压载铁。下列说法正确的是（　　） A. 抛掉压载铁后，潜水器排开水的体积减小，浮力变大 B. 抛掉压载铁后，潜水器重力减小，浮力大于重力而上浮 C. 潜水器上浮过程中，所受浮力大于排开水的重力 D. 潜水器上浮过程中，所受水的压强和浮力都保持不变 7. 我国对物理的研究源远流长，公元前388年《墨经》记载的杠杆原理中，将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是（　　） A. 筷子 B. 核桃钳 C. 托盘天平 D. 雨刮器 8. 如下图是平阴县某中学某物理兴趣小组的同学们自制的轻质拔草器，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，最费力的是哪幅图对应的操作（　　） A. B. C. D. 9. 下列关于功、功率和机械效率的说法中正确的是（　　） A. 功率越大的机械，做的功越多 B. 功率越小的机械，做功一定越慢 C. 做有用功越多的机械，机械效率越高 D. 增大功率可以提高机械效率 10. 如图①所示，在相同的时间内，用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，拉力分别为F甲、F乙。做功的数据如图②所示，下列说法正确的是（　　） A. 物体A的重力大于物体B的重力 B. 拉力F甲<F乙 C. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 D. 甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量 11. 如图所示，工人师傅用600N的力沿着4m长的斜面，将一物体匀速推到高1.5m的车上，该过程中斜面的机械效率是75%，下列说法正确的是（　　） A. 使用斜面是为了省距离 B. 物体在斜面上受到的摩擦力为150N C. 工人师傅做的功是900J D. 物体重为1500N 12. 近期，泰山景区出现了一道独特的风景线，“智能挑夫”机器狗正式“上岗”当起了“挑山工”，有效解决了垃圾清运和物资运输难题。下列关于机器狗运送物资做功的说法正确的是（　　） A. 机器狗驮着物资站立不动时，它对物资做了功 B. 机器狗驮着物资在水平路面上匀速前进时，它对物资做了功 C. 机器狗驮着物资上山的过程中，它对物资做了功 D. 机器狗驮着物资爬升相同的高度，快速跑步爬升要比正常爬升时做功更多 13. 如图甲所示，用水平推力F推一物体，使物体在粗糙程度相同的水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图乙所示时，受到的水平推力为，推力的功率为；当物体运动的速度和时间图像如图丙所示时，受到的水平推力为，推力的功率为，则下列关系式正确的是（　　） A. 　 B. 　 C. 　 D. 　 14. 如图所示，一款扫地机器人采用刷扫和真空方式，将地面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒。当扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，关于扫地机器人，下列说法正确的是（ ） A. 动能变大，机械能变大 B. 动能不变，机械能不变 C. 动能不变，机械能变大 D. 重力势能不变，机械能不变 15. 严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军（图甲），图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（ ） A. A点到B点过程中，运动员动能转化为蹦床的弹性势能 B. 在B点时，运动员的重力势能最小 C. 最终，运动员会停在BC 间某处 D. B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 二、理解与应用（本题包括5个小题，每空1分，第20题3分，共16分） 16. 如图甲是脚踏式翻盖垃圾桶，图乙是其结构简化图。在F处向下踩动脚踏板，连杆BD便向上顶起桶盖。由图可知，以E为支点的杠杆属于___________杠杆（选填“省力”或“费力”），以___________（填字母序号）为支点的杠杆属于___________杠杆。（选填“省力”或“费力”） 17. 如图是一斜拉索桥，项目化学习小组的同学将其结构简化，抽象成模型图，如图甲：并用铁架台、细绳和质地均匀的木板制成两个简易斜拉索桥，如图乙、丙所示。比较分析乙、丙两图发现：适当增大拉索与杠杆夹角，可______（填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而______（填“增大”或“减小”）斜拉索的拉力。假设图乙中木板所受重力为10 N，则细绳受到的拉力是______N。 18. 如图所示，某餐馆用智能机器人替代人工送菜，该机器人以的速度在水平地面上匀速前进将菜送到客人桌前，若机器人和菜总重为，工作时牵引力恒为，完成本次送菜，牵引力做的功为__________，牵引力做功的功率为__________，机器人所受重力做功为__________。当顾客取下菜品后，机器人对水平地面的压强__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 19. 如图所示，许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化。当卫星从远地点向近地点运动时，势能_______、动能_______、机械能______。（填“增大”、“减小”、“不变”） 20. 如图甲，重型订书机上端手柄为一杠杆。O为支点，A为动力作用点，B为阻力作用点，其简化工作原理如图乙所示，请在图乙中作出作用在A点的最小动力F1，作用在B点的阻力F2及阻力臂l2。 三、实验与探究（本题包括4个小题，每空1分，共29分） 21. 小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。 （1）小明列举了三个常识，分别做出了三个猜想，其中符合常识1的是猜想______（填序号）。 常识 猜想 常识1：木头漂在水面，铁钉沉在水底 猜想1：与浸入液体的深度有关 常识2：轮船从长江驶入大海，船身会上浮一些 猜想2：与液体的密度有关 常识3：人从泳池浅水区走向深水区，感觉身体变轻 猜想3：与物体的密度有关 （2）为了验证上述猜想是否正确，小明依次做了如下实验： 小明根据图中实验A、B、C的结果，可得猜想1的说法是正确的；可是根据实验A、C、D的结果，可得猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的。深入分析上述现象可得：浮力大小与__________________有关，与浸入液体的深度______（选填“有关”或“无关”）； （3）接下来根据实验A、D和E______（选填“能”或“不能”）对猜想2进行验证。常识2中轮船从长江驶入大海，轮船受到的浮力大小______（选填“变大”“变小”或“不变”），轮船将______（选填“上浮”或“下沉”）一些； （4）为验证猜想3，小明在老师的指导下，将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验，发现此时测力计示数小于1.8 N，便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是__________________________。 22. 实验小组为探究“杠杆的平衡条件”，准备了以下器材：刻度均匀的杠杆、铁架台、若干钩码、秤盘等。 （1）如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向______（左/右）调节。直到杠杆在______位置平衡，目的是便于测量______，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆______对平衡的影响。 （2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在左侧挂3个钩码，右侧挂2个钩码，此时杠杆再次在水平位置平衡，完成此操作后，下一步小明不能做的是（ ）（填序号）； A. 右侧钩码不动，改变左侧钩码数量并适当移动，使杠杆再次在水平位置平衡 B. 读取此时杠杆上力和力臂的数据，找到其中的规律，得出杠杆的平衡条件 C. 同时改变左右两侧钩码数量及位置，使杠杆再次在水平位置平衡 （3）同组的小华认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确，他们制作了一个密度均匀的圆盘，圆盘可以绕着圆心O转动。如图丙所示，在C点和D点分别悬挂钩码，使圆盘平衡。接下来她应将挂在D点的钩码先后挂在圆盘上的______两个点上，发现杠杆仍能平衡，通过此操作说明影响杠杆平衡的不是支点到力的作用点的距离，而是支点到______的距离； （4）实验小组探究得出杠杆的平衡条件后，利用身边的材料模仿中药房的戥（dēng）秤制作了杆秤，如图丁所示，若要增加称量的范围，应选用提纽______。 23. 小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 （1）表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； （2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； （3）根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A. 71.6% B. 82.4% C. 92.1% D. 100% （4）小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； （5）另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 24. 下图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。 （1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的______； （2）实验中通过比较__________________________来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于______（选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）由步骤甲和步骤乙可以得出的结论是：______相同时，______越大的物体具有的动能越大，小华认为由步骤乙和步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是______（选填“正确”或“错误”）的，理由是____________________； （4）若斜面下方的水平面光滑，本实验______（选填“能”或“不能”）达到实验目的。 四、分析与计算（本题包括3个小题，25题8分，26题9分，27题8分，共25分） 25. 如图，是我国最先进的055型导弹驱逐舰，谓之“国之重器”，具备强大的防空、反导、反潜、反舰、对陆打击能力。舰长180m，舰宽22m，排水量12000t，吃水深度8m（水面至舰底部的距离），动力舱配置四台总功率超100兆瓦燃气轮机，可提供最大为2.0×106N前进的动力，后甲板可搭载质量为8t的“直-20F”反潜直升机，（取g=10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3），求： （1）此驱逐舰漂浮在海面上受到的浮力是多少N? （2）此驱逐舰漂浮在海面上舰底部受到海水的压强是多少Pa? （3）驱逐舰以最大前进动力直线航行40km，燃气轮机对驱逐舰做的功是多少J? （4）降落在后甲板质量为8t的反潜直升机，轮胎与甲板的总接触面积为0.1m2，则直升机对水平甲板的压强是多少Pa? 26. 某工人用如图所示的滑轮组将质量为54kg的重物从地面拉到四楼，用时100s，重物上升10m，绳端拉力为200N，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，g取10N/kg。求： （1）克服物重所做的有用功； （2）该工人做功的功率； （3）该滑轮组的机械效率。 27. 阅读短文，回答问题 轮轴与自行车 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。轮轴实际上是一个可以连续转动的杠杆。轮半径 R和轴半径r分别是作用在轮和轴上的力 F1和 F2的力臂，图甲所示。根据杠杆平衡条件可得：，使用时如果动力作用在轮上，能省力，且轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一；如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径。 变速自行车的驱动结构在于它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成。骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。同时链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 在爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，选择低挡位；下坡时自行车受到的摩擦阻力较小，选择高挡位。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。 （1）自行车驱动结构中，图乙所示，后齿轮和后车轮组成一个______（选填“省力”、 “费力”或“等臂”） 杠杆； （2）请在图丙中画出最省力时，人脚对脚踏板的力 F（作用点在脚踏板中心），以及这个力对应的力臂 L；（ ） （3）爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，应将链条调整至半径较______（选填“大”或“小”）的后齿轮上，从而达到______的目的； （4）自行车在水平道路上行驶时，后车轮受的摩擦阻力为 25N，后车轮的半径为30cm，若此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为 10cm，脚踏板到轴心的长度为25cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为______N。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度第二学期期末诊断性检测 八年级物理试题 （满分：100分；时间：90分钟） 一、选择题（本题包括15个小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 一般水桶的形状如图所示。水桶做成“上大下小”的形状，是为了减小（ ） A. 手受到的拉力 B. 桶对手的压强 C. 水对桶底的压力 D. 水对桶底的压强 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．水桶做成上大下小的形状，这样水的压力没有全部作用在桶底，可减小水对桶底的压力，提起水桶时，桶对手的拉力等于水桶的总重力，水桶做成上大下小的形状，并没有减少水的重力，所以不能减小桶对手的拉力；桶与手的接触面积没有增大，故也不能减小桶对手的压强，故C符合题意，AB不符合题意； D．上大下小的水桶和圆柱形的水桶相比，装有相同深度的水，根据p=ρgh可知不能减小水对桶底的压强，故D不符合题意。 故选C。 2. 如图所示，物体A在水平推力F的作用下从甲图位置匀速直线运动到乙图位置。在此过程中，下面四个物理量保持不变的有（ ） ①物体A对桌面的压力 ②水平推力F ③物体A受到的摩擦力 ④物体A对桌面的压强 A. ①②③④ B. ①②③ C. ②③ D. ① 【答案】B 【解析】 【详解】①④水平桌面上，物体对桌面的压力等于自身重力，物体A的重力不变，因此物体A对桌面的压力不变，从甲图到乙图，物体A与桌面的接触面积S增大，由可知物体A对桌面的压强变小，压强发生改变； ②③滑动摩擦力的大小只和压力大小、接触面粗糙程度有关，本题中压力不变、桌面的粗糙程度不变，因此物体A受到的滑动摩擦力大小不变。物体做匀速直线运动，水平方向推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，摩擦力不变，因此水平推力F也不变。故保持不变的有①②③。故选B。 3. 一位同学从淄博出发，旅游目的地可能是杭州，也可能是西藏。出发前，他给家里没开封的一袋小食品拍了一张照片，如图甲所示；到达目的地后又给这袋小食品拍了一张照片，如图乙所示。不考虑温度对袋内气压的影响，下列判断正确的是（　　） A. 乙图为在杭州拍摄，包装袋内的气压变小 B. 乙图为在杭州拍摄，包装袋外的气压变大 C. 乙图为在西藏拍摄，包装袋外的气压变小 D. 乙图为在西藏拍摄，包装袋内的气压变大 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，这位同学从淄博出发，可能的目的地是杭州或西藏，但题中提到“不考虑温度对袋内气压的影响”，那我们就可以从海拔高度对气压的影响来分析问题，西藏属于高海拔地区，外界的大气压力也比在淄博时低，因为海拔越高，大气压力越低；而杭州的海拔相对较低，与淄博相比，外界大气压力的变化不会很大，外界大气压力基本相同或者变化很小，这位同学到目的地后，包装袋发生了膨胀，这意味着包装袋内部的气压比外界气压较高，这是因为当外部气压降低时，包装袋内部原有的气压显得更高，从而导致包装袋膨胀，故此判断这位同学是在西藏拍摄的照片，外界大气压力小于包装袋内的气压。 故选C。 4. 溺水是造成青少年意外死亡的“第一杀手”。下列对溺水时自救的分析错误的是（　　） A. 图甲：不能举手呼救，手臂举起会减小浮力，更易溺水 B. 图乙：让身体漂浮，口鼻露出水面，此时浮力等于重力 C. 图丙：尽量抓住身边木板等漂浮物，使身体上浮 D. 图丁：用手掌向下压水，可以增大浮力，使身体上浮 【答案】D 【解析】 【详解】A．当手臂举起时，因为手臂离开水面导致人体排开水的体积减小。根据阿基米德原理可知排开体积减小，浮力会减小。浮力减小后，人体更难漂浮，容易下沉，因此不能举手呼救，故A正确，不符合题意； B．身体漂浮时，口鼻露出水面，处于平衡状态。漂浮的物体所受浮力与重力是一对平衡力，即浮力等于重力。故B正确，不符合题意； C．抓住木板等漂浮物时，木板和人的总重力不变，但排开水的体积增大，总浮力增大。当总浮力大于总重力时，身体会上浮。故C正确，不符合题意； D．用手掌向下压水时，手对水施加向下的力，根据力的作用是相互的，水会对手施加向上的反作用力，这个力是动力，使身体上浮。但此时人体排开水的体积并未改变，根据阿基米德原理，浮力大小不变。因此“增大浮力”的说法错误。故D错误，符合题意。 故选D。 5. 2025年9月，海军有关部门正式宣布，歼-15T、歼-35和空警-600三型舰载机已成功完成在福建舰上的首次弹射起飞和着舰训练。如图是歼-15T航母舰载机从航母上起飞时的情景，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A. 舰载机获得的升力，是因为机翼上表面的空气流速大压强大 B. 从甲板上起飞多架舰载机后，航母底部受到海水的压强变小 C. 从甲板上起飞多架舰载机后，航母所受水的浮力大小不变 D. 福建舰满载排水量8万吨，则它满载时受到的浮力是N 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据流体压强规律：流速越大的位置压强越小。舰载机机翼上凸下平，起飞时机翼上表面空气流速大、压强小，下表面流速小、压强大，产生向上的升力，故A错误； BC．航母始终漂浮在水面，浮力等于总重力。起飞多架舰载机后，航母总重力减小，因此受到的浮力减小；根据阿基米德原理​，浮力减小则排开海水的体积​减小，航母上浮，吃水深度减小。根据液体压强公式，减小则航母底部受到海水的压强变小，故B正确，C错误； D．根据阿基米德原理，满载时浮力等于排开水的重力。8万吨， 远大于，故D错误。 故选B。 6. 我国自主研发的载人潜水器“奋斗者”号通过调整压载铁实现下潜或上浮，悬浮在水中的潜水器准备上浮时，会抛掉部分压载铁。下列说法正确的是（　　） A. 抛掉压载铁后，潜水器排开水的体积减小，浮力变大 B. 抛掉压载铁后，潜水器重力减小，浮力大于重力而上浮 C. 潜水器上浮过程中，所受浮力大于排开水的重力 D. 潜水器上浮过程中，所受水的压强和浮力都保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．抛掉压载铁，潜水器的总重力会减小，浮力不变，当重力小于浮力时，潜水器会上浮，故A错误，B正确； C．潜水器上浮过程中，由阿基米德原理知所受浮力等于排开水的重力，故C错误； D．上浮至露出水面过程中，由于排开水的体积先不变，后变小，所受海水浮力先不变，后减小，潜水器上浮过程中，深度变小，由公式可知所受海水压强变小，故D错误。 故选B。 7. 我国对物理的研究源远流长，公元前388年《墨经》记载的杠杆原理中，将阻力臂叫“本”，动力臂叫“标”。下列杠杆属于“本短标长”的是（　　） A. 筷子 B. 核桃钳 C. 托盘天平 D. 雨刮器 【答案】B 【解析】 【详解】“本短标长”指阻力臂短，动力臂长，根据杠杆平衡条件可知，属于省力杠杆： AD．筷子、雨刮器阻力臂长，动力臂短，是费力杠杆，故AD不符合题意； B．核桃钳阻力臂短，动力臂长，是省力杠杆，故B符合题意； C．托盘天平，阻力臂等于动力臂，是等臂杠杆，故C不符合题意； 故选B。 8. 如下图是平阴县某中学某物理兴趣小组的同学们自制的轻质拔草器，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，最费力的是哪幅图对应的操作（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】ABCD．根据杠杆原理，公式为动力×动力臂=阻力×阻力臂。由题可知，拔同一植株时，阻力和阻力臂大小不变，因此动力（即所需施力）与动力臂成反比。动力臂越短，动力越大，越费力。由图可知C对应的操作动力臂最短，因此所需施力最大，最费力，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 9. 下列关于功、功率和机械效率的说法中正确的是（　　） A. 功率越大的机械，做的功越多 B. 功率越小的机械，做功一定越慢 C. 做有用功越多的机械，机械效率越高 D. 增大功率可以提高机械效率 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可知，做功多少和功率及做功的时间两个因素有关，因为时间不确定，所以功率大的机械，做功不一定多，故A错误； B．功率是表示物体做功快慢的物理量，功率越低的机械，做功一定慢，故B正确； C．机械效率是有用功与总功的比值，有用功多，总功不确定，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，故C错误； D．功率表示物体做功快慢，机械效率是有用功与总功的比值，二者没有必然联系，故D错误。 故选B。 10. 如图①所示，在相同的时间内，用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，拉力分别为F甲、F乙。做功的数据如图②所示，下列说法正确的是（　　） A. 物体A的重力大于物体B的重力 B. 拉力F甲<F乙 C. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 D. 甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲做的有用功 乙做的有用功 根据，相同、相同，得​，故A错误； B．根据和，得、、​；根据拉力公式​​，得甲滑轮组的拉力​，乙滑轮组的拉力，即，B错误； C．根据机械效率​​，甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 因此甲滑轮组机械效率比乙低，C正确； D．忽略绳重摩擦，额外功是提升动滑轮做功，即，​、相同，得​，即，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，工人师傅用600N的力沿着4m长的斜面，将一物体匀速推到高1.5m的车上，该过程中斜面的机械效率是75%，下列说法正确的是（　　） A. 使用斜面是为了省距离 B. 物体在斜面上受到的摩擦力为150N C. 工人师傅做的功是900J D. 物体重为1500N 【答案】B 【解析】 【详解】A．使用斜面是通过增大距离，达到省力的目的，故A错误； BCD．工人师傅做的功，即总功为W总=Fs=600N×4m=2400J 根据可知，工人师傅做的有用功为 由W=Fs可知，物体的重力为 该过程中物体克服摩擦力做的额外功为W额=W总-W有用=2400J-1800J=600J 物体在斜面上受到的摩擦力为 故B正确，CD错误。 故选B。 12. 近期，泰山景区出现了一道独特的风景线，“智能挑夫”机器狗正式“上岗”当起了“挑山工”，有效解决了垃圾清运和物资运输难题。下列关于机器狗运送物资做功的说法正确的是（　　） A. 机器狗驮着物资站立不动时，它对物资做了功 B. 机器狗驮着物资在水平路面上匀速前进时，它对物资做了功 C. 机器狗驮着物资上山的过程中，它对物资做了功 D. 机器狗驮着物资爬升相同的高度，快速跑步爬升要比正常爬升时做功更多 【答案】C 【解析】 【详解】A．机器狗驮着物资站立不动时，机器狗对物资有力，但是物资没有移动距离，所以它对物资不做功，故A错误； B．机器狗驮着物资在水平路面上匀速前进时，机器狗对物资有向上的力，机器狗向前移动了距离，力的方向与物资运动的方向垂直，所以它对物资不做功，故B错误； C．机器狗驮着物资上山的过程中，机器狗对物资有向上的力，机器狗向上移动了距离，所以它对物资做了功，故C正确； D．机器狗驮着物资爬升相同的高度，由W=Gh得，物资的重力相同，上升的高度相同，所以做的功相同，与爬升速度无关，故D错误。 故选C。 13. 如图甲所示，用水平推力F推一物体，使物体在粗糙程度相同的水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图乙所示时，受到的水平推力为，推力的功率为；当物体运动的速度和时间图像如图丙所示时，受到的水平推力为，推力的功率为，则下列关系式正确的是（　　） A. 　 B. 　 C. 　 D. 　 【答案】A 【解析】 【详解】分析s-t图像，物体受到水平推力为时，做匀速直线运动，此时物体水平方向受到的推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即，物体运动速度 推力的功率 分析v-t图像，物体受到水平推力为时，做匀速直线运动，此时物体水平方向受到的推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即，物体运动速度大小为，推力的功率 所以，，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 14. 如图所示，一款扫地机器人采用刷扫和真空方式，将地面杂物吸纳进入自身的垃圾收纳盒。当扫地机器人在水平地面上匀速前进清理散落在地面的杂物时，关于扫地机器人，下列说法正确的是（ ） A. 动能变大，机械能变大 B. 动能不变，机械能不变 C. 动能不变，机械能变大 D. 重力势能不变，机械能不变 【答案】A 【解析】 【详解】扫地机器人匀速前进，速度不变；清理杂物时，杂物进入机器人，机器人总质量增大，因此动能变大；机器人始终在水平地面运动，重心高度不变，总质量增大，因此重力势能也变大；机械能 为动能与重力势能之和，动能和重力势能都变大，因此总机械能变大。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 15. 严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军（图甲），图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（ ） A. A点到B点过程中，运动员动能转化为蹦床的弹性势能 B. 在B点时，运动员的重力势能最小 C. 最终，运动员会停在BC 间某处 D. B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．A点到B点过程中，运动员质量不变，高度减小，重力势能减小；运动员质量不变，速度增大，动能变大，重力势能转化为动能，故A错误； B．在B点时，运动员重力大于弹力，还会继续向下运动，运动员重力势能不是最小，故B错误； C．运动员从A下落到C，再被弹起，但由于空气阻力和蹦床的能量损耗，每次弹跳高度逐渐降低。 最终会静止在平衡位置，即蹦床的形变刚好等于重力产生的拉力时的位置。 因为B是刚接触点，无形变，C是最大形变点，平衡位置在两者之间，此时弹力等于重力，所以，最终会停在BC之间的某一点（平衡位置），故C正确； D．运动员从接触蹦床到最低点过程中，一开始重力大于弹力，速度还会继续增大，当重力等于弹力时，速度达到最大，此时动能最大，当重力小于弹力时，动能主要转化为蹦床弹性势能，速度减小，动能减小。从B点到C点过程中，动能先增大后减小，故D错误。 故选C。 二、理解与应用（本题包括5个小题，每空1分，第20题3分，共16分） 16. 如图甲是脚踏式翻盖垃圾桶，图乙是其结构简化图。在F处向下踩动脚踏板，连杆BD便向上顶起桶盖。由图可知，以E为支点的杠杆属于___________杠杆（选填“省力”或“费力”），以___________（填字母序号）为支点的杠杆属于___________杠杆。（选填“省力”或“费力”） 【答案】 ①. 省力 ②. C ③. 费力 【解析】 【详解】对于脚踏杆而言，支点E，向下踩的动力作用在F点，连杆向下的阻力作用在D点，因动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 连杆向上顶起桶盖时，桶盖整体绕着固定轴转动，图中表示该固定转轴的点即为支点C。 对于桶盖杠杆，以C为支点时，动力作用在B点，动力臂CB明显小于桶盖重力对应的阻力臂，因此属于费力杠杆。 17. 如图是一斜拉索桥，项目化学习小组的同学将其结构简化，抽象成模型图，如图甲：并用铁架台、细绳和质地均匀的木板制成两个简易斜拉索桥，如图乙、丙所示。比较分析乙、丙两图发现：适当增大拉索与杠杆夹角，可______（填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而______（填“增大”或“减小”）斜拉索的拉力。假设图乙中木板所受重力为10 N，则细绳受到的拉力是______N。 【答案】 ①. 增大 ②. 减小 ③. 10 【解析】 【详解】适当增大拉索与杠杆夹角，支点O到拉索的距离更远，因此可以增大斜拉索拉力的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂变大，可以减小拉索的拉力。 作出细绳拉力的力臂，如下图所示，令木板的长度为l，根据直角三角形中30°所对的边为斜边的一半可知，拉力F的力臂长度为，木板所受重力为10N，重心在木板的中点，重力力臂为，根据杠杆平衡条件可得细绳受到的拉力 18. 如图所示，某餐馆用智能机器人替代人工送菜，该机器人以的速度在水平地面上匀速前进将菜送到客人桌前，若机器人和菜总重为，工作时牵引力恒为，完成本次送菜，牵引力做的功为__________，牵引力做功的功率为__________，机器人所受重力做功为__________。当顾客取下菜品后，机器人对水平地面的压强__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 1500 ②. 75 ③. 0 ④. 变小 【解析】 【详解】牵引力做的功为 运动时间 牵引力做功的功率为 重力方向竖直向下，机器人沿水平方向运动，竖直方向没有移动距离，因此重力做功为0J； 机器人对水平地面的压力等于总重力，取下菜品后总重力减小，对地面的压力减小，受力面积不变，根据压强公式​，可知机器人对水平地面的压强变小。 19. 如图所示，许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化。当卫星从远地点向近地点运动时，势能_______、动能_______、机械能______。（填“增大”、“减小”、“不变”） 【答案】 ①. 减小 ②. 增大 ③. 不变 【解析】 【详解】势能与质量和高度有关，质量越大，高度越高，势能越大；动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。 [1][2]卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，速度增大，所以势能减小，动能增大。 [3]卫星在大气层外运行时，不受空气阻力作用，没有克服摩擦做功，只有动能和势能的转化，所以机械能守恒。 20. 如图甲，重型订书机上端手柄为一杠杆。O为支点，A为动力作用点，B为阻力作用点，其简化工作原理如图乙所示，请在图乙中作出作用在A点的最小动力F1，作用在B点的阻力F2及阻力臂l2。 【答案】 【解析】 【详解】画最小动力： 根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂一定时，最长动力臂对应最小动力，支点到的连线就是最长动力臂。过点作垂直于、方向向下的力，就是最小动力（压手柄使杠杆转动，方向向下）。 画阻力： 阻力阻碍杠杆转动，压手柄时杠杆绕顺时针转动，点受到订书钉阻碍杠杆转动的反作用力，因此在点作方向垂直杠杆向上的力，即为阻力。 画阻力臂​： 阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离，过点向的作用线作垂线，标注垂线段为​即可。 三、实验与探究（本题包括4个小题，每空1分，共29分） 21. 小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。 （1）小明列举了三个常识，分别做出了三个猜想，其中符合常识1的是猜想______（填序号）。 常识 猜想 常识1：木头漂在水面，铁钉沉在水底 猜想1：与浸入液体的深度有关 常识2：轮船从长江驶入大海，船身会上浮一些 猜想2：与液体的密度有关 常识3：人从泳池浅水区走向深水区，感觉身体变轻 猜想3：与物体的密度有关 （2）为了验证上述猜想是否正确，小明依次做了如下实验： 小明根据图中实验A、B、C的结果，可得猜想1的说法是正确的；可是根据实验A、C、D的结果，可得猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的。深入分析上述现象可得：浮力大小与__________________有关，与浸入液体的深度______（选填“有关”或“无关”）； （3）接下来根据实验A、D和E______（选填“能”或“不能”）对猜想2进行验证。常识2中轮船从长江驶入大海，轮船受到的浮力大小______（选填“变大”“变小”或“不变”），轮船将______（选填“上浮”或“下沉”）一些； （4）为验证猜想3，小明在老师的指导下，将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验，发现此时测力计示数小于1.8 N，便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是__________________________。 【答案】（1）3 （2） ①. 错误 ②. 排开液体的体积 ③. 无关 （3） ①. 能 ②. 不变 ③. 上浮 （4）未测量瓶和沙子的总重力 【解析】 【小问1详解】 由表可知，常识1反映的是不同密度的物体在液体中的表现，符合猜想3。 【小问2详解】  由图可知，C 和 D 中，物体都完全浸没在水中，但深度不同（D 比 C 深）。此时测力计示数都是，说明受到的浮力相等（）。 这说明在完全浸没后，改变深度，浮力不变。因此，根据 A、C、D 的结果，猜想1是错误的；  对比 B、C 可知，物体排开液体的体积不同（浸入深度不同导致排开体积不同），浮力不同；对比 C、D 可知，排开液体的体积相同（都完全浸没），深度不同，但浮力相同。 这说明浮力大小与排开液体的体积有关，而与浸入液体的深度无关（指完全浸没后）。 【小问3详解】 猜想2是“与液体的密度有关”。验证时需要控制排开液体的体积相同，改变液体的密度。 实验 D（水）和 E（盐水）中，物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体密度不同。测力计示数分别为和，说明浮力不同。结合 A 测得的重力，可以算出不同液体中的浮力，从而验证猜想2； 常识2中轮船从长江驶入大海，轮船始终处于漂浮状态，浮力等于重力，所以受到的浮力大小不变； 因为海水密度大于江水密度，根据 ，浮力不变，密度变大，排开液体的体积会变小，所以轮船将上浮一些。 【小问4详解】 猜想3是“与物体的密度有关”。要验证它，需要改变物体的密度（倒掉沙子可以改变整体密度），同时保持液体密度和排开液体体积不变，看浮力是否改变。浮力是通过称重法计算的。 倒掉沙子后，瓶子的总重力已经变小了。小明发现测力计示数小于，但他没有测量此时瓶子（含剩余沙子）的重力。如果重力也相应减小，浮力可能并没有改变。所以，存在的问题是：没有测量出此时瓶子（含有沙子）的重力，无法准确计算浮力大小，不能得出浮力与物体密度有关的结论。 22. 实验小组为探究“杠杆的平衡条件”，准备了以下器材：刻度均匀的杠杆、铁架台、若干钩码、秤盘等。 （1）如图甲所示，实验前，杠杆左侧下沉，则应将左端的平衡螺母向______（左/右）调节。直到杠杆在______位置平衡，目的是便于测量______，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆______对平衡的影响。 （2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在左侧挂3个钩码，右侧挂2个钩码，此时杠杆再次在水平位置平衡，完成此操作后，下一步小明不能做的是（ ）（填序号）； A. 右侧钩码不动，改变左侧钩码数量并适当移动，使杠杆再次在水平位置平衡 B. 读取此时杠杆上力和力臂的数据，找到其中的规律，得出杠杆的平衡条件 C. 同时改变左右两侧钩码数量及位置，使杠杆再次在水平位置平衡 （3）同组的小华认为“支点到力的作用点的距离”会影响杠杆的平衡。为判断这一观点是否正确，他们制作了一个密度均匀的圆盘，圆盘可以绕着圆心O转动。如图丙所示，在C点和D点分别悬挂钩码，使圆盘平衡。接下来她应将挂在D点的钩码先后挂在圆盘上的______两个点上，发现杠杆仍能平衡，通过此操作说明影响杠杆平衡的不是支点到力的作用点的距离，而是支点到______的距离； （4）实验小组探究得出杠杆的平衡条件后，利用身边的材料模仿中药房的戥（dēng）秤制作了杆秤，如图丁所示，若要增加称量的范围，应选用提纽______。 【答案】（1） ①. 右 ②. 水平 ③. 力臂 ④. 自身重力 （2）B （3） ①. E、F ②. 力的作用线 （4）2 【解析】 【小问1详解】 实验前杠杆左侧下沉，说明左端更重，平衡螺母应向更高的右侧调节，使杠杆在水平位置平衡；此时力臂与杠杆重合，目的是便于测量力臂；支点在杠杆中点时，是为了消除杠杆自身重力对平衡的影响。 【小问2详解】 探究杠杆平衡条件时，为避免结论的偶然性并得出普遍规律，必须进行多次实验以获取多组数据。仅凭一次实验数据直接得出结论是不科学的，因此下一步应改变钩码数量或位置继续实验。故选B。 【小问3详解】 要验证“影响杠杆平衡的不是支点到力的作用点的距离”，接下来需要保证支点到力的作用线的距离不变，只改变支点到力的作用点的距离，观察杠杆是否平衡。图中、两点与点到圆心的垂直距离（即力臂）相等，但到圆心（支点）的直线距离不同，故接下来应将挂在D点的钩码先后挂挂在、两点；若实验发现圆盘仍平衡，说明决定平衡的不是支点到作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离（即力臂）。 【小问4详解】 根据杠杆平衡条件得，变形得，使用提纽2时，力臂更小，力臂​更大，因此能称量的最大物重更大，称量范围更大。 23. 小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 （1）表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； （2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； （3）根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是______； A. 71.6% B. 82.4% C. 92.1% D. 100% （4）小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值（）发现钩码的重力越大，_______ （越大/越小/不变）； （5）另一实验小组改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图象.分析可知：分析图像中的A点可知，此时被提升物体所受的重力为_______ N。 【答案】（1）88.9% （2）物重 （3）C （4）越大 （5）18 【解析】 【小问1详解】 第2次实验的机械效率 【小问2详解】 三次实验使用同一滑轮组，动滑轮重力不变，仅改变钩码重力，机械效率随钩码重力增大而提高。故同一滑轮组的机械效率与被提升物体的重力有关。 【小问3详解】 从实验数据看，钩码的重力越大，机械效率越高，钩码的重力为6N时，效率为，则当钩码的重力为8N时，机械效率应高于，故选C。 【小问4详解】 ，主要是克服绳重和摩擦做的额外功。钩码重力越大，绳子对滑轮的拉力越大，摩擦力也越大，因此越大。 【小问5详解】 动滑轮重力为时，，忽略绳重和摩擦时，机械效率公式为： 则物体重力 24. 下图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。 （1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的______； （2）实验中通过比较__________________________来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于______（选填“控制变量法”或“转换法”）； （3）由步骤甲和步骤乙可以得出的结论是：______相同时，______越大的物体具有的动能越大，小华认为由步骤乙和步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是______（选填“正确”或“错误”）的，理由是____________________； （4）若斜面下方的水平面光滑，本实验______（选填“能”或“不能”）达到实验目的。 【答案】（1）速度 （2） ①. 物体B被推动的距离 ②. 转换法 （3） ①. 速度 ②. 质量 ③. 错误 ④. 未保证小球质量相等 （4）不能 【解析】 【小问1详解】 实验中让不同质量的小球从同一高度滚下，就是为了控制它们到达水平面时的初始速度一致，从而单独研究质量对动能的影响。 【小问2详解】 动能是一个抽象的物理量，无法直接用肉眼观察或测量。在这个实验中，小球撞击木块 B，小球的动能越大，对木块做的功就越多，木块被推动的距离就越远。因此，我们可以通过观察“木块 B 被推动的距离”来间接反映小球动能的大小。这种将不易直接测量的物理量（动能）转化为容易观察和测量的物理量（木块移动的距离）的方法，在物理学中被称为“转换法”。 【小问3详解】 由图可知，甲、乙中两球释放高度相同，说明到达水平面时的速度相同；但质量不同（和）。质量大的小球（乙）会把木块推得更远，说明动能更大。由此得出结论：在速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大； 要探究动能与速度的关系，根据控制变量法，必须保持物体的质量相同，只改变速度（即改变高度）。但在乙和丙中，小球的质量不同（和），高度也不同（和），这就存在两个变量。没有控制质量相等，所以无法得出动能与速度的准确关系。 【小问4详解】 本实验的原理是依靠木块在水平面上克服摩擦力做功，通过木块最终停下来的距离来体现动能大小。如果水平面绝对光滑，木块在水平方向上不受摩擦力。根据牛顿第一定律，木块被撞击获得速度后，将一直做匀速直线运动，永远不会停下来。这样就无法通过比较“移动的距离”来判断动能的大小了。 四、分析与计算（本题包括3个小题，25题8分，26题9分，27题8分，共25分） 25. 如图，是我国最先进的055型导弹驱逐舰，谓之“国之重器”，具备强大的防空、反导、反潜、反舰、对陆打击能力。舰长180m，舰宽22m，排水量12000t，吃水深度8m（水面至舰底部的距离），动力舱配置四台总功率超100兆瓦燃气轮机，可提供最大为2.0×106N前进的动力，后甲板可搭载质量为8t的“直-20F”反潜直升机，（取g=10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3），求： （1）此驱逐舰漂浮在海面上受到的浮力是多少N? （2）此驱逐舰漂浮在海面上舰底部受到海水的压强是多少Pa? （3）驱逐舰以最大前进动力直线航行40km，燃气轮机对驱逐舰做的功是多少J? （4）降落在后甲板质量为8t的反潜直升机，轮胎与甲板的总接触面积为0.1m2，则直升机对水平甲板的压强是多少Pa? 【答案】（1）1.2×108N （2）8.24×104Pa （3）8×1010J （4）8×105Pa 【解析】 【小问1详解】 驱逐舰排水量m排=12000t=1.2×107kg 此驱逐舰漂浮在海面上受到的浮力F浮=G排=m排g=1.2×107kg×10N/kg=1.2×108N 【小问2详解】 驱逐舰漂浮在海面上舰底部受到海水的压强p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×8m=8.24×104Pa 【小问3详解】 驱逐舰以最大前进动力直线航行40km，燃气轮机对驱逐舰做的功W=Fs=2.0×106N×4×104m=8×1010J 【小问4详解】 直升机重力G=mg=8×103kg×10N/kg=8×104N 则直升机对甲板的压力F压=G=8×104N 直升机对水平甲板的压强 26. 某工人用如图所示的滑轮组将质量为54kg的重物从地面拉到四楼，用时100s，重物上升10m，绳端拉力为200N，不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦，g取10N/kg。求： （1）克服物重所做的有用功； （2）该工人做功的功率； （3）该滑轮组的机械效率。 【答案】（1）5400J （2）60W （3）90% 【解析】 【小问1详解】 重物的重力 克服物重所做的有用功 【小问2详解】 由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数 绳端移动的距离 拉力做的总功 该工人做功的功率 【小问3详解】 该滑轮组的机械效率 27. 阅读短文，回答问题 轮轴与自行车 轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮，小轮叫轴。轮轴实际上是一个可以连续转动的杠杆。轮半径 R和轴半径r分别是作用在轮和轴上的力 F1和 F2的力臂，图甲所示。根据杠杆平衡条件可得：，使用时如果动力作用在轮上，能省力，且轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一；如果动力作用在轴上就费力，但可以省距离。 自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构，动力是人给脚踏板的蹬力，阻力是链条对前齿轮的拉力，动力臂是脚踏板到轴心的长度，阻力臂是前齿轮半径，此时动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径。 变速自行车的驱动结构在于它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成。骑自行车时，人踩脚踏板一圈，前齿轮转动一圈，带动链条转动的长度为前齿轮的周长。同时链条带动后齿轮转动，由于后齿轮的半径小于前齿轮，为了保证链条转动的长度相同，后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小，它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动，它们转动的圈数保持一致。因此，后齿轮越小，脚踩一圈，后车轮转动的圈数越多，即自行车前进的距离越长。 在爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，选择低挡位；下坡时自行车受到的摩擦阻力较小，选择高挡位。选择不同的挡位时，自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。 （1）自行车驱动结构中，图乙所示，后齿轮和后车轮组成一个______（选填“省力”、 “费力”或“等臂”） 杠杆； （2）请在图丙中画出最省力时，人脚对脚踏板的力 F（作用点在脚踏板中心），以及这个力对应的力臂 L；（ ） （3）爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，应将链条调整至半径较______（选填“大”或“小”）的后齿轮上，从而达到______的目的； （4）自行车在水平道路上行驶时，后车轮受的摩擦阻力为 25N，后车轮的半径为30cm，若此时链条挂在中间挡位的后齿轮上，其半径为5cm，由于前齿轮与后齿轮由链条连接，所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同，若前齿轮的半径为 10cm，脚踏板到轴心的长度为25cm，则自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为______N。 【答案】 ①. 费力 ②. ③. 大 ④. 省力 ⑤. 60 【解析】 【详解】（1）[1]图乙所示，自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构，动力是链条对后齿轮的拉力，阻力是地面给后车轮的摩擦力，动力臂是后齿轮半径，阻力臂是后车轮半径，动力臂小于阻力臂，使用时动力大于阻力，所以后齿轮和后车轮组成一个费力杠杆。 （2）[2]在阻力和阻力臂一定时，动力臂最大，动力最小，最省力。最大动力臂是动力作用点与支点之间的线段，连接脚蹬上的作用点和支点，过力的作用点作力臂的垂线，标出垂直符号、力臂符号及动力F，如图所示： （3）[3][4]爬坡时，自行车受到的摩擦阻力较大，根据杠杆的平衡条件可知，应将链条调整至半径较大的后齿轮上，增大动力臂，达到省力的目的，更容易骑自行车上坡。 （4）[5]设链条的拉力为F，根据杠杆的平衡条件可得 解得：F=150N； 前、后齿轮受到的链条的拉力相同，前齿轮的半径为 10cm，脚踏板到轴心的长度为25cm，设自行车匀速行驶时，人蹬车的力至少应为，根据杠杆的平衡条件可得 解得：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $